TW202535800A - 氮化鎵濺鍍靶、氮化鎵膜、氮化鎵膜的製造方法、積層基材、半導體元件以及電子設備 - Google Patents

Abstract

一種氮化鎵濺鍍靶，包括含有摻雜劑的氮化鎵的燒結體，燒結體中的摻雜劑的含量為1×10²¹原子/cm³以上。摻雜劑可為n型摻雜劑。n型摻雜劑可為Si或Ge。氮化鎵濺鍍靶亦可不含有氫。

Description

氮化鎵濺鍍靶、氮化鎵膜、氮化鎵膜的製造方法、積層基材、半導體元件以及電子設備

本揭示是有關於一種氮化鎵濺鍍靶、氮化鎵膜、氮化鎵膜的製造方法、積層基材、半導體元件以及電子設備。

氮化鎵膜用於發光二極體（light-emitting diode，LED）、電晶體等半導體元件，對於此種氮化鎵膜有時要求高導電性。氮化鎵膜有時藉由對氮化鎵濺鍍靶進行濺鍍而形成。作為此種氮化鎵濺鍍靶，例如已知有具有面積為150 cm²以上、氧含量為1 atm%以下的氮化鎵系燒結體的濺鍍靶（例如參照專利文獻1）。[現有技術文獻][專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2020-75851號公報

[發明所欲解決之課題]但是，當對所述專利文獻1中記載的氮化鎵濺鍍靶進行濺鍍而形成氮化鎵膜時，有時氮化鎵膜不具有充分的導電性。此處，即使是此種氮化鎵膜，若在高溫下進行退火等熱處理，亦能夠提高導電性。但是，在此情況下，在包含氮化鎵膜的半導體元件中，不僅氮化鎵膜，電極、基板及其他構成部件亦在高溫下經熱處理，容易發生電極的熔解、基板的翹曲、半導體元件整體的變形。

本揭示的目的在於提供一種可形成即使不在高溫下進行熱處理亦具有高導電性的氮化鎵膜的氮化鎵濺鍍靶、氮化鎵膜、氮化鎵膜的製造方法、積層基材、半導體元件以及電子設備。[解決課題之手段]

本發明的內容如申請專利範圍所述般，另外，本揭示的主旨為以下所述。（1） 一種氮化鎵濺鍍靶，包括含有摻雜劑的氮化鎵的燒結體，所述燒結體中的所述摻雜劑的含量為1×10²¹原子/cm³以上。（2） 如（1）所述的氮化鎵濺鍍靶，其中，所述摻雜劑為n型摻雜劑。（3） 如（2）所述的氮化鎵濺鍍靶，其中，所述n型摻雜劑包含矽及鍺中的至少一者。（4） 如（1）至（3）中任一項所述的氮化鎵濺鍍靶，其中，所述燒結體中的所述摻雜劑的含量為1×10²³原子/cm³以下。（5） 如（1）至（4）中任一項所述的氮化鎵濺鍍靶，其不含有氫。（6） 一種氮化鎵膜，是藉由對如（1）至（5）中任一項所述的氮化鎵濺鍍靶進行濺鍍而獲得。（7） 如（6）所述的氮化鎵膜，其含有5×10²⁰原子/cm³以上的摻雜劑。（8） 如（7）所述的氮化鎵膜，其中，所述摻雜劑為n型摻雜劑。（9） 如（8）所述的氮化鎵膜，其中，所述n型摻雜劑包含矽及鍺中的至少一者。（10） 如（6）至（9）中任一項所述的氮化鎵膜，其不含有氫。（11） 一種氮化鎵膜的製造方法，包括：成膜步驟，藉由對如（1）至（5）中任一項所述的氮化鎵濺鍍靶進行濺鍍來製造氮化鎵膜。（12） 一種積層基材，包括如（6）至（10）中任一項所述的氮化鎵膜及基板。（13） 一種半導體元件，包括如（6）至（10）中任一項所述的氮化鎵膜。（14） 一種半導體元件，包括如（12）所述的積層基材。（15） 一種電子設備，包括如（13）或（14）所述的半導體元件。[發明的效果]

根據本揭示，提供一種可形成即使不在高溫下進行熱處理亦具有高導電性的氮化鎵膜的氮化鎵濺鍍靶、氮化鎵膜、氮化鎵膜的製造方法、積層基材、半導體元件以及電子設備中的至少任一者。

列舉一例對本揭示的實施形態進行詳細說明。但是，本揭示並不限定於以下的實施形態。另外，本揭示中包含本說明書中揭示的結構及參數的任意組合，而且包含本說明書中揭示的數值的上限及下限的任意組合。

＜氮化鎵濺鍍靶＞首先，對本揭示的氮化鎵濺鍍靶的一實施形態進行說明。

圖1所示的氮化鎵（以下亦簡稱為「GaN」）濺鍍靶1包括含有摻雜劑的氮化鎵的燒結體11，燒結體11中的摻雜劑的含量為1×10²¹原子/cm³以上。GaN濺鍍靶（以下亦簡稱為「靶」）1亦可更包括經由接合層12而接合的支撐體13。

該靶1藉由進行濺鍍，可形成即使不在高溫下進行熱處理亦具有高導電性的GaN膜。藉此，無需對GaN膜進行用於提高導電性的高溫下的熱處理，因此可抑制電極的熔解、基板的翹曲、半導體元件整體的變形。作為GaN膜即使不在高溫下進行熱處理亦具有高導電性的理由之一，認為是若燒結體11中的摻雜劑的含量為1×10²¹原子/cm³以上，則使用靶1製作的GaN膜中大量地包含的摻雜劑會堵塞GaN膜的晶格中所含的缺陷，從而電子不易被缺陷捕捉。即，未在高溫下進行熱處理的GaN膜的結晶性低，在晶格中具有很多缺陷。在對此種GaN膜施加電壓時，電子被缺陷捕捉而妨礙電子的移動。可認為，若GaN膜含有大量摻雜劑，則摻雜劑會堵塞缺陷，因此在對GaN膜施加電壓時電子不易被缺陷捕捉，從而GaN膜的導電性變高。

