[发明专利]外延结构体

说明书

技术领域

本发明涉及一种外延结构体。

背景技术

外延结构体，尤其异质外延结构体为制作半导体器件的主要材料之一。例如，近年来，制备发光二极管（LED）的氮化镓外延片成为研究的热点。

所述氮化镓外延片是指在一定条件下，将氮化镓材料分子，有规则排列，定向生长在蓝宝石基底上。然而，高质量氮化镓外延片的制备一直是研究的难点。由于氮化镓和蓝宝石基底的晶格常数以及热膨胀系数的不同，从而导致氮化镓外延层存在较多位错缺陷。而且，氮化镓外延层和蓝宝石基底之间存在较大应力，应力越大会导致氮化镓外延层破裂。这种异质外延结构普遍存在晶格失配现象，且易形成位错等缺陷。

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，从而影响外延结构体的质量。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种高质量的外延结构体。

一种外延结构体，其包括：一基底、一第一外延层和一第二外延层，该基底具有一外延生长面，该第一外延层形成于所述基底的外延生长面，所述第二外延层形成于所述第一外延层的远离基底的一表面，进一步包括至少二层碳纳米管层，所述至少二层碳纳米管层中的至少一层设置于所述第一外延层与基底之间，至少一层设置于所述第一外延层与第二外延层之间。

一种外延结构体，其包括：一基底、一异质外延层和一外延层，该基底具有一外延生长面，该异质外延层形成于所述基底的外延生长面，所述外延层形成于所述异质外延层的远离基底的一表面，进一步包括至少二层图形化的碳纳米管层，每一碳纳米管层包括多个开口，所述至少二层图形化的碳纳米管层中的至少一层设置于所述异质外延层与基底之间，异质外延层渗透该至少一碳纳米管层的多个开口与所述基底的外延生长面接触，所述至少二层图形化的碳纳米管层中的至少一层设置于所述异质外延层与外延层之间，所述外延层渗透该至少一碳纳米管层的多个开口与所述异质外延层的远离基底的表面接触。

一种外延结构体，其包括：一基底及多个外延层，该基底具有一外延生长面，所述多个外延层层叠设置于该外延生长面，该基底的外延生长面及每相邻外延层之间设置有掩膜层，至少一掩膜层包括一碳纳米管层。

与现有技术相比，由于在所述基底的外延生长面设置一碳纳米管层而获得图形化的掩模的方法工艺简单、成本低廉，大大降低了外延结构体的制备成本，同时降低了对衬底以及环境的污染。进一步，所述包括碳纳米管层的外延结构体使得外延结构体具有更广泛用途。

附图说明

图1为本发明实施例提供的外延结构体的制备方法的工艺流程图。

图2为本发明实施例中采用的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图3为图2中的碳纳米管膜中的碳纳米管片段的结构示意图。

图4为本发明实施例中采用的多层交叉设置的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图5为本发明实施例中采用的非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图6为本发明实施例中采用的扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图7为本发明实施例中第一外延层生长过程示意图。

图8为本发明第一实施例制备的外延结构体截面的扫描电镜照片。

图9为本发明第一实施例制备的外延结构体界面处的透射电镜照片。

图10为本发明实施例中第二外延层生长过程示意图。

图11为本发明第一实施例提供的外延结构体的立体结构示意图。

图12为图11所示的外延结构体沿线XII-XII的剖面示意图。

图13为本发明第二实施例提供的外延结构体的立体结构示意图。

图14为本发明第三实施例提供的外延结构体的立体结构示意图。

主要元件符号说明