[发明专利]外延结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种外延结构及其制备方法。

背景技术

外延结构，尤其异质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外延结构。

一种外延结构，其包括：一基底，该基底具有一外延生长面，以及一外延层形成于所述基底的外延生长面，其特征在于，进一步包括一石墨烯层设置于所述外延层与基底之间。

一种外延结构，其包括：一基底，该基底具有一外延生长面，以及一外延层形成于所述基底的外延生长面，其特征在于，进一步包括一图案化的石墨烯层设置于所述外延层与基底之间，且该图案化的石墨烯层具有多个开口，使外延层渗透石墨烯层的多个开口与所述基底的外延生长面接触，所述开口的尺寸为10纳米~120微米，所述图案化的石墨烯层的占空比为1:4~4:1。

一种外延结构，其包括：一基底，该基底具有一外延生长面，以及一外延层形成于所述基底的外延生长面，其特征在于，进一步包括一图案化的单层石墨烯设置于所述外延层与基底之间，且该图案化的单层石墨烯具有多个开口，使外延层渗透石墨烯层的多个开口与所述基底的外延生长面接触。

与现有技术相比，由于在外延层与基底之间设置一石墨烯层，所述外延结构的位错缺陷较少，且外延层与基底之间的应力较小，具有广泛用途。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的异质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包括多个微孔的石墨烯层的结构示意图。

图3为本发明第一实施例中采用的包括多个条形间隙的石墨烯层的结构示意图。

图4为本发明第一实施例中采用的包括多个不同形状开口的石墨烯层的结构示意图。

图5为本发明第一实施例中采用的包括多个间隔设置的图形的石墨烯层的结构示意图。

图6为本发明实第一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为本发明第一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9为本发明第一实施例中异质外延层生长过程示意图。

图10为本发明第一实施例制备的异质外延结构的立体结构示意图。

图11为图10所示的异质外延结构沿线IX-IX的剖面示意图。

图12为本发明第二实施例提供的异质外延结构的立体分解图。

图13为本发明第二实施例提供的异质外延结构的立体结构示意图。

图14为本发明第三实施例提供的异质外延结构的立体结构示意图。

主要元件符号说明