以下，對本實施形態的靶1的燒結體11、接合層12及支撐體13進行詳細說明。

（1）燒結體在本實施形態中，氮化鎵的燒結體11為以氮化鎵為主成分（亦稱為「基質」或「母相」）的燒結體，特別是氮化鎵的多晶體，另外亦可為主要包含氮化鎵的燒結體。然而，本實施形態的燒結體11亦可包含金屬鎵等氮化鎵以外的成分。本實施形態的燒結體11亦可包含不可避免的雜質等摻雜劑及氮化鎵以外的元素。作為本實施形態的燒結體11中包含的不可避免的雜質，例如可列舉氧（O）。另外，關於本實施形態的燒結體11，只要在不損害其效果的範圍內，則亦可包含金屬雜質。作為金屬雜質，例如可列舉鋁（Al）及銦（In）中的至少任一者。金屬雜質可列舉作為金屬被包含及作為金屬化合物被包含中的至少任一者。為了進一步提高由本實施形態的燒結體11獲得的GaN膜的導電性，本實施形態的燒結體11較佳為摻雜劑、氮及鎵以外的元素的含量少，較佳為實質上不含有金屬雜質。具體而言，金屬雜質的含量以相對於利用輝光放電質量分析求出的元素的合計質量而言的利用輝光放電質量分析求出的金屬雜質的質量比例[質量ppm]計，可為50質量ppm以下、10質量ppm以下、或5質量ppm以下。作為金屬雜質的含量的下限，可列舉0質量ppm以上、超過0質量ppm、或1質量ppm以上。另外，金屬雜質的含量可列舉0質量ppm以上且50質量ppm以下，或者超過0質量ppm且10質量ppm以下。（摻雜劑）燒結體11包含摻雜劑。摻雜劑的含量為1×10²¹原子/cm³以上。藉由燒結體11包含大量的摻雜劑，在對燒結體11進行濺鍍而形成GaN膜的情況下，可進一步提高GaN膜的導電性。摻雜劑可為n型摻雜劑，亦可為p型摻雜劑。作為n型摻雜劑，可列舉矽、鍺、錫及鉛等。就置換GaN膜中的鎵原子的觀點而言，n型摻雜劑較佳為包含原子半徑接近鎵的矽及鍺中的至少一者。作為n型摻雜劑，可列舉選自矽、鍺、錫及鉛的群組中的一種以上、進而可列舉矽及鍺中的至少任一者，可為矽，另外亦可為鍺。作為p型摻雜劑，可列舉鎂、鈣、鍶、鋇及鋅等。作為p型摻雜劑，可列舉選自鎂、鈣、鍶、鋇及鋅的群組中的一種以上、進而可列舉鎂及鋅中的至少任一者。燒結體11可單獨包含摻雜劑，亦可包含兩種以上。

燒結體11中的摻雜劑的含量只要為1×10²¹原子/cm³以上則並無特別限制，但就進一步提高GaN膜的導電性的觀點而言，較佳為1.5×10²¹原子/cm³以上，更佳為2×10²¹原子/cm³以上，進而更佳為4×10²¹原子/cm³以上，特佳為6×10²¹原子/cm³以上。燒結體11中的摻雜劑含量可為1×10²³原子/cm³以下、5×10²²原子/cm³以下、或者2×10²²原子/cm³以下。燒結體11中的摻雜劑含量的上限及下限可為上述的任意組合，但較佳為1×10²¹原子/cm³以上且1×10²³原子/cm³以下、1.5×10²¹原子/cm³以上且1×10²³原子/cm³以下、2×10²¹原子/cm³以上且1×10²³原子/cm³以下、4×10²¹原子/cm³以上且5×10²²原子/cm³以下、或者6×10²¹原子/cm³以上且2×10²²原子/cm³以下。

燒結體11中的摻雜劑含量是指，使用二次離子質譜法（Secondary Ion Mass Spectrometry，SIMS）對燒結體11的自表面至背面為止的總厚度沿著深度方向連續地測定的摻雜劑含量中最小的摻雜劑含量。SIMS測定的測定點數越多越佳。相對於總厚度而較佳為進行5點以上或10點以上，更佳為厚度每100 nm進行20點以上、30點以上、或50點以上。再者，摻雜劑含量的單位「原子/cm³」是每1 cm³的燒結體11中包含的摻雜劑的原子數。

（氫）本實施形態的燒結體11可含有氫（H），亦可不含有。所謂「含有氫」，是指在後述的SIMS中檢測到5×10¹⁸原子/cm³以上的氫，所謂「不含有氫」，是指在後述的SIMS中檢測到小於5×10¹⁸原子/cm³的氫。

本實施形態的燒結體11中的氫含量並無特別限制，就進一步提高GaN膜的導電性的觀點而言，較佳為1×10²¹原子/cm³以下、5×10²⁰原子/cm³以下、或1×10²⁰原子/cm³以下。本實施形態的燒結體11中的氫含量可為1×10¹⁶原子/cm³以上、5×10¹⁶原子/cm³以上、或1×10¹⁷原子/cm³以上。本實施形態的燒結體11中的氫含量的上限及下限可為上述的任意組合，但較佳為1×10¹⁶原子/cm³以上且1×10²¹原子/cm³以下、5×10¹⁶原子/cm³以上且5×10²⁰原子/cm³以下、或1×10¹⁷原子/cm³以上且1×10²⁰原子/cm³以下。

本實施形態的燒結體11中的氫含量是指，使用SIMS二次離子質譜法對燒結體11的自表面至背面為止的總厚度沿著深度方向連續地測定的氫含量中最小的氫含量。SIMS測定的測定點數越多越佳。測定點數相對於總厚度而較佳為5點以上或10點以上，更佳為厚度每100 nm為20點以上、30點以上或50點以上。再者，氫含量的單位「原子/cm³」是每1 cm³的燒結體11中包含的氫的原子數。

（厚度）本實施形態的燒結體11的厚度並無特別限制，可為5 cm以下、3 cm以下或2 cm以下。另外，本實施形態的燒結體11的厚度較佳為2 mm以上、5 mm以上、7 mm以上、8 mm以上或1 cm以上。燒結體11的厚度的上限及下限可為上述的任意組合，但較佳為2 mm以上且5 cm以下、5 mm以上且5 cm以下或7 mm以上且3 cm以下。（面積）本實施形態的燒結體11的濺鍍面（進行濺鍍的面）的面積並無特別限制，燒結體11的面積的濺鍍面的下限較佳為15 cm²以上、18 cm²以上、20 cm²以上、50 cm²以上或100 cm²以上。作為燒結體11的濺鍍面的面積的上限，可例示10000 cm²以下、5000 cm²以下或1000 cm²以下。燒結體11的濺鍍面的面積可例示15 cm²以上且10000 cm²以下、18 cm²以上且5000 cm²以下、20 cm²以上且5000 cm²以下、或50 cm²以上且1000 cm²以下。

（形狀）本實施形態的燒結體11的形狀為任意，可例示平板狀及圓筒狀中的至少任一者、及其他適於用途的形狀。（體積密度）為了容易具有適於作為濺鍍靶的機械特性，本實施形態的燒結體11的體積密度較佳為4.0 g/cm³以上或4.2 g/cm³以上。體積密度越高越佳，但本實施形態的燒結體的體積密度例如較佳為5.0 g/cm³以下、4.8 g/cm³以下或4.6 g/cm³以下，可列舉4.0 g/cm³以上且5.0 g/cm³以下、4.2 g/cm³以上且4.8 g/cm³以下、或4.2 g/cm³以上且4.6 g/cm³以下。在本實施形態中，體積密度是藉由依據日本工業標準（Japanese Industrial Standard，JIS）R 1634：1998的方法測定的密度[g/cm³]。預處理只要利用使用了蒸餾水的真空法進行即可。本實施形態的燒結體的抗折強度只要為10 MPa以上即可，較佳為15 MPa以上或30 MPa以上。藉此，雖然是1×10²¹原子/cm³以上的高的摻雜劑含量，但在加工成適於濺鍍靶的形狀時亦不易產生裂紋或缺口等。抗折強度較佳為高，例如可列舉60 MPa以下或50 MPa以下。作為本實施形態的燒結體的抗折強度，可例示15 MPa以上且60 MPa以下、或30 MPa以上且50 MPa以下。在本實施形態中，抗折強度是藉由依據JIS R 1601的方法測定的燒結體的三點彎曲強度。測定進行3±1次，只要以其平均值作為本實施形態的抗折強度即可。

