JP2005179167A - 薄膜形成用基板、薄膜基板及び発光素子 - Google Patents

薄膜形成用基板、薄膜基板及び発光素子 Download PDF

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Abstract

【課題】 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする高品質の単結晶薄膜を得、該単結晶薄膜が形成された薄膜基板を実現し、さらに発光効率に優れた発光素子を実現する。
【解決手段】 基板としてセラミック材料を主成分とする焼結体、特に光透過性の焼結体を用いることでその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性の高い単結晶薄膜が形成できる。また、結晶性の高い単結晶薄膜が形成された薄膜基板を提供できる。このようなセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで発光効率に優れた発光素子を提供できる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、セラミック材料を主成分とする焼結体からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を形成するための基板及び該薄膜が形成されている薄膜基板、該基板を用いて作製される発光素子に関する。
近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）あるいはレーザーダイオード（ＬＤ）などさまざまな発光半導体素子がディスプレイ、照明装置、光通信、記憶装置用などの光源に用いられるようになった。このような発光半導体素子の中で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし、該成分をドーピングによりＰ及びＮ型半導体化したIII−Ｖ族窒化物単結晶薄膜層及び量子井戸構造などの発光層の少なくとも３層以上からなるIII−Ｖ族窒化物薄膜を例えばサファイアなどの基板上に主にエピタキシャル成長させた緑青色〜青色〜青紫色〜紫外線を発光する素子が開発されて来ている。上記の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなり少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子（以下本発明において特に断らない限り単に“発光素子”という）は信号機、液晶用バックライト、白熱電球や蛍光灯に代わる一般照明用などの光源や、高容量光ディスク装置のレーザー光源などに使用されている。用途によって発光素子からの光をそのまま使用するか、蛍光体を用いて相互作用により白色光に変換して用いられる。該発光素子は通常上記各窒化物あるいは各窒化物混晶のＰ型半導体及びＮ型半導体と発光層とから形成された二端子素子（ダイオード）構造で直流電力を印加することで駆動する。
このような発光素子を高出力レーザーの光源として用いたり、一般照明の光源として用いるなど発光素子の高出力化が始まっている。発光素子をこのような用途に用いようとするとき発光素子を形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を主体とする薄膜を形成するための基板が問題となってきている。すなわち従来から用いられているサファイア基板は単結晶ではあっても発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムとは結晶構造や熱膨張率などが異なりそのためサファイア基板の上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が良好な結晶性を有するものになりにくく、ようやく近年の研究で高い結晶性の単結晶薄膜として形成できるようになった。しかしながらたとえ高い結晶性の単結晶薄膜であってもサファイア基板と該薄膜との間の結晶格子不整合性や熱膨張率の違いによって該薄膜中には結晶転位やひずみが生じ易いのでこのような薄膜を用いて製造される発光素子は製造歩留まりが低下に結びつき易く、発光素子の発光効率向上あるいはレーザー発振の高出力化や長寿命化などの特性向上の達成も困難である。また、サファイア基板は単結晶であるので製造コストも高くその上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が広範な用途に使用できにくいという問題もある。
また一方では本発明による発光素子あるいは従来からのレーザーダイオード及び発光ダイオードからの光を所望の強さ、距離、位置に導くための光導波路も従来からさまざまなものが提案されてきている。通常ＬｉＮｂＯ３、シリコンなどの結晶基板、あるいは石英ガラスなどのガラス基板に高屈折率部を形成することで得られる。従来からの光導波路は青色光、紫外線などの波長の短い光に対する透過性が低かったり、基板の電気絶縁性が小さいために光導波路が形成されている基板上に電気回路を同時に形成しにくかったり、あるいは基板の熱伝導率が低いために光導波路が形成されている基板上に高出力の発光素子を同時に搭載できにくい、などの問題がある。
上記のように従来からのサファイア基板を用いその上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は近年比較的高い結晶性の単結晶薄膜として形成できるようになってきた。しかしながらサファイア基板を用いその上に形成される薄膜により構成される発光素子の発光効率は低く通常２％〜８％程度であり素子を駆動させるために加えられる電力の９２％〜９８％が光に変換されず例えば熱などとなって無駄に消費されており本来のIII−Ｖ族窒化物半導体の有する発光特性が十分に発現されていない。その原因は発光素子を構成する薄膜がサファイア基板上にたとえ高い結晶性の単結晶薄膜として形成できたとしてもサファイア基板と該薄膜との間の結晶格子不整合性や熱膨張率の違いによって該薄膜中には結晶転位やひずみが生じ易く、さらにサファイア基板は薄膜状の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムと比べても屈折率が小さく、また透明で均質なバルク単結晶であるため発光素子から発した光の多くはサファイア基板と上記薄膜との界面やサファイア基板の表面で反射されて発光素子内部に戻り閉じ込められ易いためであろうと思われる。
そのため窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル膜を含む薄膜を形成し発光素子を製造するための基板材料に関して従来のサファイアに代わって炭化珪素、シリコンなどを主成分とする単結晶基板材料が提案されている。炭化珪素単結晶を基板として用いる例として例えば特開平１０−２７９４７あるいは特開平１１−４０８８４などの方法が提案されている。シリコン基板としては例えば特開平１０−２１４９５９などの方法が提案されている。しかしながらこれらの基板を用いてもやはり窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜と結晶構造や格子定数が異なるなどの理由で該基板上に良好な単結晶薄膜が形成されにくい。さらに特開平９−１７２１９９には従来からの単結晶基板の持つ問題点を解決すべく単結晶基板に代わって石英ガラスなどのガラス基板、多結晶シリコンなど焼結法により作製した基板を用いる方法が提案されている。しかしながらこの方法は基板上に窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する前に酸化亜鉛や酸化水銀などのII族元素の酸化物からなる膜材料を形成しなければならないがその効果は必ずしも明確にされていない。このようなII族元素の酸化物を形成した基板を用いた場合そこに形成される窒化ガリウム系化合物半導体を構成する薄膜の結晶性は必ずしも明確でなく作製される半導体素子の発光効率などの特性に関しても明確でなく結局問題解決には至っていない。上記のように従来からのサファイアや炭化珪素などの単結晶基板に代わり窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする良質な単結晶薄膜が形成できる基板が求められているが実現できていない。また、上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする良質な単結晶薄膜を形成した薄膜基板が求められているが実現できていない。
このように従来からのサファイア基板を用いて作製される発光素子は発光効率が低く本来のIII−Ｖ族窒化物半導体の有する発光特性を十分に発現できているとは云いがたく、少なくともサファイア基板を用いて作製される発光素子の発光効率と同等以上のものが求められているが上記のようにサファイア基板に代わりその欠点を改善するために提案されてきた基板を用いて作製される発光素子もサファイア基板を用いて作製される発光素子より発光効率が向上しているとはいえず本来のIII−Ｖ族窒化物半導体の有する発光特性が十分に実現できていないという問題があった。
また、一方発光素子からの青色光、紫外線などの波長の短い光を所望の強さ、距離、位置に導くための光導波路として例えば特許第３１１９９６５に記載される方法が提案されている。この提案はシリコン、サファイアなどからなる単結晶基板に窒化アルミニウム薄膜による光導波路を形成する方法が開示されているが、青色光、紫外線などの波長の短い光の伝送性を得るために酸窒化アルミニウムやサイアロンなどからなるバッファ層を設ける必要がある。このような工夫はおそらく基板材料のシリコン、サファイアと窒化アルミニウムとの間に結晶格子不整合性や熱膨張率の違いがありその結果高い結晶性の窒化アルミニウム薄膜の形成が困難であり導波路の伝送損失が大きくなるためであろうと推測される。また、格子不整合性や熱膨張率の違い以外にもシリコン基板を用いた場合直接形成された窒化アルミニウム薄膜の屈折率がシリコンに比べて小さいため窒化アルミニウム薄膜中で光の全反射が生じないため導波路として機能しないことも大きな原因であろうと推測される。さらに、基板にシリコンを用いた場合電気絶縁性が小さくかつ誘電率が高いので直接基板上に電気回路が形成できにくく、発光素子が基板上に一体となって搭載できにくいという問題がある。また、基板にサファイアを使用する場合熱伝導率が小さいので高出力発光素子を搭載した場合放熱性に問題が生じる。
したがって、発光素子からの青色光、紫外線などの波長の短い光を透過し、素子駆動用などの電気回路が形成され、高出力発光素子が搭載可能な光導波路は満足なものが得られていないという問題があった。
本発明は上記に示したような課題を解決するためになされたものである。本発明者は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を中心に各種セラミック材料を主成分とする焼結体を検討し該セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜がクラックや剥離などがなく強固に固着した状態で直接形成できることを見出し特願２００２−３６２７８３、特願２００３−１８６１７５、特願２００３−２９４２５９等にて提案してきた。また今回上記のように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る窒化アルミニウムなどのセラミック材料を主成分とする焼結体には無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜など必ずしもエピタキシャル成長した単結晶薄膜ではない窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜であってもクラックや剥離などがなく強固に固着した状態で直接形成できることを見出した。さらにこのような各種結晶状態の薄膜をあらかじめ形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いこの基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を成長させた時クラックや剥離などがなく強固に固着した状態で形成でき、得られる該単結晶薄膜は窒化アルミニウムなどのセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成した単結晶薄膜より結晶性が優れていること、などを見出した。
また本発明において光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体にはより結晶性の優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得ることが見出された。光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体には無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜など必ずしもエピタキシャル成長した単結晶薄膜ではない窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜も形成し得る。このような各種結晶状態の薄膜をあらかじめ形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いればその上にはさらに結晶性の優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得ることが見出された。
このように本発明においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜を形成できることが見出され、またセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜を形成した薄膜基板が得られることが見出された。
上記の薄膜を形成していないセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、あるいは上記セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板を用いることで従来からのサファイア基板を用いて作製される発光素子と比較して少なくとも同等以上、最大４〜５倍以上の発光効率を有する発光素子が製造できる。さらに上記薄膜基板を用いることで伝送損失が小さくかつ紫外光の伝送が低損失で可能な光導波路が製造できることが明らかとなった。また本発明において表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体にはエピタキシャル成長した単結晶薄膜及び無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜など各種結晶状態の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成し得ることが見出された。このような表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで従来からのサファイア基板を用いて作製される発光素子と比較して少なくとも同等以上の発光効率を有する発光素子が作製し得ることも見出された。
本発明において、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜状の単結晶とセラミック材料を主成分とする焼結体とは強固に一体化し、単結晶及びセラミック材料を主成分とする焼結体のそれぞれ単独ではなし得ない相乗効果を有する薄膜基板が実現し得ることが見出された。またこのようにセラミック材料を主成分とする焼結体と一体化された薄膜状の単結晶であっても従来からのサファイアや炭化珪素などの塊状やバルク状単結晶と同等かそれに近い高い結晶性を有するものが作製できることが見出された。
本発明において、発光素子などの電子素子、あるいは回路基板などの電子部品を作製する上で従来からのサファイアや炭化珪素などの塊状やバルク状などそれ自体独立で単結晶として存在し使用される材料では実現が困難であった特性を有する基板が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた薄膜状の単結晶とセラミック材料を主成分とする焼結体とを強固に一体化し、単結晶及びセラミック材料を主成分とする焼結体のそれぞれ単独ではなし得ない相乗効果を引き出すことにより実現し得ることが見出された。
本発明者はその他に、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、窒化ガリウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体には酸化水銀などのII族元素の酸化物膜材料などを介在させなくとも窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成し得ること、特に特定の表面状態あるいは表面粗さのものを用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性の高い単結晶薄膜を形成できることを見出した。また、上記六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものはその上により結晶性のすぐれた単結晶薄膜が形成できることを見出した。
また、上記六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のなかで特定の組成を有する酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、窒化ガリウムを主成分とするものは単結晶薄膜を形成するために優れていることを見出した。また光透過性に優れたものが得られるので発光素子を作製するための基板として好ましいことを見出した。上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体としてアルミニウム成分を含むもの、及び窒化ガリウムを主成分とする焼結体は導電性でかつ光透過性を有するのでこのような酸化亜鉛を主成分とする焼結体及び窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いれば発光効率の優れた発光素子が簡易な製造工程で作製し得ることを見出した。
本発明は上記のような炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板を含み、さらに六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板も含む。
また、本発明者はこのような炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、あるいは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜があらかじめ形成された炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子を含み、該発光素子の発光効率は少なくともサファイア基板を用いて作製される発光素子と比較して少なくとも同等以上、最大３〜４倍以上のものが製造できることを見出した。
また本発明者はその他に、例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものはその上により結晶性のすぐれた単結晶薄膜が形成できることを見出した。上記の酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものはその上に結晶性のすぐれた単結晶薄膜が形成できることを見出した。また、これらの各種セラミック材料を主成分とする焼結体は比較的容易に光透過性を有するものが作製できることも見出した。
また、本発明者は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体だけでなく例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などのセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子の発光効率は少なくともサファイア基板を用いて作製される発光素子と比較して少なくとも同等以上、最大２〜３倍以上のものが製造できることを見出した。
その他にも本発明者は比較的凹凸の多い表面状態のセラミック材料を主成分とする焼結体、言い換えれば表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子は同じセラミックを主成分とする材料であっても表面粗さの小さいものを用いて作製される発光素子に比べて発光効率が向上し易いことを見出した。
本発明は上記のようにセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための薄膜形成用基板を含み、さらにセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板も含む。
また、本発明は上記のように光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための薄膜形成用基板を含み、さらに光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板も含む。
また、本発明は上記のように窒化アルミニウム及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するものだけでなく例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などのセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子も含む。
このように本発明は窒化アルミニウム及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するものだけでなく例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などのセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子も含む。
また、本発明は上記のように窒化アルミニウム及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するものだけでなく例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子も含む。
また、本発明は上記のように窒化アルミニウム及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するものだけでなく例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子も含む。
また、本発明は上記のように窒化アルミニウム及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するものだけでなく例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子も含む。
また、本発明は上記のように窒化アルミニウム及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するものだけでなく例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子も含む。
本発明は上記のように単結晶あるいは特定の結晶方位を有する配向性多結晶に比べて不均質であるセラミック材料を主成分とする焼結体であっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成でき、その結果該単結晶薄膜が形成された薄膜基板が比較的容易に製造できることを見出すことによってなされた。なお、各種セラミック材料を主成分とする焼結体にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものを用いても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする同様に単結晶薄膜が形成でき、その結果該単結晶薄膜が形成された薄膜基板が比較的容易に製造できる。
さらに、本発明者は上記のように単結晶あるいは特定の結晶方位を有する配向性多結晶に比べて不均質であるセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子であってもその発光効率は従来からのサファイアなどのバルク状単結晶基板を用いて作製される発光素子と比較して少なくとも同等以上、最大４〜５倍以上のものが製造できることを見出した。セラミック材料を主成分とする焼結体にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたものを用いて作製される発光素子であってもその発光効率はサファイア基板を用いて作製される発光素子と比較して少なくとも同等以上、最大４〜５倍以上のものが製造できることを見出した。
本発明者は上記のように鋭意研究した結果本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板であって、該基板がセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板が光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板、である。
また本発明は、上記薄膜形成用基板に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする薄膜形成用基板、である。
また本発明は、上記薄膜形成用基板に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする薄膜形成用基板、である。
また本発明は、上記薄膜形成用基板に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする薄膜形成用基板、である。
また本発明は、上記薄膜形成用基板に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする薄膜形成用基板、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法であって、該基板が原料として酸化アルミニウムの還元法によるもの及び金属アルミニウムの直接窒化法によるもののなかから選ばれたいずれかをそれぞれ単独で用いるかあるいは酸化アルミニウムの還元法によるもの及び金属アルミニウムの直接窒化法によるものを混合して用いるか少なくともいずれかの原料を用いて製造される窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板の製造方法、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法であって、該基板が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中１５００℃以上の温度で１０分間以上焼成することで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板の製造方法、である。
また本発明は、希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で合計０．５重量％以下、酸素含有量が元素換算で０．９重量％以下、結晶相としてＡｌＮを９５％以上、窒化アルミニウム粒子の大きさが５μｍ以上、かつ光透過性を有することを特徴とする窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、である。
また本発明は、少なくともアルミニウム成分を含みかつ光透過性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、である。
また本発明は、光透過性を有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体、である。
また本発明は、導電性を有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体、である。
また本発明は、光透過性を有しかつ導電性を有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体、である。
また本発明は、アルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体、である。
また本発明は、亜鉛、カドミウム、ベリリウム、マグネシウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体、である。
また本発明は、アルミニウム、インジウム、及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体、である。
また本発明は、遷移金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体、である。
また本発明は、酸素含有量１０重量％以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末、である。
また本発明は、平均粒径１０μｍ以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末、である。
また本発明は、金属ガリウムと窒素含有物質とを窒化反応せしめることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする粉末の製造方法、である。
また本発明は、酸化ガリウムを還元剤及び窒素含有物質とを用いて窒化反応せしめることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする粉末の製造方法、である。
また本発明は、気体状のガリウム化合物を窒素含有物質と窒化反応せしめることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする粉末の製造方法、である。
また本発明は、セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板、である。
また本発明は、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板、である。
また本発明は、上記薄膜基板に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする薄膜基板、である。
また本発明は、上記薄膜基板に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする薄膜基板、である。
また本発明は、上記薄膜基板に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする薄膜基板、である。
また本発明は、上記薄膜基板に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする薄膜基板、である。
また本発明は、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により光導波路が形成されていることを特徴とする薄膜基板、である。
また本発明は、セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜基板の製造方法であって、該薄膜がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上のを含む有機化合物を主原料としアンモニア、窒素、水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を反応ガスとして形成されるものであることを特徴とする薄膜基板の製造方法、である。
また本発明は、セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜基板の製造方法であって、該薄膜がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むハロゲン化物を主原料としアンモニア、窒素、水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を反応ガスとして形成されるものであることを特徴とする薄膜基板の製造方法、である。
また本発明は、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した薄膜基板の製造方法であって、該薄膜がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む有機化合物を主原料としアンモニア、窒素、水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を反応ガスとして形成されるものであることを特徴とする薄膜基板の製造方法、である。
また本発明は、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した薄膜基板の製造方法であって、該薄膜がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むハロゲン化物を主原料としアンモニア、窒素、水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を反応ガスとして形成されるものであることを特徴とする薄膜基板の製造方法、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むことを特徴とする光導波路、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体がセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子、である。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子、である。
また本発明は、上記発光素子に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする発光素子、である。
また本発明は、上記発光素子に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする発光素子、である。
また本発明は、上記発光素子に用いられる六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体であり該六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする発光素子、である。
また本発明は、上記発光素子に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする発光素子、である。
上記本発明について項１〜項１７２７において詳細を説明した。
本発明により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜あるいは各種結晶状態の薄膜が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、あるいは各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上に形成できることが示された。この単結晶薄膜は発光素子の一部として使用、あるいは光導波路として使用できる程度の高い結晶性を有する。このような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板あるいは各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及び該基板に単結晶薄膜あるいは各種結晶状態の薄膜が形成された薄膜基板は、いずれの基板を用いてもその上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする窒化物半導体からなる発光素子が作製可能となった。この発光素子の発光効率は従来からのサファイアなどのバルク状単結晶基板を用いて作製される発光素子と比較して発光効率が少なくとも同等か、最大４〜５倍以上と大きく向上できた。したがって従来困難と考えられていた家庭用の照明などの一般照明に発光素子が用いられる道が実質的に開かれた。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を用いることにより紫外光を低損失で伝送できる光導波路が作製できるようになった。このように本発明による窒化アルミニウムをはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及び該基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜あるいは各種結晶状態の薄膜が形成された薄膜基板は、上記のような発光素子あるいは光導波路をはじめその他に薄膜をフィールドエミッション材料として用いたディスプレイ、表面弾性波素子、あるいは回路基板など広範な用途に応用できるので産業上に与える効果は大きい。
また、本発明による基板を用いて発光素子を製造する場合の効果をまとめるとは次の通りである。
１）基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が高いため発光素子の発光効率が高まる。
２）基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶方位を制御できる。
３）光透過率の高い基板を用いることができるの発光素子からの光が基板にあまり吸収されることなく素子外部に効率よく放出でき発光素子の発光効率が向上する。
４）基板の熱伝導率が高いので発光素子に高い電力が印加でき発光素子の発光出力を高めることができる。
５）基板の熱膨張率が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜と近いので該単結晶薄膜に熱膨張率差による転位や亀裂などの発生が少なくなり発光素子の発光効率が高まる。
６）基板に上下面を電気的に接続するための導通ビアを設けることができ、さらに導電性の酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いることができるので発光素子のＰ及びＮ電極を素子の片面だけでなく素子の上下面に配置できる。したがって電極を形成するために素子の一部をエッチングする必要がなく、基板を切断するだけでそのまま素子が作製でき製造工程が簡略化される上にエッチング中に生じやすい素子のダメージの恐れが減少する。
７）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする窒化物半導体からなる発光素子の発光効率が従来からのサファイアなどの単結晶基板を用いたものと少なくとも同等か、最大４〜５倍以上に向上した上、基板がセラミック材料を主成分とする焼結体であるためより従来からのサファイアなどの単結晶基板を用いたもの安いコストで製造できる。
本発明の意義と目的は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた薄膜状の単結晶とセラミック材料を主成分とする焼結体とを一体化することで単結晶及びセラミック材料を主成分とする焼結体それぞれ単独ではなし得ない相乗効果を引き出し、従来からのサファイアや炭化珪素などの塊状やバルク状などそれ自体独立で単結晶として存在し使用される材料では実現が困難であった優れた機能を有する基板及び該基板を用いた発光素子などの電子素子、あるいは回路基板などの電子部品を提供することにある。またこのような効果をもたらすセラミック材料を主成分とする焼結体を提供することにある。
本発明は大きく見ればセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた薄膜基板及び該基板を用いた電子素子に関するものであるがより詳しく見れば、１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板、２．上記単結晶薄膜形成用基板の材料、３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成された薄膜基板、４．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜により構成される光導波路、５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜により構成される発光素子、に関するものであり基板の材料として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体など各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いた点に特徴がある。
さらに本発明は、６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を形成するための基板、７．上記薄膜形成用基板の材料、８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜が形成された薄膜基板、９．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜により構成される光導波路、１０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜により構成される発光素子、に関するものであり基板の材料として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体など光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた点に特徴がある。
すなわち、上記１．〜１０．に関する発明は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体など各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜が形成できるという現象を見出すことによって実現され、さらに窒化アルミニウムを主成分とする焼結体など各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜を形成していく検討の過程で新たに見出された現象に基づいて完成されたものである。以下、上記１．〜１０．に示された本発明について詳細に説明していく。
上記のように本発明において薄膜形成用基板は、セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなるが、さらに１）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体、２）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、が含まれる。より具体的に言えば、３）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそのまま基板として用いたもの、４）六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体をそのまま基板として用いたもの、だけではなく５）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたものをさらに薄膜形成用基板として用いたもの、あるいは６）六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたものをさらに薄膜形成用基板として用いたもの、その他にも７）例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体をそのまま薄膜形成用基板として用いたもの、また８）例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたものをさらに薄膜形成用基板として用いたもの、なども含まれる。
本発明による薄膜形成用基板は上記のように、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板であって、該基板がセラミック材料を主成分とする焼結体からなるもの、及び窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板が光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなるもの、である。そのうちセラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されるものであるが、該セラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板には単結晶の他に無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものも形成し得る。
上記本発明による薄膜基板は、セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されていることを特徴とするもの、及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とするものであるがより具体的に言えば、１）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されたもの、あるいは２）六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されたもの、その他に３）例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されたもの、４）光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたもの、あるいは５）光透過性を有する六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたもの、その他にも６）例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などを主成分とする光透過性を有する焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板を含む。
上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、あるいは酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などのセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は通常単結晶であるが、その他にも無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものも形成し得る。また、上記薄膜は単一層だけでなく例えば単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものもあらかじめセラミック材料を主成分とする焼結体に形成しさらにその上に単結晶薄膜を形成するといった２以上の層からなる薄膜も用いることができる。通常単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものもあらかじめ形成しさらにその上に形成した単結晶薄膜の結晶性はセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成したものより向上し易いので好ましい。
本発明において、上記薄膜基板を窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための薄膜形成用基板として用いることができる。
なお、上記セラミック材料を主成分とする焼結体として用いる結晶化ガラスとは例えば硼珪酸ガラス（通常ＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３を主成分とし、その他にＡｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯ、ＰｂＯなどの成分を含む）などのガラス母体（ガラスマトリックス）中にコージエライト、アノールサイト（灰長石）、コランダム（Ａｌ２Ｏ３）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、ウォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）、珪酸マグネシウム（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）などの結晶成分が存在している構造を有しているものである。結晶化ガラスは通常ガラス粉末に適宜アルミナ粉末、シリカ粉末、マグネシア粉末、炭酸カルシウム粉末、炭酸バリウム粉末、酸化硼素粉末、酸化鉛粉末などを加え、さらに要すればＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｌｉ２Ｏなどの成分を加えて混合し、一軸プレス法やシート成形法などで粉末成形体となし、その後焼成して上記粉末成形体を焼き固める方法により作製される。製造の際上記ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｌｉ２Ｏなどの成分を適宜加えたものを焼成すれば結晶化が促進される場合が多い。その他に結晶化ガラスは溶融して成形したガラス成形体を熱処理し、該ガラス成形体中に結晶を析出させる方法などによっても作製し得る。
本発明による薄膜形成用基板及び薄膜基板に用いるセラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体における「セラミック材料」とは焼結体を構成する材料が無機材料を主成分とするものであることを意味する。該無機材料は通常金属元素及び半金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素と非金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素との組成物あるいは化合物、あるいは金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素と半金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素との組成物あるいは化合物、あるいは半金属元素のうちから選ばれた少なくともいずれか２種以上の元素との組成物あるいは化合物を主成分とするものからなる。上記非金属元素としては通常窒素、りん、酸素、硫黄、ハロゲン元素（フッ素、塩素、臭素、沃素、アスタチン）などが好適に用いられる。半金属元素としては通常ほう素、炭素、珪素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、ビスマス、セレン、テルル、ポロニウムなどが好適に用いられる。上記セラミック材料は通常無機化合物を主成分とするものであり、これらのセラミック材料は結晶質のものであってもよいしあるいは例えばガラスなどの非晶質状態のものであってもよいしあるいは結晶質のものと非晶質のものとが混在したものであってもよい。上記セラミック材料は通常窒化物、炭化物、酸化物、硼化物、珪化物などの化合物あるいは組成物を主成分とするものである。これらの化合物あるいは組成物をより具体的に示せば例えば窒化アルミニウム、六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する化合物（例えば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなど）、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などである。
