JP2003137698A - Ｉｉｉ−ｖ族半導体材料 - Google Patents
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
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Abstract
(57)【要約】
【課題】常温で強磁性を示すIII−Ｖ族希薄磁性半導体
を提供する。 【解決手段】ＧａＮに、Ｍｎと酸素を、それぞれ０．５
〜１５ａｔ％の範囲と１×１０18〜３×１０20個ｃｍ-3
以下の範囲で含有させる。Ｍｎが浅いアクセプタレベル
を形成し、ＧａＮがｐ型を示す。このＧａＮは室温にお
いて強磁性を示す。酸素に替えてシリコンを含有させた
り、又は酸素と共にシリコンを含有させてもよい。
を提供する。 【解決手段】ＧａＮに、Ｍｎと酸素を、それぞれ０．５
〜１５ａｔ％の範囲と１×１０18〜３×１０20個ｃｍ-3
以下の範囲で含有させる。Ｍｎが浅いアクセプタレベル
を形成し、ＧａＮがｐ型を示す。このＧａＮは室温にお
いて強磁性を示す。酸素に替えてシリコンを含有させた
り、又は酸素と共にシリコンを含有させてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希薄磁性半導体を
成長させる技術にかかり、特にＧａやＩｎ等のIII族金
属を主成分とし、磁性金属としてＭｎを主成分として含
むIII族窒化物希薄磁性半導体に関するものである。
成長させる技術にかかり、特にＧａやＩｎ等のIII族金
属を主成分とし、磁性金属としてＭｎを主成分として含
むIII族窒化物希薄磁性半導体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年では、金属多層膜における巨大磁気
抵抗効果を利用した素子が実用に供されており、磁気セ
ンサや磁気ランダムアクセスメモリの研究も盛んに行わ
れている。更に、磁性体と半導体の複合構造や、希薄磁
性半導体などの新材料のエレクトロニクスへの応用も研
究されている。ここで、希薄磁性半導体とは、非磁性半
導体と磁性原子の混晶半導体であって、通常、磁性原子
の濃度２０ａｔ%以下のものを指している。
抵抗効果を利用した素子が実用に供されており、磁気セ
ンサや磁気ランダムアクセスメモリの研究も盛んに行わ
れている。更に、磁性体と半導体の複合構造や、希薄磁
性半導体などの新材料のエレクトロニクスへの応用も研
究されている。ここで、希薄磁性半導体とは、非磁性半
導体と磁性原子の混晶半導体であって、通常、磁性原子
の濃度２０ａｔ%以下のものを指している。
【０００３】希薄磁性半導体としては、強磁性を示す物
質として、既にＧａＡｓ：Ｍｎ，ＩｎＡｓ：Ｍｎ、Ｃｄ
Ｔｅ：Ｍｎなどが実現されており、ＧａＡｓ：Ｍｎにお
いては、これをｐ層としてｎ−ＧａＡｓとの接合で発光
ダイオードが作製されている。この発光ダイオードをＧ
ａＡｓ：Ｍｎ層のキュリー温度以下にして電流を流し、
発光させると、その発光がスピン偏極電流に基づく円偏
光成分をもつことが確認されている。これは、スピン偏
極した電流がｐｎ接合に流れたことを示している(H.ohn
o et al.,NATURE vol.402,1999)。
質として、既にＧａＡｓ：Ｍｎ，ＩｎＡｓ：Ｍｎ、Ｃｄ
Ｔｅ：Ｍｎなどが実現されており、ＧａＡｓ：Ｍｎにお
いては、これをｐ層としてｎ−ＧａＡｓとの接合で発光
ダイオードが作製されている。この発光ダイオードをＧ
ａＡｓ：Ｍｎ層のキュリー温度以下にして電流を流し、
発光させると、その発光がスピン偏極電流に基づく円偏
光成分をもつことが確認されている。これは、スピン偏
極した電流がｐｎ接合に流れたことを示している(H.ohn
o et al.,NATURE vol.402,1999)。
【０００４】しかし、現在までに報告されている閃亜鉛
鉱型III‐Ｖ族希薄磁性半導体のキュリー温度は１００
Ｋ以下である。
鉱型III‐Ｖ族希薄磁性半導体のキュリー温度は１００
Ｋ以下である。
【０００５】これに対し、ワイドギャップ半導体である
ＧａＮを母材とした場合には、Ｍｎ，Ｖ，Ｃｒを磁性不
純物として含ませると強磁性を発現し、そのキュリー温
度は室温を超えるという予測がなされている。特に、Ｍ
ｎを添加した場合には、得られたＧａＮ：Ｍｎ膜がｐ型
を示すと室温において強磁性になるという予測がある
(T.Dietl et al.,Science287,1019(2000))。
ＧａＮを母材とした場合には、Ｍｎ，Ｖ，Ｃｒを磁性不
純物として含ませると強磁性を発現し、そのキュリー温
度は室温を超えるという予測がなされている。特に、Ｍ
ｎを添加した場合には、得られたＧａＮ：Ｍｎ膜がｐ型
を示すと室温において強磁性になるという予測がある
(T.Dietl et al.,Science287,1019(2000))。
【０００６】しかし、これまでＲＦ励起窒索プラズマを
用いてＧａＮ：Ｍｎの成長が試みられているが、室温に
おいて強磁性を発現するに至っていない。
用いてＧａＮ：Ｍｎの成長が試みられているが、室温に
おいて強磁性を発現するに至っていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、室温で動作可能な希薄磁性半導体を提供するこ
とにある。
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、室温で動作可能な希薄磁性半導体を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、III族元素としてガリウム
を主成分とし、Ｖ族元素として窒素を主成分とするIII
−Ｖ族希薄磁性半導体であって、マンガンを０．５ａｔ
％以上１５ａｔ％以下の範囲で含有し、酸素原子を１×
１０18個ｃｍ-3以上３×１０20個ｃｍ-3以下の濃度範囲
で含有するIII−Ｖ族希薄磁性半導体である。請求項２