（2）接合層本實施形態的接合層12只要包含含有選自錫、銦及鋅的群組中的一種以上的焊料即可。靶1的導電性及熱傳導性容易變高，因此較佳為接合層12包含含有銦的焊料。再者，在接合層12為包含銦的焊料的情況下，靶1可在氮化鎵的燒結體11與接合層12之間具有改善潤濕性的層（以下亦稱為「障壁層」）。藉此，燒結體11的銦潤濕性得到改善，其結果，燒結體11與接合層12的接合變得更牢固。障壁層只要包含對銦的潤濕性高的成分即可，較佳為鎳及鉻中的至少任一者。

（3）支撐體構成本實施形態的支撐體13的材料並無特別限制，但較佳為選自銅、不鏽鋼及鈦的群組中的一種以上的金屬。本實施形態的支撐體13的形狀只要是與燒結體11的形狀相應的所期望形狀即可，可例示平板狀及圓筒狀中的至少任一形狀、及其他適於用途的形狀。

＜靶的製造方法＞本實施形態的靶1的製造方法包括製造含有摻雜劑的氮化鎵的燒結體11的燒結體製造步驟。燒結體11中的摻雜劑的含量為1×10²¹原子/cm³以上。本實施形態的靶1的製造方法可更包括經由接合層12將支撐體13接合於氮化鎵的燒結體11的接合步驟。

（燒結體製造步驟）本實施形態的燒結體製造步驟具有對包含氮化鎵及摻雜劑的原料粉末進行成形而獲得成形體的成形步驟、以及對該成形體進行燒結而獲得燒結體11的燒結步驟。

原料粉末包含粉末的氮化鎵及摻雜劑。摻雜劑是賦予與半導體特性等用途相應的特性的元素，可為n型摻雜劑，亦可為p型摻雜劑。作為n型摻雜劑，可列舉矽、鍺、錫、鉛等。就置換GaN膜中的鎵原子的觀點而言，n型摻雜劑較佳為包含原子半徑接近鎵的矽及鍺中的至少一者。作為n型摻雜劑，可列舉選自矽、鍺、錫及鉛的群組中的一種以上、進而可列舉矽及鍺中的至少任一者，可為矽，另外亦可為鍺。作為p型摻雜劑，可列舉鎂、鈣、鍶、鋇及鋅等。作為p型摻雜劑，可列舉選自鎂、鈣、鍶、鋇及鋅的群組中的一種以上、進而可列舉鎂及鋅中的至少任一者。燒結體11可單獨包含摻雜劑，亦可包含兩種以上。

原料粉末較佳為Ga/（Ga+N）比（原子數比）超過0.5、並且包含氮化鎵及金屬鎵的粉末。原料粉末的Ga/（Ga+N）比更佳為0.51以上。藉由原料粉末具有此種組成，即使並非加熱環境亦容易成形。進而，藉由原料粉末具有此種組成，即使包含大量的摻雜劑，即使並非加熱環境亦容易成形。作為其理由之一，認為其原因在於，由於氮化鎵粒子間介隔存在金屬鎵，粒子彼此的結合強度變高，成形體的形狀穩定性變高。Ga/（Ga+N）比只要為0.6以下或0.55以下即可。可列舉Ga/（Ga+N）比超過0.5且0.6以下，或者為0.51以上且0.55以下。關於摻雜劑的含量，使所獲得的燒結體11中的摻雜劑的含量為1×10²¹原子/cm³以上。

由於所獲得的燒結體11的強度容易變高，因此原料粉末的輕裝體積密度較佳為1.0 g/cm³以上或1.4 g/cm³以上。為了容易提高成形性，輕裝體積密度可例示小於3.0 g/cm³或2.5 g/cm³以下。輕裝體積密度可列舉1.0 g/cm³以上且小於3.0 g/cm³、或1.4 g/cm³以上且2.5 g/cm³以下。

本實施形態中原料粉末的輕裝體積密度是藉由依據JIS Z 2504的方法測定的值。

原料粉末的平均粒徑較佳為1 μm以上、5 μm以上或9 μm以上，另外，較佳為150 μm以下、100 μm以下或80 μm以下。原料粉末的平均粒徑可例示1 μm以上且150 μm以下、5 μm以上且100 μm以下、或9 μm以上且80 μm以下。

本實施形態中原料粉末的平均粒徑是在根據以下的條件獲得的掃描式電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope）（以下，亦稱為「SEM」）觀察圖中對由1200±400個一次粒子的面積求出的圓相當直徑進行測定而得的平均值。加速電壓：10 kV觀察倍率：50倍～5000倍

平均粒徑的測定中的SEM觀察使用一般的SEM（例如VE-9800、基恩士（KEYENCE）公司製造）進行即可。另外，亦可僅將在SEM觀察圖中可確認粒子整體的一次粒子作為測定對象，使用多張SEM觀察圖，以達到所述一次粒子的粒子數（1200±400個）。

在成形步驟中對原料粉末進行成形而獲得成形體。成形方法只要為可獲得具有所期望形狀的成形體的成形方法即可，可例示單軸壓製成形及冷等靜壓（cold isostatic pressing）壓製（以下亦稱為「CIP」）成形中的至少任一者。藉由該些成形方法獲得成形體（壓粉體）。在成形步驟中，較佳為不對原料粉末進行加熱而將其成形，較佳為在室溫（25±10℃）下將原料粉末成形。

作為特佳的成形，可列舉將原料粉末藉由單軸壓製成形獲得一次成形體、並對所述一次成形體進行CIP成形。單軸壓製成形的條件只要為可獲得具有供於CIP成形時不產生缺陷的程度的保形性的一次成形體的條件即可。例如，單軸壓製成形的壓力可列舉為10 MPa以上或25 MPa以上、而且為200 MPa以下或300 MPa以下，可例示10 MPa以上且200 MPa以下、或25 MPa以上且300 MPa以下。CIP成形的條件只要為可獲得後述的成形體的條件即可，例如，CIP成形的壓力可列舉為100 MPa以上或200 MPa以上、而且為400 MPa以下或500 MPa以下，可例示100 MPa以上且500 MPa以下、或200 MPa以上且400 MPa以下。

在本實施形態的燒結步驟中，對成形體進行燒結而獲得燒結體11。

成形體的形狀只要為所期望的形狀即可，只要為選自圓板狀、圓柱狀、矩形形狀、多面體狀及錐體狀的群組中的一種以上、及其他與目的或用途相應的任意形狀即可。

成形體的實測密度可列舉為3.0 g/cm³以上或3.6 g/cm³以上、而且為5.8 g/cm³以下或5.5 g/cm³以下。

本實施形態中成形體的實測密度為藉由依據JIS Z 8807的方法測定的值。

在燒結步驟中，進行燒結的環境並無特別限制，但較佳為氮化環境。在本實施形態中，不對預先賦予了形狀的成形體進行加壓而進行燒結，因此燒結時不需要包括成形模具的燒結裝置。即，成形體的形狀不依賴於熱壓（Hot Press，HP）裝置所包括的成形模具。藉此，成形體的形狀自由度變高。進而，在工業性的HP處理中主要使用碳製的成形模具。與此相對，在本實施形態的製造方法中，不進行使用了碳製的成形模具的HP處理，因此可防止雜質自碳製的成形模具混入、特別是碳（C）的混入。其結果，在對包括本實施形態的燒結體11的靶進行濺鍍來形成GaN膜的情況下，可獲得碳含量更少的GaN膜。就避免雜質混入、特別是碳的混入的觀點而言，本實施形態的製造方法較佳為不具有HP處理、特別是包括碳製的成形模具的HP處理。

