[发明专利]适用于三维半导体元件外延生长的成核结构

权利要求书

1.一种适用于三维半导体元件(31)的外延生长的成核结构(10)，其包含衬底(11)，所述衬底(11)包含形成生长表面(13)的单晶材料，在所述生长表面(13)上有由包含过渡金属的材料制成的多个成核部分(16)，其特征在于：

-所述成核结构(10)还包含多个中间部分(14)，每个中间部分(14)由从所述生长表面(13)外延的中间晶体材料制成，因此中间晶体材料的晶格的晶体取向在中间晶体材料的平面中的至少一个方向上和与所述材料的平面正交的至少一个方向上与所述衬底(11)的晶体材料的晶格的晶体取向对齐，并且中间部分(14)限定在所述生长表面(13)的相对侧的中间部分上表面(15)；

-每个成核部分(16)由包含从所述中间部分上表面(15)外延形成成核晶体材料的过渡金属的材料制成，因此成核晶体材料的晶格的晶体取向在成核晶体材料的平面中的至少一个方向上和与所述材料的平面正交的至少一个方向上与所述中间晶体材料的晶格的晶体取向对齐，并且成核部分(16)限定在所述中间部分上表面(15)的相对侧并且适用于所述三维半导体元件(31)的外延生长的成核表面(17)。

2.根据权利要求1所述的成核结构(10)，其中所述中间部分(14)形成彼此分开的块，并且所述成核部分(16)至少部分地由注入部分(20)界定并与所述注入部分(20)接触，所述注入部分(20)由包含过渡金属的材料制成且与所述生长表面(13)接触，然后所述注入部分从所述生长表面(13)织构化并因此在正交于其材料的平面的方向上具有单一有利的晶体取向。

3.根据权利要求1所述的成核结构(10)，其中所述中间晶体材料选自氮化铝、III-V族化合物以及铝的氧化物、钛的氧化物、铪的氧化物、镁的氧化物和锆的氧化物，且具有六方晶体结构、面心立方晶体结构或斜方晶体结构。

4.根据权利要求1所述的成核结构(10)，其中所述成核晶体材料选自钛、钒、铬、锆、铌、钼、铪、钽和钨，或选自钛的氮化物或碳化物、钒的氮化物或碳化物、铬的氮化物或碳化物、锆的氮化物或碳化物、铌的氮化物或碳化物、钼的氮化物或碳化物、铪的氮化物或碳化物、钽的氮化物或碳化物和钨的氮化物或碳化物，且具有六方晶体结构或面心立方晶体结构。

5.根据权利要求1所述的成核结构(10)，其中所述衬底的单晶材料选自III-V族化合物、II-VI族化合物或IV族元素或化合物，且具有六方晶体结构或面心立方晶体结构。

6.根据权利要求5所述的成核结构(10)，其中所述衬底(11)的材料是导电的。

7.根据权利要求1所述的成核结构(10)，其包含至少一个下注入部分(22)，所述下注入部分(22)由包含过渡金属的材料制成，且定位成与所述生长表面(13)接触并且被注入部分(20)覆盖，所述注入部分(20)与所述成核部分(16)一体成型并由与所述成核部分(16)相同的材料形成，然后所述下注入部分(22)从所述生长表面(13)织构化并因此在正交于其材料的平面的方向上具有单一有利的晶体取向。

8.根据权利要求1所述的成核结构(10)，其包含至少一个上注入部分(21)，所述上注入部分(21)由包含过渡金属的材料制成且定位成与所述成核部分(16)接触并部分地覆盖所述成核表面(17)。

9.一种光电子器件(1)，其包含根据前述权利要求中任一项所述的成核结构(10)以及各自从相应的成核表面(17)外延的多个三维半导体元件(31)，因此所述三维半导体元件(31)的晶格的晶体取向在三维元件的材料平面中的至少一个方向上和与材料平面正交的至少一个方向上与所述成核晶体材料的晶格的晶体取向对齐。

10.根据权利要求9所述的光电子器件(1)，其中每个三维半导体元件(31)由选自III-V族化合物、II-VI族化合物、IV族元素或化合物的半导体材料制备。