专利名称：外延结构体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种外延结构体及其制备方法。
背景技术：
以GaN以及InGaN，AlGaN为主的氮化物形成的外延结构体是近年来备受关注的半导体结构，其连续可变的直接带隙，优异的物理化学稳定性，高饱和电子迁移率等特性，使之成为激光器，发光二极管等光电子器件和微电子器件的优选半导体结构。由于GaN等本身生长技术的限制，现今大面积的GaN半导体层大多生长在蓝宝石等其他基底上。由于氮化镓和蓝宝石基底的晶格常数不同，从而导致氮化镓外延层存在较多位错缺陷。现有技术提供一种改善上述不足的方法，其采用非平整的蓝宝石基底外延生长氮化镓。然而，现有技术通常采用光刻等微电子工艺在蓝宝石基底表面形成沟槽从而构成非平整外延生长面。该方法不但工艺复杂，成本较高，而且会对蓝宝石基底外延生长面造成污染，从而影响外延结构的质量。
发明内容
综上所述，确有必要提供一种工艺简单，成本低廉，且不会对基底表面造成污染的外延结构体的制备方法以及一种应用广泛的外延结构体。一种外延结构体的制备方法，包括以下步骤提供一基底，所述基底具有一外延生长面；提供一层碳纳米管层，将该碳纳米管层靠近所述外延生长面设置，该碳纳米管层至少部分相对于所述外延生长面悬空设置；在所述基底的外延生长面生长一外延层将所述碳纳米管层包覆。一种外延结构体的制备方法，包括以下步骤提供一基底，所述基底具有一外延生长面；提供多层碳纳米管层，将该多层碳纳米管层悬空设置在所述基底的外延生长面，该多层碳纳米管层相互间隔且靠近所述外延生长面设置；在所述基底的外延生长面生长一外延层将所述多层碳纳米管层包覆。—种外延结构体，所述外延结构体包括一外延层及至少一碳纳米管层，其中，所述至少一碳纳米管层被包覆于所述外延层中。与现有技术相比，本发明提供的外延结构体的制备方法以及外延结构体通过将碳纳米管层直接悬空设置于基底表面作为掩膜的方式生长外延层，大大降低了外延结构体的制备成本，并且所述碳纳米管层具有良好的导电性，使得所述外延结构体具有广泛用途。
图I为本发明第一实施例提供的外延结构体的制备方法的工艺流程图。图2为本发明第一实施例中采用的碳纳米管膜的扫描电镜照片。图3为图2所示的碳纳米管膜中的碳纳米管片段的结构示意图。图4为本发明采用的多层交叉设置的碳纳米管膜的扫描电镜照片。
图5为本发明采用的非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。图6为本发明采用的扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。图7为本发明第二实施例提供的外延结构体的制备方法的工艺流程图。主要元件符号说明
权利要求
1.一种外延结构体的制备方法，包括以下步骤 提供一基底，所述基底具有一外延生长面； 提供一层碳纳米管层，将该碳纳米管层靠近所述外延生长面设置，该碳纳米管层至少部分相对于所述外延生长面悬空设置； 在所述基底的外延生长面生长一外延层将所述碳纳米管层包覆。
2.如权利要求I所述的外延结构体的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管层为一连续的自支撑结构。
3.如权利要求I所述的外延结构体的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管层平行于所述基底的外延生长面设置并与外延生长面间隔。
4.如权利要求I所述的外延结构体的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管层具有多 个开口，所述外延层在生长过程中渗透所述开口外延生长。
5.如权利要求4所述的外延结构体的制备方法，其特征在于，所述外延层在所述碳纳米管层周围形成多个孔洞将所述碳纳米管层中的碳纳米管包围。
6.如权利要求I所述的外延结构体的制备方法，其特征在于，所述悬空设置的碳纳米管层与基底的外延生长面之间的距离为10纳米 500微米。
7.如权利要求6所述的外延结构体的制备方法，其特征在于，所述悬空设置的碳纳米管层与基底的外延生长面之间的距离为50纳米 100微米。
8.如权利要求I所述的外延结构体的制备方法，其特征在于，所述基底为一单晶结构体，所述基底的材料为 GaAs, GaN, Si、SOI、AIN、SiC、MgO, ZnO, LiGaO2' LiAlO2 或 Al2O30
9.如权利要求I所述的外延结构体的制备方法，其特征在于，所述外延层的生长方法包括分子束外延法、化学束外延法、减压外延法、低温外延法、选择外延法、液相沉积外延法、金属有机气相外延法、超真空化学气相沉积法、氢化物气相外延法、以及金属有机化学气相沉积法中的一种或多种。
10.如权利要求I所述的外延结构体的制备方法，其特征在于，在外延层将所述至少一碳纳米管层包覆之后进一步包括一将所述基底剥离的步骤。
11.如权利要求10所述的外延结构体的制备方法，其特征在于，所述剥离的方法为激光照射法、腐蚀法或温差自剥离法。
12.—种外延结构体的制备方法，包括以下步骤 提供一基底，所述基底具有一外延生长面； 提供多层碳纳米管层，将该多层碳纳米管层悬空设置在所述基底的外延生长面，该多层碳纳米管层相互间隔且靠近所述外延生长面设置； 在所述基底的外延生长面生长一外延层将所述多层碳纳米管层包覆。
13.如权利要求12所述的外延结构体的制备方法，其特征在于，所述多层碳纳米管层之间的间隔距离为10纳米 500微米。
14.一种外延结构体，所述外延结构体包括一外延层及至少一碳纳米管层，其特征在于，所述至少一碳纳米管层被包覆于所述外延层中。
15.如权利要求14所述的外延结构体，其特征在于，所述外延层为一连续的整体结构。
16.如权利要求14所述的外延结构体,其特征在于,所述外延结构体包括多层碳纳米管层，且所述多层碳纳米管层相互间隔设置。
17.如权利要求14所述的外延结构体，其特征在于，所述外延层在所述碳纳米管层周围形成多个孔洞，所述至少一碳纳米管层中的碳纳米管设置于该多个孔洞中。
18.如权利要求17所述的外延结构体，其特征在于，所述多个孔洞位于同一平面内且相邻的孔洞之间填充有外延层。
19.如权利要求18所述的外延结构体，其特征在于，所述碳纳米管层具有多个开口，所述孔洞之间的外延层渗透到碳纳米管层的开口中。
20.如权利要求14所述的外延结构体，其特征在于，所述碳纳米管层靠近所述外延层的一表面设置，该碳纳米管层到所述外延层所述表面的距离为10纳米 500微米。
21.如权利要求14所述的外延结构体,其特征在于,所述外延结构体进一步包括一基底，所述外延层设置于基底表面。
全文摘要
一种外延结构体的制备方法，包括以下步骤提供一基底，所述基底具有一外延生长面；在所述基底的外延生长面上悬空设置碳纳米管层；在所述设置有碳纳米管层的外延生长面上生长外延层。本发明进一步提供一种外延结构体。
文档编号H01L21/20GK102737962SQ201110095149
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者范守善, 魏洋 申请人:清华大学, 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司