CN103999189B - 用于光敏器件的稀释氮化物半导体材料的制造方法及相关结构体 - Google Patents
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Abstract
本发明的稀释氮化物III‑V族半导体材料可以通过以下方式形成：用As原子取代预先形成的氮化物材料中的部分N原子从而将预先形成的氮化物的至少一部分转变为包含砷的稀释氮化物III‑V族半导体材料。此种方法可以用于制造光敏器件，如光伏电池和发光体。所述方法可以在沉积腔室、如金属有机化学气相沉积(MOCVD)或气相外延(HVPE)腔室中实施。
Description
技术领域
本发明的实施方式大致涉及用于光敏器件(photoactive device)的稀释氮化物III-V族半导体材料的制造方法、包括稀释氮化物III-V族半导体材料的光敏器件的制造方法和由所述方法形成的光敏器件。
背景技术
光敏器件是采用半导体材料将电磁辐射转换成电能或将电能转换成电磁辐射的半导体器件。光敏器件包括例如光伏电池、发光二极管和激光二极管。
光伏电池(在这一领域中也称为“太阳能电池”或“光电电池”)用于将来自光(例如，太阳光)的能量转换成电力。光伏电池通常包括一个或多个pn结，并且可以用如硅等常规的半导体材料制造，也可以用III-V族半导体材料制造。来自撞击电磁辐射(例如，光)的光子受到pn结附近的半导体材料吸收，产生电子空穴对。由撞击辐射产生的电子和空穴受跨越pn结的内建电场沿相反方向驱动，在pn结相反侧的n区和p区之间形成电压。该电压可以用于产生电力。pn结处的半导体材料的晶格缺陷为之前经吸收辐射产生的电子和空穴提供了可以复合的位置，从而降低了光伏电池将辐射转换成电力的效率。
撞击在光伏电池上的电磁辐射的光子必须具有足够的能量克服半导体材料的带隙能量以产生电子-空穴对。因此，光伏电池的效率依赖于能量与半导体材料的带隙能量相当的撞击光子的百分比。换句话说，光伏电池的效率至少部分依赖于撞击在光伏电池上的辐射的一种或多种波长与半导体材料的带隙能量之间的关系。太阳光在一系列的波长上发射。因此，已开发出包含多于一个的pn结的光伏电池，其中，每个pn结包含带隙能量不同的半导体材料以捕获不同波长的光并提高光伏电池的效率。这样的光伏电池称为“多结”或“MJ”光伏电池。
因此，多结光伏电池的效率可以通过下述方式来提高：将pn结处的半导体材料的带隙能量选择为与光伏电池要吸收的光中最高强度的波长相对应的光的波长一致，和减少pn结处的半导体材料的晶格缺陷的浓度。一种减少半导体材料的晶格缺陷的浓度的方法是采用晶格常数和热膨胀系数彼此紧密匹配的半导体材料。
已提出采用稀释氮化物III-V族半导体材料Ga1-yInyNxAs1-x，其中，在多结光伏电池的一个pn结中，y为约0.08且x为约0.028。这样的稀释氮化物III-V族半导体材料可以显示出约1.0eV～约1.1eV的带隙能量。
已证实这样的稀释氮化物III-V族半导体材料至少在商用规模上难以制造。这种困难部分归因于该材料的各种元素的原子半径不等，为约0.75埃～约1.62埃。已用于制造GaInNAs的方法的实例披露于例如Dimroth等,Comparison of Dilute Nitride Growth ona Single-and8x4-inch Multiwafer MOVPE System for Solar Cell Applications,JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH272(2004)726-731，以及Chalker等,The MicrostructuralInfluence of Nitrogen Incorporation in Dilute Nitride Semiconductors,JOURNALOF PHYSICS：CONDENSED MATTER16(2004)S3161-S3170，在此通过引用将它们各自全部并入。
发明内容
