具有改善的光提取效率的光電子器件的製作方法

2024-01-24 07:01:15 1

本發明涉及光電子學領域。

本發明的目標更特別地在於一種光電子器件，其包含基底；尤其是半導體的光發射部件，包含在與基底形成角度的方向上的伸長型元件，尤其是微絲或納米絲類型的；介於基底和最接近基底的伸長型元件的縱向末端之間的中間元件。

背景技術：

光電子器件適合於將電信號轉換為尤其旨在進行發射的光或電磁輻射。

在生產光電子器件的光發射部件的範圍內，已知的實踐是使用包含半導體材料的納米絲或微絲，所述半導體材料包含元素周期表的至少一種第III族的元素和至少一種第V族的元素。這種納米絲被使用以參與形成旨在發射光的P-N結。

當產生待發射的光時，觀察者看到從光電子器件發出的發射的光。但是，一部分發射的光被光電子器件的若干部分吸收，例如支撐光發射部件的基底，或者甚至是伸長型元件本身。

其結果是光電子器件的效率未得到優化。

在這方面，存在關於提高由光電子器件有效重建並且因而由觀察者察覺到的光的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於提出使得能夠提高光電子器件的光提取效率的解決方案。

此目的尤其通過以下的事實實現：基底對所述光是透明的，並且對所述光透明的中間元件包含至少一種過渡金屬氮化物，並且具有小於或等於9nm的厚度。

優選地，基底是電絕緣的和/或中間元件被配置為參與將電荷載體注入到旨在發射所述光的伸長型元件中。

有利地，過渡金屬選自：鈦、釩、鉻、鋯、鈮、鉬、鉿、鉭或者這些元素的組合。

優選地，基底由氧化物玻璃製成，尤其由基於SiO2的矽酸鹽玻璃製成。

根據一種實施方案，該器件包含所述光的重建(restitution)區以及被布置用於使來自光發射部件的所述光的至少一部分朝向所述重建區的方向的鏡子。

根據一種實施方式，該器件包含多個各自包含伸長型元件的光發射部件，並且中間元件形成與每個伸長型元件相關的共用層，或者每個伸長型元件與專用於其的採用塊(plot)形式的相應中間元件相關。

本發明還涉及製造如所述的光電子器件的方法，該製造方法包括以下步驟：

-提供對所述光透明的基底，

-形成中間元件，以使得其對所述光透明並且其具有伸長型元件的生長表面，

-形成光發射部件，包括由該生長表面生長伸長型元件的步驟。

優選地，所述中間元件由過渡金屬氮化物形成，形成中間元件的步驟包括由包含氮和過渡金屬的氣體混合物沉積所述中間元件的步驟。

有利地，形成中間元件的步驟包括：

-尤其在基底上或者在基底上所形成的導電透明氧化物層上沉積過渡金屬層的步驟，所述過渡金屬尤其選自Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta，

-過渡金屬層的至少一部分的氮化步驟。

根據第一實施方案，該氮化步驟包括：

-第一氮化子步驟，至少部分地在第一溫度下通過按照第一流量強制注入氮化氣體來進行，

-第二氮化子步驟，至少部分地在小於或等於第一溫度的第二溫度下通過按照與第一流量不同或者沒有不同的第二流量強制注入氮化氣體來進行。

優選地，根據這種第一實施方案，注入的氮化氣體是氨，並且：

-第一溫度為1000℃-1050℃，尤其等於1050℃，

-第一流量為500*V/8sccm-2500*V/8sccm，尤其等於1600*V/8sccm，

-第二溫度為950℃-1050℃，尤其等於1000℃，

-第二流量為500*V/8sccm-2500*V/8sccm，尤其等於500*V/8sccm

其中V是以升表示的相應氮化室的總容量。

根據第二實施方案，該氮化步驟包括：

-第一氮化子步驟，至少部分地在第一溫度下通過按照第一流量強制注入氮化氣體來進行，

-第二氮化子步驟，至少部分地在大於或等於第一溫度的第二溫度下通過按照與第一流量不同或者沒有不同的第二流量強制注入氮化氣體來進行。

根據這種第二實施方案，注入的氮化氣體是氨，並且

-第一溫度為400℃-1400℃，

-第一流量為10*V/18sccm-4000*V/18sccm，尤其等於1200*V/18sccm，

-第二溫度為400℃-1400℃，

-第二流量為10*V/18sccm-4000*V/18sccm，尤其等於1200*V/18sccm

其中V是以升表示的相應氮化室的總容量。

優選地，該氮化步驟在置於50mbar-800mbar、尤其是100mbar的壓力下的氮化室中進行。

有利地，伸長型元件的生長步驟在第二氮化子步驟之後進行，或者在第二氮化子步驟的過程中開始。

優選地，伸長型元件的生長步驟包括注入Ga以由其形成氮化鎵的步驟，所述伸長型元件從相應生長表面延伸。

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實施方案的特定模式的描述將會更加清楚其它優點和特徵，在附圖中：

