(57)【要約】【課題】デュエルパルスレーザ蒸着手法による窒化ガリウムのｐ型半導体の結晶薄膜の作製方法及び同法で作製した薄膜を提供する。【解決手段】パルスレーザアブレーション堆積（ＰＬＡＤ）手段を用いて、アンモニア又は窒素ラジカル雰囲気中において、膜材料として、Ｇａ系III族金属、Ｇａ系III族金属窒化物、又はこれらの混合物のターゲットと、ホールドーピングするための添加材料として、II価の金属、又はII価金属の窒化物のターゲットとを使用し、これらを交互又は同時にアブレーションさせるか、又は該膜材料と該添加材料の両材料物質を混合したターゲットをアブレーションさせるデュエルパルスレーザ蒸着（デュエルＰＬＡＤ）手法により、基板上に、ｐ型半導体化したＧａ系III族窒化物のエピタキシャル（単結晶）薄膜又は結晶性薄膜を作製することからなる薄膜の作製方法、及び同法で作製した薄膜。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザをターゲット物質に照射し、瞬間・パルス的にイオン、原子やクラスター等の微粒子に分解・剥離（アブレーション）させて、高温に温度制御した基板上にターゲット物質の薄膜を作製するパルスレーザアブレーション堆積（ＰＬＡＤ）手段を用いて、アンモニア又は窒素ラジカル雰囲気中において、膜材料として、Ｇａ系III族金属、Ｇａ系III族金属窒化物、又はこれらの混合物のターゲットと、ホールドーピングするための添加材料として、II価の金属、又はII価金属の窒化物のターゲットとを使用し、これらを交互又は同時にアブレーションさせるか、又は該膜材料と該添加材料の両材料物質を混合したターゲットをアブレーションさせるデュエルパルスレーザ蒸着（デュエルＰＬＡＤ）手法により、基板上に、ｐ型半導体化したＧａ系III族窒化物のエピタキシャル（単結晶）薄膜又は結晶性薄膜を作製することを特徴とする薄膜の作製方法。
【請求項２】
膜材料として、（１）ＧａＮ、（２）他のIII族金属窒化物ＡｌＮ、ＩｎＮ又はＢＮ、又は、（３）ＧａＮと他のIII族金属窒化物とを混合したIII族金属窒化物混合物のターゲットを使用することを特徴とする請求項１に記載の薄膜の作製方法。
【請求項３】
膜材料として、（１）金属Ｇａ、（２）他のIII族金属Ａｌ、Ｉｎ又はＢ、（３）Ｇａｎと他のIII族金属との混合物、（４）金属Ｇａと他のIII族金属との混合物、又は、（５）金属Ｇａと他のIII族金属窒化物との混合物のターゲットを使用することを特徴とする請求項１に記載の薄膜の作製方法。
【請求項４】
添加材料として、Ｍｇ、又はＭｇＮを使用することを特徴とする請求項１に記載の薄膜の作製方法。
【請求項５】
添加材料として、Ｚｎ、又はＺｎＮを使用することを特徴とする請求項１に記載の薄膜の作製方法。
【請求項６】
基板として、（１）サファイア、Ｓｉ、ＳｉＣ、又はＧａＮ自身の単結晶、（２）Ｓｉ、サファイア又はＳｉＣの単結晶上に作製したｎ型ＧａＮのエピタキシャル薄膜あるいは結晶性薄膜、又は、（３）Ｓｉ又はサファイアの単結晶上に作製したＺｎＯのエピタキシャル薄膜を使用することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の薄膜の作製方法。
【請求項７】
基板の結晶面として、（１）サファイア、α−ＳｉＣ又はＺｎＯの（０００１）面、（２）サファイア（０００１）面上に作製した、ＡｌＮ緩衝層、他のIII族金属窒化物の緩衝層、あるいはＧａＮと他のIII族金属窒化物との混合物の緩衝層の（０００１）面、（３）サファイア（０００１）面上に作製した、α−ＳｉＣの（０００１）面、又はβ−ＳｉＣの（１１１）面、（４）サファイアのｃ面、ａ面又はＲ面上に作製したＺｎＯの（０００１）面、（５）Ｓｉの（１１１）面、（６）フェライトの（１１１）、（７）Ｓｉ上のアルミナの緩衝層の（１１１）面、又は、（８）非晶質（ガラス）基板の面、を使用することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の薄膜の作製方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の薄膜の作製方法により基板上に作製された、ｐ型半導体化したＧａ系III族窒化物のエピタキシャル薄膜又は結晶性薄膜。
【請求項９】
請求項８記載のｐ型Ｇａ系III族窒化物の薄膜と、ｎ型半導体化した他のＧａ系III族窒化物ないし他のｎ型半導体とを接合したことを特徴とするｐ−ｎ接合素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化ガリウムのｐ型半導体の結晶薄膜の作製方法及び同法で作製した薄膜に関するものであり、更に詳しくは、ｐ型半導体化したＧａ系III族窒化物のエピタキシャル薄膜と一軸配向及び多結晶等の結晶性薄膜（全体を結晶薄膜と称す）、ｐ型とｎ型のＧａ系III族窒化物の薄膜間、ｐ型Ｇａ系III族窒化物の薄膜と他のｎ型半導体薄膜や基板との間のｐ−ｎ半導体接合素子の作製方法と、それにより得られる該薄膜、及び該薄膜と基板及び他の薄膜との積層によるｐ−ｎ半導体接合素子に関するものである。本発明は、特に、ワイドバンドギャップ半導体のエレクトロニクスとオプトエレクトロニクスの基礎となるＧａ系III族窒化物のｐ型半導体化結晶薄膜、該ｐ型化薄膜とｎ型化したＧａＮ又は他のIII族金属窒化物又はＧａＮと他のIII族金属窒化物の混合物ないし他のｎ型半導体との積層薄膜と、それらを得るためのパルスレーザ蒸着成膜方法に関する新しい技術を提供するものとして有用である。