專利名稱：外延結(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種外延結(jié)構(gòu)及其制備方法。
背景技術(shù)：
外延結(jié)構(gòu)，尤其異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)為制作半導(dǎo)體器件的主要材料之一。例如，近年來， 制備發(fā)光二極管(LED)的氮化鎵外延片成為研究的熱點(diǎn)。所述氮化鎵外延片是指在一定條件下，將氮化鎵材料分子，有規(guī)則排列，定向生長(zhǎng)在藍(lán)寶石基底上。然而，高質(zhì)量氮化鎵外延片的制備一直是研究的難點(diǎn)。由于氮化鎵和藍(lán)寶石基底的晶格常數(shù)以及熱膨脹系數(shù)的不同，從而導(dǎo)致氮化鎵外延層存在較多位錯(cuò)缺陷。而且，氮化鎵外延層和藍(lán)寶石基底之間存在較大應(yīng)力，應(yīng)力越大會(huì)導(dǎo)致氮化鎵外延層破裂。這種異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)普遍存在晶格失配現(xiàn)象，且易形成位錯(cuò)等缺陷?，F(xiàn)有技術(shù)提供一種改善上述不足的方法，其采用非平整的藍(lán)寶石基底外延生長(zhǎng)氮化鎵。然而，現(xiàn)有技術(shù)通常采用光刻等微電子工藝在藍(lán)寶石基底表面形成溝槽從而構(gòu)成非平整外延生長(zhǎng)面。該方法不但工藝復(fù)雜，成本較高，而且會(huì)對(duì)藍(lán)寶石基底外延生長(zhǎng)面造成污染，從而影響外延結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
綜上所述，確有必要提供一種工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，且不會(huì)對(duì)基底表面造成污染的外延結(jié)構(gòu)的制備方法以及一種高質(zhì)量的外延結(jié)構(gòu)。一種外延結(jié)構(gòu)，其包括一基底，該基底具有一外延生長(zhǎng)面，以及一外延層形成于所述基底的外延生長(zhǎng)面，其中，進(jìn)一步包括一碳納米管層設(shè)置于所述外延層與基底之間。一種外延結(jié)構(gòu)，其包括一基底，該基底具有一外延生長(zhǎng)面，以及一異質(zhì)外延層形成于所述基底的外延生長(zhǎng)面，其中，進(jìn)一步包括一圖形化的碳納米管層設(shè)置于所述異質(zhì)外延層與基底之間，且該圖形化的碳納米管層具有多個(gè)開口，使異質(zhì)外延層滲透碳納米管層的多個(gè)開口與所述基底的外延生長(zhǎng)面接觸。一種外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟提供一基底，該基底具有一支持外延層生長(zhǎng)的外延生長(zhǎng)面；在所述基底的外延生長(zhǎng)面設(shè)置一碳納米管層；以及在基底的外延生長(zhǎng)面生長(zhǎng)外延層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在所述基底的外延生長(zhǎng)面設(shè)置一碳納米管層而獲得圖形化的掩模的方法工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，大大降低了外延結(jié)構(gòu)的制備成本，同時(shí)降低了對(duì)環(huán)境的污染。進(jìn)一步，所述包括碳納米管層的外延結(jié)構(gòu)使得外延結(jié)構(gòu)具有廣泛用途。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)的制備方法的工藝流程圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中采用的碳納米管膜的掃描電鏡照片。圖3為圖2中的碳納米管膜中的碳納米管片段的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例中采用的多層交叉設(shè)置的碳納米管膜的掃描電鏡照片。圖5為本發(fā)明實(shí)施例中采用的非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描電鏡照片。圖6為本發(fā)明實(shí)施例中采用的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的掃描電鏡照片。圖7為本發(fā)明實(shí)施例中異質(zhì)外延層生長(zhǎng)過程示意圖。圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例制備的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)截面的掃描電鏡照片。圖9為本發(fā)明第一實(shí)施例制備的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)界面處的透射電鏡照片。圖10為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為圖10所示的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)沿線XI-XI的剖面示意圖。圖12為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖13為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。主要元件符號(hào)說明異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)10，20，30
基底100，200，300
外延生長(zhǎng)面101
碳納米管層102,202,302
孔洞103
異質(zhì)外延層104，204，304
開口105
異質(zhì)外延晶粒1042
異質(zhì)外延薄膜1044
碳納米管片段143
