[发明专利]外延衬底、外延衬底的制备方法及外延衬底作为生长外延层的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于外延生长的外延衬底、外延衬底的制备方法及所述外延衬底作为生长外延层的应用。

背景技术

外延衬底，尤其氮化钾外延衬底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，定向生长在外延衬底如蓝宝石基底上。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，氮化镓外延层和外延衬底之间存在较大应力，应力越大会导致氮化镓外延层破裂。这种外延衬底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作为外延衬底生长氮化镓。然而，现有技术通常在蓝宝石基底表面形成沟槽从而构成非平整外延生长面，然而由于工艺的限制形成的沟槽的尺寸较大，因此在得到的外延衬底中，位错密度依然较高，从而影响外延衬底的质量。

发明内容

综上所述，确有必要提供一种高质量的外延衬底、外延衬底的制备方法及其在外延生长中的应用。

一种外延衬底，用于生长外延层，该外延衬底包括：一基底，该基底具有一图案化的表面作为外延生长面，其中，所述外延衬底进一步包括一碳纳米管层覆盖所述基底的外延生长面设置，所述基底的外延生长面具有多个凹槽，所述碳纳米管层在对应所述凹槽的位置悬空设置。

一种外延衬底，用于生长外延层，该外延衬底包括：一基底，该基底具有一外延生长面；以及多个凸起结构设置在所述基底的外延生长面，其中，所述外延衬底进一步包括一碳纳米管层覆盖所述多个凸起结构以及基底的外延生长面设置，位于相邻的两个凸起结构之间的所述碳纳米管层悬空设置。

一种外延衬底的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底，该基底具有一外延生长面；处理所述外延生长面，形成一图案化的表面；在所述图案化的外延生长面设置一碳纳米管层。

一种外延衬底作为生长外延层的应用，包括以下步骤：提供一如上所述的外延衬底，所述外延衬底具有一图案化的外延生长面及覆盖该外延生长面的碳纳米管层；在所述外延衬底的外延生长面生长一外延层。

与现有技术相比，由于在所述基底的图案化的外延生长面设置一碳纳米管层作为掩模的方法减小了外延层生长过程中的位错缺陷，提高了所述外延层的质量。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的外延衬底的制备方法的工艺流程图。

图2为本发明第一实施例提供外延衬底的制备方法中的图案化基底工艺流程图。

图3为图1所示的外延衬底的制备方法中图案化的基底的结构示意图。

图4为图1所示的外延衬底的制备方法中采用的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图5为图4中的碳纳米管膜中的碳纳米管片段的结构示意图。

图6为本发明第一实施例提供的外延衬底的制备方法中采用的多层交叉设置的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图7为本发明第一实施例提供的外延衬底的制备方法中采用的非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图8为本发明第一实施例提供的外延衬底的制备方法中采用的扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图9为本发明第一实施例提供的外延衬底的结构示意图。

图10为本发明应用第一实施例提供的外延衬底生长外延层的工艺流程图。

图11为本发明第二实施例提供的外延衬底的制备方法的工艺流程图。

图12为本发明第二实施例提供的外延衬底的结构示意图。

主要元件符号说明