提供本节内容来引入简述形式的发明构思选择，这种发明构思在下述具体实施方式的一些示例性实施方式中进行进一步描述。本节内容并不旨在指明所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也并非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
本发明包括稀释氮化物III-V族半导体材料的制造方法和包含稀释氮化物III-V族半导体材料的光敏器件的制造方法。在腔室内可将如GaInN等氮化物材料形成或以其他方式提供在衬底上，并且在GaInN或其他氮化物材料中，可以用As原子取代部分N原子以将GaInN或其它氮化物材料的至少一部分转变为GaInNAs或另外的稀释氮化物III-V族半导体材料。根据某些实施方式，GaInN或其他氮化物材料可以包含GaInN或其他氮化物材料的层，其可以在同一腔室中生长。GaInN或其他氮化物材料可以在腔室内加热至高温(例如，约500℃以上)，并且可以将包含As原子的至少一种气体或蒸气引入腔室中以将GaInN或其他氮化物的层的至少一部分转化成GaInNAs或另外的稀释氮化物III-V族半导体材料。
本发明的其他实施方式包括根据本文所披露的方法制造的光敏器件，如光伏电池、发光二极管和激光二极管。
附图说明
本发明可以通过参考具体实施方式中的在附图中描绘的示例性实施方式而得到更全面的理解，在附图中：
图1为描绘根据本发明方法的实施方式制造的包含稀释氮化物III-V族半导体材料的三结光伏电池的局部截面图的简化示意图；
图2为描绘根据本发明方法的实施方式制造的包含稀释氮化物III-V族半导体材料的四结光伏电池的局部截面图的简化示意图；和
图3～图5为描绘根据本发明方法的实施方式在沉积腔室内制造稀释氮化物III-V族半导体材料的简化示意图。
具体实施方式
本节内容提供的说明并不意指任何特定的光敏器件或沉积系统的真实视图，而仅仅是用来描述本发明的实施方式的理想化表述。
如本文所用，术语“III-V族半导体材料”意指并包括至少主要由元素周期表IIIA族(B、Al、Ga、In和Ti)的一种或多种元素和周期表VA族(N、P、As、Sb和Bi)的一种或多种元素构成的任何半导体材料。例如，III-V族半导体材料包括但不限于GaN、GaP、GaAs、InN、InP、InAs、AlN、AlP、AlAs、InGaN、InGaP、GaInN、InGaNP和GaInNAs等。
图1描绘了使用本发明方法的实施方式形成的光敏器件。图1的光敏器件包括光伏电池100(例如，太阳能电池)。光伏电池100被配置为将撞击在光伏电池100上的电磁辐射102(例如光)转化为电力。图1的光伏电池100是多结光伏电池100，包括第一子单元104、第二子单元106和第三子单元108。子单元104、106、108各自包括半导体材料的多层堆叠体。子单元104、106、108的至少一个包括稀释氮化物III-V族半导体材料。
子单元104、106、108中的半导体材料的多层堆叠体各自包括pn结。换句话说，半导体材料的多层堆叠体各自包括p型材料层和相邻的n型半导体材料层，从而将pn结界定在相邻的p型和n型半导体材料之间的界面处。如本领域技术人员所知的，在pn结处形成电荷耗尽区(在本领域中也称为空间电荷层)和内部电场。随着电磁辐射102的光子进入光伏电池100，该光子可以被吸收在子单元104、106、108中半导体材料的多层堆叠体中的半导体材料中。当光子的能量与吸收光子的各半导体材料的带隙能量相当时，在半导体材料中可以产生电子-空穴对。当光子被吸收在pn结处的电荷耗尽区中并在其中形成电子空穴对时，pn结处的内部电场驱使电子向n型区移动并驱使空穴沿相反方向向p型区移动，由此产生跨越pn结的电压。子单元104、106、108的电压在整个光伏电池100上累积(例如，串联)以在光伏电池100一侧的第一接触层111和光伏电池100的相反侧的第二接触层112之间提供开路电压Voc。第一接触层111和第二接触层112可以包含导电性金属或金属合金。第二接触层112可以是不连续的以提供穿过第二接触层112的至少一个开口114，透过该开口，电磁辐射102可以通过并进入子单元104、106、108。如图1所示，可以在开口114中的光伏电池100上提供减反射(AR)涂层115。
