(57)【要約】  本発明の課題は、ＮドープしたＺｎＯ系化合物薄膜を安定に形成することである。本発明では、マイクロ波によって励起された低電子温度高密度プラズマ中に、有機金属系材料ガスとともに酸素および窒素を含むガスおよび窒素ガスを供給することによって、成膜対象物である基板上に、ＮドープしたＺｎＯ系化合物薄膜を形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波励起高密度プラズマ発生装置を用いて発生させたプラズマ中に少なくともＺｎを含む有機金属系材料ガス、二酸化窒素（ＮＯ２）ガスおよび窒素（Ｎ２）ガスを含むガスを供給し、少なくとも窒素（Ｎ）がドープされたＺｎＯ系化合物の薄膜を成膜対象物に形成することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜形成方法において、前記プラズマ中にＭｇを含む有機金属系材料ガスがさらに供給され、窒素（Ｎ）がドープされかつＭｇが添加されたＺｎＯ系化合物の薄膜を成膜対象物に形成することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の薄膜形成方法において、前記薄膜の形成後に、該薄膜を４００℃以上の温度で水素を含まない雰囲気でアニールすることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項４】
請求項１〜３の内のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、前記薄膜の形成時に成膜対象物にバイアス電位を印加してプラズマ中のイオンを膜表面に照射することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の薄膜形成方法において、印加するバイアス電位を、当該バイアス電位を印加しない場合に比べて形成した薄膜のフォトルミネッセンス特性が改善されるような電位に設定したことを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項６】
請求項４に記載の薄膜形成方法において、印加するバイアス電位は、バイアス電位を印加しない場合に比べて形成した薄膜の、材料固有のバンドギャップのバンド端発光のフォトルミネッセンス輝度が大きくなり、かつそれ以外の発光の輝度が小さくなるような電位としたことを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項７】
請求項４に記載の薄膜形成方法において、印加するバイアス電位を、バイアス電位を印加しない場合に比べて形成した薄膜の膜構造の平坦性が良くなるような電位としたことを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の内のいずれか一項の薄膜形成方法を用いて形成したｐ型ＺｎＯを主成分とすることを特徴とする薄膜。
【請求項９】
請求項８に記載の薄膜であって、透明であることを特徴とする薄膜。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の薄膜であって、ガラス基板上に形成されたことを特徴とする薄膜。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の薄膜であって、樹脂基板上に形成されたことを特徴とする薄膜。
【請求項１２】
請求項８または９に記載の薄膜を備えることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１３】
少なくともＺｎを含む有機金属系材料ガス、二酸化窒素（ＮＯ２）ガス、または二酸化窒素（ＮＯ２）ガスおよび窒素（Ｎ２）ガスを含むガスを供給し、少なくとも窒素（Ｎ）がドープされたＺｎＯ系化合物の薄膜を熱ＣＶＤによって成膜対象物に形成することを特徴とする薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮがドープされたＺｎＯ系薄膜の製造方法に関し、またそれを用いて形成された薄膜に関する。さらに、本発明は当該薄膜を有する発光素子、太陽電池、ＴＦＴ、その他一般の半導体装置、および平面ディスプレイ装置等を含む電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体発光素子の製造のために基板上に化合物系半導体薄膜が形成されている。半導体発光素子の発光波長の短波長化の要求から、このような薄膜においてバンドギャップエネルギーが大きな材料を結晶性良く高品質に形成することが要求されてきている。さらに、表示装置、ディスプレイ装置、太陽電池、及び半導体発光装置においては、透明な導電性薄膜が使われている。このような薄膜において基板の熱耐性の問題から低温での薄膜形成が要求されてきている。【０００３】
一方、このような透明な導電性薄膜には、構成元素にインジウムを含むことが多いが、インジウムは資源的に枯渇のおそれがあり、インジウムを含まない薄膜が要求されてきている。【０００４】
インジウムを含まない薄膜として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）系の材料を使用することが提案されている。特許文献１には、ＺｎＯ系薄膜の製造装置として、プラズマ励起ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００８／１４６５７５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＺｎＯ系薄膜にＧａをドーピングしてｎ型ＺｎＯ膜を得ることは特許文献１に開示された手法にて達成されているが、ｐ型ＺｎＯ膜を得るためにＮをドーピングすることは容易でないことが判明した。すなわち、ｐ型のＺｎＯ膜にするために、Ｎをドーパントに使う場合は、Ｎ２またはＮＯを、Ｚｎを含む有機金属系材料ガス、プラズマ励起用ガス（Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｈｅのいずれか）、及び反応ガス（Ｏ２）と共に流す、という特許文献１の開示に従って成膜しても、膜中にＮを含ませることはできないことが判明した。【０００７】
