[发明专利]半导体发光元件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体发光元件，在通过渗杂施主杂质而低电阻化了的n形ZnO大块单晶基板上，形成由渗杂了氮的ZnO系化合物构成的半导体薄膜作为p形层而进行pn接合。

2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，上述n形ZnO大块单晶基板以1.0×10¹⁷/cm³以上的原子个数渗杂施主杂质而进行低电阻化，该施主杂质为Al、Fe、Ga、B、In中的任一种或它们的组合。

3.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件，其中，上述n形ZnO大块单晶基板的电阻率为0.5Ω·cm以下。

4.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件，其中，上述n形ZnO大块单晶基板的形成上述p形层的面为包含锌原子的面。

5.根据权利要求4所述的半导体发光元件，其中，包含上述锌原子的面为c(0001)面、m(10-10)面、a(11-20)面中的任一面。

6.根据权利要求5所述的半导体发光元件，其中，上述n形ZnO大块单晶基板的面方位相对于上述c(0001)面、m(10-10)面、a(11-20)面中的任一面在±1度以内。

7.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件，其中，在上述p形层上，在与上述n形ZnO大块单晶基板的接合面的附近形成有富氮层。

8.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件，其中，以原子个数计，上述p形层中渗杂的氮浓度为2×10¹⁷/cm³～1×10²¹/cm³。

9.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件，其中，在上述n形ZnO大块单晶基板上直接形成上述p形层。

10.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件，其中，在上述n形ZnO大块单晶基板与上述p形层之间形成有用于控制导电性的n形导电控制层。

11.一种半导体发光元件的制造方法，该半导体发光元件在通过渗杂施主杂质而低电阻化了的n形ZnO大块单晶基板上，形成由渗杂了氮的ZnO系化合物构成的半导体薄膜作为p形层，从而构成pn接合，其特征在于，

通过在减压容器内使高纯度的锌从固体金属元素源中蒸发，在上述n形ZnO大块单晶基板上或在该蒸发的锌到达该基板的过程中使该蒸发的锌与氧和氮发生反应，由此在上述n形ZnO大块单晶基板上形成上述p形层。

12.根据权利要求11所述的半导体发光元件的制造方法，其中，为了形成上述p形层而要进行的前处理包括：对上述n形ZnO大块单晶基板进行用于使其平坦化的热处理的工序；在上述减压容器内在高真空环境中进行用于清洁上述n形ZnO大块单晶基板表面的热处理的工序；在氮环境中实施等离子处理，对上述n形ZnO大块单晶基板表面进行平坦化与清洁的工序。

13.根据权利要求11或12所述的半导体发光元件的制造方法，其中，在形成上述p形层的过程中，使上述氮与氧的分压比为1比0.5～5。

14.根据权利要求11或12所述的半导体发光元件的制造方法，其中，通过带有等离子辅助的反应性蒸镀法形成上述p形层。

15.根据权利要求11或12所述的半导体发光元件的制造方法，其中，通过有机金属化学气相沉积(MOCVD)法形成上述p形层。

16.根据权利要求11或12所述的半导体发光元件的制造方法，其中，通过使用金属锌元素源的分子束外延成长(MBE)法形成上述p形层。