"分子線エピタキシー法により、Snを添加しながらβ-Ga2O3結晶をβ-Ga2O3基板上、又は前記β-Ga2O3基板上に形成されたβ-Ga2O3系結晶層上にホモエピタキシャル成長させ、Sn添加β-Ga2O3結晶膜を形成する工程と、第1の不活性雰囲気中で前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜に第1のアニール処理を施す工程と、を含むβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。前記Snの原料として単体のSnが用いられる、請求項1に記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。前記β-Ga2O3結晶を酸素系ガス雰囲気中でホモエピタキシャル成長させる、請求項1又は2に記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。前記第1の不活性雰囲気は窒素雰囲気である、請求項1~3のいずれか1つに記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。前記第1のアニール処理の温度を制御することにより、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜の電気伝導性を制御する、請求項1~4のいずれか1つに記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。前記第1のアニール処理の後、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜に第2の不活性雰囲気又は酸素雰囲気中で第2のアニール処理を施す、請求項1~5のいずれか1つに記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。前記第2のアニール処理の温度及び時間の少なくとも一方を制御することにより、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜の電気伝導性を制御する、請求項6に記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。前記第1のアニール処理の後、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜に酸素雰囲気中で第2のアニール処理を施し、前記第1のアニール処理の後、かつ前記第2のアニール処理の前又は後、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜に第2の不活性雰囲気中で第3のアニール処理を施し、前記第2のアニール処理の温度及び時間の少なくとも一方及び前記第3のアニール処理の温度及び時間の少なくとも一方を制御することにより、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜の電気伝導性を制御する、請求項1~5のいずれか1つに記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜中のSn濃度は1×1015~1×1021/cm3である、請求項1~8のいずれか1つに記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。しかしながら、特許文献1に記載のSnを添加する方法により、Snの原料として単体のSnを用いてβ-Ga2O3基板上にβ-Ga2O3結晶をホモエピタキシャル成長させる場合、0~1×1021/cm3の範囲内のSnの濃度によらずGa2O3単結晶膜は良好な伝導性を示さない。したがって、本発明の目的は、ホモエピタキシャル成長法を用いて伝導特性に優れたβ-Ga2O3系単結晶膜を形成することができるβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法を提供することにある。本発明の一態様は、上記目的を達成するために、[1]~[9]のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法を提供する。[1]分子線エピタキシー法により、Snを添加しながらβ-Ga2O3結晶をβ-Ga2O3基板上、又は前記β-Ga2O3基板上に形成されたβ-Ga2O3系結晶層上にホモエピタキシャル成長させ、Sn添加β-Ga2O3結晶膜を形成する工程と、第1の不活性雰囲気中で前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜に第1のアニール処理を施す工程と、を含むβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。