-圖1和2以剖面圖的形式示出了本發明的兩種不同實施方案，

-圖3-6以剖面圖的形式示出了使用用於增加重建的光的鏡子的改善方案，

-圖7示出了一種變化形式，其中透明導電氧化物層被插入到中間元件和基底之間，

-圖8和9示出了光電子器件製造方法的兩個步驟，

-圖10-12示出了該製造方法的氮化步驟的實施方案，

-圖13示出了透明度和吸收率隨氮化鈮層厚度變化的曲線，

-圖14-16示出了用於生長一個或多個伸長型元件的掩模的使用。

具體實施方式

出於本說明書的需要，首先定義一些術語。

在本說明書中，「基本上(sensiblement)」的概念意味著正好或大約有10％的出入。

術語「光」在本說明書中應當被理解為是指電磁波或輻射。這種光與預定的波長相關。光的發射光譜範圍將能夠涵蓋從紫外光到紅外光的寬波長範圍。尤其是，預定的波長為300nm-1000nm。

術語「伸長型元件」應當被理解是指一種三維元件，該三維元件的伸長使得其限定兩個相對縱向末端之間的縱向尺寸，以及根據與基本上垂直於所述伸長型元件的伸長方向的切割平面相關的剖面所限定的側向尺寸。

根據一種特定的實施方案，伸長型元件是「納米絲」或「微絲」。

在本說明書的下文中，術語「絲」的每次出現均可無差別地用術語「伸長型元件」替換。

術語「微絲(microfil)」或「納米絲(nanofil)」是指伸長形式的三維結構，在其優選方向上延伸至少一個被稱作側向尺寸的尺寸，其為5nm-10μm，優選50nm-2.5μm。縱向尺寸就其本身來說與最大側向尺寸相比至少等於或大於1倍，優選至少5倍並且甚至更優選至少10倍。在一些實施模式中，側向尺寸可小於或等於大約10μm，優選100nm-5μm，更優選100nm-500nm並且甚至更優選100nm-300nm。在一些實施模式中，每個微絲或納米絲的高度(也即縱向尺寸)可大於或等於500nm，優選為1μm-50μm。

表述「對光透明」應當被理解為是指，當全部或部分的光在特定元件(在以下的實施例中為絲或者基底)中穿過或者移動時，至少50％並且優選至少70％未被所述特定元件吸收並且可被重建。在光學上，材料的透射比(transmittance)是通過其的光通量的份額。它也被稱作透射因子(facteur de transmission)或者透明度(transparence)。

如圖1和2所示，光電子器件1包含基底2和光發射部件3，所述光發射部件3包含在與基底2形成角度的方向上的絲4。

表述「與基底2形成角度的方向」應當被理解為是指這個角度是非零的。換言之，絲4的伸長使得所述絲4在第一和第二相對縱向末端之間延伸，所述第一縱向末端比第二縱向末端更接近基底2。

尤其是，絲4在與基底2相聯繫的參考系中是基本上垂直的。當談及「與基底2相聯繫的參考系」時，應當理解為是指基底的平面P1是所謂「水平」的平面，而無論光電子器件在地球參考系中的位置如何。換言之，絲4與基底2的平面P1是基本上垂直的。

該器件還包含介於基底2與最接近基底2的絲4的縱向末端4a之間的中間元件5。基底2對所述光是透明的。對所述光透明的中間元件5包含至少一種過渡金屬氮化物，並且具有小於或等於9nm的厚度，並且優選小於或等於7nm。這個厚度更特別地為3nm-5nm，包括端值在內。

以可應用於所有的所述實施方案的一般方式，中間元件5可具有大於或等於3nm的厚度。

中間元件5的厚度按照基本上垂直於基底2的平面的方向給出。典型地，基底2包含工作面，在該工作面上優選直接接觸中間元件5，或者插入具有特定功能的材料。該厚度在這種情況下是按照垂直於工作面的矢量方向。

