由包含在成核層的空腔中形成的晶種的基底生長並行伸長型元件（納米絲、微絲）的方法與流程

2023-05-28 02:59:11

本發明涉及在電子學領域中、特別是在光電子學領域中，尤其是微絲或納米絲類型的伸長型元件的生長。

本發明的目標特別還在於伸長型元件、尤其是納米絲或微絲類型的絲的生長方法。

背景技術：

目前的平面發光(尤其是白色)二極體每流明的高成本推動了新的突破性解決方案的開發。為了降低此成本，一種可能性在於一方面使用尤其是矽制的基底，並且另一方面在於生產基於微絲/納米絲的發光二極體結構以避免例如在Si上的GaN的平面生長的關鍵步驟。

但是，完全垂直的微絲的受控生長對於部件生產所需的所有後續技術步驟的最佳實現來說是必不可少的。

已知的是使用在其上形成掩模的成核層。該掩模包括多個開口，每個開口使得能夠確定微絲生長位的界限。不過，在微絲生長之後觀察到一定數目的這些微絲並不是垂直的。這對於實現微絲功能化的後續步驟來說會造成問題。

因而則需要提高形成垂直伸長型元件的可能性，並且理想地，使得能夠確保這種伸長型元件肯定是垂直的。

技術實現要素：

本發明的目標在於提供一種完全或部分克服以上列出的缺陷的解決方案。

此目標尤其通過利用伸長型元件、尤其是納米絲或微絲類型的絲的生長方法來實現，該方法包括以下步驟：

-形成成核表面，該成核表面具有至少一個採用萌發(germination)空腔的形式並且至少部分地由掩模確定界限的萌發位，所述至少一個萌發空腔位於與該掩模一定距離處，

-旨在參與在所述至少一個萌發空腔上的所述伸長型元件的生長的晶種的成核化，

-從所述晶種生長所述伸長型元件。

根據一種實施方案，形成成核表面的步驟包括在成核層上形成掩模的步驟，所述掩模的開口與該成核層的一部分一起形成盲孔，由該成核層的所述部分形成的該盲孔的底部對應於成核表面。優選地，相繼地進行以下步驟：改變成核層的拓撲(topologie)以形成所述至少一個萌發空腔，形成掩模的步驟，晶種的成核化步驟，伸長型元件的生長步驟。

根據另外的實施方案，該方法包括供應在其上形成成核層的基底的步驟，以及形成成核表面的步驟，包括以下步驟：

-蝕刻成核層直到該基底，以形成塊(plot)，

-在基底上形成掩模，所述掩模圍繞所述塊，尤其是在布置於所述塊與基底的拐角處的其基部位置處。

優選地，根據這種另外的實施方案，該方法相繼地包括以下步驟:改變成核層的拓撲以形成所述至少一個萌發空腔，蝕刻成核層，形成掩模，晶種的成核化步驟，伸長型元件的生長步驟。

有利地，該方法包括形成所述至少一個萌發空腔的步驟，所述步驟的實施使得所述至少一個萌發空腔限定晶種成核化區，所述晶種成核化區所具有的在唯一成核化區的位置處形成所述晶種所必需的能量變化小於在掩模與成核表面之間的拐角處形成相同晶種所必需的能量變化。

根據一種改進方式，形成成核表面的步驟使得其包括通過考慮目的是在用於形成成核表面的材料上形成晶種的材料的第一潤溼性因子以及目的是在用於形成掩模的材料上形成晶種的材料的第二潤溼性因子而確定所述至少一個萌發空腔的形式的步驟，以及根據確定的形式形成所述至少一個萌發空腔的步驟。

例如，萌發空腔尤其全部地或者部分地採用錐體的形式，尤其是旋轉錐體或者金字塔形錐體的形式，其表面由經過屬於主軸的固定點的生成直線(droite génératrice)限定，所述主軸尤其垂直地相交於包含所述錐體的有向曲線(courbe directrice)的平面，並且該方法包括確定生成直線與所述主軸之間的角α/2、尤其是最大角α/2的步驟，所述角α/2由第一和第二潤溼性因子確定。

