專利名稱：具有微構造的基板及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種具有微構造的基板及其制備方法。
背景技術：
以GaN以及InGaN，AlGaN為主的氮化物形成的具有微構造的基板是近年來備受關注的半導體結構，其連續(xù)可變的直接帶隙，優(yōu)異 的物理化學穩(wěn)定性，高飽和電子遷移率等特性，使之成為激光器，發(fā)光二極管等光電子器件和微電子器件的優(yōu)選半導體結構。由于GaN等本身生長技術的限制，現(xiàn)今大面積的GaN半導體層大多生長在藍寶石等其他基底上。由于氮化鎵和藍寶石基底的晶格常數(shù)不同，從而導致氮化鎵外延層存在較多位錯缺陷?，F(xiàn)有技術提供ー種改善上述不足的方法，其采用非平整的藍寶石基底外延生長氮化鎵。然而，現(xiàn)有技術通常采用光刻等微電子エ藝在藍寶石基底表面形成溝槽從而構成非平整外延生長面。該方法不但エ藝復雜，成本較高，而且會對藍寶石基底外延生長面造成污染，從而影響外延結構的質量。

發(fā)明內容
綜上所述，確有必要提供ー種エ藝簡單，成本低廉，且不會對基底表面造成污染的具有微構造的基板的制備方法以及ー種應用廣泛的具有微構造的基板。ー種具有微構造的基板的制備方法，其包括以下步驟提供ー藍寶石基底，所述藍寶石基底具有一外延生長面；在所述基底的外延生長面生長ー低溫GaN緩沖層；在所述緩沖層遠離基底的表面設置ー碳納米管層；在所述緩沖層遠離基底的表面生長ー GaN外延層；以及去除所述基底。ー種具有微構造的基板的制備方法，其包括以下步驟提供一基底，所述基底具有一外延生長面；在所述基底的外延生長面上生長ー緩沖層；在所述緩沖層表面設置ー碳納米管層；在所述設置有碳納米管層的緩沖層表面上生長外延層；以及去除所述基底?！N具有微構造的基板，其包括一半導體外延層及ー碳納米管層，所述半導體外延層ー表面具有多個凹槽以形成一圖案化表面，所述碳納米管層設置于該半導體外延層的圖案化的表面，并嵌入該半導體外延層中。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的具有微構造的基板及其制備方法采用碳納米管層作為掩膜的方式生長外延層，大大降低了具有微構造的基板的制備成本，并且所述碳納米管層具有良好的導電性，使得所述具有微構造的基板具有廣泛用途。


圖I為本發(fā)明第一實施例提供的具有微構造的基板的制備方法的エ藝流程圖。圖2為本發(fā)明第一實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構示意圖。圖4為本發(fā)明采用的多層交叉設置的碳納米管膜的掃描電鏡照片。
圖5為本發(fā)明采用的非扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。圖6為本發(fā)明采用的扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。圖7為本發(fā)明第一實施例提供的具有微構造的基板的示意圖。圖8為圖7所示的具有微構造的基板沿線VDI - VDI的剖面示意圖。圖9為本發(fā)明第四實施例提供的具有微構
權利要求
1.ー種具有微構造的基板的制備方法，其包括以下步驟 提供ー藍寶石基底，所述藍寶石基底具有一外延生長面； 在所述基底的外延生長面生長ー低溫GaN緩沖層； 在所述緩沖層遠離基底的表面設置ー碳納米管層； 在所述緩沖層遠離基底的表面生長ー GaN外延層；以及 去除所述基底。
2.如權利要求I所述的具有微構造的基板的制備方法，其特征在于，所述基底的去除方法為在一真空環(huán)境或保護性氣體環(huán)境利用激光對所述基底進行掃描照射使緩沖層分解。