碳納米管14具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例提供的外延結(jié)構(gòu)及其制備方法。為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明首先介紹一種異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)的制備方法。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)10的制備方法，其具體包括以下步驟SlO 提供一基底100，且該基底100具有一支持異質(zhì)外延層104生長(zhǎng)的外延生長(zhǎng)面 101 ；S20 在所述基底100的外延生長(zhǎng)面101設(shè)置一碳納米管層102 ；S30 在基底100的外延生長(zhǎng)面101生長(zhǎng)異質(zhì)外延層104。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)10的制備方法，其具體包括以下步驟SlO 提供一基底100，且該基底100具有一支持異質(zhì)外延層104生長(zhǎng)的外延生長(zhǎng)面 101 ；S20 在所述基底100的外延生長(zhǎng)面101設(shè)置一碳納米管層102 ；S30 在基底100的外延生長(zhǎng)面101生長(zhǎng)異質(zhì)外延層104。步驟SlO中，所述基底100提供了異質(zhì)外延層104的外延生長(zhǎng)面101。所述基底100的外延生長(zhǎng)面101是分子平滑的表面，且去除了氧或碳等雜質(zhì)。所述基底100可以為單層或多層結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述基底100為單層結(jié)構(gòu)時(shí)，該基底100可以為一單晶結(jié)構(gòu)體，且具有一晶面作為異質(zhì)外延層104的外延生長(zhǎng)面101。所述單層結(jié)構(gòu)的基底100的材料可以為GaAs、 GaN、Si、SOI、A1N、SiC、MgO, ZnO, LiGaO2, LiAlO2 或 Al2O3 等。當(dāng)所述基底 100 為多層結(jié)構(gòu)時(shí)，其需要包括至少一層上述單晶結(jié)構(gòu)體，且該單晶結(jié)構(gòu)體具有一晶面作為異質(zhì)外延層104 的外延生長(zhǎng)面101。所述基底100的材料可以根據(jù)所要生長(zhǎng)的異質(zhì)外延層104來選擇，優(yōu)選地，使所述基底100與異質(zhì)外延層104具有相近的晶格常數(shù)以及熱膨脹系數(shù)。所述基底 100的厚度、大小和形狀不限，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇。所述基底100不限于上述列舉的材料，只要具有支持異質(zhì)外延層104生長(zhǎng)的外延生長(zhǎng)面101的基底100均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。步驟S20中，所述碳納米管層102為包括多個(gè)碳納米管的連續(xù)的整體結(jié)構(gòu)。所述碳納米管層102中多個(gè)碳納米管沿著基本平行于碳納米管層102表面的方向延伸。當(dāng)所述碳納米管層102設(shè)置于所述基底100的外延生長(zhǎng)面101時(shí)，所述碳納米管層102中多個(gè)碳納米管的延伸方向基本平行于所述基底100的外延生長(zhǎng)面101。所述碳納米管層的厚度為1 納米 100微米，或1納米 1微米，或1納米 200納米，優(yōu)選地厚度為10納米 100納米。所述碳納米管層102為一圖形化的碳納米管層102。所述“圖形化”是指所述碳納米管層102具有多個(gè)開口 105，該多個(gè)開口 105從所述碳納米管層102的厚度方向貫穿所述碳納米管層102。當(dāng)所述碳納米管層102覆蓋所述基底100的外延生長(zhǎng)面101設(shè)置時(shí)，從而使所述基底100的外延生長(zhǎng)面101對(duì)應(yīng)該開口 105的部分暴露以便于生長(zhǎng)異質(zhì)外延層104。所述開口 105可以為微孔或間隙。所述開口 105的尺寸為10納米 500微米，所述尺寸是指所述微孔的孔徑或所述間隙的寬度方向的間距。所述開口 105的尺寸為10納米 300微米、或10納米 120微米、或10納米 80微米、或10納米 10微米。開口 105的尺寸越小，有利于在生長(zhǎng)外延層的過程中減少位錯(cuò)缺陷的產(chǎn)生，以獲得高質(zhì)量的異質(zhì)外延層104。 優(yōu)選地，所述開口 105的尺寸為10納米 10微米。進(jìn)一步地，所述碳納米管層102的占空比為 1 100 100 1，或 1 10 10 1，或 1 2 2 1，或 1 4 4 1。優(yōu)選地，所述占空比為1 4 4 1。所謂“占空比”指該碳納米管層102設(shè)置于基底100 的外延生長(zhǎng)面101后，該外延生長(zhǎng)面101被碳納米管層102占據(jù)的部分與通過開孔105暴露的部分的面積比。進(jìn)一步地，所述“圖形化”是指所述碳納米管層102中多個(gè)碳納米管的排列方式是有序的、有規(guī)則的。例如，所述碳納米管層102中多個(gè)碳納米管的軸向均基本平行于所述基底100的外延生長(zhǎng)面101且基本沿同一方向延伸?；蛘?，所述碳納米管層102中多個(gè)碳納米管的軸向可有規(guī)律性地基本沿兩個(gè)以上方向延伸?；蛘撸鎏技{米管層102中多個(gè)碳納米管的軸向沿著基底100的一晶向延伸或與基底100的一晶向成一定角度延伸。上述碳納米管層102中沿同一方向延伸的相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。在所述碳納米管層102具有如前所述的開口 105的前提下，所述碳納米管層102 中多個(gè)碳納米管也可無序排列、無規(guī)則排列。優(yōu)選地，所述碳納米管層102設(shè)置于所述基底100的整個(gè)外延生長(zhǎng)面101。所述碳納米管層102中的碳納米管可以為單壁碳納米管、雙壁碳納米管或多壁碳納米管中的一種或多種，其長(zhǎng)度和直徑可以根據(jù)需要選擇。
所述碳納米管層102用作生長(zhǎng)異質(zhì)外延層104的掩模。所謂“掩?！笔侵冈撎技{米管層102用于遮擋所述基底100的部分外延生長(zhǎng)面101，且暴露部分外延生長(zhǎng)面101，從而使得異質(zhì)外延層104僅從所述外延生長(zhǎng)面101暴露的部分生長(zhǎng)。由于碳納米管層102具有多個(gè)開口 105，所以該碳納米管層102形成一圖形化的掩模。當(dāng)碳納米管層102設(shè)置于基底100的外延生長(zhǎng)面101后，多個(gè)碳納米管沿著平行于外延生長(zhǎng)面101的方向延伸。由于所述碳納米管層102在所述基底100的外延生長(zhǎng)面101形成多個(gè)開口 105，從而使得所述基底100的外延生長(zhǎng)面101上具有一圖形化的掩模?？梢岳斫猓鄬?duì)于光刻等微電子工藝，通過設(shè)置碳納米管層102掩模進(jìn)行外延生長(zhǎng)的方法工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，不易在基底100的延生長(zhǎng)面101引入污染，而且綠色環(huán)保，可以大大降低了異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)10的制備成本?？梢岳斫猓龌?00和碳納米管層102共同構(gòu)成了用于生長(zhǎng)異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)的襯底。