。为此，图8A和8B分别 示出了例示性的异质结构50、60,异质结构50、60中的每个都包括根据实施例的由柱状结构 形成的多个子层。在图8A中，异质结构50包括其上生长第一复合半导体层54A的第一层52。 第二复合半导体层54B可W生长在第一复合半导体层54A之上。如所例示的，每个复合半导 体层54A、54B可W包括例如由柱状结构形成的子层、至少部分连续的子层和/或基本上连续 的子层，如本文所述的。
[0066] 应理解，当异质结构50包括多个复合半导体层54A、54B时，对每个复合半导体层 54A、54B的柱状结构的子层可W具有相同或不同的特性尺寸(例如，直径、长度、间隔等等）。 在例示性的实施例中，第一复合半导体层54A可W包括具有大的特性直径和高的特性长度- 直径比率的柱状结构的子层，而每个后续的复合半导体层54B可W包括具有小的特性直径 和较小的特性长度-直径比率的柱状结构的子层。例如，复合半导体层54B中的柱状结构的 特性直径可W达到比复合半导体层54A中的柱状结构的特性直径小百分之五十。复合半导 体层54A和54B之间的特性长度-直径比率的改变可W达到±80%。运样的复合半导体层 54A、54B的配置可W减少异质结构50中的位错和应力。
[0067] 类似地，本文描述的复合半导体层可W包括由柱状结构形成的多个子层。例如，图 8B示出了例示性的异质结构60,其包括复合半导体层64(例如，A1N纳米线层)形成于其上的 第一层62。复合半导体层64可W包含超晶格，复合半导体层64包括由柱状结构形成的多个 子层66A-66C，子层66A-66C与至少部分连续的子层68A、68B交替。如所例示的，每个子层 66A-66C的柱状结构的一个或多个特性尺寸(例如，直径、长度、间隔等等)可W与相邻的子 层66A-66C的相应的特性尺寸相差至少百分之一。例如，在此情况下，中间子层6她的柱状结 构被示出为具有与其它子层66A、66C的柱状结构相比相对较小的特性直径和相对较小的特 性间隔。
[0068] 在异质结构中包含本文描述的复合半导体层可W与包含具有一个或多个特征的 一个或多个层结合，W进一步改进得到的器件的一个或多个特性。例如，图9示出了根据另 一个实施例的包括复合半导体层74的例示性的异质结构70。例如，复合半导体层74可W在 可具有基本上均匀的组分的第一层72上形成。第二半导体层76可W在复合半导体层74上形 成，并且可W具有梯度的组分，梯度的组分可W配置成减少应力等等。例如，梯度的半导体 层76可W包含梯度的III族氮化物组分，例如AlGaN合金，其中第一侧(例如，与复合半导体 层74相邻)是AlxGai-xN，而第二侧包含AlyGai-yN，其中x-y〉0.05，层76的厚度至少是50nm，并 且0<x，y<l。在一个实施例中，复合半导体层74由A1N形成。梯度可W使用任何解决方案来实 施，例如，连续的梯度、阶跃的梯度等等。尽管层76被描述为梯度的，应理解，复合半导体层 74的子层可W是梯度的。为此，运样的子层的梯度可W类似于结合层76所描述的梯度。
[0069] 在一个实施例中，复合半导体层的一个或多个柱状结构包括可变的组分。为此，图 10A和10B分别示出了根据实施例的例示性的柱状结构46A、46B。例如，柱状结构46A的组分 依据柱状结构46A的直径来改变。在例示性的实施例中，柱状结构46A可W具有组分为A1N或 AlxGal-xN合金的内忍47A，接着是组分为AlyGai-yN的层47B(其中X和y相差至少百分之一）， 层47B可W后接另一个组分为AlzGai-zN的层47C(其中y和Z相差至少百分之一）。在另一个实 施例中，柱状结构46A的梯度组分可W取决于柱状结构46A的直径。尽管柱状结构46A示出为 包含Ξ个层47A-47C，应理解，具有多个组分的柱状结构可W包括任意数目的两个或多个 层。
[0070] 柱状结构的一个实施例可W包括例如变化的渗杂来实现p-n结，其中p-n结在柱状 结构的径向上形成。例如，在一个实施例中，内忍区域47A可W具有p型或η型渗杂，而外层 47C无渗杂。可替代地，内忍区域47Α可W具有Ρ型或η型渗杂之一，而外层47C具有Ρ型或η型 渗杂中另外一个。在任何情况下，层47Β可W具有被选择为在内忍47Α和外层47C之间提供过 渡的渗杂。