[2]前記Snの原料として単体のSnが用いられる、前記[1]に記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。[3]前記β-Ga2O3結晶を酸素系ガス雰囲気中でホモエピタキシャル成長させる、前記[1]又は[2]に記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。[4]前記第1の不活性雰囲気は窒素雰囲気である、前記[1]~[3]のいずれか1つに記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。[5]前記第1のアニール処理の温度を制御することにより、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜の電気伝導性を制御する、前記[1]~[4]のいずれか1つに記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。[6]前記第1のアニール処理の後、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜に第2の不活性雰囲気又は酸素雰囲気中で第2のアニール処理を施す、前記[1]~[5]のいずれか1つに記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。[7]前記第2のアニール処理の温度及び時間の少なくとも一方を制御することにより、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜の電気伝導性を制御する、前記[6]に記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。[8]前記第1のアニール処理の後、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜に酸素雰囲気中で第2のアニール処理を施し、前記第1のアニール処理の後、かつ前記第2のアニール処理の前又は後、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜に第2の不活性雰囲気中で第3のアニール処理を施し、前記第2のアニール処理の温度及び時間の少なくとも一方及び前記第3のアニール処理の温度及び時間の少なくとも一方を制御することにより、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜の電気伝導性を制御する、前記[1]~[5]のいずれか1つに記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。[9]前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜中のSn濃度は1×1015~1×1021/cm3である、前記[1]~[8]のいずれか1つに記載のβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法。本発明によれば、ホモエピタキシャル成長法を用いて伝導特性に優れたβ-Ga2O3系単結晶膜を形成することができるβ-Ga2O3系単結晶膜の製造方法を提供することができる。実施の形態本実施の形態によれば、ホモエピタキシャル成長法を用いて高品質なβ-Ga2O3系単結晶膜を形成することができる。本発明者等は、Snを添加したβ-Ga2O3単結晶膜に不活性雰囲気中でアニール処理を施すことにより、電気伝導性を付与できることを見出した。以下、その実施の形態の一例について詳細に説明する。β-Ga2O3系単結晶膜の製造方法としては、PLDPulsedLaserDeposition法、CVDChemicalVaporDeposition法、スパッタリング法、分子線エピタキシーMBE;MolecularBeamEpitaxy法等があるが、本実施の形態では、MBE法を用いた薄膜成長法を採用する。MBE法は、単体あるいは化合物の固体をセルと呼ばれる蒸発源で加熱し、加熱により生成された蒸気を分子線として基板表面に供給する結晶成長方法である。図1は、β-Ga2O3系単結晶膜の形成に用いられるMBE装置の一例を示す構成図である。このMBE装置1は、真空槽10と、この真空槽10内に支持され、β-Ga2O3基板2を保持する基板ホルダ11と、基板ホルダ11に保持されたβ-Ga2O3基板2を加熱するための加熱装置12と、薄膜を構成する原子又は分子ごとに設けられた複数のセル1313a,13bと、複数のセル13を加熱するためのヒータ1414a,14bと、真空槽10内にオゾンO3及び酸素O2を含むガス以下、オゾン混合酸素ガスという等の酸素系ガスを供給するガス供給パイプ15と、真空槽10内の空気を排出するための真空ポンプ16とを備えている。