該襯底可用于生長(zhǎng)不同材料的異質(zhì)外延層104，如半導(dǎo)體外延層、金屬外延層或合金外延層。該襯底也可用于生長(zhǎng)同質(zhì)外延層，從而得到一同質(zhì)外延結(jié)構(gòu)。所述碳納米管層102可以預(yù)先形成后直接鋪設(shè)在所述基底100的外延生長(zhǎng)面101。 所述碳納米管層102為一宏觀結(jié)構(gòu)，且所述碳納米管層102為一個(gè)自支撐的結(jié)構(gòu)。所謂“自支撐”指該碳納米管層102不需要大面積的載體支撐，而只要相對(duì)兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身狀態(tài)，即將該碳納米管層102置于(或固定于)間隔特定距離設(shè)置的兩個(gè)支撐體上時(shí)，位于兩個(gè)支撐體之間的碳納米管層102能夠懸空保持自身狀態(tài)。由于碳納米管層102為自支撐結(jié)構(gòu)，所述碳納米管層102不必要通過復(fù)雜的化學(xué)方法形成在基底 100的外延生長(zhǎng)面101。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述碳納米管層102為多個(gè)碳納米管組成的純碳納米管結(jié)構(gòu)。所謂“純碳納米管結(jié)構(gòu)”是指所述碳納米管層在整個(gè)制備過程中無需任何化學(xué)修飾或酸化處理，不含有任何羧基等官能團(tuán)修飾。所述碳納米管層102還可以為一包括多個(gè)碳納米管以及添加材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)。所述添加材料包括石墨、石墨稀、碳化硅、氮化硼、氮化硅、二氧化硅、無定形碳等中的一種或多種。所述添加材料還可以包括金屬碳化物、金屬氧化物及金屬氮化物等中的一種或多種。 所述添加材料包覆于碳納米管層102中碳納米管的至少部分表面或設(shè)置于碳納米管層102 的開口 105內(nèi)。優(yōu)選地，所述添加材料包覆于碳納米管的表面。由于，所述添加材料包覆于碳納米管的表面，使得碳納米管的直徑變大，從而使碳納米管之間的開口 105減小。所述添加材料可以通過化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、磁控濺射等方法形成于碳納米管的表面。將所述碳納米管層102鋪設(shè)在所述基底100的外延生長(zhǎng)面101后還可以包括一有機(jī)溶劑處理的步驟，以使碳納米管層102與外延生長(zhǎng)面101更加緊密結(jié)合。該有機(jī)溶劑可選用乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷和氯仿中一種或者幾種的混合。本實(shí)施例中的有機(jī)溶劑采用乙醇。該使用有機(jī)溶劑處理的步驟可通過試管將有機(jī)溶劑滴落在碳納米管層102表面浸潤(rùn)整個(gè)碳納米管層102或?qū)⒒?00和整個(gè)碳納米管層102 —起浸入盛有有機(jī)溶劑的容器中浸潤(rùn)。所述碳納米管層102也可以通過化學(xué)氣相沉積(CVD)等方法直接生長(zhǎng)在所述基底100的外延生長(zhǎng)面101或先生長(zhǎng)在硅基底表面，然后轉(zhuǎn)印到所述基底100的外延生長(zhǎng)面 101。具體地，所述碳納米管層102可以包括碳納米管膜或碳納米管線。所述碳納米管層102可以為一單層碳納米管膜或多個(gè)層疊設(shè)置的碳納米管膜。所述碳納米管層102可包括多個(gè)平行設(shè)置的碳納米管線或多個(gè)交叉設(shè)置的碳納米管線。當(dāng)所述碳納米管層102為多個(gè)層疊設(shè)置的碳納米管膜時(shí)，碳納米管膜的層數(shù)不宜太多，優(yōu)選地，為2層 100層。當(dāng)所述碳納米管層102為多個(gè)平行設(shè)置的碳納米管線時(shí)，相鄰兩個(gè)碳納米管線之間的距離為0. 1 微米 200微米，優(yōu)選地，為10微米 100微米。所述相鄰兩個(gè)碳納米管線之間的空間構(gòu)成所述碳納米管層102的開口 105。相鄰兩個(gè)碳納米管線之間的間隙長(zhǎng)度可以等于碳納米管線的長(zhǎng)度。所述碳納米管膜或碳納米管線可以直接鋪設(shè)在基底100的外延生長(zhǎng)面101構(gòu)成所述碳納米管層102。通過控制碳納米管膜的層數(shù)或碳納米管線之間的距離，可以控制碳納米管層102中開口 105的尺寸。所述碳納米管膜是由若干碳納米管組成的自支撐結(jié)構(gòu)。所述若干碳納米管為沿同一方向擇優(yōu)取向延伸。所述擇優(yōu)取向是指在碳納米管膜中大多數(shù)碳納米管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數(shù)碳納米管的整體延伸方向基本平行于碳納米管膜的表面。進(jìn)一步地，所述碳納米管膜中多數(shù)碳納米管是通過范德華力首尾相連。具體地，所述碳納米管膜中基本朝同一方向延伸的大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管與在延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。當(dāng)然，所述碳納米管膜中存在少數(shù)隨機(jī)排列的碳納米管，這些碳納米管不會(huì)對(duì)碳納米管膜中大多數(shù)碳納米管的整體取向排列構(gòu)成明顯影響。所述自支撐為碳納米管膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對(duì)兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態(tài)，即將該碳納米管膜置于(或固定于)間隔特定距離設(shè)置的兩個(gè)支撐體上時(shí)，位于兩個(gè)支撐體之間的碳納米管膜能夠懸空保持自身膜狀狀態(tài)。所述自支撐主要通過碳納米管膜中存在連續(xù)的通過范德華力首尾相連延伸排列的碳納米管而實(shí)現(xiàn)。具體地，所述碳納米管膜中基本朝同一方向延伸的多數(shù)碳納米管，并非絕對(duì)的直線狀，可以適當(dāng)?shù)膹澢?；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以適當(dāng)?shù)钠x延伸方向。因此，不能排除碳納米管膜的基本朝同一方向延伸的多數(shù)碳納米管中并列的碳納米管之間可能存在部分接觸。請(qǐng)參閱圖2及圖3，具體地，所述碳納米管膜包括多個(gè)連續(xù)且定向延伸的碳納米管片段143。該多個(gè)碳納米管片段143通過范德華力首尾相連。每一碳納米管片段143包括多個(gè)相互平行的碳納米管145，該多個(gè)相互平行的碳納米管145通過范德華力緊密結(jié)合。該碳納米管片段143具有任意的長(zhǎng)度、厚度、均勻性及形狀。所述碳納米管膜可通過從一碳納米管陣列中選定部分碳納米管后直接拉取獲得。所述碳納米管膜的厚度為1納米 100微米，寬度與拉取出該碳納米管膜的碳納米管陣列的尺寸有關(guān)，長(zhǎng)度不限。