3.如權利要求2所述的具有微構造的基板的制備方法，其特征在于，所述激光波長為248nm,脈沖寬度為20 40ns，能量密度為400 600mJ/cm2，光斑形狀為方形，其聚焦尺寸為 O. 5mmX O. 5mm,掃描步長為 O. 5mm/s。
4.ー種具有微構造的基板的制備方法，其包括以下步驟 提供一基底，所述基底具有一外延生長面； 在所述基底的外延生長面生長ー緩沖層； 在緩沖層的表面設置ー碳納米管層； 在設置有碳納米管層的緩沖層表面生長一外延層；以及 去除所述基底。
5.如權利要求4所述的具有微構造的基板的制備方法，其特征在于，所述碳納米管層為ー連續(xù)的自支撐結構。
6.如權利要求4所述的具有微構造的基板的制備方法，其特征在于，所述碳納米管層與緩沖層接觸設置。
7.如權利要求5所述的具有微構造的基板的制備方法，其特征在干，所述碳納米管層具有多個開ロ，所述外延層從所述開ロ處外延生長。
8.如權利要求7所述的具有微構造的基板的制備方法，其特征在干，所述緩沖層從碳納米管層的開口中暴露出來，外延層從所述緩沖層暴露的部分生長。
9.如權利要求4所述的具有微構造的基板的制備方法，其特征在于，所述外延層在所述碳納米管層周圍形成多個凹槽，所述凹槽將所述碳納米管層中的碳納米管半包圍。
10.如權利要求4所述的具有微構造的基板的制備方法，其特征在于，所述外延層的生長方法包括分子束外延法、化學束外延法、減壓外延法、低溫外延法、選擇外延法、液相沉積外延法、金屬有機氣相外延法、超真空化學氣相沉積法、氫化物氣相外延法、以及金屬有機化學氣相沉積法中的ー種或多種。
11.如權利要求4所述的具有微構造的基板的制備方法，其特征在于，所述基底的去除方法包括激光照射法、腐蝕法以及溫差分離法。
12.如權利要求4所述的具有微構造的基板的制備方法，其特征在于，在去除基底之前進ー步包括一在所述外延層遠離基底的表面設置ー碳納米管層以及所述外延層遠離基底的表面進ー步生長外延層的步驟。
13.ー種具有微構造的基板，其包括一半導體外延層及ー碳納米管層，所述半導體外延層ー表面具有多個凹槽以形成一圖案化表面，所述碳納米管層設置于該半導體外延層的圖案化的表面，并嵌入該半導體外延層中。
14.如權利要求13所述的具有微構造的基板，其特征在于，所述碳納米管層中的碳納米管設置于所述圖案化的表面的凹槽中。
15.如權利要求14所述的具有微構造的基板，其特征在于，所述碳納米管層部分暴露于所述圖案化的表面。
16.如權利要求13所述的具有微構造的基板，其特征在于，每個凹槽內設置有ー個碳納米管或由多個碳納米管組成的一碳納米管束，設置在多個凹槽內的碳納米管相互通過范德華カ連接構成所述碳納米管層。
17.如權利要求13所述的具有微構造的基板，其特征在于，所述碳納米管層具有多個開ロ，所述開ロ內均滲透有半導體外延層。
18.如權利要求13所述的具有微構造的基板，其特征在于，所述碳納米管層中的碳納米管與所述凹槽內表面部分接觸，碳納米管在范德華力的作用下吸附于凹槽中。
全文摘要
一種具有微構造的基板的制備方法，包括以下步驟提供一基底，所述基底具有一外延生長面；在所述基底的外延生長面上生長一緩沖層；在所述緩沖層遠離基底的表面設置一碳納米管層；在所述設置有碳納米管層的緩沖層表面上生長外延層；去除所述基底，得到所述具有微構造的基板。本發(fā)明進一步提供所述方法制備的一種具有微構造的基板。
文檔編號H01L33/12GK102723413SQ20111007687
公開日2012年10月10日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權日2011年3月29日
發(fā)明者范守善, 魏洋 申請人:清華大學, 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司