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮは、青色や紫外線域の発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザ等のオプトエレクトロニクス分野における重要な半導体である。今後、次世代のエネルギー、情報通信やエレクトロニクスの分野では、高出力、高温、高周波や高耐放射線性の電子デバイス、及び高性能短波長域レーザや安価な白色発光ダイオードになると期待されている。しかし、その実現には高品質な単結晶薄膜や積層薄膜の作製技術の他、特に、簡易なＧａＮのｐ型半導体化技術の開発が必要である。従来、これらの電子や光学デバイス等の製造や研究開発では、主にＣＶＤ成膜法を用いてＧａＮの成膜と素子化がなされている（非特許文献１、２参照）。そこにおいて、最も重要で、かつ難しい技術であるＧａＮのｐ型半導体化は、有機Ｍｇ化合物又は有機Ｚｎ化合物を用いたＭＯ−ＣＶＤやＭＯ−ＶＰＥによるド−ピング法を使って行われている。しかし、同方法では、ＭｇやＺｎが水素と結合した状態でＧａＮ膜中に入り（添加されるが）、そのままではホールドーピング（活性化）されない。特にＭｇは反応性が高いのでＺｎより取り扱いと半導体化が難しい。
【０００３】
これらのために、成膜後に真空下で電子線照射又は高温熱処理が行われ、金属−水素間の結合を切断し、水素を追い出して添加金属が格子内で欠陥を生ぜずにＧａと正確に置換してホールドーピング材として働くように活性化がなされている。しかし、これらは高度技術を要し、かつ制御が難しい行程である上、コストもかかる。そのために、ＧａＮの成膜時に同時ドーピングと活性化が達成され、後処理が不必要となるような、従来法よりも簡便なｐ型半導体化技術の開発が望まれている。特に、次世代電子デバイスや安価な短波長域ＬＥＤやレーザ及び白色発光ダイオード等の次世代半導体素子を開発するためには、簡易なＧａＮのｐ型半導体化やｐ−ｎ素子化技術と同薄膜や素子が必要となる。
【０００４】
なお、基板としては、従来、主にサファイア（Ａｌ２Ｏ３）が用いられている（非特許文献３参照）。サファイアはＧａＮと結晶格子長の整合性が良くないが（同一配向での不整合性は約３３％、酸素のサブ格子とＧａＮ間の不整合性は１８％）、他に適当な基板がないことに加えて、ＧａＮ結晶と同一の対称性（六方晶系）を有し、かつ窒化のために、用いられるアンモニアや窒素ラジカル等と反応しないという理由から用いられている。その大きな格子不整合性を緩和するために、ＧａＮと同一の結晶構造（六方晶系）を有し、結晶が成長し易い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の単結晶薄膜をまず低温でサファイア上に作製し、それを緩衝層として、その上に高温でＧａＮのヘテロエピタキシャル薄膜を作製する方法等が取られている（非特許文献４参照）。その他、成膜速度は遅いが、ガスソースＭＢＥ法によるＧａＮ単結晶性薄膜のサファイア上への直接的な成膜に関する報告がある。更に、フェライト（Ｆｅ２Ｏ４）の（１１１）、サファイア上のＡｌＮ又はＩｎＮとＧａＮとの混合物の（０００１）緩衝層（非特許文献６参照）、α−炭化ケイ素（α−ＳｉＣ）の（０００１）やβ−ＳｉＣの（１１１）、Ｓｉ上のアルミナ（γ−Ａｌ２Ｏ３）の（１１１）緩衝層（非特許文献７、９参照）、又はサファイア（０００１）あるいは立方晶系結晶の（１１１）面上のＺｎＯ（１１１）緩衝層、更にＺｒＢ２基板やＹＳＺ基板の他、溶融石英（非晶質）基板等の多くの基板や結晶面へのＧａＮ成膜の報告がある（非特許文献５、８、１０参照）。
【０００５】
また、ＧａＮは、他のIII族金属窒化物ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮと同じ六方晶系構造を有するので任意の組成で混合した単結晶薄膜の作製が可能であり、その組成比によりエネルギーバンドギャップ幅が変化するので、発光波長を制御したｐ−ｎ接合発光素子が作製できることも知られている。更に、前記のような種々の基板上にＧａＮの結晶性薄膜が作製可能なことも分かっている。
以上の理由から、ＧａＮへのＭｇ添加に関して従来と異なる後処理の要らない簡便なｐ型半導体化技術を開発し、かついくつかの基板上にｐ−型ＧａＮ薄膜を作製できることを実証すれば、ＧａＮ薄膜の作製が可能なことが分かっている上記の各基板上にｐ−型ＧａＮ及びｐ−ｎ接合素子を作製できることになる。また、反応性が高いＭｇに関してドーピングによるｐ型化を達成すれば、反応性が低いＺｎによるｐ型化も可能となり、更にＧａＮに加えて他のIII族金属窒化物ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮ及び、ＧａＮと他のIII族金属窒化物との混合物のｐ型薄膜及びｐ−ｎ接合素子の作製が可能となり、エレクトロニクスやオプトニクス分野に新たな技術を提供できる。
【０００６】
【非特許文献１】S. Nakamura,T. Mukai and M. Senoh, Appl. Phys. Lett., 64 (1994) 1687
【非特許文献２】M. Inamori,H. Sakai, T. Tanaka, H. Amano and I. Akasaki, Jpn.Ｊ.Phys. 34, (1995) 1190