所述碳納米管膜中相鄰的碳納米管之間存在微孔或間隙從而構(gòu)成開口 105，且該微孔的孔徑或間隙的尺寸小于10微米。優(yōu)選地，所述碳納米管膜的厚度為100納米 10微米。該碳納米管膜中的碳納米管145沿同一方向擇優(yōu)取向延伸。所述碳納米管膜及其制備方法具體請(qǐng)參見申請(qǐng)人于 2007年2月9日申請(qǐng)的，于2010年5月沈日公告的第CN101239712B號(hào)中國(guó)公開專利“碳納米管膜結(jié)構(gòu)及其制備方法”。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請(qǐng)所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請(qǐng)技術(shù)揭露的一部分。請(qǐng)參閱圖4，當(dāng)所述碳納米管層包括層疊設(shè)置的多層碳納米管膜時(shí)，相鄰兩層碳納米管膜中的碳納米管的延伸方向形成一交叉角度α，且α大于等于0度小于等于90度 (0° < α < 90° )。
為減小碳納米管膜的厚度，還可以進(jìn)一步對(duì)該碳納米管膜進(jìn)行加熱處理。為避免碳納米管膜加熱時(shí)被破壞，所述加熱碳納米管膜的方法采用局部加熱法。其具體包括以下步驟局部加熱碳納米管膜，使碳納米管膜在局部位置的部分碳納米管被氧化；移動(dòng)碳納米管被局部加熱的位置，從局部到整體實(shí)現(xiàn)整個(gè)碳納米管膜的加熱。具體地，可將該碳納米管膜分成多個(gè)小的區(qū)域，采用由局部到整體的方式，逐區(qū)域地加熱該碳納米管膜。所述局部加熱碳納米管膜的方法可以有多種，如激光加熱法、微波加熱法等等。本實(shí)施例中，通過功率密度大于0.1 X IO4瓦特/平方米的激光掃描照射該碳納米管膜，由局部到整體的加熱該碳納米管膜。該碳納米管膜通過激光照射，在厚度方向上部分碳納米管被氧化，同時(shí)，碳納米管膜中直徑較大的碳納米管束被去除，使得該碳納米管膜變薄?？梢岳斫?，上述激光掃描碳納米管膜的方法不限，只要能夠均勻照射該碳納米管膜即可。激光掃描可以沿平行碳納米管膜中碳納米管的排列方向逐行進(jìn)行，也可以沿垂直于碳納米管膜中碳納米管的排列方向逐列進(jìn)行。具有固定功率、固定波長(zhǎng)的激光掃描碳納米管膜的速度越小，碳納米管膜中的碳納米管束吸收的熱量越多，對(duì)應(yīng)被破壞的碳納米管束越多，激光處理后的碳納米管膜的厚度變小。但是，如果激光掃描速度太小，碳納米管膜將吸收過多熱量而被燒毀。本實(shí)施例中，激光的功率密度大于0. 053X IO12瓦特/平方米， 激光光斑的直徑在1毫米 5毫米范圍內(nèi)，激光掃描照射時(shí)間小于1. 8秒。優(yōu)選地，激光器為二氧化碳激光器，該激光器的功率為30瓦特，波長(zhǎng)為10. 6微米，光斑直徑為3毫米，激光裝置140與碳納米管膜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度小于10毫米/秒。所述碳納米管線可以為非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線或扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。所述非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線與扭轉(zhuǎn)的碳納米管線均為自支撐結(jié)構(gòu)。具體地，請(qǐng)參閱圖5，該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)沿平行于該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度方向延伸的碳納米管。具體地，該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)碳納米管片段，該多個(gè)碳納米管片段通過范德華力首尾相連， 每一碳納米管片段包括多個(gè)相互平行并通過范德華力緊密結(jié)合的碳納米管。該碳納米管片段具有任意的長(zhǎng)度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度不限，直徑為0. 5納米 100微米。非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線為將碳納米管膜通過有機(jī)溶劑處理得到。具體地，將有機(jī)溶劑浸潤(rùn)所述碳納米管膜的整個(gè)表面，在揮發(fā)性有機(jī)溶劑揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生的表面張力的作用下，碳納米管膜中的相互平行的多個(gè)碳納米管通過范德華力緊密結(jié)合，從而使碳納米管膜收縮為一非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。該有機(jī)溶劑為揮發(fā)性有機(jī)溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本實(shí)施例中采用乙醇。通過有機(jī)溶劑處理的非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線與未經(jīng)有機(jī)溶劑處理的碳納米管膜相比，比表面積減小，粘性降低。所述扭轉(zhuǎn)的碳納米管線為采用一機(jī)械力將所述碳納米管膜兩端沿相反方向扭轉(zhuǎn)獲得。請(qǐng)參閱圖6，該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)繞該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線軸向螺旋延伸的碳納米管。具體地，該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)碳納米管片段，該多個(gè)碳納米管片段通過范德華力首尾相連，每一碳納米管片段包括多個(gè)相互平行并通過范德華力緊密結(jié)合的碳納米管。該碳納米管片段具有任意的長(zhǎng)度、厚度、均勻性及形狀。該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度不限，直徑為0.5納米 100微米。進(jìn)一步地，可采用一揮發(fā)性有機(jī)溶劑處理該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。在揮發(fā)性有機(jī)溶劑揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生的表面張力的作用下，處理后的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線中相鄰的碳納米管通過范德華力緊密結(jié)合，使扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的比表面積減小，密度及強(qiáng)度增大。