尤其是，確定角α/2的步驟可包括求解以下的方程式：

其中結果ΔEIII-ΔEI必須小於或等於0，其中cte2大於0，f1是第一潤溼性因子，其使得0≤f1≤1，f2為第二潤溼性因子，其使得-1≤f2≤0。

優選地，形成成核表面的步驟使得所述至少一個萌發空腔尤其全部地或者部分地採用錐體的形式，尤其是旋轉錐體或者金字塔形錐體的形式，其表面由經過屬於主軸的固定點的生成直線限定，所述主軸尤其垂直地相交於包含所述錐體的有向曲線的平面，生成直線與主軸之間的最大角α/2小於53度。

本發明還涉及生產電子器件、尤其是光電子器件的方法，其包括實施如上所述的伸長型元件的生長方法的步驟，以及所述伸長型元件的功能化步驟，以使得所述伸長型元件參與光子的發射或接收。

本發明還涉及用於伸長型元件、尤其是納米絲或微絲類型的絲的生長的功能化基底，所述基底包含能夠使伸長型元件生長的成核表面，至少部分地確定所述成核表面的界限的掩模，所述成核表面包含至少一個位於與掩模一定距離處的萌發空腔。

在功能化基底的範圍內，所述至少一個萌發空腔採用錐體的形式，尤其是旋轉錐體或者金字塔形錐體的形式，其全部或部分的表面由經過屬於主軸的固定點的生成直線限定，所述主軸尤其垂直地相交於包含所述錐體的有向曲線的平面，生成直線(d1)與主軸之間的最大角α/2小於53度。

本發明還涉及電子器件、尤其是光電子器件，其包含從成核表面延伸的伸長型元件，屬於該成核表面的所述至少一個萌發空腔由伸長型元件的材料填充。

優選地，該器件包含光子發射或接收部件，所述部件包含P-N結，其一部分由所述伸長型元件形成。

附圖說明

通過以非限制性實施例的方式給出並且在附圖中示出的本發明特定實施方案的描述將會更加清楚其它優點和特徵，在附圖中：

-圖1-3是根據現有技術的微絲生長的不同步驟的剖面圖，

-圖4-6是根據本發明的特定實施方案的伸長型元件生長的不同步驟的剖面圖，

-圖7-11是根據本發明的另一實施方案的伸長型元件生長的不同步驟的剖面圖，

-圖12示意性地表示球形穹頂形式的晶種的形成，

-圖13和14示出了晶種成核化的兩種變化形式，

-圖15更詳細地示出了在成核表面處形成的萌發空腔的形式，

-圖16和17示出了ΔEIII-ΔEI隨角α/2的變化，

-圖18以剖面圖的形式示出了適合於發射或接收光子的光電子器件。

具體實施方案

本發明與現有技術中所述內容的不同之處在於提出控制成核層(該層將允許絲、尤其是GaN絲的生長)的表面拓撲，以控制GaN的萌發現象並且改善所述絲的垂直性。

如圖1所示，試驗顯示出：通過使用基底1(在其上形成掩模2以允許自由到達來自於基底1的成核表面3)，可觀察到絲的非垂直性問題源於例如在矽基底(至少部分地由基底1形成)上的GaN制的絲的萌發階段的第一瞬間出現的現象。

實際上，如圖2所示，晶種4傾向於在掩模2與成核表面3之間的拐角處形成。因此，該晶種並不居於成核表面的中心，並且正是這種表現產生了絲5相對於基底1的非垂直生長(圖3)。

在這方面，看來通過改變成核表面的拓撲，尤其是通過在其中形成優選調適的萌發空腔，晶種會具有更大的傾向性在萌發空腔位置處形成，而不是在掩模2與成核表面3之間的拐角處形成。為避免非垂直生長，這種萌發空腔在與掩模2一定距離處形成。

在以上的解釋中，所涉及的是絲。不過可將絲的這種概念擴展到任意伸長型元件。尤其是，伸長型元件可以是絲，例如納米絲或微絲類型的絲。

術語「微絲(microfil)」或「納米絲(nanofil)」在說明書下文中優選是指伸長形式的三維結構，其縱向尺寸比其一個或多個橫向尺寸至少大一倍，優選至少五倍並且甚至更優選至少十倍。該一個或多個橫向尺寸為5nm-2.5μm。在一些實施方案中，橫向尺寸可小於或等於大約1μm，優選100nm-300nm。在一些實施方案中，每個納米絲或微絲的高度可大於或等於500nm、優選1μm-50μm。

