[发明专利]具有微构造的外延结构体

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有微构造的外延结构体。

背景技术

以GaN以及InGaN，AlGaN为主的氮化物形成的具有微构造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，确有必要提供一种位错缺陷较少，且外延层与衬底之间的应力较小的高质量的具有微构造的外延结构体。

一种具有微构造的外延结构体，其包括一外延层及一石墨烯层，所述外延层一表面具有多个凹槽及多个凸起以形成一图案化表面，所述石墨烯层具有多个开口，所述石墨烯层设置于该外延层的图案化的表面，并嵌入该外延层的多个凹槽中，所述外延层的多个凸起由所述石墨烯层的多个开口露出。

一种具有微构造的外延结构体，其包括层叠设置的一外延层及一具有多个开口的图案化的单层石墨烯薄膜，外延层的部分渗透所述石墨烯薄膜的多个开口露出，所述开口的尺寸为10纳米~120微米，所述图案化的单层石墨烯薄膜的占空比为1:4~4:1。

与现有技术相比，本发明提供的具有微构造的外延结构体采用具有多个开口石墨烯层作为掩膜的方式生长外延层，大大降低了具有微构造的外延结构体的制备成本，并且所述石墨烯层具有良好的导电性，使得所述具有微构造的外延结构体具有广泛用途。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的具有微构造的外延结构体的制备方法的工艺流程图。

图2为图1中采用的第一种图案化石墨烯层的示意图。

图3为图1中采用的第二种图案化石墨烯层的示意图。

图4为图1中采用的第三种图案化石墨烯层的示意图。

图5为图1中采用的第四种图案化石墨烯层的示意图。

图6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7为图6中的碳纳米管膜中的碳纳米管片段的结构示意图。

图8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9为图1中外延层的生长过程的示意图。

图10为本发明第一实施例提供的具有微构造的外延结构体的示意图。

图11为图10所示的具有微构造的外延结构体沿线XI-XI的剖面示意图。

图12为本发明第二实施例提供的具有微构造的外延结构体的分解示意图。

图13为图12所示的具有微构造的外延结构体整合示意图。

图14为本发明第四实施例提供的具有微构造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