(57)【要約】【課題】Ｇａ2Ｏ3とＧａＮとの混晶であるガリウム酸窒化物ＧａＯＮの生成結晶相を制御する。【解決手段】スパッタリングターゲットとしてＧａ2Ｏ3を用いて、反応ガスとして酸素ガスおよび窒素ガスを成膜室内に導入し、スパッタリング成膜してＧａＯＮ前駆体膜を得る成膜工程と、成膜工程の後に、ＧａＯＮ前駆体膜を真空中において加熱してＧａＯＮ膜を得るポストアニール処理工程と、を備える方法を提供する。さらに、酸素ガスに対する窒素ガスの流量比が、１／２以下であるときには、前記ＧａＯＮ膜の結晶構造がβガリア構造であり、１以上２以下であるときには、前記ＧａＯＮ膜の結晶構造がスピネル型構造であり、４以上であるときに、前記ＧａＯＮ膜の結晶構造がウルツ鉱型構造である、方法を提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガリウム酸窒化物であるＧａＯＮの膜を形成する方法であって、
スパッタリングターゲットとしてＧａ2Ｏ3を用いて、反応ガスとして酸素ガスおよび窒素ガスを成膜室内に導入し、スパッタリング成膜してＧａＯＮ前駆体膜を得る成膜工程と、
前記成膜工程の後に、前記ＧａＯＮ前駆体膜を真空中において加熱してＧａＯＮ膜を得るポストアニール処理工程と、
を備える方法。
【請求項２】
前記酸素ガスに対する前記窒素ガスの流量比が、
１／２以下であるときには、前記ＧａＯＮ膜の結晶構造がβガリア構造であり、
１以上２以下であるときには、前記ＧａＯＮ膜の結晶構造がスピネル型構造であり、
４以上であるときに、前記ＧａＯＮ膜の結晶構造がウルツ鉱型構造である、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸素ガスに対する前記窒素ガスの前記流量比が、１／２以下であるときには、前記ＧａＯＮ膜がβ−Ｇａ2Ｏ（Ｎ）3である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポストアニール処理工程は、
前記酸素ガスに対する前記窒素ガスの流量比が、
１／２以下であるときには、温度が５００℃以上１０００℃以下で加熱し、
１以上２以下または４以上であるときには、温度が８００℃以上１０００℃以下で加熱する工程である、
請求項１乃至３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガリウム酸窒化物結晶膜の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（以下、ＧａＮという）は、主に青色発光ダイオードを構成する材料として脚光を浴びてきた。ＧａＮは、ワイドバンドギャップ半導体としても工業的に有用であり、最近では、ワイドバンドギャップ半導体の特徴である高耐圧性を利用して、ＧａＮを用いたパワーデバイスが開発されている。また、酸化ガリウム（ＩＩＩ）（以下、Ｇａ2Ｏ3という）は、ＧａＮよりもさらにバンドギャップの大きな材料であり、深紫外発光材料としての利用が検討され、ＧａＮと同様にその高耐圧性を利用して高耐圧用のトランジスタなどが開発されている。ＧａＮおよびＧａ2Ｏ3の両者ともに単結晶の育成が試みられ、一定の成果が得られている。しかしながら、育成した単結晶の品質に課題があることや、未だ価格が高いことが産業分野への普及の妨げとなっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】C. Tang, Y. Bando, Y. Huang, C. Zhi, D. Golberg, X. Xu, J. Zhao, and Y. Li, Nanotechnology 21 (2010) 115705.
【非特許文献２】Y. Zhang, J. Yan, Q. Li, C. Qu, L. Zhang, and T. Li, Physica B 406 (2011) 3079.