記載の発明は、III族元素としてガリウムを主成分と
し、Ｖ族元素として窒素を主成分とするIII−Ｖ族希薄
磁性半導体であって、マンガンを０．５ａｔ％以上１５
ａｔ％以下の範囲で含有し、シリコン原子を１×１０18
個ｃｍ-3以上９×１０19個ｃｍ-3以下の濃度範囲で含有
するIII−Ｖ族希薄磁性半導体である。請求項３記載の
発明は、III族元素としてガリウムを主成分とし、Ｖ族
元素として窒素を主成分とするIII−Ｖ族希薄磁性半導
体であって、マンガンを０．５ａｔ％以上１５ａｔ％以
下の範囲で含有し、酸素原子とシリコン原子を、合計の
量が、１×１０18個ｃｍ-3以上３×１０20個ｃｍ-3以下
の濃度範囲で含有するIII−Ｖ族希薄磁性半導体であ
る。
に、請求項１記載の発明は、III族元素としてガリウム
を主成分とし、Ｖ族元素として窒素を主成分とするIII
−Ｖ族希薄磁性半導体であって、マンガンを０．５ａｔ
％以上１５ａｔ％以下の範囲で含有し、酸素原子を１×
１０18個ｃｍ-3以上３×１０20個ｃｍ-3以下の濃度範囲
で含有するIII−Ｖ族希薄磁性半導体である。請求項２
記載の発明は、III族元素としてガリウムを主成分と
し、Ｖ族元素として窒素を主成分とするIII−Ｖ族希薄
磁性半導体であって、マンガンを０．５ａｔ％以上１５
ａｔ％以下の範囲で含有し、シリコン原子を１×１０18
個ｃｍ-3以上９×１０19個ｃｍ-3以下の濃度範囲で含有
するIII−Ｖ族希薄磁性半導体である。請求項３記載の
発明は、III族元素としてガリウムを主成分とし、Ｖ族
元素として窒素を主成分とするIII−Ｖ族希薄磁性半導
体であって、マンガンを０．５ａｔ％以上１５ａｔ％以
下の範囲で含有し、酸素原子とシリコン原子を、合計の
量が、１×１０18個ｃｍ-3以上３×１０20個ｃｍ-3以下
の濃度範囲で含有するIII−Ｖ族希薄磁性半導体であ
る。
【０００９】通常、III族元素としてガリウムを主成分
とし、Ｖ族元素として窒素を主成分とするIII族窒化物
半導体は、ノンドープではｎ型の電気伝導を示す。
とし、Ｖ族元素として窒素を主成分とするIII族窒化物
半導体は、ノンドープではｎ型の電気伝導を示す。
【００１０】III族元素としてガリウムを主成分とし、
Ｖ族元素として窒素を主成分とするIII−Ｖ族化物半導
体(III族窒化物半導体)の作成において、磁性元素であ
るマンガンを成長中のIII−Ｖ族化物半導体に単独で添
加すると、添加されたマンガンはIII−Ｖ族化物半導体
中で深いアクセプターレベルを形成するため、添加され
たマンガンは残留不純物である電子をトラップする。そ
の結果、得られたIII−Ｖ族化物半導体は室温において
強磁性を示すことなく高抵抗膜となってしまう。
Ｖ族元素として窒素を主成分とするIII−Ｖ族化物半導
体(III族窒化物半導体)の作成において、磁性元素であ
るマンガンを成長中のIII−Ｖ族化物半導体に単独で添
加すると、添加されたマンガンはIII−Ｖ族化物半導体
中で深いアクセプターレベルを形成するため、添加され
たマンガンは残留不純物である電子をトラップする。そ
の結果、得られたIII−Ｖ族化物半導体は室温において
強磁性を示すことなく高抵抗膜となってしまう。
【００１１】それに対し、本発明方法は、真空雰囲気中
で成長途中のIII−Ｖ族化物半導体結晶に磁性元素であ
るマンガンと、ｎ型ドーパントである酸素又はシリコン
のいずれか一方又は両方を添加している。そして、マン
ガンを含有し、且つ、酸素又はシリコンのいずれか一方
又は両方を含有するIII−Ｖ族化物半導体結晶を得てい
る。添加物の濃度は下記の通りである。
で成長途中のIII−Ｖ族化物半導体結晶に磁性元素であ
るマンガンと、ｎ型ドーパントである酸素又はシリコン
のいずれか一方又は両方を添加している。そして、マン
ガンを含有し、且つ、酸素又はシリコンのいずれか一方
又は両方を含有するIII−Ｖ族化物半導体結晶を得てい
る。添加物の濃度は下記の通りである。
【００１２】(１)マンガンの含有量……０．５ａｔ％以
上１５ａｔ％以下の範囲 (２)酸素濃度……１×１０18ｃm-3個以上３×１０20ｃm
-3個以下の範囲 (３)シリコン濃度……１×１０18ｃm-3個以上９×１０
19ｃｍ-3個以下の範囲 (４)酸素原子とシリコン原子の合計の濃度……１×１０
18ｃm-3個以上３×１０2 0ｃｍ-3個以下
上１５ａｔ％以下の範囲 (２)酸素濃度……１×１０18ｃm-3個以上３×１０20ｃm
-3個以下の範囲 (３)シリコン濃度……１×１０18ｃm-3個以上９×１０
19ｃｍ-3個以下の範囲 (４)酸素原子とシリコン原子の合計の濃度……１×１０
18ｃm-3個以上３×１０2 0ｃｍ-3個以下
【００１３】その結果、本発明のIII−Ｖ族化物半導体
結晶は、マンガンを単独で添加した場合よりもアクセプ
ターレベルが浅くなり、室温において強磁性を示すｐ型
のIII−Ｖ族化物半導体結晶(ＧａＮ：Ｍｎ)が得られ
る。
結晶は、マンガンを単独で添加した場合よりもアクセプ
ターレベルが浅くなり、室温において強磁性を示すｐ型
のIII−Ｖ族化物半導体結晶(ＧａＮ：Ｍｎ)が得られ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】先ず、本発明の第一の実施例を説
明する。図１の符号１０は、本発明のIII−Ｖ族半導体
材料の一例であるIII−Ｖ族希薄磁性半導体を製造でき
る成膜装置(分子線エピタキシー(ＭＢＥ)装置)を示して
いる。
明する。図１の符号１０は、本発明のIII−Ｖ族半導体
材料の一例であるIII−Ｖ族希薄磁性半導体を製造でき
る成膜装置(分子線エピタキシー(ＭＢＥ)装置)を示して
いる。
【００１５】この成膜装置１０は真空槽１１を有してお
り、その底壁側には、第１、第２の蒸発源１４、１５が
配置されており、壁面には、酸素ガス導入ノズル１２
と、アンモニアガス導入ノズル１３とが取り付けられて