従って本発明の目的は、ＮをＺｎＯ系薄膜にドーピングさせる有効な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの態様によれば、マイクロ波励起高密度プラズマ発生装置を用いて発生させたプラズマ中に少なくともＺｎを含む有機金属系材料ガス、二酸化窒素（ＮＯ２）ガスおよび窒素（Ｎ２）ガスを含むガスを供給し、少なくとも窒素（Ｎ）がドープされたＺｎＯ系化合物の薄膜を成膜対象物に形成する薄膜形成方法が得られる。【０００９】
ここで、本発明に係るガスは、プラズマ励起用ガス、材料ガス、およびドーピング用反応ガスを含んでいる。このうち、プラズマ励起用ガスには、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｈｅ等の希ガスが含まれている。さらに、材料ガスには、Ｚｎを含む有機金属系材料ガスが含まれ、さらに、Ｎをドーパントに使うために、酸素材料ガスおよびドーピング用反応ガスとして酸素および窒素を含むガス、ＮＯ２およびＮ２、を同時に流す。なお、反応ガスおよび／または材料ガスをプラズマ励起用ガスとして用いてもよい。【００１０】
本発明のもう一つの態様によれば、上記の態様において、Ｍｇを含む有機金属系材料ガスがさらに供給され、窒素（Ｎ）がドープされかつＭｇが添加されたＺｎＯ系化合物の薄膜を成膜対象物に形成することを特徴とする薄膜形成方法が得られる。【００１１】
本発明のさらにもう一つの態様によれば、上記の態様のいずれかにおいて、前記薄膜の形成後に、該薄膜をアニールすることを特徴とする薄膜形成方法が得られる。ここでアニールの条件としては、４００℃以上の温度で、Ｎ２やＡｒ等の水素を含まない雰囲気で行う。【００１２】
本発明の他の一態様によれば、上記の態様のいずれかにおいて、前記薄膜の形成時に成膜対象物にバイアス電位を印加してプラズマ中のイオンを膜表面に照射することを特徴とする薄膜形成方法が得られる。【００１３】
本発明の他のもう一つの態様によれば、上記の態様において、印加するバイアス電位を、バイアス電位を印加しない場合に比べて形成した薄膜のフォトルミネッセンス特性が改善されるような電位としたことを特徴とする薄膜形成方法が得られる。【００１４】
本発明の他のさらにもう一つの態様によれば、上記の態様において、印加するバイアス電位は、バイアス電位を印加しない場合に比べて形成した薄膜の、材料固有のバンドギャップのバンド端発光のフォトルミネッセンス輝度が大きくなり、かつそれ以外の発光の輝度が小さくなるような電位としたことを特徴とする薄膜形成方法が得られる。【００１５】
本発明の別の一態様によれば、上記の態様のいずれかにおいて、印加するバイアス電位を、バイアス電位を印加しない場合に比べて形成した薄膜の膜構造の平坦性が良くなるような電位としたことを特徴とする薄膜形成方法が得られる。【００１６】
本発明の別のもう一つの態様によれば、上記の態様のいずれかにおいて、前記有機金属系材料ガスとしてＺｎを含む有機金属ガスを使用することを特徴とする薄膜形成方法が得られる。【００１７】
本発明の別のさらにもう一つの態様によれば、上記の態様のいずれか一つの薄膜形成方法を用いて形成したｐ型ＺｎＯを主成分とする薄膜が得られる。【００１８】
上記の態様の薄膜は透明であってもよい。またガラス基板上に形成されてもよいし、樹脂基板上に形成されてもよい。【００１９】
本発明のもう一つの態様によれば、上記の態様のいずれかの薄膜を備えることを特徴とする半導体発光素子が得られる。【００２０】
また、本発明のさらにもう一つの態様によれば、少なくともＺｎを含む有機金属系材料ガス、二酸化窒素（ＮＯ２）ガスおよび窒素（Ｎ２）ガスを含むガスを供給し、少なくとも窒素（Ｎ）がドープされたＺｎＯ系化合物の薄膜を熱ＣＶＤによって成膜対象物に形成する薄膜形成方法が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、Ｚｎを含む有機金属系材料ガス、二酸化窒素（ＮＯ２）ガスおよび窒素（Ｎ２）ガスを含むガスを用いることによって、窒素（Ｎ）がドープされたＺｎＯ系化合物の薄膜を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態によるプラズマ処理装置を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、図１の下段シャワーノズル４の構造の一例を示す図であって、「底面」「底面部分斜視図」「ノズル先端部底面」「カバーを取り付けた底面」を夫々示す写真を模した図である。
【図３】（ａ）は、図１の有機金属系材料供給システム８を示す図で、（ｂ）は、ＭＯ容器９を含む容器部の詳細を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態によるプラズマ処理装置のプラズマ特性の計測方法とその計測結果を示す図で、（ａ）は計測方法、（ｂ）及び（ｃ）は計測結果を示している。
【図５】本発明の実施の形態によるＺｎＯ系化合物薄膜の成膜プロセスの説明に供せられる図である。
【図６】有機金属系材料（ＤＭＺｎ、及び、ＤＥＺｎ）の蒸気圧特性をそれぞれ示す図であり、図中の「Ｈ」「Ｌ」はそれぞれ高蒸気圧、低蒸気圧を意味する。
【図７】有機金属材料の蒸気圧特性を示す図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、酸素材料ガスおよびＮドーピング用反応ガスとして、酸素ガスおよび窒素ガス（Ｏ２＋Ｎ２）、酸素および窒素を含むガス（ＮＯ、Ｏ２＋ＮＯ）等を用いてＣＶＤによりＺｎＯ膜を形成した場合のＺｎＯ膜中の窒素濃度を示す図であって、（ａ）は熱ＣＶＤを用いた場合を、（ｂ）はマイクロ波励起プラズマＣＶＤを用いた場合を示す。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）はＮＯ２ガスを用いた窒素ドープＺｎＯ膜の形成例を示す図である。
【図１０】（ａ）から（ｅ）は、本発明において酸素材料ガスおよびＮドーピング用反応ガスとして、ＮＯ２ガスに窒素ガス（Ｎ２）を添加したＺｎＯ膜の形成例を示す図である。
【図１１】（ａ）から（ｅ）は、ＮＯ2ガスおよびＮ２ガスを用いた窒素ドープＭｇＺｎＯ膜の形成例を示す図である。
