[发明专利]氮化物纳米线及其制造方法

权利要求书

1.一种利用基于CVD的选择区域生长技术来生长氮化物基半导体纳米线 的方法，包括：

在衬底上提供生长掩模；

在生长掩模中形成开口；

在纳米线生长步骤中通过基于CVD的选择区域生长技术来生长所述纳米 线，其中在纳米线生长步骤中存在氮源和金属-有机源，并且其中在纳米线生长 步骤中氮源流量和金属-有机源流量是持续的；以及

在所述纳米线生长步骤之后执行平面生长步骤，所述平面生长步骤包括导 致在纳米线上形成壳层的至少一个生长步骤，其中在所述平面生长步骤期间的 V/III-比率高于在所述纳米线生长步骤期间的V/Ⅲ-比率。

2.根据权利要求1的纳米线生长方法，其中该V/III-比率包括氮源流速与 金属-有机源流速的比率，并且该V/III-比率在1-100范围内。

3.根据权利要求2的纳米线生长方法，其中该V/III-比率在1-50范围内。

4.根据权利要求3的纳米线生长方法，其中该V/III-比率在5-50范围内。

5.根据权利要求1至4中任一项的纳米线生长方法，其中在纳米线生长步 骤中该V/III-比率是恒定的。

6.根据权利要求1至4中任一项的纳米线生长方法，其中该氮化物基半导 体是GaN，该氮源是氨，并且该金属-有机源是三甲基镓。

7.根据权利要求1的纳米线生长方法，进一步包括预处理步骤(c’)，其 中所述氮前体源流量和所述金属-有机前体源流量中的至少一个是起作用的，并 且在预处理步骤期间不发生纳米线生长。

8.根据权利要求7的纳米线生长方法，其中该预处理步骤包括退火步骤。

9.根据权利要求1的纳米线生长方法，其中平面生长步骤导致产生多个层。

10.根据权利要求9的纳米线生长方法，其中所述壳层是InGaN。

11.根据权利要求9的纳米线生长方法，其中所述多个层包括阱层(116) 和掺杂层(117)。

12.根据权利要求11的纳米线生长方法，其中阱层包括多个子层。

13.根据权利要求9-12中任一项的纳米线生长方法，其中所述多个层形成 体积元件(115)，并且该方法进一步包括由接触层(118)部分地包围体积元件 (115)的步骤。

14.根据权利要求13的纳米线生长方法，其中体积元件(115)是锥体。

15.根据权利要求1的纳米线生长方法，其中该平面生长步骤的V/III-比率 比该纳米线生长步骤的V/III-比率高至少10倍。

16.根据权利要求1的纳米线生长方法，其中引入掺杂源以稳定纳米线生 长条件。

17.一种半导体器件，包括氮化物半导体的多个纳米线(110)，所述纳米 线(110)外延地连接到衬底(105)并从衬底(105)直立，其特征在于

在所述纳米线中的至少大部分中，每个纳米线在其各自的整个长度上具有 相同的晶体结构；

所述纳米线被提供有包括至少一个壳层(116)的体积元件(115)；

所述半导体器件为LED；

所述多个纳米线是单独的纳米结构的LED；以及

pn-结由所述纳米线(105)与它们各自的体积元件(115)组合提供，使得 所述纳米线被掺杂n或p型之一，并且所述体积元件被掺杂p或n型中的另一 种。

18.根据权利要求17的半导体器件，其中所述纳米线的至少90％在它们 各自的整个长度上具有相同的晶体结构。

19.根据权利要求18的半导体器件，其中所述纳米线的至少99％在它们 各自的整个长度上具有相同的晶体结构。

20.根据权利要求17的半导体器件，其中所述至少一个壳层是InGaN。