いる。真空槽１１の天井側には、ヒータ１７が配置され
ている。
り、その底壁側には、第１、第２の蒸発源１４、１５が
配置されており、壁面には、酸素ガス導入ノズル１２
と、アンモニアガス導入ノズル１３とが取り付けられて
いる。真空槽１１の天井側には、ヒータ１７が配置され
ている。
【００１６】第１、第２の蒸発源１４、１５の内部に
は、Ｇａを主成分とする第１の金属材料３６と、Ｍｎを
主成分とする第２の金属材料３７とがそれぞれ配置され
ている。
は、Ｇａを主成分とする第１の金属材料３６と、Ｍｎを
主成分とする第２の金属材料３７とがそれぞれ配置され
ている。
【００１７】まず、真空槽１１内部を真空雰囲気にし、
真空雰囲気を維持しながらサファイアから成る成膜対象
の基板２１を、真空槽１１の底壁側に向けてヒータ１７
の近傍に配置し、その状態で、ヒータ１７に通電して発
熱させ、基板２１を昇温させる。
真空雰囲気を維持しながらサファイアから成る成膜対象
の基板２１を、真空槽１１の底壁側に向けてヒータ１７
の近傍に配置し、その状態で、ヒータ１７に通電して発
熱させ、基板２１を昇温させる。
【００１８】基板２１が９５０℃に達し、その温度で１
５分間維持すると、基板２１の表面が清浄化される。
５分間維持すると、基板２１の表面が清浄化される。
【００１９】清浄化の終了後、５００℃まで降温させ、
アンモニアガス導入ノズル１３からアンモニアガスを噴
出させ、真空槽１１内にアンモニアガスを導入する。
アンモニアガス導入ノズル１３からアンモニアガスを噴
出させ、真空槽１１内にアンモニアガスを導入する。
【００２０】アンモニアガスの導入とともに、第１の蒸
発源１４内に配置された第１の金属材料３６を加熱し、
Ｇａを主成分とする金属分子線（Ｇａを主成分とする金
属材料３６の蒸気）を発生させて基板２１表面にＧａＮ
層を成膜し、次いで、６００℃で１５分加熱して単結晶
化し、図２(ａ)に示すように、基板２１上にバッファ層
２２を形成した。
発源１４内に配置された第１の金属材料３６を加熱し、
Ｇａを主成分とする金属分子線（Ｇａを主成分とする金
属材料３６の蒸気）を発生させて基板２１表面にＧａＮ
層を成膜し、次いで、６００℃で１５分加熱して単結晶
化し、図２(ａ)に示すように、基板２１上にバッファ層
２２を形成した。
【００２１】成膜条件は、アンモニアガスの流量５〜１
００ｓｃｃｍ、第１の蒸発源の温度８５０〜９５０℃の
範囲であり、形成したバッファ層２２の厚さは０．１〜
１μｍであった。
００ｓｃｃｍ、第１の蒸発源の温度８５０〜９５０℃の
範囲であり、形成したバッファ層２２の厚さは０．１〜
１μｍであった。
【００２２】次に、基板２１を６２０℃に昇温させ、ア
ンモニアガス導入ノズル１３によってバッファ層２２表
面にアンモニアガスを直接吹き付け、熱分解させるとと
もに、第１、第２の蒸発源１４、１５内の第１、第２の
金属材料３６、３７を加熱し、Ｇａを主成分とする分子
線と、Ｍｎを主成分とするとをバッファ層２２表面に向
けて照射するとともに、酸素ガス導入ノズル１２から酸
素ガスを吹き付けて酸素のドーピングを行い、図２(ｂ)
に示すように、バッファ層２２表面にＧａＮ：Ｍｎの薄
膜から成るIII−Ｖ族希薄磁性半導体２３を形成した。
ンモニアガス導入ノズル１３によってバッファ層２２表
面にアンモニアガスを直接吹き付け、熱分解させるとと
もに、第１、第２の蒸発源１４、１５内の第１、第２の
金属材料３６、３７を加熱し、Ｇａを主成分とする分子
線と、Ｍｎを主成分とするとをバッファ層２２表面に向
けて照射するとともに、酸素ガス導入ノズル１２から酸
素ガスを吹き付けて酸素のドーピングを行い、図２(ｂ)
に示すように、バッファ層２２表面にＧａＮ：Ｍｎの薄
膜から成るIII−Ｖ族希薄磁性半導体２３を形成した。
【００２３】このIII−Ｖ族希薄磁性半導体２３中で
は、添加された酸素はキャリアとして電子を放出するた
め、酸素はｎ型のドーパントになる。
は、添加された酸素はキャリアとして電子を放出するた
め、酸素はｎ型のドーパントになる。
【００２４】比較例とし、上記III−Ｖ族希薄磁性半導
体２３とは別に、第２の蒸発源１５からはＭｎ蒸気を発
生させず、第１の蒸発源１４の温度を９００℃としてＧ
ａ蒸気を発生させ、アンモニアガスの流量を５ｓｃｃｍ
に設定し、酸素を添加しながらＧａＮ膜を成長させた場
合の、ＧａＮ膜中の酸素流量とキャリア濃度の関係を測
定した。図３は、その関係を示すグラフである。
体２３とは別に、第２の蒸発源１５からはＭｎ蒸気を発
生させず、第１の蒸発源１４の温度を９００℃としてＧ
ａ蒸気を発生させ、アンモニアガスの流量を５ｓｃｃｍ
に設定し、酸素を添加しながらＧａＮ膜を成長させた場
合の、ＧａＮ膜中の酸素流量とキャリア濃度の関係を測
定した。図３は、その関係を示すグラフである。
【００２５】図３から分かるように、酸素流量の増加と
ともに電子濃度が増加している。この電子濃度は、ＳＩ
ＭＳ(Secondary Ion Mass Spectroscopy)を用いて測定
した酸素濃度とほぼ一致した。
ともに電子濃度が増加している。この電子濃度は、ＳＩ
ＭＳ(Secondary Ion Mass Spectroscopy)を用いて測定
した酸素濃度とほぼ一致した。
【００２６】また、第１の蒸発源１４の温度９００℃と
し、アンモニアガスの流量を５ｓｃｃｍに設定し、第２
の蒸発源１５の温度を４７５〜６３０℃で変化させＭｎ
濃度０．５, ３, ７, １５ａｔ％のＧａＮ：Ｍｎ膜から
成る本発明のIII−Ｖ族希薄磁性半導体２３をバッファ
層２２上に形成した。このIII−Ｖ族希薄磁性半導体２
３について酸素濃度とキャリア濃度の関係を測定した。
し、アンモニアガスの流量を５ｓｃｃｍに設定し、第２
の蒸発源１５の温度を４７５〜６３０℃で変化させＭｎ
濃度０．５, ３, ７, １５ａｔ％のＧａＮ：Ｍｎ膜から
成る本発明のIII−Ｖ族希薄磁性半導体２３をバッファ
層２２上に形成した。このIII−Ｖ族希薄磁性半導体２