【非特許文献３】R. D. Vispute, V. Talyansky, R. P.Sharma, S. Choopun, M. Downes,K. A. Jones, A. A. Liadis, M. AsifKhan and J. W. Yang, Appl. Phys. Lett.71 (1997) 102
【非特許文献４】R. D. Vispute, H. Wu and J. Narayan, Appl. Phys. Lett. 67, (1995) 1549
【非特許文献５】R. -F. Xiao,X. W. Sun, H. B. Liao, n. Cue and H. S. Kwok, J. Appl. Phys. 80, (1996) 4224
【非特許文献６】太田実雄、藤岡  洋、尾嶋正治、題８回応用物理学関係連合会  講演要旨集  31a-L-7 、(2002)、P.421
【非特許文献７】越智法彦、松浦由幸、大塚康二、桑原憲弘、角谷正友、福家俊郎、第５０回応用物理学関係連合会  講演要旨集  29a-T-10、(2003)、P.411
【非特許文献８】岩谷素顕、飯田一喜、川島毅士、福井伸次、宮崎敦嗣、高浪俊、富田仁人、新田州吾、上山智、天野浩、赤崎勇、第５０回応用物理学関係連合会  講演要旨集  29a-T-4 、(2003)、P.409
【非特許文献９】原田昌史、永野孝幸、柴田典義、第５０回応用物理学関係連合会  講演要旨集  27a-V-2 、(2003)、P.382
【非特許文献１０】本家尚志、伊藤真吾、太田実雄、藤岡洋、尾嶋正治、第５０回応用物理学関係連合会  講演要旨集  29a-T-7 、(2003)、P.410
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような状況の中で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、前記の従来のＭｇ又はＺｎの有機金属化合物を用いたＭＯ―ＣＶＤによる方法と異なり、ＰＬＡＤ法を使い、高温でのＧａ系III族窒化物のエピタキシャル薄膜の成膜時に同時にホール添加用の金属Ｍｇ又はＺｎをドーピングし、後処理無しにｐ型半導体化を達成することができる方法と同ｐ型薄膜を開発することを目標として、創意工夫と研究を積み重ねた結果、膜用のＧａＮターゲットと添加材Ｍｇを含むターゲットを交互ないし同時にアブレーションさせるか、あるいはＧａＮとＭｇＮの混合ターゲットをアブレーションさせるデュエルパルスレーザ蒸着（デュエルＰＬＡＤ）手法を用い、アンモニアないし窒素ラジカル雰囲気において、高温に温度制御した種々の単結晶や非晶質の基板上にホール添加用の金属を含むＧａＮ薄膜を成膜することにより所期の目的を達成し得ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
本発明の目的は、前記従来の問題点を解決し、電子線照射や高度な高温熱処理等の後処理無しでＧａ系III族窒化物のｐ型半導体化エピタキシャル薄膜及び結晶性薄膜を得る方法と、本方法により得られる薄膜及びｐ−ｎ薄膜素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（ａ）パルスレーザをターゲット物質に照射し、瞬間・パルス的にイオン、原子やクラスター等の微粒子に分解・剥離（アブレーション）させて、高温に温度制御した基板上にターゲット物質の薄膜を作製するパルスレーザアブレーション堆積（ＰＬＡＤ）手段を用いて、アンモニア又は窒素ラジカル雰囲気中において、膜材料として、Ｇａ系III族金属、Ｇａ系III族金属窒化物、又はこれらの混合物のターゲットと、ホールドーピングするための添加材料として、II価の金属、又はII価金属の窒化物のターゲットとを使用し、これらを交互又は同時にアブレーションさせるか、又は該膜材料と該添加材料の両材料物質を混合したターゲットをアブレーションさせるデュエルパルスレーザ蒸着（デュエルＰＬＡＤ）手法により、基板上に、ｐ型半導体化したＧａ系III族窒化物のエピタキシャル（単結晶）薄膜又は結晶性薄膜を作製することを特徴とする薄膜の作製方法。
（ｂ）膜材料として、（１）ＧａＮ、（２）他のIII族金属窒化物ＡｌＮ、ＩｎＮ又はＢＮ、又は、（３）ＧａＮと他のIII族金属窒化物とを混合したIII族金属窒化物混合物のターゲットを使用することを特徴とする前記（ａ）に記載の薄膜の作製方法。
（ｃ）膜材料として、（１）金属Ｇａ、（２）他のIII族金属Ａｌ、Ｉｎ又はＢ、（３）ＧａＮと他のIII族金属との混合物、（４）金属Ｇａと他のIII族金属との混合物、又は、（５）金属Ｇａと他のIII族金属窒化物との混合物のターゲットを使用することを特徴とする前記（ａ）に記載の薄膜の作製方法。
（ｄ）添加材料として、Ｍｇ、又はＭｇＮを使用することを特徴とする前記（ａ）に記載の薄膜の作製方法。
（ｅ）添加材料として、Ｚｎ、又はＺｎＮを使用することを特徴とする前記（ａ）に記載の薄膜の作製方法。
（ｆ）基板として、（１）サファイア、Ｓｉ、ＳｉＣ、又はＧａＮ自身の単結晶、（２）Ｓｉ、サファイア又はＳｉＣの単結晶上に作製したｎ型ＧａＮのエピタキシャル薄膜あるいは結晶性薄膜、又は、（３）Ｓｉ又はサファイアの単結晶上に作製したＺｎＯのエピタキシャル薄膜を使用することを特徴とする前記（ａ）から（ｅ）のいずれかに記載の薄膜の作製方法。