【図１２】（ａ）から（ｆ）は、ＮＯ２およびＮ２ガスを用いてアニールした窒素ドープＭｇＺｎ膜の形成例を示す図である。
【図１３】（ａ）から（ｆ）は、Ｎドーピング用反応ガスとしてＮＯ２ガスを用いた窒素ドープＺｎＯ膜の形成例を示す図である。
【図１４】ＮドープしたＭｇＺｎＯ膜を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ）の構造を示す断面図である。
【図１５】図１４に示すＬＥＤの発光を示す写真を模した図である。
【図１６】本発明の実施の形態による大口径のマイクロ波プラズマ処理装置を示す断面図である。
【図１７】（ａ）の上図は図１６の大口径サセプタを示す平面図、下図は同側面断面図である。（ｂ）は図１６のマイクロ波放射アンテナ（ラジアルラインスロットアンテナ）を示す一部切欠き斜視図である。
【図１８】（ａ）及び（ｂ）は大口径下段シャワープレートの例を夫々示す平面図である。
【図１９】（ａ）から（ｃ）は、本発明の方法によって形成されたＺｎ系薄膜を備えた半導体発光素子の種々の例を示す断面図である。
【図２０】本発明に係る薄膜形成方法を用いて作成された太陽電池の一例を示す図である。
【図２１】（ａ）は、本発明に係る薄膜形成方法を用いて作成された太陽電池の他の例を示す断面図で、（ｂ）は、（ａ）の部分拡大断面図である。
【図２２】本発明に係る透明導電膜を備えた他の電子装置の例を示す断面図で、（ａ）は、ＺｎＯ系透明導電膜を備えた発光素子を示し、（ｂ）は、（ａ）の一部の拡大断面図で、（ｃ）はＩｎＧａＮ系透明導電膜を備えた発光素子を示している。
【図２３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る薄膜形成方法を用いて作成されたＺｎＯ系薄膜をチャネル領域に備えた半導体装置の例を示す図である。
【図２４】（ａ）から（ｄ）は、本発明の薄膜形成方法によって作成された耐熱温度が２００℃以下の材料の樹脂基板等を備えた電子装置の種々の例を示す断面図で、（ａ）は樹脂基板３６１上に形成された太陽電池、（ｂ）はＺｎＯ系薄膜トランジスタ、（ｃ）は有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、及び（ｄ）はＺｎＯ系薄膜トランジスタを夫々示している。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施の形態によるプラズマ処理装置を示す概略断面図である。図示されたプラズマ処理装置１はマイクロ波励起高密度プラズマ処理装置であり、上下両端を封じられた筒状体の内側に設けられた処理室１１と、この処理室１１とは別の筐体内に設けられた有機金属系材料供給システム８とを備えている。
【００２５】
処理室１１内には、筒状体の一端側に設けられた絶縁体板２及び絶縁体板２の内側に上段シャワープレート３が設けられている。さらに、上段シャワープレート３下方には、下段シャワーノズル４、ステージ１３、及び下段シャワーノズルと対向するようにステージ１３上に配置された基板７が設けられている。
【００２６】
ここで、マイクロ波４０（ここでは周波数２．４５ＧＨｚ）は、絶縁体板２と上段シャワープレート３とを透過して、プラズマ処理装置１の上部のプラズマ発生領域に放射される。プラズマ励起用ガスとしてのＡｒガス（または、Ｋｒガス、Ｘｅガス、Ｈｅガス）は、筒状体の上側部に設けられた導入管５を介して上段シャワープレート３に供給され、上段シャワープレート３からプラズマ発生領域に均一に吹き出されている。プラズマ発生領域には、前述したように、マイクロ波４０が放射されており、マイクロ波４０によってプラズマ励起用ガス中にプラズマが励起され、当該プラズマはプラズマ発生領域から拡散プラズマ領域、及び、拡散プラズマ領域に設置された下段シャワーノズル４に導かれる。
【００２７】
ここで、上段シャワープレート３には、導入管５を介してＸｅ、Ｋｒ、Ｈｅ又はＡｒ等のプラズマ励起用ガスと、Ｏ２、Ｎ２、ＮＯ、ＮＨ３等の反応ガスを含む上段ガス４２が導かれ、他方、下段シャワーノズル４には、導入管６から有機金属系材料のガスが流されることによって、基板７の表面に化合物薄膜を成膜できる。
【００２８】
また、図示されたプラズマ処理装置１において、有機金属系材料供給システム８は、有機金属系材料を供給する。有機金属系材料供給システム８内には、１つ又は複数のＭＯ容器９、ＭＯ容器１０が設けられている。これらＭＯ容器９、１０から有機金属系材料が下段シャワーノズル４に導入管６を介して送られてくる。
【００２９】
また、処理室１１内の排ガスは、図示しない排気系１２を介して、排気ダクト内を通り、小型ポンプへのいずれかの流入口から小型ポンプへと夫々導かれる。
【００３０】
図示された処理室１１の大きさは２４０ｍｍの直径を備え、その中に直径３３ｍｍの基板７を載せるステージ１３が備えられている。図示されたステージ１３はモータ駆動により上下に移動ができるので最適な位置に基板を設置できる。ステージ１３内部には、基板７を加熱できるようにヒータが組み込まれていて所望の温度に制御できる構成を備えている。
【００３１】
図１に示されたプラズマ処理装置１の壁面は、反応生成物の付着を押さえる為に、ヒータ１４により例えば１００℃に温度制御されている。また、有機金属系材料供給システム８からノズル先端部に至るまでのガス管はヒータ１５により各材料の容器温度以上に温度制御されている。
【００３２】
処理室１１の上部に配置された絶縁体板２は２５１ｍｍの直径、１５ｍｍの厚さを有し、上段シャワープレート３は２５１ｍｍの直径、３０ｍｍの厚さを備えている。これら絶縁体板２及び上段シャワープレート３の材質は共にアルミナセラミックである。
【００３３】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、図１の下段シャワーノズル４の構造の一例を示す図であって、「底面」「底面部分斜視図」「ノズル先端部底面」「カバーを取り付けた底面」を夫々示す写真を模した図である。
【００３４】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）を参照すると、下段シャワーノズル４の一例が示されている。図示された下段シャワーノズル４は、有機金属材料を含んだガスを送るためのガス管２１、ノズル温度を制御するための温調液管（往）２３、温調液管（帰）２４を備えている。さらに、ノズル温度測定用の熱電対２５、全体を覆うカバー２６が設けられている。