【非特許文献３】C.-C. Hu, Y.-L. Lee, and H. Teng, J. Phys. Chem. C 115 (2011) 2805.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ガリウム、酸素および窒素からなる化合物であるガリウム酸窒化物（以下、ＧａＯＮという）は、ＧａＮとＧａ2Ｏ3との中間的な組成を有することから、そのバンドギャップはＧａＮとＧａ2Ｏ3との間の値であることが予想される材料である。このことを利用してバンド構造を制御し、デバイス特性や光触媒機能を最大限に発現する材料への応用が期待される。
【０００５】
しかしながら、ＧａＯＮについての研究例は、非常に少ない。そのためバンド構造を決定するその結晶相は未だ確定していない（非特許文献１〜３）。また、ＧａＯＮの結晶構造は、ＧａＮの窒素原子を酸素原子で置き換えた構造、またはＧａ2Ｏ3の酸素原子を窒素原子で置き換えた構造であるといった描像が、適切であるかどうかも明らかではなかった。
【０００６】
一般的に、触媒機能はその材料表面の原子配列に強く影響される。したがって、ＧａＯＮを触媒機能を有する材料へと応用する場合には、その結晶相に含まれる結晶構造を所定に制御することが可能な形成方法が必要である。例えば、酸化チタン（ＩＶ）（以下、ＴｉＯ2という）の示す光触媒作用はよく知られており、主に紫外域の光を吸収して効果を発現するが、ＴｉＯ2に対して窒素をドーピングしたチタン酸窒化物（以下、ＴｉＯＮという）は、より可視域側の光を吸収するため、ＴｉＯ2よりも光触媒効率が向上することが知られている。Ｇａ2Ｏ3もＴｉＯ2と同様に光触媒作用を有する材料として知られているが、金属酸窒化物同士でも、ＴｉＯＮとＧａＯＮとではその結晶構造が全く異なるので、ＴｉＯＮについての材料学的知見はそのまま適用することができない。
【０００７】
以上のような背景を反映して、ＧａＯＮの結晶相を作り分けるプロセス技術が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ガリウム酸窒化物であるＧａＯＮの膜を形成する方法であって、スパッタリングターゲットとしてＧａ2Ｏ3を用いて、反応ガスとして酸素ガスおよび窒素ガスを成膜室内に導入し、スパッタリング成膜してＧａＯＮ前駆体膜を得る成膜工程と、成膜工程の後に、ＧａＯＮ前駆体膜を真空中において加熱してＧａＯＮ膜を得るポストアニール処理工程と、を備える方法を提供する。
【０００９】
さらに、酸素ガスに対する窒素ガスの流量比が、１／２以下であるときには、前記ＧａＯＮ膜の結晶構造がβガリア構造であり、１以上２以下であるときには、前記ＧａＯＮ膜の結晶構造がスピネル型構造であり、４以上であるときに、前記ＧａＯＮ膜の結晶構造がウルツ鉱型構造である、方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によって様々な結晶構造のＧａＯＮ膜を形成することができる。例えば、光触媒特性などの材料特性は、その結晶構造に大きく依存するので、本発明によって、所望の結晶構造を有するＧａＯＮ膜を得て良好な材料特性を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のガリウム酸窒化物結晶膜の形成方法を実施するための成膜装置の構成を示す図である。
【図２】酸素ガス流量を１ｓｃｃｍ、窒素ガス流量を１ｓｃｃｍとして成膜し、ポストアニール処理をして得られたＧａＯＮ膜のＸＲＤパターン（ａ）およびＧＩＸＲＤパターン（ｂ）である。
【図３】酸素ガス流量を１ｓｃｃｍ、窒素ガス流量を２ｓｃｃｍとして成膜し、ポストアニール処理をして得られたＧａＯＮ膜のＸＲＤパターン（ａ）およびＧＩＸＲＤパターン（ｂ）である。
【図４】酸素ガス流量を１ｓｃｃｍ、窒素ガス流量を４ｓｃｃｍとして成膜し、ポストアニール処理をして得られたＧａＯＮ膜のＸＲＤパターン（ａ）およびＧＩＸＲＤパターン（ｂ）である。
【図５】酸素ガスを導入せずに、窒素ガス流量のみを４ｓｃｃｍとして成膜し、ポストアニール処理をして得られたＧａＯＮ膜のＸＲＤパターン（ａ）およびＧＩＸＲＤパターン（ｂ）である。