如上所述的中間元件5的厚度賦予了其對所述光的透明度。

優選地，中間元件5與絲4直接接觸。其結果是在光電子器件操作過程中在絲4中傳播的光的一部分可在其與所述絲4的界面處通過中間元件5。

為了是透明的，基底2優選以摻雜的GaN、摻雜的ZnO(如果尋求其還具有導電性能的話)製成，或者在電絕緣基底2的情況下，它可以由以下物質製成：氧化物玻璃、合成石英、Al2O3、AlN、BN、金剛石(這些材料中的後五種是結晶固體)…。

術語「氧化物玻璃」應當被理解為是指基於SiO2的玻璃(矽酸鹽玻璃)或者基於B2O3的玻璃(硼酸鹽玻璃)或者基於P2O5的玻璃(磷酸鹽玻璃)或者組合了這些基於不同氧化物的玻璃。這些材料是非結晶固體。

因此，賦予基底2和中間元件5的透明度使得能夠避免這些「零件」吸收光，因而提高了可通過光電子器件向觀察者重建的光量。

此外，中間元件5還優選是導電性的。在這方面，中間元件5被配置為參與將電荷載體(電子或空穴)向旨在發射所述光的絲4的注入。

由上述內容可以理解，基底2可以是電絕緣的或者導電的，並且在後一種情況下，它可經由中間元件5參與電荷載體向絲4的注入。

本發明當然並不限於單個光發射部件3。在本說明書中關於光發射部件3所述的所有內容也可應用於多個光發射部件3。在這方面，如圖1和2所示，光電子器件1可包含多個光發射部件3，每個光發射部件3包含絲4。在圖1的實施方案的範圍內，中間元件5形成了與每個絲4相關的共用層。換言之，所有光發射部件3的絲4從同一中間元件5延伸，該中間元件5採用覆蓋全部或部分的基底2的面的層的形式(在圖1的實施例中，所有的絲4與同一中間元件直接接觸–尤其是物理和電接觸)。

另外可選地，絲4中的每一個與專用於其的採取塊形式的相應中間元件5相關(圖2)。換言之，光電子器件包含多個中間元件5，並且每個中間元件5形成從其延伸相應光發射部件3的單一絲4的塊。圖2的實施方案通常需要多個技術步驟，但其結果是，較少(氮化的)過渡金屬的使用限制了尤其在兩個光發射部件3之間發射的光的總吸收。

除了如上所述的中間元件5的特徵之外，過渡金屬氮化物還有利地使得能夠在製造光電子器件時促進絲4的生長。其結果是中間元件5的存在同時允許相對於基底2的基本上垂直的生長以及具有高密度的生長。這一點將在下文中詳述。

優選地，過渡金屬選自：鈦、釩、鉻、鋯、鈮、鉬、鉿、鉭或者這些元素的組合。它們的氮化物使得能夠在中間元件5所考慮的厚度中具有高透明度和低固有電阻率，從而允許電流(電荷載體)通過由最接近基底2的絲4的縱向末端4a所形成的絲4的基部(base)注入。

氮化鈮是特別有利的，因為它具有58μΩ.cm的電阻率。它因而是優異的電導體。

光發射部件3優選是包含P-N結的電致發光二極體(LED)。在這方面，絲4可構成結(它則包含第一N摻雜區段和與第一區段連續布置的第二P摻雜區段)。更特別地，絲的下部(對中間層近端的)是n摻雜的，然後p摻雜的材料的殼然後沉積在絲的上部(對中間層遠端的)。因而，第一種類型的電荷載體可通過中間元件5經由最接近基底2的所述絲4的縱向末端4a注入到絲4中，並且第二種類型的電荷載體可被注入到該發射部件的位於與基底2一定距離處的區域中。這些第一種類型和第二種類型的電荷載體的再組合則產生構成所述發射的光的光子。根據在圖1-4和6中可見的執行模式，絲4在第一種類型的摻雜的半導體材料中形成並且光電子器件包含額外的半導體元件8(優選形成如上所述的殼)，其具有與第一種類型相對的第二種類型的摻雜，以形成P-N結(因而將理解的是，第一和第二種類型的摻雜在P摻雜和N摻雜之間選擇)。優選地，額外的元件8形成圍繞絲4的殼或套。為了提高光發射部件3的效率，量子阱被優選插入絲4和額外的元件8之間(在圖中未示出)。