【００３５】
また、ノズルの先端部下面には、ガスを均一に放出するための小さな穴が複数設けられており、例えば、０．５ｍｍの径を有する孔２７、０．７ｍｍの径を有する孔２８が備えられている。また、ノズル先端部のサイズは外径３３ｍｍ、内径１７ｍｍである。
【００３６】
図３（ａ）は、図１の有機金属系材料供給システム８を示す図で、図３（ｂ）には、ＭＯ容器９を含む容器部の詳細を示す図である。
【００３７】
このうち図３（ａ）では、有機金属系材料が入ったＭＯ容器９、１０を通って導入管６に至るキャリアガス３１、及び、ノズルからガスを均一に吹き出させる為のプッシュガス３２として、Ａｒガス（または、Ｋｒガス、Ｘｅガス、Ｈｅガス）を使用している。
【００３８】
一方、図３（ｂ）を参照すると、キャリアガス３１は流量制御器（Mass Flow Controller, ＭＦＣ）３３で所望の流量に調整されてＭＯ（Metal Organic）容器９を通って導入管６に至る。ＭＯ容器９は圧力調整器３６と温度調整システム３８により所望の圧力と温度に制御されている。バルブ３４、バルブ３５、及び、バルブ３７が設けられており、これらのバルブ３４、３５、３７によりガスの流路を切り換えることができる。
【００３９】
次に、本発明の実施の形態によるプラズマ処理装置のプラズマ特性をその計測方法と共に説明する。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態によるプラズマ処理装置のプラズマ特性の計測方法とその計測結果を示す図で、（ａ）は計測方法、（ｂ）及び（ｃ）は計測結果を示している。
【００４１】
まず、図４（ａ）に示すように計測方法は、プローブ１６と１７をそれぞれプラズマ励起領域とプラズマ拡散領域に挿入して行った。結果を図４（ｂ）、及び図４（ｃ）に示す。なお、試験条件は以下の通りであり、図中の（ａ）、（ｂ）はそれぞれプラズマ励起領域とプラズマ拡散領域を示す。
【００４２】
Ａｒガス流量：２００ｓｃｃｍ
マイクロ波供給電力：６００Ｗ
プローブ１６と誘電板（上段シャワープレート３）間の距離：１７ｍｍ
プローブ１７と誘電板（上段シャワープレート３）間の距離：８０ｍｍ
この計測の結果、図４（ｂ）に示す通り、電子温度は１ｅＶ〜２ｅＶの低電子温度であり、かつ、図４（ｃ）に示す通り、電子密度は励起領域ではＥ１２以上の高密度プラズマであることが判明した。なお、基板７上の密度は仕切り板１８の開口率で制御可能である。
【００４３】
次に、本発明の実施の形態によるＺｎＯ系化合物薄膜の成膜プロセスについて詳細に説明する。
【００４４】
図５は本発明の実施の形態によるＺｎＯ系化合物薄膜の成膜プロセスの説明に供せられる図である。
【００４５】
図５を参照すると、本発明の実施の形態による窒素をドープしたＺｎＯ成膜プロセスでは、下段ガスとしてのＺｎを含む有機金属系材料ガスと、上段ガスとしての酸素および窒素を含むガス（ＮＯ２またはＮＯ２＋Ｎ２）を添加したＡｒプラズマによってＺｎＯ膜を成膜する。Ａｒプラズマの替わりにＫｒ、Ｘｅ、Ｈｅを用いても構わない。
【００４６】
ここで、Ｚｎの有機金属系材料としては、下記表１に示すように、ＤＭＺｎ、またはＤＥＺｎを使用した。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
図６は、有機金属系材料（ＤＭＺｎ、及び、ＤＥＺｎ）の蒸気圧特性をそれぞれ示す図である。図６において、材料（ＤＭＺｎ、及び、ＤＥＺｎ）の蒸気圧特性がそれぞれ曲線ｃ１及びｃ２で示されている。図６に示すように、Ｚｎの有機金属系材料ガスは、温度によって蒸気圧が変化する。従って、処理室１１への材料供給量を制御するためには、有機金属系材料供給システム８の温度、及び下段シャワーノズル４の温度制御が必要である。また、有機金属系材料ガスは熱によって分解することも考慮しておく必要がある。
【００４９】
この実施形態では、成膜時、有機金属系材料ガスに応じて供給システムとガス管の温度が調整されている。即ち、各有機金属系材料ガスの蒸気圧−温度特性に応じて、材料が入った容器９から下段シャワーノズル４までを正の温度勾配となるように、温度制御されている。この場合、容器９、１０から下段シャワーノズル４までの温度は、Ｚｎの有機金属系材料ガスの分解温度以下となるように制御されている。さらに、プラズマの照射による温度上昇を防止するため、下段シャワーノズル４には、冷却媒体流路（図２の２３、２４、および図示しないがリング内）および熱電対（図２の２５）が設けられている。
【００５０】
上段シャワープレート３に、導入管５を介してＡｒガスまたはＸｅガス、Ｋｒガス、Ｈｅガスと、酸素および窒素を含むガス（ＮＯ２またはＮＯ２＋Ｎ２）とを、下段シャワーノズル４に導入管６からＺｎを含んだ有機金属系材料ガスを流せば、基板１４、例えば、ＺｎＯ基板面、或いは、ウェハ面上にＮがドープされたＺｎＯ膜の形成ができる。
【００５１】
ここで、再び図５を参照すると、有機金属系材料供給システム８に、Ｍｇの有機金属系材料を図示の通り付加して、下段シャワーノズル４に導入管６からＭｇを含んだ有機金属系材料ガスを、Ｚｎを含んだ有機金属系材料ガスと一緒に流すことによって、Ｍｇを含みかつＮがドープされたＺｎＯ膜を形成することができる。下記表２は、Ｍｇの有機金属系材料を示している。図７は下記表２の材料の蒸気圧特性を示している。
【００５２】
【表２】
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【００５３】
また、下記表３は、ＮをドープしたＺｎＯ系化合物薄膜形成の使用材料の例を、ノンドープのＺｎＯ系薄膜形成の使用材料例とともに示している。下記表３に示されるように、Ｚｎ材料とともにＭｇ材料、Ｃｄ材料、および／またはＭｎ材料を使用して、ＺｎＯとＭｇＯ、ＣｄＯ、および／またはＭｎＯの混晶（ＺｎＭｇＯ、またはＺｎＣｄＯ、またはＺｎＭｎＯ、またはＺｎＭｇＣｄＯ、またはＺｎＭｇＭｎＯ、またはＺｎＣｄＭｎＯ、またはＺｎＭｇＣｄＭｎＯ）でＮがドープされた薄膜を形成することができる。
【００５４】
【表３】
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【００５５】