【図６】酸素ガス流量を１ｓｃｃｍ、窒素ガス流量を０．５ｓｃｃｍとして成膜し、ポストアニール処理をして得られたＧａＯＮ膜のＸＲＤパターン（ａ）およびＧＩＸＲＤパターン（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
一般に、金属酸窒化物がどのような結晶相で存在するかは、結晶化のし易さに影響を受ける。本発明者は、スパッタリング成膜の際に、成膜室内に導入する酸素ガスと窒素ガスとの流量比を変えて成膜することにより結晶化の速度を調節すると、ＧａＯＮの生成相が変化するという知見を得た。すなわち、本発明者は、当該知見よりスパッタリング成膜中における酸素ガスの流量に対する窒素ガスの流量の比を所定の値とすることにより、ＧａＯＮ膜の結晶構造を制御することが可能である点に着想を得て、本発明を完成するに至った。
【００１３】
第一に、酸素ガスの流量よりも窒素ガスの流量を少なくして、すなわち反応ガスとして、酸素ガスを主体として導入し成膜すると、Ｇａ2Ｏ3にとって最安定な結晶構造であるβ-Ｇａ2Ｏ3の構造造を維持し、β-Ｇａ2Ｏ3の酸素原子の一部分が窒素原子に置き換わった化合物であるβ−Ｇａ2Ｏ（Ｎ）3が生成する。なお、シリコン基板上において、β−Ｇａ2Ｏ3の結晶化は、６００℃以上の加熱により促進され十分な速度で進行する。
【００１４】
第二に、酸素ガスの流量と窒素ガスの流量とが同等なときは、生成したＧａＯＮ膜の構造は、Ｇａ2Ｏ3とＧａＮの中間的な構造で、その構造は、Ｇａ2Ｏ3およびＧａＮの両者が単体の場合に比べて結晶化しにくい。これは、Ｇａ2Ｏ3を基本骨格とすれば、その酸素原子を窒素原子で置換することにより結晶構造が乱れるからである。同様に、ＧａＮを基本骨格とすると、その窒素原子の一部を酸素原子で置換することにより、２価のアニオンが侵入するため、やはり結晶格子が乱れることになる。結晶多形であるＧａ2Ｏ3において最も低温相であって結晶性の低いのはγ−Ｇａ2Ｏ3である。つまり、酸素ガスの流量と窒素ガスの流量とが同等であれば、上述のγ−Ｇａ2Ｏ3に類似した結晶構造、すなわちスピネル型構造を形成する。
【００１５】
第三に、酸素ガスを導入せずに窒素ガスのみを導入してスパッタリング成膜を行うときは、生成したＧａＯＮ膜中に取り込まれるのは、ほとんどが窒素原子であるが、酸素も一定割合で含有される。このとき、ウルツ鉱型の結晶、すなわちＧａＮの結晶構造に類似した構造を有する結晶が生成する。ＧａＮの結晶構造中の窒素原子位置の一部を酸素原子で置き換えた構造が生成すると考えられる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。また、本発明の実施の形態は、本発明の要旨の範囲を逸脱しない限り、以下の例示に何ら限定されることはない。
【実施例１】
【００１７】
まず、本発明における成膜工程を実施するための装置の構成について説明をする。
【００１８】
図１は、本発明における成膜工程に用いるスパッタ装置であって、スパッタリングターゲットを用いて、それに由来する物質を基板上にスパッタリング成膜をする成膜装置である。図１のスパッタ装置の成膜室２の内部は真空に排気され、その成膜室２の内部には、スパッタリングターゲット３、保持機構４、基板５、ヒータ６およびガス導入ポート７が備えられる。
【００１９】
スパッタリングターゲット３に対向する位置には、基板５が配置され、基板５はヒータ６上に載置されている。ヒータ６によって基板５を加熱しながら成膜を行ったり、成膜後に成膜室２内を真空にしてポストアニール処理を行ったりすることができる。スパッタ装置１は、その成膜室２に外部から連結されたガス導入ポート７を備えており、ガス導入ポート７を通じて成膜室２の内部へと、スパッタガスとしてのアルゴンを、反応ガスとしての窒素ガスおよび酸素ガスとを導入する。それぞれのガスの流量は、ｓｃｃｍ単位（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｃ／ｍｉｎ．、圧力１ａｔｍ（大気圧  １０１３ｈＰａ)、温度２５℃の条件で規格化）で設定した。
