上Wn-GaN巧2、n型GaN/InGaN壳体3、具有 量子阱的InGaN的作用层4、p-AlGaN层5及p-GaN层5'生长纳米角锥体。壳体3可包括 一或多个子壳体，例如与巧2物理接触的GaN子壳体及在GaN子壳体上的InGaN子壳体。或 者，除n-GaN及/或n-InGaN之外或替代n-GaN及/或n-InGaN，n型巧2及/或n型壳体3 还可包括AlGaN或InAlGaN。除p-AlGaN及/或p-GaN之外或替代p-AlGaN及/或p-GaN， P型半导体层（即，外壳体）5及/或5'还可包含p-AlInN或p-InAlN。优选地，具有量子 阱的InGaN的作用层4在厚度上为约3皿到20皿。可将p-GaN层5'聚结，经聚结p-GaN层 中具有或不具有空隙，例如W其全文并入本文中的第13/245, 405号美国申请案中所描述。
[0026] 为了用作LED,每一纳米角锥体1的n侧及P侧必须接触。
[0027] 如上文所提及，第一电极可包括n电极层，例如，缓冲层6,例如包括氮化嫁或氮化 侣嫁的缓冲层，在纳米角锥体阵列的生产期间纳米角锥体巧从所述缓冲层生长。第二电极 可包括电连接到P型层的P电极层，例如透明导电氧化物层，例如，氧化铜锡（ITO)。可通过 任何适合方法形成第二电极。
[002引 W引用方式并入本文中的Seifed等人的第7, 829, 443号美国专利中所描述的制 作方法将适合于本文中所描述的纳米角锥体的生长，然而应注意，本发明并不受限于此。在 一个实施例中，本发明为纳米角锥体巧W使半导体壳体层在巧上生长W形成巧-壳体纳米 角锥体。举例来说，在替代实施例中，仅巧可构成纳米结构（例如，纳米角锥体）而壳体可 任选地具有大于典型纳米角锥体壳体的尺寸。此外，所述装置可经塑形w包含许多小面，且 可控制不同类型的小面之间的面积比率。
[0029] 顺序（例如，壳体）层的使用可产生具有垂直于装置的长轴具有立方形或六角形 或其它多角形横截面的角锥体形状（即，在顶部或尖端处较窄且在基底处较宽）的最终个 别装置（例如，pn或pin装置）。因此，具有完整壳体的个别装置可具有各种大小。举例来 说，所述大小可变化，其中基底宽度介于从lOOnm到数ym(例如，5ym)(例如lOOnm到低于 1微米）的范围内，且高度介于从数百nm到数ym(例如，lOym)的范围内。
[0030] 图1图解说明为纳米角锥体提供支撑件的示范性结构。通过使纳米角锥体1在 生长衬底8上生长，任选地使用生长掩模或介电掩蔽层7 (例如，氮化物层，例如氮化娃介 电掩蔽层）来界定纳米角锥体1的位置且确定底部界面区域，至少在处理期间，衬底8用 作从衬底8突出的纳米角锥体1的载体。纳米角锥体的底部界面区域包括在介电掩蔽层7 中的每一开口内侧的巧2的区域。衬底8可包括不同材料，例如III-V族或II-VI族半导 体、51、66、412〇3、51(：、石英、玻璃等，如^其全文引用方式并入本文中的瑞典专利申请案56 1050700-2 (让与化0AB)中所论述。用于衬底的其它适合材料包含但不限于；GaAs、GaP、 GaP:Zn、GaAs、InAs、InP、GaN、GaSb、化0、In訊、SOI(绝缘体上娃）、CdS、&iSe、CdTe。在一 个实施例中，纳米角锥体1直接在生长衬底8上生长。
[0031] 在其中使用介电掩蔽（生长掩模）层的实施例中，可通过光刻将生长掩模7图案 化W界定用于纳米角锥体生长的开口，如（举例来说）W其全文引用方式并入本文中的第 7, 829, 443号美国专利中所描述。在一个实施例中，纳米角锥体分组成n垫区域、非作用区 域、L邸区域（即，发射光的区域）及P垫区域中。然而，本发明的实施例并不限于此。举例 来说，P垫区域可布置于纳米角锥体的顶部上，从而形成纳米角锥体L邸结构的发光部分， 借此P垫区域与LED区域一致，如2010年2月4日公开且W其全文引用方式并入本文中的 Konsek等人的第W0 2010/014032A1号PCT国际申请公开案中所描述。