通过在pn结处采用组成和带隙能量不同的半导体材料，子单元104、106、108各自可以被配置为主要吸收不同波长的电磁辐射102。作为实例但并非限制，第一子单元104可以包含在带隙能量为约1.88eV的InGaP III-V族半导体材料中形成的pn结，第二子单元106可以包含在带隙能量为约1.42eV的InGaAs III-V族半导体材料中形成的pn结，第三子单元108可以包含在带隙能量为约1.00eV的GaInNAs III-V族半导体材料中形成的pn结。
子单元104、106、108的至少一个包括稀释氮化物III-V族半导体材料，其在图1的实施方式中为第三子单元108中的GaInNAs稀释氮化物III-V族半导体材料。GaInNAs可以包含Ga1-yInyNxAs1-x，其中，y大于0.0且小于1.0(例如，约0.08～约1.0)，并且x为约0.1～约0.5。其他稀释氮化物材料，如GaInNAsSb，可以用于本发明的其他实施方式。
继续参照图1，子单元104、106、108各自可以包括另外的材料层，其可以包括例如窗口层116和背电场(BSF)层118。窗口层116和BSF层118用于以下述方式使材料组成在光伏电池100整体中过渡：减少缺陷并因此在无电子-空穴复合的情况下提高电流、并使电磁辐射102能够经光伏电池100传播到各个子单元104、106、108。
如图1所示，可以在子单元104、106、108之间设置隧道结层120。隧道结层120用于在与隧道结层120相邻的子单元相反侧上的相对n和p型区域之间提供具有低电阻的互连。隧道结层120可以对于电磁辐射102至少基本上透明以使电磁辐射102能够穿透隧道结层120至下面的子单元。各隧道结层120可以包含高度掺杂的n型层和高度掺杂的p型层(未示出)。高度掺杂的n和p型层中的一种或多种半导体材料可以具有宽带隙。在这种配置中，耗尽区可以相对较窄，并且有利于电子从n型区域中的导带隧穿到p型区域中的价带。因此，隧道结层120可以包含半导体材料(例如，III-V族半导体材料)的多个层。
本发明的实施方式还可以制造具有更少或更多子单元(例如一个、两个、四个、五个等)的光伏电池。例如，图2描绘了与图1的光伏电池100大致类似的另一光伏电池200。不过，光伏电池200还包括第四子单元110。作为实例但并非限制，第四子单元110可以包含在带隙能量为约0.66eV的Ge半导体材料中形成的pn结。通过包含另外的第四子单元110，图2的光伏电池200的效率可高于图1的光伏电池100的效率。
除了光伏电池100、200中各层材料显示出的光学和电学性质以外，光伏电池中的各种III-V族半导体材料还可以为晶体(且通常基本上由单晶材料构成)并且可以受限于物理方面的约束和考虑因素。各种III-V族半导体材料的晶体结构中缺陷的存在可以提供电子和空穴聚集和复合的位置，从而降低光伏电池100、200的效率。因此，理想的是，形成其中缺陷浓度相对较低的各种III-V族半导体材料。为降低各种III-V族半导体材料之间的界面上的缺陷浓度，各层的组成可以被选择为相邻层的材料具有大致匹配的晶格常数和热膨胀系数。这些另外的设计参数为可成功用于光伏电池100、200中的各种III-V族半导体材料的材料提供了进一步限制。
已经证实，包含稀释氮化物III-V族半导体材料的光伏器件，例如在第三子单元108中包含稀释氮化物III-V族半导体材料GaInNAs的图1的光伏器件100和图2的光伏器件200，难以大量且高产率地制造。使GaInNAs显示出约1.00eV带隙能量的GaInNAs中的氮浓度为约2原子百分比(2at％)。GaInNAs中的元素具有不同的原子半径，如下面的表1所示。
表1
至少部分由于这些元素不等的原子半径所致，随着GaInNAs中氮含量的增加，存在从GaInNAs中分离出GaAsN相的趋势。虽然加入更多的铟(其具有相对较大的原子半径)可以一定程度地减缓这一影响，但与缺陷相关的复合中心仍继续对目前可用的GaInNAs和其他稀释氮化物III-V族半导体材料造成不利影响。