【００２０】
スパッタリングターゲット３は、基板５との距離などを適切にするよう保持機構４によって保持されている。スパッタ装置１はさらに、スパッタリング成膜の所定条件を実現するために、ターゲット３と基板５との間または基板５の周辺に高周波電界や磁界を発生させる機構（図示せず）も含んでいる。
【００２１】
また、薄膜を製造する場合には、基板上に堆積する膜の組成分布を均等化するために、基板５の中心を貫通する軸に対して基板を回転させるのが望ましい。
【００２２】
[実施条件]
上記のスパッタ装置１の構成を用いて、スパッタ装置１としてＲＦマグネトロンスパッタ装置を採用し、スパッタリングターゲット３としてＧａ2Ｏ3を用いた。スパッタ装置１の成膜室２の内部は、ターボ分子ポンプ（図示せず）により排気され、マスフローコントローラ（図示せず）により酸素ガスと窒素ガスとを成膜室２へ導入する際の流量を制御した。基板として４インチサイズのＳｉ(１００)単結晶基板を用いた。ここで、シリコン基板を用いたのは、表面が酸化膜で覆われており、非晶質基板として結晶配列がエピタキシャル成長に影響を与えないようにするためである。ＲＦマグネトロンスパッタガンへの投入パワーは６０Ｗに設定し、基板５の温度は室温に設定して成膜した。成膜後、ＧａＯＮ前駆体膜が成膜された基板５を取り出して、１２ｍｍ×１２ｍｍのサイズにカットして、測定用試料を準備した。その測定用試料に対して、真空中で、３００℃以上８００℃以下の温度で、１時間、ポストアニール処理を行った。なお、スパッタリングターゲット３であるＧａ2Ｏ3の温度が１０００℃を超えるとＧａ2Ｏ3膜が蒸発するため、ポストアニール温度は１０００℃以下とする必要がある。
【００２３】
次に、ポストアニール処理によって生成したＧａＯＮ膜を、Ｘ線回折装置を用いてθ−２θ法によりＸ線回折（Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、以下、ＸＲＤという）パターンを計測し、そのＸＲＤパターンから結晶構造を解析した。さらに、斜入射Ｘ線回折（Ｇｒａｚｉｎｇ  Ｉｎｃｉｄｅｎｔ  Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、以下、ＧＩＸＲＤという）法による測定を行った。このとき、測定面に対するＸ線の入射角度は、１．５°とした。ここで、ＧＩＸＲＤ法は、シリコン基板からの回折を検出しにくいメリットがあり、ＧａＯＮ膜の内部で配向していない結晶子も高感度で検出することができる。以下では、ＸＲＤパターンおよびＧＩＸＲＤパターンを総称して、回折パターンという。
【００２４】
図２の（ａ）は、酸素ガスの流量を１ｓｃｃｍとし、窒素ガスの流量を１ｓｃｃｍとして成膜したＧａＯＮ前駆体膜を、各温度でポストアニールした試料のＸＲＤパターンである。図２の（ｂ）は、その試料についてのＧＩＸＲＤパターンである。ポストアニール処理工程においてそれぞれの温度で処理したすべての試料についての回折パターンは、回折ピークが顕在化しておらずブロードであり、ほとんど結晶化していない傾向が判る。８００℃でのポストアニール処理において、得られた回折パターンによれば、スピネル型構造のＧａ2Ｏ3、すなわちγ−Ｇａ2Ｏ3の結晶面に対応した回折ピークγ（３１１）、γ（４２２）およびγ（４４０）を同定することができる。この回折パターンによれば、窒素を含まずに酸素のみを含むγ−Ｇａ2Ｏ3と比べて、回折ピーク同士の強度比も異なっている。このような、回折ピークが顕在化しておらずブロードな回折パターンを示す非晶質状態は、結晶中の酸素原子の一部が窒素原子に置き換わっているために生じている。
【００２５】
なお、基板表面へ供給されＧａＯＮ前駆体膜に含まれる酸素原子は、スパッタリングターゲットのＧａ2Ｏ3に由来するものと、酸素ガスがプラズマ中でイオン化して解離したものに由来するものとの両方である。一方、基板表面へ供給されＧａＯＮ前駆体膜に含まれる窒素原子は、窒素ガスがプラズマ中でイオン化して解離したものに限られる。
【００２６】