３について酸素濃度とキャリア濃度の関係を測定した。
【００２７】図４はその関係を示すグラフである。この
膜中のＭｎ濃度はＥＰＭＡ(Electron Probe Micro Ana
lyzer)で測定し、酸素濃度はＳＩＭＳ(Secondary Ion M
assSpectroscopy)によって測定した。
膜中のＭｎ濃度はＥＰＭＡ(Electron Probe Micro Ana
lyzer)で測定し、酸素濃度はＳＩＭＳ(Secondary Ion M
assSpectroscopy)によって測定した。
【００２８】０．５〜１５ａｔ％の各Ｍｎ濃度の希薄磁
性半導体薄膜でも、酸素濃度が低いときは高抵抗膜で導
電型の判定は困難であるが、酸素濃度の増加とともにｐ
型を示すようになり、さらに酸素濃度を増加させると再
びｎ型になった。これは酸素ドーピングによる電子濃度
の増加とともに、Ｍｎアクセプター準位が浅くなり、ホ
ール濃度が増加するためと考えられる。このことから、
Ｍｎとともに酸素を添加するとｐ型のＧａＮ：Ｍｎ膜が
得られることが明らかになった。
性半導体薄膜でも、酸素濃度が低いときは高抵抗膜で導
電型の判定は困難であるが、酸素濃度の増加とともにｐ
型を示すようになり、さらに酸素濃度を増加させると再
びｎ型になった。これは酸素ドーピングによる電子濃度
の増加とともに、Ｍｎアクセプター準位が浅くなり、ホ
ール濃度が増加するためと考えられる。このことから、
Ｍｎとともに酸素を添加するとｐ型のＧａＮ：Ｍｎ膜が
得られることが明らかになった。
【００２９】ＧａＮ：Ｍｎ膜の導電型がｐ型を示すＭｎ
濃度を求めるため、第１の蒸発源１４の温度を８５０〜
９５０℃の範囲、第２の蒸発源１５の温度を４７５〜６
３０℃の範囲、アンモニアガスの流量を５〜１００ｓｃ
ｃｍの範囲、酸素ガスの流量を０．００１〜０．２ｓｃ
ｃｍの範囲で変化させて、膜厚０．１〜１μｍの酸素ド
ープＧａＮ：Ｍｎ膜を成長させた。
濃度を求めるため、第１の蒸発源１４の温度を８５０〜
９５０℃の範囲、第２の蒸発源１５の温度を４７５〜６
３０℃の範囲、アンモニアガスの流量を５〜１００ｓｃ
ｃｍの範囲、酸素ガスの流量を０．００１〜０．２ｓｃ
ｃｍの範囲で変化させて、膜厚０．１〜１μｍの酸素ド
ープＧａＮ：Ｍｎ膜を成長させた。
【００３０】図５のグラフにキャリヤ濃度とＭｎ濃度の
関係を示す。符号Ｌで示す斜線部分の領域がｐ型を示す
領域である。このとき、アンモニアガス流量依存性は観
察されなかった。
関係を示す。符号Ｌで示す斜線部分の領域がｐ型を示す
領域である。このとき、アンモニアガス流量依存性は観
察されなかった。
【００３１】次に、得られたｐ型のＧａＮ：Ｍｎ膜に対
し、室温でＳＱＵＩＤを用いて磁気測定を行ったとこ
ろ、すべて強磁性を示した。図６のグラフの符号Ａは、
Ｍｎ濃度７％の試料のＭ−Ｈ曲線であり、符号Ｂは、
０.５％の試料のＭ−Ｈ曲線である。
し、室温でＳＱＵＩＤを用いて磁気測定を行ったとこ
ろ、すべて強磁性を示した。図６のグラフの符号Ａは、
Ｍｎ濃度７％の試料のＭ−Ｈ曲線であり、符号Ｂは、
０.５％の試料のＭ−Ｈ曲線である。
【００３２】次に、本発明の第二の実施例について説明
する。この第二の実施例では、ＲＦ励起の窒素プラズマ
を窒素源とした分子線エピタキシー(ＭＢＥ)法によって
下記のようにＧａＮ：Ｍｎ膜を作製する。
する。この第二の実施例では、ＲＦ励起の窒素プラズマ
を窒素源とした分子線エピタキシー(ＭＢＥ)法によって
下記のようにＧａＮ：Ｍｎ膜を作製する。
【００３３】図７の符号４０は、第二の実施例に用いる
成膜装置(ＭＢＥ装置)を示している。この成膜装置４０
は真空槽４１を有しており、その底壁側には、第１、第
２の蒸発源４４、４５が配置されており、壁面には、Ｒ
Ｆプラズマ源４３と、酸素ガス導入ノズル４２とが配置
されている。
成膜装置(ＭＢＥ装置)を示している。この成膜装置４０
は真空槽４１を有しており、その底壁側には、第１、第
２の蒸発源４４、４５が配置されており、壁面には、Ｒ
Ｆプラズマ源４３と、酸素ガス導入ノズル４２とが配置
されている。
【００３４】第１、第２の蒸発源４４、４５内には、そ
れぞれＧａを主成分とする第１の金属材料６６と、Ｍｎ
を主成分とする第２の金属材料６７が配置されている。
れぞれＧａを主成分とする第１の金属材料６６と、Ｍｎ
を主成分とする第２の金属材料６７が配置されている。
【００３５】真空槽４１の天井側には、ヒータ４７が配
置されており、そのヒータ４７の近傍には、成膜対象で
あるサファイアから成る基板５１が、成膜面を底壁側に
向けて配置されている。
置されており、そのヒータ４７の近傍には、成膜対象で
あるサファイアから成る基板５１が、成膜面を底壁側に
向けて配置されている。
【００３６】その状態でヒータ４７に通電して発熱さ
せ、基板５１を９５０℃に加熱して清浄化した後、５０
０℃まで降温させ、ＲＦプラズマ源４３から窒素プラズ
マを噴出させるとともに、第１の蒸発源４４内の第１の
金属材料６６を加熱し、Ｇａを主成分とする金属分子線
（Ｇａを主成分とする金属材料６６の蒸気）を発生さ
せ、基板５１の表面にＧａＮ層を成膜し、次いで、６０
０℃で１５分加熱し、単結晶化し、図８(ａ)に示すよう
に、基板５１上にバッファ層５２を形成した。
せ、基板５１を９５０℃に加熱して清浄化した後、５０
０℃まで降温させ、ＲＦプラズマ源４３から窒素プラズ
マを噴出させるとともに、第１の蒸発源４４内の第１の
金属材料６６を加熱し、Ｇａを主成分とする金属分子線
（Ｇａを主成分とする金属材料６６の蒸気）を発生さ
せ、基板５１の表面にＧａＮ層を成膜し、次いで、６０
０℃で１５分加熱し、単結晶化し、図８(ａ)に示すよう
に、基板５１上にバッファ層５２を形成した。
【００３７】成膜条件は、窒素ガス流量が０．５〜３ｓ
ｃｃｍ、ＲＦプラズマ源４３への投入電力が３５０Ｗ、
第１の蒸発源４４の温度が８５０〜９５０℃の範囲であ
