碳纳米管膜100的碳纳米管104表面。由于该掩模预制 体层110的厚度小于碳纳米管膜100的厚度，因此该沉积于外延生长面122的掩模预制体 层110与沉积于碳纳米管膜100的碳纳米管104表面的掩模预制体层110间隔设置而难以 形成连续的层状结构，或者该沉积于外延生长面122的掩模预制体层110与沉积于碳纳米 管膜100的碳纳米管104表面的掩模预制体层110之间的结合力很弱，从而使得后续去除 所述碳纳米管膜100的步骤中，沉积于碳纳米管膜100的碳纳米管104表面的掩模预制体 层110随碳纳米管膜100 -起去除，而该沉积于外延生长面122的掩模预制体层110则保 留在外延生长面122上形成图案化掩模112。由于碳纳米管104的直径很小，通常为几十纳 米，因此，该方法形成的图案化掩模112的多个开口 114的宽度也为几十纳米。
[0048] 本实施例采用原子层沉积法在所述基底120的外延生长面122沉积一氧化铝纳米 材料层，其中，生长源为三甲基铝和水，载气为氮气。可以理解，本领域技术人员可以可以根 据所述掩模预制体层110的材料选择该生长源的材料。具体地，本实施中，先将所述基底 120和碳纳米管膜100放入原子层沉积系统的真空腔室中；再通过载气向原子层沉积系统 的真空腔室中多次交替通入三甲基铝和水，在所述基底120的外延生长面122生长氧化铝 纳米材料层。所述载气为氮气。所述载气的流量为5Sccm。所述原子层沉积系统的本底真 空为0. 23T〇rr。在该步骤中，所述三甲基铝和水交替通入真空腔室，交替通入一次三甲基铝 和水的过程成为一次循环。通入三甲基铝后，真空腔室的真空升为0.26T〇rr，需要抽真空至 本底真空0. 23Torr后再通入水；通入水后，真空腔室的真空升为0. 26Torr，需要抽真空至 本底真空0. 23T〇rr后再通入三甲基铝。对于三甲基铝和水，将真空腔室的真空由0. 26T〇rr 抽回本底真空0. 23Torr的时间分别是25秒和50秒，因此，一个循环的时间为75秒。在上 述条件下，氧化铝的沉积速度〇. 14nm/CyCle。因此，可以通过控制循环的次数，来控制氧化 铝纳米材料层的厚度。所述氧化铝纳米材料层包裹所述碳纳米管膜100中的单个碳纳米管 或碳纳米管束。
[0049] 所述步骤S13中，所述碳纳米管膜100可以直接机械剥离去除、通过胶带粘结去 除、或氧化去除。所述机械剥离去除碳纳米管膜100的过程中，沉积于碳纳米管膜100表面 的部分掩模预制体层110随碳纳米管膜100 -起被剥离，而该沉积于外延生长面122的掩 模预制体层110则保留在外延生长面122上形成图案化掩模112。所述通过胶带粘结去除 的过程中，由于碳纳米管膜100与基底120的结合力明显弱于沉积于外延生长面122的掩 模预制体层110与基底120的结合，而且沉积于外延生长面122的掩模预制体层110与沉 积于碳纳米管膜100的碳纳米管104表面的掩模预制体层110之间的结合力很弱，因此通 过选择适当黏度的胶带可以将该碳纳米管膜100和沉积于该碳纳米管膜100表面的部分掩 模预制体层110 -起被剥离。所述氧化去除碳纳米管膜100的过程中，可以先将碳纳米管 膜100与基底120放置在电炉中退火处理，以去除碳纳米管膜100,使得沉积于碳纳米管膜 100的碳纳米管104表面的掩模预制体层110塌陷落在外延生长面122,再通过超声振荡清 洗去除该由于塌陷落在外延生长面122的掩模预制体层110。可以理解，也可以在退火过程 中，使该碳纳米管膜100位于该基底120的下面，当碳纳米管膜100被氧化去除时，沉积于 碳纳米管膜100的碳纳米管104表面的掩模预制体层110在重力作用下脱离该基底120。 所述退火温度在500摄氏度至1000摄氏度范围内，且在有氧的环境下进行。
[0050] 所述图案化掩模112具有多个开口 114。所述多个开口 114的图案与所述碳纳米 管膜1〇〇的图案相同。本实施例中，所述多个开口 114为基本平行且间隔设置的条形凹槽。 所述凹槽从外延生长面122的一边延伸至相对的另一边。所述多个开口 114的宽度为10 纳米至100纳米，优选，大于20纳米小于50纳米。所述图案化掩模112用于遮挡所述基底 120的部分外延生长面122,且暴露部分外延生长面122,从而使得外延层130仅从所述外延 生长面122暴露的部分生长。可以理解，相对于光刻等微电子工艺，本发明制备图案化掩模 112的方法工艺简单、不会在基底120的外延生长面122引入污染，而且制备的图案化掩模 112的开口 114的宽度与碳纳米管的直径相当，约为几十纳米。因此，可以提高外延层130 的质量。