P-N結可以是同質結或異質結。

換言之，可理解的是，通常，光發射部件3包含具有第一種類型的摻雜(P或N)的第一部分和具有與第一種類型相對的第二種類型的摻雜(N或P)的第二部分，所述絲4形成光發射部件3的第一部分的全部或者部分。光發射部件3的第一和第二部分的結合形成P-N結。

由於如上所述的中間元件5和基底2的使用，如上已揭示出，由光電子器件本身吸收的光子得到了限制。由於這種吸收得到限制，因此保持了光電子器件之外的光的重建的最大化，尤其是在觀察者的方向上。在這方面，光電子器件優選包含一個或多個鏡子。換言之，光電子器件包含重建區7以及被布置用於使來自該一個或多個光發射部件3的光的至少一部分(F1)朝向重建區7的方向的鏡子6(圖3-6)。實際上，在此要理解的是，光發射部件3產生所述光並且將其多向發射。在這方面，將尋求回收其移動導向與重建區7相反的方向的所述光的光子，並且將它們有意地引導向所述重建區7。

根據圖3-5所示的使用鏡子的第一實施模式，光發射部件3尤其全部地或者部分地插入到鏡子6和基底2之間。從光發射部件3開始的箭頭示意性地表示發射的光的光子的路徑。在此要理解的是，重建區7是對基底2的近端並且光由透明基底2提取/重建。更特別地，重建區7置於基底2的面上或者由基底2的面構成，基底2的所述面與面向或者接觸中間元件5的面相對。

根據圖3所示的使用鏡子的第一實施模式的第一變化形式，鏡子6被保持在與光發射部件3一定距離處，尤其是通過插入透明絕緣材料9例如SiO2或SiN來實現。鏡子6可由銀或鋁製成，或者另外可選地是Bragg鏡子，其包含交替的電絕緣層如SiN或SiO2，以確保在由該一個或多個發射部件所發射的光的波長範圍中的足夠反射率。在這種第一變化形式中，儘管未被示出，電荷載體的注入有利地在最接近基底2的所述絲4的縱向末端的相對端或者在絲的側邊上進行，這種注入可通過例如TCO類型的導電透明材料層來實施。

根據使用鏡子的第一實施模式的第二變化形式，鏡子6可以是金屬的(例如銀制的)，並且在這種情況下它可有利地與光發射部件3電接觸(圖4)，以允許旨在參於發射的光的產生的電荷載體的注入。與使用鏡子的第一實施模式的第一變化形式的導電透明材料TCO的使用相比，用於注入電荷載體的鏡子6的使用使得能夠提高光電子器件的內部量子效率。

根據如圖5所示的使用鏡子的第一實施模式的第三變化形式，鏡子6接觸與基底2一定距離處的發射光的發射部件3，並且置於鏡子6和基底2之間的第二種類型摻雜的光發射部件3(在此是絲4)的一部分的側邊由導電透明材料(優選TCO)製成的電荷載體注入層10覆蓋。在這種情況下，中間元件5允許注入電荷載體到包含最接近基底2的絲4的縱向末端4a並且與第二種類型相對的第一種類型摻雜的發射部件3的一部分中。在此，如在第二變化形式中，鏡子6也可參入電荷載體的注入。這種構造具有的優點是兼具了在摻雜的材料(尤其是P摻雜)上的良好電接觸以及通過其可逸出光子的表面。在圖5中，已經用於絲4的生長的掩模11有利地用於避免層10和中間元件5之間的短路。這個掩模11因而優選是電絕緣的。

在第一實施模式的前兩種變化形式的範圍內(圖3和4)，標號11也表示已經用於絲4的生長的掩模。

根據圖6所示的使用鏡子的第二實施方式，鏡子6被置於與面向或者接觸中間元件5的所述基底2的面相對的基底2的面處。在這種情況下，發射部件3在操作時發射光以使得至少一部分向著重建區7發射(箭頭F1)並且另一部分向著基底2的方向發射。所述另一部分則相繼通過中間元件5、基底2，然後在鏡子6上被反射以向重建區7返回。光的路徑示意性地由從發射部件3開始的箭頭表示。在此再次地，鏡子6可以是鋁製的或者通過如上所述的Bragg鏡子形成。