次に、本発明外の比較例として、Ｎドーピング用反応ガスとして、酸素ガスおよび窒素ガス（Ｏ２＋Ｎ２）、酸素および窒素を含むガス（ＮＯ、Ｏ２＋ＮＯ）等を用いた場合について説明する。図５の装置を用い、Ｚｎの有機金属系材料としてはＤＭＺｎを用い、プラズマ励起ガスとしてＡｒを用い、基板としてはＺｎＯ単結晶基板（Ｚｎ極性面）を用い、次の表４に示す条件で成膜した。なお、ＺｎＯ基板はノンドープながら残留キャリアによってｎ型伝導を示す。また、表中の『ｃｃ』とは標準状態（０℃、１ａｔｍ（１０１．３２５ｋＰａ））における１分当たりの流量（以下、ｓｃｃｍともいう）を示す（以下同様）。
【００５６】
【表４】
2011043414.tif 000006
【００５７】
また、Ａｒガスと、酸素材料ガスおよびＮドーピング用反応ガス各々の流量は次の表５の通りとした。
【００５８】
【表５】
2011043414.tif 000007
【００５９】
図８（ａ）及び（ｂ）は、酸素材料ガスおよびＮドーピング用反応ガスとして、酸素ガスおよび窒素ガス（Ｏ２＋Ｎ２）、酸素および窒素を含むガス（ＮＯ、Ｏ２＋ＮＯ）等を用いた場合の結果、すなわちＺｎＯ膜中の窒素濃度を、熱ＣＶＤで形成した場合とともに示す図である。図８（ａ）に示すように、熱ＣＶＤでは、ＮＯとＮＨ３の場合，Ｎが膜に入っていた。しかし、図８（ｂ）に示すように、マイクロ波励起プラズマを用いたＺｎＯのＣＶＤ成膜では、窒素をドープさせることは出来なかった。なお、マイクロ波励起プラズマを用いたＺｎＯのＣＶＤ成膜では、Ｎ２Ｏの場合は膜が成長せず、Ｏ２／ＮＨ３の場合は良好な膜が形成できなかった。
【００６０】
これに対して、本発明においては、上記同様の条件のもとで、Ｎドーピング用反応ガスとして、ＮＯ２ガスを用いた場合について検討した。図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）はＮＯ２ガスを用いた窒素ドープＺｎＯ膜の形成例を示す図である。図９（ａ）に示すように、酸素材料ガスおよびＮドーピング用反応ガスとして、ＮＯ２ガスを用いたところ、図９（ａ）に示すようにＮがドープされることが判明した。
【００６１】
また、図９（ｂ）及び（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すように、Ａｒ流量４００ｃｃに対して、ＮＯ２ガスの流量を７５ｃｃ、５ｃｃ、１．５ｃｃと希薄にするほどＮドープ量が増えることも分かった。このとき、窒素を含むＺｎＯ膜とｎ型ＺｎＯ基板からなる接合のその整流特性を測定したが、あまり良好ではなく、また接合からの発光も見られなかった。
【００６２】
一方、本発明において、上記の条件にて、酸素材料ガスおよびＮドーピング用反応ガスとして、ＮＯ２ガスに窒素ガス（Ｎ２）を添加した場合について説明する。
【００６３】
図１０（ａ）から（ｄ）は、本発明において上記の条件にて、酸素材料ガスおよびＮドーピング用反応ガスとして、ＮＯ２ガスに窒素ガス（Ｎ２）を添加したＺｎＯ膜の形成例を示す図である。なお、ＺｎＯ膜の形成の際は、各々４５分で３回に分けて分割成膜している。図１０（ａ）に示すように、酸素材料ガスおよびＮドーピング用反応ガスとして、ＮＯ２ガスに窒素ガス（Ｎ２）を添加したところ、Ｎがドープされるだけでなく成長レートも高くなることが判明した。図１０（ｄ），（ｅ）は、Ｎ２がある場合とない場合の表面構造の原子間力顕微鏡写真を模した図を夫々示している。このとき、成長したｐ型のＺｎＯ膜とｎ型のＺｎＯ基板からなる接合の整流特性を測定したところ、図１０（ｂ）に示すように、良好な整流特性を示し、また、図１０（ｃ）に示すように、ｐｎ接合からの紫外発光も観察できた。
【００６４】
図１１はＮＯ２ガスおよび窒素ガスを用いた窒素ドープＭｇＺｎＯ膜の形成例を示す図である。なお、ＭｇＺｎＯ膜の形成の際は、各々５０分で２回に分けて分割成膜している。図１１（ａ）に示すように、酸素材料ガスおよびＮドーピング用反応ガスとして、ＮＯ２ガスに窒素ガスを添加して、ＭｇＺｎＯ膜を形成したところ、やはりＮがドープされた。
【００６５】
図１１（ｄ）は、ＺｎＯ膜、図１１（ｅ）はＭｇＺｎＯ膜を夫々示している。
【００６６】
図１１（ｂ）に示すように、良好な整流特性を示し、また、図１１（ｃ）に示すように、ｐｎ接合からの紫外発光も観察できた。
【００６７】
図１２（ａ）から（ｆ）はＮＯ２ガスおよび窒素ガス用いた窒素ドープＭｇＺｎ膜の形成例を示す図である。図１２（ａ）に示すように、ＮドープしたＭｇＺｎＯ膜を成膜後、Ｎ２雰囲気中で６００℃の温度で５分間のアニールをしたところ、整流特性が向上し、図１２（ｂ）に示すように、発光特性も向上することが分かった。図１２（ｃ）、（ｅ）はアニール前の表面構造を異なる倍率で示す原子間力顕微鏡写真を模した図であり、図１２（ｄ）、（ｆ）は、図１２（ｃ）、（ｅ）のアニールニール後の表面状態を示す原子間力顕微鏡写真を模した図で、倍率ともに図１２（ｄ）、（ｆ）と夫々対応している。
【００６８】
図１３（ａ）から（ｅ）は酸素材料ガスおよびＮドーピング用反応ガスとしてＮＯ２ガスを用いた窒素ドープＺｎＯ膜の形成例を示す図である。
【００６９】
図１３（ａ）に示すように、酸素材料ガスおよびＮドーピング用反応ガスとしてＮＯ２ガスを用いたところ、熱ＣＶＤでも、ＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）と同様に、Ｎがドープされることが判明した。図１３（ｂ）は熱ＣＶＤ及びＰＥＣＶＤによるＮＯ２を用いたＮドープＺｎＯ膜の整流特性を示している。なお、発光は見られなかった。
【００７０】
図１３（ｃ），（ｄ）は熱ＣＶＤ及びＰＥＣＶＤによる夫々のＮドープＺｎＯ膜の表面構造を示す原子間力顕微鏡写真を模した図で、図１３（ｄ），（ｆ）は、図１３（ｃ），（ｅ）を異なる倍率で示す原子間力顕微鏡写真を模した図である。なお、ＰＥＣＶＤの場合反応ガスに窒素を添加したところ、さらに改善されることを確認しており、このことは熱ＣＶＤでも同様と考えることができる。
【００７１】
図１４はＮドープしたＭｇＺｎＯ膜を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ）の構造を示す断面図である。図１４に示すＬＥＤは、図１５に示すように、発光が確認された。