った。形成されたバッファ層の厚さは０．１〜１μｍで
あった。
ｃｃｍ、ＲＦプラズマ源４３への投入電力が３５０Ｗ、
第１の蒸発源４４の温度が８５０〜９５０℃の範囲であ
った。形成されたバッファ層の厚さは０．１〜１μｍで
あった。
【００３８】その後、基板５１を６２０℃に昇温させ、
ＲＦプラズマ源４３によってバッファ層５２表面に窒素
プラズマを照射するとともに、第１、第２の蒸発源４
４、４５内の第１、第２の金属材料６６、６７を加熱
し、それぞれＧａを主成分とする分子線とＭｎを主成分
とする分子線とをバッファ層５２表面に向けて照射する
と共に、酸素ガス導入ノズル４２から酸素ガスを吹き付
け、バッファ層５２表面に、酸素がドープされたＧａ
Ｎ：Ｍｎ薄膜からなるIII−Ｖ族希薄磁性半導体５３を
形成した。
ＲＦプラズマ源４３によってバッファ層５２表面に窒素
プラズマを照射するとともに、第１、第２の蒸発源４
４、４５内の第１、第２の金属材料６６、６７を加熱
し、それぞれＧａを主成分とする分子線とＭｎを主成分
とする分子線とをバッファ層５２表面に向けて照射する
と共に、酸素ガス導入ノズル４２から酸素ガスを吹き付
け、バッファ層５２表面に、酸素がドープされたＧａ
Ｎ：Ｍｎ薄膜からなるIII−Ｖ族希薄磁性半導体５３を
形成した。
【００３９】上記成膜装置４０により、窒素ガス流量を
３ｓｃｃｍとし、ＲＦプラズマ源４３への投入電力３５
０Ｗとし、第１の蒸発源の温度９００℃とし、第２の蒸
発源の温度を４７５〜６３０℃の範囲で変化させて第二
の実施例の希薄磁性半導体膜５３(ＧａＮ：Ｍｎ膜)を成
長させた。そのIII−Ｖ族希薄磁性半導体５３につい
て、キャリヤ濃度と酸素流量との関係を測定した。
３ｓｃｃｍとし、ＲＦプラズマ源４３への投入電力３５
０Ｗとし、第１の蒸発源の温度９００℃とし、第２の蒸
発源の温度を４７５〜６３０℃の範囲で変化させて第二
の実施例の希薄磁性半導体膜５３(ＧａＮ：Ｍｎ膜)を成
長させた。そのIII−Ｖ族希薄磁性半導体５３につい
て、キャリヤ濃度と酸素流量との関係を測定した。
【００４０】Ｍｎ濃度０．５, ５, １０, １５ａｔ％の
４種類のＧａＮ：Ｍｎ薄膜から成る希薄磁性半導体膜II
I−Ｖ族希薄磁性半導体５３を測定対象とした。測定結
果を図９のグラフに示す。
４種類のＧａＮ：Ｍｎ薄膜から成る希薄磁性半導体膜II
I−Ｖ族希薄磁性半導体５３を測定対象とした。測定結
果を図９のグラフに示す。
【００４１】膜中のＭｎ濃度はＥＰＭＡ(Electron Prob
e Micro Analyzer)で測定した値であり、酸素濃度はＳ
ＩＭＳ(Secondary Ion Mass Spectroscopy)で測定した
値である。
e Micro Analyzer)で測定した値であり、酸素濃度はＳ
ＩＭＳ(Secondary Ion Mass Spectroscopy)で測定した
値である。
【００４２】酸素濃度が低いときは高抵抗膜であり、導
電型の判定は困難であるが、各Ｍｎ濃度のIII−Ｖ族希
薄磁性半導体５３において、酸素濃度の増加とともにｐ
型を示すようになり、さらに酸素濃度を増加させると再
びｎ型になっている。
電型の判定は困難であるが、各Ｍｎ濃度のIII−Ｖ族希
薄磁性半導体５３において、酸素濃度の増加とともにｐ
型を示すようになり、さらに酸素濃度を増加させると再
びｎ型になっている。
【００４３】そこで、第１の蒸発源の温度を８５０〜９
５０℃にし、第２の蒸発源の温度を４７５〜６３０℃に
し、窒素ガスの流量０．５〜３ｓｃｃｍにし、ＲＦプラ
ズマ源４３への投入電力を３５０Ｗにし、酸素ガスの流
量を０．００１〜０．２ｓｃｃｍにして膜厚０．１〜１
μｍの酸素がドープされたＧａＮ：Ｍｎ膜から成るIII
−Ｖ族希薄磁性半導体５３を各種形成し、ｐ型領域とな
る範囲を調べた。
５０℃にし、第２の蒸発源の温度を４７５〜６３０℃に
し、窒素ガスの流量０．５〜３ｓｃｃｍにし、ＲＦプラ
ズマ源４３への投入電力を３５０Ｗにし、酸素ガスの流
量を０．００１〜０．２ｓｃｃｍにして膜厚０．１〜１
μｍの酸素がドープされたＧａＮ：Ｍｎ膜から成るIII
−Ｖ族希薄磁性半導体５３を各種形成し、ｐ型領域とな
る範囲を調べた。
【００４４】図１０のグラフにＭｎ濃度とキャリヤ濃度
の関係を示す。符号Ｍで示す斜線部分の領域がｐ型を示
す領域である。このとき、ＲＦプラズマ源４３に導入し
た窒素ガスの流量には依存しなかった。
の関係を示す。符号Ｍで示す斜線部分の領域がｐ型を示
す領域である。このとき、ＲＦプラズマ源４３に導入し
た窒素ガスの流量には依存しなかった。
【００４５】上記のｐ型を示すＧａＮ：Ｍｎ膜について
室温でＳＱＵＩＤを用いて磁気測定を行ったところ強磁
性を示した。
室温でＳＱＵＩＤを用いて磁気測定を行ったところ強磁
性を示した。
【００４６】次に、本発明の第三の実施例を説明する。
この第三の実施例では、ＲＦ励起の窒素プラズマを窒素
源とした分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法を用い、下記
のようにＧａＮ：Ｍｎ膜を作製する。
この第三の実施例では、ＲＦ励起の窒素プラズマを窒素
源とした分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法を用い、下記
のようにＧａＮ：Ｍｎ膜を作製する。
【００４７】図１１の符号７０は、第三の実施例に用い
る成膜装置(ＭＢＥ装置)を示している。
る成膜装置(ＭＢＥ装置)を示している。
【００４８】この成膜装置７０は真空槽７１を有してお
り、その底壁側には、ＲＦプラズマ源７２と、第１、第
２、第３の蒸発源７３、７４，７５とが配置されてい
る。
り、その底壁側には、ＲＦプラズマ源７２と、第１、第
２、第３の蒸発源７３、７４，７５とが配置されてい
る。
【００４９】第１の蒸発源７３内には、Ｇａを主成分と
する第１の金属材料７７が配置されており、第２の蒸発
源７４内には、Ｍｎを主成分とする第２の金属材料７８