なお、本発明において上記セラミック材料としては主成分である無機材料以外に金属、合金、金属間化合物、有機物質、有機化合物、有機樹脂、その他に例えばハロゲン元素あるいはカルコゲン元素などの非金属などを含有するもの含まれる。
本発明において、上記セラミック材料を主成分とする焼結体は光透過性を有するものが好ましく、該セラミック材料を主成分とする焼結体に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が向上し易くなるので好ましい。
上記で示した本発明による薄膜形成用基板及び薄膜基板はその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜を形成して発光素子を作製するための基板として用いることができる。またそれ以外にも上記エピタキシャル成長した薄膜をフィールドエミッション材料として作製するための基板としても用いられる。上記薄膜基板はその上にさらに薄膜や単結晶薄膜を形成せずもともと形成されている薄膜を適宜加工して光導波路や表面弾性波素子用などの圧電膜や電気回路基板用の絶縁膜や誘電膜などにも用い得る。
本発明による窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板は窒化アルミニウムなどセラミック材料を主成分とする焼結体であってバルク状単結晶や配向性多結晶体ではない。なおバルク状単結晶とは基板など他の材料に形成された状態でしか単結晶として存在し得ないものではなく自己だけの状態で単結晶として存在し得るものを意味する。したがって大きさには関係なく薄い膜状や小さな粒状であっても仮に基板に形成されるなど他の材料と共存している状態のものであっても自己だけの状態で存在し得るものであればバルク状単結晶である。また、配向性多結晶とは構成材料の結晶が特定の結晶軸方位に向きかつそれ以外の結晶軸方位に対してはでたらめな方向を向いている多結晶であり、バルク状単結晶とは異なる。また、例えば焼結体など構成材料の結晶がでたらめな結晶方位を向いている通常の多結晶とも異なる。
本発明による窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板は焼結体であるため主成分の窒化アルミニウム結晶の方位はでたらめでありあらゆる結晶軸方位の窒化アルミニウム微結晶粒子からなっている。また、本発明による薄膜形成用基板は上記窒化アルミニウム以外に例えば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ベリリウムなどの六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料、あるいはその他に例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体であるためその結晶方位はでたらめでありあらゆる結晶軸方位の微結晶粒子からなっている。したがって上記本発明による基板に単一波長の特性Ｘ線を照射しＸ線回折を行うとバルク状単結晶や配向性多結晶であれば特定の結晶格子面からの回折線だけしか出現しないが本発明による基板は消滅則によってもともとは出現し得ない回折線を除いてあらゆる回折線が出現するので明らかに区別できる。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは例えば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ベリリウムなどの六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料、あるいはその他に例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体はＸ線回折を行うと上記のような特性を示す多結晶体であるが、このような焼結体は窒化アルミニウム、あるいは例えば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ベリリウムなどの六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料、あるいはその他に例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする原料粉末とその他必要に応じて焼結助剤や有機バインダーあるいは溶媒などとを混合しその後金型プレス、ラバープレス、鋳込み成形、シート成形、などの方法で目的に応じた形状に成形し必要に応じて脱バインダーなどの予備焼成を行い最後に高温焼成することにより製造され、その結果原料粉末同士が焼き固められて緻密化し微細な窒化アルミニウム結晶粒子、あるいは例えば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ベリリウムなどの六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料の微細な結晶粒子、あるいはその他に例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料の微細な結晶粒子、を主成分に構成された多結晶体となしたものである。
本発明による単結晶薄膜はセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成され基板と膜の状態で固着一体化したものであって２次元的な面状の広がりを有しそれ自体単独ではなく基板と一体化した状態で存在し機能を発現し得る点に特徴があり、３次元的な寸法を有しそれ自体で独立して存在し機能を発現し得るバルク状単結晶とは異なる。
従来から塊状やバルク状といった比較的大型で３次元の寸法で表わされ得る単結晶を例えば昇華法などによって基板上に成長させる場合は基板の組成や材質あるいは基板の内部組織あるいは表面状態などの影響をあまり受けずに比較的容易に結晶性に優れたものが作製できる場合が多い。また基板に形成されていたとしても形成された該塊状やバルク状単結晶は基板から切り離し得るものであり、それ自体で独立して存在しそして機能し得る。それに対して本発明による面状の２次元的な広がりを持った膜状の単結晶はセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に固着した状態で存在しそして機能するものであるが、このようなセラミック材料を主成分とする焼結体と固着した薄膜状の単結晶を形成しようという試みは少なく、仮に有ったとしても通常薄膜の厚みは３００μｍ未満通常は１００μｍ〜２００μｍ以下程度と薄く多結晶体であるセラミック材料を主成分とする焼結体の組成や材質あるいは不均質な内部組織あるいは表面状態などの影響を受け易く結晶方位の不揃いなすなわち結晶性の低い例えば無定形あるいは多結晶薄膜あるいは配向性多結晶薄膜となり易いので単結晶の薄膜が形成されにくい。また膜状の単結晶の内部構造とセラミック材料を主成分とする焼結体の内部組織が異なるなどの理由で形成された単結晶薄膜にクラックや欠陥が生じたり、該単結晶薄膜とセラミック材料を主成分とする焼結体との界面で剥離などが生じ易かった。また、例えば上記昇華法などの方法は塊状やバルク状など単独で大型の単結晶を得る方法としては適していると思われるが結晶成長が高温で行われるため歪みが生じ易く基板に薄膜状の単結晶を成長させたとき該薄膜状の単結晶及び基板にクラックや剥離などの不具合が生じ易いという欠点がある。したがって基板と一体化した状態の薄膜状の単結晶を作製することは困難であった。そのような状況において本発明によりセラミック材料を主成分とする焼結体に対して直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が該焼結体に強固に固着、一体化され上記クラックや欠陥あるいは剥離など無い状態で形成し得ることが可能となった。このように本発明により薄い膜状の単結晶であってもセラミック材料を主成分とする焼結体と強固に固着し一体化が行われ得ることが明らかとなった。さらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする例えば単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜をあらかじめ形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることでその上にはさらに優れた結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が強固に一体化され上記クラックや欠陥あるいは剥離など無い状態で形成し得ることが明らかとなった。またこのようにして形成される単結晶薄膜は比較的厚みの厚い例えば１００μｍ〜２００μｍより厚いものであっても結晶性に優れたものが形成し得る。このような単結晶薄膜の結晶性の向上が見られるのはおそらくあらかじめ上記各種結晶状態の薄膜を形成しておくことで多結晶体であるセラミック材料を主成分とする焼結体の組成や材質あるいは内部組織あるいは表面状態などの影響を受けにくくなり従ってより結晶性に優れた単結晶薄膜が成長し易くなるものと思われる。本発明はこのようなセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた薄膜形成用基板を提供するものである。また本発明は、セラミック材料を主成分とする焼結体と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするより結晶性の高い単結晶薄膜とが強固に一体化した薄膜基板をも提供するものである。
本発明において、光透過性の窒化アルミニウムなど各種セラミック材料を主成分とする焼結体にはより結晶性の優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得る場合が多く、また比較的厚みの厚い例えば１００μｍ〜２００μｍより厚い薄膜であっても比較的高い結晶性のものが形成し得る場合が多い。通常光透過性の窒化アルミニウムなど各種セラミック材料を主成分とする焼結体は光透過性を有しないものに比べて比較的純度が高く焼結体内部組織は比較的均質である場合が多いことからも上記の推察が間接的に成り立つのではないかと思われる。すなわち多結晶体である窒化アルミニウムなど各種セラミック材料を主成分とする焼結体に強固に固着し一体となった窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜状の単結晶は塊状やバルク状の単結晶を作製する場合と異なり該焼結体の組成や材質あるいは内部組織あるいは表面状態などの影響を受け易いと思われる。本発明においては光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするより結晶性の高い面状の単結晶薄膜が該焼結体に強固に一体化した状態で提供できる。さらに、より結晶性の高い単結晶薄膜を得るために窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜をあらかじめ形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体も好適に用いることができる。本発明はこのような光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた薄膜形成用基板を提供するものである。また本発明は、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするより結晶性の高い単結晶薄膜とが強固に一体化した薄膜基板をも提供するものである。
上記のように塊状やバルク状といった比較的大型で３次元の寸法で表わされ得る単結晶は、例えば通常昇華法などのように雰囲気の圧力やガス組成などを制御しながら比較的高温で素材の融点や分解温度に近い温度（例えば炭化珪素を主成分とするバルク状単結晶の場合は２０００℃〜２６００℃程度、窒化アルミニウムを主成分とするバルク状単結晶の場合１７００℃〜２２００℃程度）のおそらく平衡に近い状態で単結晶素材そのものを含む原料（例えば７炭化珪素を主成分とするバルク状単結晶の場合は炭化珪素粉末、窒化アルミニウムを主成分とするバルク状単結晶を作製する場合は窒化アルミニウム粉末）を加熱し素材そのものを昇華した後単結晶として析出させるといった方法で作製される場合が多く、基板の材質や基板の内部組織あるいは表面状態などの影響をあまり受けずに比較的容易に単独で結晶性に優れた大型の単結晶が作製できる場合が多い。これは恐らく上記塊状やバルク状の単結晶を昇華法で基板上に成長させる場合平衡に近い状態で単結晶が行われるため昇華物質そのものが種結晶となり易いので基板の影響をあまり受けずに結晶性の高い単結晶が成長するものと思われる。また例えば引き上げ法などでサファイアを作製する場合などは原料のアルミナを溶融して単結晶を育成するため平衡に近い状態で該単結晶が作製される。一方本発明による２次元的な広がりを持った薄膜状の単結晶をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に固着し一体化した状態で形成する場合、該薄膜状の単結晶の結晶性をより高め易くするためにＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相分解成長）法やＭＯＶＰＥ（有機金属気相エピタキシャル成長）法あるいはハライドＶＰＥ（ハロゲン化物気相エピタキシャル成長）法などで通常作製される。このような方法において通常基板温度は最高１５００℃程度であり該形成法や単結晶組成によって単結晶化し易い基板温度範囲があり、さらに単結晶薄膜形成用の原料も目的とする組成の中の金属成分を含む化合物（窒化ガリウムの場合はガリウム成分を含む化合物、例えばトリメチルガリウムなど、あるいは窒化インジウムの場合はインジウム成分を含む化合物、例えばトリメチルインジウムなど、あるいは窒化アルミニウムの場合はアルミニウム成分を含む化合物、例えばトリメチルアルミニウムなど）が用いられる場合が多くこのような化合物は一旦分解されてその後窒化反応により目的とする組成となし単結晶薄膜を得るという過程を経るため非平衡状態で単結晶薄膜の形成が行われ易いので条件により結晶性の低い例えば無定形あるいは多結晶薄膜あるいは配向性多結晶薄膜となる場合がある。また、スパッタリング法やイオンプレーティング法あるいは蒸着法などが薄膜形成用の原料として分解・反応などの過程を経ない薄膜組成そのものを用いて薄膜形成を行う方法として使用し得るが通常基板温度は６００℃〜７００℃以下程度の低温で行われるなど、薄膜形成が非平衡状態で行われるため形成される薄膜は単結晶とはなりにくく結晶性の低い例えば無定形あるいは多結晶薄膜あるいは配向性多結晶薄膜となり易い。上記のように基板に形成される薄膜状の単結晶は３次元的な大きさを有する塊状やバルク状の単結晶と比較して結晶性が小さくなり易い。またクラックや剥離など欠陥が生じ易い。本発明は上記で示したように結晶性が小さくなり易く、欠陥などが生じ易い傾向を有する薄膜状の単結晶であっても塊状やバルク状の単結晶と同等に近い比較的高い結晶性を有しさらにクラックや基板との間の剥離などの欠陥の少ないものを提供し得る方法を提示したものである。本発明により例えば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜として厚み３００μｍ未満通常２００μｍ程度のものだけでなく０．１ｎｍ程度の薄いものであっても好適に形成し得るようになった。
上記のように本発明において、セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成し得る。さらにより結晶性の高い単結晶薄膜をセラミック材料を主成分とする焼結体に形成しようとする場合は、例えば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる、あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる、あるいは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる、といった方法などを用いることが好ましい。
より詳しく言えば、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる方法の場合、該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜として無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものを好適に用いることができる。これらの結晶状態を有する薄膜のうち少なくとも一部が単結晶であるものが好ましい。また、これらの薄膜として１層だけからなるものを用いることができる。また、これらの薄膜として少なくとも２以上の層からなるものも用いることができる。また、この２以上の層からなる薄膜において各層がそれぞれ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものを好適に用いることができる。また、この２以上の層からなる薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものを用いることができる。また、この２以上の層からなる薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものを用いることができる。また、この２以上の層からなる薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が配向性多結晶であるものを用いることができる。また、この２以上の層からなる薄膜において少なくとも１層が単結晶であるものを用いることができる。また、この２以上の層からなる薄膜において最上層の薄膜が単結晶であるものが好ましい。最上層の薄膜が単結晶であればその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性の優れた薄膜が形成し得る。また、セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが３００μｍ未満通常は２００μｍ以下であるものを用いることが好ましい。セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された該単結晶薄膜層のより好ましい厚みは１００μｍ以下である。また、セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜として少なくとも０．１ｎｍ以上の厚みを有するものを用いることが好ましい。これは薄膜にピンホールや結晶の乱れなどに起因する欠陥を防止する上で好ましい。薄膜が２以上の層の薄膜層からなる場合各薄膜層の厚みがそれぞれ０．１ｎｍより薄い場合であってもすべての薄膜層を合計した厚みが０．１ｎｍ以上であれば上記の欠陥が生じにく。より好ましい厚みは０．５ｎｍ以上であり０．３μｍ以上の厚みのものがさらに好ましい。また厚み３．５μｍ以上、あるいは１０μｍ以上、あるいは５０μｍ以上の薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体も薄膜形成用基板として好適に用いることができる。また、セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜として少なくとも窒化ガリウムを含むものを用いることができる。より具体的には、セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜として少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を有するものを用いることができる。さらに、セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜として窒化ガリウムを主成分とするものを用いることができる。例えば上記の少なくとも窒化ガリウムを含む薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた場合その上には結晶の優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し易くなり、上記の少なくとも窒化ガリウムを含む薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製すればより発光効率の高いものが作製し得るようになる。窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜には窒化ガリウム成分の他に例えば窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分やＳｉやＭｇなどのドーピング成分が含まれている薄膜であってもよい。なお、上記の「少なくとも窒化ガリウムを含む薄膜」についてより具体的に説明すれば、本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであるがこれを例えば化学式ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮで表わしたとき「少なくとも窒化ガリウムを含む薄膜」とは０＜ｙ≦１の組成を有するもの（すなわち０≦ｘ＜１、０≦１−ｘ−ｙ＜１）を意味する。通常窒化ガリウムを主成分とする薄膜とは窒化ガリウム成分を５０モル％以上含むものである。また、セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜として少なくとも単結晶を含むもの用いる場合該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下の結晶性であることが好ましく、３００秒以下であることがより好ましい。また２４０秒以下のもの、あるいは２００秒以下、あるいは１５０秒以下、あるいは１３０秒以下のものがさらに好ましく、１００秒以下のものが最も好ましい。
また、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる方法の場合、通常光透過率１％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることができる。また、光透過率１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、さらに光透過率８０％以上及び８５％以上のものも用いることができる。
また、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる方法の場合、該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜として無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものを好適に用いることができる。これらの結晶状態を有する薄膜のうち少なくとも一部が単結晶であるものが好ましい。また、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜は少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を有するものを用いることができる。また、これらの薄膜として１層だけからなるものを用いることができる。また、これらの薄膜として少なくとも２以上の層からなるものも用いることができる。また、この２以上の層からなる薄膜において各層がそれぞれ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものを好適に用いることができる。また、この２以上の層からなる薄膜において光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものを用いることができる。また、この２以上の層からなる薄膜において光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものを用いることができる。また、この２以上の層からなる薄膜において光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が配向性多結晶であるものを用いることができる。また、この２以上の層からなる薄膜において少なくとも１層が単結晶であるものを用いることができる。また、この２以上の層からなる薄膜において最上層の薄膜が単結晶であるものが好ましい。最上層の薄膜が単結晶であればその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性の優れた薄膜が形成し得る。また、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが３００μｍ未満通常は２００μｍ以下であるものを用いることが好ましい。光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された該単結晶薄膜層のより好ましい厚みは１００μｍ以下である。また、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜として少なくとも０．１ｎｍ以上の厚みを有するものを用いることが好ましい。これは薄膜にピンホールや結晶の乱れなどに起因する欠陥を防止する上で好ましい。薄膜が２以上の層の薄膜層からなる場合各薄膜層の厚みがそれぞれ０．１ｎｍより薄い場合であってもすべての薄膜層を合計した厚みが０．１ｎｍ以上であれば上記の欠陥が生じにく。より好ましい厚みは０．５ｎｍ以上であり０．３μｍ以上の厚みのものがさらに好ましい。また厚み３．５μｍ以上、あるいは１０μｍ以上、あるいは５０μｍ以上の薄膜を形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体も薄膜形成用基板として好適に用いることができる。光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜として少なくとも窒化ガリウムを含むものを用いることができる。より具体的には、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜は少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を有するものを用いることができる。さらに、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜として窒化ガリウムを主成分とするものを用いることができる。例えば上記の少なくとも窒化ガリウムを含む薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた場合その上には結晶の優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し易くなり、上記の少なくとも窒化ガリウムを含む薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製すればより発光効率の高いものが作製し得るようになる。窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜には窒化ガリウム成分の他に例えば窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分やＳｉやＭｇなどのドーピング成分が含まれている薄膜であってもよい。なお、上記の「少なくとも窒化ガリウムを含む薄膜」についてより具体的に説明すれば、本発明による光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであるがこれを例えば化学式ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮで表わしたとき「少なくとも窒化ガリウムを含む薄膜」とは０＜ｙ≦１の組成を有するもの（すなわち０≦ｘ＜１、０≦１−ｘ−ｙ＜１）を意味する。通常窒化ガリウムを主成分とする薄膜とは窒化ガリウム成分を５０モル％以上含むものである。また、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜として少なくとも単結晶を含むもの用いる場合該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下の結晶性であることが好ましく、３００秒以下であることがより好ましい。また２４０秒以下のもの、あるいは２００秒以下、あるいは１５０秒以下、あるいは１３０秒以下のものがさらに好ましく、１００秒以下のものが最も好ましい。
なお本発明においては、たとえ光透過性の小さいセラミック材料を主成分とする焼結体、例えば光透過率が１％より小さいセラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過率０％のセラミック材料を主成分とする焼結体であっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成し得る。例えばこのような光透過性の小さいセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成することによりより結晶性の高い単結晶薄膜を形成し得る。
上記のように本発明による薄膜形成用基板はセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなるが、さらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体及び窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、が含まれる。また、薄膜基板はセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したもの、及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものである。上記セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体は少なくとも窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、あるいは酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、のうちから選ばれた少なくとも１種以上の材料からなる焼結体、などが少なくとも含まれる。また、上記六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体には酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、炭化珪素を主成分とする焼結体、窒化珪素を主成分とする焼結体、窒化ガリウムを主成分とする焼結体、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体を含む。
上記説明した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板において、形成された薄膜は単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものが用い得るが、これらの薄膜は単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態がそれぞれ単独で存在しているものだけでなく各結晶状態のものが少なくとも２以上同時に存在しているものであってもよい。すなわち例えば各結晶状態の薄膜が明確な層を形成せず２以上の結晶状態で混在しているものようなものであってもよい。より具体的に言えば例えば無定形と配向性多結晶、あるいは配向性多結晶と単結晶、あるいは無定形と単結晶、あるいは無定形と多結晶、など明確な層を形成せずあたかも単一の層として存在しているようなものであってもよい。又例えばセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が単一層あるいは少なくとも２以上の層からなる場合、該薄膜の少なくとも１以上の層が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものであってもよい。
また、上記薄膜基板においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものが用い得るが、これらの薄膜は単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態がそれぞれ単独で存在しているものだけでなく各結晶状態のものが少なくとも２以上同時に存在しているものであってもよい。すなわち例えば各結晶状態の薄膜が明確な層を形成せず２以上の結晶状態で混在しているものようなものであってもよい。より具体的に言えば例えば無定形と配向性多結晶、あるいは配向性多結晶と単結晶、あるいは無定形と単結晶、あるいは無定形と多結晶、など明確な層を形成せずあたかも単一の層として存在しているようなものであってもよい。
本発明において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みとして例えば２００μｍより厚いものであってもセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成し得るが薄膜の厚みを厚く形成すれば該単結晶薄膜の結晶性は小さくなり易い傾向があるためセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成する場合は厚みとして例えば３００μｍ未満通常は２００μｍ以下と薄い状態で形成することが結晶性に優れた単結晶薄膜を得る上では好ましい。セラミック材料を主成分とする焼結体に上記のような例えば２００μｍより厚みの厚い単結晶薄膜を形成しようとする場合は、上記で示したように例えば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いるか、あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いるか、あるいは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる、といった方法などを用いることが好ましい。
本発明においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成して発光素子を作製すれば、従来からのサファイアなどのバルク状単結晶を用いて作製した発光素子に比べて少なくとも同等かより優れた発光効率を有する発光素子が提供し得る。さらに、該セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものを用いればより優れた発光効率を有する発光素子が作製し得る。また、上記薄膜の中で少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものを形成した該セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることによりさらに優れた発光効率を有する発光素子が作製し得る。
本発明において上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製する方法において、薄膜として単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものが用い得るが、通常表面の（最上層の）薄膜すなわち上記発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を直接形成する薄膜は単結晶であることが好ましく、より優れた発光効率を有する発光素子が作製し得る。
また、セラミック材料を主成分とする焼結体として通常平均表面粗さＲａ２０００ｎｍ以下の表面状態を有するものを用いることで比較的結晶性に優れた単結晶薄膜を形成することができる。このような表面状態は通常セラミック材料を主成分とする焼結体の焼成されたそのままの表面〔焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面〕、ラップ研磨された表面、ブラスト研磨された表面、鏡面研磨された表面、化学腐食された表面及びプラズマガスにより腐食された表面、あるいは溝切りなど機械的な加工が施された表面などにおいて得ることができる。本発明において上記表面状態を有するセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いその上に発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成して発光素子を作製することにより、従来からのサファイアなどのバルク状単結晶を用いて作製した発光素子に比べて少なくとも同等かより優れた発光効率を有する発光素子が提供し得る。
また、本発明においてはセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体として表面粗さの大きいものであっても比較的結晶性に優れた単結晶薄膜を形成することができる。例えば表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体としては平均表面粗さＲａ７０ｎｍ以上のものがであっても該焼結体には比較的結晶性に優れた単結晶薄膜を形成することができる。さらにＲａ２０００ｎｍより大きい平均表面粗さを有するセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であっても比較的結晶性に優れた単結晶薄膜を形成することができる。このような表面状態は通常セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の焼成されたそのままの表面〔焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面〕、ラップ研磨された表面、ブラスト研磨された表面、化学腐食された表面及びプラズマガスにより腐食された表面、あるいは溝切りなど機械的な加工が施された表面などにおいて得ることができる。本発明においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いその上に発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成して発光素子を作製する場合、該セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体としては上記で例示した表面粗さの大きいものを用いることにより該発光素子の発光効率をより高め得る。通常表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体として平均表面粗さがＲａ７０ｎｍ以上のものを用いることが好ましい。また、平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいものさらにＲａ１０００ｎｍより大きいものも用い得、発光効率のより高い発光素子が作製し得る。
本発明において上記平均表面粗さＲａ２０００ｎｍ以下あるいは表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする比較的結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成し得るが、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものを用いその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すればより結晶性に優れたものが作製し得る。本発明においては上記平均表面粗さＲａ２０００ｎｍ以下あるいは表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を直接形成して発光素子を作製することも可能であるが、通常上記平均表面粗さＲａ２０００ｎｍ以下あるいは表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものを用いその上に上記積層体を形成することによって発光効率のより高い発光素子が作製し得る。
本発明は上記のようにセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光素子を提供する。また本発明は、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光素子を提供する。また本発明は、表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光素子を提供する。また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光素子を提供する。また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた発光素子を提供する。
なお、本発明における発光効率とは、発光素子を駆動させるために素子に加えられた電力（電気エネルギー）と実際発光素子によって光に変換され発光素子の外部へ放出された光出力（光エネルギー）との百分率比を意味する。例えば発光効率が１０％ということは、電圧３．６ボルト、電流５００ｍＡを注入して発光素子を駆動させたとき光出力として１８０ｍＷが得られるということである。光出力は例えば発光素子を積分球に装填して発光させ発せられたすべての光を集め、分光光度計などを用いて測定することができる。なお、照明分野で一般的に用いられている発光効率は単位時間当りの光エネルギー（Ｗ）に対する光の量（光束：ｌｍ）であるが（すなわちｌｍ／Ｗで表わされる）、本発明の発光効率は照明分野で一般的に使用されている発光効率とは異なる。
通常結晶性など素材としての特性は塊状やバルク状単結晶の方がセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に固着、一体化された薄膜状の単結晶より優れている場合が多かった。しかしながら上記のように本発明により塊状やバルク状の単結晶と同等に近い結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜がセラミック材料を主成分とする焼結体に形成できるようになった。その結果、該単結晶薄膜とセラミック材料を主成分とする焼結体とが一体化した状態のものは従来の塊状やバルク状単結晶ではなし得なかった特性が発現し得ることが見出された。例えばセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子であっても従来からのサファイアなどのバルク状単結晶を用いて作製した発光素子に比べて少なくとも同等かより優れた発光効率を有する発光素子が提供し得るようになった。仮に上記セラミック材料を主成分とする焼結体に形成される薄膜状の単結晶の結晶性が塊状やバルク状などの単結晶より劣っているとしても発光素子や光導波路あるいは回路基板などの電子素子や電子部品を作製する場合、セラミック材料を主成分とする焼結体と単結晶薄膜とが固着、一体化された薄膜基板及び単結晶薄膜が形成し得るセラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板を用いる方が塊状やバルク状単結晶など単独で単結晶であるものを基板として用いたものより優れた特性を有するものが得られ易い。すなわち素材の特性がよいからといってそれを電子素子あるいは電子部品を作製するための基板に用いたとしても作製される該電子素子あるいは電子部品の特性が優れているとは限らない。本発明で示すようにセラミック材料を主成分とする焼結体と薄膜状の単結晶とが一体となったものを用いることで初めて従来からの塊状やバルク状単結晶だけ用いたものではなし得なかった優れた特性の電子素子あるいは電子部品が作製し得る。すなわち例えば、発光素子を作製する場合、塊状やバルク状などの単結晶だけを基板として用いて作製したものに比べ本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体に固着、一体化された薄膜状の単結晶を有する薄膜基板及びこのような薄膜が形成し得るセラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板を用いて作製されたものは発光効率の面でより優れている。すなわち低消費電力で大きな発光エネルギーが得られる。これは塊状やバルク状塊状やバルク状などの単結晶だけを基板として用いた場合、発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体は良好な結晶性のものが形成できるが、該塊状やバルク状の単結晶の有する均一性などの影響で該発光素子を構成する積層体と基板との界面で光の反射が生じ易くなり発光層からの光が発光素子を構成する該積層体の内部に閉じ込められ易くなるためであると考えられる。それに対して本発明による上記薄膜基板あるいは薄膜形成用基板を用いた場合、上記発光素子を構成する積層体は比較的高い結晶性のものが形成できるということと、さらにセラミック材料を主成分とする焼結体が微粒子からなる多結晶体であるため積層体と基板との界面で光の反射が生じにくくなり発光層からの光が発光素子を構成する該積層体の内部に閉じ込められず素子外部に放出され易くなる、という塊状やバルク状などの単結晶だけを基板として用いたものでは実現し得ない２つの機能の相乗効果を有するためと考えられる。
また、その他例えば光導波路や回路基板などの電子素子や電子部品を作製する場合も本発明による上記薄膜基板あるいは薄膜形成用基板を用いれば、セラミック材料を主成分とする焼結体内部に電気回路が形成し得るので小型化や配線の引き回しが少ないため電気特性の向上など塊状やバルク状などの単結晶だけを基板として用いたものでは実現し得ない優れた機能を有するものが実現できる。
本発明の意義と目的は上記のように、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた単結晶を薄膜状となしセラミック材料を主成分とする焼結体と一体化することで単結晶及びセラミック材料を主成分とする焼結体それぞれ単独ではなし得ない相乗効果を引き出し、従来からのサファイアや炭化珪素などの塊状やバルク状などそれ自体独立で単結晶として存在し使用される材料では実現が困難であった優れた機能を有する基板及び該基板を用いた発光素子などの電子素子、あるいは回路基板などの電子部品を提供することにある。またこのような効果をもたらすセラミック材料を主成分とする焼結体を提供することにある。
以下本発明に付いてさらに詳しく説明する。
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜をその表面に形成でき、薄膜として少なくともエピタキシャル成長した単結晶が直接形成できる。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いたときそこには窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜としては上記のような単結晶状態のものだけに限らずその他無定形状態のもの、多結晶状態のもの、あるいは配向性多結晶状態のもの、など各種結晶状態の薄膜が直接形成できる。本発明において上記の単結晶状態及び無定形状態、多結晶状態、配向性多結晶状態など各種結晶状態の薄膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い、この基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を成長させた時、得られる該単結晶薄膜は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した単結晶薄膜より結晶性が向上したものが形成され易い。本発明において「直接」という意味は文字通り窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に他の材料や介在物などを介することなく直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するということである。上記薄膜を形成するために窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面に特別な材料や介在物や介在材料などは必要としない。このように本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜を形成できる。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成される薄膜は単結晶のものが形成できるがそれだけに限らず無定形状態のもの、多結晶状態のもの、あるいは配向性多結晶状態のもの、など各種結晶状態のものが形成できる。さらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶の薄膜を形成しようとする場合、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など上記各種結晶状態の薄膜があらかじめ形成された薄膜基板を用いその上に単結晶薄膜を形成することでより高い結晶性の単結晶薄膜が得られる。この窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶あるいは無定形を始めとする各種結晶状態の薄膜をあらかじめ形成しさらにその上に単結晶薄膜を形成することで得られる薄膜基板の効果は、この単結晶薄膜が形成された薄膜基板を発光素子形成用基板として用いた場合さらに大きいものとなる。発光素子は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としてＰ型半導体層、Ｎ型半導体層、発光層など複数の薄膜層をエピタキシャル成長させ積層することで製造されるが、このような発光素子の特性はエピタキシャル成長させた薄膜、すなわち単結晶薄膜の結晶性が高いほど優れている。このように発光素子を製造する場合など、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜をより高い結晶性を有する単結晶薄膜として形成することが求められる場合は、上記のように本発明による単結晶薄膜が形成された薄膜基板を用いることがより効果的となる。なお、本発明による単結晶薄膜が形成された薄膜基板の中には上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜をあらかじめ形成しさらにその上に単結晶薄膜を形成することで得られる薄膜基板だけでなく、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成することにより得られる薄膜基板も含まれる。このように本発明による薄膜は自立したバルク材料とは異なり各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に固着され一体化された状態で存在し得るものである。