絲4可包含半導體材料或者由半導體材料構成，所述半導體材料包含元素周期表中的至少一種第III族的元素和至少一種第V族的元素(優選地，第III族元素的氮化物)。

有利地，該一個或多個絲4由氮化鎵製成。氮化鎵是用於形成光電子器件的良好候選者。

根據可應用於以上所述的所有實施方案(但當基底為電絕緣時更加有效)並且在圖7中所示的改善方案，尋求提高中間元件5(優選每個中間元件)的電導率。在這方面，光電子器件可包含透明且導電材料如TCO(「Transparent Conductive Oxide(透明導電氧化物)」)製成的導電層12。這種導電層12被插入基底2和中間元件5之間。當光電子器件包含多個發射部件3並且每個發射部件與不同的中間元件5相關聯時，這個導電層12還提供的優點是互助化(mutualiser)電荷載體經由相應的中間元件5向光發射部件3的所有絲4的注入。

導電層12可具有的厚度(根據在其上形成該層的基底的面的法線)在1nm至1000nm之間變化，並且優選等於50nm。在50nm的這種確切的情況下，最接近基底2的絲4的該一個或多個縱向末端的電連接將以小於5％的結構光吸收來確保，在此稱作通過優選由TCO製成的導電層所引入的光吸收。

本發明還涉及用於製造如上所述的器件的方法。

該用於製造光電子器件的方法包括以下步驟：

-提供對所述光透明的基底2(圖8)，

-形成厚度小於或等於9nm、優選小於或等於7nm並且尤其是包含端值在內的3nm-5nm的中間元件5，以使得它對所述光透明並且使得它具有絲4的生長表面5a，

-形成光發射部件3，包括由生長表面5a生長絲4的步驟(圖9)。

要理解的是，中間元件5因而起到允許絲4生長的萌發(germination)/成核元件的作用。除了在成品光電子器件的範圍內的中間元件5的性能之外，已發現在尤其由氧化物玻璃(尤其是基於SiO2的矽酸鹽玻璃)製成的透明基底的情況下，在所述基底2上直接形成的這個小於9nm的厚度使得能夠獲得具有令人滿意的垂直性的絲4。在本發明的範圍內，已證明沉積在基底2上的中間元件5的厚度增加越多，絲4越無序地且以不適合於形成光發射部件3的絲4的官能化的方式形成。此外，如所述的中間元件5具有適合於所述絲的生長的晶體結構。

這種現象在該製造方法使用以下參數時得到了非常特別地加強：基底2由氧化物玻璃(尤其是基於SiO2的矽酸鹽玻璃)製成，中間元件5由在基底2上直接形成/沉積的鈮或鉿或鋯的氮化物形成。此外，由鈮形成的過渡金屬是優選的，因為已經觀察到，鈮允許在光電子器件的操作過程中更好地釋放電荷。

上面已經描述了形成對於尤其由這個層延伸的多個絲4共用的層或者與單個絲4相關的塊的中間元件5的可能性。

中間元件5可由任意類型的沉積技術來生產。此外，由於所用的過渡金屬，它具有的優點是與迄今非常廣泛地用作成核層的AlN基成核層相比具有更小的間隙。

根據第一實施模式，中間元件5由包含氮和過渡金屬的氣體混合物氣相沉積，所述過渡金屬選自鈦、釩、鉻、鋯、鈮、鉬、鉿、鉭或者這些元素的組合。尤其是，中間元件5的沉積在環境溫度至400℃的溫度下進行。旨在用於絲4的生長的表面因而在此沉積之後直接獲得。換言之，當中間元件5由過渡金屬氮化物形成時，形成中間元件5的步驟優選包括由包含氮和過渡金屬的氣體混合物沉積所述中間元件5的步驟。

根據第二實施模式，中間元件5由以下步驟形成：尤其在基底2上或者在基底2上所形成的導電透明氧化物層上沉積過渡金屬層，所述過過渡金屬選自鈦、釩、鉻、鋯、鈮、鉬、鉿或鉭；並且氮化所沉積的過渡金屬層的至少一部分以形成具有旨在用於生長絲4的表面5a的過渡金屬氮化物製成的中間元件5。優選地，過渡金屬層的沉積在環境溫度至400℃的溫度下進行。過渡金屬層的沉積可通過PVD(物理氣相沉積)由金屬靶形成，例如通過該靶的直流濺射(例如，通過該靶的電流I可以是在99.95純度的鈮靶上的400mA，持續45s以沉積大約9nm的Nb，持續18s以沉積5nm的Nb以及9s以沉積3nm的Nb)。在這個過渡金屬沉積步驟的過程中，基底2可被保持在環境溫度。