が配置されており、第３の蒸発源７５内には、シリコン
７９が配置されている。
する第１の金属材料７７が配置されており、第２の蒸発
源７４内には、Ｍｎを主成分とする第２の金属材料７８
が配置されており、第３の蒸発源７５内には、シリコン
７９が配置されている。
【００５０】真空槽７１の天井側には、ヒータ７７が配
置されており、まず、成膜対象であるサファイアから成
る基板８１を、真空槽７１の底壁側に向けてヒータ７７
近傍に配置し、その状態で、ヒータ７７に通電して発熱
させ、基板８１を９５０℃に加熱して清浄化した後、５
００℃まで降温させてＲＦプラズマ源７２から窒索プラ
ズマを噴出させるとともに、第１の蒸発源７３内の第１
の金属材料７７を加熱し、Ｇａを主成分とする金属分子
線（Ｇａを主成分とする金属材料７７の蒸気）を発生さ
せて基板８１表面に、ＧａＮ層を成膜し、次いで、この
ＧａＮ層を６００℃で１５分加熱し、単結晶化して図１
２(ａ)に示すように、バッファ層８２を形成した。
置されており、まず、成膜対象であるサファイアから成
る基板８１を、真空槽７１の底壁側に向けてヒータ７７
近傍に配置し、その状態で、ヒータ７７に通電して発熱
させ、基板８１を９５０℃に加熱して清浄化した後、５
００℃まで降温させてＲＦプラズマ源７２から窒索プラ
ズマを噴出させるとともに、第１の蒸発源７３内の第１
の金属材料７７を加熱し、Ｇａを主成分とする金属分子
線（Ｇａを主成分とする金属材料７７の蒸気）を発生さ
せて基板８１表面に、ＧａＮ層を成膜し、次いで、この
ＧａＮ層を６００℃で１５分加熱し、単結晶化して図１
２(ａ)に示すように、バッファ層８２を形成した。
【００５１】成膜条件は、窒素ガスの流量０．５〜３ｓ
ｃｃｍ、ＲＦプラズマ源７２の投入電力３５０Ｗ、第１
の蒸発源７７の温度８５０〜９５０℃の範囲であった。
形成したバッファ層の厚さは０．１〜１μｍであった。
ｃｃｍ、ＲＦプラズマ源７２の投入電力３５０Ｗ、第１
の蒸発源７７の温度８５０〜９５０℃の範囲であった。
形成したバッファ層の厚さは０．１〜１μｍであった。
【００５２】次いで、サファイア基板８１を６２０℃に
昇温させ、ＲＦプラズマ源７２によってバッファ層８２
表面に窒索プラズマを照射するとともに、第１、第２、
第３の蒸発源７３、７４、７５内の第１、第２、第３の
金属材料７７、７８、７９を加熱し、それぞれＧａを主
成分とする分子線と、Ｍｎを主成分とする分子線と、シ
リコンの分子線とをバッファ層８２表面に向けて照射
し、バッファ層８２表面にシリコンが添加されたＧａ
Ｎ：Ｍｎ薄膜から成るIII−Ｖ族希薄磁性半導体８３を
形成した。
昇温させ、ＲＦプラズマ源７２によってバッファ層８２
表面に窒索プラズマを照射するとともに、第１、第２、
第３の蒸発源７３、７４、７５内の第１、第２、第３の
金属材料７７、７８、７９を加熱し、それぞれＧａを主
成分とする分子線と、Ｍｎを主成分とする分子線と、シ
リコンの分子線とをバッファ層８２表面に向けて照射
し、バッファ層８２表面にシリコンが添加されたＧａ
Ｎ：Ｍｎ薄膜から成るIII−Ｖ族希薄磁性半導体８３を
形成した。
【００５３】上記III−Ｖ族希薄磁性半導体２３とは別
に、第２の蒸発源１５からはＭｎ蒸気を発生させず、窒
素ガス流量を３ｓｃｃｍとし、ＲＦプラズマ源７２への
投入電力を３５０Ｗとし、第１の蒸発源７７の温度を９
００℃とし、第３の蒸発源７９の温度を１１００〜１２
００℃の範囲で変化させて成長させたＧａＮ膜中の電子
濃度を図１３のグラフに示す。
に、第２の蒸発源１５からはＭｎ蒸気を発生させず、窒
素ガス流量を３ｓｃｃｍとし、ＲＦプラズマ源７２への
投入電力を３５０Ｗとし、第１の蒸発源７７の温度を９
００℃とし、第３の蒸発源７９の温度を１１００〜１２
００℃の範囲で変化させて成長させたＧａＮ膜中の電子
濃度を図１３のグラフに示す。
【００５４】シリコンの添加によりｎ型キャリヤである
電子濃度が増加することがわかる。また、電子濃度は、
ＳＩＭＳ(Secondary Ion Mass Spectroscopy)により測
定したシリコン濃度とほぼ一致していた。
電子濃度が増加することがわかる。また、電子濃度は、
ＳＩＭＳ(Secondary Ion Mass Spectroscopy)により測
定したシリコン濃度とほぼ一致していた。
【００５５】次に、窒素ガス流量を３ｓｃｃｍとし、Ｒ
Ｆプラズマ源投入電力３５０Ｗとし、第１の蒸発源７７
の温度を９００℃とし、第２の蒸発源７８の温度を４７
５〜６３０℃の範囲で変化させ、第３の蒸発源７９の温
度１１００〜１２００℃の範囲で変化させて成長させ、
バッファ層８２上に希薄磁性半導体薄膜III−Ｖ族希薄
磁性半導体８３(ＧａＮ：Ｍｎ膜)を形成した。このIII
−Ｖ族希薄磁性半導体８３のシリコン濃度とキャリヤ濃
度の関係を図１４に示す。ここでは、Ｍｎ濃度、０．
５, ５, １０, １５ａｔ％の４種類のＧａＮ：Ｍｎ膜か
ら成るIII−Ｖ族希薄磁性半導体８３を測定対象とし
た。
Ｆプラズマ源投入電力３５０Ｗとし、第１の蒸発源７７
の温度を９００℃とし、第２の蒸発源７８の温度を４７
５〜６３０℃の範囲で変化させ、第３の蒸発源７９の温
度１１００〜１２００℃の範囲で変化させて成長させ、
バッファ層８２上に希薄磁性半導体薄膜III−Ｖ族希薄
磁性半導体８３(ＧａＮ：Ｍｎ膜)を形成した。このIII
−Ｖ族希薄磁性半導体８３のシリコン濃度とキャリヤ濃
度の関係を図１４に示す。ここでは、Ｍｎ濃度、０．
５, ５, １０, １５ａｔ％の４種類のＧａＮ：Ｍｎ膜か
ら成るIII−Ｖ族希薄磁性半導体８３を測定対象とし
た。
【００５６】膜中のＭｎ濃度はＥＰＭＡ(Electron Prob
e Micro Analyzer)で測定した値であり、シリコン濃度
はＳＩＭＳ(Secondary Ion Mass Spectroscopy)によっ
て測定した値である。