在這方面，如圖4-6所示，伸長型元件5、尤其是例如納米絲或微絲類型的絲的生長方法包括形成成核表面3的步驟(尤其因而形成所述伸長型元件5的生長優先區6)，所述成核表面3具有至少一個採用萌發空腔7的形式的萌發位。成核表面3至少部分地由掩模2確定界限。所述至少一個萌發空腔7位於與掩模2一定距離處。此外，該生長方法包括旨在參與所述伸長型元件5在成核表面3的所述至少一個萌發空腔7上的生長的晶種4的成核化步驟(在存在多個萌發空腔7的情況下，晶種4可在成核化步驟期間在每個萌發空腔7中成核化)，或者在本領域中也被稱作萌發步驟(因而則可理解，在本說明書中，術語「成核(化)(nucléation)」和「萌發(germination)」具有相同的含義)(圖5)。最後，該方法包括從晶種4生長所述伸長型元件5的步驟。

表述「位於與掩模一定距離處的萌發空腔」應當被理解為是指萌發空腔7並不位於掩模2與成核表面3之間的拐角位置處，而是位於與掩模2一定距離處。表述「一定距離」被理解為是指萌發空腔7位於與掩模2至少等於萌發空腔7的寬度的一倍、兩倍、五倍或十倍的距離處。優選地，萌發空腔7基本上位於成核表面3的中心處，該成核表面3的外周由掩模2確定界限。

「成核表面」應當被理解為是指在與晶種4的形成相容的材料中形成的元件如塊或層的外表面的至少一部分，以允許伸長型元件5的生長。

該生長步驟優選使得該伸長型元件沿著其伸長方向從所述成核表面3延伸，同時遠離所述成核表面3。

根據第一實施方案(圖4-6)，形成成核表面3的步驟包括在成核層8上形成掩模2的步驟，所述掩模2的開口與成核層8的一部分一起形成盲孔，由成核層8的所述部分形成的盲孔的底部對應於由掩模2確定界限的成核表面3。

優選地，在這種第一實施方案的範圍內，相繼地進行以下步驟：改變成核層8的拓撲以形成所述至少一個萌發空腔7，形成掩模2的步驟，晶種4的成核化步驟，伸長型元件5的生長步驟。

根據在圖7-11中所示的第一實施方案，該方法包括供應在其上形成成核層8的基底9的步驟(圖7)，以及形成成核表面3的步驟，包括以下步驟：蝕刻成核層8直到基底9，以形成塊10(圖9)；在基底9上形成掩模2，所述掩模2圍繞所述塊10，尤其是在布置於所述塊10與基底9的拐角處的其基部位置處。塊10可形成相對於掩模2的凸出部分，但優選塊10與掩模2齊平。

另外可選地，所供應的基底也可直接包含塊10(以任意方式獲得)。

優選地，在這種第二實施方案的範圍內，該方法相繼地包括以下步驟：改變成核層8的拓撲(圖8)以形成所述至少一個萌發空腔7，蝕刻成核層8，形成掩模2(圖9)，晶種4的成核化步驟(圖10)，伸長型元件5的生長步驟(圖11)。

以可應用於第一和第二實施方案的形式，成核層可包含以下物質或者由以下物質構成:鋁氮化物，或者過渡金屬氮化物，例如選自TaN，ZrN，HfN，NbN等，其厚度可以在10nm至100nm之間。優選地，這個成核層8(例如非原位製備)在兩個步驟中形成：首先，金屬(Ta、Zr、Hf、Nb等)被沉積在基底9(在圖4-11中可見的基底)上，然後在此沉積之後進行在NH3下氮化沉積的金屬層的步驟，以獲得化合物MxNy(其中M是所選的金屬，而N是氮化物，x和y表示氮化的過渡金屬的化學計量)。

優選地，基底9是n摻雜的矽、尤其是n+摻雜的矽製成的。這使得能夠例如將電荷載體經由矽載體注入到將位於伸長型元件5的位置處的器件的有源部分中。n+摻雜的基底具有大約幾mΩ.cm的非常低的電阻。

優選地，改變成核層8的拓撲以形成所述至少一個萌發空腔7的步驟通過缺刻來進行。「缺刻(indentation)」應當被理解為是指使用尖頭的步驟，所述尖頭的末端被適應為部分地穿透成核層8，以使得在移除尖頭之後，所獲得的萌發空腔7具有預定的形式。