比較として、窒素ガスを導入せずに、シリコン基板上にＧａ2Ｏ3をスパッタリング成膜したときには、堆積した膜中には窒素が含まれない。その堆積した膜をポストアニール処理により結晶化させた場合には、ランダム配向したβ−Ｇａ2Ｏ3が生成する。このβ−Ｇａ2Ｏ3について回折パターンに現れる回折ピークは、本実施例において生成させたＧａＯＮについて得られた回折パターンの回折ピークよりもシャープである。このことは、明らかにＧａＯＮ膜中の窒素の存在によりその結晶構造が影響を受けていることを示している。一般に、γ−Ｇａ2Ｏ3は、結晶多形であるＧａ2Ｏ3の中における最低温相である。ＧａＯＮ膜中に窒素原子が大量に含まれることで、Ｇａ2Ｏ3とＧａＮとのいずれかへと結晶化をしにくくなって、結晶化温度が上がり、低温相のスピネル型結晶が生成するものと考えられる。
【実施例２】
【００２７】
図３の（ａ）は、酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとし、窒素ガス流量を２ｓｃｃｍとして成膜したＧａＯＮ前駆体膜をポストアニール処理した後のＸＲＤパターンである。図３の（ｂ）は、その試料についてのＧＩＸＲＤパターンである。本実施例に用いる装置および実施条件は、成膜室２に導入するガスの流量比以外について、実施例１の場合と同様である。本実施例では、窒素ガスの流量が実施例１に比べて２倍になっている。得られたＸＲＤパターンおよびＧＩＸＲＤパターンによれば、実施例１の場合と同様に、生成したＧａＯＮ膜の結晶相は、γ−Ｇａ2Ｏ3に類似した構造の結晶中に窒素原子が含まれるスピネル型結晶である。この実施例で得られた回折パターンは、実施例１で得られた回折パターンと比べると回折ピークとしての形状を示しているものの、その回折ピークはブロードであり、実施例１の場合と同様にＧａＯＮの結晶性の低さを反映している。図３の（ａ）のＸＲＤパターンに見られる回折強度は小さい。一方、図３の（ｂ）のＧＩＸＲＤパターンでは、ＧＩＸＲＤ法は小さな結晶子からの弱い回折を検出可能なため、より明瞭な回折ピークが観測されている。特に、２θ＝３０〜３８°に現れる回折ピークは、γ(２２０)とγ(３１１)とに分離している。
【実施例３】
【００２８】
図４の（ａ）は、酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとし、窒素ガス流量を４ｓｃｃｍとして成膜したＧａＯＮ前駆体膜をポストアニール処理した後のＸＲＤパターンである。図４の（ｂ）は、その試料についてのＧＩＸＲＤパターンである。本実施例に用いる装置および実施条件は、成膜室２に導入するガスの流量比以外について、実施例１の場合と同様である。本実施例では、ポストアニール処理の温度が７００℃以下の場合、実施例１および実施例２の場合と同様に、回折パターンに現れる回折ピークはブロードであって、微結晶の存在を示しているが、ポストアニール処理の温度が８００℃の場合には、２θ＝３２°に現れる回折ピークが２θ＝３６°に現れる回折ピークよりも大きくなり、実施例１および実施例２で生成された結晶と異なる結晶が生成していることが明らかに分かる。これらの回折ピークの位置は、ウルツ鉱型結晶のＧａＮから得られる回折パターンにおける位置と類似している。特に、２θ＝３０〜３８°において、（１００）、(００２)および(１０１)の３個の回折ピークが現れる回折パターンの特徴は、粉末試料から得られる標準的なＧａＮの回折パターンと一致している。ここで、ＧａＮの多結晶において、これら３個の回折ピークのうち (１０１)面からの回折が最も大きく観測されるのに対して、本実施例で得られる回折パターン（図４の（ａ）および（ｂ））では（１００）面からの回折が最も大きくなっている。これについてもＧａＮの結晶中に窒素原子が含有されることにより、結晶の形態が影響を受けていることを反映している。
【００２９】
ところで、Ｇａ2Ｏ3のウルツ鉱型結晶は、α−Ｇａ2Ｏ3である。α−Ｇａ2Ｏ3から得られる回折ピーク位置は、本実施例で得られる回折パターン（図４の（ａ）および（ｂ））における位置と全く異なっているので、本実施例で得られたＧａＯＮの結晶は、Ｇａ2Ｏ3ではなくＧａＮの結晶中の窒素原子のいくつかを酸素原子で置き換えた構造であると考えられる。