e Micro Analyzer)で測定した値であり、シリコン濃度
はＳＩＭＳ(Secondary Ion Mass Spectroscopy)によっ
て測定した値である。
【００５７】各Ｍｎ濃度のIII−Ｖ族希薄磁性半導体８
３において、シリコン添加量が少ないときには高抵抗膜
であって導電型の判定は困難であるが、添加量の増加と
ともにｐ型を示すようになった。
３において、シリコン添加量が少ないときには高抵抗膜
であって導電型の判定は困難であるが、添加量の増加と
ともにｐ型を示すようになった。
【００５８】そこで、ＲＦプラズマ源投入電力３５０Ｗ
に設定し、第１の蒸発源７３の温度を８５０〜９５０℃
の範囲、第２の蒸発源７４の温度を４７５〜６３０℃の
範囲、第３の蒸発源７５の温度を１１００〜１２００℃
の範囲、窒索ガスの流量を０．５〜３ｓｃｃｍの範囲で
変化させ、膜厚０．１〜１μｍのシリコンドープＧａ
Ｎ：Ｍｎ膜から成るIII−Ｖ族希薄磁性半導体８３をバ
ッファ層８２上に成長させ、ｐ型領域となる範囲を調べ
た。
に設定し、第１の蒸発源７３の温度を８５０〜９５０℃
の範囲、第２の蒸発源７４の温度を４７５〜６３０℃の
範囲、第３の蒸発源７５の温度を１１００〜１２００℃
の範囲、窒索ガスの流量を０．５〜３ｓｃｃｍの範囲で
変化させ、膜厚０．１〜１μｍのシリコンドープＧａ
Ｎ：Ｍｎ膜から成るIII−Ｖ族希薄磁性半導体８３をバ
ッファ層８２上に成長させ、ｐ型領域となる範囲を調べ
た。
【００５９】図１５のグラフに、Ｍｎ濃度とキャリヤ濃
度の関係を示す。符号Ｎで示す斜線部分の領域がｐ型を
示す領域である。このとき、ＲＦプラズマ源７２に導入
する窒素ガスの流量には依存しなかった。
度の関係を示す。符号Ｎで示す斜線部分の領域がｐ型を
示す領域である。このとき、ＲＦプラズマ源７２に導入
する窒素ガスの流量には依存しなかった。
【００６０】次に、ｐ型を示すＧａＮ：Ｍｎ膜について
室温ＳＱＵＩＤを用いてこれらの膜の磁気測定を行った
ところ強磁性を示した。
室温ＳＱＵＩＤを用いてこれらの膜の磁気測定を行った
ところ強磁性を示した。
【００６１】以上は、サファイアを基板として用いた例
を示したが、ＳｉＣ, ＧａＮ, Ｓｉ, ＧａＡｓ等を基板
として用いてもよい。
を示したが、ＳｉＣ, ＧａＮ, Ｓｉ, ＧａＡｓ等を基板
として用いてもよい。
【００６２】また、上記実施例ではアンモニアガスを使
用したが、アンモニアガスに替えヒドラジンガスを使用
してもよい。
用したが、アンモニアガスに替えヒドラジンガスを使用
してもよい。
【００６３】実施例１〜３では、ＭＢＥによってＧａ
Ｎ：Ｍｎ薄膜を作成したが、有機金属気相成長法（ＭＯ
ＣＶＤ）によって形成してもよい。
Ｎ：Ｍｎ薄膜を作成したが、有機金属気相成長法（ＭＯ
ＣＶＤ）によって形成してもよい。
【００６４】また、実施例１〜３では薄膜結晶を作成し
たが、チョクラルスキー法などにより希薄磁性半導体の
バルク単結晶を作成する場合にも本方法は有効である。
たが、チョクラルスキー法などにより希薄磁性半導体の
バルク単結晶を作成する場合にも本方法は有効である。
【００６５】以上のようにして形成された本発明の希薄
磁性半導体は、所望のタイプの電子デバイス、光電子デ
バイス、アイソレーター、磁気ランダムアクセスメモリ
(ＭＲＡＭ)などに組み込むことができる。
磁性半導体は、所望のタイプの電子デバイス、光電子デ
バイス、アイソレーター、磁気ランダムアクセスメモリ
(ＭＲＡＭ)などに組み込むことができる。
【００６６】得られた希薄磁性半導体薄膜は実用的なキ
ャリア濃度を持つｐ型を示すため、強磁性膜としてでは
なく、パイポーラトランジスタ、発光ダイオード、レー
ザ等のｐ型層として用いることも十分可能である。
ャリア濃度を持つｐ型を示すため、強磁性膜としてでは
なく、パイポーラトランジスタ、発光ダイオード、レー
ザ等のｐ型層として用いることも十分可能である。
【００６７】
【発明の効果】本発明によれば、既存の希薄磁性半導体
薄膜では不可能であった室温強磁性を持ち、室温におい
て動作する希薄磁性半導体薄膜を構成要素とするデバイ
スの作製が可能になる。特に、ＭＢＥを使用し、本発明
の半導体材料を成長させた場合は、成長後の加熱処理な
どを行わなくても室温において強磁性を発現する希薄磁
性半導体薄膜が得られる。
薄膜では不可能であった室温強磁性を持ち、室温におい
て動作する希薄磁性半導体薄膜を構成要素とするデバイ
スの作製が可能になる。特に、ＭＢＥを使用し、本発明
の半導体材料を成長させた場合は、成長後の加熱処理な
どを行わなくても室温において強磁性を発現する希薄磁
性半導体薄膜が得られる。
【図１】本発明の第一の実施例のIII−Ｖ族希薄磁性半
導体の形成に用いた成膜装置
導体の形成に用いた成膜装置
【図２】(ａ)、(ｂ)：第一の実施例のIII−Ｖ族希薄磁
性半導体の製造工程
性半導体の製造工程
【図３】マンガンを含有しない比較例のIII−Ｖ族希薄
磁性半導体の酸素流量とキャリア濃度の関係を示すグラ
フ
磁性半導体の酸素流量とキャリア濃度の関係を示すグラ
フ
【図４】第一の実施例のIII−Ｖ族希薄磁性半導体の酸
素流量とキャリア濃度の関係を示すグラフ
素流量とキャリア濃度の関係を示すグラフ
【図５】第一の実施例のIII−Ｖ族希薄磁性半導体のＭ
ｎ濃度とキャリヤ濃度の関係を示すグラフ
ｎ濃度とキャリヤ濃度の関係を示すグラフ
【図６】そのIII−Ｖ族希薄磁性半導体のＳＱＵＩＤに
よる磁気測定結果
よる磁気測定結果
【図７】本発明の第二の実施例のIII−Ｖ族希薄磁性半
導体の形成に用いた成膜装置
導体の形成に用いた成膜装置
【図８】(ａ)、(ｂ)：第二の実施例のIII−Ｖ族希薄磁
性半導体の製造工程
性半導体の製造工程
【図９】第二の実施例のIII−Ｖ族希薄磁性半導体の酸
素流量とキャリア濃度の関係を示すグラフ
素流量とキャリア濃度の関係を示すグラフ
【図１０】第二の実施例のIII−Ｖ族希薄磁性半導体の
マンガン濃度とキャリア濃度の関係を示すグラフ