所述碳納米管線及其制備方法請(qǐng)參見申請(qǐng)人于2002年9月16日申請(qǐng)的，于2008 年8月20日公告的第CN100411979C號(hào)中國(guó)公告專利“一種碳納米管繩及其制造方法”，申請(qǐng)人清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司，以及于2005年12月16日申請(qǐng)的，于 2009年6月17日公告的第CN100500556C號(hào)中國(guó)公告專利“碳納米管絲及其制作方法”，申請(qǐng)人清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司。步驟S30中，所述異質(zhì)外延層104的生長(zhǎng)方法可以通過分子束外延法(MBE)、化學(xué)束外延法(CBE)、減壓外延法、低溫外延法、選擇外延法、液相沉積外延法(LPE)、金屬有機(jī)氣相外延法(MOVPE)、超真空化學(xué)氣相沉積法(UHVCVD)、氫化物氣相外延法(HVPE)、以及金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)等中的一種或多種實(shí)現(xiàn)。所述異質(zhì)外延層104指通過外延法生長(zhǎng)在基底100的外延生長(zhǎng)面101的單晶結(jié)構(gòu)體，其材料不同于基底100，所以稱異質(zhì)外延層104。所述異質(zhì)外延層104的生長(zhǎng)的厚度可以根據(jù)需要制備。具體地，所述異質(zhì)外延層104的生長(zhǎng)的厚度可以為0. 5納米 1毫米。 例如，所述異質(zhì)外延層104的生長(zhǎng)的厚度可以為100納米 500微米，或200納米 200微米，或500納米 100微米。所述異質(zhì)外延層104可以為一半導(dǎo)體外延層，且該半導(dǎo)體外延層的材料為 GaMnAs、GaAlAs、GaInAs、GaAs、SiGe、hP、Si、A1N、feiN、feJnN、AUnN、GaAlN 或 AlGaInN0所述異質(zhì)外延層104可以為一金屬外延層，且該金屬外延層的材料為鋁、鉬、銅或銀。所述異質(zhì)外延層104可以為一合金外延層，且該合金外延層的材料為MnGa、CoMnGa或 Co2MnGa。請(qǐng)參閱圖7，具體地，所述異質(zhì)外延層104的生長(zhǎng)過程具體包括以下步驟S31 沿著基本垂直于所述基底100的外延生長(zhǎng)面101方向成核并外延生長(zhǎng)形成多個(gè)異質(zhì)外延晶粒1042 ；S32 所述多個(gè)異質(zhì)外延晶粒1042沿著基本平行于所述基底100的外延生長(zhǎng)面 101方向外延生長(zhǎng)形成一連續(xù)的異質(zhì)外延薄膜1044 ；S33 所述異質(zhì)外延薄膜1044沿著基本垂直于所述基底100的外延生長(zhǎng)面101方向外延生長(zhǎng)形成一異質(zhì)外延層104。步驟S31中，所述多個(gè)異質(zhì)外延晶粒1042在所述基底100的外延生長(zhǎng)面101通過該碳納米管層102的開口 105暴露的部分開始生長(zhǎng)，且其生長(zhǎng)方向基本垂直于所述基底100 的外延生長(zhǎng)面101，即該步驟中多個(gè)異質(zhì)外延晶粒1042進(jìn)行縱向外延生長(zhǎng)。步驟S32中，通過控制生長(zhǎng)條件使所述多個(gè)異質(zhì)外延晶粒1042沿著基本平行于所述基底100的外延生長(zhǎng)面101的方向同質(zhì)外延生長(zhǎng)并連成一體將所述碳納米管層102覆蓋。即，該步驟中所述多個(gè)異質(zhì)外延晶粒1042進(jìn)行側(cè)向外延生長(zhǎng)直接合攏，并最終在碳納米管周圍形成多個(gè)孔洞103將碳納米管包圍。優(yōu)選地，碳納米管與包圍該碳納米管的異質(zhì)外延層104間隔設(shè)置。所述孔洞的形狀與碳納米管層102中的碳納米管的排列方向有關(guān)。 當(dāng)碳納米管層102為單層碳納米管膜或多個(gè)平行設(shè)置的碳納米管線時(shí)，所述多個(gè)孔洞103 為基本平行設(shè)置的溝槽。當(dāng)碳納米管層102為多層交叉設(shè)置的碳納米管膜或多個(gè)交叉設(shè)置的碳納米管線時(shí)，所述多個(gè)孔洞103為交叉設(shè)置的溝槽網(wǎng)絡(luò)。步驟S33中，由于所述碳納米管層102的存在，使得異質(zhì)外延晶粒1042與基底100 之間的晶格位錯(cuò)在形成連續(xù)的異質(zhì)外延薄膜1044的過程中停止生長(zhǎng)。因此，該步驟的異質(zhì)外延層104相當(dāng)于在沒有缺陷的異質(zhì)外延薄膜1044表面進(jìn)行同質(zhì)外延生長(zhǎng)。所述異質(zhì)外延層104具有較少的缺陷。本發(fā)明第一實(shí)施例中，所述基底100為一藍(lán)寶石(Al2O3)基片，所述碳納米管層102為一單層碳納米管膜。本實(shí)施采用MOCVD工藝進(jìn)行外延生長(zhǎng)。其中，采用高純氨氣(NH3)作為氮的源氣，采用氫氣(H2)作載氣，采用三甲基鎵(TMGa)或三乙基鎵 (TEfei)、三甲基銦(TMh)、三甲基鋁(TMAl)作為( 源Jn源和Al源。具體包括以下步驟。 首先，將藍(lán)寶石基底100置入反應(yīng)室，加熱到1100°C 1200°C，并通入H2、N2或其混合氣體作為載氣，高溫烘烤200秒 1000秒。其次，繼續(xù)同入載氣，并降溫到500°C 650°C，通入三甲基鎵或三乙基鎵以及氨氣，生長(zhǎng)GaN低溫緩沖層，其厚度10納米 50納米。然后，停止通入三甲基鎵或三乙基鎵，繼續(xù)通入氨氣和載氣，同時(shí)將溫度升高到1100°C 1200°C， 并恒溫保持30秒 300秒，進(jìn)行退火。最后，將基底100的溫度保持在1000°C 1100°C， 繼續(xù)通入氨氣和載氣，同時(shí)重新通入三甲基鎵或三乙基鎵，在高溫下完成GaN的側(cè)向外延生長(zhǎng)過程，并生長(zhǎng)出高質(zhì)量的GaN外延層。樣品生長(zhǎng)完畢后，分別用掃描電子顯微鏡(SEM) 和透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)樣品進(jìn)行觀察和測(cè)試。請(qǐng)參閱圖8和圖9，本實(shí)施例制備的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)中，異質(zhì)外延層僅從基底的外延生長(zhǎng)面沒有碳納米管層的位置開始生長(zhǎng)，然后連成一體。所述異質(zhì)外延層與基底接觸的表面形成多個(gè)孔洞，所述碳納米管層設(shè)置于該孔洞內(nèi)，且與異質(zhì)外延層間隔設(shè)置。具體地，從所述圖8中可以清楚其看到GaN外延層和藍(lán)寶石基底之間的界面，其中，深色部分為GaN外延層，淺色部分為藍(lán)寶石基底。