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板には上記のように単結晶だけに限らず無定形状態のもの、多結晶状態のもの、あるいは配向性多結晶状態のものなど各種結晶状態の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を直接形成できる。本発明において重要なことは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶の薄膜を形成するということであり、たとえ各種結晶状態の薄膜が形成できたとしても単結晶状態のものが形成し得ない基板を用いることは好ましくない。すなわち本発明は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成し得る基板を提供すること、及び窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする少なくとも単結晶薄膜が形成された薄膜基板を提供すること、が大きな目的である。上記のように本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板には少なくとも単結晶状態の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が直接形成できる。このように本発明による薄膜形成用基板は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る優れたものである。しかしながら本発明による薄膜形成用基板を用いた実際の使用形態において、必ずしも上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板としてだけに限定されるものではない。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板には単結晶以外に無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜も直接形成し得る。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶状態の薄膜を形成するためだけでなく、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分と薄膜を形成するための基板としても実際使用できる。
上記のように本発明による単結晶薄膜を形成し得る窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は単結晶薄膜が形成できるだけでなく、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成できる。具体的にいえば本発明は、１）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されたもの、２）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形薄膜が形成されたもの、３）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする多結晶薄膜が形成されたもの、４）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜が形成されたもの、など窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に単結晶薄膜が形成された薄膜基板以外の無定形薄膜あるいは多結晶薄膜あるいは配向性多結晶薄膜など各種結晶状態の薄膜が形成された薄膜基板を提供することができる。
すなわち本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分と薄膜を形成するための基板であって、該基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板、を含む。さらに本発明は、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板、も含む。
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は薄膜形成用基板及び薄膜形成用基板のどちらの用途にも等しく用いることができる。
本発明において、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成するにあたって特別な成膜技術は必要とせず前記のように通常のＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相分解成長）法、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相エピタキシャル成長）法、ハイドライドＶＰＥ（水素化物気相エピタキシャル成長）法、クロライドＶＰＥ（塩化物気相エピタキシャル成長）法などを含むハライドＶＰＥ（ハロゲン化物気相エピタキシャル成長）法、プラズマＣＶＤ法、その他のＣＶＤ（化学気相分解成長）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法など、あるいはあらかじめ形成した目的成分を含む固体材料を原料としエキシマレーザーなどを用いたレーザーアブレーション法、ＰＬＤ（パルスレーザーデポジション：パルスレーザー分解）法、あるいはスパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法など目的とする化学成分の少なくとも一部を含有する化合物や単体を化学的物理的に分解しあるいは分解せずそのままの状態で気体、イオンあるいは分子線とし適宜前記以外の化合物と反応させあるいは反応させずいったん目的とする化学成分を含む成分を気相とした後目的とする組成の薄膜を成長させる方法であればどのようなものでも任意に適用できる。単結晶状態、無定形状態、多結晶状態、配向性多結晶状態など各種結晶状態の薄膜作製用の原料としてはトリメチルガリウム、トリエチルガリウム、トリイソブチルガリウム、トリメチルインジウム、トリエチルインジウム、トリイソブチルインジウム、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムなどの有機金属化合物、塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化アルミニウムなどの塩化物や臭化ガリウム、臭化インジウム、臭化アルミニウムなどの臭化物を含むガリウム、インジウム、アルミニウムのハロゲン化物、ジエチルガリウムクロライド、ジエチルインジウムクロライド、ジエチルアルミニウムクロライドなどのハロゲン元素を含むガリウム、インジウム、アルミニウムの有機化合物、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムなどの窒化物、ガリウム、インジウム、アルミニウムなどの純金属、その他ドーピング元素用としてＳｉ、あるいはＳｉＨ４、ＳｉＨＣｌ３、Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５）４などのシラン化合物、ＳｉＣｌ４、ＳｉＢｒ４などシリコンのハロゲン化物、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣなどのシリコン化合物、マグネシウム、ベリリウム、カルシウム、亜鉛、カドミウム、ゲルマニウムなどの金属及びジアルキルベリリウム（例えばジメチルベリリウムなど）、ジアルキルマグネシウム（例えばジメチルマグネシウムなど）やビス−シクロペンタジエニルマグネシウム（ＭｇＣｐ２）、ビス−シクロペンタジエニルカルシウム（ＣａＣｐ２）、ジエチル亜鉛、ジメチルカドミウム、テトラメチルゲルマン、ＢｅＣｌ２、ＢｅＢｒ２、ＭｇＣｌ２、ＭｇＢｒ２、ＣａＣｌ２、ＣａＢｒ２、ＺｎＣｌ２、ＺｎＢｒ２、ＣｄＣｌ２、ＣｄＢｒ２、ＧｅＣｌ４、ＧｅＢｒ４など該金属を含む有機金属化合物やハロゲン化物などの化合物、あるいは炭素、シリコン、セレン、テルル、酸素などの非金属及び該非金属を含む化合物、など各種化合物が使用できる。ＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法では例えばトリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリメチルアルミニウムなどの有機化合物が主原料として用いられる。また、クロライドＶＰＥ、ハライドＶＰＥ法では例えば塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化アルミニウムなどのハロゲン化物が主原料として用いられる。上記ＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法、ハイドライドＶＰＥ法、クロライドＶＰＥ法などを含むハライドＶＰＥ法、プラズマＣＶＤ法、その他のＣＶＤ法、ＭＢＥ法など、原料を気体状態として薄膜を形成する方法において原料との反応ガスとしては通常アンモニアあるいは窒素が単独であるいは混合された状態で使用される。また反応ガスとしてアンモニアあるいは窒素の他に水素を含むものを用いることが結晶性の優れた単結晶薄膜を形成する上で好ましい。原料を気体状態とし反応部に搬送するキャリアガスとしては水素、アルゴンあるいは窒素などが単独であるいは混合された状態で使用される。結晶性の優れた単結晶薄膜を形成するためには前記キャリアガスとしては少なくとも水素を含むものを用いることがより好ましい。薄膜形成チャンバー内の雰囲気としては通常アンモニア、水素、アルゴン、窒素などが常圧下あるいは減圧下で用いられる。また、スパッタリング法により薄膜を形成する場合は上記各種原料をターゲットとして形成したものが用いられる。このような方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態で任意に得ることができる。
なお、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成する場合は、例えばＭＯＣＶＤ法あるいはハライドＶＰＥ法などのように原料としては目的とする組成の金属成分を含む化合物（窒化ガリウムの場合はガリウム成分を含む化合物、例えばトリメチルガリウム、三塩化ガリウムなど、あるいは窒化インジウムの場合はインジウム成分を含む化合物、例えばトリメチルインジウム、三塩化インジウムなど、あるいは窒化アルミニウムの場合はアルミニウム成分を含む化合物、例えばトリメチルアルミニウム、塩化アルミニウムなど）を用い、該化合物は一旦分解されてその後アンモニアなどの反応ガスと窒化反応して目的とする組成のものが形成されるという過程を経て単結晶薄膜の形成を行うという方法を用いることが好ましい。セラミック材料を主成分とする焼結体に薄膜状の単結晶を形成する場合は、バルク状や塊状の単結晶を作製するときのように昇華法などにより目的とする組成の原料をそのまま用い単に該原料を高温で昇華させ平衡に近い状態で単結晶を作製するという方法よりも前記のように目的とする組成の金属成分を含む化合物を用い該化合物を一旦分解しその後窒化反応させて目的とする組成を得るという方法のほうがより結晶性の高い単結晶が作製し得る。その理由は、セラミック材料を主成分とする焼結体はあらゆる方向を向いた微結晶粒子から構成されているので２次元的な広がりを有する薄膜状の単結晶を形成しようとしたとき、原料となる材料や化合物の選定の範囲が広くさらにセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に対する原料や反応ガスなどの供給方向や供給量あるいは基板温度などの制御が容易なため、セラミック材料を主成分とする焼結体中に存在するあらゆる方向を向いた微結晶粒子の結晶方向にしたがった自発的な結晶成長でなく目的とする方向に単結晶が成長するよう制御することが可能であるためと思われる（すなわち、例えば基板面に対してＣ軸が垂直な方向にだけ成長するように制御できる）。一方、昇華法などのように目的とする組成の原料をそのまま用いて高温で昇華させて単結晶を作製する方法では大量の原料が昇華できそのためバルク状や塊状などのように大型の単結晶を短時間で得る場合には適していると思われる。しかしながらセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に薄膜状の単結晶を得るには原料の選定範囲が狭く原料の供給方向や供給量などの制御が困難となり易いので本発明による単結晶薄膜を作製する方法としては必ずしも適した方法であるとは言えない。
また上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成する場合の基板温度として薄膜の組成や薄膜形成法の相違などにより適宜選択し得る。薄膜として単結晶を形成する場合は無定形、多結晶、配向性多結晶などの結晶状態を有するものよりも通常基板温度を高めることが好ましく、基板温度が低い場合は単結晶薄膜が形成しにくくなる場合がある。例えば、通常基板温度として窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成する場合４００℃〜１２００℃、窒化インジウムを主成分とする薄膜を形成する場合４００℃〜１０００℃、窒化アルミニウムを主成分とする場合は５００℃〜１５００℃で行うことが望ましい。上記各薄膜において窒化ガリウムを主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶など単結晶以外の結晶状態の薄膜を形成する場合基板温度として４００℃〜９００℃、単結晶薄膜を形成する場合は７００℃〜１２００℃と基板温度を高めて行うことが望ましい。また、窒化インジウムを主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶など単結晶以外の結晶状態の薄膜を形成する場合基板温度として４００℃〜７００℃、単結晶薄膜を形成する場合は５００℃〜９００℃と基板温度を高めて行うことが望ましい。また、窒化アルミニウムを主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶など単結晶以外の結晶状態の薄膜を形成する場合基板温度として５００℃〜１２００℃、単結晶薄膜を形成する場合は６００℃〜１５００℃と基板温度を高めて行うことが望ましい。より具体的には例えばＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法により単結晶薄膜を形成する場合の基板温度として窒化ガリウムを主成分とする薄膜では９００℃〜１１００℃、窒化インジウムを主成分とする薄膜では６００℃〜９００℃、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜では９００℃〜１２００℃の範囲とすることが好ましい。クロライドＶＰＥ法あるいはハライドＶＰＥ法により単結晶薄膜を形成する場合の基板温度として窒化ガリウム（ＧａＮ）を主成分とする薄膜では９００℃〜１２５０℃、窒化インジウム（ＩｎＮ）を主成分とする薄膜では７００℃〜１０００℃、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）薄膜では１０００℃〜１５００℃とすることが好ましく、１１００℃以上とすることが結晶性の高い単結晶薄膜が形成し得るのでより好ましい。基板温度が上記例示した温度より低い低い場合は通常単結晶薄膜が形成しにくくなり易い。このように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成する場合基板温度を高めることが好ましく、無定形、多結晶、配向性多結晶などの結晶状態のものを形成する場合基板温度を低くすることが好ましい場合が多い。
基板の加熱は各種ヒーターを用いた抵抗加熱、高周波電源を用いた高周波加熱、赤外線ランプによる加熱、など、どのような方法でも用いることができる。
本発明においてどのような薄膜形成法を用いたとしても基板温度としては上記の範囲にだけ限定されず、窒化ガリウムを主成分とする薄膜を基板温度として室温〜４００℃、窒化インジウムを主成分とする薄膜を基板温度として室温〜４００℃、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を基板温度として室温〜５００℃、といった比較的低温で形成できる。このような方法の例として例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法などの方法を用いることで上記の比較的低温で薄膜が形成できる。また、例えば気体状態の原料と反応ガスとにより薄膜を形成する方法においても、例えばアンモニアあるいは窒素などの反応ガスとして高周波（例えば周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波、あるいは周波数１３．５６ＭＨｚのラジオ波、など）や磁力などによりプラズマ化された状態のものを用いれば基板温度が上記のように低温であっても良好な薄膜を得ることができる。
本発明において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上に成長する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はその結晶系が六方晶（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）で表わされる。上記ＣＶＤ法などを用いた場合形成される単結晶薄膜は通常基板面に対して該六方晶のＣ軸方位でエピタキシャル成長しやすい傾向を有する。言い換えれば上記単結晶薄膜は基板面とＣ面とが平行な方位でエピタキシャル成長しやすい傾向を有する。これは基板上に形成した上記単結晶薄膜のＸ線回折を行うと六方晶のミラー指数（００２）の格子面からの強い回折線が観測されるので、上記単結晶薄膜は基板面に対してＣ軸方向にエピタキシャル成長していることが観測されることから説明できる。言い換えれば上記単結晶薄膜は基板面とＣ面とが平行にエピタキシャル成長していることが観測されることから説明できる。図１にこの様子を示す。図１において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜２が形成されている。また、図１のように単結晶薄膜２が基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された基板において該単結晶薄膜２の表面にＸ線を照射すれば六方晶ウルツ鉱型結晶構造を有する窒化アルミニウム結晶のミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが得られる。図２にこの様子を示す。もし基板1の上に形成された薄膜が単結晶でなく多結晶化した状態であれば図２に示すような六方晶のミラー指数（００２）の格子面以外の例えば（１００）格子面からの回折など複数の回折線が観察されるので明確に区別できる。なお、配向性多結晶は結晶粒子が特定の結晶軸の方向に揃った特殊な状態の多結晶体である。このような配向性多結晶であっても単結晶とは比較的容易に区別することができる。より具体的に言えば、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜はウルツ鉱型の結晶構造を有し、例えば基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶薄膜は通常のＸ線回折２θ／θスキャンを行えばミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけしか出現しない。一方薄膜が例えば基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶の場合もＸ線回折の２θ／θスキャンではミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけしか出現しない。しかし、単結晶薄膜の場合Ｃ軸に平行なミラー指数（１００）の格子面を固定して２θ／φスキャンを行えばミラー指数（１００）の格子面からの回折線しか出現しないが配向性多結晶薄膜の場合はＣ軸に平行な他の格子面例えばミラー指数（１１０）格子面からの回折線も出現するので形成された薄膜が単結晶かあるいは配向性多結晶かの相違は容易に判定できる。すなわち単結晶にはＣ面内回転が見られないのに対して配向性多結晶薄膜の場合はＣ面内で結晶の回転が見られる。これは単結晶の場合均質で一体化しており結晶粒子としての境界がないのに対して配向性多結晶は結晶粒子の集合体でありそれぞれの結晶粒子において特定方向には結晶軸（例えばＣ軸）が揃っているが他の結晶軸（例えばＡ軸）はそれぞれの結晶粒子間で異なる方位を取っているためと思われる。このように配向性多結晶は結晶粒子が特定の結晶軸の方向に揃った特殊な状態の多結晶体とも云える。通常の多結晶薄膜は前記のようにＸ線回折２θ／θスキャンを行えばミラー指数（００２）の格子面からだけでなく例えば（１００）の格子面からの回折線も出現するので通常の多結晶薄膜と配向性多結晶薄膜とは容易に区別することができる。またもし基板1の上に形成された薄膜が単結晶あるいは多結晶でなく無定形状態であれば明確なピークを持った回折線が得られず回折線はブロードなパターンとなるので単結晶あるいは多結晶あるいは配向性多結晶と明確に区別できる。図１において該単結晶薄膜２はＣ軸方向に成長し易くその成長方向は基板面に対して垂直な方向であり、それはすなわち基板面と水平な方向が該単結晶薄膜２のＣ面方向となる。本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のＣ軸は基板面に対して垂直な方向に自発的に成長し易い。しかしながら上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を使用した場合でも薄膜の成長方法を適宜工夫すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のＣ軸を基板面に対して水平な方向に形成し得る。例えば上記基板温度を最初低めに設定し徐々に温度を上げながら薄膜形成用の原料ガスを基板に対して水平な方向から供給するなどの工夫を行えば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のＣ軸を基板面に対して水平な方向に形成し得る。この様子を図４に示す。図４は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜２のＣ軸が基板面に対して水平な方向に形成されている（すなわちＣ面が基板面に対して垂直な方向に形成されている）ことを示す。本発明においてＸ線ロッキングカーブによる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性の評価は特に断らない限り図１に示すような基板面に対してＣ軸が垂直な方向に成長したものを用いて行った。なお、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１だけで表面のＸ線回折を行えばＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｏｎ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）ファイル番号２５−１１３４に記された粉末状ＡｌＮに相当する回折線が得られ焼結体中の窒化アルミニウム粒子は特定の方向でなくあらゆる方向を向いた多結晶状態であることを示している。なお、図１、図２及び図４において例示された基板の形状は円形であるが本発明において使用できる基板の形状は円形だけでなく正方形、長方形、あるいはその他多角形など任意の形状のものが使用できる。また、図1、図２及び図４に例示された本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板及び窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いることで作製される薄膜基板は焼結体および薄膜作製において通常用いられている方法を用いることで任意の大きさのものが作製できる。すなわち焼結体の場合例えば外形０．０１ｍｍ〜１０００ｍｍ、厚み1μｍ〜２０ｍｍ程度のものは容易に作製できる。
また本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体とは強固に接合し、形成された薄膜内のクラックや該薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との接合界面での剥離などは見られない。接合性については例えば形成した上記薄膜に粘着テープを接着し引き剥がしテストを行っても該薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との接合界面での剥離や破壊は見られない。また窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間の接合性は通常垂直引張り強度で２Ｋｇ／ｍｍ２以上でありさらに垂直引張り強度４Ｋｇ／ｍｍ２以上の接合のものも得られる。
窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のうち窒化ガリウムおよび窒化インジウムを主成分とする単結晶薄膜において含まれる単結晶状態の薄膜の結晶性を上記のようにＸ線回折により判定する場合は六方晶ウルツ鉱型結晶構造を有する該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面からの回折線と下地の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の六方晶のミラー指数（００２）の格子面からの回折線とは明確に区別できるので形成した該単結晶薄膜のほとんどすべての厚みのものにＸ線回折法が結晶性の判定に使用できる。これは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムは同じ六方晶に属するウルツ鉱型の結晶構造をもっていても格子定数が少しずつ異なるためＸ線回折による六方晶のミラー指数（００２）の格子面からの回折線の位置が容易に判別できる程度に異なるからである。特性Ｘ線としてＣｕＫα線（波長１．５４２Å）を用いたとき下地窒化アルミニウム焼結体製基板のミラー指数（００２）の格子面からの回折線は回折角θ＝１７．６５°〜１８．４５°、窒化ガリウム単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面からの回折線は回折角θ＝１７．２０°〜１７．５３°、窒化インジウム単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面からの回折線は回折角θ＝１５．５５°〜１５．８８°付近の範囲で現れるからであり、これらの回折線どうし判定を不可能にするような重なり合いが生じることは実質的にない。一方、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面からの回折線は回折角θ＝１７．８８°〜１８．２０°の範囲にある。したがって上記単結晶薄膜のうち窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性をＸ線回折により判定する場合形成されている該単結晶薄膜の厚みが薄くなればＸ線が該単結晶薄膜を透過し下にある窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からの回折線と重なり合いその影響が見られるようになる。本発明においては使用した特性Ｘ線は透過エネルギーを小さく抑えるために波長の比較的長いＣｒＫα線（波長２．２９１Å）、あるいはＣｕＫαを用い、Ｘ線発生管球への加速電圧をできるだけ小さくすることで対応した。Ｘ線回折により窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性を判定する場合、上記のような工夫によって下地の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からの回折の影響が排除できる限界の単結晶薄膜厚みは５００ｎｍ程度である。５００ｎｍ以下、５ｎｍ程度までの厚みの窒化アルミニウムを主成分とする薄膜の単結晶性の判定には例えばＲＨＥＥＤ（反射高速電子線回折）などの電子線回折を併用し、基板である窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からの影響が無いように考慮した。したがって本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上へ形成する窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅による結晶性の評価は通常該単結晶薄膜の厚み５００ｎｍ以上好ましくは１０００ｎｍ以上にて行った。
本発明により形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は０．５ｎｍ程度の厚みのものが形成できるがこのような少なくとも０．５ｎｍ程度の厚みのものでも単結晶として形成されているものと考えられる。本発明において上記の薄膜は単結晶だけでなく無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態のものも形成できる。これら薄膜においてその厚みは０．１ｎｍ〜０．２ｎｍ程度の厚みのものも形成し得る。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を薄膜形成用基板として使用し上記の薄膜を直接該基板に形成した場合は薄膜の厚みは０．５ｎｍ以上であることが好ましい。
本発明において、窒化アルミニウムなど各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板を用いることにより窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜が形成し得る。また上記薄膜形成用基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成された薄膜基板、及び窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜があらかじめ形成された薄膜基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜をさらに形成した薄膜基板を得ることができる。さらに前記薄膜基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜が形成し得る。本発明において上記薄膜のうち単結晶が形成し得る基板には通常無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜も比較的容易に形成できる。本発明においては上記薄膜形成用基板及び薄膜基板が優れているかどうかの判定を該基板に単結晶薄膜を形成しこの単結晶薄膜の結晶性を評価することにより行った。
本発明において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の結晶状態は前記のようにＸ線回折により分析することで容易に判定できる。すなわち上記薄膜が単結晶であれば該単結晶薄膜のＣ軸が基板面に対して垂直な方位に形成されている場合六方晶ウルツ鉱型結晶のミラー指数（００２）の格子面からの回折線しか検出されない。また該単結晶薄膜のＣ軸が基板面に対して水平な方位に形成されている場合六方晶ウルツ鉱型結晶のミラー指数（１００）の格子面からの回折線しか検出されない。上記薄膜が多結晶であればミラー指数（００２）、あるいは（１００）などの格子面からの複数の回折線が検出されるので容易に判別できる。また上記薄膜が無定形であれば明確な回折ピークは検出されずブロードな回折パターンとなるので容易に判別できる。なお本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を薄膜形成用基板として用いた場合窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はＣ軸が基板面に対して垂直な方位に形成されやすいので通常は六方晶ウルツ鉱型結晶のミラー指数（００２）の格子面からの回折線しか検出されない。
本発明において該単結晶薄膜の結晶性評価は通常特に断らない限り該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅を測定して行った。使用した特性Ｘ線はＣｕＫα線（波長１．５４２Å）である。また、本発明においては特に断らない限りミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は通常のωスキャンによって測定されたものであり、単位として秒（ａｒｃｓｅｃａｎｔ）で示す。なおこのような結晶性の評価を行うにあたり、該単結晶薄膜形成用の基板として用いられる窒化アルミニウムなど各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板表面は特に断らない限り平均表面粗さＲａ＝３０ｎｍ前後の鏡面状態としたものを使用した。
本発明による薄膜形成用基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であればよいのであって基板に直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶を含む各種結晶状態の薄膜が形成できる。また、上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過性を有するものを用いることが基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性を高め易い。このような焼結体の中でも少なくとも可視光領域において光透光性が高いものほど形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が高まるので好ましい。可視光領域における光透光性は波長３８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲において、直径２５．４ｍｍ厚み０．５ｍｍの円盤状で表面を平均粗さＲａ＝３０ｎｍ程度の鏡面に研磨した焼結体で光透過率１％以上のものが好ましい。光透過率１％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いることで直接その上に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下と良好なものが得られ易い。光透過率が５％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いることで上記Ｘ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下とより良好なものが得られ易い。さらに光透過率が１０％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いることで上記Ｘ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下とさらに良好なものが得られ易くさらに好ましい。本発明において可視光領域における光透過率とは上記波長３８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光における光透過率のことであり、本発明においては通常特に断らない限り波長６０５ｎｍの光で測定された光透過率の値を用いた。また本発明による上記のような可視光領域における光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外領域の光においても同様な光透過率を有し、その光透過率は１％以上のものが得られる。すなわち本発明において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の中でも少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する光透過性が高いものほど形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が高まるので好ましい。また本発明による可視光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長２５０〜３８０ｎｍの範囲の紫外光においては５％以上の光透過率を有するものが得られ、波長３００〜３８０ｎｍの範囲の紫外光においては１０％以上の光透過率を有するものが得られる。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は上記波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外領域において４０％以上の光透過率を有するものが得られ、さらに最大６０〜８０％あるいは８０％以上の光透過率のものも得られる。上記のように本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は紫外光に対する透過性も有するので前記本発明による基板に例えば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を用いて紫外線発光の素子を形成すれば素子から発光された紫外線が基板部分で吸収されることが少ないので発光素子の発光効率が高まるという効果が得られ好ましい。
このように本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光において少なくとも１％以上の光透過率を有しこのような光透過率を有する基板を用いることでより優れた結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できることが明らかにされた。また本発明において、少なくとも１％以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶以外の無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜も形成できる。
以下本発明において特に断らない限り光透過率は波長６０５ｎｍの光において測定されたものである。本発明による光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常少なくとも波長３８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の可視光領域においてはどのような波長の光に対しても波長６０５ｎｍの光で測定された光透過率とほぼ同様の光透過率を示す。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長２００ｎｍ〜８００ｎｍのすべての波長範囲の光において波長６０５ｎｍ以外で波長６０５ｎｍと同様の光透過率を有するとは限らないが波長６０５ｎｍの光において測定された光透過率を用いるだけで本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の性能例えば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したときの結晶性などを代表して判別できる。すなわち光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の基板としての特性を上記波長６０５ｎｍの光において測定した光透過率で代表して判定し得る。
本発明において、光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常波長２００ｎｍ以上の光に対して光透過性を示す場合が多い。すなわち、波長２００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲の光に対して光透過性を示し始め、波長２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲の光に対して急激に光透過性が上昇し紫外光から可視光領域入る境界領域にある波長３５０ｎｍ〜４００ｎｍ以上の光に対してはほぼ一定の光透過率を有する傾向がある。本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率とは特に断らない限り波長６０５ｎｍの光に対して測定された光透過率を意味する。通常本発明において光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外光で測定された光透過率より波長３８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の可視光における光透過率の方が大きい。具体的には通常本発明において光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外光で測定された光透過率が１％以上であれば波長３８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の可視光における光透過率は１％より大きなものとなる。したがって波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外光で測定された光透過率が１％以上の光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いたときさらに優れた結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。このように光透過率として波長６０５ｎｍ以外の光に対する測定値を用いなくても波長６０５ｎｍの光に対する光透過率を把握しておけば本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の性能すなわち窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したときの結晶性を代表して判別することが容易となり、さらに例えば発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成するための基板（以下、特に断らない限り単に「発光素子作製用基板」と言う）として用いたとき作製される発光素子の発光効率を判定し得る。
本発明において、波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の紫外光における光透過率とは波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲におけるいずれか特定の波長に対する光透過率を意味する。また、本発明において特に断らない限り可視光とは波長３８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光であり、紫外光とは波長３８０ｎｍ以下の光をいう。
本発明における光透過率の測定値は特に断らない限り直径２５．４ｍｍ厚み０．５ｍｍの円盤状で表面を鏡面に研磨した（通常は、平均表面粗さＲａ＝３０ｎｍ程度）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体（例えば六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体、及び酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体、など）を試料として用い、通常分光光度計などを用いて所定の波長の光を上記焼結体試料に当て、入射した光の強度と透過した光の強度を測定しその比を百分率で表わしたものである。波長としては通常特に断らない限り６０５ｎｍのものを用いて測定されたものである。本発明における光透過率は上記測定用試料を積分球の内部にセットして全透過光を集めこの全透過光と入射光との強度比を百分率で表した全透過率として求めたものである。
ガラスなどの透明体の光透過率は通常直線透過率として求められるが、一般に窒化アルミニウムを主成分とする焼結体などのセラミック材料の光透過率は入射光が焼結体内部で散乱され直線的に透過されず、散乱された状態であらゆる方向へ透過される。したがって透過光の強度はこのような方向性のない散乱光をすべて集めたものとなる。本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率はこのような全透過率として測定されたものであり、ガラスなどの透明体の直線透過率とは異なる。
光透過率は試料の厚みによって変化し本発明による上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体（例えば六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体、及び酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体、など）を薄膜形成用基板、薄膜基板、あるいは発光素子作製用基板などに用いる場合該基板の厚みを薄くして光透過率を高めることは例えば発光素子の発光効率を高める上で有効である。通常薄膜形成用基板、薄膜基板、あるいは発光素子作製用基板などとしては厚み０．０１ｍｍ以上のものを用いることが取り扱い上の強度の点からは好ましい。又厚みが厚くなると光透過率が低下し易いので通常薄膜形成用基板、薄膜基板あるいは発光素子作製用基板などとしては厚み８．０ｍｍ以下のものを用いることが好ましい。本発明において上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体はその厚みが少なくとも０．０１ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲において実際に使用される状態の薄膜形成用基板、薄膜基板あるいは発光素子作製用基板などが光透過性を有していれば有効である。すなわち、上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体はその厚みが少なくとも０．０１ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲あるいはそれ以外であっても実際に使用される状態での光透過率が少なくとも１％以上であればよいのであって、例えば発光素子作製用基板として実際に厚み０．１ｍｍあるいは２．０ｍｍなど厚みが必ずしも０．５ｍｍではないものであっても光透過性を有し光透過率が少なくとも１％以上であれば作製される発光素子の発光効率は向上し易い。
本発明において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体（例えば六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体、及び酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体、など）の光透過性は厚みには関係無い。厚い状態では光透過性を有しないものであっても薄くすることで光透過性を有するものは本発明に含まれる。すなわち、例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが０．５ｍｍのとき光透過性を有しないものであっても厚みを薄くすることで光透過性が発現するものは本発明に含まれる。また、例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが０．５ｍｍより厚いとき光透過性を有しないものであっても厚みを０．５ｍｍとすることで光透過性が発現するものは本発明に含まれる。光透過性を別の言葉で表現すれば、本発明の光透過率として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体の厚みには関係無く、該焼結体の光透過率が１％以上であれば本発明に含まれる。すなわち、例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが０．５ｍｍのとき光透過率が１％より小さいものであっても厚みを薄くすることで光透過率が１％以上であるものは本発明に含まれる。また、例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが０．５ｍｍより厚いとき光透過率が１％より小さいものであっても厚みを０．５ｍｍとすることで光透過率が１％以上であるものは本発明に含まれる。
上記のように本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過性としては実際該焼結体が用いられている状態での光透過性が重要である。したがって窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体として実際該焼結体が用いられている状態で光透過性を有していれば本発明に含まれる。別の表現をすれば、本発明の光透過率としては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体の厚みには関係無く、該焼結体の実使用状態での光透過率が１％以上であれば本発明に含まれる。すなわち、例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが実使用状態で０．５ｍｍ以下あるいは０．５ｍｍより大きいとき光透過率が１％以上であるものは本発明に含まれる。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが実使用状態で０．５ｍｍより薄い場合あるいは０．５ｍｍより厚い場合は基板厚み０．５ｍｍのとき測定した光透過率と異なり、光透過率は０．５ｍｍより薄い場合は０．５ｍｍのとき測定したより高くなり易く０．５ｍｍより厚い場合は０．５ｍｍのとき測定した光透過率より低くなり易い。本発明においては上記のように実際に使用される状態で光透過率が少なくとも１％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることが好ましい。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下である必要性は必ずしもない。例えば上記Ｘ線回折ロッキングカーブの半値幅がブロードな結晶性のものでも表面弾性波素子用などの圧電膜や回路基板用の絶縁膜や誘電膜、あるいは光導波路用材料などの用途には問題なく使用できる。このような用途には上記Ｘ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下程度であれば問題なく使用できる。また上記用途において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の結晶性は場合によっては必ずしも単結晶でない無定形、多結晶、配向性多結晶などの結晶状態のものであっても使用し得る。しかしながら窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いそこに形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の上に発光素子を形成する場合、あるいは該単結晶薄膜を直接発光素子構成層の一部として用いる場合、あるいは該単結晶薄膜をフィールドエミッションディスプレイ（電界放出によるディスプレイ）の冷陰極材料として用いる場合などは該単結晶薄膜の結晶性は上記ミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下のシャープなものであることが好ましい。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶を含む各種結晶状態の薄膜が形成できる。さらに本発明において上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶を含む各種結晶状態の薄膜を例えば発光素子を製造する場合などのように２以上の層構成として形成できる。この２以上の層で形成された薄膜は各層において結晶状態、組成、あるいは厚みなどそれぞれ異なる状態で形成できる。本発明による２層以上の薄膜層からなる薄膜基板は２層以上の薄膜層のうち少なくとも１層以上は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜からなる。本発明による薄膜基板を発光素子形成用基板などのように、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するために用いる場合など薄膜基板表面の薄膜は通常単結晶であることが好ましい。本発明においては２層以上から構成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶を含む各種結晶状態の薄膜においても形成されている単結晶薄膜においてそのミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下と、シャープで結晶性の高いものが得られ易い。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の可視光あるいは紫外光に対する光透過率は１）焼結密度、２）焼結体内部の気孔の有無や大きさ、３）焼結助剤含有量、４）酸素含有量、５）焼結助剤及び酸素以外の不純物含有量、６）焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさ、あるいは７）焼結体中の窒化アルミニウム粒子の形状、などといったセラミック特有の複雑な要因で変化する。通常は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板において１）焼結密度が高く、２）焼結体内部の気孔が少なくもしあったとしてもサイズが小さく、３）焼結助剤量が必要最小量であるかもしくは焼結助剤を含まない、４）酸素含有量が少ないこと、５）焼結助剤以外の不純物含有量が少ないかもしくは含まない、６）焼結体中の窒化アルミニウム粒子が小さいか又は大きさが均一である、あるいは７）焼結体中の窒化アルミニウム粒子の角が取れた丸いものより多角形でお互いの粒子同士多角形の面や稜線、あるいは多角形の頂点での重なりが隙間なく緊密であるもの、あるいは８）焼結体中の窒化アルミニウム粒子が大きくても焼結助剤などのＡｌＮ以外の成分が少なくＡｌＮとしての純度が高いもの、９）焼結体中の焼結助剤などＡｌＮ以外の成分が多くても窒化アルミニウム粒子が大きく成長したもの、などの性状を有する窒化アルミニウム焼結体であれば可視光に対する光透過率が１％以上と高くなる傾向を有する。したがってこのような性状の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の膜質、結晶性は向上し易い。