根据本发明的实施方式，首先形成至少基本上不含砷(As)的氮化物材料，并随后用砷原子取代氮化物材料中的部分N原子以将氮化物材料的至少一部分转变成包含砷的稀释氮化物III-V族半导体材料，由此可以形成用于光敏器件的GaInNAs和其他稀释氮化物III-V族半导体材料，该光敏器件例如图1的光电池100和图2的光电池200、发光二极管、激光和其他光敏器件。这些方法在一些实施方式中可以在金属有机化学气相沉积(MOCVD)或氢化物气相外延(HVPE)沉积腔室中实施，其可以首先用于在MOCVD或HVPE方法中形成氮化物材料，并随后通过用砷取代氮化物材料中的氮而将砷并入到氮化物材料中。
作为实例但并非限制，可以通过在腔室内将GaInN形成在衬底上，并用As原子取代GaInN中的部分N原子以将GaInN的至少一部分转变成GaInNAs，从而制造GaInNAs。可以通过在含砷气体或蒸气(如胂或金属有机胂前体蒸气)的存在下在腔室内加热GaInN而用As原子取代GaInN中的部分N原子。这种方法在下文参照图3～图5进行进一步详细描述。
参见图3，可以将衬底300置于沉积腔室302中。沉积腔室302可以包括MOCVD或HVPE沉积腔室。沉积腔室302可以包含可在沉积过程中将一种或多种气体和/或蒸气引入反应腔室302的一个或多个入口304，和可在沉积过程中将气体和/或蒸气从沉积腔室302排出的一个或多个出口306。
衬底300可以包含预先形成的一层或多层材料。在一些实施方式中，衬底300可以包含至少部分形成的光敏器件。例如，在一些实施方式中，衬底300可以包含图1示出的光伏电池100中位于第三子单元108的GaInNAs层下的部分或图2示出的光伏电池200中位于第三子单元108的GaInNAs层下的部分。在一些实施方式中，衬底300可以包含在衬底300的上主表面露出的缓冲层，缓冲层的晶格参数可与其上要形成的GaInN或其他氮化物层的晶格参数接近。例如，如果期望在衬底300上外延生长GaInN，衬底300可以在其上包括在衬底300的上主表面露出的GaN缓冲层。GaInN随后可以在GaN缓冲层露出的上表面上直接外延生长。在一些实施方式中，衬底300的基部可以包含例如蓝宝石(A12O3)衬底。
参见图4，GaInN层308可以使用MOCVD或HVPE方法沉积(例如，外延生长)在沉积腔室302中的衬底300上。作为实例但并非限制，可以用于在衬底300上外延沉积GaInN层308的HVPE方法描述于美国专利申请公报US 2009/0223442A1(其以Arena等人的名义公开于2009年9月10日)，在此通过引用将其公开内容的全部纳入本文。
参见图5，在衬底300上形成GaInN层308之后，可以将包含砷的气体或蒸气引入到反应腔室302中并用来以As原子取代GaInN层308中的部分N原子，从而将GaInN层308的至少一部分转变成GaInNAs材料310。
包含砷的气体或蒸气可以包含例如AsR3，其中，各个R独立地选自由氢、烷基、芳基和乙烯基组成的组。在一些实施方式中，各个R可以独立地选自由氢和叔丁基组成的组。作为非限制性实例，包含砷的气体或蒸气可以是胂(AsH3)、叔丁基胂(AsH2C(CH3)3)(TBAs)或胂与TBAs的混合物。如下文进一步详细讨论的那样，TBAs是可分解形成胂的金属有机胂前体。还可以使用其他金属有机胂前体作为含砷气体或蒸气。
GaInN层308(图4)可以在沉积腔室302中加热至GaInN略微不稳定的温度，同时使包含砷的气体或蒸气在GaInN上方流过沉积腔室302。例如，GaInN在温度超过约600℃时略微不稳定。在这些温度下，氮原子可以从GaInN中释放出来。随着氮原子从GaInN中释放出来，砷原子可以在沉积腔室302中从含砷气体或蒸气取代进入GaInN中以形成GaInNAs材料310。沉积腔室302中的温度也可以高至足以使至少一部分包含砷的气体或蒸气分解从而使得在沉积腔室302中形成离散的As原子(例如，As离子)。胂在约600℃可有约百分之五十(50％)热解。TBAs在低于约500℃的温度下可有约百分之二十五(25％)分解，并在约610℃下可以基本上完全分解。因此，根据一些实施方式，GaInN层308(图4)可以在腔室302中于含砷气体或蒸气(如胂和/或金属有机胂前体蒸气(例如，TBAs))的存在下加热到至少约500℃，更具体而言，加热到至少约600℃。