[0032] 优选地，衬底8也适于用作连接到每一纳米角锥体1的n侧的电流输送层。此可 通过具有包括布置于衬底8的面对纳米角锥体1的表面上（如图1中所展示）的缓冲层 6(通过实例的方式，III族氮化物层，例如在Si或Al2〇3衬底8上的GaN及/或AlGaN缓 冲层6)的衬底8来实现。缓冲层6通常匹配于所要纳米角锥体材料，且因此在制作过程中 用作生长模板。针对n型巧2,缓冲层6优选地也为经渗杂n型。缓冲层6可包括单个层 (例如，GaN)、数个子层（例如，GaN及AlGaN)或从高A1含量的AlGaN渐变到较低A1含量 的AlGaN或GaN的渐变层。纳米角锥体可包括任何半导体材料，但对于纳米角锥体LED来 说，例如III族氮化物半导体（例如，GaN、AlInGaN、AlGaN及InGaN等）等III-V族半导体 或其它半导体（例如，InP、GaAs)通常为优选的。可通过利用美国专利第7, 396, 696号、第 7, 335, 908号及第7, 829, 443号W及W0201014032、W02008048704及W0 2007102781中所描 述的方法而实现纳米角锥体的生长，所有所述美国专利W其全文引用的方式并入本文中。 [003引应注意，纳米角锥体1可包括数种不同材料（例如，GaN巧、InGaN作用层及具有不 同于作用层的In与Ga的比率的InGaN壳体）。一般来说，衬底8及/或缓冲层6在本文中 称为纳米角锥体的支撑件或支撑层。在特定实施例中，替代衬底8及/或缓冲层6或除衬 底8及/或缓冲层6之外，也可将导电层（例如，镜或透明触点）用作支撑件。因此，术语 "支撑层"或"支撑件"可包含该些元件中的任何一或多者。缓冲层6提供用于接触纳米角 锥体1的n侧的结构。
[0034] W上说明为L邸结构的示范性实施例；然而，将了解，在不背离本发明的情况下， 也可在具有如所属领域的技术人员将明了的任何必需修改的方法及组合物中使用任何适 合纳米角锥体L邸结构或其它适合纳米角锥体结构。
[0035] 使根据本发明的实施例的氮化物半导体纳米角锥体生长的方法优选地利用基于 CVD的选择性区域生长技术。在纳米角锥体生长步骤期间存在氮源及金属有机源且在所述 纳米角锥体生长步骤期间至少氮源流率为连续的。
[0036] 在一个实施例中，使用金属有机化学气相沉积（MOCVD)过程使本发明的纳米角锥 体生长。具有修改的其它基于CVD及氨化物气相外延（HVP巧的过程也为适合的。
[0037] 所述方法的一个实施例包括W下步骤；a)在支撑件上提供生长掩模。所述支撑件 为（举例来说）GaN(例如，在支撑衬底8上方的n-GaN缓冲层6)且生长掩模7为（例如） SiNy或SiOy的电介质，b)在生长掩模中产生开口。关于开口的直径及开口的相对定位两 者优选地良好控制所述开口。针对所述程序可使用技术领域中已知的数种技术，包含但不 限于电子束光刻巧化)、纳米压印光刻、光学光刻及反应离子蚀刻巧I巧或湿式化学蚀刻方 法。优选地，开口在直径上为约100皿到约200皿且相距约0. 5ym到约5ym。所述开口界 定待生产的纳米角锥体的位置及直径。C)通过基于CVD的过程执行纳米角锥体生长，其中 前驱物源流为连续的。前驱物源流率经调整W在生长区域中实现低度过饱和。
[0038] W图3a到f的SEM图像图解说明借助根据本发明的方法所制作的纳米角锥体。在 开始衬底上，通过阳CVD将SiNjl(厚度为约30nm到lOOnm)沉积。在后续步骤中，通过电 子束光刻巧BL)及反应离子蚀刻巧I巧形成点状图案的GaN开口（直径为约lOOnm)的阵 列。开口之间的间距在如约0. 5ym到3. 2ym的范围内，从而给出界定纳米角锥体的基底大 小及位置两者的生长掩模。然后，将处理后的样本插入到水平M0CVD室中W使GaN纳米角锥 体生长。图3a到f图解说明经形成具有S种类型的巧的不同类型的纳米角锥体。图3a及 3b是具有常规巧的纳米角锥体的相应较低及较高放大率显微照片，图3c及3d是具有暂停 巧的纳米角锥体的相应较低及较高放大率显微照片，且图3e及3f是不具有巧的纳米角锥 体的相应较低及较高放大率显微照片，即，所述角锥体穿过衬底直接在生长掩模层上生长。
[0039] 在一个实施例中，在高温度、低压力及极低V/III比率（约5到约10)下使常规巧 生长。