元来窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は焼結助剤や含有酸素量あるいはその他の不純物量を制御することで熱伝導率が室温において少なくとも５０Ｗ／ｍＫ以上であり、通常は１００Ｗ／ｍＫ以上と高いものが得られる。そのため窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基材として用いて作製される発光素子はそこに加えられる電力を基材がサファイアの場合に比べて大きくできるので発光素子の発光出力が高まるという利点を有する。上記の焼結助剤や酸素あるいはその他の不純物を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の場合は室温における熱伝導率が１５０Ｗ／ｍＫ以上のものが容易に得られ、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基材として製造される発光素子への投入電力をより高めることができるので好ましい。また、上記の焼結助剤や酸素あるいはその他の不純物を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の場合は室温における熱伝導率が１７０Ｗ／ｍＫ以上のものも容易に得られ、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基材として製造される発光素子への投入電力をさらに高めることができるのでより好ましい。
本願発明者は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶を含む各種結晶状態の薄膜を直接形成するための基板として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）以外で炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ２Ｏ４：スピネル）などを主成分とする焼結体を検討してきた。そのなかで炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）結晶構造を有するか三方晶（Ｔｒｉｇｏｎａｌ）結晶構造の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を単結晶化できる。各炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム基板、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体製基板においてその上に形成される該単結晶薄膜の六方晶及び三方晶のミラー指数（００２）格子面のロッキングカーブの半値幅は３６００秒以下という結晶性を示し易い。一方酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、スピネルを主成分とする焼結体からなる基板上に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は多結晶の状態であり単結晶化しにくい。これは酸化ジルコニウムの結晶系は正方晶（Ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ）もしくは立方晶（Ｃｕｂｉｃ）もしくは単斜晶（Ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ）であり、酸化マグネシウムとスピネルはそれぞれ立方晶（Ｃｕｂｉｃ）であるためと思われる。酸化アルミニウムの結晶系は三方晶であるが六方晶としての分類も可能であるのでその上に直接形成される薄膜が単結晶化できる焼結体は結局本質的には結晶系が六方晶及び六方晶として分類できる材料を主成分とする基板だけであろうと本願発明者は考えている。その理由は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウム各薄膜の有する結晶構造はウルツ鉱型結晶であり該ウルツ鉱型結晶の属する結晶系は六方晶であり基板となる焼結体の主成分が六方晶系あるいは三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有していれば上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が自発的に単結晶化し易いためと思われる。本発明において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する材料を主成分とする焼結体を用いた基板に直接形成する場合、図１、図２、図４に示したような基板１の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に代わって上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム及び酸化アルミニウムなどの焼結体からなる基板を用いることで実現できる。この場合該単結晶薄膜の成長方位は基板面に対して垂直な方向が該薄膜結晶の属する六方晶のＣ軸として成長し易い。又Ｘ線を照射すれば図２に示したのと同様該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが検出される。なお、上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム及び酸化アルミニウムなどを主成分とする焼結体からなる基板の形状は本発明において円形だけでなく正方形、長方形、あるいはその他多角形など任意の形状のものが使用できる。また、上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム及び酸化アルミニウムなどを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム及び酸化アルミニウムなどを主成分とする焼結体を用いることで作製される薄膜基板は焼結体および薄膜作製において通常用いられている方法を用いることで任意の大きさのものが作製できる。すなわち焼結体の場合例えば外形０．０１ｍｍ〜１０００ｍｍ、厚み1μｍ〜２０ｍｍ程度のものは容易に作製できる。
本発明において検討してきた各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の中で窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は特に優れている。上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された殆どすべての窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜において該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下とシャープで特に結晶性に優れている。したがって本発明が完成に至ったのもこのような知見が得られたことが背景の大きな一つである。おそらく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は結晶系だけでなく熱膨張率も窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜及び無定形、多結晶、配向性多結晶などの各種結晶状態の薄膜と極めて近いことも優れている原因の一つと本発明者は推測している。すなわち窒化ガリウムが５．５９×１０−６（℃−１）であり、窒化インジウムが５．７０×１０−６（℃−１）であり、窒化アルミニウムが５．６４×１０−６（℃−１）である。例えば本発明による薄膜形成用基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いて窒化ガリウムの単結晶薄膜を１０００℃程度の温度で形成し室温まで冷却した後窒化ガリウム単結晶薄膜に生じる応力はわずかで窒化ガリウム単結晶薄膜に不具合が生じにくい。またこの組み合わせの場合窒化ガリウム単結晶薄膜に生じる応力は圧縮応力となり、そのためさらに窒化ガリウム単結晶薄膜に不具合が生じにくくなるものと推測される。上記のように基板の熱膨張率が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜及び無定形、多結晶、配向性多結晶などの各種結晶状態の薄膜と近いことの利点としてはその他、基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜及び無定形、多結晶、配向性多結晶などの各種結晶状態の薄膜の膜厚を厚くする必要がある場合該単結晶薄膜に生じる応力が小さくさらにその応力も圧縮応力であることが多いので例えば１０μｍ以上といった厚い膜厚の前記該単結晶薄膜及び無定形、多結晶、配向性多結晶などの各種結晶状態の薄膜に転位や亀裂などの不具合が生じることが少ない、ということが挙げられる。このように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を薄膜形成用基板として用いたとき該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜及び無定形、多結晶、配向性多結晶などの各種結晶状態の薄膜の厚みは任意の厚みのものが形成できるが少なくとも０．５ｎｍ以上のものが形成できさらに１０μｍｍ以上の厚いものも容易に形成できる。このように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を薄膜形成用基板として用いたとき該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は単結晶だけに限らず無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶性のものも任意の厚みで形成でき少なくとも０．５ｎｍ以上のものが形成できさらに１０μｍｍ以上の厚いもの、又必要に応じて５０μｍ以上のものも容易に形成できる。本発明において上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された殆どすべての窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが０．５ｎｍ以上の場合（１０μｍ以上、あるいは５０μｍ以上の単結晶薄膜であっても）、該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は３００秒以下とシャープで特に結晶性に優れている。したがって本発明による基板を用いて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜及び無定形、多結晶、配向性多結晶などの各種結晶状態の薄膜の積層によって発光素子を形成したとき素子中の転位が少なく、発光素子を形成するにあたって必要な単結晶薄膜及び無定形、多結晶、配向性多結晶などの各種結晶状態の薄膜の厚み及び発光素子全体の厚みが任意に設定できるので発光素子の設計が容易となり発光効率の高い素子が製造できる。
このように、基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いれば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム及び酸化アルミニウムなどを主成分とする焼結体に比べて基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜及び無定形、多結晶、配向性多結晶などの各種結晶状態の薄膜はより高品質のものが得られやすいという特徴を有する。その他、基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いる場合の副次的な利点は波長３８０ｎｍ以下の紫外光に対する光透過率の高さである。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体以外の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム及び酸化アルミニウムなどを主成分とする焼結体の場合波長３８０ｎｍ以下の紫外光に対する光透過率は殆ど無く実質的に０％である。したがって基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いる場合炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム及び酸化アルミニウムなどを主成分とする焼結体に比べて発光素子からの紫外光が基板で吸収される割合が減るので発光素子の発光効率が高まるという利点がある。
基板にサファイアや炭化珪素単結晶あるいはシリコンといった単結晶材料を用い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したときこれらの基板材料は単結晶であるにもかかわらず得られる該単結晶薄膜には反りや亀裂あるいは転位の増大が生じ易くさらに場合によっては該単結晶薄膜が厚く形成できない場合があるが、その原因の一つは該単結晶薄膜と熱膨張率が異なることも主因の一つと推察される。例えば上記単結晶基板の中で炭化珪素単結晶及びシリコンの熱膨張率は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜及び無定形、多結晶、配向性多結晶などの各種結晶状態の薄膜より小さくそのため該薄膜中には引張り応力が働き該薄膜を例えば０．５μｍといった比較的薄い厚みで形成しても該薄膜には亀裂や転位が生じやすい。
上記に述べたように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板として必ずしも単結晶が優れている訳ではなく、本発明者が示したように基板としてセラミック材料を用いても優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が１形成できる。セラミック材料の中でも窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が優れており従来からの問題点を解決できる。
本発明による薄膜形成用基板及び薄膜基板は図１、図２及び図４で例示されたような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成したものだけではない。本発明による薄膜形成用基板としては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板だけでなく、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、その他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板も使用でき、該基板には単結晶を含め無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が直接形成し得る。
図５は、本発明による薄膜形成用基板、及び薄膜基板の１例を斜視図である。図５において符号４で示したものが本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板であり薄膜形成用基板として用いられる。該基板４には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜５が形成され該基板４及び薄膜５により薄膜基板６が構成されている。該基板４には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし単結晶あるいは無定形状態、多結晶状態、配向性多結晶状態のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜５が形成されている。薄膜５は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする２層以上から構成される薄膜としても形成できる。本発明において２層以上からなる薄膜のうち通常少なくとも１層以上は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶状態の薄膜が形成されたものが発光素子形成用基板、あるいはフィールドエミッション用基板、あるいは回路基板用誘電体材料、あるいは光導波路材料、など各種電子素子及び電子部品用途に使用していく上では好ましい。上記の２層以上で構成された薄膜のうち基板表面の薄膜は単結晶であることがより好ましい。２層以上に形成された薄膜５は各層において単結晶状態を含め無定形状態、多結晶状態、配向性多結晶状態などの各種結晶状態、組成、あるいは厚みなどそれぞれ異なる状態で形成できる。すなわち、例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、などを含めた各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形状態あるいは配向性多結晶状態の薄膜があらかじめ形成されさらにその上に単結晶状態の薄膜が形成されている場合、などである。本発明において同じ結晶状態で組成がそれぞれ異なる２層の薄膜としても形成できる。すなわち、例えば形成される薄膜がそれぞれ同じく単結晶で組成がそれぞれ異なる２層の薄膜として形成できる。
なお、図３６に窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板だけの図を例示し、該基板を符号４で示した。図３６に例示した基板４は薄膜形成用基板として用いられ、該基板の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成される。
本発明による上記の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、などを含めた各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板４には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする少なくとも単結晶状態の薄膜が直接形成でき、その他に無定形状態、多結晶状態、配向性多結晶状態など各種結晶状態の薄膜も直接形成できる。本発明における実施形態として上記基板４には必ずしも窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする少なくとも単結晶状態の薄膜が直接形成されたものでなくてもよく、無定形状態、多結晶状態、配向性多結晶状態のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜が直接形成されているものであってもよい。
本発明において図５に示したような薄膜基板を用いその上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成することができる。その場合該薄膜基板は薄膜形成用基板としての機能を果たすことになる。
図５に例示した本発明による薄膜形成用基板、及び薄膜基板を用いて発光素子、あるいはフィールドエミッションディスプレイ、あるいは回路基板、あるいは光導波路など、各種電子素子及び電子部品を作製することができる。
図６は、図５に示した薄膜が２層で構成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。図６において、符号４で示したものが本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、などを含めた各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板であり薄膜形成用基板として用いられる。該薄膜形成用基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜５及び薄膜８がそれぞれ１層合計２層の薄膜が形成され薄膜基板６が構成されている。
図６に例示した薄膜５及び薄膜８は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし単結晶状態の薄膜、あるいは必要に応じて、無定形状態、多結晶状態、配向性多結晶状態のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものである。図６に示した薄膜５及び薄膜８は各層において単結晶を含め無定形、多結晶、配向性多結晶などの結晶状態、組成、あるいは厚みなどそれぞれ異なる状態で形成できる。図６に示した薄膜構成において薄膜５を単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態で形成し、薄膜８をエピタキシャル成長した単結晶として形成すれば該薄膜８の結晶性は基板４に直接形成した単結晶薄膜の結晶性よりも向上し易いので好ましい。このような薄膜構成の薄膜基板は例えば発光素子、あるいはフィールドエミッション、あるいは回路基板、あるいは光導波路など、各種電子素子及び電子部品の作製用に使用していく上で好ましい。上記のように薄膜８をエピタキシャル成長した単結晶として形成していく場合、薄膜５は無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態で形成されたものが該薄膜８の結晶性などの特性面で優れたものが得られ易いので好ましく、薄膜５が配向性多結晶として形成されたものがより好ましい。
また、本発明において、図６に示すような薄膜を２層形成したものだけでなくさらに３層以上に形成された薄膜基板も容易に提供することができる。
上記のように図５及び図６に示した薄膜はすべてが単結晶であるとは限らない。また単一の層であるとは限らない。図５及び図６に示した薄膜は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶状態、無定形状態、多結晶状態、配向性多結晶状態など各種結晶状態のものを用いることができる。また、図５及び図６に示した薄膜は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする２層以上から構成される薄膜としても形成できる。２層以上からなる薄膜は各層において単結晶状態を含め無定形状態、多結晶状態、配向性多結晶状態などの結晶状態、組成、あるいは厚みなどそれぞれ異なる状態で形成できるが、本発明において２層以上で構成された薄膜のうち少なくとも１層以上は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶であることが好ましい。本発明による薄膜基板を発光素子形成用基板、あるいはフィールドエミッション用基板、あるいは回路基板用誘電体材料、あるいは光導波路用材料、などのように、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜をはじめとする各種結晶状態の薄膜を形成するために用いる場合など本発明による薄膜基板の表面は通常単結晶状態であることが好ましい。
本発明による薄膜基板とは、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、その他各種セラミック材料を主成分とする焼結体っを基板として用い、該基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された基板であって、要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部がエピタキシャル成長した単結晶状態である基板である。本発明による薄膜基板において表面に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を有するものの場合窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、などを含めた各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶状態、無定形状態、多結晶状態、配向性多結晶状態のうちから選ばれる少なくともいすれかの結晶状態の薄膜をあらかじめ形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜を形成したものが望ましい。そうすることで窒化アルミニウムなど各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶を直接形成したものより単結晶薄膜の結晶性が向上するので好ましい。
本発明による上記図５で示した薄膜基板６及び図６で示した薄膜基板８には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする少なくとも一部が単結晶状態である薄膜が形成でき、その他無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜も形成できる。
本発明による薄膜形成用基板としては図５で示した窒化アルミニウムなど各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板だけでなく、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された基板も用いることができる。このような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された基板は図６で示した薄膜基板と同質であり、本発明による薄膜基板は発光素子作製用基板、あるいはフィールドエミッション用基板、あるいは回路基板用誘電体材料、あるいは光導波路用材料、などの電子素子及び電子部品だけでなく本発明による薄膜形成用基板としても用いることができる。
本発明による薄膜基板において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するために用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常基板状で用いられる。該基板状の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は本発明による薄膜形成用基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板と同質である。すなわち本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板は本発明による薄膜基板を構成する基板としても用いることができる。
図５及び図６に記載されている薄膜形成用基板及び薄膜基板は円盤状であり、薄膜は基板の１面だけに形成されているように描かれているが、本発明において上記薄膜は基板の１面だけでなくその他の面にも必要に応じて形成され得る。また、薄膜形成用基板及び薄膜基板として例えば四角い板状（直方体）のものを用いた場合窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は必要に応じて上記薄膜形成用基板及び薄膜基板の１面だけ、あるいは２面だけ、あるいは３面だけ、あるいは４面だけ、あるいは５面だけ、あるいは６面すべて、に形成できる。
図１、図２、図４、図５、図６で示された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜５は少なくとも単結晶状態を含み必要に応じて、さらに無定形状態、多結晶状態、配向性多結晶状態など各種結晶状態を含むものとして形成でき、さらに該薄膜５は単一の層だけでなく組成や結晶状態あるいは厚みの異なる複数の層としても形成し得る。
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の製造は従来からの方法を用いることができる。すなわち窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体をヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素などの少なくとも１種以上を主体とする中性雰囲気あるいは水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などの少なくとも１種以上を含む還元性雰囲気といった非酸化性雰囲気の常圧下で、あるいは減圧下で、あるいは加圧下で通常１５００〜２４００℃程度の温度範囲で加熱し製造される。焼成時間は通常１０分〜３時間程度の範囲が用いられる。又真空中での焼成によっても製造され得る。さらにホットプレス法あるいはＨＩＰ（熱間静水圧加圧焼結）によっても製造される。ホットプレス法による焼成条件としては上記非酸化性雰囲気中あるいは真空中通常１５００〜２４００℃程度の焼成温度範囲及び１０分〜３時間程度の範囲の焼成時間及び１０Ｋｇ／ｃｍ２〜１０００Ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力範囲が用いられる。またＨＩＰ法による焼成条件としては上記非酸化性雰囲気を５００Ｋｇ／ｃｍ２〜１００００Ｋｇ／ｃｍ２程度の範囲に加圧し通常１５００〜２４００℃程度の焼成温度範囲及び１０分〜１０時間程度の範囲の焼成時間が用いられる。上記の焼成に際して窒化アルミニウム成分が焼成雰囲気中に存在するような工夫を行うことでより光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得やすい。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする蒸気が焼成雰囲気中に存在することで光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がより得易くなる。窒化アルミニウム成分を焼成雰囲気中に存在させる方法としては例えば被焼成物である窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼成中に該被焼成物自体からの蒸発によって雰囲気中に供給するか、あるいは該被焼成物以外から供給する方法がある。具体的には例えば、被焼成物自体から窒化アルミニウム成分を焼成雰囲気中に供給する方法として、該被焼成物を窒化ほう素あるいはタングステン、モリブデンなどできるだけカーボンを含まない材料で作製された「さや」や「こう鉢」などの焼成容器あるいは「セッター」などの焼成治具に収納し焼成するか、あるいはカーボンを含んだ焼成容器あるいは焼成治具を用いたとしてもその表面を窒化ほう素などでコーティングしたものを用いるなど効果がある。焼成容器あるいは焼成治具などに収納後さらに密閉度を高めた状態で被焼成物を焼成することにより光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製することもできる。被焼成物以外から窒化アルミニウム成分を焼成雰囲気中に供給する方法として、被焼成物を窒化アルミニウムを主成分とする材料で作製された「さや」や「こう鉢」などの焼成容器あるいは「セッター」などの焼成治具に収納し焼成することで光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製することができる。また、被焼成物を窒化アルミニウムを主成分とする粉末中に埋設して焼成する方法は光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得やすい。上記焼成容器あるいは焼成治具内に被焼成物以外の窒化アルミニウムを主成分とする粉末あるいは窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれか１以上のものを被焼成物とともに同時に存在させて焼成しても光透過率に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製することができる。この方法では被焼成物をフリーな状態で焼成することができるので製品の大量処理や複雑な形状のものを焼成する場合に好適である。なお、上記焼成容器あるいは焼成治具のうち窒化アルミニウムを主成分とする材料で作製された焼成容器あるいは焼成治具を用い、被焼成物以外の窒化アルミニウムを主成分とする粉末あるいは窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれか１以上のものを被焼成物とともに同時に存在させて焼成しても光透過率に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製することができる。上記窒化アルミニウム成分を焼成雰囲気中に存在させ光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製する方法のなかで、通常該窒化アルミニウム成分を被焼成物自体からの蒸発によって雰囲気中に供給するよりも被焼成物以外から供給する方がより光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が作製し得る。なお、上記窒化アルミニウム成分を焼成雰囲気中に存在させ光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製する方法は、通常焼結助剤などの添加物や原料中に含まれる酸素あるいは不可避不純物などの成分が焼成中に揮散しないので粉末成形体とほとんど同じ組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製することができる。
その他、ホットプレス法やＨＩＰ法による焼成に際しては窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体をそのまま加圧焼成するよりも該粉末成形体をいったん焼成して窒化アルミニウムを主成分とする焼結体となし、該焼結体をあらためて加圧焼成する方がより光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得やすい。また、ホットプレス法やＨＩＰ法による焼成においても、上記焼成容器や焼成治具を用いるなど各種方法により焼成雰囲気中に窒化アルミニウ成分を存在させて焼成することがより光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製する上で好ましい。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の化学的純度を向上させるときは必要に応じて上記以外の条件も選択できる。例えば１７５０℃以上の温度で３時間以上の比較的長い時間をかけ要すれば還元性雰囲気中で焼成を行えば含まれる酸素や焼結助剤として用いられる希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの成分あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分あるいは黒色化剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分やカーボンあるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分などを飛散・除去し減少化できるのでＡＬＯＮや上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物の含有量が低減化されてＡｌＮ純度が高まりその結果光透過性が向上した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造することが可能となる。上記のように１７５０℃以上の温度で３時間以上の比較的長い時間をかけ要すれば還元性雰囲気中で焼成を行うことで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性をより高めることができるが、該焼成により窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子が成長し易くその結果粒子境界が減少することも光透過性が高まり易くなることの要因の１つではないかと本願発明者は推測している。
上記のようにＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶の薄膜を形成したとき該単結晶薄膜はより結晶性の高いものが形成でき易くなるので好ましい。また、例えば１７５０℃以上の温度で３時間以上の比較的長い時間をかけて焼成を行うことで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の窒化アルミニウム粒子を大きく成長させることができる。窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶の薄膜を形成したとき該単結晶薄膜はより結晶性の高いものが形成でき易くなるので好ましい。本発明においてはこのように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板としてＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体だけでなく、窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体も有効である。上記のようなＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造するときの焼成温度として焼成時間を短縮する上で１９００℃以上がより好ましく、２０５０℃以上がさらに好ましく、２１００℃以上が最も好ましい。２０５０℃以上はもちろんさらに２１００℃以上の高温であってもＡｌＮ成分自体は殆ど昇華することなく焼成できる。ＡｌＮの純度を高めるためあるいは窒化アルミニウム粒子を成長させるために焼成温度１７５０℃〜１９００℃の範囲では焼成時間は通常１０時間以上とすることが好ましくさらに２４時間以上でより大きな効果が得られる。焼成温度１９００℃以上では焼成時間６時間以上で十分ＡｌＮ純度を高める、あるいは窒化アルミニウム粒子を成長させる効果が得られさらに１０時間以上でＡｌＮの純度を高める、あるいは窒化アルミニウム粒子を成長させるためのより大きな効果が得られる。焼成温度２０５０℃以上では焼成時間４時間以上で十分ＡｌＮ純度を高める、あるいは窒化アルミニウム粒子を成長させる効果が得られさらに６時間以上でＡｌＮの純度を高める、あるいは窒化アルミニウム粒子を成長させるためのより大きな効果が得られる。また焼成温度２１００℃以上では焼成時間３時間以上で十分ＡｌＮ純度を高める、あるいは窒化アルミニウム粒子を成長させる効果が得られさらに４時間以上でＡｌＮの純度を高める、あるいは窒化アルミニウム粒子を成長させるためのより大きな効果が得られる。上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮ純度を高める、あるいは窒化アルミニウム粒子を成長させる上では焼成温度を高めれば焼成時間を短くでき焼成温度を低くすれば焼成時間が長くなるという関係にあり、焼成温度と焼成時間は任意の条件のものを用いることができる。上記のようなＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造するときの焼成雰囲気は不純物をより揮散させ易くするために例えば水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などの少なくとも１種以上を含む還元性雰囲気を用いることが好ましい。還元性雰囲気としては水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などのうち少なくとも１種以上を主体とするものでも良いが窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどのうち少なくとも１種以上を主成分とする雰囲気中に水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などのうち少なくとも１種以上を例えば０．１ｐｐｍ程度の微量含む雰囲気であっても良い。還元性雰囲気が窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどのうち少なくとも１種以上を主体とする雰囲気中に水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などのうち少なくとも１種以上を微量含む雰囲気である場合水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などのうち少なくとも１種以上を１０ｐｐｍ以上含むものが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を高純度化する上でより好ましい。また前記還元性雰囲気において水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などのうち少なくとも１種以上を１００ｐｐｍ以上含むものが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を高純度化する上でさらに好ましい。窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造する時の雰囲気は特に還元雰囲気を用いる必要性はなく非酸化性の雰囲気であれば十分である。上記のような比較的長い時間焼成を行いＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造するとき、窒化アルミニウム原料粉末を主成分とする粉末成形体を用いて焼成してもよいし、前記粉末成形体をいったん焼成し焼結体としたものを用いても良い。また、主成分である窒化アルミニウム以外に希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体や焼結体を用いることも好ましい。
ＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造するときには特に焼結助剤を使用せず原料粉末をそのまま使った粉末成形体や焼結体を用い好ましくは前記のような還元性雰囲気中１７５０℃以上の温度で３時間以上加熱して含まれる成分を揮散・除去してもよいが、上記のように希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体や焼結体を用いることがＡｌＮ以外の成分を揮散・除去、低減化し高純度化が達成され易いのでより好ましい。また、希土類元素化合物から選ばれた化合物を少なくとも１種以上及びアルカリ土類金属化合物から選ばれた化合物を少なくとも１種以上同時に含んだ窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体あるいは粉末成形体をいったん焼成して焼結体としたものを用いることで、希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物をそれぞれ単独で用いた場合に比べて焼成温度を５０℃〜３００℃程度低下することが可能となり効率的に窒化アルミニウム以外の成分を揮散・除去、低減化し高純度化が達成され易くなるのでより好ましい。このような方法によりＸ線回折などの方法を用いた分析で実質的にＡｌＮ単一相からなる窒化アルミニウム焼結体も製造できる。
本願発明において薄膜形成用基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮ純度を高めることはこの基板に形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の質を向上させるためには有効である。その理由として焼結体中で粒界相の占める面積が減少しＡｌＮ粒子だけの影響しか受けにくくなるためであろうと思われる。
しかしながら一方で窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることも有効である。すなわち例えば前記粉末成形体や焼結体を１７５０℃以上の温度で３時間以上の比較的長い時間をかけて焼成を行って得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化アルミニウム粒子は大きく成長している一方で希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤、あるいは酸素、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、あるいは黒色化剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分やカーボン、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、あるいはＡＬＯＮや上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物、などの成分が比較的多く残存している場合がある。このような焼結体を基板として用いてもこの基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が向上するなど薄膜の質は向上する。すなわち本発明において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板として用いられる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は必ずしもＡｌＮ純度の高いものでなくても焼結体中の窒化アルミニウム粒子を大きくすることが有効であることを示している。その理由として焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子の大きさが増大化すれば粒界が減少するので粒界の影響が少なくなりこの大きく増大したＡｌＮ粒子が単結晶に近い性質を発現し易くなるためであろうと推測される。上記のように高い温度で長時間焼成すれば焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子の大きさが増大化するが通常それと同時に窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のＡｌＮ純度が高まり易い。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子の大きさを増大化させるだけでＡｌＮ純度の向上を抑制するためには焼成雰囲気を水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などの還元性成分の比較的少ない窒素やアルゴンなどの非酸化性雰囲気を用いることが好ましい。又焼成炉もカーボン発熱体を用いる方式のものあるいは電磁誘導でカーボンを発熱させる方式あるいはカーボン製の炉材を用いたものなど以外、例えばタングステン、モリブデンなどの高融点金属を発熱体とする方式のものあるいは電磁誘導でタングステン、モリブデンなどの高融点金属を発熱させる方式あるいはタングステン、モリブデンなどの高融点金属製の炉材を用いたものなどを用いることが有効である。また水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などを含む還元性雰囲気中で焼成してもあるいはカーボン発熱体を用いる方式のものや電磁誘導でカーボンを発熱させる方式の焼成炉を用いても、前記粉末成形体や焼結体を窒化アルミニウムや窒化ほう素あるいはタングステンなどできるだけカーボンを含まないセッターや治具あるいはさや内に収納するか、あるいは窒化アルミニウム粉末中に埋設するか、あるいはカーボンを含んだセッターや治具あるいはさやを用いたとしても窒化アルミニウム粉末中に埋設するか、あるいは上記セッターや治具あるいはさや内に収納しさらに窒化アルミニウム粉末中に埋設するなど、できるだけ還元性雰囲気と隔絶した状態で焼成することも有効である。
上記のような焼結体の高純度化を抑制するような焼成法でなくカーボン発熱体を用いる方式のものあるいは電磁誘導でカーボンを発熱させる方式のものあるいはカーボン製の炉材を用いた焼成炉などを用いるか、カーボン製のセッターや治具あるいはさやを用いて前記粉末成形体あるいは焼結体を焼成すれば自発的に一酸化炭素や炭素を含む還元雰囲気が形成され易いのでＡｌＮ以外の成分が揮散・除去され易くなりＡｌＮ純度が高くかつ窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を容易に得ることができるので好ましい。通常カーボン発熱体を用いる方式のものあるいは電磁誘導でカーボンを発熱させる方式のものあるいはカーボン製の炉材を用いた焼成炉などを用い、同時にカーボン製のセッターや治具あるいはさやを用いて前記粉末成形体あるいは焼結体を焼成することがＡｌＮ純度が高くかつ窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造する上で好ましい。
また、上記のような還元性が弱いかあるいは還元性成分を含まない非酸化性雰囲気中で３時間以下と比較的短い時間、又は還元性が弱いかあるいは還元性成分を含まない非酸化性雰囲気中で例えば１９００℃以下と比較的低温で焼成を行ない、窒化アルミニウム結晶粒子の大きさの増大が比較的少なく、不純物や焼結助剤などが比較的多く残存した状態の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体も窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板として問題なく用いられる。すなわち、このようにして作製される窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には原料粉末中の不純物酸素や粉末成形体に添加したＡｌ２Ｏ３に起因する酸素、あるいは添加した希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤中の金属成分や酸素成分など、あるいは添加したアルカリ金属化合物及び珪素含有化合物中の金属成分、珪素成分、酸素成分など、あるいは添加したＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属を含む化合物及びカーボンを含む化合物中の金属成分やカーボン成分など、あるいは添加したＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎなどの不可避不純物を含む化合物中の金属成分や酸素成分などは焼成により殆ど揮散・除去されないで粉末成形体中と殆ど同じ量存在する場合が多い。一方、本発明においては特に断らない限り粉末成形体及び窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる不純物あるいは加えられた各種添加物の量は実際含まれる不純物あるいは加えられる焼結助剤などの化合物を酸化物換算あるいは元素換算した量で示しており、前記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の酸素成分や金属成分あるいは珪素成分の量は通常特に断らない限り酸化物換算あるいは元素換算によるものである。