在一些实施方式中，在将包含砷的气体或蒸气引入腔室302的同时，可以将氨引入到反应腔室302中，这可以在用As原子取代GaInN层308中的部分N原子以将GaInN层308的至少一部分转变为GaInNAs材料310的同时，可使InGaN的表面稳定化。
必要时或者希望时，可以可选地将另外的气体或蒸气引入到沉积腔室302中以促进含胂气体或蒸气的分解。例如，可以将氢气引入到沉积腔室302中以促进分解。胂在氢气的存在下按照下式1所述的反应进行分解。
式1：2AsH3+H2→4H2+2As
TBAs的分解可通过两种途径发生。在第一种途径中，按照下式2所述的反应，TBAs分子之间的分子内偶联可导致分解。
式2：TBAs→C4H10+AsH
认为分子内偶联通过叔丁基与As原子连接的一个H原子结合形成C4H10来进行。式2的反应产生的AsH在沉积腔室302中的温度高至足以导致胂(AsH3)也发生分解之前不会分解。
在第二种途径中，按照下式3所述的反应，TBAs可以在相对较高的温度下通过β-消除进行分解。
式3：TBAs→C4H8+AsH3
由此，根据本发明的一些实施方式，TBAs可以在沉积腔室302中分解形成AsH和AsH3的至少一种。AsH和AsH3的至少一种还可以在沉积腔室302中分解形成As原子，其可以并入GaInN层308中从而形成GaInNAs材料310。随着As原子并入GaInN层308中，这些As原子可以占据已从GaInN层308脱附的氮原子之前占据的材料晶格中的位点。
在一些实施方式中，可以对之前形成的GaInN层308的厚度进行选择性限制，以使得As可以在整个GaInN层308上进行取代，从而形成大体上均匀的GaInNAs材料310的层。为了获得较厚的GaInNAs材料310的层，可以将前述的形成GaInN层308并随后使砷取代进入GaInN层308中以形成GaInNAs材料310的动作重复一次或多次，以获得具有所希望的总厚度的GaInNAs材料310的层。
在如上所述用砷原子取代GaInN层308中的氮原子以形成GaInNAs材料310的过程中，可以将反应腔室302中的温度和压力以及流过沉积腔室302的气体和/或蒸气(例如，含砷气体或蒸气、氢气、氮载气等)的流速和分压按照下述方式进行调节：使氮的脱附和砷的并入达到总体平衡并因此使GaInN层308转化成GaInNAs材料310。达到所述总体平衡的各种参数可根据例如含砷气体或蒸气的组成和要形成的GaInNAs材料310的所需组成而不同。
在一些实施方式中，GaInNAs材料310可形成为包含Ga1-yInyNxAs1-x，其中，y大于0.0且小于1.0，并且x为约0.1～约0.5。另外，GaInNAs材料310可形成为其组成可使得GaInNAs材料310显示出约0.9eV～约1.2eV的带隙能量。
在如上所述形成GaInNAs材料310或其他稀释氮化物III-V族半导体材料之后，可以对所得结构进一步加工以形成光敏器件，例如图1和2中的多结光伏电池100、200、发光二极管或激光二极管中的一种。
本发明的另外的非限制性实施方式如下所述：
实施方式1：一种光敏器件的制造方法，包括：在腔室内将GaInN形成在衬底上；和用As原子取代GaInN中的部分N原子从而将GaInN的至少一部分转变成GaInNAs。
实施方式2：如实施方式1所述的方法，其中，用As原子取代GaInN中的部分N原子的步骤包括在腔室内于含砷气体或蒸气的存在下加热GaInN。
实施方式3：如实施方式2所述的方法，还包括将含砷气体或蒸气选择为包含AsR3，其中，各个R独立地选自由氢、烷基、芳基和乙烯基组成的组。
实施方式4：如实施方式3所述的方法，还包括将所述含砷气体或蒸气选择为包含胂和金属有机胂前体的至少一种。
实施方式5：如实施方式4所述的方法，还包括将所述含砷气体或蒸气选择为包含胂。
实施方式6：如实施方式4所述的方法，还包括将所述含砷气体或蒸气选择为包含叔丁基胂。
实施方式7：如实施方式6所述的方法，还包括使叔丁基胂在腔室内分解以形成AsH和AsH3的至少一种。