所謂本實施形態中的氮化環境，是進行氮化反應的環境，特別是進行氮化反應且不進行氧化反應的環境。因此，氮化環境不僅包括氮環境而且亦包括包含氮以外的物質的環境。作為氮化環境，可例示包含氮及氮化合物中的至少任一者的環境。構成氮化環境的氣體較佳為選自氮氣、氮與氫的混合氣體、氨氣、肼氣體以及烷基胺氣體的群組中的一種以上、進而佳為氨氣以及氮與氫的混合氣體中的至少任一者，進而更佳為氨氣。

作為特佳的氮化環境，可列舉流通環境、氮化合物流通環境，進而可列舉氨流通環境。若氮化環境為流通環境、即含氮化合物的氣體等環境介質流動的環境，則在原料粉末包含金屬鎵的粉末的情況下，可促進所述金屬鎵的氮化反應。藉此，所獲得的燒結體11的組成變得更均勻。流通環境只要為環境介質存在流動的狀態即可，例如可列舉流速為0.1 mL/min以上或1 L/min以上。另一方面，流速只要根據供於處理的成形體、或燒結爐的性能適當設定即可，可例示20 L/min以下或10 mL/min以下。

燒結步驟較佳為不對成形體（被燒結物）進行加壓而進行燒結，較佳為不對成形體施加成形壓力而進行燒結。

燒結步驟中的保持溫度只要為進行氮化鎵的燒結的溫度即可。進而，與HP處理等不同，供於燒結步驟的成形體在燒結步驟開始時間點已經具有一定的形狀。因此，與HP處理等的成形及燒結同時進行的燒結方法相比，即使為更低的保持溫度，亦可獲得密度高的燒結體11。因此，作為保持溫度，可例示1100℃以下、1050℃以下或1000℃以下。另一方面，保持溫度可列舉800℃以上、900℃以上或950℃以上。保持溫度可列舉800℃以上且1100℃以下、900℃以上且1050℃以下、或950℃以上且1000℃以下。

保持溫度下的保持時間根據保持溫度及成形體的大小、或使用的燒結爐的性能等而不同，在所述保持溫度下，保持時間可例示1小時以上且20小時以下，進而可例示2小時以上且10小時以下。

在本實施形態的製造方法中，Ga/（Ga+N）比、成形體的面的面積、成形體的實測密度、環境介質的流速、保持溫度及保持時間等參數的上限及下限只要為上述的任意組合即可。

＜氮化鎵膜＞對本揭示的氮化鎵膜（GaN膜）的一實施形態進行說明。

GaN膜是藉由對所述靶1進行濺鍍而獲得的氮化鎵膜。GaN膜亦可為含有5×10²⁰原子/cm³以上的摻雜劑的氮化鎵膜。該GaN膜即使不在高溫下進行熱處理亦具有高導電性。因此，無需對GaN膜進行用於提高導電性的高溫下的熱處理。

（摻雜劑）GaN膜包含摻雜劑。摻雜劑的含量可為5×10²⁰原子/cm³以上。藉由使GaN膜包含大量摻雜劑，可進一步提高GaN膜的導電性。摻雜劑可為n型摻雜劑，亦可為p型摻雜劑。作為n型摻雜劑，可列舉矽、鍺、錫及鉛等。n型摻雜劑較佳為包含原子半徑接近鎵的矽及鍺中的至少一者。作為n型摻雜劑，可列舉選自矽、鍺、錫及鉛的群組中的一種以上、進而可列舉矽及鍺中的至少任一者，可為矽，另外亦可為鍺。作為p型摻雜劑，可列舉鎂、鈣、鍶、鋇及鋅等。作為p型摻雜劑，可列舉選自鎂、鈣、鍶、鋇及鋅的群組中的一種以上，進而可列舉鎂及鋅中的至少任一者。GaN膜可單獨包含摻雜劑，亦可包含兩種以上。

GaN膜中的摻雜劑的含量只要為5×10²⁰原子/cm³以上則並無特別限制，但就進一步提高GaN膜的導電性的觀點而言，較佳為8×10²⁰原子/cm³以上，更佳為1×10²¹原子/cm³以上，特佳為3×10²¹原子/cm³以上。GaN膜中的摻雜劑含量可為1×10²³原子/cm³以下、5×10²²原子/cm³以下、或2×10²²原子/cm³以下。GaN膜中的摻雜劑含量的上限及下限可為上述的任意組合，但較佳為5×10²⁰原子/cm³以上且1×10²³原子/cm³以下、8×10²⁰原子/cm³以上且5×10²²原子/cm³以下、或1×10²¹原子/cm³以上且2×10²²原子/cm³以下。

GaN膜中的摻雜劑含量是指，使用二次離子質譜法（SIMS）對GaN膜的自表面至背面為止的總厚度沿著深度方向連續地測定的摻雜劑含量中最小的摻雜劑含量。SIMS測定的測定點數越多越佳。相對於總厚度而較佳為進行5點以上或10點以上，更佳為厚度每100 nm進行20點以上、30點以上或50點以上。再者，摻雜劑含量的單位「原子/cm³」是每1 cm³的GaN膜中包含的摻雜劑的原子數。

（氫）本實施形態的GaN膜可含有氫（H），亦可不含有。所謂「含有氫」，是指在後述的SIMS中檢測到5×10¹⁸原子/cm³以上的氫，所謂「不含有氫」，是指在後述的SIMS中檢測到小於5×10¹⁸原子/cm³的氫。

本實施形態的GaN膜中的氫含量並無特別限制，就進一步提高GaN膜的導電性的觀點而言，較佳為4×10¹⁸原子/cm³以下、3×10¹⁸原子/cm³以下、或2×10¹⁸原子/cm³以下。本實施形態的GaN膜中的氫含量可為1×10¹⁶原子/cm³以上、5×10¹⁶原子/cm³以上、或1×10¹⁷原子/cm³以上。本實施形態的GaN膜中的氫含量的上限及下限可為上述的任意組合，但較佳為1×10¹⁶原子/cm³以上且4×10¹⁸原子/cm³以下、5×10¹⁶原子/cm³以上且3×10¹⁸原子/cm³以下、或1×10¹⁷原子/cm³以上且2×10¹⁸原子/cm³以下。作為本實施形態的GaN膜中的氫含量，可列舉為5×10¹⁸原子/cm³以上、1×10¹⁹原子/cm³以上、5×10¹⁹原子/cm³以上、或1×10²⁰原子/cm³以上，而且為5×10²¹原子/cm³以下、1×10²¹原子/cm³以下、或5×10²⁰原子/cm³以下。本實施形態的GaN膜中的氫含量可為5×10¹⁸原子/cm³以上且5×10²¹原子/cm³以下、1×10¹⁹原子/cm³以上且1×10²¹原子/cm³以下、或5×10¹⁹原子/cm³以上且5×10²⁰原子/cm³以下。