所述GaN外延層與藍(lán)寶石基底接觸的表面具有一排孔洞。從所述圖9中可以看到，每個(gè)孔洞內(nèi)設(shè)置有碳納米管。所述孔洞內(nèi)的碳納米管設(shè)置于藍(lán)寶石基底表面，且與形成孔洞的GaN外延層間隔設(shè)置。請(qǐng)參閱圖10與圖11，為本發(fā)明第一實(shí)施例制備獲得的一種異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)10，其包括一基底100，一碳納米管層102以及一異質(zhì)外延層104。所述基底100具有一外延生長(zhǎng)面101。所述碳納米管層102設(shè)置于所述基底100的外延生長(zhǎng)面101，該碳納米管層102具有多個(gè)開口 105，所述基底100的外延生長(zhǎng)面101對(duì)應(yīng)所述碳納米管層102的開口 105的部分暴露。所述異質(zhì)外延層104設(shè)置于所述基底100的外延生長(zhǎng)面101，并覆蓋所述碳納米管層102。所述碳納米管層102設(shè)置于所述異質(zhì)外延層104與基底100之間。所述異質(zhì)外延層104將所述碳納米管層102覆蓋，并滲透所述碳納米管層102的多個(gè)開口 105與所述基底100的外延生長(zhǎng)面101接觸，即所述碳納米管層102的多個(gè)開口 105中均滲透有所述異質(zhì)外延層104。所述異質(zhì)外延層104與其覆蓋的碳納米管層102在微觀上間隔設(shè)置，即所述異質(zhì)外延層104與基底100接觸的表面形成多個(gè)孔洞103，所述碳納米管層102設(shè)置于該孔洞103內(nèi)，具體地，所述碳納米管層102中的碳納米管分別設(shè)置在多個(gè)孔洞103內(nèi)。所述孔洞103形成在異質(zhì)外延層104與所述基底100接觸的表面，在所述異質(zhì)外延層104的厚度方向該孔洞103均為盲孔。在每個(gè)孔洞103內(nèi)，碳納米管均基本不與所述異質(zhì)外延層104接觸。所述碳納米管層102為一自支撐結(jié)構(gòu)。該碳納米管層包括碳納米管膜或碳納米管線。本實(shí)施例中，所述碳納米管層102為一單層碳納米管膜，該碳納米管膜包括多個(gè)碳納米管，該多個(gè)碳納米管的軸向沿同一方向擇優(yōu)取向延伸，延伸方向相同的相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。在垂直于延伸方向的相鄰的碳納米管之間部分間隔設(shè)置存在微孔或間隙，從而構(gòu)成開口 105。請(qǐng)參閱圖12，為本發(fā)明第二實(shí)施例制備獲得的一種異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)20，其包括一基底200，一碳納米管層202以及一異質(zhì)外延層204。本發(fā)明第二實(shí)施例中的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu) 20的基底200和異質(zhì)外延層204的材料，以及基底200、碳納米管層202與異質(zhì)外延層204 的位置關(guān)系與第一實(shí)施例的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)10基本相同，其區(qū)別在于，碳納米管層202為多個(gè)平行且間隔設(shè)置的碳納米管線，相鄰的碳納米管線之間形成微孔。所述碳納米管線可以為非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線或扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。具體地，所述非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)沿該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度方向延伸的碳納米管。所述扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)繞該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線軸向螺旋延伸的碳納米管。本發(fā)明第二實(shí)施例中，所述基底100為一絕緣體上的硅(SOI silicon on insulator)基片，所述碳納米管層102為多個(gè)平行且間隔設(shè)置的碳納米管線。本實(shí)施采用 MOCVD工藝進(jìn)行外延生長(zhǎng)。其中，分別采用三甲基鎵(TMGa)、三甲基鋁(TMAl)作為( 和Al 的源物質(zhì)，氨氣(NH3)作為氮的源物質(zhì)，氫氣(H2)作載氣，使用臥式水平反應(yīng)爐加熱。具體地，首先在SOI基底100的外延生長(zhǎng)面101鋪設(shè)多個(gè)平行且間隔設(shè)置的碳納米管線。然后在基底100的外延生長(zhǎng)面101外延生長(zhǎng)GaN外延層，生長(zhǎng)溫度1070°C，生長(zhǎng)時(shí)間450秒，主要是進(jìn)行GaN的縱向生長(zhǎng)；接著保持反應(yīng)室壓力不變，升高溫度到1110°C，同時(shí)降低( 源流量，而保持氨氣流量不變，以促進(jìn)側(cè)向外延生長(zhǎng)，生長(zhǎng)時(shí)間為4900秒；最后，降低溫度至 1070°C，同時(shí)增加( 源流量繼續(xù)縱向生長(zhǎng)10000秒。請(qǐng)參閱圖13，本發(fā)明第三實(shí)施例提供一種異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)30，其包括一基底300， 一碳納米管層302以及一異質(zhì)外延層304。本發(fā)明第三實(shí)施例中的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)30的基底 300和異質(zhì)外延層304的材料，以及基底300、碳納米管層302與異質(zhì)外延層304的位置關(guān)系與第二實(shí)施例的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)20基本相同，其區(qū)別在于，碳納米管層302為多個(gè)交叉且間隔設(shè)置的碳納米管線，交叉且間相鄰的四個(gè)碳納米管線之間形成微孔。具體地，該多個(gè)碳納米管線分別沿第一方向與第二方向平行設(shè)置，所述第一方向與第二方向交叉設(shè)置。交叉且間相鄰的四個(gè)碳納米管線之間形成一開口。本實(shí)施例中，相鄰的兩個(gè)碳納米管線平行設(shè)置，相交叉的兩個(gè)碳納米管線相互垂直?？梢岳斫猓鎏技{米管線也可采用任意交叉方式設(shè)置，只需使碳納米管層302形成多個(gè)開口，從而使基底300的外延生長(zhǎng)面部分暴露即可。本發(fā)明第三實(shí)施例的異質(zhì)外延結(jié)構(gòu)30可以采用與第一實(shí)施例或第二實(shí)施例相同的方法制備。