[发明专利]具有间隙空位的聚结纳米线结构及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体装置，其包含：

多个位于支撑物上的第一导电型半导体纳米线核心；

在所述核心之上及周围延伸的连续第二导电型半导体层；

多个位于所述第二导电型半导体层中并在所述核心之间延伸的间隙空位；及

与所述第二导电型半导体层接触的第一电极层。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一电极延伸到所述间隙空位中。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述装置包含发光二极管LED装置。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第二导电型半导体层与所述核心直接物理接触，以在每一核心处形成发光p-n结。

5.根据权利要求4所述的装置，其进一步包含在每一纳米线核心周围的有源区外壳。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述有源区外壳包含至少一个量子阱，且所述第二导电型半导体层与所述至少一个量子阱直接物理接触，以在每一由所述至少一个量子阱外壳所包围的纳米线核心处形成发光p-i-n结。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一导电型包含n-型，所述第二导电型包含p-型，且所述第一电极层包含p-电极层。

8.根据权利要求6所述的装置，其进一步包含与所述n-型纳米线核心电连接的第二电极层。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述支撑物包含衬底上的n-型半导体缓冲层。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述衬底包含n-Si或蓝宝石衬底，所述缓冲层包含n-GaN或n-AlGaN层，所述核心包含从所述缓冲层的经由所述缓冲层上的绝缘掩模层中的开口暴露的表面部分外延延伸的n-GaN纳米线，所述至少一个量子阱包含InGaN量子阱，且所述第二导电型半导体层包含p-GaN层。

11.根据权利要求3所述的装置，其中所述支撑物包含半导体衬底。

12.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一电极层是透明的。

13.根据权利要求3所述的装置，其中所述核心包含从所述支撑物的经由位于所述支撑物上的绝缘掩模层中的开口暴露的半导体表面部分外延延伸的半导体纳米线。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述核心经定位使得当所述第二导电型半导体层在所述核心周围延伸时提供非嵌合配置，以形成所述间隙空位。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述核心具有实质上六边形横截面形状，且所述六边形横截面形状的每个顶点指向相邻核心的少于两个顶点，以在所述第二导电型半导体层中形成三角形间隙空位。

16.根据权利要求14所述的装置，其中所述核心具有实质上正方形横截面形状，且所述正方形横截面形状的每个顶点指向相邻核心的少于三个顶点，以在所述第二导电型半导体层中形成正方形或长方形间隙空位。

17.根据权利要求14所述的装置，其中所述第二导电型半导体层是实质上平面的。

18.根据权利要求14所述的装置，其进一步包含至少一个有源量子阱外壳，所述有源量子阱外壳位于所述核心周围，并由所述第二导电型半导体层的填充所述核心间的间隙空间的第一部分所包围，或者由所述第二导电型半导体层的形成所述间隙空位的侧壁的第二部分所包围。

19.根据权利要求18所述的装置，其中所述第一电极层部分或完全填充所述间隙空位，以与所述第二导电型半导体层的所述第二部分接触。

20.根据权利要求19所述的装置，其中所述第一电极层部分填充所述间隙空位，以便形成空中桥接电极配置。

21.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述连续第二导电型半导体层包含所述第二导电型半导体的第二连续层；

所述第二导电型半导体的第一连续层在所述核心之上及周围延伸；

所述第二导电型半导体的所述第二连续层在第二导电型半导体的所述第一连续层之上及周围延伸，且第二导电型半导体的所述第二连续层包含所述多个插入所述核心的间隙空位；且

与所述第二导电型半导体的所述第二连续层接触的所述第一电极层并不延伸到所述间隙空位内。