（ｇ）基板の結晶面として、（１）サファイア、α−ＳｉＣ又はＺｎＯの（０００１）面、（２）サファイア（０００１）面上に作製した、ＡｌＮ緩衝層、他のIII族金属窒化物の緩衝層、あるいはＧａＮと他のIII族金属窒化物との混合物の緩衝層の（０００１）面、（３）サファイア（０００１）面上に作製した、α−ＳｉＣの（０００１）面、又はβ−ＳｉＣの（１１１）面、（４）サファイアのｃ面、ａ面又はＲ面上に作製したＺｎＯの（０００１）面、（５）Ｓｉの（１１１）面、（６）フェライトの（１１１）、（７）Ｓｉ上のアルミナの緩衝層の（１１１）面、又は、（８）非晶質（ガラス）基板の面、を使用することを特徴とする前記（ａ）から（ｆ）のいずれかに記載の薄膜の作製方法。
（ｈ）前記（ａ）から（ｇ）のいずれかに記載の薄膜の作製方法により基板上に作製された、ｐ型半導体化したＧａ系III族窒化物のエピタキシャル薄膜又は結晶性薄膜。
（ｉ）前記（ｈ）記載のｐ型Ｇａ系III族窒化物の薄膜と、ｎ型半導体化した他のＧａ系III族窒化物ないし他のｎ型半導体とを接合したことを特徴とするｐ−ｎ接合素子。
【０００９】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明においては、デュエルＰＬＡＤ手法により、ＳｉＣ、Ｓｉ及びサファイアの単結晶基板上にｐ型のＧａ系III族窒化物の結晶薄膜とｐ−ｎ接合素子構造を作製する。まず、ＳｉＣ単結晶基板上へのｐ型半導体化したＧａＮ（ｐ−ＧａＮと略記する）のエピタキシャル薄膜の作製と、薄膜のＸ線回折（ＸＲＤ）及び反射高速電子線回折（ＲＨＥＥＤ）による解析結果、及び電圧―電流（Ｖ−Ｉ）特性の測定から薄膜−基板間にｐ−ＧａＮ／ｎ−ＳｉＣ接合が作製されていることの実証、について説明する。次ぎに、ｎ型とｐ型のＳｉ単結晶基板上に作製したｐ型ＧａＮ薄膜について、そのＶ−Ｉ特性から薄膜−基板間にｎ−Ｓｉ／ｐ−ＧａＮ接合とｐ−Ｓｉ／ｐ−ＧａＮ接合が作製されていること、即ち、ｐ型ＧａＮ薄膜の成膜及びｐ−ｎ接合構造の作製が可能であることの実証、について説明する。次いで、Ｓｉ及びＳｉＣ及びサファイア上に作製したｐ−ＧａＮ／ｎ−ＧａＮ２層薄膜接合について説明する。更に、サファイア単結晶基板に成膜したＺｎＯ／ＧａＮエピタキシャル薄膜、及びｎ−Ｓｉ基板上に作製したｐ−ＧａＮの多結晶薄膜について説明する。
【００１０】
ｐ−型Ｇａ系III族窒化物の作製に関して、例として、ターゲット材料とホールドーピング材料に、各々、ＧａＮの焼結体とＭｇ金属を用い、デュエルＰＬＡＤ手法によりｐ型半導体化したＧａＮのエピタキシャル薄膜を作製する。これを図を用いて説明する。なお、基板としてはＧａＮが六方晶であるので、同じ六方晶であり６回回転軸（Ｃ６対称性）を有する６Ｈ−ＳｉＣとサファイアの各単結晶の（０００１）面と、立方晶であるＳｉ単結晶のＣ６対称性を有するＳｉ（１１１）面等を用いて例証する。
【００１１】
図１に、デュエルＰＬＡＤ手法の一例を示す。真空容器中に膜用と添加物用の２つのターゲット（ターゲット１，２）をセットでき、外部から２つの別々のパルスレーザ光線（レーザ１，２）をレーザのパルス周波数ｆ、照射エネルギーＥの他、レンズ（１，２）等の集光手段によりフルーエンスＦを変える等をして両ターゲットに照射することにより、ＧａＮの成膜時に添加材も同時にアブレーションさせ、かつその濃度を制御すると共に、基板の温度制御を行うことで成膜時に添加材のドーピングと活性化ができる装置を構築して、用いた。なお、両ターゲットはモータ駆動によるターゲット回転機構（１，２）付きの２つのターゲットホルダー（１，２）にセットしてあり、レーザで均一にアブレ−ションされるように回転している。また、基板はヒータ付きの基板ホルダーにセットし、その温度を制御する。パルスレーザ照射に伴うＧａＮの分解により一部の窒素が欠如するのを補償するためと、Ｍｇ等の添加材を窒化し、ＭｇＮ等にするための窒素源となる雰囲気ガスとして、アンモニアを用いた。
【００１２】
本発明におけるデュエルＰＬＡＤ手法を用いたｐ型半導体化Ｇａ系III族窒化物の結晶性薄膜の作製では、基板は該結晶性薄膜を作製できる基板であればよいので、Ｓｉ、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、サファイア、フェライト（Ｆｅ２Ｏ３）やＭｎとＺｎをドープしたフェライト、等の単結晶あるいはＳｉ上に作製したアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、サファイア上に作製したＡｌＮやＳｉＣ、更にサファイアや非晶質基板上に作製したＺｎＯ結晶膜等が例示されるが、コストとＧａ系III族窒化物及びｐ型化した該窒化物の結晶性薄膜と該窒化物のｐ−ｎ素子の品質に応じて使い分ければよく、それら基板の種類に依らない。
【００１３】
また、Ｇａ系III族窒化物の素子に係わる膜の材料物質はＧａＮ自身の外、ＧａとＡｌ、Ｉｎ、Ｂ等の同族金属ないしその窒化物又はＧａＮにそれらの同族の窒化物を添加したＧａ系III族窒化混合物であるので、ターゲットとしては、デュエルＰＬＡＤ手法に必要なターゲットが作製可能であれば、いずれでもよいので、それらの種類に依らない。即ち、対象となる膜物質はいずれの化合物又は元素を含んでもＧａＮと同じ六方晶系の結晶構造さえ保持すればよいので、ターゲットとしてはＧａＮの他、同族のＡｌＮないしＩｎＮないしＢＮ等の窒化物、また、ＧａＮとこれら同族窒化物との混合物が例示される。更に、これらに限らず、六方晶系物質となるいずれの金属窒化物又はそれらの混合物でも用いることができる。