[發明專利]一種空穴型氮銦鎵p-InxGa1-xN薄膜及其制備

無效

• 申請號: 201210461478.5
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN102943249A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 薛玉明;朱亞東;潘宏剛;宋殿友;劉君;張嘉偉;辛治軍;尹振超;尹富紅;劉浩;馮少君
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C23C16/34
• 分類號: C23C16/34
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明涉及薄膜太陽電池技術領域，特別是一種空穴型氮銦鎵p-In_xGa_1-xN薄膜及其制備。

背景技術

Ⅲ族氮化物BN、AlN、GaN、InN(III-N)等及其多元合金化合物是性能優越的新型半導體材料(直接帶隙半導體材料)，在太陽電池、聲表面波器件、光電子器件、光電集成、高速和高頻電子器件等方面得到重要應用，有著十分廣闊的應用前景。

隨著近年來對InN的研究發展，尤其是InN的禁帶寬度研究，為設計、制備新型高效太陽電池奠定了理論和實驗基礎：2002年以前，InN的禁帶寬度一直被認為是約1.9eV，2002年以后(含2002年)，對InN禁帶寬度的認識有了新的突破，認為是0.6～0.7eV。因此，In_xGa_1-xN三元氮化物(GaN和InN的固溶體或混晶半導體)的禁帶寬度覆蓋的光子能范圍很寬，為0.6～3.4eV(GaN的禁帶寬度為3.4eV)，可隨其中In含量x的變化在該范圍內按如下關系式連續變化：

Eg(InxGa(1-x)N)=Eg(InN)x+Eg(GaN)(1-x)-1.43x(1-x)]]>

這提供了對應于太陽光譜幾乎完美的匹配帶隙，從而也為利用單一三元合金體系的半導體材料來設計、制備更為高效的多結太陽電池提供了可能。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術分析，提供一種空穴型氮銦鎵p-In_xGa_1-xN薄膜及其制備，該氮銦鎵In_xGa_1-xN薄膜對應于太陽光譜具有幾乎完美的匹配帶隙，且其吸收系數高，載流子遷移率高、抗輻射能力強，為利用單一半導體材料來設計、制備更為高效的多結太陽電池提供了可能；其制備方法簡單、易于實施，有利于大規模的推廣應用。

本發明的技術方案：

一種空穴型氮銦鎵p-In_xGa_1-xN薄膜，化學分子式為In_xGa_1-xN，式中x為0.3-0.8，該空穴型氮銦鎵p-In_xGa_1-xN薄膜具有反型n表面層，即空穴型氮銦鎵p-In_xGa_1-xN薄膜由薄膜體層和薄膜表面層組成，其中薄膜體層導電類型為p型，即Mg摻雜空穴型，薄膜表面層導電類型為n型，即Mg摻雜電子型；該空穴型氮銦鎵p-In_xGa_1-xN薄膜沉積在襯底上，厚度為0.2-0.6μm，其中表面層厚度為20-30nm。

所述襯底為藍寶石、SiC、Si或玻璃。

一種所述空穴型氮銦鎵p-In_xGa_1-xN薄膜的制備方法，采用MOCVD沉積系統制備，所述MOCVD沉積系統為高真空高溫等離子體增強金屬有機源化學氣相沉積（HHPEMOCVD）裝置，該裝置設有兩個真空室，即進樣室和沉積室，制備步驟如下：