实施方式8：如实施方式2～7中任一方式所述的方法，其中，在腔室内于含砷气体或蒸气的存在下加热GaInN的步骤还包括在腔室内于氨的存在下加热GaInN。
实施方式9：如实施方式2～8中任一方式所述的方法，其中，在腔室内于含砷气体或蒸气的存在下加热GaInN的步骤包括在腔室内将GaInN加热到至少约500℃。
实施方式10：如实施方式9所述的方法，其中，在腔室内将GaInN加热到至少约500℃的步骤包括在腔室内将GaInN加热到至少约600℃。
实施方式11：如实施方式1～10中任一方式所述的方法，其中，在腔室内将GaInN形成在衬底上的步骤包括在腔室内将GaInN外延生长在衬底上。
实施方式12：如实施方式11所述的方法，其中，在腔室内将GaInN外延生长在衬底上的步骤包括采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或氢化物气相外延(HVPE)方法来在腔室内将GaInN外延生长在衬底上。
实施方式13：如实施方式12所述的方法，还包括将衬底选择为包含GaN，并且其中，在腔室内将GaInN外延生长在衬底上的步骤包括将GaInN直接外延生长在GaN上。
实施方式14：如实施方式1～13中任一方式所述的方法，还包括将GaInNAs形成为包含Ga1-yInyNxAs1-x，其中，y大于0.0并且小于1.0，并且x为约0.1～约0.5。
实施方式15：如实施方式1～14中任一方式所述的方法，还包括将GaInNAs形成为显示出约0.9eV～约1.2eV的带隙能量。
实施方式16：如实施方式1～15中任一方式所述的方法，还包括形成包含GaInNAs的多结光伏电池。
实施方式17：如实施方式1～15中任一方式所述的方法，还包括形成包含GaInNAs的发光器件。
实施方式18：如实施方式17所述的方法，还包括形成包含激光二极管的发光器件。
实施方式19：一种光敏器件的制造方法，包括：在腔室内外延生长GaInN层；在腔室内将GaInN层加热到至少500℃；将包含As原子的至少一种气体或蒸气引入腔室；和将GaInN层的至少一部分转化成GaInNAs。
实施方式20：如实施方式19所述的方法，其中，在腔室内外延生长GaInN层的步骤包括采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或氢化物气相外延(HVPE)方法来在腔室内生长GaInN层。
实施方式21：如实施方式19或实施方式20所述的方法，其中，将包含As原子的至少一种气体或蒸气引入腔室的步骤包括将胂和金属有机胂前体的至少一种引入腔室。
实施方式22：如实施方式21所述的方法，其中，将胂和金属有机胂前体的至少一种引入腔室的步骤包括将叔丁基胂引入腔室。
实施方式23：如实施方式19～22中任一方式所述的方法，还包括在将包含As原子的至少一种气体或蒸气引入腔室的同时，将氨引入腔室。
实施方式24：如实施方式19～22中任一方式所述的方法，其中，在腔室内将GaInN层加热到至少500℃的步骤包括在腔室内将GaInN层加热到至少600℃。
实施方式25：如实施方式19～24中任一方式所述的方法，其中，在腔室内外延生长GaInN层的步骤包括在腔室内在包含GaN的衬底上外延生长GaInN层。
实施方式26：如实施方式19～25中任一方式所述的方法，还包括将GaInNAs层形成为包含Ga1-yInyNxAs1-x，其中，y大于0.0且小于1.0，并且x为约0.1～约0.5。
实施方式27：如实施方式19～26中任一方式所述的方法，还包括将GaInNAs层形成为显示出约0.9eV～约1.2eV的带隙能量。
实施方式28：如实施方式19～27中任一方式所述的方法，还包括形成包含GaInNAs层的多结光伏电池。
实施方式29：如实施方式19～27中任一方式所述的方法，还包括形成包含GaInNAs层的发光器件。
实施方式30：如实施方式29所述的方法，还包括形成包含激光二极管的发光器件。
实施方式31：利用实施方式1～30中任一方式所述的方法制造的光敏器件。