【００７２】
上記した実施形態では、サイズが５ｍｍ×５ｍｍのＺｎＯ基板を載せた直径３３ｍｍのサイズを有する基板を１枚処理する場合について説明した。
【００７３】
次に、基板サイズを大きくすることが可能である大口径のマイクロ波プラズマ処理装置について、図１６を参照しながら説明する。図１６は本発明の実施の形態による大口径のマイクロ波プラズマ処理装置を示す断面図である。
【００７４】
図１６を参照すると、大口径のマイクロ波プラズマ処理装置１００は、上下の両端が封じられ、下端に設けられた排気ポート１０１を介して排気される処理室１０２を有する。
【００７５】
処理室１０２中の下部には被処理基板１０３を保持する保持台１０４が配置されている。処理室１０２を均一に排気するため、処理室１０２は、底部から上方に延在する側壁１２５の上部に形成された保持台１０４の周囲にリング状の空間を規定しており、複数の排気ポート１０１は空間に連通するように等間隔で、すなわち、被処理基板１０３に対して軸対称に配列されている。この排気ポート１０１の配列により、処理室１０２を排気ポート１０１より均一に排気することができる。なお、符号１２２は高周波発振器である。
【００７６】
処理室１０２の上方には、保持台１０４の処理基板１０３に対応する位置に、処理室１０２の外壁の一部として、誘電体のアルミナよりなり、多数（２３８個）の開口部、即ちガス放出孔１０５が形成された板状のシャワープレート１０６がシールリング１０７を介して取り付けられ、上段シャワープレートを構成している。さらに、処理室１０２には、シャワープレート１０６の外側、即ち、シャワープレート１０６に対して保持台１０４とは反対側に、アルミナよりなるカバープレート１０８が、別のシールリング１０９を介して取り付けられている。さらにその上には、支持部１１１、絶縁板１１２を介して蓋部１２３が設けられている。蓋部１２３には、冷却用のパイプ１１４が設けられている。シャワープレート１０６の上面と、カバープレート１０８との間には、プラズマ励起ガスを充填する空間１１０が形成されている。ガス放出孔１０５は空間１１０に対応する位置に配置されている。
【００７７】
さらに、図示されたマイクロ波プラズマ処理装置は、板状のシャワープレート１０６の下部に、下段シャワープレート１２０としての格子状のシャワープレートを備えている。このシャワープレート１２０には、下段ガス導入管１１９が接続されている。
【００７８】
また、図１７（ａ）の上図は図１６の大口径サセプタを示す平面図、下図は同側面断面図で、図１７（ｂ）は図１６のマイクロ波放射アンテナを示す一部切欠き斜視図である。図１７（ａ）に示すように、大口径化サセプタ１０４ａを上記保持台１０４として、用意することにより、複数の基板、例えば、口径３３ｍｍ、０．５ｍｍ厚のウェハ１０３ａを一度に処理することが可能である。
【００７９】
この場合、広範囲にマイクロ波を均一に照射させる為には、図１７（ｂ）に示すようなラジアルラインスロットアンテナ２００を使用することが有効である。なお、図１７（ｂ）に示すラジアルラインスロットアンテナ２００はN.Gotoが１９８０年に発明したものである。
【００８０】
図１８（ａ）及び（ｂ）は大口径下段シャワープレートの例を夫々示す平面図である。図１８（ａ）及び（ｂ）に示すような下段シャワープレート２０１、２０２を図１に示された下段シャワーノズル４の代わりに使用することにより均一に材料ガスを噴出することが出来る。なお、下段シャワープレート２０１、２０２は、ハッチングで示した部分が内部にガス流路を持ち、かつガス流路に連結して基板に向けた多数のガス放出口（図示せず）を持っている。ハッチングで示さない部分が開口部となって、そこをプラズマが基板に向かって通過する。
【００８１】
図１９（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の方法によって形成されたＺｎ系薄膜を備えた半導体発光素子の種々の例を示す断面図である。図１９（ａ）を参照すると、本発明に係る半導体発光素子の一例は、ＺｎＯ基板３０１上に、ｎ型ＺｎＯ膜３０２、ＺｎＯ膜３０３、及びｐ型ＺｎＯ膜３０４を本発明に係る方法で成膜することによって形成されている。
【００８２】
図示されたｎ型ＺｎＯ膜３０２、ＺｎＯ膜３０３、及びｐ型ＺｎＯ膜３０４は、図１或いは図１６に示されたマイクロ波プラズマ処理装置を用い、ガスを切り換えることによって連続的に成膜することができる。図示された半導体発光素子は、ＺｎＯ基板３０１及びｐ型ＺｎＯ薄膜３０４上に、電極（ｎ電極）３０６及び電極（ｐ電極）３０５がそれぞれ形成されている。
【００８３】
また、図１９（ｂ）には、サファイア基板３０７を用いた半導体発光素子が示されている。図示された半導体発光素子は、サファイア基板３０７に成膜された低温ＺｎＯバッファ膜３０８を備え、当該低温ＺｎＯバッファ膜３０８上に、図１９（ａ）と同様に、ｎ型ＺｎＯ膜３０２、ＺｎＯ膜３０３、及びｐ型ＺｎＯ膜３０４を成膜した構造を有している。この例では、ｎ型ＺｎＯ膜３０２及びｐ型ＺｎＯ膜３０４上に、それぞれｎ電極３０６及びｐ電極３０５が形成されている。図１９（ｂ）に示された半導体素子は、低温ＺｎＯバッファ膜３０８、ｎ型ＺｎＯ膜３０２、ＺｎＯ膜３０３、及びｐ型ＺｎＯ膜３０４を備え、これらの膜は図１等に示されたマイクロ波プラズマ処理装置を用いて連続的に成膜することができる。
【００８４】
さらに、図１９（ｃ）には、ＺｎＯ基板３０１上に、ｎ型ＺｎＭｇＯ膜３０９、ＺｎＯ膜３１０、及びｐ型ＺｎＭｇＯ膜３１０を本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置により連続的に成膜することによって得られた半導体発光素子が示されている。この例では、ｐ型ＺｎＭｇＯ膜３１１及びＺｎＯ基板３０１上にそれぞれｐ電極３０５及びｎ電極３０６が形成されている。
【００８５】