以可應用於本說明書的通常方式，「環境溫度」應當被理解為是指優選20℃-50℃的溫度。

在過渡金屬沉積過程中PVD室中的壓力可以是3.10-3mbar至6.10-3mbar。

在各種試驗之後，已經可能觀察到，該一個或多個絲的生長能夠通過在兩個步驟中形成的這種中間元件5得到促進，因而可理解的是，這種第二實施模式是優選的。

根據尤其在圖10中所示的第二實施模式的第一特定實施方式，該氮化步驟可包括第一氮化子步驟En1，其至少部分地在第一溫度下通過按照第一流量強制注入氮化氣體來進行；以及第二氮化子步驟En2，其至少部分地在小於或等於第一溫度的第二溫度下通過按照與第一流量不同(或者沒有不同，也就是說第一流量可以與第二流量相同)的第二流量強制注入氮化氣體來進行。這使得能夠優化中間元件5的晶體取向。不言而喻，這兩個氮化子步驟在一個接著另一個來進行，包括或不包括其中停止氣體注入的階段。尤其是，第一子步驟En1使得能夠進行快速氮化並且第二子步驟En2使得能夠進行將過渡金屬氮化物相穩定化的退火。在這兩個子步驟En1和En2之後，氮化的過渡金屬層是化學和熱穩定的。

所注入的氣體可以是氨(NH3)和/或分子氮(N2)。NH3是優選的，因為它使得能夠更為快速地氮化過渡金屬層。實際上，在NH3的形式下，其氮化能力大於N2的情況。

根據第二實施模式的第一特定實施方式的特定實施例，所注入的氮化氣體是氨，第一溫度為1000℃-1050℃，尤其等於1050℃，第一流量為500sccm-2500sccm(sccm是流量單位「標準立方釐米/分鐘(standard cubic centimeters per minute)」)，尤其等於1600sccm，第二溫度為950℃-1050℃，尤其等於1000℃，第二流量為500sccm-2500sccm，尤其等於500sccm。

以上提及的注量對應於所用氮化室的體積容量，即在所提及的實施例中的8升的氣體(例如N2+NH3)總體積。對於具有不同體積的室來說，流量將需要進行調適(例如：對於18升的室來說，第一流量將應當尤其等於4000sccm並且第二流量尤其等於1200sccm)。換言之，第一流量為500*V/8sccm-2500*V/8sccm，尤其等於1600*V/8sccm，並且第二流量為500*V/8sccm-2500*V/8sccm，尤其等於500*V/8sccm。V是相應氮化室的以升表示的總容量。

在本說明書中，表述「相應氮化室」應當被理解為是指在其中進行過渡金屬層的氮化的室。

圖10通過表示在氮化室(在該實施例中具有8升的體積)中溫度隨時間的變化來詳細示出氮化步驟。在第一時間T1中，氮化室中的溫度逐漸上升，例如以2℃/s，直至達到1050℃的水平。當溫度達到200℃時，則開始以上所針對的在NH3下的第一氮化子步驟En1。在這個第一子步驟的過程中，NH3的流量保持恆定在1600sccm。在第二時間T2中，與第一子步驟的至少一部分相伴地，溫度被保持在1050℃，持續時間為5分鐘至15分鐘(在該實施例中為5分鐘)。在第三時間T3中，繼續第一子步驟En1，而溫度在60s內從1050℃下降到1000℃。在第四時間T4中，氮化室中的溫度被保持在1000℃，持續時間為5分鐘至15分鐘(在該實施例中為10分鐘)，並且開始第二子步驟En2。在第五時間T5中，停止熱量向氮化室中的供應，以使得氮化室中的溫度再下降，直至回到環境溫度。T5的持續時間可對應於氮化室的慣性。在第五時間T5的過程中，第二氮化子步驟可繼續預定的時間。第五時間T5可對應於該室的加熱的停止，之後是其溫度的下降，或者可同等地對應於該一個或多個絲的生長步驟(如果用於氮化的室也是專用於合成該一個或多個絲的MOCVD(金屬有機化學氣相沉積)的話)。