实施方式32：一种光敏器件，该光敏器件由包括以下步骤的方法制造：在腔室内将GaInN形成在衬底上；和用As原子取代GaInN中的部分N原子以将GaInN的至少一部分转变成GaInNAs。
实施方式33：如实施方式32所述的光敏器件，其中，光敏器件包括光伏电池。
实施方式34：如实施方式32所述的光敏器件，其中，光敏器件包括发光器件。
本发明的上述实施方式并不限制本发明的范围，因为这些实施方式仅仅是本发明的实施方式的实例，其范围由所附权利要求及其法律等同物的范围所限定。任何等同的实施方式应在本发明的范围之内。实际上，通过本说明书，本发明除了本文展示和描述的那些以外的各种修改，例如所描述要素的另选的有用组合，对本领域的技术人员而言是显而易见的。这些修改也应落入所附权利要求的范围之内。
Claims (12)
1.一种光敏器件的制造方法，所述方法包括：
在腔室内将GaInN形成在衬底上；和
用As原子取代所述GaInN中的部分N原子从而将所述GaInN的至少一部分转变成GaInNAs，其中，所述GaInNAs为稀释氮化物III-V族半导体材料，并且将所述GaInNAs形成为包含Ga1-yInyNxAs1-x，其中，y大于0.0并且小于1.0，并且x为大于0.1且小于或等于0.5，
其中，用As原子取代所述GaInN中的部分N原子的步骤包括在所述腔室内于含砷气体或蒸气的存在下加热所述GaInN，并且
在所述腔室内于含砷气体或蒸气的存在下加热所述GaInN的步骤包括在所述腔室内将所述GaInN加热到至少500℃。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述含砷气体或蒸气选择为包含AsR3，其中，各个R独立地选自由氢、烷基、芳基和乙烯基组成的组。
3.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括将所述含砷气体或蒸气选择为包含胂和金属有机胂前体的至少一种。
4.如权利要求3所述的方法，所述方法还包括将所述含砷气体或蒸气选择为包含胂。
5.如权利要求3所述的方法，所述方法还包括将所述含砷气体或蒸气选择为包含叔丁基胂。
6.如权利要求1所述的方法，其中，在所述腔室内将所述GaInN形成在衬底上的步骤包括在所述腔室内将所述GaInN外延生长在所述衬底上。
7.如权利要求6所述的方法，其中，在所述腔室内将所述GaInN外延生长在所述衬底上的步骤包括采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或氢化物气相外延(HVPE)方法来在所述腔室内将所述GaInN外延生长在所述衬底上。
8.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述GaInNAs形成为显示出0.9eV～1.2eV的带隙能量。
9.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括形成包含所述GaInNAs的多结光伏电池。
10.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括形成包含所述GaInNAs的发光器件。
11.一种光敏器件，所述光敏器件通过包括以下步骤的方法制造：
在腔室内将GaInN形成在衬底上；和
用As原子取代所述GaInN中的部分N原子从而将所述GaInN的至少一部分转变成GaInNAs，其中，所述GaInNAs为稀释氮化物III-V族半导体材料，并且将所述GaInNAs形成为包含Ga1-yInyNxAs1-x，其中，y大于0.0并且小于1.0，并且x为大于0.1且小于或等于0.5，
其中，用As原子取代所述GaInN中的部分N原子的步骤包括在所述腔室内于含砷气体或蒸气的存在下加热所述GaInN，并且
在所述腔室内于含砷气体或蒸气的存在下加热所述GaInN的步骤包括在所述腔室内将所述GaInN加热到至少500℃。
12.如权利要求11所述的光敏器件，其中，所述光敏器件包括光伏电池。
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