上記のようにＡｌＮ純度が高くかつ窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は薄膜形成用基板として好ましいが、必ずしもＡｌＮの純度が高くなくても、すなわち希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤、あるいは酸素、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、あるいは黒色化剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分やカーボン、あるいはＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｃｕ、ＺｎなどＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、あるいはＡＬＯＮや上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物、などの成分が比較的多く残存している窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても窒化アルミニウム粒子が成長したものであれば結晶性の高い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得る基板となり得る。上記のような不純物が残存している一方で窒化アルミニウム粒子が成長している窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は必ずしも光透過性がなかったりあるいは小さいものではなく、光透過率６０％〜８０％の高いものが得られる。このような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は結晶性の高い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成し得る優れた基板となり得る。
このようなＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいはＡｌＮ純度が高くかつ窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は可視光あるいは紫外光透過率が高まる。さらに、熱伝導率も例えば室温において２００Ｗ／ｍＫ以上あるいは２２０Ｗ／ｍＫ以上に向上できるという副次的な効果をもたらす。元来窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は熱伝導率が室温において少なくとも５０Ｗ／ｍＫ以上、通常は１００Ｗ／ｍＫ以上と高くそのため窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基材として用いて作製される発光素子はそこに加えられる電力を基板がサファイアの場合に比べて大きくできるので発光素子の発光出力が高まるという利点を有するが、さらに例えば上記のような方法で熱伝導率を室温において２００Ｗ／ｍＫ以上に高めることでさらに発光素子の発光出力を高めることができより好ましい。
さらに上記ＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は可視光及び／又は波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の紫外光における光透過率が高まり２０〜４０％以上と比較的高いものが得られ易いので発光素子からの光が基板で吸収される割合が減り発光素子の発光効率が高まるという別の利点もある。
上記の高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性を高めるためには焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状はどのようなものでも用いることができるが同じ体積であれば立方体や直方体あるいは円柱状などのブロック状よりも例えば板状などより表面積の大きなものを用いることが好ましい。また上記焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状でその1辺大きさが８ｍｍ以下のものを用いることが高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性を高める上で好ましい。さらに上記の１辺の大きさが５ｍｍ以下のものを用いることがより好ましく、上記の１辺の大きさが２．５ｍｍ以下のものを用いることがさらに好ましく、１辺の大きさが１ｍｍ以下のものを用いることが最も好ましい。上記焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状が板状のときその厚みは８ｍｍ以下のものを用いることが高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性を高める上で好ましい。さらに上記板状の粉末成形体や焼結体の厚みは５ｍｍ以下のものを用いることがより好ましく、厚み２．５ｍｍ以下のものを用いることがさらに好ましく、厚み１ｍｍ以下のものを用いることが最も好ましい。上記に示したことを具体的に述べれば例えば、組成が実質的に同じで実質的にＡｌＮ単一相の焼結体であっても上記立方体や直方体あるいは円柱状などのブロック状のものあるいは１辺が５ｍｍを越える粉末成形体や焼結体を用いて製造した高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では板状あるいは１辺が８ｍｍ以下の成形体や焼結体を用いて製造したものに比べて光透過率が低減化し、場合によっては黒色化して光透過率がゼロに近いものとなる場合がある。その理由は必ずしも明確ではないが、焼成の過程でＡｌＮ以外の成分が揮散・除去されるに際して該揮散成分の圧力が高まり焼結体から急激な抜け方をしたり、例えば焼結助剤のＹ２Ｏ３など揮散中にＸ線回折や化学分析では判別できにくい微量成分が窒化物や炭化物などの還元生成物に変質するためではないかと推測される。
上記例示した方法などを適宜用いることで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の、１）緻密度、２）気孔の量や大きさ、３）焼結助剤などの量や分布、４）酸素の含有量や存在状態、５）焼結助剤以外の不純物の量や分布、６）窒化アルミニウム粒子の大きさや粒度分布、７）窒化アルミニウム粒子の形状、などを制御できる。
また、上記のように含まれるアルミニウム及び窒素以外の成分を飛散・除去し減少化させる焼成法により製造された焼結体は通常の焼成法（上記した減圧下、常圧下、雰囲気加圧下、ホットプレス、ＨＩＰなどの方法を含む）により製造されたものに比べて光透過性が高くなり、ＡｌＮ純度も高くなり、窒化アルミニウム粒子の大きさも大きくなる、といった特徴がある。このような焼結体は多結晶体ではあるが粒界の影響が少なくなるので単結晶の性状に近づくため該焼結体を基板として用いたものに形成される単結晶薄膜の結晶性が高まるなど窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の品質が向上し易い。本発明はこのような高純度化を目的とした焼成法により製造されるＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは窒化アルミニウム粒子の大きさを成長させた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいはＡｌＮ純度を高め窒化アルミニウム粒子の大きさを成長させた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体も提供する。
上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の製造に用いる原料粉末は酸化アルミニウムをカーボンで還元し、窒化する酸化物還元法によるもの、あるいは金属アルミニウムを直接窒化する直接窒化法によるもの、塩化アルミニウム、トリメチルアルミニウム、アルミニウムアルコキシドなどのアルミニウム化合物を分解し気相中でアンモニアなどを用いて窒化するＣＶＤ法、といった方法で作製されたものが使用される。焼結体の光透過性を高めるためには均一なサブミクロンの一次粒子を有し化学的な純度の高い酸化物還元法により作製された原料を用いることが好ましい。そのため上記方法による原料のうち酸化アルミニウムをカーボンで還元し、窒化する酸化物還元法によるもの、あるいは金属アルミニウムを直接窒化する直接窒化法によるものを単独で用いるか混合して用いることが好ましい。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は上記製造法を適宜用いることで６０〜８０％程度あるいは８０〜９０％以上のものが得られる。４０％以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることで該基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下と良好なものが得られ易く好ましい。また６０％以上の高い光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下と良好なものが得られ易く特に好ましい。また８０％以上の高い光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下と良好なものが得られ易く最も好ましい。上記光透過率は通常波長６０５ｎｍの単色光で測定されたものであるが前記方法により測定された光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長３８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の全可視光領域でも同様な光透過率を有する。またこのような可視光に対する光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の紫外領域の光においても高い光透過率を有し、この紫外領域の光の中で波長２５０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の光においてはより高い光透過率を有する。
本発明において基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であるため焼結体中の窒化アルミニウム粒子の結晶方位はランダムな方向を向いている。したがって該上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子は窒化ガリウムや窒化インジウムと同じウルツ鉱型の結晶構造であり格子定数も殆ど同じであるが窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜と基板とは従来から言われている理論的な考え方において格子整合するとは言い得ない。このように理論的には基板と格子整合し得ないと思われるにもかかわらず基板上に形成される薄膜は単結晶である。実際本願発明者は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を０．５〜５ｎｍ程度の比較的薄い厚みで形成してみたが少なくとも窒化ガリウム、窒化インジウムを主成分とする薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の良好な結晶性を有する単結晶薄膜である。また窒化アルミニウムを主成分とする上記厚み０．５〜５ｎｍの薄膜も電子線回折で単結晶であると判定される。上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の厚みを３〜６μｍ及び１０μｍ以上と厚く形成したものでもミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下と良好な結晶性のものが得られる。さらに可視光に対する光透過率以外に下記に示すような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の特性により基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性をミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒〜１５０秒以下のより良好なものとすることもできる。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体という多結晶体からなる基板を用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜がなぜ形成できるのかその原因については現時点では必ずしも明確ではない。おそらく窒化アルミニウムという化学成分とそれが有する結晶構造のために焼結体内で窒化アルミニウム微粒子がまったくランダムな方向性であっても、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする気体成分が気体から固体に変化し核成長が始まるとき一斉に例えばＣ軸方向に整列し単結晶化し易い性状をもともと有しているのではないかと推測される。すなわち窒化アルミニウムという焼結体中の主成分そのものが、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする成分が気体から固体へ変化し窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上へ薄膜が形成される過程において薄膜の単結晶化を手助けするような性質をもともと強く持っているためではないかと推測される。基板が窒化アルミニウムと同じ六方晶あるいは三方晶の結晶系に属する炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、などを主成分とする焼結体でも該薄膜の単結晶化は達成できるが形成された薄膜の結晶性において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をもちいた基板上に直接形成されたものが優れていることからも上記推察の妥当性が間接的ながらも説明できる。また薄膜がいったん窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を形成しうる成分を含む気体、イオン、単分子あるいは分子線などを経てその後窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする固体膜へと変換される過程を経た薄膜は単結晶化したものが得られ易い。
本発明において基板としては窒化アルミニウムを５０体積％以上含む焼結体を用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接基板上に形成され易くなるので好ましい。なお窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板中の窒化アルミニウムの含有量は焼結体に含まれる希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物、酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、カーボン、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、ＡＬＯＮ、上記アルミニウム以外の金属成分、などアルミニウム以外の成分の含有量をそれぞれ元素換算として求めることにより容易に算定できる。なお酸素は酸化アルミニウムとして換算したものである。
上記推測は実際窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性と基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性とに相関が見られることからもある程度は説明されうる。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性は、１）焼結体の密度、２）焼結体内部の気孔の有無や大きさ、３）焼結体の焼結助剤や黒色化剤の含有量、４）焼結体の酸素含有量、５）焼結体の焼結助剤及び酸素以外の不純物含有量、６）焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさ、７）焼結体中の窒化アルミニウム粒子の形状、といった要因で変化するが、これら焼結体の光透過性に影響を与える要因は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の生成に対しても何らかの影響を与えている可能性が高いと思えるからである。
本発明において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性と該焼結体からなる基板上の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の生成との間には上記のように相関が認められるが、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の可視光に対する光透過率あるいは紫外光に対する光透過率がそれぞれ１％より低いかあるいは実質的に光を透過しないものであっても窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の生成は可能である。例えばモリブデン、タングステン、カーボンなどの黒色化元素を含むものや鉄、ニッケル、クロム、マンガンなどの不可避金属不純物を含むものあるいはリチウムなどのアルカリ金属や珪素化合物などの焼成温度低減化剤を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は１％より低いかあるいは実質的に光透過率はゼロの場合が多い。このような焼結体からなる基板であってもその上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成でき、さらにその結晶性は上記ミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下と良好なものも得られる。このことはやはり前記のように、窒化アルミニウムという焼結体中の主成分そのものが窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする成分が気相や分子線を経て窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上へ薄膜として形成される過程で容易に単結晶化されるのを手助けするような性質をもともと持っているためと推測される。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の密度であるが、窒化アルミニウムや焼結助剤などが密に詰まった状態でないと単結晶薄膜は形成できないであろうことは容易に推測できる。実際本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度９５％以上であることが好ましくこのような基板には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できる。実際本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度９８％以上で該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下のものが形成され易い。焼結体の相対密度９９％以上で該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅として２４０秒以下のものが形成され易くより好ましい。また、焼結体の相対密度９９．５％以上で該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅として２００秒以下のものが形成され易くさらに好ましい。なお、本発明において相対密度は焼結助剤や黒色化剤などの添加物を加えないで作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化アルミニウムの理論密度（３．２６１ｇ／ｃｍ３）に対するものであるが、焼結助剤や黒色化剤などの添加物を加えて作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化アルミニウムの理論密度に対するものではなく窒化アルミニウムと焼結助剤などの成分が単に混合していていると見なしたとき計算上の密度に対する値で示した。したがって窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度は焼結体組成に依存する。具体的に言えば例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９５重量％、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）を５重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、ＡｌＮの密度は３．２６１ｇ／ｃｍ３であり、Ｙ２Ｏ３の密度は５．０３ｇ／ｃｍ３であるからこの組成の焼結体が完全に緻密化したときの密度は３．３１９ｇ／ｃｍ３であると算定されるので、実際得られた焼結体の密度と前記計算上の密度との百分率が本発明で言う相対密度となる。さらに具体例を示せば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９０重量％、酸化エルビウム（Ｅｒ２Ｏ３）を１０重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、Ｅｒ２Ｏ３の密度は８．６４ｇ／ｃｍ３であるからこの組成の焼結体が完全に緻密化したときの密度は３．４７７ｇ／ｃｍ３であると算定されるので、実際得られた焼結体の密度と前記計算上の密度との百分率が本発明で言う相対密度となる。また窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９９．５重量％、酸化カルシウム（ＣａＯ）を０．５重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、ＣａＯの密度は３．２５ｇ／ｃｍ３であるからこの組成の焼結体が完全に緻密化したときの密度は３．２６１ｇ／ｃｍ３であると算定されるので、実際得られた焼結体の密度とこの計算上の密度との百分率が本発明で言う相対密度となる。
また窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部の気孔の大きさも小さいほうが良質な単結晶薄膜が形成できるであろうことも容易に推測できる。実際本発明において焼結体中の気孔の大きさが平均１μｍ以下で該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下のものが形成され易い。また、気孔の大きさが平均０．７μｍ以下で該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅として２４０秒以下のものが形成され易くより好ましい。また、気孔の大きさが平均０．５μｍ以下で該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅として２００秒以下のものが形成され易い。
上記焼結体密度の向上、及び焼結体内部気孔の減少あるいは内部気孔の大きさを小さくするためには例えば以下の方法が有効である。すなわち、１．焼結体製造用原料として一次粒子がサブミクロンで粒子サイズの分布が均一なものを使用する、２．焼成温度を低減化し粒子成長を抑制する、３．雰囲気加圧焼成やホットプレスあるいはＨＩＰなど焼成を１気圧より高い状態で行う、４．焼成において保持温度を多段階に行う、５．減圧焼成あるいは常圧焼成と雰囲気加圧焼成やホットプレスあるいはＨＩＰなどの１気圧より高い雰囲気下での焼成とを組み合わせて行う、などである。また、上記方法を２以上組み合わせて行うことも有効である。
また本発明による基板は主成分である窒化アルミニウム以外に焼結助剤として例えばＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、などの希土類元素酸化物あるいはその他Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素成分、あるいはその他Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどを含む炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの無機希土類化合物、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩などの有機希土類化合物などの各種希土類元素化合物、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属酸化物やＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属元素成分、あるいはその他Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含む炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの無機アルカリ土類金属化合物、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩などの有機アルカリ土類金属化合物などの各種アルカリ土類金属化合物、焼成温度低減化のために希土類元素化合物とアルカリ土類金属化合物を同時併用で用いることやＬｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、ＬｉＦ、ＬｉＯＨ、Ｎａ２Ｏ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＦ、ＮａＯＨ、Ｋ２Ｏ、Ｋ２ＣＯ３、ＫＦ、ＫＯＨなどのアルカリ金属化合物やＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣなどの珪素化合物、黒色化をはかるためにＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどを含む金属、合金及び金属化合物やカーボンなどの成分を含んだものも用いることができる。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には上記のように希土類元素成分及びアルカリ土類金属成分、アルカリ金属成分、珪素成分、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどの成分を含むものを用いることができる。これら焼結助剤や焼成温度低減化剤、黒色化剤も焼結体の光透過性に影響を与えることは容易に推測できる。実際本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板において、上記主成分である窒化アルミニウム以外の成分の含有量は希土類元素及びアルカリ土類金属の場合は酸化物換算で合計２５体積％以下、アルカリ金属及び珪素の場合は酸化物換算で合計１０体積％、上記黒色化をはかるための成分は元素換算で合計２５体積％以下の焼結体を用いることで、基板上には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成され易い。このとき基板上に直接形成された該単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅において３００秒以下と良好なものが得られ易い。また、アルカリ金属成分及び珪素成分を酸化物換算で合計５体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることで、基板上には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成され易い。このとき基板上に直接形成された該単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅において２４０秒以下と良好なものが得られ易い。アルカリ金属成分及び珪素成分はそれぞれ単独で含有されたものであってもよいしアルカリ金属成分及び珪素成分を同時に含有された状態であってもよい。上記焼結助剤や焼成温度低減化剤、黒色化剤は窒化アルミニウムと異なる化合物や結晶相を焼結体内部に生じ易い。上記焼結助剤や焼成温度低減化剤、黒色化剤により生成した化合物や結晶相の結晶構造は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムなどのウルツ鉱型と異なるので上記焼結助剤や焼成温度低減化剤、黒色化剤により生成した化合物や結晶相が多量に存在している基板上では結晶核成長の方向が不規則となり易く良好な結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は得られにくいものとも推測される。
本発明で言う上記基板を構成する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる希土類元素及びアルカリ土類金属の含有量とは含まれる希土類及びアルカリ土類金属を希土類元素及びアルカリ土類金属元素として重量百分率（重量％）で求めその後希土類元素酸化物及びアルカリ土類金属酸化物に換算し、さらにこれら酸化物の密度から体積百分率（体積％）に算定し直して求めたものである。換算に用いる希土類元素酸化物はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３であり、アルカリ土類金属酸化物はＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯである。また、基板を構成する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれるアルカリ金属及び珪素の含有量とは含まれるアルカリ金属及び珪素の含有量をアルカリ金属元素及び珪素として重量百分率（重量％）で求めその後アルカリ金属酸化物及び珪素酸化物に換算し、さらにこれら酸化物の密度から体積百分率（体積％）に算定し直して求めたものである。換算に用いるアルカリ金属酸化物はＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏであり、珪素酸化物はＳｉＯ２（密度：２．６５ｇ／ｃｍ３）、である。また、基板を構成する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどを含む金属、合金及び金属化合物やカーボンなどを含む化合物の含有量とは、含まれるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボン各成分の含有量を元素として重量百分率（重量％）で求め、さらにこれら元素の密度から体積百分率（体積％）に算定し直して求めたものである。
本発明において特に断らない限りアルカリ土類金属にはカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ラジウム（Ｒａ）だけでなくベリリウム（Ｂｅ）及びマグネシウム（Ｍｇ）を含む。
なお上記体積％（体積百分率）とは基板に含まれる窒化アルミニウム以外の各元素成分を酸化物に換算しこの酸化物の密度と重量百分率とから算定したものである。例えば前記基板に含まれる窒化アルミニウム以外の各元素成分がお互いにあるいは酸素や遷移金属などの不可避混入成分と反応して実際生じる反応物の体積百分率を意味するものではないが焼結体の緻密さを測る尺度になり得る。
具体的に言えば例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９５重量％、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）を５重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、ＡｌＮの密度は３．２６１ｇ／ｃｍ３であり、Ｙ２Ｏ３の密度は５．０３ｇ／ｃｍ３であるから希土類元素化合物の含有量は３．３０体積％であると算定される。また窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９０重量％、酸化エルビウム（Ｅｒ２Ｏ３）を１０重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、Ｅｒ２Ｏ３の密度は８．６４ｇ／ｃｍ３であるから希土類元素化合物の含有量は４．０２体積％であると算定される。また窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を９９．５重量％、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を酸化カルシウム（ＣａＯ）換算で０．５重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、ＣａＯの密度は３．２５ｇ／ｃｍ３であるからアルカリ土類金属化合物の含有量は０．５０体積％であると算定される。
また、本発明による基板は主成分である窒化アルミニウム以外に上記焼結助剤としての成分、黒色化をはかるための成分、焼成温度の低減化を図るための成分だけでなく焼結体製造用原料に含まれさらに製造工程から混入し易い遷移金属の不可避不純物成分を含有する。このような不可避不純物は希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属例えば鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの成分を含むものである。本発明において上記「遷移金属の不可避不純物成分を含有する」とは上記鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの成分のうちの少なくとも１種以上を含むことを意味する。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に含まれる上記遷移金属などの不可避不純物成分の混入量は通常１重量％以下である場合が多く０．５重量％以下、あるいは０．２重量％以下、好ましくは０．０５重量％以下である。勿論このような不可避不純物の混入はできるだけ少ない方が好ましいが本発明においては上記鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属成分を比較的多く含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても基板には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できる。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の上記鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属成分の含有量は元素換算で３０重量％以下であることが好ましく基板上には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成でき、このとき窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上に形成された該単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅において３００秒以下と良好なものが得られ易い。又不可避不純物を含む成分の含有量が元素換算で２０重量％以下の基板を用いることで基板上に直接形成された該単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅において２４０秒以下と良好なものが得られ易いので、基板としてはより好ましく、１０重量％以下であることが基板上に直接形成された該単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅において２００秒以下と良好なものが得られ易いのでより好ましい。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の製造に際して高純度原料を使用しグリーンシートや粉末プレス用顆粒製造あるいは焼成などの製造工程でセラミックが接触する部分に使用する部材の高純度化をはかるなどの工夫で不可避不純物の混入を減少することができる。
また、本発明による基板は主成分である窒化アルミニウム以外に上記焼結助剤としての成分、黒色化をはかるための成分、焼成温度の低減化を図るための成分、不可避金属不純物成分だけでなく焼結体製造用原料に含まれさらに製造工程から混入する酸素を含有する。焼結体製造用原料には通常酸素が０．０１〜５．０重量％程度含まれ、焼成中に一部揮散するが殆どこのまま焼結体中に取り込まれることが多く焼結助剤などを用いないで製造された焼結体中にはスピネル型結晶構造のＡＬＯＮ（酸窒化アルミニウム：ＡｌＮとＡｌ２Ｏ３との化合物）が生成されることが多い。このＡＬＯＮは通常ＪＣＰＤＳファイル番号３６−５０に示される回折線を示す。酸素は又焼結体中にＡＬＯＮを生成するよう積極的にＡｌ２Ｏ３を添加することにより含有される。さらに、焼結助剤や黒色化剤が酸化物や複合酸化物など酸素を含む化合物である場合はこれらの分も含有される。焼結体中の酸素量が１０重量％より多いと焼結体内部でＡＬＯＮあるいは焼結助剤と酸素、黒色化剤と酸素、焼成温度低減化剤と酸素、などの化合物の生成が多くなり単結晶薄膜の結晶性の低下をもたらし易い。焼結体中でのＡＬＯＮの生成量は酸素量と希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤量で制御できるが、焼結助剤を用いない場合は焼結体中の酸素量だけに依存する。上記ＡＬＯＮの結晶構造は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムなどのウルツ鉱型と異なるがＡＬＯＮ量が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中で１２％以下であれば該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性として該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅２４０秒以下のものが形成され易く結晶性の向上が見られるので好ましい。また、ＡＬＯＮの量が７％以下の焼結体を基板として用いることで上記Ｘ線回折ロッキングカーブの半値幅において２００秒以下のものが形成され易くより結晶性の向上が見られるので好ましい。なおＡＬＯＮの含有量は基板表面のＸ線回折によりＡＬＯＮのミラー指数（３１１）格子面からの回折線強度とＡｌＮのミラー指数（１００）格子面からの回折線強度との比を百分率で求めたものである。焼結体中において１２％以下のＡＬＯＮの量は焼結助剤などの添加剤を用いずに窒化アルミニウム原料粉末だけあるいは該原料粉末とＡｌ２Ｏ３との混合粉末とだけで焼成された焼結体において酸素量５．０重量％以下のもので形成され易い。７％以下のＡＬＯＮの量は焼結助剤などの添加剤を用いずに窒化アルミニウム原料粉末だけあるいは該原料粉末とＡｌ２Ｏ３との混合粉末とだけで焼成された焼結体において酸素量３．０重量％以下のもので形成され易い。また焼結体中のＡＬＯＮの量が２０％以下の基板を用いることで基板上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅において３００秒以下のものが形成され易い。２０％以下のＡＬＯＮの含有量は焼結助剤などの添加剤を用いずに窒化アルミニウム原料粉末だけあるいは該原料粉末とＡｌ２Ｏ３との混合粉末とだけで焼成された焼結体において酸素量１０．０重量％以下のもので形成され易い。焼結体中にＡＬＯＮが２０％より多く生成している基板上ではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅において３００秒以下の良好な結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は形成しにくくなる。それはウルツ鉱型と異なるＡＬＯＮ結晶が多くなることで該単結晶薄膜の結晶成長がもともと有しているできるだけＣ軸方向に向かおうとする力が阻害され不規則な方向となり易くなるためであろうと推測される。
なお、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のＡＬＯＮ含有量は上記のようにＸ線回折によってＡＬＯＮのミラー指数（３１１）格子面からの回折線強度とＡｌＮのミラー指数（１００）格子面からの回折線強度との比の百分率で求めたものであるが、該焼結体に含まれる酸素含有量と上記ＪＣＰＤＳファイル番号３６−５０に記載されているＡＬＯＮの密度３．８３７ｇ／ｃｍ３とを比較してみて近似的に体積分率と見なし得る。
また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中にＡｌＮ及びＡＬＯＮ以外の化合物が生成している場合ＡＬＯＮの含有量はＸ線回折による該化合物の最強線とＡｌＮ及びＡＬＯＮの最強線を合計しＡＬＯＮの最強線との比を百分率で含めたものである。
また、本発明において酸素の含有量、及び鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などのＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属の含有量はそれぞれの元素換算による重量百分率（重量％）で示したが、これら成分を体積百分率で表示し直すことは上記方法により容易に行うことができる。鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの含有量を体積百分率に算定しなおす場合はこれら鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの各成分の含有量を元素として重量百分率（重量％）で求め、さらにこれら元素の密度から体積百分率（体積％）に算定し直して求めることができる。また、酸素の含有量を体積百分率で算定し直す場合、該酸素含有量を市販の酸素・窒素分析装置などを用いて元素として重量百分率で求めた後Ａｌ２Ｏ3に換算し直して、すなわちＡｌ２Ｏ3の体積百分率として求めることができる。Ａｌ２Ｏ3に換算し直す理由は該酸素は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中でアルミニウム成分あるいは窒化アルミニウム成分あるいは希土類元素やアルカリ土類金属などの焼結助剤と反応してＡｌ２Ｏ３として、あるいはＡＬＯＮとして、あるいは希土類元素やアルカリ土類金属との複合酸化物として存在している場合が多く、該ＡＬＯＮはＡｌＮとＡｌ２Ｏ3との化合物であり該希土類元素やアルカリ土類金属との複合酸化物は希土類元素の酸化物やアルカリ土類金属の酸化物とＡｌ２Ｏ３との化合物であるため結局含まれる酸素成分はＡｌ２Ｏ３として見なし得る場合が多いためである。Ａｌ２Ｏ３の密度は３．９８７ｇ／ｃｍ３でありこれに基き容易に算定し直すことができる。
例えば酸素を５重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においてＡｌＮの密度が３．２６１ｇ／ｃｍ３であるので該酸素の含有量は８．８６体積％であると算定される。また鉄を元素換算で１重量％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において鉄の密度が７．８６ｇ／ｃｍ３であるので鉄の含有量は元素換算で０．４１７体積％であると算定される。
また、本発明においてＡＬＯＮの含有量を体積百分率に算定し直す場合はＸ線回折によりＡＬＯＮの含有量を求めた後、ＡＬＯＮの密度３．８３７ｇ／ｃｍ３及びＡｌＮの密度さらにＡＬＯＮ及びＡｌＮ以外に含まれる場合はその成分の含有量と密度を求めることにより行うことができる。なお、検量線の作成結果Ｘ線回折による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれるＡＬＯＮの含有量は近似的には重量分率であると見なし得る。例えばＡＬＯＮを１０％含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においてＡＬＯＮの含有量は８．６３体積％であると算定できる。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板において焼結体中の窒化アルミニウム粒子を例えば平均０．５μｍ程度と成長させずに、すなわち原料粉末の粒子の大きさと同じ状態で焼結したものも使用できる。一方、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板において焼結体内部に含まれる窒化アルミニウム粒子の大きさが増大化すれば該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の結晶性が向上し易い。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を単結晶で形成し該単結晶薄膜の結晶性により薄膜の品質を評価したとき窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部に含まれる窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１μｍ以上であれば該焼結体からなる基板上に直接形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下のものが形成され易い。窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上の焼結体では基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下と良好な結晶性のものが得られ易い。窒化アルミニウム粒子の大きさが平均８μｍ以上の焼結体では上記単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下とより良好な結晶性のものが得られ易い。窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１５μｍ以上の焼結体では上記単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下とさらに良好な結晶性のものが得られ易い。窒化アルミニウム粒子の大きさが平均２５μｍ以上の焼結体では上記単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下とさらに良好な結晶性のものが得られ易い。これは焼結体内部の窒化アルミニウム粒子の大きさが大きくなれば窒化アルミニウム結晶粒子の粒界の面積が減少し粒界の影響が減じるので窒化アルミニウム結晶粒子自体の性質が反映され易くなり窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の核成長の方向をより規則的なものにし易いためであろうと推測される。
上記のような窒化アルミニウム粒子を大きくすることの効果は通常どのような組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板であっても見られる。このような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の例としては前記した酸素、あるいは焼結助剤として用いられる希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの成分、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、あるいは黒色化剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、あるいはカーボンあるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分など、さらに結晶相としてＡＬＯＮなどを含むものである。また、このような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の例としては原料粉末に焼結助剤を加えないで製造され実質的に希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤を含まない焼結体も含まれる。上記で例示した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板において、窒化アルミニウム粒子の大きさを増大することで該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の品質が向上し易くなる。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさを増大化させる効果はあとでも述べるが、窒化アルミニウム粒子の大きさを増大化させさらにＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を薄膜形成用基板として用いれば、これら基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の品質が向上し易くなる。上記のような窒化アルミニウム粒子を大きくすることの効果は通常どのような組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板であっても見られが、焼結体中のＡｌＮの含有量が少なくなるにつれて効果の程度は少なくなる傾向はある。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板におけるＡｌＮの含有量は５０体積％以上であれば該基板を用いて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できる。ＡｌＮの含有量が５０体積％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において該焼結体に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下のものが得られ易い。上記のような窒化アルミニウム粒子を大きくすることの効果を発現し易くするためには窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板におけるＡｌＮの含有量は８０体積％以上であることが望ましい。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮの含有量が８０体積％以上のものでは該焼結体に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下のものが得られ易い。