【実施例４】
【００３０】
図５の（ａ）は、酸素ガスを導入せずに窒素ガスのみを導入し、窒素ガスの流量を４ｓｃｃｍとして成膜したＧａＯＮ前駆体膜をポストアニール処理した後のＸＲＤパターンである。図５の（ｂ）は、その試料についてのＧＩＸＲＤパターンである。本実施例に用いる装置および実施条件は、成膜室２に導入するガスの流量比以外について、実施例１の場合と同様である。実施例３で生成させたＧａＯＮ膜について得られる回折パターン（図４の（ａ）および（ｂ））と同様に、ウルツ鉱型のＧａＮ結晶について得られる回折パターンにおける回折ピーク位置と類似する回折角にピークが現れる。ここで、実施例３で生成させたＧａＯＮ膜について得られる回折パターン（図４の（ａ）および（ｂ））と比べると、(１００)、(００２)および(１０１)のそれぞれの結晶面に由来する回折ピーク同士が完全に分離して、実施例４の条件で生成されたＧａＯＮ膜よりも本実施例で生成されたＧａＯＮ膜の方が、その結晶性が向上していることが分かる。本実施例では、成膜室２に酸素ガスを供給していない。したがって、生成したＧａＯＮ膜中に含まれる酸素源は、スパッタリングターゲットに予め含まれていた酸素だけである。つまり、スパッタリングターゲットに予め含まれていた酸素に由来するＧａＯＮ膜中の酸素原子の多くが窒素原子により置き換えられて、酸素原子を少なく含むＧａＯＮ膜が生成したと考えられる。
【実施例５】
【００３１】
図６の（ａ）は、酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとし、窒素ガス流量を０．５ｓｃｃｍとして成膜したＧａＯＮ前駆体膜をポストアニール処理した後のＸＲＤパターンである。図６の（ｂ）は、その試料についてのＧＩＸＲＤパターンである。本実施例に用いる装置および実施条件は、成膜室２に導入するガスの流量比以外について、実施例１の場合と同様である。本実施例では、実施例１〜実施例４において、すなわち酸素ガス流量に対して窒素ガス流量の方が多い場合に生成されたＧａＯＮ膜と大きく異なり、β−Ｇａ2Ｏ3の存在を特徴づける回折パターンが得られている。さらに、実施例１〜実施例４において、すなわち酸素ガス流量に対して窒素ガス流量の方が多い場合にはポストアニール処理時に結晶化が進行する温度が７００℃以上８００℃以下であったのに対し、ポストアニール処理の温度が５００℃以上において、β−Ｇａ2Ｏ3に由来する回折ピークが出現している。このことは、実施例１〜実施例４で生成されたＧａＯＮ膜と比べて大幅にその結晶化温度が下がっていることを示している。本実施例で生成されたＧａＯＮ膜は、β−Ｇａ2Ｏ3の酸素原子の一部を窒素原子に置き換えたβ−Ｇａ2Ｏ（Ｎ）3である。窒素ガスの流量よりも酸素ガスの流量を多くすると、すなわち酸素ガスの流量に対する窒素ガスの流量を少なくすると、ＧａＯＮの結晶構造は、よりβ−Ｇａ2Ｏ3に近づき、スパッタリングターゲットであるβ−Ｇａ2Ｏ3の基本的な結晶構造を維持したままとなるが、スパッタリング成膜中に成膜室２に導入する窒素ガスの流量をゼロとしない限り、生成されるＧａＯＮ膜中において、ガリウム原子に結合しているアニオンのうち少なくとも一部が確実に窒素原子に置換されることにより、β−Ｇａ2Ｏ（Ｎ）3が生成される。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
高耐圧パワーデバイス、発光デバイス、光触媒などの材料としての用途が想定される。
【符号の説明】
【００３３】
１      スパッタ装置
２      成膜室
３      スパッタリングターゲット
４      保持機構
５      基板
６      ヒータ
【図１】
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【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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