[0071] 图10Β示出了柱状结构46Β，其中径向和纵向二者上的组分和/或渗杂可W改变，W 形成复杂的结结构。在此情况下，层47A-47C可W具有在层47A-47C的任意两个之间的界面 49Α、49Β处改变的组分和/或渗杂水平。此外，层47D-47F的组分和/或渗杂可W与层47A-47C 的组分和/或渗杂不同，并且层47D-47F的组分和/或渗杂可W在相应的层组47A-47C和47D- 47F之间的界面49C处突变或连续地改变。当改变是连续的时，层47A-47C可W在表面法线方 向上成梯度。类似于层47A-47C，层47D-47F可W具有在运些层的任意两个之间的相应的界 面49D、4犯处改变的组分和/或渗杂水平。在一个实施例中，为了改变柱状结构4她的横向上 的组分和/或渗杂，可W利用二维生长的解决方案(例如，高溫、低V/III比率）。例如，在此期 间，生长溫度可W升高至1100-1400C的范围，和/或V/III比率可W在500-2000的范围。为了 改变垂直方向上的组分和/或渗杂，可W利用Ξ维生长的解决方案(例如，低溫和高V/III比 率）。例如，在此期间，生长溫度可W在600-1100C的范围（例如，在更特定的实施例中是800- 900C)，同时平均V/III比率在10000的量级。
[0072] 在一个实施例中，使用了模板层来促进柱状结构的Ξ维生长。为此，图11示出了根 据一个实施例的在模板层80上生长的例示性的一组柱状结构46。如所例示的，模板层80包 括多个开口 82,并且每个柱状结构46的生长始于开口 82中并且可被开口 82引导。使用模板 层80可W控制柱状结构46的特性直径和/或特性间隔。在一个实施例中，模板层80是阳极氧 化侣(AA0)层。运样的AA0层可W使用任何解决方案制造，例如通过沉积基本上由侣构成的 薄层并对侣层执行阳极氧化处理(例如，通过使侣层阳极氧化），运可使开口（孔)82形成。
[0073] 可替代地，模板层也可包含配置成促进柱状结构的生长的多个岛。为此，图12示出 了根据一个实施例在包含多个岛86的模板层84上生长的例示性的一组柱状结构46。岛86可 W配置成在其上促进柱状结构46的生长。岛86可W由任何合适的金属、半导体或电介质材 料形成，合适的材料包括例如侣、铁、金属氮化物岛（例如，AlN、AlGaN、Si3N4、TiN、ScN、BN等 等）、电介质岛（例如，碳、Si〇2、Zr〇2、Al2〇譜等）、阳极氧化侣等等。
[0074] 应理解，模板层可W包括一个或多个掩蔽的和/或促进生长的子层的任意组合。例 如，模板层可W包括电介质掩模，所述电介质掩模具有大的开口（例如，大于福射的目标波 长的特性尺寸及位于运样的促进柱状结构46的Ξ维生长的开口中的更细的岛（例如，小 于福射的目标波长的特性尺寸）。此外，应理解，包含多个柱状结构46的层/子层的复合层 和/或异质结构可W利用相同或不同的模板层来促进相应的柱状结构46的生长。
[0075] 此外，柱状结构46的生长可W不利用模板层来执行。例如，在一个实施例中，A1N柱 状结构的生长包括在W下条件下生长A1N成核岛:600-1500C范围的高溫(例如，在更特定的 实施例中为1100-1400C的范围）、大于50的V/III比率（例如，在更特定的实施例中大于 1000, W及在另一个更特定的实施例中大约为5000)、W及760托下的生长压力(例如，在更 特定的实施例中为100托下的生长压力，W及在另一个更特定的实施例中为50托下的生长 压力）。在成核岛的生长期间，可W利用迁移增强的金属有机外延，其中NH3和Ξ甲基侣 (TMA1)都通过脉冲传递。岛的特性尺寸可W通过控制V/III比率和/或溫度来控制。例如，为 了减小岛的特性尺寸，可W增大V/III比率和/或可W降低生长溫度。一组生长条件(例如， 高的生长溫度)可被选择来促进A1物质在生长表面的大力扩散。在一个实施例中，岛的生长 继续，直到岛具有范围在2-50化m(例如，几十纳米）的目标特性直径W及范围在20-1000nm (例如，几十纳米)的岛边界之间的特性间隔距离。无论如何，生长在大量岛发生聚结之前停 止。
[0076] 柱状结构可W使用任何解决方案生长在成核岛上方。例如，生长溫度可W降低大 约100C(例如，在一个实施例中为1200-1500C的范围内，W及在更特定的实施例中为1300- 1400C的范围内），并且V/III比率可W增加到50 W上(例如，在一个实施例中大于1000, W及 在更特定的实施例中达到大约10000)。在柱状结构的生长期间，可W利用迁移增强的金属 有机外延，其中N曲和Ξ甲基侣(TMA1)都通过脉冲传递。柱状结构W合适的生长速率(例如， 每小时一微米)形成。应理解，柱状结构的特性参数将取决于所选择的生长溫度、V/III比 率、生长速率等等。此生长方式的一个优势是使用的生长条件稳定。在一个实施例中，在生 长柱状结构的末尾，可W添加少量的Ga前体W形成AlGaNS维层。
[0077] 为了促进柱状结构的聚结，生长过程可W包括二维生长时期。例如，在此时期，生 长溫度可升高至1300-1400C的范围，VIII比率可W在500-2000的范围，并且生长速率可W 是大约每小时几微米。
[0078] 图13示出了根据一个实施例的例示性