根據如圖11和12所示的第二特定實施方式，該氮化步驟包括第一氮化子步驟En1，其至少部分地在第一溫度下通過按照第一流量強制注入氮化氣體來進行；第二氮化子步驟En2，其至少部分地在大於或等於第一溫度的第二溫度下通過按照與第一流量不同或者沒有不同(也就是說，第一流量可等於第二流量)的第二流量強制注入氮化氣體來進行。

尤其是，在該實施模式的這種第二實施方式中，注入的氣體是氨並且第一溫度為400℃-1400℃，第一流量為10*V/18sccm-4000*V/18sccm，尤其等於1200*V/18sccm，第二溫度為400℃-1400℃，第二流量是10*V/18sccm-4000*V/18sccm，尤其等於1200*V/18sccm，其中V是相應氮化室的以升計的總容量。

在圖11中，溫度Temp1為400℃-1050℃(或者1400℃)，尤其是500℃-800℃，並且優選等於600℃。

第一子步驟En1出於清楚起見被再分為兩個步驟：步驟1和步驟2。

在圖11的步驟1中，觀察到升溫到Temp1(也即第一溫度)。運載氣體是N2、N2+H2或者H2，優選N2。注入的氮化氣體可以是氨(NH3)並且該注入可在Tamb(代表環境溫度)和Temp1之間的溫度開始；尤其從200℃開始。從Tamb到Temp1的升溫坡度大於1℃/分鐘，並且尤其等於1℃/秒。在此步驟1的過程中，氨的流量可以是10xV/18sccm-4000xV/18sccm，尤其等於1200xV/18sccm(其中V是以升表示的該室的體積)。通常，氨與氮的流量比率(NH3/N2)可以是0.0005％-100％，優選0.0055％-22％，尤其等於6.6％。

在圖11的步驟2中，在Temp1進行退火。運載氣體是N2、N2+H2或者H2，優選N2。所注入的氮化氣體可以是氨(NH3)。氨的流量可以是10xV/18sccm-4000xV/18sccm，尤其等於1200xV/18sccm(其中V是以升表示的該室的體積)。通常，氨與氮的流量比率(NH3/N2)可以是0.0005％-100％，優選0.0055％-22％，尤其等於6.6％。優選地，在NH3中的退火時間大於1秒，尤其是5分鐘至30分鐘。

第二子步驟En2出於清楚的原因被再分為三個步驟：步驟3、步驟4和步驟5。優選地，第二溫度Temp2為400℃-1050℃(或者1400℃)，尤其是500℃-1000℃，優選等於800℃。在步驟3中(如果Temp1≠Temp2，否則直接轉換到步驟4)，溫度上升到Temp2。運載氣體是N2、N2+H2或者H2，優選N2。所注入的氮化氣體可以是氨(NH3)。從Temp1到Temp2的升溫坡度大於1℃/分鐘，並且尤其等於1℃/秒。氨的流量可以是10xV/18sccm-4000xV/18sccm，尤其等於1200xV/18sccm(其中V是以升表示的該室的體積)。通常，氨與氮的流量比率(NH3/N2)可以是0.0005％-100％，優選0.0055％-22％，尤其等於6.6％。

在步驟4中，在Temp2下進行退火。運載氣體是N2、N2+H2或者H2，優選N2。所注入的氮化氣體可以是氨(NH3)。氨的流量可以是10xV/18sccm-4000xV/18sccm，尤其等於1200xV/18sccm(其中V是以升表示的該室的體積)。通常，氨與氮的流量比率(NH3/N2)可以是0.0005％-100％，優選0.0055％-22％，尤其等於6.6％。在NH3中的退火時間大於1秒，尤其是1-30分鐘。

在步驟5中，進行溫度的再下降。運載氣體是N2、N2+H2或者H2，優選N2。所注入的氮化氣體可以是氨(NH3)。從Temp2到Tamb的降溫坡度大於1℃/分鐘，並且尤其是等於1℃/秒。氨的流量可以是10xV/18sccm-4000xV/18sccm，尤其等於1200xV/18sccm(其中V是以升表示的該室的體積)。通常，氨與氮的流量比率(NH3/N2)可以是0.0005％-100％，優選0.0055％-22％，尤其等於6.6％。