根據一種實施方案，該方法通常並且以適合於其所有實施方案的方式包括改變成核層的拓撲的步驟，尤其是以如上所述的方式來進行，以形成所述至少一個萌發空腔。尤其是，這個改變成核層的拓撲的步驟在所述成核層形成之後進行。在這方面可以限定成核層的拓撲的改變在於形成萌發空腔，所述萌發空腔的性能使得晶種能夠在所述相應萌發空腔的位置處自動形成。尤其是，改變拓撲的步驟使得萌發空腔具有接近成核層厚度但不超過其的深度。根據一種非限制性的實施例，成核層的厚度是大約20nm並且萌發空腔的深度在5nm至成核層的厚度減1nm之間。換言之，在這種情況下，萌發空腔並不類似於簡單的表面粗糙度，並且可以的是，它包括由成核層的一部分確定界限的底部。

優選地，在成核步驟中成核化的晶種4是由氮化鎵製成的。

有利地，晶種4的成核化步驟按照MOCVD技術來進行，MOCVD是「Metalorganic chemical vapor deposition(金屬有機化學氣相沉積)」的首字母縮寫詞，表示使用金屬-有機前體的化學氣相沉積。

而且，在生長步驟結束時獲得的伸長型元件5可以是氮化鎵製成的，優選是n摻雜的。該生長可按照MOCVD技術來進行。

在第一實施方案的範圍內，掩模2可被沉積在成核層8上。該沉積可以是隨機的(例如，使用例如SixNy原位沉積)或者有組織的(例如Si3N4，SiO2等)。

在第二實施方案的範圍內，在蝕刻成核層8之後，優選由矽製成的基底9具有在該處實現蝕刻的顯現區。這些顯現區確定該一個或多個塊10的界限。在這種情況下，可通過實施在NH3下氮化矽基底的顯現區的步驟來形成掩模2(該掩模則是由SixNy製成的)。

由上文所述的內容將可以理解，萌發空腔7的存在使得能夠促進相對於在其中形成掩模或基底9的平面的伸長型元件的垂直生長。

「伸長型元件5的垂直生長」應當被理解為是指伸長型元件5具有兩個相對的縱向末端，其中的一個末端與成核層3接觸，而另一個末端處於與所述成核層3一定距離處，伸長方向與包含成核表面3的平面和/或與包含基底9的平面基本上垂直。

通過調適萌發空腔7的形式，還可提高晶種4在所述萌發空腔7處的成核化的可能性。

根據一種特定的實施例，尤其通過MOCVD技術的在基底上的氮化鎵晶種的成核化現象可通過純熱力學方法理解，所述熱力學方法涉及表面和界面的能量平衡(bilan)。GaN在基底9上的異質萌發可示意性地由結晶胚芽(embryon)(對應於如上所述的晶種4)表示，所述結晶胚芽的形式是在平面基底上形成的球形穹頂的形式，正如在圖12中所示出的。σCG表示氣體-晶體表面的界面張力，σSG表示氣體-基底表面的界面張力並且σSC表示基底-晶體界面能。這些界面能通過Young-Dupré關係相關聯：

σSG＝σCG cosθ+σSC

其中θ是胚芽/晶種4在基底9上的接觸角。

在以下給出的實施例中，θ對應於θGaN/CN。

圖13和14各自表示優選由基底9攜帶並且在其上形成掩模2的成核層8。在圖13中，晶種4在成核層8(在成核表面3的位置處)與掩模2之間的拐角處形成，並且在圖14中晶種4在成核表面3的中心處形成(在此沒有根據本發明的萌發空腔7)。通過將如上所述的模型應用於圖13和14的幾何形式上，可獲取與GaN晶種的形成(當GaN晶種位於掩模與成核層之間的拐角處時(圖13))有關的能量變化ΔEI以及與GaN晶體萌發(當GaN晶體僅在成核層8上時(圖14))有關的能量變化ΔEII。這兩個能量變化之間的差可按照以下表述表示：

ΔET-ΔETT-cte(f1-f2-2)

其中cte是正常數，f1表示成核層8(在該實施例的情況下是TaxNy)上的氮化鎵的潤溼性因子，其中0≤f1≤1，並且f2表示在掩模2(在該實施例的情況下是SixNy)上的GaN的潤溼性因子，其中-1≤f2≤0。