本發(fā)明第四實(shí)施例提供一種同質(zhì)外延結(jié)構(gòu)，其包括一基底，一碳納米管層以及一外延層。本發(fā)明第四實(shí)施例中的碳納米管層可采用上述第一實(shí)施例至第三實(shí)施例的碳納米管層，基底、碳納米管層與外延層的材料及位置關(guān)系與第一實(shí)施例基本相同，其區(qū)別在于， 所述基底與外延層的材料相同，從而構(gòu)成一同質(zhì)外延結(jié)構(gòu)。具體地，本實(shí)施例中，所述基底與外延層的材料均為GaN。本發(fā)明第四實(shí)施例進(jìn)一步提供一種同質(zhì)外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其具體包括以下步驟SlOO 提供一基底，且該基底具有一支持同質(zhì)外延層生長(zhǎng)的外延生長(zhǎng)面；S200:在所述基底的外延生長(zhǎng)面設(shè)置一碳納米管層，該基底與碳納米管層共同構(gòu)成一襯底；以及S300 在基底的外延生長(zhǎng)面生長(zhǎng)同質(zhì)外延層。本發(fā)明第四實(shí)施例的同質(zhì)外延層的生長(zhǎng)方法與第一實(shí)施例的異質(zhì)外延層的生長(zhǎng)方法基本相同，其區(qū)別在于，所述基底與外延層的材料相同，從而構(gòu)成一同質(zhì)外延結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用一碳納米管層作為掩模設(shè)置于所述基底外延生長(zhǎng)面生長(zhǎng)外延層具有以下有以效果第一，所述碳納米管層為一自支撐結(jié)構(gòu)，可直接鋪設(shè)在基底的外延生長(zhǎng)面，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)通過沉積后光刻等工藝形成掩模，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，有利于量產(chǎn)。第二，所述碳納米管層為圖形化結(jié)構(gòu)，其厚度、開口尺寸均可達(dá)到納米級(jí)，所述襯底用來生長(zhǎng)外延層時(shí)形成的異質(zhì)外延晶粒具有更小的尺寸，有利于減少位錯(cuò)缺陷的產(chǎn)生， 以獲得高質(zhì)量的異質(zhì)外延層。第三，所述碳納米管層的開口尺寸為納米級(jí)，所述外延層從與納米級(jí)開口對(duì)應(yīng)的暴露的外延生長(zhǎng)面生長(zhǎng)，使得生長(zhǎng)的外延層與基底之間的接觸面積減小，減小了生長(zhǎng)過程中外延層與襯底之間的應(yīng)力，從而可以生長(zhǎng)厚度較大的異質(zhì)外延層，可進(jìn)一步提高異質(zhì)外延層的質(zhì)量。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)作其它變化，當(dāng)然這些依據(jù)本發(fā)明精神所作的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括以下步驟提供一基底，該基底具有一支持外延層生長(zhǎng)的外延生長(zhǎng)面； 在所述基底的外延生長(zhǎng)面設(shè)置一碳納米管層；以及在基底的外延生長(zhǎng)面生長(zhǎng)外延層。
2.如權(quán)利要求1所述的外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述外延層為一異質(zhì)外延層。
3.如權(quán)利要求2所述的外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述基底為一單晶結(jié)構(gòu)體， 且所述基底的材料為 GaAs、GaN、Si、SOI、A1N、SiC、MgO、SiO、LiGa02、LiAlO2 或 A1203。
4.如權(quán)利要求2所述的外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述在基底的外延生長(zhǎng)面設(shè)置一碳納米管層的方法為將碳納米管膜或碳納米管線直接鋪設(shè)在所述基底的外延生長(zhǎng)面作為碳納米管層。
5.如權(quán)利要求2所述的外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述碳納米管層中具有多個(gè)開口，所述異質(zhì)外延層從所述基底的外延生長(zhǎng)面通過該開口暴露的部分生長(zhǎng)。
6.如權(quán)利要求2所述的外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述異質(zhì)外延層的生長(zhǎng)方法具體包括以下步驟沿著基本垂直于所述基底的外延生長(zhǎng)面方向成核并外延生長(zhǎng)形成多個(gè)異質(zhì)外延晶粒；所述多個(gè)異質(zhì)外延晶粒沿著基本平行于所述基底的外延生長(zhǎng)面方向外延生長(zhǎng)形成一連續(xù)的異質(zhì)外延薄膜；以及所述異質(zhì)外延薄膜沿著基本垂直于所述基底的外延生長(zhǎng)面方向外延生長(zhǎng)形成一異質(zhì)外延層。
7.如權(quán)利要求2所述的外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述外延層的生長(zhǎng)方法包括分子束外延法、化學(xué)束外延法、減壓外延法、低溫外延法、選擇外延法、液相沉積外延法、 金屬有機(jī)氣相外延法、超真空化學(xué)氣相沉積法、氫化物氣相外延法、以及金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法中的一種或多種。
8.如權(quán)利要求2所述的外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述異質(zhì)外延層在所述碳納米管層周圍形成多個(gè)孔洞將所述碳納米管層中的碳納米管包圍。
9.如權(quán)利要求1所述的外延結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述外延層為一同質(zhì)外延層。
10.一種外延結(jié)構(gòu)，其包括一基底，該基底具有一外延生長(zhǎng)面，以及一外延層形成于所述基底的外延生長(zhǎng)面，其特征在于，進(jìn)一步包括一碳納米管層設(shè)置于所述外延層與基底之間。
11.如權(quán)利要求10所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外延層為一異質(zhì)外延層。
12.如權(quán)利要求11所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層為一自支撐結(jié)構(gòu)直接鋪設(shè)在所述基底的外延生長(zhǎng)面。