本實施形態的GaN膜中的氫含量是指，使用SIMS二次離子質譜法對GaN膜的自表面至背面為止的總厚度沿著深度方向連續地測定的氫含量中最小的氫含量。SIMS測定的測定點數越多越佳。測定點數相對於總厚度而較佳為5點以上或10點以上，更佳為厚度每100 nm為20點以上、30點以上或50點以上。再者，氫含量的單位「原子/cm³」是每1 cm³的GaN膜中包含的氫的原子數。

（厚度）GaN膜的厚度並無特別限制，可為10 μm以下、5 μm以下、或1 μm以下。另外，GaN膜的厚度較佳為1 nm以上、5 nm以上、10 nm以上、50 nm以上或100 nm以上。厚度的上限及下限可為上述的任意組合，但較佳為1 nm以上且10 μm以下或5 nm以上且5 μm以下。（電阻率）GaN膜的電阻率可例示為1 Ωcm以下、8×10^-1Ωcm以下、5×10^-1Ωcm以下、3×10^-1Ωcm以下、或1×10^-1Ωcm以下，而且為5×10^-4Ωcm以上、8×10^-4Ωcm以上、1×10^-3Ωcm以上、或3×10^-3Ωcm以上。GaN膜的電阻率可列舉5×10^-4Ωcm以上且1 Ωcm以下、8×10^-4Ωcm以上且8×10^-1Ωcm以下、1×10^-3Ωcm以上且5×10^-1Ωcm以下、或1×10^-3Ωcm以上且3×10^-1Ωcm以下、或3×10^-3Ωcm以上且1×10^-1Ωcm以下。在本實施形態中，GaN膜的電阻率只要使用一般的霍爾效應測定裝置（例如8403型交流（Alternating Current，AC）/直流（Direct Current，DC）霍爾效應測定裝置、東陽特克尼卡股份有限公司製造）進行測定即可。

＜GaN膜的製造方法＞本揭示的GaN膜的製造方法包括藉由對包含GaN的燒結體11的靶1進行濺鍍而在基板上製造GaN膜的成膜步驟。本揭示的GaN膜的製造方法在成膜步驟之前亦可更包括準備步驟。再者，藉由本揭示的GaN膜的製造方法可獲得積層基材，因此本揭示的GaN膜的製造方法亦可稱為積層基材的製造方法。藉由本揭示的GaN膜的製造方法，可製造即使不在高溫下進行熱處理亦具有高導電性的GaN膜。另外，即使在成膜步驟中基板的溫度低，亦可製造具有高導電性的GaN膜。

（1）準備步驟在準備步驟中，較佳為使成膜裝置內為真空。成膜裝置內的真空度（極限真空度）並無特別限制，但較佳設為3×10^-5Pa以下，更佳設為1×10^-5Pa以下。藉由將真空度設為3×10^-5Pa以下，成膜時殘留氣體不易作為雜質混入，GaN膜的結晶性提高。在成膜裝置中，出於除去殘留氣體的目的，較佳為在進行成膜裝置的抽真空前進行成膜裝置的烘烤處理。真空度可例示為超過0 Pa、1×10^-8Pa以上、或1×10^-7Pa以上。真空度可列舉1×10^-8Pa以上且3×10^-5Pa以下、或1×10^-7Pa以上且1×10^-5Pa以下。

另外，在準備步驟中，較佳為對基板進行預處理。藉由實施預處理，能夠除去基板表面的有機物層或凹凸，容易進行磊晶生長。作為預處理的方法，例示了選自由反向濺鍍處理、酸處理及紫外線（ultraviolet，UV）處理所組成的群組中的一種以上，但就在處理後防止雜質等的再附著的觀點而言，較佳為反向濺鍍處理。所謂反向濺鍍處理，是藉由使電漿化後的原子與基板側而非濺鍍靶側碰撞來對表面進行清潔的方法。藉由利用此種機制，對基板的表面進行清洗，並在不接觸外部空氣的情況下將其輸送至成膜室，藉此能夠在保持基板表面的清潔度的狀態下進行成膜。在進行反向濺鍍處理的情況下，為了防止經反向濺鍍的雜質附著於成膜室，較佳為在與成膜室不同的室中進行處理。作為反向濺鍍處理中使用的氣體種類（濺鍍氣體），能夠使用氬、氮、氧等，但為了去除表面的碳系雜質，較佳為濺鍍氣體中含有一定量的氧。將總組成氣體的壓力設為100%，氧的含量較佳為1%以上且10%以下。藉此能夠有效率地除去表面的碳系雜質。另外，反向濺鍍處理的處理時間較佳為30秒以上且900秒以下，或60秒以上且300秒以下。藉此，可除去表面的雜質，並且獲得較佳的表面粗糙度（Ra）。反向濺鍍處理例如可列舉在100 W、濺鍍氣體Ar：29 sccm（1 atm 25℃）、O₂：1 sccm（1 atm 25℃）的條件下實施60秒。

在準備步驟中，基板較佳為在成膜時所預定的溫度下保持一定時間。藉此，成膜前的基板的溫度均勻，作為成膜物的GaN膜的結晶性提高。例如，保持時間較佳為1分鐘以上、5分鐘以上或10分鐘以上。另一方面，就提高生產性的觀點而言，保持時間較佳為1小時以下或30分鐘以下。保持時間可列舉1分鐘以上且1小時以下、或5分鐘以上且30分鐘以下。

（2）成膜步驟（GaN濺鍍靶）作為GaN濺鍍靶，可使用所述GaN濺鍍靶1。靶1的濺鍍面（進行濺鍍的面）的面積並無特別限定，但較佳為15 cm²以上、18 cm²以上、20 cm²以上、50 cm²以上、或100 cm²以上。濺鍍面的面積越大放電越穩定，從而能夠實現更低的氣體壓力、低放電密度下的濺鍍。進而GaN膜的膜厚或膜質的均勻性亦提高。濺鍍面的面積可例示10000 cm²以下、5000 cm²以下或1000 cm²以下。濺鍍面的面積可例示15 cm²以上且10000 cm²以下、18 cm²以上且5000 cm²以下、20 cm²以上且5000 cm²以下、或50 cm²以上且1000 cm²以下。

（濺鍍）作為濺鍍的方式，可自DC濺鍍法、射頻（radio frequency，RF）濺鍍法、AC濺鍍法、DC磁控濺鍍法、RF磁控濺鍍法、電子迴旋共振（electron cyclotron resonance，ECR）濺鍍法、脈衝雷射沈積法及離子束濺鍍法中適宜選擇。該些中，就能夠大面積地均勻地且高速成膜的方面而言，較佳為DC磁控濺鍍法及RF磁控濺鍍法中的至少任一者。

濺鍍時的氣體壓力（成膜壓力）並無特別限制，例如只要為1.0 Pa以下即可，較佳為0.6 Pa以下、0.4 Pa以下、0.3 Pa以下、或0.2 Pa以下。濺鍍時的氣體壓力越低，自靶1放出的粒子越容易保持高能量的狀態到達基板，越容易重新排列成磊晶。濺鍍時的氣體壓力例如可列舉0 Pa以上、或0.1 Pa以上。濺鍍時的氣體壓力越低，自靶1放出的粒子（濺鍍粒子）越容易保持高能量的狀態到達基板，越容易使基板重新排列成磊晶。濺鍍時的氣體壓力可例示0 Pa以上且1.0 Pa以下、0 Pa以上且0.6 Pa以下、0.1 Pa以上且0.4 Pa以下、0.1 Pa以上且0.3 Pa以下、或0.1 Pa以上且0.2 Pa以下。