なお、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部に含まれる結晶粒子の大きさは平均の大きさであって含まれる結晶粒子が均等に近い大きさに揃っている状態のものだけでなく結晶粒子の大きさが不揃いのものや結晶粒子の形状がいびつで針状あるいは板状など一辺が小さく他の一辺が大きい形状の結晶粒子、例えばポリタイプＡｌＮ粒子など一辺が数μｍで他の一辺が１０数μｍ以上に大きく成長した針状あるいは板状などの結晶粒子を含むものであっても本発明においては問題なく用いることができる。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさを増大化させるために通常焼成温度を高めるか焼成時間を長くすることが効果的である。窒化アルミニウム粒子の大きさを制御するためには窒化アルミニウムの原料粉末の由来や粒度、あるいは成形体や焼結体の組成にも依存しやすいが本発明によれば１７５０℃以上の温度で３時間以上比較的長い時間焼成することで平均５μｍ以上の窒化アルミニウム粒子を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。平均８μｍ以上を有する窒化アルミニウム粒子の焼結体を得るために１７５０℃以上の温度で１０時間以上、１９００℃以上の温度では３時間以上の焼成を行うことが好ましい。平均１５μｍ以上を有する窒化アルミニウム粒子の焼結体を得るためには１９００℃以上の温度で６時間以上、２０５０℃以上の温度で３時間以上の焼成を行うことが好ましい。平均２５μｍ以上を有する窒化アルミニウム粒子の焼結体を得るためには２０５０℃以上の温度で４時間以、２１００℃以上の温度で３時間以上の焼成を行うことが好ましい。このような焼成において窒化アルミニウム粒子の大きさが増大しているだけで酸素、あるいは焼結助剤として用いられる希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの成分、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、あるいは黒色化剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、あるいはカーボンあるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分など、の成分の揮散・除去を抑制しさらに含まれる結晶相としてＡＬＯＮなどを含有した状態の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得るためには前記したように還元性成分の比較的少ない窒素やアルゴンなどの非酸化性雰囲気を用いることが好ましい。一方窒化アルミニウム粒子の大きさが増大しかつＡｌＮ純度が向上した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得るためには水素、一酸化炭素、炭素、炭化水素などの還元性成分を含む非酸化性雰囲気中で焼成することが好ましい。
また、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板において焼結体内部に含まれる窒化アルミニウム粒子の形状は粒子の角が取れた丸いものより多角形でお互いの面や稜線、多角形の頂点での重なり緊密なものであることが焼結体の光透過率を１％以上に高め、基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が形成されたミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅において３００秒以下と良好なものが得られ易いので、基板としては好ましい。これは窒化アルミニウム粒子の形状が角が取れた丸いものであれば焼結体内部において焼結体粒子同士が隙間なく合体できず窒化アルミニウム以外の成分からなる粒界相が介在し易く、これら粒界相によって焼結体の光透過性は低下しさらに成長し始めている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の核成長の方向を不規則なものとするためであろうと推測される。焼結体粒子が丸みを帯びたものは通常前記焼結助剤や焼成温度低減化剤が過剰に含まれる場合に見られる。すなわち焼成中過剰な焼結助剤によって過剰な液相が生成されその液相の中で焼結体粒子が成長するので丸みを帯び易い。本発明において焼結体粒子が丸みを帯び易くなるのは前記の希土類元素化合物やアルカリ土類金属元素化合物などの焼結助剤、アルカリ金属元素化合物、珪素化合物などの焼成温度低減化剤などが前記に示した範囲より多く含まれる場合に生じやすいということを意味する。
なお上記薄膜形成用基板として用いられる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を製造するための原料粉末中には通常ＡｌＮ成分以外に酸素を０．０１重量％〜５．０重量％程度含む。本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる希土類元素の含有量は前記のように酸化物換算で５０体積％以下のものを用いることが好ましい。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる希土類元素の含有量は酸化物換算で２５体積％以下であることがさらに好ましい。上記希土類元素の好ましい含有量は酸化物換算で１２．０体積％以下である。より好ましい含有量は酸化物換算で７．０体積％以下である。上記希土類元素は窒化アルミニウム粉末成形体の緻密化を促進しながら原料中に含まれる酸素をトラップし粒界相として析出させ焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子を高純度化させる作用をするので、全体として得られた基板の熱伝導率を向上させる。そのため焼成後得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体における希土類元素の存在形態はアルミニウムとの複合酸化物あるいは希土類元素単独の酸化物である場合が多い。複合酸化物としての存在はＸ線回折により容易に同定出来る。該複合酸化物は希土類元素をＬｎで表した時、ガーネット型結晶構造の３Ｌｎ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、ぺロブスカイト型結晶構造のＬｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、単斜晶結晶構造２Ｌｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、など３種類の結晶形のものである。これら複合酸化物のうちの一又は二以上を同時に含む。上記複合酸化物は焼結体内部において主に窒化アルミニウム粒子間の粒界相として存在している。本発明の基板はこれら複合酸化物が形成されたものを含む。これら複合酸化物は窒化アルミニウム粒子のウルツ鉱型と異なる結晶構造を有している。本発明による薄膜形成用基板及び薄膜基板において希土類元素の含有量が酸化物換算で５０体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３６００秒以下のものが得られ易い。また、場合によっては希土類元素の含有量が酸化物換算で５０体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下のものが得られることがある。本発明による薄膜形成用基板及び薄膜基板において希土類元素の含有量が酸化物換算で２５体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下と結晶性に優れたものが得られ易い。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の希土類元素含有量が前記に示したように酸化物換算で２５体積％より多いと形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下のものが場合によっては得られなくなるのは、おそらくこのような結晶構造の異なる複合酸化物が多く生成したため単結晶薄膜の核成長の方向を一定にする制御力が限界を超えその結果核成長が不規則なものとなるのではないかと推測される。本発明において希土類元素を含む基板においてもともと焼結体中の窒化アルミニウム粒子の形状は角が取れた丸いものではなく多角形でお互いの粒子同士面や稜線、あるいは多角形の頂点での重なりが隙間なく緊密なものとなり易い。また、希土類元素の含有量が酸化物換算で１２．０体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いることで該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下とより結晶性に優れたものが得られ易い。また希土類元素の含有量が酸化物換算で７．０体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下とさらに結晶性に優れたものが得られ易い。この窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性の向上はおそらく主として粒界相として存在する上記ガーネット型結晶構造の３Ｌｎ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３（例えば３Ｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｄｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｈｏ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｅｒ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｙｂ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、など）、ぺロブスカイト型結晶構造のＬｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３（例えばＹＡｌＯ３、ＬａＡｌＯ３、ＰｒＡｌＯ３、ＮｄＡｌＯ３、ＳｍＡｌＯ３、ＥｕＡｌＯ３、ＧｄＡｌＯ３、ＤｙＡｌＯ３、ＨｏＡｌＯ３、ＥｒＡｌＯ３、ＹｂＡｌＯ３、など）、単斜晶結晶構造２Ｌｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３（例えば２Ｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｓｍ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｅｕ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｇｄ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｄｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｈｏ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｅｒ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｙｂ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、など）の生成量の減少に伴うものであろうと推測される。
本発明の基板において上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれるアルカリ土類金属の含有量も前記の通り酸化物換算で２５体積％以下であることが好ましい。好ましい含有量は酸化物換算で５．０体積％以下である。より好ましい含有量は酸化物換算で３．０体積％以下である。アルカリ土類金属は窒化アルミニウム粉末成形体の緻密化を促進しながら原料中に含まれる酸素をトラップし粒界相として析出させ窒化アルミニウムセラミック中のＡｌＮ結晶粒子を高純度化させる作用をするので、全体として得られた基板の熱伝導率を向上させる。そのため焼成後得られた窒化アルミニウム基板におけるアルカリ土類元素の存在形態はアルミニウムとの複合酸化物あるいはアルカリ土類金属単独の酸化物である場合が多い。複合酸化物としての存在はＸ線回折により容易に同定出来る。該複合酸化物はアルカリ土類金属元素をＡｅで表した時、３ＡｅＯ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・２Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・６Ａｌ２Ｏ３、などの結晶形のものである。これら複合酸化物のうちの一又は二以上を同時に含む。上記アルカリ土類金属元素を含む複合酸化物は焼結体内部において主に窒化アルミニウム粒子間の粒界相として存在している。本発明の基板はこれら複合酸化物が形成されたものを含む。これら複合酸化物は窒化アルミニウム粒子のウルツ鉱型と異なる結晶構造を有している。本発明の基板において焼結体中のアルカリ土類金属の含有量が酸化物換算で２５体積％以下のもので窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下と結晶性に優れたものが得られ易い。本発明の基板においてアルカリ土類金属が前記に示したように酸化物換算で２５体積％より多いと形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下と結晶性に優れたものが得られにくくなる傾向を有するのは、おそらくこのような結晶構造の異なる複合酸化物が多く生成したため単結晶薄膜の核成長の方向を一定にする制御力が限界を超えその結果核成長が不規則なものとなるのではないかと推測される。本発明における窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板においてアルカリ土類金属の含有量が酸化物換算で５．０体積％以下のものは焼結体中の窒化アルミニウム粒子の形状は多角形のもものが多く粒子同士お互いの面や稜線、あるいは多角形粒子の頂点での重なりが緊密なものとなり易い。この組成範囲のアルカリ土類金属を含む基板を用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下とより結晶性に優れたものが得られ易い。またアルカリ土類金属の含有量が酸化物換算で３．０体積％以下の基板では窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下とさらに結晶性に優れたものが得られ易い。この窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性の向上はおそらく主として粒界相として存在する上記３ＡｅＯ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・２Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・６Ａｌ２Ｏ３、などウルツ鉱型と異なる結晶構造を有する複合酸化物の生成量の減少に伴うものであろうと推測される。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量は前記のように元素換算で２５体積％以下であることが好ましい。このような組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成され易く該単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅において３００秒以下と良好なものが得られ易い。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で１０体積％以下の基板においては形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性がミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅において２４０秒以下とより良好なものが得られ易い。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で５体積％以下の基板においては形成される上記単結晶薄膜の結晶性がミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅において２００秒以下とさらに良好なものが得られ易い。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる酸素は主成分のＡｌＮと反応してＡＬＯＮとして存在するかあるいは焼結助剤の希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物と反応して粒界相として存在するかあるいは焼結体中のＡｌＮ結晶粒子の結晶格子に固溶するかいずれかで存在していると思われる。本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる全酸素量は１０重量％以下が好ましい。全酸素量が１０重量％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板においてその上に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下と結晶性に優れたものが得られ易い。全酸素量が５．０重量％以下の焼結体で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下のより優れた結晶性を有する単結晶薄膜が形成し易い。また全酸素量が３．０重量％以下の焼結体で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下のさらに優れた結晶性を有する単結晶薄膜が形成し易い。
本願発明者は前記１７５０℃以上の温度で３時間以上要すれば還元性雰囲気中で焼成を行い含まれる酸素、希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物など焼結助剤として用いられる成分、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分あるいは黒色化剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分やカーボンあるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分などを飛散・除去し、減少させ、結晶相としてのＡＬＯＮや上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物の含有量が低減化されたＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を直接形成するための基板として使用ときの基板特性についてさらに検討した。また、上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体としての特性及び該焼結体に直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した薄膜基板の特性を調べた。
上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においてＡｌＮ純度は焼成温度が高くなるほど又焼成時間を長くするほど高くなる傾向がある。焼成温度としては１９００℃以上がより好ましく、２０５０℃以上がさらに好ましく、２１００℃以上が最も好ましい。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮ純度を高める上では焼成温度を高めれば焼成時間を短くでき焼成温度を低くすれば焼成時間が長くなるという関係にあり、どちらでも効果は殆ど同じである。ＡｌＮの純度を高めるために焼成温度１７５０℃〜１９００℃の範囲では焼成時間は通常１０時間以上とすることが好ましい。焼成温度１９００℃以上では焼成時間６時間以上、焼成温度２０５０℃以上では焼成時間４時間以上、焼成温度２１００℃以上では焼成時間３時間以上とすることが好ましい。このような方法により本発明によるＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．５重量％（５０００ｐｐｍ）以下かつ酸素含有量が０．９重量％以下の組成のものを得ることができる。このような組成のＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いこの基板に直接形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は結晶性の優れたものが得られる。本発明においてこのＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．２重量％（２０００ｐｐｍ）以下かつ酸素含有量が０．５重量％以下の組成を有するものを得ることができ好ましい。また本発明においてＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．０５重量％（５００ｐｐｍ）以下かつ酸素含有量が０．２重量％以下の組成を有するものを得ることができより好ましい。また、このＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．０２重量％（２００ｐｐｍ）以下かつ酸素含有量が０．１重量％以下の組成を有するものを得ることができさらに好ましい。また、このＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．００５重量％（５０ｐｐｍ）以下かつ酸素量が０．０５重量％以下の組成を有するものを得ることができ最も好ましい。本発明者はこのＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板に用いこの基板に直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を成長させて製造される薄膜の品質を調べた。なお形成された薄膜は単結晶であり薄膜の品質としてはこの単結晶薄膜の結晶性で評価した。その結果ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．５重量％以下かつ酸素含有量が０．９重量％以下の組成を有するものを基板として用いたときそこに直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下と良好な結晶性を有するものが得られ易い。また、ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素含有量が０．５重量％以下の組成を有するものを基板として用いたときそこに直接形成される上記単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下とより良好な結晶性を有するものが得られ易く好ましい。また、ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．０５重量％以下かつ酸素含有量が０．２重量％以下の組成を有するものを基板として用いたときそこに直接形成される上記単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下とより良好な結晶性を有するものが得られ易くより好ましい。また、ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．０２重量％以下かつ酸素含有量が０．１重量％以下の組成を有するものを基板として用いたときそこに直接形成される上記単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下とより良好な結晶性を有するものが得られ易くさらに好ましい。ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が元素換算で合計０．００５重量％以下かつ酸素含有量が０．０５重量％以下の組成を有するものを基板として用いたときそこに直接形成される上記単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下とより良好な結晶性を有するものが得られ易く最も好ましい。
上記ＡｌＮ純度を高めた組成を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる結晶相はＡｌＮが９５〜９８％以上であり、ＡＬＯＮや希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物などの結晶相は２〜５％以下であり、実質的にＡｌＮ単一相のものも得られる。また、光透過性を有するものが得られ易く例えば光透過率１％以上のものが得られ易く、さらに５％以上、１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、６０％以上、８０％以上のものも得られ最大８５％以上の光透過率を有するものも得られる。なお、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の結晶相はＸ線回折による得られた各結晶相の示す回折ピークの最強線を相対比較することで容易に計測できる。
また、上記の方法により酸素あるいは希土類元素やアルカリ土類金属以外にも焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分あるいは黒色化剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどの成分あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の窒化アルミニウム粉末原料や焼結体製造工程から混入するＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｚｎなどの遷移金属不純物が揮散・除去、低減化できるのでＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウム焼結体を製造できる。ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として含まれるアルカリ金属や珪素成分が元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素量が０．９重量％以下の組成を有するものを基板に用いたときそこに直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下と良好な結晶性を有するものが得られ易い。ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中としてＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンが元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素量が０．９重量％以下の組成を有するものを基板に用いたときそこに直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下と良好な結晶性を有するものが得られ易い。また、ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体としてＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｚｎが元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素量が０．９重量％以下の組成を有するものを基板に用いたときそこに直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下と良好な結晶性を有するものが得られ易い。
なお上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含まれる希土類元素化合物とはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、などの希土類元素酸化物あるいはその他Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、などを含む炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの無機希土類化合物、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩などの有機希土類化合物などの各種希土類元素化合物であり、さらにＬｎを希土類元素として表したときガーネット型結晶構造の３Ｌｎ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３（例えば３Ｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｄｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｈｏ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｅｒ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｙｂ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、など）、ぺロブスカイト型結晶構造のＬｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３（例えばＹＡｌＯ３、ＬａＡｌＯ３、ＰｒＡｌＯ３、ＮｄＡｌＯ３、ＳｍＡｌＯ３、ＥｕＡｌＯ３、ＧｄＡｌＯ３、ＤｙＡｌＯ３、ＨｏＡｌＯ３、ＥｒＡｌＯ３、ＹｂＡｌＯ３、など）、単斜晶結晶構造２Ｌｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３（例えば２Ｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｓｍ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｅｕ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｇｄ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｄｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｈｏ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｅｒ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｙｂ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、など）などの各種希土類元素を含む複合酸化物、などである。また上記窒化アルミニウム焼結体中に含まれるアルカリ土類金属化合物とはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、及びＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属酸化物やその他Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含む炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの無機アルカリ土類金属化合物、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩などの有機アルカリ土類金属化合物などの各種アルカリ土類金属化合物であり、さらにＡｅをアルカリ土類金属として表したとき３ＡｅＯ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・２Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・６Ａｌ２Ｏ３などのアルカリ土類金属を含む複合酸化物、などである。
上記還元性雰囲気中１７５０℃以上の温度で３時間以上といった比較的長い時間加熱する方法により得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の特徴は室温における熱伝導率が室温において２００Ｗ／ｍＫ以上と高いものが得られ易い。又窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において不純物含有量が少ないものやＡｌＮ単一相からなるものの場合にはさらに室温における熱伝導率が２２０Ｗ／ｍＫ以上のものが得られ易い。このような特徴に加えて上記ＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過性の高いものが得られ易い。これは希土類元素やアルカリ土類金属以外にも焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分あるいは黒色化剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンなどの成分あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の窒化アルミニウム粉末原料や焼結体製造工程から混入するＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎなどの遷移金属不純物が揮散・除去、低減化されるためであろうと推測される。また、上記遷移金属などの不純物や焼結助剤が残留している焼結体であっても室温における熱伝導率が２００Ｗ／ｍＫ以上さらに２２０Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導率を有するもの、あるいは光透過性に優れた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られる。これはおそらく長時間加熱することで焼結体中の窒化アルミニウム粒子が大きく成長し粒界の影響が少なくなるためにＡｌＮ本来の単結晶としての性質がより発現し易くなるためであろうと本願発明者は推測している。
本発明によれば上記高純度化を行う焼成過程で窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが通常増大化する。上記高純度化されＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが増大化することが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性を増大化させ、さらに高い光透過率を与える大きな要因であると思われる。焼成温度を高めるか焼成時間を長くすることで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼結助剤などＡｌＮ以外の成分が揮散・除去減少し焼結体中の窒化アルミニウム粒子内部や窒化アルミニウム粒子の粒界にＡｌＮ以外の成分が少なくなるかあるいは実質的にゼロに近くなるということに加えて焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子の大きさが増大化する。これは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において窒化アルミニウム粒子内部や窒化アルミニウム粒子の粒界にＡｌＮ以外の成分が少なくなるかあるいは実質的にゼロに近くなるということに加えて焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが増大化すれば窒化アルミニウム粒子境界（粒界）が減少するので粒界の影響が少なくなりこの大きく増大した窒化アルミニウム粒子自体も高純度化されさらに結晶性も高まり純度の高い単結晶の窒化アルミニウムに近い性質を発現し易くなるためであろうと推測される。すなわち純度の高い単結晶に近い状態の大きな結晶粒子からなる焼結体であるため光透過性も窒化アルミニウム単結晶の吸収端の波長２００ｎｍ付近から長波長側で単結晶に匹敵する高い光透過率を有するようになる。またこの焼結体を基板に使用すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が窒化アルミニウムの単結晶を基板として用いたのと同程度の高い結晶性で形成され易くなる。本発明において焼成温度を高めあるいは焼成時間を長くすることでＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が製造されるがこの焼結体の窒化アルミニウム粒子の大きさは通常平均５μｍ以上である。通常焼成温度を高めていくかあるいは焼成時間を長くすれば焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさも平均２５μｍ以上に増大する。また実験上では窒化アルミニウム粒子の大きさ平均１００μｍ程度のものが得られている。このように増大化した窒化アルミニウム粒子はＡｌＮ純度も高まることから単結晶に近い状態であろうと思われる。上記方法により高純度化されＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いたとき焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上では該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下と良好なものが得られる。窒化アルミニウム粒子の大きさが平均８μｍ以上の基板を用いたとき該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下と良好なものが得られる。また、窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１５μｍ以上の基板を用いたとき該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下と良好なものが得られる。また、窒化アルミニウム粒子の大きさが平均２５μｍ以上の基板を用いたとき該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下と良好なものが得られる。このように焼結助剤などＡｌＮ以外の成分を揮散・除去、減少することで製造される高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の窒化アルミニウム粒子の大きさは重要である。本発明においては上記のように焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を提供でき、該焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさ平均１００μｍ程度のものは比較的容易に製造できる。
例えば平均粒径１μｍ、酸素を１重量％含む高純度窒化アルミニウム粉末を原料とし焼結助剤としてＹ２Ｏ３を３．３体積％（Ｙとして３．９重量％、酸素として１．１重量％を含む）混合した大きさ外形６０×６０ｍｍ、厚み０．８ｍｍの板状正方形とした粉末成形体を１８００℃１時間焼成して得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は室温における熱伝導率１５０Ｗ／ｍＫ〜１８０Ｗ／ｍＫの範囲であり、焼結助剤として用いられたＹ２Ｏ３中のイットリウム成分は殆どそのままの量焼結体中に残り５〜２０％程度の量のＹ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、ＹＡｌＯ３、２Ｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３などの希土類元素化合物を主体とする粒界相がＸ線回折により存在することが認められる。また原料の酸素及び焼結助剤として用いられたＹ２Ｏ３中の酸素も殆どそのままの量焼結体中に残り、該焼結体の光透過率は１０％程度あるいはそれ以下の場合もある。上記焼結体において窒化アルミニウム粒子の大きさは平均２〜４μｍ程度である。この焼結体をさらに例えば一酸化炭素を１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの範囲で含む窒素雰囲気中で２０５０℃〜２２００℃３時間〜２４時間焼成すれば用いた原料及び焼結助剤に含まれていた酸素は０．５量％以下に減少し最も少ないもので０．０１４重量％のものが得られた。Ｙ２Ｏ３は殆ど揮散・除去され含有量は０．２重量％以下となり最も少ないもので０．００００５重量％（０．５ｐｐｍ）以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られた。波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光において光透過率は最低でも１０％以上多くのものが２０％〜６０％以上であり最大８８％のものが得られた。焼結体の相構成はＡｌＮ９８％以上であり実質的にＡｌＮ単一相のものも容易に得られた。室温における熱伝導率は２００Ｗ／ｍＫ〜２２０Ｗ／ｍＫ以上となり最大２３７Ｗ／ｍＫのものが得られた。この焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさは最低平均５〜８μｍ以上多くのものは平均１５μｍ〜２５μｍ以上に大きく成長しており最大で平均７４μｍのものが得られた。上記例示したＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いこの基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下の良好な結晶性を示すものが得られ、最も結晶性のよいもので１００秒以下のものが得られる。上記例示した焼成条件で焼結助剤を揮散・除去し減少化する方法により作製し高純度化されＡｌＮ純度が高められた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を厚み０．５ｍｍに研削及び鏡面研磨して光透過率を測定したところ波長６０５ｎｍにおいて８８％の高いものであった。その結果を図９に示す。なおこの光透過率測定に用いた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＹ（イットリウム）含有量は０．０００５重量％以下、酸素含有量０．０３４重量％、構成相は実質的にＡｌＮ単一相であり、窒化アルミニウム粒子の大きさは平均２９ｍμである。
この窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は図９から明らかなように波長２１０〜２２０ｎｍの光に対して１％以上の光透過率を示し、波長２２０ｎｍ〜２３０ｎｍの光において５％以上の光透過率であり、波長２５０ｎｍの光において光透過率は３０％以上であり、波長３００ｎｍの光において光透過率は６０％以上であり、波長３３０ｎｍの光で８０％以上の光透過率を示すようになり、波長３３０ｎｍ以上のすべての波長の光において８０％以上の光透過率を示す。又光透過率の最大値は波長４８０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲の光において８５〜８８％と８５％以上の高いものである。この窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いこの基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下と良好なものが得られた。
上記のＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いた時の主な有効性をまとめると、１）基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は高い結晶性のものが得られやすいのでこの単結晶薄膜を用いて製造される発光素子内部からの発光効率は高いものとなる、２）基板の熱伝導率が室温において２００Ｗ／ｍＫ以上と高いものが得られ易くこのような基板に形成される発光素子には大きな電力の印加が可能となり発光出力を高めることができる、３）基板の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光において光透過率が高いので基板からの光吸収が少なく発光素子から出た光は大部分素子外部へ放出される、などの点である。すなわち高効率、高出力、かつ低コストの発光素子の製造が可能となり産業に与える影響は大である。
本発明において、光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常波長２００ｎｍ以上の光において光透過性を示す。図９に例示したように波長２００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲の光において光透過性を示し始め、波長２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲の光において急激に光透過性が上昇し波長３５０ｎｍ〜４００ｎｍ以上の光においてはほぼ一定の光透過率を有する傾向があることが確認された。本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は特に断らない限り波長６０５ｎｍの光において測定された光透過率を意味しているが、波長６０５ｎｍの光における光透過率を用いても本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の性能すなわち窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成したときの結晶性を代表して判別できる。より具体的にいえば本発明において特に断らない限り１％以上の光透過率とは波長６０５ｎｍの光に対する光透過率である。このような１％以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光において波長６０５ｎｍ以外でも１％以上の光透過率を有するとは限らないがこの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることでより優れた結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できる。本発明において、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光においてどの波長の光に対しても１％以上の光透過率を有するものが望ましいが、仮にすべての波長に対して１％以上の光透過率を有さないとしても少なくとも波長６０５ｎｍの光に対して１％以上の光透過率を有するものが望ましい。また本発明において、１％以上の光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶以外の無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜も形成できる。
本発明においてＡｌＮ純度が高くかつ窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は単結晶薄膜を形成するための基板として好ましいが、必ずしもＡｌＮの純度が高くなくても、すなわち希土類元素化合物やアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤、あるいは酸素、あるいは焼成温度低減化剤として用いられるアルカリ金属や珪素などの成分、あるいは黒色化剤として用いられるＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分やカーボン、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、あるいはＡＬＯＮや上記アルミニウム以外の金属成分や珪素あるいはカーボンを含む化合物、などの成分が比較的多く残存している窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても窒化アルミニウム粒子が成長したものであれば結晶性の高い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得る基板となり得る。このような窒化アルミニウム以外の成分を比較的多く含み窒化アルミニウム粒子が成長した窒化アルミニウムを主成分とした焼結体は前述のようにできるだけ還元性成分を含まない非酸化性雰囲気中で１７５０℃以上で３時間以上の比較的高温、かつ長時間焼成することにより作製できる。なわち、上記のような希土類元素、アルカリ土類金属、酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、カーボン、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、ＡＬＯＮ、上記アルミニウム以外の金属成分、などの成分を比較的多く含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部に含まれる窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１μｍ以上であれば該焼結体からなる基板上に直接形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下のものが形成され易い。窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上に成長した焼結体では該基板上に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下と良好な結晶性のものが得られ易い。窒化アルミニウム粒子の大きさが平均８μｍ以上に成長した焼結体では該基板上に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下とより良好な結晶性のものが得られ易い。窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１５μｍ以上に成長した焼結体では該基板上に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下とさらに良好な結晶性のものが得られ易い。窒化アルミニウム粒子の大きさが平均２５μｍ以上に成長した焼結体では該基板上に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下とさらに良好な結晶性のものが得られ易い。これは焼結体内部の窒化アルミニウム粒子の大きさが大きくなれば窒化アルミニウム結晶粒子の粒界の面積が減少し粒界の影響が減じるので窒化アルミニウム結晶粒子自体の性質が反映され易くなり窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の核成長の方向をより規則的なものにし易いためであろうと推測される。本発明において上記のようにできるだけ還元性成分を含まない非酸化性雰囲気中焼成温度を高めあるいは焼成時間を長くすることで希土類元素、アルカリ土類金属、酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、カーボン、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、ＡＬＯＮ、上記アルミニウム以外の金属成分、などの成分を比較的多く含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においても窒化アルミニウム粒子が成長したものが製造されるが、この焼結体の成長した窒化アルミニウム粒子の大きさは通常平均５μｍ以上である。通常焼成温度を高めていくかあるいは焼成時間を長くすれば焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさも平均８μｍ以上、さらに平均１５μｍ以上、さらに平均２５μｍ以上に増大し、実験上では窒化アルミニウム粒子の大きさ平均１００μｍ程度のものも得られる。