在上面的方程式中，cte是正的常數前因子，其包括參考距離ri。

尤其具有其中ri是晶種的半徑(尤其可見於圖13和14)並且σGaN是GaN的表面能(當該晶種由GaN製成時)。顯然，當該晶種是由非GaN的材料製成時，本領域技術人員可調適該公式來獲得cte，該方程式則可通過將σGaN用σM替換來表達，其中σM表示形成晶種的材料M的表面能。

而且，為了求解的目的，需要知道ΔEI-ΔEII的符號(signe)，並且在這種情況下，cte是正常數並且因此需要知道上述括號中的項(termes)。

通過取f1＝cosθGaN/CN，其中θGaN/CN是GaN胚芽(晶種4)在成核層上的接觸角。可認為在GaN與成核層之間存在強相互作用，也就是說，0°≤θGaN/CN≤90°。例如，當θGaN/CN＝0°(f1＝1)時，則在成核層上存在GaN的完全潤溼。

通過取f2＝cosθGaN/SixNy，其中θGaN/SiNx是GaN胚芽(晶種4)在掩模2(SixNy)上的接觸角。可認為在GaN與SixNy之間存在弱相互作用，也就是說90°≤θGaN/SixNy≤180°。當θGaN/SixNy＝180°(f2＝-1)時，則在掩模上存在GaN的完全潤溼。

參數f1和f2的值可通過降斜測量來估計。

在此看來，無論f1和f2的值如何，差值ΔEI-ΔEII總是負的，這意味著GaN在「掩模邊緣」上的萌發(圖13)在能量方面比直接在成核層上發生萌發(圖14)具有更大的可能性。

換言之，除了任何形式的簡單萌發空腔7之外，優選該方法包括所述至少一個萌發空腔7的形成步驟，所述步驟的進行使得所述至少一個萌發空腔7限定晶種4成核化區，所述晶種4成核化區所具有的在唯一成核化區的位置處形成所述晶種所必需的能量變化小於在掩模2與成核表面3之間的拐角處形成相同晶種所必需的能量變化。

尤其將要理解，成核表面3的形成步驟可使得其包括通過考慮目的是在用於形成成核表面3的材料上形成晶種4的材料的第一潤溼性因子f1以及目的是在用於形成掩模2的材料上形成晶種4的材料的第二潤溼性因子f2而確定所述至少一個萌發空腔7的形式的步驟，以及根據確定的形式形成所述至少一個萌發空腔7的步驟。

優選地，所述至少一個萌發空腔7具有旋轉錐體的一般形式，該方法包括由第一和第二潤溼性因子f1、f2確定相對於發生直線d1的旋轉軸A1的該錐體的所述發生直線d1的角α/2、尤其是最大角α/2的步驟。因而，如圖15所示出的，萌發空腔7可由角α表徵，該角α實際上表示典型地由生成直線d1的旋轉軸A1與生成直線d1之間的角限定的錐體的生成直線d1的角度的兩倍。「最大角α/2」應當被理解為是指萌發空腔7將優選被確定形狀以使得相對於生成直線d1的旋轉軸A1的錐體的所述生成直線d1的角小於α/2。顯然，由於存在萌發空腔7，α/2嚴格地大於0。例如α/2大於5°或10°。

萌發空腔7如上所述是旋轉錐體的一般形式，但這種實施例並不是限制性的，因為該萌發空腔7也可具有金字塔形錐體的形式。

根據定義，錐體具有由經過被稱作頂點的固定點和描述被稱作有向曲線的閉合平面曲線的可變點的生成直線限定的集表面(surfaceréglée)。這個有向曲線可採用圓形(旋轉錐體)的形式，正方形(金字塔形錐體)的形式，任何形式等。

在這方面，在本說明書中針對旋轉錐體所述的任何內容均可適用於這些其它形式，並且更一般地，萌發空腔7可尤其全部地或者部分地採用錐體的形式，尤其是旋轉錐體或者金字塔形錐體的形式，其表面由經過屬於主軸的固定點的生成直線限定，所述主軸尤其垂直地相交於包含所述錐體的有向曲線的平面。尤其是，該方法包括確定生成直線(d1)與所述主軸之間的角α/2、尤其是最大角α/2的步驟，所述角α/2由第一和第二潤溼性因子f1、f2確定。

