[发明专利]外延结构的制备方法

说明书

本发明涉及一种外延结构的制备方法，包括以下步骤：提供一自支撑的碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括多个碳纳米管有序排列且通过范德华力相互连接；将所述碳纳米管膜悬空设置并进行表面处理，在所述多个碳纳米管的表面引入缺陷；采用原子层沉积法在所述表面处理后的碳纳米管膜的多个碳纳米管的表面生长一层纳米材料层；将生长有纳米材料层的碳纳米管膜进行退火处理，去除所述碳纳米管膜，形成多个纳米管，且所述多个纳米管有序排列且相互连接形成一自支撑的纳米管膜；将该纳米管膜设置于一基底的外延生长面；以及在所述基底的外延生长面生长一外延层。

技术领域

本发明涉及一种外延结构及其制备方法，尤其，涉及一种采用掩模制备外延结构的方法及采用该方法制备的外延结构。

背景技术

外延结构，尤其外延结构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（GaN）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。例如，现有技术先在蓝宝石基底表面沉积一二氧化硅层，再采用光刻等微电子工艺蚀刻该二氧化硅层从而在蓝宝石基底表面形成图案化掩模。然而，该方法不但工艺复杂，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，确有必要提供一种既工艺简单又不会对蓝宝石基底外延生长面造成污染的外延结构的制备方法。

一种外延结构的制备方法，包括以下步骤：提供一自支撑的碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括多个碳纳米管有序排列且通过范德华力相互连接；将所述碳纳米管膜悬空设置并进行表面处理，在所述多个碳纳米管的表面引入缺陷；采用原子层沉积法在所述表面处理后的碳纳米管膜的多个碳纳米管的表面生长一层纳米材料层；将生长有纳米材料层的碳纳米管膜进行退火处理，去除所述碳纳米管膜，形成多个纳米管，且所述多个纳米管有序排列且相互连接形成一自支撑的纳米管膜；将该纳米管膜设置于一基底的外延生长面；以及在所述基底的外延生长面生长一外延层。

一种外延结构的制备方法，其包括以下步骤：提供一自支撑的碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括多个碳纳米管有序排列且通过范德华力相互连接；在所述碳纳米管膜的多个碳纳米管的表面生长一层纳米材料层；将生长有纳米材料层的碳纳米管膜进行退火处理，去除所述碳纳米管膜，形成多个纳米管，且所述多个纳米管有序排列且相互连接形成一自支撑的纳米管膜；将该纳米管膜设置于一基底的外延生长面；以及在所述基底的外延生长面生长一外延层。

一种外延结构的制备方法，其包括以下步骤：提供一纳米管膜，该纳米管膜包括多个纳米管，所述多个纳米管有序排列且相互连接形成一自支撑的膜结构，且至少部分相邻的两个纳米管的连接处通过离子键结合；将该纳米管膜设置于一基底的外延生长面；以及在所述基底的外延生长面生长一外延层。

与现有技术的光刻等微电子工艺相比，本发明提供的外延结构的制备方法，通过设置纳米管膜掩模进行外延生长的方法工艺简单、不易在基底的外延生长面引入污染。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的外延结构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为本发明第一实施例的碳纳米管膜的结构示意图。