[发明专利]具有过渡金属缓冲层的包含纳米线电子器件、至少一个纳米线的生长方法以及器件制造方法

权利要求书

1.电子器件，包含衬底(1)、至少一个半导体纳米线(2)和介于该衬底(1)和所述纳米线(2)之间的缓冲层(3)，其特征在于该缓冲层(3)至少部分地由从其延伸出纳米线(2)的氮化过渡金属层(9)形成，所述氮化过渡金属选自：氮化钒、氮化铬、氮化锆、氮化铌、氮化钼，氮化铪或氮化钽，并且该缓冲层(3)是导电的，以允许该衬底(1)的至少一个导电部分与该纳米线(2)之间的电接触，其中该纳米线具有基本上垂直于衬底取向的纵向尺寸，其中该纳米线的纵向尺寸至少等于该纳米线的横向尺寸，并且该氮化过渡金属层(9)包含氮，所述氮在氮化过渡金属的稳定状态中的浓度在小于或等于10％的范围内变化。

2.根据权利要求1的器件，其特征在于该氮化过渡金属层(9)是满足以下条件的过渡金属-氮的化学计量化合物：

-该化学计量化合物具有50％至小于100％的过渡金属比例，

-该化学计量化合物具有有利于氮化镓的外延附生的晶体结构，

-对于氮浓度的容限ΔN为小于或等于10％。

3.根据权利要求2的器件，其特征在于该晶体结构是面心立方或六方晶体结构。

4.根据权利要求1-3任一项的器件，其特征在于该纳米线(2)的远离衬底(1)的末端(2b)根据第一种类型进行电掺杂，并且该器件包含置于该纳米线(2)的远离衬底(1)的末端(2b)处的第二种类型的掺杂的导电元件，以形成电结。

5.根据权利要求4的器件，其特征在于该电结是电致发光二极管的结。

6.根据权利要求1-3任一项的器件，其特征在于该器件包含纳米线(2)极化元件以允许在所述纳米线(2)处产生光波。

7.根据权利要求1-3任一项的器件，其特征在于该纳米线具有基本上垂直于衬底取向的纵向尺寸，其中该纳米线的纵向尺寸是该纳米线的横向尺寸的至少五倍。

8.至少一个半导体纳米线(2)的生长方法，包括在衬底(1)上产生至少部分地由用于纳米线(2)生长的成核层形成的缓冲层(3)的步骤，以及从该成核层生长纳米线(2)的步骤，其特征在于该成核层由氮化过渡金属层(9)形成，所述氮化过渡金属选自：氮化钒、氮化铬、氮化锆、氮化铌、氮化钼，氮化铪或氮化钽，并且该缓冲层(3)是导电的，以允许该衬底(1)的至少一个导电部分与该纳米线(2)之间的电接触，其中该纳米线具有基本上垂直于衬底取向的纵向尺寸，其中该纳米线的纵向尺寸至少等于该纳米线的横向尺寸，并且该氮化过渡金属层(9)包含氮，所述氮在氮化过渡金属的稳定状态中的浓度在小于或等于10％的范围内变化。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于该缓冲层(3)由包含氮和选自钒、铬、锆、铌、钼、铪或钽的过渡金属的气体混合物气相沉积。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于该缓冲层(3)的沉积在环境温度至400℃的温度下进行。

11.根据权利要求8的方法，其特征在于该缓冲层(3)由以下步骤产生：

-在衬底(1)上沉积过渡金属层(6)，所述过渡金属选自钒、铬、锆、铌、钼、铪或钽；

-氮化沉积的过渡金属层(6)的至少一部分以形成具有旨在用于纳米线(2)生长的表面的氮化过渡金属层(9)。

12.根据权利要求11的方法，其特征在于该过渡金属层的沉积在环境温度至400℃的温度下进行。

13.根据权利要求8-12任一项的方法，其特征在于产生该氮化过渡金属层(9)以形成满足以下条件的过渡金属-氮的化学计量化合物：

-该化学计量化合物具有50％至小于100％的过渡金属比例，

-该化学计量化合物具有有利于GaN的外延附生的晶体结构，

-对于氮浓度的容限ΔN为小于或等于10％。