因而，通過考慮其形態可由參考距離r和角α(表15)表徵的成核層的結構化(也即空腔)，可以如在前述情況中一樣估計與在此「空腔」上的GaN的萌發有關、或者更一般地與在萌發空腔7上的晶種4的成核化有關的能量變化ΔEIII(對於表面的估計，考慮3D物體，也就是說涉及球形穹頂和錐體的表面)。

參考距離r被設置為任意變量。在實踐中，r可以是大約數納米至數十納米。

這個能量變化ΔEIII和與GaN晶種形成相關的能量變化(當GaN晶種位於掩模與成核層之間的拐角處時)(如上限定的ΔEI)之間的差使得能夠獲取角α的值，對於其來說差ΔEIII-ΔEI為負，換言之對於其來說是萌發空腔7的角度，從能量平衡的角度來看更為可能促進GaN直接在結構化的成核層上而不是在掩模邊緣上的萌發。圖16的曲線圖顯示出對於表達式f1-f2的不同值來說，ΔEIII-ΔEI隨角α/2(也就是說旋轉錐體的生成直線d1與直線d1的旋轉軸A1之間的角)的演變。因而可以看到，在其中f1和f2已知的情況下，方程式：

獲取角α的閾值α閾值。當低於α閾值時，ΔEIII-ΔEI≤0並且GaN晶種的成核化在結構化的成核層上得到促進。(註：其中ΔEIII-ΔEI≤0的角α閾值的值與GaN的表面能無關)。

換言之，尤其是錐體的生成直線d1與所述生成直線d1的旋轉軸A1之間的角α/2的確定步驟包括求解以下的方程式：

其中結果ΔEIII-ΔEI必須小於或等於0，其中cte2大於0，f1表示第一潤溼性因子，其使得0≤f1≤1，並且f2表示第二潤溼性因子，其使得-1≤f2≤0。

因而將理解，求解方程式：

將給出角α的值，並且優選保持在其之下，如果目的在於最佳地促進晶種在萌發空腔7的位置處的成核化的話。

在上面的方程式中，cte2是正的常數前因子，其優選包括參考距離r的值。更特別地，具有Cte2＝πr2σGaN，其中r是晶種的半徑並且σGaN是GaN的表面能(當晶種由GaN製成時)。顯然，本領域技術人員可調適該公式以獲得cte2(當晶種由非GaN的材料製成時)，該方程式則可被寫為cte2＝πr2σM，其中σM表示形成晶種的材料M的表面能。在應用ri2＝r2sinα/2的情況下，在此存在圖15的距離r與圖13和14的距離ri之間的關聯。

由上文所述的內容將會理解，正是ΔEIII-ΔEI的符號對於角α/2的確定來說是重要的。而如上所指出的，cte2是正常數，只有括號中的項使得能夠改變該符號。

在與圖16相同的圖17中，點劃直線的繪製使得能夠確認在低於等於106度的α閾值時，值ΔEIII-ΔEI總是為負。實際上，無論在成核層(f1)上或者在掩模(f2)上的尤其是GaN的可潤溼性因子的值如何，並且因而無論是差值f1-f2如何，存在角α的閾值α閾值，當低於該閾值時確定的是ΔEIII-ΔEI為負並且因而晶種的成核化將在所述成核層3上得到促進。在這方面，可通過具體說明進行歸納，萌發空腔7具有旋轉錐體的一般形式，相對於生成直線的旋轉軸A1的旋轉錐體的生成直線d1的角度小於53度。

換言之，成核表面3的形成步驟使得萌發空腔7具有旋轉錐體的一般形式，相對於生成直線的旋轉軸的旋轉錐體的生成直線的角度小於53度。另外可選地，萌發空腔7尤其全部地或者部分地採用錐體的形式，尤其是旋轉錐體或者金字塔形錐體的形式，其表面由經過屬於主軸的固定點的生成直線限定，所述主軸尤其垂直地相交於包含所述錐體的有向曲線的平面，生成直線d1與主軸之間的最大角α/2小於53度。

根據另一種配置，當對萌發空腔7的表面確定界限的所有點位於預定體積中時，則認為晶種4的形成得到促進。在此情況下，這個體積對應於其生成直線d1與所述生成直線的旋轉軸A1之間的角小於53度的旋轉錐體。