基板ホルダ11は、シャフト110を介して図示しないモータにより回転可能に構成されている。第1のセル13aには、Ga粉末等のβ-Ga2O3系単結晶膜のGa原料が充填されている。この粉末のGaの純度は、6N以上であることが望ましい。第2のセル13bには、ドナーとしてドーピングされるSnの原料としてSn粉末等の単体のSn材料が充填されている。基板ホルダ11には、予め作製されたβ-Ga2O3基板2が取り付けられ、このβ-Ga2O3基板2上にβ-Ga2O3結晶をSnを添加しつつホモエピタキシャル成長させることにより、β-Ga2O3系単結晶膜を形成する。このβ-Ga2O3基板2は、例えば次のような手順で作製する。まず、EFGEdgedefinedFilmfedGrowth法によって製造されたバルク状のβ-Ga2O3を所望の面方位、寸法に切り出し、その表面に機械的研磨又は化学的研磨を施す。その後、メタノール、アセトン、メタノールの順で2分間ずつの有機洗浄を行い、さらに超純水を用いた流水洗浄を行う。次に、15分間のフッ酸浸漬洗浄後、超純水を用いた流水洗浄を行い、さらに5分間の硫酸過水浸漬洗浄を行った後、再度超純水を用いた流水洗浄を行う。最後に、600°Cで10分間のサーマルクリーニングを行う。β-Ga2O3系単結晶膜の製造方法次に、β-Ga2O3系単結晶膜の製造方法について説明する。まず、上記の手順によって作製されたβ-Ga2O3基板2をMBE装置1の基板ホルダ11に取り付ける。次に、真空ポンプ16を作動させ、真空槽10内の気圧を10-10Torr程度まで減圧する。そして、加熱装置12によってβ-Ga2O3基板2を加熱する。なお、β-Ga2O3基板2の加熱は、加熱装置12の黒鉛ヒータ等の発熱源の輻射熱が基板ホルダ11を介してβ-Ga2O3基板2に熱伝導することにより行われる。β-Ga2O3基板2が所定の温度に加熱された後、ガス供給パイプ15から真空槽10内に、酸素系ガスとして、例えば、図示しないオゾン発生器によって生成したオゾン混合酸素ガスを供給する。真空槽10内にオゾン混合酸素ガス等の酸素系ガスを供給した後、真空槽10内のガス圧が安定するのに必要な時間例えば5分間経過後、基板ホルダ11を回転させながら第1のセル13aの第1のヒータ14a及び第2のセル13bの第2のヒータ14bを加熱し、Ga及びSnを蒸発させて分子線としてβ-Ga2O3基板2の表面に照射する。例えば、第1のセル13aは900°Cに加熱され、Ga蒸気のビーム等価圧力は1×10-4Paである。また、Sn蒸気のビーム等価圧力は、任意の濃度のSnをβ-Ga2O3結晶に添加するため、第1のセル13aの温度により制御される。これにより、β-Ga2O3基板2の主面上にβ-Ga2O3結晶がSnを添加されながらホモエピタキシャル成長し、n型のβ-Ga2O3系単結晶膜であるSn添加β-Ga2O3単結晶膜が形成される。β-Ga2O3結晶の成長温度は、例えば、700°Cである。酸素系ガスとしてオゾン混合酸素ガスを用いる場合、オゾンガス雰囲気中でβ-Ga2O3結晶を成長させることにより、酸素欠損の少ない高品質のβ-Ga2O3結晶が得られる。オゾン混合酸素ガスのオゾン混合率は、例えば、5質量である。また、オゾン混合酸素ガスのオゾン分圧は、5×10-5Pa以上であり、例えば2×10-4Paである。なお、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜は、β-Ga2O3基板2上にβ-Ga2O3系結晶層を介して形成されてもよい。この場合、β-Ga2O3基板2上にβ-Ga2O3系結晶をホモエピタキシャル成長させることによりβ-Ga2O3系結晶層を形成し、続いてβ-Ga2O3系結晶層上にSn添加β-Ga2O3単結晶膜を上記のMBE法により形成する。ここで、β-Ga2O3系結晶とは、β-Ga2O3単結晶、及びAl、In等が添加されたβ-Ga2O3単結晶、例えばGaxAlyIn1-x-y2O30<x≦1、0≦y≦1、0<xy≦1単結晶をいう。図2a、bは、本実施の形態に係るSn添加β-Ga2O3単結晶膜3の断面図である。図2aのSn添加β-Ga2O3単結晶膜3は、β-Ga2O3基板2の主面2a上に上記のMBE法によって形成される。図2bのSn添加β-Ga2O3単結晶膜3は、β-Ga2O3基板2の主面2a上に形成されたβ-Ga2O3系結晶層4上に上記のMBE法によって形成される。Sn添加β-Ga2O3単結晶膜3のSn濃度は、例えば、1×1015~1×1021/cm3であり、このSn濃度は、成膜時の第1のセル13aの温度により制御することができる。