更に、チャンバー内をアンモニア又は窒素ラジカル雰囲気にすることで窒化できるので、Ｇａ、Ａｌ，Ｉｎ、及びＢ金属、ないしＧａとこれらの金属との混合物、ないしＧａ系III族窒化物とこれら金属との混合物をターゲットとして用いることもできる。また、Ｇａ系窒化物のｐ型半導体化に用いるホールドーピング材としては、２価の金属であり、かつ０．６２Åのイオン半径を有するＧａ３＋と近いイオン半径を持つ元素であればよいので、０．６５Åと０．７４Åのイオン半径を持つＭｇ又はＺｎのいずれかを用いることができる。更に、ｐ−ｎ接合の作製に必要なｎ型半導体化Ｇａ系III族窒化物の結晶薄膜は、IV族元素Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｓｎ、ＰｂないしはＶ族元素Ｖ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ等を微量添加することにより作製することができる。
【００１４】
次に、本発明によるデュエルＰＬＡＤ手法とｐ型半導体化ＧａＮの（０００１）配向エピタキシャル薄膜や結晶性薄膜及びｐ−ｎ接合構造に関する実施形態を図面により詳細に説明する。
図１に、基板上にＧａ系III族窒化物の結晶薄膜を作製するための方法の概略図を示す。
ＧａＮターゲットと、Ｍｇ金属ターゲットを図１の真空容器中の２つのターゲットホルダー（１，２）にセットしておき、α−ＳｉＣ又はサファイアの（０００１）基板又はＳｉ（１１１）基板ないしＣ６対称性を有する基板あるいは非晶質基板等をヒータ付きの基板ホルダーにセットしておけば、同基板上にｐ型半導体化ＧａＮの（０００１）配向エピタキシャル薄膜や結晶性薄膜を作製することができる。
【００１５】
本発明の実施形態として、ＰＬＡＤ法を用いて、１）ｎ型の６Ｈ−ＳｉＣ基板上にｐ型とｎ型半導体特性を持つＧａＮのエピタキシャル薄膜の作製を行う例、２）ｎ型とｐ型Ｓｉ単結晶基板上にｐ型ＧａＮのエピタキシャル薄膜の作製を行う例、また、３）Ｓｉ基板上に作製したｐ−ＧａＮ／ｎ−ＧａＮ２層膜、更に、４）ＳｉＣ上に作製したｎ−ＧａＮ／ｐ−ＧａＮ２層膜、及びサファイア上に作製した、５）ｎ−ＳｉＣ／ｐ−ＧａＮ２層膜と、６）ＺｎＯ／ＧａＮ２層膜、更に、７）ｎ−Ｓｉ基板上に作製したｐ−ＧａＮの多結晶薄膜についての例を示す。該デュエルＰＬＡＤ手法では、上記のように、また、図１に１例を示すように、ＧａＮと金属Ｍｇの２つのターゲット（１，２）を真空容器中の２つのターゲットホルダーにセットしておき、必要なガス雰囲気下で、外部からレーザ光照射用の光学窓を通して２つのパルスレーザ光（１，２）を各々のターゲットに集光照射して同時に、又は一定周期の比でターゲット物質をパルス的にアブレーションさせて、それを対向する位置にあり電気ヒータ等により一定温度に制御されたヒータ付き基板ホルダー上にセットしてある基板に衝突させて、その物質の薄膜を作製する。
【００１６】
ここでは、膜材料と添加材料をアブレーションさせるための２つのパルスレーザ光として、２台のＮｄ：ＹＡＧパルスレーザ装置からの第４高調波（波長２６６ｎｍ）レーザを使用した。なお、レーザ光はＧａ系III族窒化物と添加材料のターゲット物質をアブレーションできればよいので、レーザの種類及び波長は問わない。但し、膜の品質はレーザ波長等に依存するので、目的とする膜や品質によりレーザを選択すればよい。図１に示すように、外部からこの別々のパルスレーザ光をレーザのｆとＥの他、レンズ（１，２）等の集光手段によりフルーエンスＦを変えて両ターゲットに照射することにより、ＧａＮの成膜時に添加材も同時にアブレーションさせ、かつ濃度を制御し、更に、基板の温度を変える等のＰＬＡＤの条件を最適化することで添加材のドーピングと活性化ができる。
【００１７】
該デュエルＰＬＡＤ手法では膜材料と添加材料の２つを同時又はほぼ同時あるいは交互にアブレーションできればよいので、２台のレーザ装置からの２つのビームを用いる方法の他、一台のパルスレーザ装置から出たレーザをハーフミラーでエネルギーの異な２つのビームに分離し、更に、パルスに同期したシャッターやフィルター及びレンズ等を用い、ｆ、Ｅ、Ｆを変えて照射する方法、即ち、ハーフミラービーム分離による照射方法や、パルスに同期した回転ミラーやプリズムを用いビーム方向を変えて２つのターゲットへ一定のパルス数の比だけ交互にレーザが当たるようするパルス同期ミラーによるビーム掃引方法等の方法が例示されるが、２ビームあればよいのでその方法は問わない。
【００１８】
更には、ディスク等の形状のターゲットをセットできる一個の回転機構付きのターゲットホルダーに、膜材料と添加材料が一定の比率になり、かつ該ホルダーにセットできる様に扇型ないし円弧状と狭い帯状等に切りそれらを合わせて一個のディスク状のターゲットを作りセットするか、ディスク型の膜材料ターゲットの上に狭い帯状に切った添加材料を取り付ける等をしたターゲットをセットするか、あるいは膜材料と添加材料を一定の割合で混合した１個のターゲットをセットし、一本の周期的パルスレーザ光を照射しアブレーション（広義のデュエルＰＬＡＤ）することにより、膜材料に対する添加材の濃度を制御して成膜する方法等が例示されるが、膜材料と添加材料の両者が一定の割合でアブレーションされればよいので、その方法を問わない。
該デュエルＰＬＡＤ手法により、アンモニア雰囲気下でＧａＮとＭｇとの２つのターゲットをアブレーションし、６Ｈ−ＳｉＣ（０００１）、サファイア（０００１）、Ｓｉ（１１１）基板面等の上にＭｇを含むＧａＮを成膜するための最適化実験を行うことにより、ｐ型半導体化したＧａＮのヘテロエピタキシャル薄膜とｐ−ｎ素子構造を作製することができる。