本発明において上記のようにできるだけ還元性成分を含まない非酸化性雰囲気中焼成温度を高めあるいは焼成時間を長くすることで窒化アルミニウム粒子が成長し、希土類元素、アルカリ土類金属、酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、カーボン、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、ＡＬＯＮ、上記アルミニウム以外の金属成分、などの成分を比較的多く含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体としては窒化アルミニウムを主成分とする（例えばＡｌＮとして５０％体積以上含む）ものであればどのような組成のものでも使用できるが、その中で希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で２５体積％以下、酸素含有量１０重量％以下、アルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が酸化物換算で１０体積％以下、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む成分の含有量が元素換算で２５体積％以下、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛など希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属を含む成分の含有量が元素換算で合計３０重量％以下、ＡＬＯＮ含有量２０％以下、の組成のものを用いることが好ましい。上記のような組成であれば必ずしもＡｌＮの純度が高くない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても窒化アルミニウムの粒子が成長したものは優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜形成用の基板として使用し得る。このような組成を有し窒化アルミニウムの粒子が成長した基板には上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶状態の薄膜が直接形成でき、さらに単結晶以外の無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜も形成できる。また、上記のような組成であれば必ずしもＡｌＮの純度が高くない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても窒化アルミニウムの粒子が成長したものを基板として用い該基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成された優れた薄膜基板が製造し得る。このような単結晶薄膜が形成された薄膜基板にはさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶状態の薄膜が形成でき、さらに単結晶以外の無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜も形成できる。
上記のように焼成温度を高めあるいは焼成時間を長くすることで窒化アルミニウム粒子が成長し、希土類元素、アルカリ土類金属、酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉなどの金属成分、カーボン、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の不可避金属成分、ＡＬＯＮ、上記アルミニウム以外の金属成分、などの成分を比較的多く含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はできるだけ水素や一酸化炭素、炭素、炭化水素などの還元性成分を含まない焼成雰囲気で焼成することにより得られ易い。
本発明において上記のように薄膜形成用基板として用いられる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で２５体積％以下、酸素含有量１０重量％以下、アルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が酸化物換算で１０体積％以下、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む成分の含有量が元素換算で２５体積％以下、希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属を含む成分の含有量が元素換算で３０重量％以下、ＡＬＯＮ含有量２０％以下、の組成のものを用いることが好ましい。このような組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を薄膜形成用基板として用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性のものが得られ易い。
本発明においては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の窒化アルミニウム成分の含有量は５０体積％以上であることが好ましいが、該焼結体の希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の含有量が酸化物換算で５０体積％以下、酸素含有量２５重量％以下、アルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が酸化物換算で２０体積％以下、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む成分の含有量が元素換算で５０体積％以下、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛など希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属を含む成分の含有量が元素換算で５０重量％以下、ＡＬＯＮ含有量５０％以下、の窒化アルミニウム以外の成分を比較的多く含むものを薄膜形成用基板として用いた場合でも、該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜としてミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３６００秒以下の結晶性のものが得られ易く、該半値幅が３００秒以下の結晶性のものも得られる。
さらに上記窒化アルミニウム以外の成分を比較的多く含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、該焼結体中に含有される希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上とアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種の成分を同時に酸化物換算で５０体積％以下含むもの、該焼結体の酸素含有量が２５重量％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を含むもの、該焼結体のアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が酸化物換算で２０体積％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を含むもの、該焼結体のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む成分の含有量が元素換算で５０体積％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を含むもの、該焼結体の鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛など希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属を含む成分の含有量が元素換算で５０重量％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を含むもの、該焼結体のＡＬＯＮ含有量が５０％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を含むもの、を薄膜形成用基板として用いたとき、該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３００秒以下の結晶性のものがより一層得られ易くなる。すなわち、希土類元素とアルカリ土類金属成分を同時に含む、あるいは酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛、ＡＬＯＮなどの成分と同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を薄膜形成用基板として用いたとき、希土類元素、アルカリ土類金属、酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛、ＡＬＯＮなどの成分をそれぞれ単独に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を薄膜形成用基板として用いた場合に比べて該基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が向上し易い。
なお上記のように希土類元素とアルカリ土類金属成分を同時に含む、あるいは酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛、ＡＬＯＮなどの成分と同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においても窒化アルミニウム成分の含有量は５０体積％であることが好ましい。窒化アルミニウム成分の含有量が５０体積％より少なければ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の形成が困難になり易いので好ましくない。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素とアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を同時に合計５０体積％以下含むもの、該焼結体のアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が酸化物換算で２０体積％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を合計５０体積％以下含むもの、該焼結体のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む成分の含有量が元素換算で５０体積％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を合計５０体積％以下含むもの、該焼結体の鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛など希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属を含む成分の含有量が元素換算で５０重量％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を合計５０体積％含むもの、該焼結体のＡＬＯＮ含有量が５０％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を合計５０体積％以下含むもの、該焼結体の酸素含有量が２５重量％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を合計５０体積％以下含むもの、といった組成を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いることが好ましい。
このように希土類元素とアルカリ土類金属成分を同時に含む、あるいは酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛、ＡＬＯＮなどの成分と同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上の成分を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を単結晶薄膜を形成するための基板として用いたとき、希土類元素、アルカリ土類金属、酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛、ＡＬＯＮなどの成分をそれぞれ単独に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を単結晶薄膜を形成するための基板として用いた場合に比べて該基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は向上し易いが、その理由については必ずしも明確ではない。本願発明者は、希土類元素とアルカリ土類金属を同時に含む場合あるいは酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛、ＡＬＯＮなどの成分と同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含む場合は各成分をそれぞれ単独で含む場合に比べて５０℃〜３００℃程度低い焼成温度で緻密化が可能となることから液相が比較的多量に生成し易く、そのため上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を構成する窒化アルミニウム粒子の結晶子が該液相中で自発的に発達して結晶性が向上し、その結果上記単結晶薄膜が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体上に形成される過程で該単結晶薄膜の結晶整列が促進されるのではないかと推測している。
上記希土類元素とアルカリ土類金属を同時に含む、あるいは酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛、ＡＬＯＮなどの成分と同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を単結晶薄膜を形成するための基板として用いたとき、希土類元素、アルカリ土類金属、酸素、アルカリ金属、珪素、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛、ＡＬＯＮなどの成分をそれぞれ単独に含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を単結晶薄膜を形成するための基板として用いた場合に比べて該基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が向上し易いのは、上記各成分を比較的多量に含む場合だけに限らない。
本発明においては、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含有される希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上とアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上とを同時に酸化物換算で２５体積％以下含むもの、該焼結体の酸素含有量が１０重量％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含むもの、該焼結体のアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が酸化物換算で１０体積％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含むもの、該焼結体のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む成分の含有量が元素換算で２５体積％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含むもの、該焼結体の鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛など希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属を含む成分の含有量が元素換算で３０重量％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含むもの、該焼結体のＡＬＯＮ含有量が２０％以下で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含むもの、を単結晶薄膜を形成するための基板として用いたとき該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は向上し易く該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として少なくとも２４０秒以下のものが得られ易い。
また、本発明においては、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に含有される希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上とアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上とを同時に酸化物換算で２５体積％以上含むもの、該焼結体の酸素含有量が１０重量％以上で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含むもの、該焼結体のアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が酸化物換算で１０体積％以上で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含むもの、該焼結体のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む成分の含有量が元素換算で２５体積％以上で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含むもの、該焼結体の鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛など希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属を含む成分の含有量が元素換算で３０重量％以上で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含むもの、該焼結体のＡＬＯＮ含有量が２０％以上で同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも1種以上を含むもの、を単結晶薄膜を形成するための基板として用いたとき該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は向上し易く該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として少なくとも３００秒以下のものが得られ易い。
本発明において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板を製造するとき上記の高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性を高めるためには焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状は例えば立方体や直方体あるいは円柱状などどのようなものでも用いることができるが基板状に加工し易いあらかじめ板状のものを用いることが好ましい。同じ体積であれば立方体や直方体あるいは円柱状などのブロック状よりも表面積の大きなものを用いることが好ましい。また上記焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状でその1辺大きさが８ｍｍ以下のものを用いることが高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性を高める上で好ましい。さらに上記の１辺の大きさが５ｍｍ以下のものを用いることがより好ましく、１辺の大きさが２．５ｍｍ以下のものを用いることがさらに好ましく、１辺の大きさが１ｍｍ以下のものを用いることが最も好ましい。上記焼成に供する粉末成形体や焼結体の形状が板状のときその厚みは８ｍｍ以下のものを用いることが高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性を高める上で好ましい。さらに上記板状の粉末成形体や焼結体の厚みは５ｍｍ以下のものを用いることがより好ましく、厚み２．５ｍｍ以下のものを用いることがさらに好ましく、厚み１ｍｍ以下のものを用いることが最も好ましい。上記に示したことを具体的に述べれば例えば、組成が実質的に同じで実質的にＡｌＮ単一相の焼結体であっても上記立方体や直方体あるいは円柱状などのブロック状のものあるいは１辺が８ｍｍを越える粉末成形体や焼結体を用いて製造した高純度化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では板状あるいは１辺が８ｍｍ以下の成形体や焼結体を用いて製造したものに比べて光透過率が低減化し、場合によっては黒色化が高まって光透過率がさらに低下する場合がある。
窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するために本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板（すなわち薄膜形成用基板）表面あるいは該単結晶薄膜が形成された薄膜基板表面の平滑度は平均表面粗さＲａが２０００ｎｍ以下であることが好ましい。このような基板の表面平滑性を有することが上記単結晶薄膜を形成するためには望ましい。したがって本発明においては上記薄膜形成用基板及び薄膜基板の少なくとも１つ以上の面が上記のような平滑度を有することが望ましい。本発明においてはＲａ２０００ｎｍ以下の平均表面粗さを有する基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面やラップ研削された表面、あるいはサンドブラストなどにより研磨された表面、あるいは鏡面研磨された表面、あるいは化学的にエッチング（腐食）された表面、あるいは機械的に溝切り加工などが施された表面などにおいて得ることができる。化学的なエッチングは例えば薬液などを用いたウェット方式やフッ素などの成分を含有するプラズマガスなどによるドライ方式などが好適に使用し得る。Ｒａ２０００ｎｍ以下の平均表面粗さを有する基板には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３６００秒以下のものが得られ易い。より好ましくい基板の平均表面粗さＲａは１０００ｎｍ以下である。Ｒａ１０００ｎｍ以下の平均表面粗さを有する基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面やラップ研削された表面、あるいはブラスト研磨された表面、あるいは鏡面研磨された表面、あるいは化学的にエッチング（腐食）された表面、あるいは機械的に溝切り加工などが施された表面などにおいて得ることができる。Ｒａ１０００ｎｍ以下の平均表面粗さを有する基板には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１０００秒以下のものが得られ易い。また基板の平均表面粗さＲａは１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。Ｒａ１００ｎｍ以下の平均表面粗さＲａを有する基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面や鏡面研磨された表面などにおいて得ることができる。Ｒａ１００ｎｍ以下の平均表面粗さを有する基板には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下のものが得られ易い。１００ｎｍ以下の平均表面粗さＲａを有する基板において通常はＲａ６０ｎｍ以下より好ましくはＲａ３０ｎｍ以下さらに好ましくはＲａ２０ｎｍ以下の鏡面状態としたものが好ましい。鏡面状態とすることで形成される単結晶薄膜の結晶性が向上し易くなる。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板において平均表面粗さＲａ６０ｎｍ以下のものには窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として２４０秒以下のものが得られ易い。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の中で平均表面粗さＲａ３０ｎｍ以下のものには窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として２００秒以下のものが得られ易い。また窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の中で平均表面粗さＲａ２０ｎｍ以下のものには窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１５０秒以下のものが得られ易い。
上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）面を用いるときは、ブラシ掛けあるいはアルミナ粉末などを用いたホーニングにより基板表面の付着物、異物、突起などを取り除いた状態のものを用いることが好ましい。ラップ研磨は通常用いられているラップ研削機によりアルミナ砥粒、炭化珪素砥粒、ダイヤモンド砥粒などを用いた方法が問題なく使用できる。ブラスト研磨はアルミナ砥粒、炭化珪素砥粒などを用いて通常のサンドブラスト機などにより問題なく行うことができる。また、鏡面研磨は通常の布製パッドやポリウレタンパッドなどの工具（ポリシャー）を有する研磨機により微粒のアルミナ、酸化セリウム、ダイヤモンド、酸化珪素あるいは酸化クロムなどを主成分とする研磨剤を適宜用いた方法が問題なく使用できる。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることで作製される薄膜基板においては窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成する場合その基板の表面状態、表面平滑性が特に重要である。この表面状態、表面平滑性は例えば１７５０℃以上の温度で３時間以上の比較的長い時間焼成することなどで得られるＡｌＮ純度が高められた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは窒化アルミニウム粒子が大きく成長した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは光透過率が高められた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、などを基板とした場合も同様に重要である。また、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が基板の１面しか形成されない場合、該薄膜が形成されていない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板の面、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることで作製される薄膜基板の面の表面状態、表面平滑性は必要に応じて任意の状態が選択でき該薄膜が形成される表面状態と異なっていても良い。本発明による上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の表面状態としては鏡面に研磨した状態のものが基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が高い傾向がある。焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態のものとラップ研磨した状態のものを比較すると焼き放し状態の基板表面の方が基板に直接形成される上記単結晶薄膜の結晶性が高い傾向がある。このような現象はおそらく基板表面の平滑度すなわち基板表面の粗さの程度により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の成長時における核成長の方向を一定にする度合いが異なるためであろうと推測される。
上記焼き放し状態、あるいはラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、機械的な溝切り加工などの表面加工を施した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板をさらに例えばフッ化水素酸（ＨＦ）、フッ硝酸（ＨＦ＋ＨＮＯ３の混合酸）、硝酸（ＨＮＯ３）、塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）などの酸に浸漬したり、アセトン、イソプロピルアルコール、塩化メチレン、フルオロカーボンなどの有機溶剤に浸漬したり、Ｈ２、Ｎ２、Ａｒなどを含む非酸化性雰囲気中あるいは減圧中で加熱アニールする、あるいはこれらを複数組み合わせて行う、などの処理を施すことにより基板に形成される単結晶薄膜の結晶性の改善をはかることが可能であり有効となり得る。このような処理を施すことで形成される単結晶薄膜の結晶性が改善され易くなる理由は基板表面の異物、突起、傷、くぼみなどの欠陥あるいは研削・研磨などにより生じるひずみが除去されたり軽減されるためであろうと本願発明者は推測している。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は窒化アルミニウム微粒子の集合した多結晶体であるので基板表面に微粒子脱落や微粒子の欠けなどによる欠陥や研削・研磨ひずみが生じ易いと思われるのでこのような処理を施すことで平均表面粗さを例えばＲａ１０ｎｍ以下とより小さくできる効果があると思われる。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板の表面平滑性は通常基板として使用する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面状態と同等かあるいは向上する。すなわち窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板表面の平滑度が例えば平均表面粗さＲａ＝３０ｎｍであれば本発明による薄膜基板の表面平滑度はＲａ３０ｎｍあるいはそれ以下となる。したがって本発明による窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板表面の平滑性は、平均表面粗さＲａ＝２０００ｎｍ以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合は２０００ｎｍ以下、平均表面粗さＲａ＝１０００ｎｍ以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合はＲａ１０００ｎｍ以下、平均表面粗さＲａ＝１００ｎｍ以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合はＲａ１００ｎｍ以下、平均表面粗さＲａ＝２０ｎｍ以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合はＲａ２０ｎｍ以下である。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板表面の平滑性は平均表面粗さＲａ１０ｎｍ以下あるいはＲａ３ｎｍ〜５ｎｍ以下さらにＲａ１ｎｍ〜３ｎｍ以下のもの得られる。本発明による薄膜基板において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性と同等あるいはそれ以上に向上した表面平滑性を与える薄膜は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし単結晶薄膜だけに限らない。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成された本発明による薄膜基板の場合も上記単結晶薄膜と同様に、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性と同等かそれ以上に向上し、平滑性の程度も平均表面粗さＲａ２０ｎｍ以下、あるいはＲａ１０ｎｍ以下、あるいはＲａ３ｎｍ〜５ｎｍ以下、さらにＲａ１ｎｍ〜３ｎｍ以下のもの得られる。
このような表面平滑性を有する薄膜基板にはさらに優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成できる。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されている薄膜基板に対して、あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成されている薄膜基板に対して、さらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した場合、上記薄膜基板の表面平滑性がＲａ５０ｎｍ以下では該薄膜基板に形成される上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の単結晶薄膜が得られ易い。また、上記薄膜基板の表面平滑性がＲａ２０ｎｍ以下では該薄膜基板に形成される上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の単結晶薄膜が得られ易い。上記薄膜基板の表面平滑性がＲａ１０ｎｍ以下では該薄膜基板に形成される上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下の単結晶薄膜が得られ易い。上記本薄膜基板の表面平滑性がＲａ５ｎｍ以下では該薄膜基板に形成される上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下の単結晶薄膜が得られ易い。さらに上記薄膜基板の表面平滑性がＲａ３ｎｍ以下では該薄膜基板に形成される上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下の単結晶薄膜が得られ易い。本発明によるこのような平滑性を有する薄膜基板には上記例示したような窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜だけでなく、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜も形成できる。
また、本発明による上記薄膜基板において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成され該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性と同等あるいはそれ以上に向上した表面平滑性を与える薄膜は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものであるが、この薄膜の厚みは０．５ｎｍ以上であれば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性と同等あるいはそれ以上に向上した表面平滑性の薄膜基板が得られる。
上記のように、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜が形成された基板の表面平滑性は、薄膜が形成されていない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板よりも向上し易い。また、上記の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜があらかじめ形成された基板の上にさらに単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成することにより（薄膜を多層に形成することにより）基板の表面粗さが小さくなり表面平滑性がさらに改善され得る。該基板の平均表面粗さＲａは通常１０ｎｍ以下のものが比較的容易に得られる。このような多層の薄膜を形成することで基板の表面平滑性を改善する場合、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ最初に形成される単結晶薄膜、無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜の中では無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜のなかから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成した基板を用いることが好ましく、平均表面粗さＲａが３ｎｍ以下の薄膜基板が作製し得る。また、上記多層の薄膜を形成することで基板の表面平滑性を改善する場合、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ最初に形成される単結晶薄膜、無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜の中では配向性多結晶薄膜を形成した基板を用いることが好ましい。まず窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接配向性多結晶薄膜を形成し、その後さらに単結晶薄膜、無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜を形成した基板の平均表面粗さは少なくともＲａ２ｎｍ以下さらにはＲａ１ｎｍ以下のものが得られ易い。上記のような配向性多結晶薄膜形成による効果がなぜ生じるのかその理由は必ずしも明確でないが、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に薄膜を直接形成する時に生じる表面平滑性の違いがそのままその上に形成される薄膜にも影響を与えることが大きな要因ではないかと本願発明者は推測している。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成される配向性多結晶薄膜の表面粗さは通常単結晶薄膜、無定形薄膜及び多結晶薄膜より小さい場合が多い。このような元々の表面粗さの違いがそのままその上に形成される薄膜の表面粗さの違いとして反映されるのではないかと思われる。元々の表面粗さの違いは、例えば単結晶薄膜を形成する時は比較的高温を要することが多いので薄膜中で局部的な結晶成長の相違により、あるいは無定形薄膜及び多結晶薄膜では薄膜の緻密さが低くミクロな欠陥が多く存在することにより、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に存在するミクロな空孔、突起、窒化アルミニウム粒子の欠けなど焼結体に起因する欠陥を補う程度が配向性多結晶薄膜より小さい結果生じるのではないかと本願発明者は推測している。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された薄膜によるこのような表面平滑性は自発的に生じ得るが、前記で例示したような研削及び研磨装置、研磨剤を用いてメカノケミカルな（機械的化学的な操作による）研削あるいは鏡面研磨を行うことによっても達成される。メカノケミカルな研削あるいは鏡面研磨により薄膜基板の平均表面粗さＲａは少なくとも１０ｎｍ以下のものが作製し得る。また、平均表面粗さＲａが３ｎｍ以下、あるいは２ｎｍ以下、さらには１ｎｍ以下の薄膜基板が作製し得る。上記メカノケミカルな研削あるいは研磨により窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と同等かそれ以上の優れた平滑性が得られる理由は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成された薄膜は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に比べてより微細な粒子からなるかあるいは微粒子などからでなく均質で連続し一体化した構造（モノリシック構造）であるためｎｍレベルの欠陥が少ないためであろうと推測される。
また、上記のような薄膜が形成された基板をさらに例えばフッ化水素酸（ＨＦ）、フッ硝酸（ＨＦ＋ＨＮＯ３の混合酸）、硝酸（ＨＮＯ３）、塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）などの酸に浸漬したり、Ｈ２、Ｎ２、Ａｒなどを含む非酸化性雰囲気中あるいは減圧中で加熱アニールする、あるいはこれらを複数組み合わせて行う、などの処理を施すことにより基板表面に形成される単結晶薄膜の結晶性の改善をはかることが可能であり有効となり得る。
このような表面平滑性を有する薄膜基板を用いて、発光素子、光導波路、回路基板、表面弾性波素子などの電子素子あるいは電子部品を作製すればより優れた特性のものが得られ易い。特に発光効率の優れた発光素子が作製し得る。
窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶をはじめ各種結晶状態の薄膜を形成するために本発明において炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料からなる焼結体を用いた基板（すなわち薄膜形成用基板）表面あるいは前記薄膜形成用基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板表面の平滑度は平均表面粗さＲａが１０００ｎｍ以下であることが好ましい。このような基板の表面平滑性を有することが前記単結晶薄膜を形成するためには望ましい。したがって本発明においては前記薄膜形成用基板を用いて作製される薄膜基板の少なくとも１つの面が上記のような平滑度を有することが望ましい。Ｒａ１０００ｎｍ以下の平均表面粗さを有する基板は炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面やラップ研削された表面、あるいはブラスト研磨された表面、あるいは鏡面研磨された表面、あるいは化学的にエッチング（腐食）された表面、あるいは機械的に溝切り加工などが施された表面、あるいは前記薄膜形成用基板を用いて作製される薄膜基板の表面などにおいて得ることができる。化学的なエッチングは例えば薬液などを用いたウェット方式やフッ素などの成分を含有するプラズマガスなどによるドライ方式などが好適に使用し得る。Ｒａ１０００ｎｍ以下の平均表面粗さを有するこれら基板には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３６００秒以下のものが得られ易い。前記薄膜形成用基板を用いて作製される薄膜基板の表面平滑性は通常はＲａ１００ｎｍ以下、より好ましくはＲａ３０ｎｍ以下の鏡面状態のものが好ましい。鏡面状態とすることで形成される単結晶薄膜の結晶性が向上し易くなる。炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体を用いた基板の中で平均表面粗さＲａが１００ｎｍ以下のものには窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１０００秒以下のものが得られ易い。またこれら基板の平均表面粗さＲａは１０ｎｍ以下であることがより好ましい。Ｒａ１０ｎｍ以下の平均表面粗さを有するこれらの基板は炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体の鏡面研磨された前記薄膜形成用基板を用いて作製される薄膜基板の表面などにおいて得ることができる。Ｒａ１０ｎｍ以下の平均表面粗さを有する基板には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下のものが得られ易い。またこれら基板の平均表面粗さＲａは５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。Ｒａ５ｎｍ以下の平均表面粗さを有する基板は炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体の鏡面研磨された前記薄膜形成用基板を用いて作製される薄膜基板の表面などにおいて得ることができる。Ｒａ５ｎｍ以下の平均表面粗さを有する基板には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として２４０秒以下のものが得られ易い。
上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板の焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）面を用いるときは、ブラシやアルミナ粉末などを用いたホーニングにより基板表面の付着物、異物、突起などを取り除いた状態のものを用いることが好ましい。ラップ研磨は通常行われているようなラップ研削機によりアルミナ砥粒、炭化珪素砥粒、ダイヤモンド砥粒を用いた方法が問題なく使用できる。また、鏡面研磨は通常の布製パッドやポリウレタンパッドなどの工具を有する研磨機により微粒のアルミナ、酸化セリウム、ダイヤモンド、酸化珪素あるいは酸化クロムなどを主成分とする研磨剤を適宜用いた方法が問題なく使用できる。
本発明において炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板を用いて作製される薄膜基板においてその表面状態は薄膜が形成される面が特に重要である。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が基板の１面しか形成されない場合、該薄膜が形成されない炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板を用いて作製される薄膜基板の表面状態は必要に応じて任意の状態が選択でき窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成される表面状態と異なっていても良い。本発明による上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板の表面状態としては鏡面に研磨した状態のものが基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が高い傾向がある。焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態のものとラップ研磨した状態のものを比較すると焼き放し状態の基板表面の方が基板に直接形成される上記単結晶薄膜の結晶性が高い傾向がある。このような現象はおそらく基板表面の平滑度すなわち基板表面の粗さの程度により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の成長時における核成長の方向を一定にする度合いが異なるためであろうと推測される。また、このような現象は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の場合に比べより基板表面の平滑度が高いものが求められるという違いはあるが、おそらく基板表面の平滑度すなわち基板表面の粗さの程度により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の成長時における核成長の方向を一定にする度合いが異なるためであろうと推測される。
本発明において炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体を基板として用い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成される薄膜基板の表面平滑性は通常基板として使用する炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体の表面状態と同等かあるいは向上する。すなわち炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板表面の平滑度が例えば平均表面粗さＲａ＝３０ｎｍであれば本発明による薄膜基板の表面平滑度はＲａ３０ｎｍあるいはそれ以下となる。したがって本発明による窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成された薄膜基板表面の平滑性は、平均表面粗さＲａ＝１０００ｎｍ以下の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合はＲａ１０００ｎｍ以下、平均表面粗さＲａ＝１００ｎｍ以下の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合はＲａ１００ｎｍ以下、平均表面粗さＲａ＝３０ｎｍ以下の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合はＲａ３０ｎｍ以下、平均表面粗さＲａ＝１０ｎｍ以下の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合はＲａ１０ｎｍ以下、平均表面粗さＲａ＝５ｎｍ以下の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合はＲａ５ｎｍ以下である。
本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体を基板として用い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板表面の平滑性はＲａ１０ｎｍ以下あるいはＲａ３ｎｍ〜５ｎｍ以下さらにＲａ１ｎｍ〜３ｎｍ以下のもの得られる。本発明による薄膜基板において、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性と同等あるいはそれ以上に向上した表面平滑性を与える薄膜は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし単結晶薄膜だけに限らない。炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板を用い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成された本発明による薄膜基板の場合も上記単結晶薄膜と同様に、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性と同等かそれ以上に向上し、平滑性の程度もＲａ２０ｎｍ以下、あるいはＲａ１０ｎｍ以下、あるいはＲａ３ｎｍ〜５ｎｍ以下、さらにＲａ１ｎｍ〜３ｎｍ以下のもの得られる。