[0051] 所述步骤S14中，所述外延层130指通过外延法生长在基底120的外延生长面122 的单晶结构体。根据外延层130与基底120材料是否相同，所述外延层130包括同质外延 层和异质外延层。所述外延层130的生长的厚度可以根据需要制备。具体地，所述外延层 130的生长的厚度可以为0. 5纳米毫米。例如，所述外延层130的生长的厚度可以为100 纳米飞00微米，或200纳米~200微米，或500纳米~100微米。所述外延层130可以为一 半导体外延层，且该半导体外延层的材料为GaMnAs、GaAlAs、GalnAs、GaAs、SiGe、InP、Si、 AlN、GaN、GaInN、AlInN、GaAlN或AlGalnN。所述外延层130可以为一金属外延层，且该金 属外延层的材料为铝、钼、铜或银。所述外延层130可以为一合金外延层，且该合金外延层 的材料为MnGa、CoMnGa或Co2MnGa。
[0052] 请参阅图11，具体地，所述外延层130的生长过程具体包括以下步骤： 5141 :沿着基本垂直于所述基底120的外延生长面122方向成核并外延生长形成多个 外延晶粒132 ; 5142 :所述多个外延晶粒132沿着基本平行于所述基底120的外延生长面122方向外 延生长形成一连续的外延薄膜134 ; 5143 :所述外延薄膜134沿着基本垂直于所述基底120的外延生长面122方向外延生 长形成一外延层130。
[0053] 所述步骤S141中，所述多个外延晶粒132在所述基底120的外延生长面122通过 该图案化掩模112的开口 116暴露的部分开始生长，且其生长方向基本垂直于所述基底120 的外延生长面122,即该步骤中多个外延晶粒132进行纵向外延生长。
[0054] 步骤S142中，通过控制生长条件使所述多个外延晶粒132沿着基本平行于所述基 底120的外延生长面122的方向同质外延生长并连成一体将所述图案化掩模112覆盖。即， 该步骤中所述多个外延晶粒132进行侧向外延生长直接合拢，并最终在图案化掩模112周 围形成多个孔洞将图案化掩模112包围。
[0055] 步骤S143中，由于所述图案化掩模112的存在，使得外延晶粒132与基底120之 间的晶格位错在形成连续的外延薄膜134的过程中停止生长。因此，该步骤的外延层130 相当于在没有缺陷的外延薄膜134表面进行同质外延生长。所述外延层130具有较少的缺 陷。
[0056] 所述外延层130的生长方法可以通过分子束外延法（MBE)、化学束外延法（CBE)、 减压外延法、低温外延法、选择外延法、液相沉积外延法（LPE)、金属有机气相外延法 (M0VPE)、超真空化学气相沉积法（UHVCVD)、氢化物气相外延法（HVPE)、以及金属有机化学 气相沉积法(MOCVD)等中的一种或多种实现。
[0057] 具体地，本实施例中，所述基底120为一蓝宝石（A1203)基片，所述图案化掩模112 为一双层交叉氧化铝纳米管结构。本实施采用M0CVD工艺进行外延生长。其中，采用高纯 氨气（順3)作为氮的源气，采用氢气（H2)作载气，采用三甲基镓（TMGa)或三乙基镓（TEGa) 、三甲基铟（TMIn)、三甲基铝（TMA1)作为Ga源、In源和A1源。具体包括以下步骤。首先， 将蓝宝石基底120置入反应室，加热到1KKTC~1200°C，并通入H2、N2或其混合气体作为载 气，高温烘烤200秒~1000秒。其次，继续同入载气，并降温到500°C飞50°C，通入三甲基镓 或三乙基镓以及氨气，生长GaN低温缓冲层，其厚度10纳米~50纳米。然后，停止通入三甲 基镓或三乙基镓，继续通入氨气和载气，同时将温度升高到1KKTC~1200°C，并恒温保持30 秒~300秒，进行退火。最后，将基底120的温度保持在KKKTC~1KKTC，继续通入氨气和载 气，同时重新通入三甲基镓或三乙基镓，在高温下完成GaN的侧向外延生长过程，并生长出 高质量的GaN外延层。
[0058] 请参阅图12,本发明第二实施例提供一种外延结构20的制备方法，其具体包括以 下步骤： 520 :提供一基底120,且该基底120具有一外延生长面122 ; 521 :在该基底120的外延生长面122设置一第一碳纳米管膜100,该第一碳纳米管膜 100包括多个平行间隔设置的第一碳纳米管104 ; 522 :在该第一碳纳米管膜100的表面设置一第二碳纳米管膜103,该第二碳纳米管膜 103包括多个平行间隔设置的第二碳纳米管105,且第二碳纳米管105的延伸方向与第一碳 纳米管104的延伸方向的夹角大于零度； 523 :在该基底120的外延生长面122沉积一掩模预制体层110,且该掩模预制体层110 的厚度大于第一碳纳米管膜100的厚度且小于第一碳纳米管膜100和第二碳纳米管膜103 的厚度总和； 524 :去除所述第二碳纳米管膜103得到一图案化掩模112,该图案化掩模112具有多 个开口 114从而使得该外延生长面122通过该多个开口 114部分暴露；以及 525 :在所述基底120的外延生长面122生长一外延层130。
[0059] 本发明第二实施例提供的外延结构20的制备方法与本发明第一实施例提供的外 延结构10的制备方法基本相同，其区别在于，所述在该基底120的外延生长面122沉积掩 模预制体层110的步骤之前，层叠交叉设置一第一碳纳米管膜100和一第二碳纳米管膜 103 ;所述在该基底1