図２０は、本発明に係る薄膜形成方法を用いて作成された太陽電池の一例を示す図である。図２０を参照すると、太陽電池はガラス基板３２１、Ｍｏ電極３２２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２膜３２３、ＺｎＯ膜３２４、及び透明導電膜３２５を有している。ここで、図示された透明導電膜３２５はＧａＺｎＯによって形成されている。このような構造を有する太陽電池のうち、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２膜３２３、ＺｎＯ膜３２４、及び透明導電膜３２５は、前述したマイクロ波プラズマ処理装置により連続的に形成できる。図示された太陽電池では、ＧａＺｎＯによって形成された透明導電膜３２５側から太陽光３２５を入射させる。
【００８６】
図２１（ａ）は、本発明に係る薄膜形成方法を用いて作成された太陽電池の他の例を示す断面図で、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）の部分拡大断面図である。
【００８７】
図２１（ａ）を参照すると、太陽電池は、ガラス基板３３１、ＧａＺｎＯ又はＡｌＺｎＯによって形成された透明電極３３２、ｐ−ポリシリコン膜３３３、ｉ−ポリシリコン膜３３４、ｎ−ポリシリコン膜３３５、ＧａＺｎＯ又はＡｌＺｎＯによって形成された透明電極３３６、及びＭｏ電極３３７と、を備えている。このうち、透明電極３３２から透明電極３３６までを図１等に示されたマイクロ波プラズマ処理装置内で連続的に成膜することができる。この構造の太陽電池では、ガラス基板３３１側から太陽光３３８が入射する。
【００８８】
図示された構造において、上層のポリシリコン膜を成膜する時に、ＺｎＯ系透明導電膜３３２は強いプラズマ耐性を備えた膜として働く。また、表面構造を成膜条件で制御することができ、図２１（ｂ）に示す拡大図のように、透明電極３３２及びポリシリコン膜３３３の表面に凹凸を形成することも可能である。この構造によれば、光路長が長い光の閉じ込め効果のある膜表面を形成できる。
【００８９】
図２２は、本発明に係る透明導電膜を備えた他の電子装置の例を示す断面図で、図２２（ａ）は、ＺｎＯ系透明導電膜を備えた発光素子を示し、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）の一部の拡大断面図である。図２２（ａ）の発光素子は、発光素子図１９（ａ）と同様に、ＺｎＯ基板３０１、ｎ型ＺｎＯ膜３０２、ＺｎＯ膜３０３、ｐ型ＺｎＯ膜３０４を備えると共に、さらに、ＧａＺｎＯ又はＡｌＺｎＯによって形成された透明電極３３９を有している。また、透明電極３３９及びＺｎＯ基板３０１上には、それぞれｐ電極３０５及びｎ電極３０６が形成されている。この場合、ｎ型ＺｎＯ膜３０２から透明電極３３９までの各薄膜を同じマイクロ波プラズマ処理装置を用いて、各薄膜に応じてガスを順次切り換えることによって連続的に形成できる。本発明に係る薄膜形成方法では、前述した通り、低電子温度プラズマを用いるため、成膜時に下層へのダメージが小さいので発光特性が良好となる。
【００９０】
また、図２２（ｂ）に示すように、成膜条件を選択することによって、表面に凹凸を形成することができ、自発光３４５の取り出し効率がよい表面構造を実現できる。図２２（ｃ）は、ＩｎＧａＮ系発光素子が電子装置の一例を示す断面図である。図２２（ｃ）を参照すると、ＩｎＧａＮ系発光素子は、サファイア基板３０７、低温ＧａＮバッファ膜３４１、ｎ型ＧａＮ膜３４２、ＩｎＧａＮ／ＧａＮによって形成されたＭＱＷ（多重量子井戸）膜３４３、ｐ型ＧａＮ膜３４４、及びＧａＺｎＯ又はＡｌＺｎＯによって形成された透明電極３３９を有している。この構成の発光素子の低温ＧａＮバッファ膜３４１から透明電極３３９までの各薄膜を図１等に示されたマイクロ波プラズマ処理装置を用いて連続的に形成できる。
【００９１】
図２３（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る薄膜形成方法を用いて作成されたＺｎＯ形薄膜トランジスタの例を示す断面図である。図２３（ａ）に示された薄膜トランジスタは、ガラス基板３５１の表面に選択的に形成されたゲート電極３５２と、当該ゲート電極３５２を覆うように設けられたゲート絶縁膜３５３を備えている。さらに、図示された薄膜トランジスタは、ゲート絶縁膜３５３上に選択的に形成されたＺｎＯ膜３５５と、当該ＺｎＯ膜３５５上に間隔をおいて形成されたｎ−ＺｎＯ膜３５６及びソース・ドレイン電極３５７を有している。ここで、ＺｎＯ膜３５５には、薄膜トランジスタの動作中、チャネル３５４が形成される。
【００９２】
チャネル３５４を規定するＺｎＯ膜３５５及びｎ−ＺｎＯ膜３５６は、図１等に示されたマイクロ波プラズマ処理装置を用いて成膜できる。
【００９３】
一方、図２３（ｂ）に示された薄膜トランジスタは、ガラス基板３５１、当該ガラス基板３５１上に選択的に形成されたＺｎＯ膜３５５、ＺｎＯ膜３５５上に間隔をおいて配置されたｎ−ＺｎＯ膜３５６、及び、ｎ−ＺｎＯ膜３５６上に形成されたソース・ドレイン電極３５７と、を備えている。さらに、ソース・ドレイン電極３５７間に、ＺｎＯ膜３５５に接触するように設けられたゲート絶縁膜３５３及び当該ゲート絶縁膜３５３上に配置されたゲート電極３５２と、を有している。
【００９４】
この構造の薄膜トランジスタにおいても、ＺｎＯ膜３５５内には、動作中、チャネル３５４が形成される。図示されたＺｎＯ膜３５５及びｎ−ＺｎＯ膜３５６は、前述したマイクロ波プラズマ処理装置によって形成することができる。
【００９５】
このように、本発明に係る薄膜形成方法は、ＺｎＯ系薄膜をチャネル領域に備えた電子装置を製造するためにも応用できる。この場合、低電子温度高密度プラズマを用いることにより、薄膜トランジスタのチャネル領域をキャリア移動度の優れた良質のＺｎＯ薄膜によって形成できる。
【００９６】
図２４（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の薄膜形成方法によって作成された耐熱温度が２００℃以下の材料の樹脂基板等を備えた電子装置の種々の例を示す断面図で、図２４（ａ）は樹脂基板３６１上に形成された太陽電池、図２４（ｂ）はＺｎＯ系薄膜トランジスタ、図２４（ｃ）は有機ＥＬ素子、及び図２４（ｄ）はＺｎＯ系薄膜トランジスタを夫々示している。
【００９７】
なお、樹脂基板としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート等のプラスチック基板或いはプラスチックフィルムを使用できる。
【００９８】