（基板）作為基板，可使用與後述的基板10相同的基板。成膜較佳為在對基板進行加熱的狀態下進行。藉由在對基板進行加熱的狀態下進行成膜，能夠對經濺鍍的粒子賦予能量，使所獲得的GaN膜成為更穩定的結晶狀態，且能夠防止在高溫下進行加熱處理時的因熱膨脹率差等導致的破裂。成膜中的基板的溫度較佳為1000℃以下、900℃以下、800℃以下、600℃以下或550℃以下。基板的溫度可為室溫以上、50℃以上、100℃以上或400℃以上。若基板的溫度為50℃以上，則GaN膜的結晶性容易變高，缺陷變少，因此即使為少量的氫亦容易提高GaN膜的導電性。另外，若基板的溫度為400℃以上，則在GaN膜中特別可使作為濺鍍粒子的GaN粒子結晶性良好地排列。基板的溫度較佳為室溫以上且600℃以下、50℃以上且1000℃以下、50℃以上且900℃以下、100℃以上且800℃以下、100℃以上且600℃以下、或400℃以上且550℃以下。

（環境）所述環境可包含氫亦可不包含氫，但就提高安全性的觀點而言，較佳為由不含氫的氣體構成。所述環境可更包含惰性氣體。由於惰性氣體不易與GaN膜反應，因此GaN膜中不易生成雜質。作為惰性氣體，可列舉氬及氮等。作為惰性氣體，可列舉氬及氮中的至少任一者。該些可分別單獨使用或混合使用兩種以上。惰性氣體較佳為包含氮。在此情況下，可製造氮缺陷少的GaN膜。惰性氣體較佳為由氬及氮構成。在惰性氣體由氬及氮構成的情況下，氮/（氮+氬）分壓比（以下亦稱為「氮分壓比」）[Pa/Pa]較佳為0.85以下、0.80以下或0.75以下。藉由使氮分壓比為所述範圍，所獲得的GaN膜的結晶性容易變高，而且缺陷變少，因此該GaN膜的電阻率容易變得更低。作為氮分壓比的下限，可列舉0.50以上、0.60以上或0.70以上。作為氮分壓比，可例示0.50以上且0.85以下、0.60以上且0.80以下、或0.70以上且0.75以下。再者，在僅使用氮氣的情況下，氮分壓比為1.0。濺鍍氣體的流量可例示為1 sccm以上或5 sccm以上，而且為80 sccm以下或50 sccm以下，可列舉1 sccm以上且80 sccm以下、或5 sccm以上且50 sccm以下。在濺鍍氣體由氬氣及氮氣構成的情況下，氬氣的流量可例示為1 sccm以上或5 sccm以上，而且為30 sccm以下或20 sccm以下，可列舉1 sccm以上且30 sccm以下、或5 sccm以上且20 sccm以下，氮氣的流量可例示為1 sccm以上或5 sccm以上，而且為50 sccm以下或40 sccm以下，可列舉1 sccm以上且50 sccm以下、或5 sccm以上且40 sccm以下。

放電時的放電密度可列舉為0.1 W/cm²以上、0.3 W/cm²以上、0.5 W/cm²以上、或1.0 W/cm²以上，而且為5 W/cm²以下、4 W/cm²以下、2.5 W/cm²以下、或1.5 W/cm²以下。放電時的放電密度較佳為0.1 W/cm²以上且5 W/cm²以下、0.3 W/cm²以上且4 W/cm²以下、0.3 W/cm²以上且2.5 W/cm²以下、0.5 W/cm²以上且2.5 W/cm²以下、0.3 W/cm²以上且1.5 W/cm²以下、或1.0 W/cm²以上且2.5 W/cm²以下。放電密度是放電時施加的電力除以濺鍍靶的靶面的面積而得。若放電時的放電密度為5 W/cm²以下，則藉由對靶賦予的功率而粗大的單晶粒子不易自濺鍍靶剝離。若放電密度為0.05 W/cm²以上，則電漿穩定，因此容易放電，成膜速度增加，因此膜的生產性提高。進而，濺鍍時的能量高，成膜時GaN膜對基板的附著力提高。

成膜時間只要根據GaN膜的厚度適宜調整即可。成膜時間越長可使GaN膜的厚度越大。

＜積層基材＞接著，參照圖2對本揭示的積層基材的一實施形態進行說明。如圖2所示，積層基材100包括基板10與GaN膜20。GaN膜20由所述GaN膜構成。藉由所述積層基材100，無需對GaN膜20進行用於提高導電性的高溫下的熱處理，因此亦無需對包含GaN膜20的積層基材100進行高溫下的熱處理。即，不僅GaN膜20，亦無需對基板10進行高溫下的熱處理。因此，藉由積層基材100，能夠使得不易發生基板10的翹曲、或積層基材100整體的變形。

（基板）基板10並無特別限制，作為基板10，例如可列舉藍寶石基板、矽基板、氮化鎵基板、碳化矽基板、玻璃基板、石英基板、聚醯亞胺基板、或聚對苯二甲酸乙二酯基板。基板10的表面粗糙度Ra並無特別限制，較佳為10 nm以下、1 nm以下、或0.5 nm以下。基板10的表面粗糙度Ra亦可為0 nm以上或0.01 nm以上。再者，表面粗糙度Ra表示算出平均粗糙度。

＜半導體元件＞本揭示的半導體元件包括GaN膜。本揭示的半導體元件亦可更包括電極、基板及其他構成部件。再者，在半導體元件包括GaN膜及基板的情況下，半導體元件包括積層基材。作為基板，可使用與基板10相同的基板。藉由本揭示的半導體元件，無需對GaN膜進行用於提高導電性的高溫下的熱處理，因此亦無需對包含GaN膜的半導體元件進行高溫下的熱處理。即，不僅GaN膜，亦無需對電極、基板及其他構成部件進行高溫下的熱處理。因此，藉由半導體元件，可使得不易發生電極的熔解、基板的翹曲、半導體元件整體的變形。

本揭示在為包括包含鋁等低熔點金屬的電極的半導體元件的情況下特別有用。其原因在於，在電極包含低熔點金屬的情況下，為了避免電極熔解，有時無法進行半導體元件的高溫下的熱處理。

作為半導體元件，例如可列舉藍色發光二極體（LED）、藍色雷射二極體（laser diode，LD）等發光元件、及二極體、電晶體等功率器件等。

＜電子設備＞接著，參照圖3對本揭示的電子設備的一實施形態進行說明。圖3所示的電子設備300包括半導體元件200，半導體元件200包括積層基材100。藉由電子設備300，可利用半導體元件200而使得不易發生電極的熔解、基板的翹曲、半導體元件整體的變形，因此可抑制電子設備300的性能下降。作為電子設備300，可列舉可攜式電話等行動設備、伺服器等電腦、AC-DC轉換器等電力轉換設備、自動車等輸送設備、遙控飛機（drone）等航空器等。[實施例]