【００１９】
なお、本発明では、Ｇａ系III族窒化物の結晶薄膜が生成すればよいので、前項の基板の他、六方晶系である４Ｈ−ＳｉＣ等の他のα−ＳｉＣないしＧａＮ自身の（０００１）基板、また、立方晶系であるβ−ＳｉＣのＣ６対称性を有する（１１１）基板、ないし非晶質の基板等を基板ホルダーにセットしておけば、その上にｐ型半導体化したＧａ系III族窒化物のヘテロエピタキシャル薄膜や結晶性薄膜及びｐ−ｎ素子構造を作製することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳述したように、本発明は、窒化ガリウムのｐ型半導体の結晶薄膜の作製方法及び同法で作製した薄膜に係るものであり、本発明により、（１）ＧａＮやIII族金属窒化物やＧａ系III族窒化混合物等のターゲットとホールドーピング用の添加材ＭｇないしＺｎを含むターゲットを交互ないし同時にアブレーションさせる等の該デュエルＰＬＡＤ手法を用いる方法により、アンモニアないし窒素ラジカル雰囲気下で、種々の単結晶や非晶質の基板上にｐ型半導体化したＧａＮやＧａ系III族窒化物やＧａ系III族窒化混合物の薄膜、及びｎ型の同Ｇａ系III族窒化物の薄膜、ないし他のｎ型の半導体薄膜や基板とのｐ−ｎ接合の作製が可能となる、（２）また、本発明では、ホールドーピング用の添加材であるＭｇないしＺｎをＧａＮの成膜時にｉｎ−ｓｉｔｕで添加しかつ活性化できるので、従来の活性化するための成膜後の電子線照射や精密な高温熱処理等の行程を必要とする問題もブレークスルーできる、（３）また、種々の多くの基板や他のエピタキシャル薄膜上への成膜が可能であるので、ＧａＮに関わる高温や高出力及び高周波数素や短波長ＬＥＤ等のエレクトロニクスやオプトニクスにおける電子素子化が可能となる、等の効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００２２】
本実施例では、ｎ型の６Ｈ−ＳｉＣ基板上へのｐ型ＧａＮヘテロエピタキシャル薄膜の作製について述べる。Ｘ線回折（ＸＲＤ）及び反射高速電子線回折（ＲＨＥＥＤ）の測定による膜の結晶特性について説明し、次いで、作製したｎ−６ＨＳｉＣ基板／ｐ−ＧａＮ薄膜間接合が電圧―電流（Ｖ−Ｉ）特性の測定からｐ−ｎ結合に特徴的な整流特性を示すこと、即ち、該ＰＬＡＤ法によりｐ型ＧａＮヘテロエピタキシャル薄膜が作製されることの実証について説明する。加えて、比較し、確認するために、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ（０００１）単結晶基板上にｎ−型ＧａＮヘテロエピタキシャル薄膜を作製し、該接合はｐ−ｎ特性を有しないことを示す。
【００２３】
デュエルＰＬＡＤ手法によるＳｉＣ上へのｐ−型ＧａＮ薄膜の作製では、膜用ターゲットにＧａＮ焼結体を、添加材用ターゲットに金属Ｍｇを用い、基板にｎ型の６Ｈ−ＳｉＣ（０００１）単結晶を使用し、窒化にはアンモニア（ＮＨ３）を用いた。ＰＬＡＤ成膜条件は、以下のようである。ヒータ温度Ｔｈ：８００℃、ＮＨ３圧：３×１０−３Ｔｏｒｒ、レーザ周波数ν：４Ｈｚ、ＧａＮとＭｇターゲット共に照射レーザエネルギーＥ：１０ｍＪ／パルス、ＧａＮとＭｇ両ターゲット上へのレーザの照射エネルギー密度Ｆは１．３Ｊ／ｃｍ２／パルス、単位時間当たりのＧａＮとＭｇへレーザ照射パルス数の比：Ｒ＝ｎ（Ｍｇ）／ｍ（ＧａＮ）は１／２０である。この条件は、ν＝４Ｈｚ及びＲ＝１／２０の場合においてある程度最適化した値であるがＰＬＡＤ条件の各因子の最適値はお互い他の因子に関連しており、Ｔｈ、νを変えた時には、ＥやＦの最適値にはある程度幅がある。
【００２４】
なお、雰囲気として窒素のＲＦプラズマを用いてもＮＨ３雰囲気の場合より膜の結晶特性は少し落ちるが、ｐ型ＧａＮの成膜はできた。しかし、単なる窒素ガス雰囲気ではｐ型ＧａＮの薄膜はできなかった。ＮＨ３ないし窒素プラズマが必要なのはＭｇとレーザで分解したＧａがＮＨ３ないし窒素ラジカルとの反応により再結合し、ＭｇＮとＧａＮになる必要があるためである。窒素ラジカルに関しては同ラジカルが発生すればよいので、ＲＦプラズマ、ＤＣプラズマないし窒素ラジカル銃等その発生の仕方には依らない。
【００２５】
本発明は、当該実施例と条件によって何ら制限されるものではないが、多くの実施例をあげ、各薄膜の作製、結晶性、及びＶ−Ｉ特性等について説明する。ヒータ温度に関しては、６００−８００℃の範囲で変えて成膜したところ、その中では８００℃で最も結晶の品質が良好であった。この結果から、更に温度を９００−１１００℃に上げれば、結晶性の向上を図れることが分かったが、ここでは、用いたヒータの制約から、成膜は８００℃に固定して行った。ただし、別のヒータを用いた８００℃以上の高温域でのＧａＮの成膜実験から、高温では堆積中のＧａＮ薄膜の蒸発が激しいので、それを抑制するために、ＮＨ3 圧をあげ、かつ照射レーザエネルギーＥ等を上げて堆積速度を増やす必要があることが分かった。しかし、ここでは、ｐ型化が本来の目的であり、膜質は、使用目的の薄膜や素子の品質に合わせてＰＬＡＤ条件を設定すればよく、当該実施例の条件に制約されるものではない。
【００２６】