53度的值有利地使得能夠確保無論在什麼樣的潤溼性情況下都將存在垂直生長。在這方面，最大角的概念是優選的但不是必要的。

通常，旋轉錐體包括取決於角α/2並取決於參考距離r的半徑。

已經描述了伸長型元件的生長方法。顯然，這種方法並不限於單一伸長型元件的生長。在這方面，可實現由多個不同生長位(尤其是每個生長位由相同掩模確定界限)尤其同時地生長多個不同伸長型元件。換言之，以上所述的所有內容均可在用於生長多個伸長型元件的方法的範圍內應用，所述方法包括以下步驟：

-形成多個成核表面，每個成核表面至少部分地由掩模確定界限，每個成核表面包含至少一個位於與該掩模一定距離處的萌發空腔，

-在旨在參與在所述相應成核表面的所述至少一個萌發空腔上的所述相應伸長型元件的生長的每個成核表面處的晶種的成核化，

-由每個成核表面生長相應的伸長型元件。

此外，如上所述的一個或多個伸長型元件的生長方法可被用在用於生產電子器件、尤其是光電子器件的方法的範圍內。換言之，用於生產電子器件、尤其是光電子器件的方法可包括實施伸長型元件5的生長方法的步驟以及所述伸長型元件5的功能化步驟，以使得所述伸長型元件5參與光子的發射或者接收(因而形成發光二極體或者太陽能電池)。

該功能化步驟可包括形成光檢測或發射部件的步驟，所述部件包含配備有第一種類型的第一摻雜部件以及不同於第一種類型的第二種類型的第二摻雜部件的結，所述第一部件由所述伸長型元件形成。第一種和第二種類型將選自n型摻雜或者p型摻雜。

由以上所述的內容將會理解，本發明還可涉及用於伸長型元件5、尤其是納米絲或微絲類型的絲的生長的功能化基底，這種基底包含能夠使伸長型元件生長的晶種4的成核表面3，至少部分地(甚至全部地)確定所述成核表面的界限的掩模2。所述成核表面3包含至少一個位於與掩模2一定距離處的萌發空腔7。該萌發空腔可由相應的晶種填充，所述晶種被配置為允許所述伸長型元件的生長。優選地，萌發空腔7根據如上所述的方式之一確定形狀。

這種功能化基底則有利地被用在用於進行晶種4的成核化步驟和伸長型元件5的生長步驟的生長方法的範圍內。換言之，在以上所針對的生長方法的範圍內，形成成核表面3的步驟(並且潛在地，晶種的成核化步驟)實施如上所述的功能化基底的形成步驟。

如圖18所示，將會理解，本發明還涉及電子器件100、尤其是光電子器件，其包含從尤其至少部分地由掩模2確定界限的成核表面3延伸的伸長型元件5。屬於成核表面3的至少一個萌發空腔7由伸長型元件5的材料填充。

該器件可包括光子發射或接收部件101，所述部件101包含其一部分由所述伸長型元件5形成的P-N結。該伸長型元件則是P或N型摻雜的。P-N結的另一部分可由以與伸長型元件5相反方式摻雜的另外元件102形成，所述摻雜的另外元件102覆蓋伸長型元件的一部分，例如以如圖18所示的護套的形式。

本發明並不限於GaN晶種在TaN成核層上的成核化，其可應用於成核層CN的所有材料(TiN，VN，CrN，ZrN，NbN，MoN，HfN，TaN)以及AlN，因為在這些材料的之一上可存在GaN的異質外延。在這種情況下，表示GaN在成核層或AlN上的潤溼性因子的參數「f1」總是處於0和1之間並且模型保持為真(vrai)。

關於萌發空腔的尺寸，它們可以是大約數納米的極其小的尺寸(深度/寬度在1至10nm之間)，因為在此只考慮萌發階段。

關於通過使用ΔEI、ΔEII、ΔEIII的能量變化的方法，相關結構的能量計算在本領域技術人員的能力範圍之內。尤其是，根據本發明的通過能量變化的方法的原理可源自於名為「Thermodynamique des matériaux:équilibres de phases et métastabilité(材料熱力學：相平衡和亞穩性)」的書籍，Pierre Desré和Fiqiri Hodaj，EDP Sciences–第9章第6-7段。