以下，使用實施例對本揭示的內容更具體地進行說明，但本揭示並不限定於下述的實施例。

（實施例1）首先，準備50 g的金屬鎵及氮化鎵的混合粉末（第一混合粉末）。第一混合粉末中Ga/（Ga+N）比（原子數比）設為0.49。另外，以所獲得的燒結體中的摻雜劑含量成為1.5×10²¹原子/cm³的方式準備矽粉末0.58 g。然後，將所述第一混合粉末與矽粉末加以混合而獲得第二混合粉末。接著，將所述第二混合粉末填充至具有長10 mm×寬40 mm的矩形開口的模具中。填充後，在室溫下以壓力100 MPa進行單軸壓製成形，從而獲得一次成形體。將一次成形體在壓力300 MPa下進行冷等靜壓壓製，製成CIP處理體。

在氧化鋁製承載板（setter）上配置CIP處理體，將其在以下的條件下在環境爐中進行燒結，藉此獲得包含GaN的燒結體的靶。熱處理環境：氨流通環境（氨氣流量6000 mL/分鐘）保持溫度  ：980℃保持時間  ：5小時

（實施例2）首先，準備50 g的金屬鎵及氮化鎵的混合粉末（第一混合粉末）。第一混合粉末中Ga/（Ga+N）比（原子數比）設為0.49。另外，以所獲得的燒結體中的摻雜劑含量成為1.5×10²¹原子/cm³的方式準備矽粉末2.0 g。然後，將所述第一混合粉末與矽粉末加以混合而獲得第二混合粉末。接著，將所述第二混合粉末填充至具有長10 mm×寬40 mm的矩形開口的模具中。填充後，在室溫下以壓力100 MPa進行單軸壓製成形，從而獲得一次成形體。將一次成形體在壓力300 MPa下進行冷等靜壓壓製，製成CIP處理體。

在氧化鋁製承載板上配置CIP處理體，將其在以下的條件下在環境爐中進行燒結，藉此獲得包含GaN的燒結體的靶。熱處理環境：氨流通環境（氨氣流量6000 mL/分鐘）保持溫度  ：980℃保持時間  ：5小時（實施例3）首先，準備50 g的金屬鎵及氮化鎵的混合粉末（第一混合粉末）。第一混合粉末中Ga/（Ga+N）比（原子數比）設為0.49。另外，以所獲得的燒結體中的摻雜劑含量成為2.0×10²¹的方式準備鍺粉末2.0 g。然後，將所述第一混合粉末與鍺粉末加以混合而獲得第二混合粉末。接著，將所述第二混合粉末填充至直徑54 mm的圓柱狀的模具中。填充後，在室溫下以壓力100 MPa進行單軸壓製成形，從而獲得一次成形體。將一次成形體在壓力300 MPa下進行冷等靜壓壓製，製成CIP處理體。在氧化鋁製承載板上配置CIP處理體，將其在以下的條件下在環境爐中進行燒結，藉此獲得包含GaN的燒結體的靶。熱處理環境：氨流通環境（氨氣流量6000 mL/分鐘）保持溫度  ：980℃保持時間  ：5小時

（比較例1）在獲得第二混合粉末時，以所獲得的燒結體中的摻雜劑含量成為1.5×10²⁰原子/cm³的方式將50 g的第一混合粉末與0.057 g的矽粉末加以混合，除此以外與實施例1同樣地獲得包含GaN的燒結體的靶。

＜特性＞針對靶的厚度、GaN膜中的氫含量及摻雜劑（矽）含量，如以下般進行測定。

（厚度）使用測微計對靶的厚度進行測定。（靶的摻雜劑含量）使用SIMS，沿著靶的自表面起的深度方向連續地對摻雜劑含量進行測定。將對靶的自表面至背面為止的總厚度進行測定而得的一系列摻雜劑含量中最小的摻雜劑含量設為靶中的摻雜劑含量。關於測定點數，實施例1至實施例3中為5點，比較例1中為5點。將結果示於表1中。（體積密度）體積密度是依據JIS R 1634中的體積密度測定的方法進行測定。關於質量，秤量藉由使用蒸餾水的真空法實施了預處理的燒結體的質量，另外，根據使用測微計測定出的形狀求出體積。（抗折強度）藉由依據JIS R 1601的方法對燒結體的三點彎曲強度進行測定。進行2次測定，以其平均值作為抗折強度。

＜GaN膜的形成＞（實施例4）作為成膜用基板，準備信光社股份有限公司製造的藍寶石基板（偏角（off-angle）：無、表面粗糙度Ra：0.09 nm、直徑：50.8 mm（2英吋））。此時，在藍寶石基板中，其表面成為（0001）面。然後，將基板及濺鍍靶設置於磁控濺鍍裝置內。此處，濺鍍靶是如以下般製作者。即，準備金屬鎵與氮化鎵的混合粉末（第一混合粉末）200 g、矽粉末2.3 g、並且使用直徑111 mm的圓柱狀的模具，除此以外，藉由與實施例1相同的方法獲得燒結體，並藉由磨削加工，將其製成直徑101.6 mm、厚度3.5 mm的圓板狀燒結體。使用所獲得的燒結體、作為接合層的銦焊料、以及作為支撐體的無氧銅製的背板，製作出具有背板的圓形的濺鍍靶。濺鍍靶-基板間距離設為150 mm，在成膜前藉由腔室內的烘烤處理而使極限真空度更高。接著，在濺鍍開始時，在關閉基板側的擋板（shutter）的狀態下使用氮氣對電漿進行點火，在與成膜時相同的條件下實施10分鐘預濺鍍，使放電穩定化。擋板-基板間距離為5 mm。擋板使用尺寸為3英吋Φ的擋板。然後，將基板加熱至500℃的溫度，在向腔室內導入氮氣作為濺鍍氣體的同時，以表2中記載的成膜條件對靶進行濺鍍，藉此在基板上進行成膜來形成GaN膜。（實施例5）準備金屬鎵與氮化鎵的混合粉末（第一混合粉末）200 g、矽粉末8.0 g、並且使用直徑111 mm的圓柱狀的模具，除此以外，藉由與實施例2相同的方法獲得燒結體。除了使用所獲得的燒結體以外，藉由與實施例4相同的方法獲得本實施例的GaN膜。（實施例6）作為成膜用基板，準備了京瓷股份有限公司製造的藍寶石基板（偏角：無、表面粗糙度Ra：0.09 nm、直徑：50.8 mm（2英吋））。此時，在藍寶石基板中，其表面為（0001）面。然後，將基板及濺鍍靶設置於磁控濺鍍裝置內。濺鍍靶是如以下般製作者。即，藉由與實施例3相同的方法獲得燒結體，並藉由磨削加工將其製成直徑50.8 mm、厚度3.0 mm的圓板狀燒結體。使用所獲得的燒結體、作為接合層的銦焊料、以及作為支撐體的無氧銅製的背板，製作出具有背板的圓形的濺鍍靶。靶-基板間距離設為185 mm，在成膜前藉由腔室內的烘烤處理而使極限真空度更高。接著，將基板加熱至800℃的溫度，在向腔室內導入Ar氣體及氮氣作為濺鍍氣體的同時，調整為表2中記載的成膜條件，然後對電漿進行點火，在關閉擋板的狀態下實施10分鐘的預濺鍍，使放電穩定化。接著，打開擋板，在表2中記載的成膜條件下對濺鍍靶進行濺鍍，藉此在基板上進行成膜，從而形成GaN膜。（實施例7）除了將基板加熱至500℃的溫度以外，藉由與實施例6相同的方法獲得本實施例的GaN膜。（實施例8）除了將氮分壓比設為1以外，藉由與實施例6相同的方法獲得本實施例的GaN膜。（比較例2）準備金屬鎵與氮化鎵的混合粉末（第一混合粉末）200 g、矽粉末0.2 g、並且使用直徑111 mm的圓柱狀的模具，除此以外，藉由與比較例1相同的方法獲得燒結體。除了使用所獲得的燒結體以外，藉由與實施例4相同的方法獲得本實施例的GaN膜。

