[发明专利]用于生产微米线或纳米线的方法

说明书

本描述涉及一种制造包括含有III‑V族化合物的微米或纳米尺寸的线(22)的器件的方法，该方法包括：对于每条线，通过金属‑有机物气相外延的步骤形成线的至少一部分(24)，该金属‑有机物气相外延的步骤包括：将V族元素的第一前体气体、III族元素的第二前体气体和作为III‑V族化合物的掺杂物的附加元素的第三前体气体注入到反应器中，气体中的附加元素的第三前体气体在线的所述部分具有均匀掺杂物浓度的情况下在线的该部分中提供大于5.10¹⁹个原子/cm³、例如大于1.10²⁰个原子/cm³的掺杂物浓度。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求法国专利申请FR19/07109的优先权权益，该申请通过引用结合于此。

技术领域

本公开总体上涉及由半导体材料制成的器件及制造该器件的方法。本发明更具体地涉及包括纳米或微米范围的三维半导体元件、尤其是微米线或纳米线的器件。

背景技术

包含半导体材料的微米线或纳米线的示例是由主要包含III族元素和V族元素的组分(下文称为III-V族化合物)(例如氮化镓GAN)构成的微米线或纳米线。这种微米线或纳米线能够制造半导体器件，诸如光电器件。术语光电器件用于表示能够将电信号转换成电磁辐射或将电磁辐射转换成电信号的器件，以及尤其是专用于电磁辐射的检测、测量或发射的器件或专用于光伏应用的器件。

用于制造半导体材料微米线/纳米线的方法应该能够以精确和均匀地控制几何形状、位置以及每个微米线/纳米线的晶体学性质的方式制造微米线/纳米线。

专利US9245948描述了一种通过金属-有机化学气相沉积(metal-organicchemical vapor deposition，MOCVD)制造由III-V族化合物制成的微米线/纳米线的方法。尽管这种方法能够在对几何形状、位置和每个微米线/纳米线的晶体学性质具有令人满意的控制的情况下制造微米线/纳米线，但是它仅能够以对应于支撑件上微米线/纳米线占据的表面积与支撑件的总表面积之比(小于20％，特别是小于10％)的密度制造具有V族元素的极性的微米线/纳米线。

发明内容

因此，实施例的目的是至少部分克服制造由III-V族化合物制成的微米线/纳米线的前述方法的缺点。

实施例的另一目的是微米线/纳米线的密度能够小于10％。

实施例的另一目的是每个微米线/纳米线能够形成为具有V族元素的极性或III族元素的极性。

实施例的另一目的是每个微米线/纳米线基本上具有单晶结构。

另一实施例提供了精确和均匀地控制每个微米线/纳米线的位置、几何形状和晶体学性质的可能性。

实施例的另一目的是微米线/纳米线能够以工业规模和低成本制造。

实施例提供了一种制造包括含有III-V族化合物的微米或纳米尺寸的线的器件的方法，该方法包括：对于每条线，通过金属-有机物气相外延的步骤形成线的至少一部分，该金属-有机物气相外延的步骤包括：将V族元素的第一前体气体、III族元素的第二前体气体和附加元素(作为III-V族化合物的掺杂物)的第三前体气体注入到反应器中，第三前体气体是在线的部分具有均匀掺杂物浓度的情况下能够在该线的部分中获得大于5.10¹⁹个原子/cm³，例如大于1.10²⁰个原子/cm³的掺杂物浓度的气体。

根据实施例，线部分的表面处的掺杂物浓度大于1.10²⁰个原子/cm³，和/或线部分被覆盖有不同于III-V族化合物并包含所述附加元素的材料层。

根据实施例，第一前体气体的流量与第三前体气体的流量之比小于或等于1000，例如等于130。