図２に、１例（例１）として、ｎ−６ＨＳｉＣ（０００１）基板上に作製したｐ−ＧａＮ薄膜について測定したＸＲＤパターンを示す。基板の（０００６）と（０００１２）回折線以外には、ＧａＮの（０００２）回折線のみが観測されており、ＧａＮの（０００１）薄膜、即ち、ｃ軸配向薄膜が生成していることが分かる。次に、図３に、この薄膜のＲＨＥＥＤ像を示す。（ｂ）と（ｄ）は６Ｈ−ＳｉＣ基板の[ １−１００] と[ １０−１０] 方向の像であり、（ａ）と（ｂ）はその上に作製したＧａＮ薄膜の両方向のＲＨＥＥＤ像である。ＲＨＥＥＤパターンは結晶の逆格子像を示している。それぞれの像は、膜試料を膜垂直軸の回りに回転して測定したところ、６０°周期で観測されたことから、この膜がＣ６対称性を示すこと、即ち、六方晶系ＧａＮの（０００１）配向を持つエピタキシャル薄膜が作製されていることが明確になった。
【００２７】
なお、縦線（ストリーク線）ないし点を含む縦線（ドットストリーク線）の間の間隔はそれぞれの方向での格子の面間隔の逆数に比例する。観測されているように、ＳｉＣとＧａＮのストリーク線の間隔がほぼ同じであるのは、両者のｃ軸垂直面内（膜面）での結晶格子長（ａ＝ｂ）が、３．０７Å及び３．１８６Åと極めて近いためである。斯くして、６Ｈ−ＳｉＣと同じｃ軸配向を持つばかりでなく、膜面内（ａｂ面内）でも同一配向を持ったＧａＮの単結晶薄膜、即ち、エピタキシャル薄膜が作製されていることが完全に実証された。
【００２８】
該ＧａＮ（０００１）膜／ｎ−６ＨＳｉＣ（０００１）基板間で測定したＶ−Ｉ特性を図４に示す。逆バイアス側では（−）２０Ｖ付近で少し漏洩電流があるが、ほとんど電流が流れず、順（＋）バイアス方向で急速に電流が立ち上がる性質、即ち、ｐ−ｎ接合に特徴的な特性が観測されており、ｐ−半導体化したＧａＮ薄膜が作製されたことを示している。なお、ここでＩｎないしＡｇ金属を用いて端子をとり、Ｖ−Ｉ測定を行なった。順バイアス方向で電流が立ち上がるまでに不感電圧があるのはｎ−ＳｉＣと金属端子間でオーミックコンタクトが充分に取れていないためである。他方、Ｍｇを添加せずにＧａＮターゲットのみをアブレーションするとｎ型のＧａＮ薄膜が生成する。
【００２９】
こうして、ｎ−６ＨＳｉＣ（０００１）基板上にｎ型ＧａＮ薄膜を成膜し、そのｎ−ＧａＮ／ｎ−ＳｉＣ接合について測定したＶ−Ｉ特性を図５に示す。金属端子とｎ−ＳｉＣ等との間でオーミックコンタクトができていないために、順逆両バイアスの３−４Ｖ付近の低電圧の領域まで非線形を示すショットキー接合に特徴的な曲線を示すが、明らかに前記のｐ−ＧａＮ／ｎ−ＳｉＣのような−２０Ｖの逆バイアスまで電流がほぼ０を示すような整流特性は示さない。以上の結果は、ｉｎ−ｓｉｔｕでＭｇ添加を行なう該デュエルＰＬＡＤ手法によりＭｇ添加されｐ−型半導体化されたＧａＮのエピタキシャル薄膜が作製できることを明確に示している。
【実施例２】
【００３０】
次に、他の実施例として、ｎ型とｐ型Ｓｉ基板上に作製したｐ型ＧａＮの（０００１）配向エピタキシャル薄膜の作製とそのＶ−Ｉ特性について説明する。図６に、該デュエルＰＬＡＤ手法によりＭｇを添加して、ｎ型Ｓｉ（１１１）単結晶基板上に作製したｐ型ＧａＮ薄膜のＸＲＤパターンを示す。なお、ＰＬＡＤ成膜条件は基板温度が７５０℃であることを除くと、前記のＳｉＣ基板上への成膜とほぼ同様である。Ｓｉ（ｈｈｈ）ｈ＝１−３以外に、２θ＝３４．６°にＧａＮの（０００２）回折線が観測されている。他に、３６．８０°にＧａＮ（１０１）回折線等が観測されているが強度が弱いことから、ほぼＧａＮの（０００１）配向膜ができていることが分かる。また、図７に、該薄膜のＳｉ基板とＧａＮ薄膜のＲＨＥＥＤ像を示す。多結晶による完全な同心円のパターンではなくドットパターンが観測されており、配向性が落ちるが、ＧａＮの（０００１）配向エピタキシャル薄膜ができていること分かる。該ＧａＮ薄膜／ｎ−Ｓｉ基板間で測定したＶ−Ｉ特性と、Ｍｇを添加せずにＧａＮのみをｎ−Ｓｉ（１１１）基板上に成膜して作製したｎ−ＧａＮ／ｎ−Ｓｉ接合のＶ−Ｉ特性を図８と図９に示す。明らかに、前例のｐ−ＧａＮ／ｎ−ＳｉＣ及びｎ−ＧａＮ／ｎ−ＳｉＣ接合と同じく、各々ｐ−ｎ接合、ｎ−ｎ接合ができていること、従って、該デュエルＰＬＡＤ手法を用いＭｇを添加することにより、Ｓｉ基板上にｐ型ＧａＮ薄膜を作製できることを示している。
【実施例３】
【００３１】
次に、他の実施例として、上記のｎ型Ｓｉ基板上に作製したｐ型ＧａＮの上に、更にｎ型ＧａＮ薄膜を作製し、そのｎ−Ｓｉ（１１１）基板／ｐ−ＧａＮ／ｎ−ＧａＮ薄膜（２重積層薄膜）についてＶ−Ｉ特性を測定した。その結果を図１０に示す。Ｓｉ基板／ｐ−ＧａＮ間とｐ−ＧａＮ／ｎ−ＧａＮ間は共にｐ−ｎ接合に特有な整流特性を示している。なお、両端のＳｉ基板とｎ−ＧａＮ間はショットキー的挙動を示すもののｎ−ｎ接合に特徴的な特性を示した。これらの結果は、該デュエルＰＬＡＤ手法でＧａＮのｐ−ｎ接合薄膜の作製が可能であることを例証している。
【００３２】
斯くして、ＸＲＤやＲＨＥＥＤ測定等によりＧａＮのエピタキシャル薄膜の作製や積層化が達成されていることが確認でき、ｐ−ｎ接合が作製されていることが明らかになった。
【実施例４】
【００３３】
更に、デュエルＰＬＡＤ手法の実施例を示す。ＰＬＡＤ成膜条件は、実施例１とほぼ同様である。実施例４として、ｎ−６ＨＳｉＣ（０００１）基板上に作製したｎ−ＧａＮ／ｐ−ＧａＮ２層膜のＲＨＥＥＤパターンを図１１に示す。
【実施例５】
【００３４】
また、実施例５として、サファイア（０００１）面上に作製したｎ−ＧａＮ／ｐ−ＧａＮ２層膜のＲＨＥＥＤパターンを図１２に示す。
【実施例６】
【００３５】