図２４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）を参照すると、樹脂基板３６１上に形成された太陽電池、ＺｎＯ系薄膜トランジスタ、有機ＥＬ、及びＺｎＯ系薄膜トランジスタがそれぞれ示されている。
【００９９】
図２４（ａ）に示された太陽電池は、樹脂基板３６１を用いていること以外、図２２に示された太陽電池と同様である。また、図２４（ｂ）に示されたＺｎＯ系薄膜トランジスタは、樹脂基板３６１を使用していること以外、図２３（ａ）に示されたＺｎＯ系薄膜トランジスタと同様である。
【０１００】
さらに、図２４（ｃ）に示された有機ＥＬは、樹脂基板３７１、ＧＺＯ膜３７２、ホール注入層３７３、電子注入性発光層３７４、及びＧＺＯ膜３７５を備えている。図示された有機ＥＬは上下双方向に発光３７６している例を示している。この場合にも、本発明の薄膜形成方法は、ＧＺＯ膜３７２及び３７５を形成するために適用できる。
【０１０１】
図２４（ｄ）に示されたＺｎＯ系薄膜トランジスタは、樹脂基板３６１を用いていること以外、図２４（ｂ）に示されたＺｎＯ系薄膜トランジスタと同様である。
【０１０２】
従来、樹脂上に低温で良質の薄膜を形成することが困難であったため、樹脂上に電子装置を製造することは困難であった。しかしながら、本発明では、低電子温度高密度プラズマを用いることにより低温での良質の薄膜を形成でき、これによって、図２４（ａ）乃至（ｄ）に示すように、樹脂上に各種の電子装置を形成できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
以上説明したように、本発明に係るＮドープＺｎＯ系化合物からなる薄膜およびその製造方法は、発光効率の高い発光素子、高効率な太陽電池、ディスプレイ、表示装置、薄膜トランジスタ等の電子装置、耐熱性の低い材料の基板からなる太陽電池、ディスプレイ、表示装置、発光素子、半導体装置等の電子装置に最適である。【０１０４】
また、本出願は、２００９年１０月９日に出願された、日本国特許出願第２００９−２３５３４６号からの優先権を基礎として、その利益を主張するものであり、その開示はここに全体として参考文献として取り込む。
【符号の説明】
【０１０５】
１    プラズマ処理装置
２    絶縁体板
３，４    シャワープレート
５    導入管
６    導入管
７    基板
８    有機金属系材料供給システム
９    ＭＯ（Metal Organic）容器
１０    ＭＯ容器
１１    処理室
１２    排気系
１３    ステージ
１４、１５    温調ヒータ
１６    プローブ
１７    プローブ
１８    仕切り板
２１    ガス管
２２    ガス管
２３    温調液管（往）
２４    温調液管（帰）
２５    熱電対
２６    カバー
２７、２８    孔
３１    キャリアガス
３２    プッシュガス
３３    流量制御器
３４、３５、３７    バルブ
３６    圧力調整器
４０    マイクロ波
４２    上段ガス
１０１      排気ポート
１０２      処理室
１０３      被処理基板
１０４      保持台
１０５      ガス放出孔    
１０６      （上段）シャワープレート
１０７      シールリング
１０８      カバープレート
１０９      シールリング  
１１０      空間
１２０      （下段）シャワープレート
１２２      高周波発振器
２００      ラジアルラインスロットアンテナ
２０１      絶縁板
２０２      同軸導波管
２０３      スロット板
２０４      スロット
３０１      ＺｎＯ基板
３０２      ｎ型ＺｎＯ膜
３０３      ＺｎＯ膜
３０４      ｐ型ＺｎＯ膜
３０５      ｐ電極
３０６      ｎ電極
３０７      サファイア基板
３０８      低温ＺｎＯバッファ膜
３０９      ｎ型ＺｎＭｇＯ膜
３１０      ＺｎＯ膜
３１１      ｐ型ＺｎＭｇＯ膜
３２１      ガラス基板
３２２      電極
３２３      Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２膜
３２４      ＺｎＯ膜
３２５      透明導電膜
３２６      太陽光
３３１      ガラス基板
３３２      透明電極
３３３      ｐ−ポリシリコン膜
３３４      ｉ−ポリシリコン膜
３３５      ｎ−ポリシリコン膜
３３６      透明電極
３３７      Ｍｏ電極
３３８      太陽光
３３９      透明電極
３４１      低温ＧａＮバッファ膜
３４２      ｎ型ＧａＮ膜
３４３      ＭＱＷ（多重量子井戸）
３４４      ｐ型ＧａＮ膜
３４５      自発光
３５１      ガラス基板
３５２      ゲート電極
３５３      ゲート絶縁膜
３５４      チャネル領域
３５５      ＺｎＯ膜
３５６      ｎ−ＺｎＯ膜
３５７      ソース・ドレイン電極
３６１、３７１      樹脂基板
３７２      ＧＺＯ（ガリウム添加酸化亜鉛）膜
３７３      ホール注入層
３７４      電子注入性発光層
３７５      ＧＺＯ膜
３７６      自発光
【図１】
2011043414.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011043414.tif 000014
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2011043414.tif 000020
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2011043414.tif 000031
【国際調査報告】
2011043414.tif 000032
2011043414.tif 000033
2011043414.tif 000034
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