13.如權(quán)利要求11所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層具有多個(gè)開口，所述異質(zhì)外延層覆蓋所述碳納米管層設(shè)置并滲透碳納米管層的開口與所述基底的外延生長(zhǎng)面接觸。
14.如權(quán)利要求13所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開口的尺寸為10納米 500微米。
15.如權(quán)利要求14所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開口的尺寸為10納米 120微米。
16.如權(quán)利要求15所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開口的尺寸為10納米 80微米。
17.如權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層的占空比為1 100 100 1。
18.如權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層的占空比為1 4 4 1。
19.如權(quán)利要求11所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述異質(zhì)外延層在與所述基底接觸的表面形成多個(gè)孔洞，所述碳納米管層設(shè)置于該孔洞內(nèi)。
20.如權(quán)利要求11所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層的厚度為1納米 100微米。
21.如權(quán)利要求11所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層包括至少一碳納米管膜，該碳納米管膜包括多個(gè)碳納米管，且所述多個(gè)碳納米管的軸向沿同一方向擇優(yōu)取向延伸。
22.如權(quán)利要求21所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軸向沿同一方向擇優(yōu)取向延伸的相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。
23.如權(quán)利要求21所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層包括多個(gè)碳納米管膜層疊設(shè)置。
24.如權(quán)利要求11所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層包括多個(gè)平行且間隔設(shè)置的碳納米管線。
25.如權(quán)利要求11所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層包括多個(gè)交叉設(shè)置的碳納米管線。
26.如權(quán)利要求M或25所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管線的直徑為0.5 納米 100微米，相鄰兩個(gè)平行設(shè)置的碳納米管線之間的距離為0. 1微米 200微米。
27.如權(quán)利要求11所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外延層為一半導(dǎo)體外延層、金屬外延層或合金外延層。
28.如權(quán)利要求11所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基底為一單晶結(jié)構(gòu)體，且所述基底的材料為 GaAs, GaN, Si、SOI、A1N、SiC、MgO、ZnO, LiGaO2, LiAlO2 或 Al2O30
29.如權(quán)利要求11所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層為一連續(xù)的整體結(jié)構(gòu)。
30.如權(quán)利要求11所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層包括多個(gè)碳納米管沿著平行于碳納米管層表面的方向延伸。
31.如權(quán)利要求11所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層為一包括多個(gè)碳納米管以及添加材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
32.如權(quán)利要求31所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述添加材料為石墨、石墨稀、碳化硅、氮化硼、氮化硅、二氧化硅及無定形碳中的一種或多種。
33.如權(quán)利要求31所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述添加材料為金屬碳化物、金屬氧化物及金屬氮化物中的一種或多種。
34.如權(quán)利要求31所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碳納米管層具有多個(gè)開口，所述添加材料包覆于碳納米管層的碳納米管的至少部分表面或設(shè)置于碳納米管層的開口內(nèi)。
35.如權(quán)利要求10所述的外延結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外延層為一同質(zhì)外延層。
36.一種外延結(jié)構(gòu)，其包括一基底，該基底具有一外延生長(zhǎng)面，以及一異質(zhì)外延層形成于所述基底的外延生長(zhǎng)面，其特征在于，進(jìn)一步包括一圖形化的碳納米管層設(shè)置于所述異質(zhì)外延層與基底之間，且該圖形化的碳納米管層具有多個(gè)開口，使異質(zhì)外延層滲透碳納米管層的多個(gè)開口與所述基底的外延生長(zhǎng)面接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種外延結(jié)構(gòu)及其制備方法。該外延結(jié)構(gòu)包括一基底，該基底具有一外延生長(zhǎng)面，以及一外延層形成于所述基底的外延生長(zhǎng)面，其中，進(jìn)一步包括一碳納米管層設(shè)置于所述外延層與基底之間。該外延結(jié)構(gòu)的制備方法包括以下步驟提供一基底，該基底具有一支持外延層生長(zhǎng)的外延生長(zhǎng)面；在所述基底的外延生長(zhǎng)面設(shè)置一碳納米管層；以及在基底的外延生長(zhǎng)面生長(zhǎng)外延層。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102593272SQ20111002583
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者馮辰, 范守善, 魏洋 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司