更に、実施例６として、サファイア（０００１）面上に作製したｎ−ＺｎＯ／ｐ―ＧａＮ膜ついて測定したＲＨＥＥＤパターンを図１３に示す。なお、図１４に、実施例４で作製したｎ−６ＨＳｉＣ（０００１）基板上のｎ−ＧａＮ／ｐ−ＧａＮ２層膜間で測定したＶ−Ｉ曲線を示す。ＲＨＥＥＤから判断すると結晶性が良好でないのでＶ−Ｉ特性は良くないが、明らかにｐ−ｎ特性を示すＧａＮ薄膜間結合が作製されている。
【実施例７】
【００３６】
更に、該デュエルＰＬＡＤ手法によれば、多結晶ＧａＮのｐ型化薄膜も作製できる。先の実施例２はｎ−Ｓｉ（１１１）基板上に基板温度Ｔｈ＝７５０℃でｐ−ＧａＮエピタキシャル薄膜を作製した例であるが、Ｔｈを下げ７００℃で成膜すると同基板上にｐ型ＧａＮの多結晶薄膜が作製される。図１５に、その薄膜のＲＨＥＥＤ像を示す。明らかに、配向性のない結晶性薄膜に特徴的な同心円状のパターンが観測されており、明確に多結晶薄膜が作製されていることが分かる。図１６は該薄膜とｎ−Ｓｉ基板間のＶ−Ｉ特性を示すものであり、先のＳｉ基板上のｐ型ＧａＮのエピタキシャル薄膜の例の図８より特性は少し低いが、明らかにｐ−ｎ接合に特有な整流特性が観測されており、該多結晶薄膜でもｐ型半導体特性を有することを示している。他方、比較のために、同一ＰＬＡＤ条件でＭｇ添加をせず、単にＧａＮのみをｎ−Ｓｉ（１１１）基板上に薄膜を作製した。同じような多結晶薄膜が生成するが、Ｖ−Ｉ特性は先の実施例２の場合のｎ−ＧａＮエピタキシャル薄膜／ｎ−Ｓｉ間接合と同様のｎ−ｎ接合特性を示した。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、窒化ガリウムのｐ型半導体の結晶薄膜の作製方法及び同法で作製した薄膜に係るものであり、本発明により、ＧａＮやIII族金属窒化物やＧａ系III族窒化混合物等のターゲットとホールドーピング用の添加材ＭｇないしＺｎを含むターゲットを交互ないし同時にアブレーションさせる等の該デュエルＰＬＡＤ手法を用いる方法により、アンモニアないし窒素ラジカル雰囲気下で、種々の単結晶や非晶質の基板上にｐ型半導体化したＧａＮやＧａ系III族窒化物やＧａ系III族窒化混合物の薄膜、及びｎ型の同Ｇａ系III族窒化物の薄膜、ないし他のｎ型の半導体薄膜や基板とのｐ−ｎ接合の作製が可能となる。また、本発明では、ホールドーピング用の添加材であるＭｇないしＺｎをＧａＮの成膜時にｉｎ−ｓｉｔｕで添加しかつ活性化できるので、従来の活性化するための成膜後の電子線照射や精密な高温熱処理等の行程を必要とする問題もブレークスルーできる。また、種々の多くの基板や他のエピタキシャル薄膜上への成膜が可能であるので、ＧａＮに関わる高温や高出力及び高周波数素や短波長ＬＥＤ等のエレクトロニクスやオプトニクスにおける電子素子化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】単結晶基板やガラス基板上にＧａ系III族金属窒化物のｐ−型半導体化した単結晶薄膜や結晶性薄膜を作製するための、デュエルＰＬＡＤ手法による成膜の一方法を示す概略図である。
【図２】デュエルＰＬＡＤ手法によりｎ−６ＨＳｉＣ（０００１）基板上に作製したｐ−ＧａＮ薄膜について測定したＸＲＤパターンを示す。
【図３】ｎ−６ＨＳｉＣ（０００１）基板上に作製したｐ−ＧａＮエピタキシャル薄膜について測定したＲＨＥＥＤ像をに示す。
【図４】作製したｐ−ＧａＮ（０００１）エピタキシャル薄膜とｎ−６ＨＳｉＣ（０００１）基板間で測定したＶ−Ｉ特性を示す。
【図５】作製したｎ−ＧａＮ（０００１）エピタキシャル薄膜とｎ−６ＨＳｉＣ（０００１）基板間で測定したＶ−Ｉ特性を示す。
【図６】デュエルＰＬＡＤ手法によりｎ型Ｓｉ（１１１）単結晶基板上に作製したｐ型ＧａＮ薄膜のＸＲＤパターンを示す。
【図７】ｎ型Ｓｉ（１１１）基板上に作製したｐ型ＧａＮエピタキシャル薄膜のＲＨＥＥＤ像を示す。
【図８】作製したｐ−ＧａＮエピタキシャル薄膜とｎ−Ｓｉ基板間で測定したＶ−Ｉ特性を示す。
【図９】作製したｐ−ＧａＮエピタキシャル薄膜とｐ−Ｓｉ基板間で測定したＶ−Ｉ特性を示す。
【図１０】作製した、ｎ−Ｓｉ（１１１）基板／ｐ−ＧａＮ薄膜／ｎ−ＧａＮ薄膜（２重エピタキシャル積層薄膜）の各接合間で測定したＶ−Ｉ特性を示す。
【図１１】ｎ−６ＨＳｉＣ（０００１）基板上に作製したｎ−ＧａＮ／ｐ−ＧａＮ２層エピタキシャル薄膜のＲＨＥＥＤパターンを示す。
【図１２】サファイア（０００１）面上に作製したｎ−ＧａＮ／ｐ−ＧａＮ２層エピタキシャル薄膜のＲＨＥＥＤパターンを示す。
【図１３】サファイア（０００１）面上に作製したｎ−ＺｎＯ／ｐ―ＧａＮ２層エピタキシャル薄膜ついて測定したＲＨＥＥＤパターンを示す。
【図１４】ｎ−６ＨＳｉＣ（０００１）基板上に作製したｎ−ＧａＮ／ｐ−ＧａＮ２層エピタキシャル薄膜の間で測定したＶ−Ｉ曲線を示す。
【図１５】ｎ−Ｓｉ（１１１）基板上に作製したｐ−ＧａＮ多結晶薄膜のＲＨＥＥＤパターンを示す。
【図１６】作製したｐ−ＧａＮ多結晶薄膜とｎ−Ｓｉ（１１１）基板間で測定したＶ−Ｉ特性を示す。
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１】
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【図７】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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