（GaN膜中的氫含量）使用SIMS，沿著GaN膜的自表面起的深度方向連續地對氫含量進行測定。將對GaN膜的自表面至背面為止的總厚度進行測定而得的一系列氫含量中最小的氫含量設為GaN膜中的氫含量。關於測定點數，實施例4中為5點，實施例5中為5點，實施例6中為5點，實施例7中為5點，比較例2中為5點。將GaN膜中的氫含量的結果示於表3中。再者，對於實施例8，由於未對GaN膜中的氫含量進行測定，因此表示為「-」。

（GaN膜中的摻雜劑含量）使用SIMS，沿著GaN膜的自表面起的深度方向連續地對摻雜劑含量進行測定。將對GaN膜的自表面至背面為止的總厚度進行測定而得的一系列摻雜劑含量中最小的摻雜劑含量設為GaN膜中的摻雜劑含量。關於測定點數，實施例4中為5點，實施例5中為5點，實施例6中為5點，實施例7中為5點，比較例2中為5點。將GaN膜中的摻雜劑含量的結果示於表3中。再者，對於實施例8，由於未對GaN膜中的摻雜劑含量進行測定，因此表示為「-」。

＜GaN膜的導電性＞GaN膜的導電性以電阻率為指標。GaN膜的電阻率使用8403型AC/DC霍爾效應測定裝置（東陽特克尼卡股份有限公司製造）進行測定。將結果示於表3中。

[表1]

	靶的結構	抗折強度 MPa
厚度 mm	摻雜劑	體積密度 g/cm3
摻雜劑 元素	摻雜劑含量 原子/cm3
實施例1	4.9	Si	1.5×1021	4.5	48
實施例2	4.9	Si	5.0×1021	4.4	35
實施例3	3.0	Ge	2.0×1021	4.5	49
比較例1	4.9	Si	1.5×1020	4.7	60

[表2]

	成膜條件
放電方式	極限真空度 10-6 Pa	成膜壓力 Pa	濺鍍氣體	放電電力 W	放電密度 W/cm2	基板溫度 ℃
氮分壓比	氮流量sccm	Ar流量 sccm
實施例4	RF	0.91	0.5	1	50	0	100	1.2	500
實施例5	RF	0.95	0.5	1	50	0	100	1.2	500
實施例6	RF	2.6	0.6	0.75	37.5	12.5	50	2.5	800
實施例7	RF	2.2	0.6	0.75	37.5	12.5	50	2.5	500
實施例8	RF	0.43	0.6	1	50	0	50	2.5	800
比較例2	RF	50	0.5	1	50	0	100	1.2	500

[表3]

	GaN膜
氫含量 原子/cm3	摻雜劑 元素	摻雜劑含量 原子/cm3	導電性
電阻率 Ωcm
實施例4	3.0×1018	Si	1.3×1021	2.5×10-1
實施例5	2.5×1018	Si	4.3×1021	9.2×10-2
實施例6	1.6×1020	Ge	7.0×1020	4.1×10-3
實施例7	1.3×1019	Ge	1.4×1021	4.5×10-3
實施例8	-	Ge	-	4.9×10-2
比較例2	1.2×1020	Si	1.4×1020	6.8×103
表中，「-」表示未測定。

根據表3所示的結果，在實施例4至實施例8的GaN膜中，電阻率為4.1×10^-3（Ωcm）～2.5×10^-1（Ωcm），相對於此，在比較例2的GaN膜中，電阻率為6.8×10³（Ωcm）。根據實施例6及實施例8的對比，可確認到，使成膜條件的氮分壓比為0.75而獲得的實施例6的電阻率小。根據以上內容，確認到，根據本揭示的GaN濺鍍靶，可形成即使不在高溫下進行熱處理亦具有高導電性的GaN膜。再者，將作為本申請案的優先權主張的基礎的、2024年3月4日提出申請的日本專利申請案（日本專利特願2024-032401）的說明書、申請專利範圍、圖式及摘要的全部內容引用至本文中，並作為本揭示的說明書的揭示而併入。

1:靶（GaN濺鍍靶）（氮化鎵濺鍍靶）11:燒結體12:接合層13:支撐體10:基板20:GaN膜100:積層基材200:半導體元件300:電子設備

圖1是表示本揭示的氮化鎵濺鍍靶的一實施形態的剖面圖。圖2是表示本揭示的積層基材的一實施形態的剖面圖。圖3是表示本揭示的電子設備的一實施形態的概略圖。

1:靶(GaN濺鍍靶)(氮化鎵濺鍍靶)

11:燒結體

12:接合層

13:支撐體

Claims (15)

1. 一種氮化鎵濺鍍靶，包括含有摻雜劑的氮化鎵的燒結體，所述燒結體中的所述摻雜劑的含量為1×10²¹原子/cm³以上。
2. 如請求項1所述的氮化鎵濺鍍靶，其中，所述摻雜劑為n型摻雜劑。
3. 如請求項2所述的氮化鎵濺鍍靶，其中，所述n型摻雜劑包含矽及鍺中的至少一者。
4. 如請求項1至3中任一項所述的氮化鎵濺鍍靶，其中，所述燒結體中的所述摻雜劑的含量為1×10²³原子/cm³以下。
5. 如請求項1至4中任一項所述的氮化鎵濺鍍靶，其不含有氫。
6. 一種氮化鎵膜，是藉由對如請求項1至5中任一項所述的氮化鎵濺鍍靶進行濺鍍而獲得。
7. 如請求項6所述的氮化鎵膜，其含有5×10²⁰原子/cm³以上的摻雜劑。
8. 如請求項7中記載的任一項所述的氮化鎵膜，其中，所述摻雜劑為n型摻雜劑。
9. 如請求項7或8所述的氮化鎵膜，其中，所述n型摻雜劑包含矽及鍺中的至少一者。
10. 如請求項6至9中任一項所述的氮化鎵膜，其不含有氫。
11. 一種氮化鎵膜的製造方法，包括：成膜步驟，藉由對如請求項1至5中任一項所述的氮化鎵濺鍍靶進行濺鍍來製造氮化鎵膜。
12. 一種積層基材，包括如請求項6至10中任一項所述的氮化鎵膜及基板。
13. 一種半導體元件，包括如請求項6至10中任一項所述的氮化鎵膜。
14. 一種半導體元件，包括如請求項12所述的積層基材。
15. 一種電子設備，包括如請求項13或14所述的半導體元件。