根據在圖12中所示的非常特定的實施例，當在合適的氮化室((在此在該實施例中具有18升的體積)，在其中放置基底，在該基底上形成過渡金屬層(以實心板的形式或者以島/塊的形式))中進行以下的相繼步驟時，在基底、尤其是氧化物玻璃(尤其是基於SiO2的矽酸鹽玻璃)基底上沉積的過渡金屬(尤其是鈮)的氮化是理想的：

-在100mbar的氮化室壓力下，在20000sccm氮N2流量下，第一升溫到200℃，

-在100mbar的氮化室壓力下，在具有1400sccm的NH3流量和18600sccm的N2流量的氮和氨的氣體混合物流中以1.25℃/s與第一升溫連續地進行第二升溫到630℃，

-在100mbar的氮化室壓力下，在具有1400sccm的NH3流量和18600sccm的N2流量的氮和氨的氣體混合物流中保持630℃的溫度900s，

-在100mbar的氮化室壓力下，在具有20000sccm的N2流量的氣體流中第三升溫到830℃，

-在100mbar的氮化壓力下，在具有20000sccm的N2流量的氣體流中保持830℃的溫度210s，

-在400mbar的氮化室壓力下，在具有4000sccm的NH3流量和16000sccm的N2流量的氮和氨的氣體混合物流中保持830℃的溫度185s。

最後，優選地，在400mbar的氮化室壓力下，在具有20000sccm的N2流量的氣體流中進行降溫步驟。

有利地，絲的生長在降溫步驟之前進行。該絲則可由通過MOCVD形成的GaN製成。

根據圖12的方法，獲得非常令人滿意的結果，尤其是對於鈮作為過渡金屬來說。圖13表示對於根據圖12的特定實施例的實施方式以氮化鈮製成的中間元件5來說透射率和吸收率隨中間元件5的厚度的變化的測量結果。因而可以看出，在低於9nm時，對於在450nm下的波長的光來說大於50％的透射率是非常輕易獲得的。尤其是，此圖13使得能夠強調的事實是：對於3nm厚度的中間元件5來說，透明度是88％並且對於5nm厚度的中間元件來說，透明度是71％。

與圖10相關的步驟優選在過渡金屬是Ta(在這種情況下，在氮化步驟中第一溫度優選大於第二溫度)時實施。這是因為，對於這種材料來說，與圖11的實施方式相比，在所獲得的絲的品質方面獲得顯著的改善(垂直性，形狀的均勻性)。相反，並且由於相同的原因，當尋求氮化以下類型的金屬：Zr、Hf、Nb(在這方面，在氮化步驟中第一溫度優選小於第二溫度)時，圖11的實施方式非常特別地適用。

在以上的不同實施方案中，氮化步驟有利地在置於50mbar-800mbar、尤其是100mbar的壓力的氮化室中進行。

此外，該一個或多個絲的生長步驟可以在第二氮化子步驟En2之後進行，或者在第二氮化子步驟En2的過程中開始。

根據一種改善方案，尋求將絲4的生長區定位在給定的點。在這方面，如圖14所示，形成光發射部件的步驟包括形成掩模11的步驟，所述掩模11界定出旨在用於絲生長的中間元件5的至少一個特定表面5a。

在希望同時生長多個絲的情況下，可使用採用對於所有絲來說共用的連續層的形式的中間元件5，這通過在所述共用連續層上形成掩模11來進行，以使得它具有多個開口，每個開口界定出用於相應絲的與所述共用連續層的表面的一部分相對應的生長表面5a(圖14)。

另外可選地，在其中每個絲與塊形式的中間元件5相關的實施方案中，該方法可包括形成多個塊的步驟，每個塊形成中間元件5(圖15)，例如通過蝕刻初始層以界定出每個塊來進行。然後可形成掩模11以在每個塊5處界定出用於相應絲的生長表面5a(圖16)。

掩模可由SiN或SiO2形成。

絲4的生長步驟有利地包括注入Ga的步驟，以由其形成氮化鎵，所述絲4從相應的生長表面5a延伸。

由如上所述的所有內容可知，如所述的中間元件5的使用使得能夠同時

-具有與形成絲的半導體材料的結構相容的晶體結構，以促進其合適的生長，

-確保對發射的光的透明度，這使得能夠提高所重建的光子的量，

-確保適合於將電荷載體注入到絲中的電導率。

以可應用於以上所述所有內容的通常方式，基底將優選使得其包括允許在大約1000℃下進行的納米絲或微絲外延生長的熱穩定性。