その後、不活性雰囲気中でSn添加β-Ga2O3単結晶膜3にアニール処理を施し、Sn添加量に応じた電気伝導性を付与する。ここで、不活性雰囲気は、例えば、窒素雰囲気である。また、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜3に効果的に伝導性を付与するためには、アニール処理の温度が800°C以上であることが好ましい。また、アニール処理の温度を制御することにより、前記Sn添加β-Ga2O3結晶膜の電気伝導性を制御することができる。アニール処理は、ランプアニール装置等の熱処理用装置内で実施される。また、MBE装置1内でアニール処理が実施されてもよい。図3は、窒素雰囲気中のアニール処理を施した場合の、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜3の電気伝導性の変化を表すグラフである。図3の縦軸は、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜3の単位立方センチ当たりのドナー密度とアクセプタ密度の差Nd-Na、すなわちn型半導体であるSn添加β-Ga2O3単結晶膜3の電気伝導性の高さを相対的に表す。図3の横軸は、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜3の単位立方センチ当たりのSn濃度を表す。アニール処理は、1000°C、30分の条件下で実施された。図3中の◇はアニール前のNd-Naの値を示し、●はアニール後のNd-Naの値を示す。図3の左側の◇及び●は、Sn濃度が2×1018/cm3であるSn添加β-Ga2O3単結晶膜3第1結晶膜とするの測定値を示す。図3の右側の◇及び●は、Sn濃度が2×1020/cm3であるSn添加β-Ga2O3単結晶膜3第2結晶膜とするの測定値を示す。図3は、第1結晶膜と第2結晶膜のいずれも、窒素雰囲気中のアニール処理により電気伝導性が増加することを示している。第1結晶膜及び第2結晶膜のアニール処理前のNd-Naは、いずれも測定下限である1×1015/cm3未満であり、アニール処理後のNd-Naは、それぞれ1×1018/cm3、1×1019/cm3である。なお、Sn濃度が他の値であるSn添加β-Ga2O3単結晶膜3においても、アニール処理により電気伝導性は増加する。図4は、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜3の電気伝導性のアニール処理温度依存性を表すグラフである。図4の縦軸は、単位立方センチ当たりのドナー密度とアクセプタ密度の差Nd-Naを表す。図4の横軸は、アニール処理温度を表す。アニール処理は、窒素雰囲気中で30分間実施された。図4中の○はアニール前のNd-Naの値を示し、●はアニール後のNd-Naの値を示す。図4の左側の○及び●は、アニール処理温度が800°CであるSn添加β-Ga2O3単結晶膜3第3結晶膜とするの測定値を示す。図3の右側の○及び●は、アニール処理温度が1000°CであるSn添加β-Ga2O3単結晶膜3第4結晶膜とするの測定値を示す。図4は、第3結晶膜よりも第4結晶膜の方が、アニール処理後の電気伝導性が高いことを示している。第3結晶膜及び第4結晶膜のアニール処理後のNd-Naは、それぞれ3×1017/cm3、5×1017/cm3である。第3、4結晶膜の例で示したように、アニール処理温度を高くするほど、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜3の電気伝導性が高くなる。図5は、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜3の電気伝導性のアニール処理時間依存性を表すグラフである。図5の縦軸は、単位立方センチ当たりのドナー密度とアクセプタ密度の差Nd-Naを表す。図5の横軸は、アニール処理時間を表す。アニール処理は、窒素雰囲気中で1000°C、150分の条件下で実施された。図5中の▲は成膜時の第2のセル13bの温度が430°CであるSn添加β-Ga2O3単結晶膜3第5結晶膜とするの測定値を表す。図5中の□は成膜時の第2のセル13bの温度が460°CであるSn添加β-Ga2O3単結晶膜3第6結晶膜とするの測定値を表す。図5中の●は成膜時の第2のセル13bの温度が500°CであるSn添加β-Ga2O3単結晶膜3第7結晶膜とするの測定値を表す。図5によれば、第5~7結晶膜のいずれも、30分間のアニール処理によりSn添加β-Ga2O3単結晶膜3の電気伝導性が大きく増加した後、電気伝導性の増加が止まる。すなわち、図5は、30分以降のアニール処理はSn添加β-Ga2O3単結晶膜3の電気伝導性にほとんど影響を与えないことを示している。