[发明专利]外延生长装置及其生长外延层的方法

说明书

本发明涉及一种外延生长装置，包括一腔体，一气体供应单元，一抽真空单元，一第一电极，一第二电极、以及一碳纳米管结构。所述腔体包括一反应腔，所述气体供应单元以及抽真空单元与所述反应腔连通。所述第一电极，第二电极，以及碳纳米管结构均设置在所述反应腔中，所述第一电极以及第二电极与一外部电源电连接。所述碳纳米管结构悬空设置于所述第一电极和第二电极，并与该第一电极和第二电极电连接。本发明还提供一种生长外延层的方法。

技术领域

本发明涉及一种外延生长装置及其生长外延层的方法，特别涉及一种采用碳纳米管结构作为衬底的外延生长装置及其生长外延层的方法。

背景技术

外延生长是指在单晶衬底(基片)上生长一层有一定要求的、与衬底晶向相同的单晶层。异质外延层是指跟衬底是不同种材料的外延层，异质外延结构为制作半导体器件的主要材料之一。氮化硼、石墨等外延层需要很高的温度才能生长出来。

然而，现有的外延生长装置及其生长外延层的方法大都使用炉子进行加热，炉子升温速率很慢，进而导致外延层的沉积速率较慢，而且升高到两千多度需要很长的时间，能量消耗比较大。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种可以快速升温的外延生长装置及其生长外延层的方法。

一种外延生长装置，包括一腔体，一气体供应单元，一抽真空单元，所述腔体包括一反应腔，所述气体供应单元以及抽真空单元与所述反应腔连通，进一步包括一第一电极，一第二电极、以及一碳纳米管结构，所述第一电极，第二电极，以及碳纳米管结构均设置在所述反应腔中，所述第一电极以及第二电极与一外部电源电连接；所述碳纳米管结构悬空设置于所述第一电极和第二电极，并与该第一电极和第二电极电连接。

一种生长外延层的方法，包括以下步骤：提供上述外延生长装置；打开抽真空单元对所述反应腔抽真空；向所述碳纳米管结构输入电信号，使碳纳米管结构的温度上升到设定值；以及向反应腔中输送气体，所述气体在碳纳米管结构的表面沉积形成外延层。

本发明提供的外延生长装置以及生长外延层的方法采用一碳纳米管结构作为衬底，由于该碳纳米管结构具有较小的单位面积热容，通电后，在几秒的时间内，该碳纳米管结构即可升到两千多度，升温速率快，外延层的生长速率较快，能量消耗比较低。

附图说明

图1是本发明实施例提供的外延生长装置的剖面结构示意图。

图2是本发明实施例提供的中间细，两端粗的碳纳米管结构的示意图。

图3是本发明实施例1提供的外延生长装置的照片。

图4是本发明实施例1中碳纳米管结构表面沉积石墨层之后的拉曼光谱图。

图5是本发明实施例1中碳纳米管结构第一部分的表面沉积石墨层之后的电子显微镜照片。

图6是本发明实施例1中碳纳米管结构第一部分的表面沉积石墨层之后的光学显微镜照片。

图7是本发明实施例1中碳纳米管结构第二部分的表面沉积石墨层之后的电子显微镜照片。

图8是本发明实施例1中碳纳米管结构第二部分的表面沉积石墨层之后的光学显微镜照片。

图9是本发明实施例1中碳纳米管结构在沉积石墨层的过程中电阻随时间的变化曲线。

图10是本发明实施例2提供的外延生长装置的照片。

图11是本发明实施例2中碳纳米管结构的表面沉积石墨层之后的电子显微镜照片。

图12是本发明实施例2中碳纳米管结构的表面沉积石墨层之后的光学显微镜照片。

图13是本发明实施例2中碳纳米管结构表面沉积石墨层之后的拉曼光谱图。