マンガン濃度とキャリア濃度の関係を示すグラフ
【図１１】本発明の第三の実施例のIII−Ｖ族希薄磁性
半導体の形成に用いた成膜装置
半導体の形成に用いた成膜装置
【図１２】(ａ)、(ｂ)：第三の実施例のIII−Ｖ族希薄
磁性半導体の製造工程
磁性半導体の製造工程
【図１３】第三の実施例のIII−Ｖ族希薄磁性半導体の
シリコンソースの温度と電子濃度の関係を示すグラフ
シリコンソースの温度と電子濃度の関係を示すグラフ
【図１４】第三の実施例のIII−Ｖ族希薄磁性半導体の
シリコン濃度とキャリア濃度の関係を示すグラフ
シリコン濃度とキャリア濃度の関係を示すグラフ
【図１５】第三の実施例のマンガン濃度とキャリヤ濃度
の関係を示すグラフ
の関係を示すグラフ
２３、５３、８３……III−Ｖ族希薄磁性半導体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BE15 DA05 EB01 EF03
HA03 HA06 HA20 SC02 SC08
5E049 AA10
5F041 AA14 CA40 CA54 CA57 CA66
CA77
5F073 CA01 DA06 DA11 EA29
Claims (3)
- 【請求項１】III族元素としてガリウムを主成分とし、
Ｖ族元素として窒素を主成分とするIII−Ｖ族半導体材
料であって、 マンガンを０．５ａｔ％以上１５ａｔ％以下の範囲で含
有し、 酸素原子を１×１０18個ｃｍ-3以上３×１０20個ｃｍ-3
以下の濃度範囲で含有するIII−Ｖ族半導体材料。 - 【請求項２】III族元素としてガリウムを主成分とし、
Ｖ族元素として窒素を主成分とするIII−Ｖ族半導体材
料であって、 マンガンを０．５ａｔ％以上１５ａｔ％以下の範囲で含
有し、 シリコン原子を１×１０18個ｃｍ-3以上９×１０19個ｃ
ｍ-3以下の濃度範囲で含有するIII−Ｖ族半導体材料。 - 【請求項３】III族元素としてガリウムを主成分とし、
Ｖ族元素として窒素を主成分とするIII−Ｖ族半導体材
料であって、 マンガンを０．５ａｔ％以上１５ａｔ％以下の範囲で含
有し、 酸素原子とシリコン原子を、合計の量が、１×１０18個
ｃｍ-3以上３×１０20個ｃｍ-3以下の濃度範囲で含有す
るIII−Ｖ族半導体材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001329166A JP2003137698A (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | Ｉｉｉ−ｖ族半導体材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001329166A JP2003137698A (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | Ｉｉｉ−ｖ族半導体材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003137698A true JP2003137698A (ja) | 2003-05-14 |
Family
ID=19145108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001329166A Pending JP2003137698A (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | Ｉｉｉ−ｖ族半導体材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003137698A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005154254A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-06-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｉｉｉ族窒化物結晶およびその製造方法、ならびにｉｉｉ族窒化物結晶の製造装置 |
| US7063986B2 (en) | 2002-09-04 | 2006-06-20 | Korea Institute Of Science And Technology | Room temperature ferromagnetic semiconductor grown by plasma enhanced molecular beam epitaxy and ferromagnetic semiconductor based device |
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| US7790585B2 (en) | 2004-09-10 | 2010-09-07 | Osaka University | Antiferromagnetic half-metallic semiconductor and manufacturing method therefor |
-
2001
- 2001-10-26 JP JP2001329166A patent/JP2003137698A/ja active Pending
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| JP4647654B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2011-03-09 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 磁性半導体材料 |
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