図6は、窒素雰囲気中のアニール処理窒素アニールと酸素雰囲気中のアニール処理酸素アニールを連続的に施した場合の、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜3の電気伝導性の変化を表すグラフである。図6の縦軸は、単位立方センチ当たりのドナー密度とアクセプタ密度の差Nd-Naを表す。図6の横軸は、アニール処理時間を表す。窒素アニール及び酸素アニールは、それぞれ1000°C、30分の条件下で実施された。図6によれば、窒素アニールにより電気伝導性が増加した後、酸素アニールにより電気伝導性が低下する。さらに、酸素アニールにより電気伝導性が低下した後、再度の窒素アニールにより電気伝導性が増加する。すなわち、図6は、窒素アニールと酸素アニールを連続的に実施することにより、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜3の電気伝導性を制御できることを示している。図7は、1回目の窒素アニール後、酸素アニール及び窒素アニールを施した場合の、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜3の電気伝導性の変化を表すグラフである。図7の縦軸は、単位立方センチ当たりのドナー密度とアクセプタ密度の差Nd-Naを表す。図7の横軸は、アニール処理時間を表す。まず、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜3に800°C、30分の条件下で1回目の窒素アニールを施した後、1000°C、30分の条件下で2回目の窒素アニールを施し、さらに、800°C、30分の条件下での酸素アニール、及び800°C、30分の条件下での窒素アニールを数回ずつ施した。図7によれば、800°Cの1回目の窒素アニールにより電気伝導性が付与された後、1000°Cの2回目の窒素アニールにより電気伝導性が増加し、800°Cの酸素アニールにより電気伝導性が少しずつ減少し、さらに800度の窒素アニールにより電気伝導性が少しずつ増加している。すなわち、図7は、1回目の窒素アニールにより電気伝導性を付与した後、更なるアニール処理として酸素アニール及び窒素アニールの一方又は両方を実施することにより電気伝導性を細かく制御できることを示している。また、本実施の形態においては、Snの原料として単体のSnが用いられるが、SnO2等のSn化合物を用いてもよい。実施の形態の効果β-Ga2O3は4.8~5.0eVという大きなバンドギャップを持っており、その絶縁破壊電界強度も非常に大きいと予想される。Ga2O3パワーデバイスが実現されれば、SiCやGaNを用いたデバイスを超える高効率パワーデバイスが実現されることとなり、我が国の将来の省エネルギー化へ大きく貢献すると期待されている。β-Ga2O3を用いて高性能デバイスを作製する場合、β-Ga2O3基板上にホモエピタキシャル成長させた高品質単結晶膜が非常に有用である。本実施の形態によれば、ホモエピタキシャル成長法により、伝導特性に優れた高品質のβ-Ga2O3単結晶膜を形成することができる。さらに、β-Ga2O3単結晶膜の電気伝導性を制御することが可能である。このため、Ga2O3パワーデバイスの実現のために非常に有用である。また、本実施の形態によれば、単体のSnを添加するSnの原料として用いて、伝導特性に優れた高品質のβ-Ga2O3単結晶膜を形成することができる。また、本実施の形態のSn添加β-Ga2O3単結晶膜を酸素ガスセンサー及び窒素ガスセンサーとして用いることができる。Sn添加β-Ga2O3単結晶膜を酸素ガスセンサーとして用いる場合は、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜を窒素雰囲気で十分にアニール処理し、電気伝導性を付与した後に、例えばTi電極を2つ設ける。それを例えば800°C以上の温度で酸素の存在しない空間監視したい空間で保持し、Ti電極間の電気抵抗を監視する。酸素ガスに晒されるとSn添加β-Ga2O3単結晶膜の電気伝導性が低下するため、Ti電極間の電気抵抗に変化が生じ、酸素ガスの混入を検知することができる。窒素ガスセンサーとして用いる場合は、Sn添加β-Ga2O3単結晶膜を酸素雰囲気で十分にアニール処理し、高抵抗化させた後に、例えばTi電極を2つ設ける。それを例えば800°C以上の温度で窒素の存在しない空間監視したい空間で保持し、Ti電極間の電気抵抗を監視する。窒素ガスに晒されるとSn添加β-Ga2O3単結晶膜の電気伝導性が上昇するため、Ti電極間の電気抵抗に変化が生じ、窒素ガスの混入を検知することができる。以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。"