また、本発明による上記薄膜基板において、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性と同等あるいはそれ以上に向上した表面平滑性を与える薄膜は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものであるが、この薄膜の厚みは０．５ｎｍ以上であれば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性と同等あるいはそれ以上に向上した表面平滑性の薄膜基板が得られる。
上記のように、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜が形成された基板の表面平滑性は、薄膜が形成されていない炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板よりも向上し易い。また、上記の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板に単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜があらかじめ形成された基板の上にさらに単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成することにより（薄膜を多層に形成することにより）基板の表面粗さが小さくなり表面平滑性がさらに改善され得る。このような多層の薄膜を形成することで基板の表面平滑性を改善する場合、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板に最初に直接形成される単結晶薄膜、無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜の中では配向性多結晶薄膜を形成した基板を用いることが好ましい。まず炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接配向性多結晶薄膜を形成し、その後さらに単結晶薄膜、無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜を形成した基板の表面粗さは少なくとも２ｎｍ以下さらには１ｎｍ以下のものが得られ易い。上記のような配向性多結晶薄膜形成による効果がなぜ生じるのかその理由は必ずしも明確でないが、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板に薄膜を直接形成する時に生じる表面平滑性の違いがそのままその上に形成される薄膜にも影響を与えることが大きな要因ではないかと本願発明者は推測している。すなわち、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される配向性多結晶薄膜の表面粗さは通常単結晶薄膜、無定形薄膜及び多結晶薄膜より小さい場合が多い。このような元々の表面粗さの違いがそのままその上に形成される薄膜の表面粗さの違いとして反映されるのではないかと思われる。元々の表面粗さの違いは、例えば単結晶薄膜を形成する時は比較的高温を要することが多いので薄膜中で局部的な結晶成長の相違により、あるいは無定形薄膜及び多結晶薄膜では薄膜の緻密さが低くミクロな欠陥が多く存在することにより、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板に存在するミクロな空孔、突起、焼結体粒子の欠けなど焼結体に起因する欠陥を補う程度が配向性多結晶薄膜より小さい結果生じるのではないかと本願発明者は推測している。
炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成された薄膜によるこのような平滑性は自発的に生じ得るが、メカノケミカルな（機械的化学的な操作による）研削あるいは研磨を行うことによっても達成される。上記メカノケミカルな研削あるいは研磨により炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体と同等かそれ以上の優れた平滑性が得られる理由は各焼結体に形成された薄膜は炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体に比べてより微細な粒子からなるかあるいは微粒子などからでなく均質で連続し一体化した構造（モノリシック構造）であるためｎｍレベルの欠陥が少ないためであろうと推測される。上記のように薄膜が形成された基板をさらに例えばフッ化水素酸（ＨＦ）、フッ硝酸（ＨＦ＋ＨＮＯ３の混合酸）、硝酸（ＨＮＯ３）、塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）などの酸に浸漬したり、Ｈ２、Ｎ２、Ａｒなどを含む非酸化性雰囲気中あるいは減圧中で加熱アニールする、あるいはこれらを複数組み合わせて行う、などの処理を施すことにより基板表面に形成される単結晶薄膜の結晶性の改善をはかることが可能であり有効となり得る。
なお、上記の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面状態及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体の表面状態とその上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性及び単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜の表面状態との関係は、これら焼結体以外の例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いた場合であってもその表面状態とその上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性及び単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜の表面状態との関係においても同様の傾向を有する。
本願発明者は、基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いる場合可視光及び／又は波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の紫外光における光透過率と基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性とは相関があることを示した。さらに光透過率が高い場合の利点として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成される発光素子、あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した基板に形成される発光素子からの光を基板で吸収する割合が小さくでき素子の外部に放出される光の割合を高めることができるので発光素子の発光効率を高めることができる。上記のような特徴や利点を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の光透過率を高めるためには焼結体の化学組成や微構造などの焼結体そのものの特性を改善する以外に基板の厚みを薄くすることも有効である。基板の厚みが８．０ｍｍ以下であれば波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対して光透過性を維持し得る。透過性を維持できるということは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の厚みが８．０ｍｍであっても光透過率が１％以上であるということを意味する。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の厚みが０．５ｍｍのものを用いて測定した時の光透過率が例えば波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光において６０〜８０％の範囲の高い光透過率を有するものでも基板の厚みが厚くなれば光透過率は減少していく。基板の厚みが０．５ｍｍのものを用いて測定した時の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光における光透過率が例えば８０％の基板の場合その厚みが８．０ｍｍであっても波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光において光透過率は１％以上である。基板の厚みが５．０ｍｍ以下であれば光透過率は５％以上のものが得られる。基板の厚みが２．５ｍｍ以下であれば光透過率は１０％以上のものが得られる。さらに基板の厚みが１．０ｍｍ以下であれば光透過率は６０％以上のものが得られる。基板の厚みが０．２ｍｍ以下と薄くなれば光透過率は９０％以上のものが得られる。基板の厚みが０．０５ｍｍ以下の場合光透過率は９５％以上のものが得られる。また基板の厚みが０．５ｍｍのものを用いて測定した時の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する光透過率が例えば１．０％の基板の場合その厚みが０．２ｍｍと薄くなれば光透過率１０％以上のものが得られる。基板の厚みが０．１ｍｍ以下の場合光透過率は２０％以上のものが得られる。また基板の厚みが０．０５ｍｍ以下の場合光透過率は４０％以上のものが得られる。このように波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光において６０％以上の高い光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板において厚み１．０ｍｍ以下では基板の厚みにあまり影響されず高い光透過性を有し、０．２ｍｍ以下の厚みでは９０％以上殆ど透明に近い光透過率となる。実質的に１００％に近い光透過率を有するものも得られる。通常基板の厚みは薄いほど光透過率は高まる傾向を有するが機械的強度が小さくなるので基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成する場合の作業時にクラックや欠けが生じ始めるという欠点があるので基板の厚みは０．０１ｍｍ以上であることが好ましく、０．０２ｍｍ以上であることがより好ましく、０．０５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。上記のように本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板として用いる場合光透過性の観点からみて（すなわち本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に発光素子を形成した時の優位性）基板の厚みは８ｍｍ以下であることが好ましく、５．０ｍｍ以下であることがより好ましい。また基板の厚みは２．５ｍｍ以下であることがさらに好ましく、基板の厚みは１．０ｍｍ以下であることが最も好ましい。このような厚みの基板において機械的強度の観点からは０．０１ｍｍ以上であることが好ましく、０．０２ｍｍ以上であることがより好ましく、０．０５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板には導通ビアを設けることができる。導通ビアが設けられた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は単結晶薄膜を形成するためだけでなく各種結晶状態の薄膜形成用基板としても同等に用いることができる。導通ビアは通常窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板の内部に設けられる。該導通ビアは通常基板の上下表面（すなわち単結晶薄膜、あるいは無定形薄膜、あるいは多結晶薄膜、あるいは配向性多結晶薄膜などの各種結晶状態の薄膜が形成される側の基板面と、その反対側の基板面）を電気的に接続するために形成される。該導通ビアは例えば窒化アルミニウムを主成分とするグリーンシートなどのセラミック粉末成形体にスルーホール（貫通孔）を形成してそこにあらかじめ金属などを主成分とする導電性粉末を入れ同時焼成する、スルーホールが形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を溶融金属に含浸し該スルーホール部分に溶融金属導入する、基板のスルーホールに導電性ペーストを導入し加熱あるいは焼成する、などの方法で容易に形成できる。上記導通ビアは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の内部だけでなく、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料からなる焼結体にも形成することができる。
図３には内部に導通ビア３（斜線で示された部分）を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９の様子が例示されている。該導通ビア３を有する基板９は薄膜形成用基板として用いることができる。
また、該薄膜形成用基板の上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成できる。
図７には導通ビア３が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成された薄膜基板の１例が示されている。
図７において、導通ビア３が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９が薄膜形成用基板として用いられ、該薄膜形成用基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜５が形成され該基板９及び薄膜５により薄膜基板７が構成されている。
このような導通ビアが形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムあるいは酸化アルミニウムなどの各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜が形成できるが、導通ビアにも直接上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜が形成できる。
図７で例示された導通ビアを有する薄膜基板に形成されている薄膜５はエピタキシャル成長した単結晶薄膜として形成できるが該薄膜５はすべてが単結晶でなくその他に無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜も形成できる。また単一層としてだけでなく２層以上の多層化された薄膜構成のものも形成できる。すなわち、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しその上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜が形成された２層構成の薄膜が形成できる。このような構成で形成された単結晶薄膜の結晶性は基板に直接形成された単結晶薄膜よりも優れたものが得られ易いので好ましい。また例えば、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成でき、単結晶を含まない構成の薄膜も形成し得る。また上記の構成に限らず薄膜５は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする２層以上から構成される薄膜として形成できる。２層以上に形成された薄膜５は各層において単結晶を含め無定形、多結晶、配向性多結晶などの結晶状態、組成、あるいは厚みなどそれぞれ異なる状態で形成でき、本発明において２層以上の薄膜層のすべてが単結晶でない薄膜構成であっても形成出来る。２層以上の薄膜層で構成されている薄膜層すべてが窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜からなるものも形成出来る。本発明による薄膜基板を発光素子、あるいはフィールドエミッションディスプレイ、あるいは回路基板、あるいは光導波路など、各種電子素子及び電子部品の作製用として用いる場合など、薄膜基板表面に形成される薄膜は通常エピタキシャル成長した単結晶であることが好ましい。
図７で例示された薄膜基板７にはさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成できる。その場合該薄膜基板は薄膜形成用基板としての機能を果たすことになる。
図８には薄膜を２層形成した導通ビアを有する薄膜基板の１例を示す。図８において、薄膜形成用基板として導通ビア３が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９が用いられ、該基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜５及び薄膜８が形成され導通ビアを有する薄膜基板７が形成されている。
図８で例示された薄膜基板に形成されている薄膜５及び薄膜８はエピタキシャル成長した単結晶薄膜として形成できるが該薄膜すべてが単結晶でなくその他に無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜も形成できる。例えば、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態を有する薄膜を形成でき、単結晶を含まない構成の薄膜も形成し得る。また例えば、薄膜５として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものを形成し、その上に薄膜８として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜を形成すれば該薄膜８の結晶性は基板９に直接形成した単結晶薄膜の結晶性よりも向上し易いので好ましい。このような薄膜構成の薄膜基板は例えば発光素子、あるいはフィールドエミッション、あるいは回路基板、あるいは光導波路など、各種電子素子及び電子部品の作製用に使用していく上で好ましい。また上記の構成に限らず薄膜５及び薄膜８をそれぞれ２層以上に多層化し窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする合計３層以上の薄膜で構成することもできる。それぞれ２層以上に形成された薄膜５及び薄膜８は各層において単結晶を含め無定形、多結晶、配向性多結晶などの結晶状態、組成、あるいは厚みなどそれぞれ異なる状態で形成でき、本発明において薄膜層のすべてが単結晶でない窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の構成であっても形成出来る。
図８に例示された薄膜層２層で構成された薄膜基板だけでなく薄膜層が３層以上形成された薄膜基板であっても該薄膜層すべてが窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜からなるものも形成出来る。
図８で例示された薄膜基板７にはさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成できる。その場合該薄膜基板は薄膜形成用基板としての機能を果たすことになる。
また、図８に例示された薄膜基板において導通ビア３には上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態を有する薄膜５が直接形成し得る。
図８に例示された薄膜２層あるいは３層以上が形成された薄膜基板を発光素子、あるいはフィールドエミッションディスプレイ、あるいは回路基板、あるいは光導波路など、各種電子素子及び電子部品の作製用として用いる場合など、薄膜基板表面に形成される薄膜は通常エピタキシャル成長した単結晶であることが好ましい。
本発明による導通ビアを有する薄膜基板とは、導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された基板である。
本発明による導通ビアを有する薄膜基板に形成される薄膜として、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ形成し、要すればさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した構成とすることで該単結晶薄膜の結晶はよりすぐれたものが得られ易いので好ましい。
図３、図７及び図８において示された導通ビアを有する基板の形状は円盤状であるが本発明において使用できる導通ビアを内部に形成した基板の形状は円盤状だけでなく正方形、長方形、あるいはその他多角形状など任意の形状のものが使用できる。又、図３、図７、図８において導通ビアは１個しか示されていないが基板中には適宜複数個の導通ビアを設けることができる。例えば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を構成成分とする発光素子１個の大きさは０．０５〜１０．０ｍｍ程度であるので直径２５．４ｍｍの円盤状基板では切断しろを考慮して２〜１００００個程度の導通ビアを設けることができる。この導通ビアを有する基板上に発光素子を形成後発光素子を１個ずつ基板から切り離すことで素子の上下面にＰＮ電極配置を有する発光素子が形成できる。このような上下面配置の電極が形成され発光素子はサファイア基板を用いた場合のように素子の片面にだけＰＮ電極が形成されたものと違い電極を形成するために素子の一部をエッチングする必要がなく、基板から切り離すだけでそのまま素子が形成できるのでエッチング中に生じやすい素子のダメージの恐れがなくまた素子の製造コストの低減化がはかれるので好ましい。また、本発明による導通ビアを形成した基板を用いることでＰＮの電極を素子の片面だけでなく素子の上下面に電極を配置した素子が設計できるので設計に自由度も向上するという特徴もある。
導通ビアに用いられる導電性材料は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体と一体化し易くさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接合性が高く該薄膜を導通ビアに対して形成したときにクラックや導通ビアとの界面における剥離などの不具合が生じることがなくさらに要すれば電気的にも薄膜との接続性が高いものであればどのような材料でも用いることができる。このような材料は例えば金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、タングステン、モリブデン、クロム、チタン、窒化チタン及び窒化ジルコニウムなどのうちから選ばれた少なくとも1種以上を主成分とするものである。このような材料からなる導通ビアは上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板材料と一体化し易いだけでなく、基板に形成される薄膜との接合性が高く導通ビアには直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成できる。また、上記材料からなる導通ビアは電気的にも窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接続性が高い。通常上記材料からなる導通ビアに直接形成される単結晶薄膜は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅３６００秒以下の結晶性のものが得られ易い。またビアの材料として上記の主成分に窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物などのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を加えたものは窒化アルミニウム焼結体を始めとする基板材料とより一体化し易いだけでなく、基板に形成される薄膜との接合性がさらに高く導通ビアには直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できその結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅１０００秒以下のものが得られ易い。また、上記材料からなる導通ビアは電気的にも窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接続性も高い。上記の導通ビアの材料の中でモリブデン、タングステン、銅、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものは基板の窒化アルミニウム焼結体を始めとする材料とより一体化し易いだけでなく、基板に形成される薄膜を介してあるいは導通ビアに直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できその結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅３００秒以下のものが得られ易いのでより好ましい。また、モリブデン、タングステン、銅、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分としさらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものは基板の窒化アルミニウム焼結体を始めとする材料とより一体化し易いだけでなく、基板に形成される薄膜を介してあるいは導通ビアに直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できその結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅２４０秒以下のものが得られ易いのでさらに好ましい。この導通ビアを形成する材料に含まれる窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量は合計で３０重量％以下であることが好ましく上記材料により構成される導通ビアの室温における抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍ以下となる。３０重量％より多いと上記材料により構成される導通ビアの室温における抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍより高いものとなり易いので好ましくない。より好ましい含有量は１０重量％以下であり、上記材料により構成される導通ビアの室温における抵抗率は１×１０−４Ω・ｃｍ以下となり易いのでより好ましい。さらに好ましい含有量は５重量％以下であり、上記材料により構成される導通ビアの室温における抵抗率は１×１０−５Ω・ｃｍ以下となり易いのでより好ましい。なお、上記導通ビアの主成分として用いられるモリブデン及びタングステンは金属だけでなく炭化物や窒化物としても用いることができる。このように導通ビアの材料の中でモリブデン、タングステン、銅、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものや、モリブデン、タングステン、銅、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分としさらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものが基板に形成される薄膜を介してあるいは導通ビアに直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が高い結晶性を有する理由は必ずしも明確でない。本願発明者はおそらく上記モリブデン、タングステン、銅、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料の熱膨張率は比較的小さく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に近くまた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の熱膨張率に近いため、あるいは銅の場合比較的軟質であるためエピタキシャル成長した該単結晶薄膜に大きなひずみや応力が生じにくいと推測しており、また導通ビアに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜形成されるとき窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が導通ビア付近で該薄膜の単結晶化が阻害されないように働くのではないかと推測している。
なお、上記導通ビアに用いられる希土類元素化合物とはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、などの希土類元素酸化物あるいはその他Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、などを含む炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの無機希土類化合物、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩などの有機希土類化合物などの各種希土類元素化合物などであり、さらにＬｎを希土類元素として表したときガーネット型結晶構造の３Ｌｎ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３（例えば３Ｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｄｙ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｈｏ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｅｒ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、３Ｙｂ２Ｏ３・５Ａｌ２Ｏ３、など）、ぺロブスカイト型結晶構造のＬｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３（例えばＹＡｌＯ３、ＬａＡｌＯ３、ＰｒＡｌＯ３、ＮｄＡｌＯ３、ＳｍＡｌＯ３、ＥｕＡｌＯ３、ＧｄＡｌＯ３、ＤｙＡｌＯ３、ＨｏＡｌＯ３、ＥｒＡｌＯ３、ＹｂＡｌＯ３、など）、単斜晶結晶構造２Ｌｎ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３（例えば２Ｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｓｍ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｅｕ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｇｄ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｄｙ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｈｏ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｅｒ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、２Ｙｂ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３、など）などの希土類元素を含む複合酸化物、などである。また上記導通ビアに用いられるアルカリ土類金属化合物とはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、及びＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属酸化物やその他Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含む炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などの無機アルカリ土類金属化合物、酢酸塩、蓚酸塩、クエン酸塩などの有機アルカリ土類金属化合物などの各種アルカリ土類金属化合物であり、さらにＡｅをアルカリ土類金属として表したとき３ＡｅＯ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・２Ａｌ２Ｏ３、Ａｅ・６Ａｌ２Ｏ３などのアルカリ土類金属を含む複合酸化物、である。
本発明において、導通ビアに用いられる前記モリブデン、タングステン、銅、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分としさらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むもの以外の各材料においてもその室温における抵抗率は１×１０−３Ω・ｃｍ以下程度の導電性があれば好ましく室温における抵抗率が１×１０−４Ω・ｃｍ以下であることがより好ましくまた室温における抵抗率が１×１０−５Ω・ｃｍ以下であることがさらに好ましい。
本発明において上記導通ビアが形成される基板が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体である場合焼結助剤、焼成温度低減化剤、黒色化剤、不可避不純物、ＡＬＯＮなどのうち少なくとも１種以上を含むものであっても良いし、高純度化され結晶相としてＡｌＮを９５％以上含むものあるいはＡｌＮを９８％以上含むものあるいは実質的にＡｌＮ単一相からなるものであってもよく、いずれの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体も用いることができる。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成される導通ビアの材料がモリブデン、タングステン、銅、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分とするもの、あるいはモリブデン、タングステン、銅、窒化チタン、窒化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分としさらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものを用いれば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を高純度化し光透過性を高めるために行われる高温で長時間の熱処理中にも揮散されることが殆どないので導通ビアを有する基板が容易に製造可能となり、高熱伝導率で光透過性を有し熱膨張率が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜に近くさらに基板の上下面を電気的に接続できる優れた基板が低コストで提供でき産業界に与える影響はさらに大きい。
本発明において導通ビアの大きさ及び形状は適宜選定でき、どのような大きさのものであっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜が直接形成し得要すれば単結晶薄膜が形成し得るものであればよい。又形状もどのようなものでも選択でき窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜が直接形成し得要すれば単結晶薄膜が形成し得るものであればよい。通常導通ビアの大きさは２５０μｍより大きいものであっても該導通ビアに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。すなわち導通ビアの大きさが２５０μｍより大きい場合でも導通ビアに直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜として該単結晶博膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅３６００秒以下の結晶性のものが得られ易い。例えば導通ビアの大きさが５００μｍといった比較的大きいものであっても該導通ビアに形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜として該単結晶博膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅３６００秒以下の結晶性のものが得られる。通常導通ビアの大きさは２５０μｍ以下であることが好ましい。導通ビアの大きさが２５０μｍ以下であれば導通ビアに直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下と結晶性に優れたものが得られ易い。好ましくい導通ビアの大きさは１００μｍ以下である。導通ビアの大きさが１００μｍ以下であれば導通ビアに直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下とより結晶性に優れたものが得られ易い。さらに好ましくは５０μｍ以下である。導通ビアの大きさが５０μｍ以下であれば導通ビアに直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下とさらに結晶性に優れたものが得られ易い。さらに好ましくは２５μｍ以下である。導通ビアの大きさが２５μｍ以下であれば導通ビアに直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下とさらに結晶性に優れたものが得られ易い。導通ビアの大きさにより基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性に相違が生じる易いのは、導通ビアは基板の主成分である窒化アルミニウムとは異なる材料であるためその大きさにより基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の成長時における核成長の方向を一定にする度合いに違いが生じるためであろうと推測される。なお、本発明において導通ビアの大きさとは断面の最大寸法で示す。すなわち断面が直径２００μｍの円形の場合導通ビアの大きさはそのまま２００μｍであり、一辺１５０μｍの正方形の場合導通ビアの大きさは２１２μｍである。
また導通ビアの断面形状は任意のものが使用できるが加工性の点から断面が円形のものを用いることが好ましくこのような形状であれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得る。
導通ビアを形成するために上記のように窒化アルミニウムを主成分とするグリーンシートなどのセラミック粉末成形体にスルーホールを形成する方法として通常行われているニードルを用いたパンチング法以外に例えば炭酸ガスレーザーやＹＡＧレーザーあるいはエキシマレーザーなどによるレーザー加工法が微細な穴あけ加工法としては好ましい。上記レーザー加工法は焼成後の焼結体への穿孔にも適する。レーザー加工法を用いることで５０μｍ以下、１μｍ程度までの導通ビアが形成できる。グリーンシートを焼成することにより得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成された導通ビアの大きさが５０μｍからさらに小さくなり１μｍに近づくにつれ導通ビアに直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が本来有していると思われる１５０秒以下と結晶性に優れたものが得られ易くなり特に好ましい。
また、本発明において導通ビアの形態として導電性材料がスルーホール内に密に充填されたものやスルーホールの側壁に導電性材料を形成したものなど各種形態のものが使用できる。その中でスルーホール内に導電性材料が緻密な状態で形成されたいわゆる充填ビアの形態のものが好ましく、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が容易に形成できる利点がある。
導通ビアを設けることで元来電気的には絶縁体である窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板の表裏面を電気的に接続できるので、素子の電極を上下面からとすることができる。導通ビアを設けない場合発光素子の電極は基板上に形成された発光素子側だけの面にしか設けられないが、基板に導通ビアを形成することで発光素子の実装を行う場合の自由度が高まり有利となる。
本発明者は各種金属、合金、金属窒化物、金属炭化物、金属珪化物などの材料を主成分とする導電性を有する薄膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体について窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜形成について検討を行なった。その結果上記各種金属、合金、金属窒化物、金属炭化物、金属珪化物などを主成分とする薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は該薄膜導電性材料が形成されていない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と同等に薄膜形成用基板として用いることができることが明らかになった。このような薄膜導電性材料は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との接合性が高く窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接合性が高くさらに要すれば電気的な接続性が高いものあるいは光反射率の高いものであればどのようなものでも用いることができる。すなわち、例えば金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、タンタル、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、ニッケル−クロム合金、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、などのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする導電性材料を用いスパッタリング、イオンプレーティング、蒸着、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相分解成長）法、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相エピタキシャル成長）法、ハイドライドＶＰＥ（水素化物気相エピタキシャル成長）法、クロライドＶＰＥ（塩化物気相エピタキシャル成長）法などのハライドＶＰＥ（ハロゲン化物気相エピタキシャル成長）法、、プラズマＣＶＤ法、その他のＣＶＤ（化学気相分解成長）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、あるいはエキシマレーザーなどを用いたレーザーアブレーション法、ＰＬＤ（パルスレーザーデポジション：パルスレーザー分解）法などの方法により目的成分を含む有機化合物、無機化合物、窒化物などの各種化合物、金属、合金などからなる材料を原料とし本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に該導電性材料を主成分とする薄膜を形成して薄膜導電性材料を得、該薄膜導電性材料の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成できる。通常上記薄膜導電性材料は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面に形成される。前記薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には適宜成膜条件を選択することにより単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成することができる。なおスパッタリング法の条件として上記金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、タンタル、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、ニッケル−クロム合金、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、などのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする導電性材料をターゲットとして用い基板温度を適宜室温〜３００℃としさらに基板温度を適宜３００℃以上とし減圧下例えばＡｒガスを圧力０．２〜２．０Ｐａで１０〜２００ｃｃ／ｍｉｎ．の流量で流し０．３〜３ＫＷの直流電力あるいは高周波電力をかけて成膜を行う。高周波（ＲＦ）電力の周波数は通常２．４５ＧＨｚのマイクロ波あるいは１３．５６ＭＨｚのラジオ波などが用いられる。また薄膜導電性材料が窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタルなどの金属化合物である場合など雰囲気ガスとして適宜例えばＮ２ガスやＮＨ３ガスなどの反応性ガスを単独であるいはＡｒガス、Ｈ２ガスなどのキャリアガスに加えて用い反応性スパッタリングにより該薄膜導電性材料を形成することも有効である。イオンプレーティング法の条件として上記金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、タンタル、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、ニッケル−クロム合金、などのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする導電性材料を溶融原料として用い基板温度を適宜室温〜３００℃としあるいは基板温度を適宜３００℃以上とし成膜チャンバー内の真空度を２×１０−３Ｐａ以下の真空度としてイオン化電圧１０〜２００Ｖ、基板への印加電圧３００〜５０００Ｖにて成膜を行う。あるいは印加電力として高周波を用いて行うこともできる。高周波（ＲＦ）電力の周波数は通常２．４５ＧＨｚのマイクロ波あるいは１３．５６ＭＨｚなどが用いられる。また薄膜導電性材料が窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタルなどの金属化合物である場合など溶融材料にチタン、ジルコニウム、タンタルなどの金属を用いてチャンバー内に適宜例えばＮ２ガスやＮＨ３ガスなどの反応性ガスを単独であるいはＡｒガス、Ｈ２ガス、Ｎ２ガスなどのキャリアガスに加えて導入して反応性イオンプレーティング法により該薄膜導電性材料を形成することも有効に実施できる。真空蒸着法の条件として上記金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、タンタル、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、ニッケル−クロム合金、などのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする導電性材料を溶融原料として用い基板温度を適宜室温〜３００℃としさらに基板温度を適宜３００℃以上とし成膜チャンバー内の真空度を２×１０−３Ｐａ以下の真空度として成膜を行う。上記スパッタリング法、イオンプレーティング法あるいは蒸着法は薄膜導電性材料の形成だけでなくＭＯＣＶＤ法、クロライドＶＰＥ法、ハライドＶＰＥ法、ハイドライドＶＰＥ法あるいはＭＢＥ法などともに本発明による窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜、及びＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｏ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃなどのドーピング成分を含む窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成する方法としても用いることができる。これらの薄膜形成に際してスパッタリング法では窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とするターゲットを用いて目的とする組成の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を得る、あるいは金属ガリウム、金属インジウム、金属アルミニウムをターゲットとして用い上記Ｎ２ガスやＮＨ３ガスなどと反応させることで目的とする組成の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を得ることができる。また、イオンプレーティング法及び蒸着法では金属ガリウム、金属インジウム、金属アルミニウムをターゲットとして用い上記Ｎ２ガスやＮＨ３ガスなどと反応させることで目的とする組成の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を得ることができる。薄膜導電性材料を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜にはクラックは見られず、該薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との間に剥離などの不具合は見られにくい。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に上記導電性材料を主成分とする薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したとき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅３６００秒以下の結晶性のものが得られ易い。また、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接合性も高く垂直引っ張り強度２Ｋｇ／ｍｍ２以上のものが得られ易いので好ましい。また、上記薄膜導電性材料を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に粘着テープを接着し引き剥がしテストを行っても、該薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との間に剥離は見られない。上記の接合性は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶などどのような結晶状態であっても同様に得ることができる。このように本発明による薄膜導電性材料は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との間に高い接合性を有しているが、上記の接合性評価法の結果から見て本発明による薄膜導電性材料は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に対しても垂直引張り強度２Ｋｇ／ｍｍ２以上と薄膜と少なくとも同等の接合性を有しているものと思われる。通常上記薄膜導電性材料はその厚みが２０μｍ以下のものを使用することがその上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の品質を高め該薄膜との接合性を高める上で好ましい。すなわち上記薄膜導電性材料の厚みが２０μｍ以下であれば該薄膜導電性材料の上に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅３００秒以下の結晶性のものが得られ易く、また該薄膜が無定形や多結晶など必ずしも単結晶でない結晶状態であっても該薄膜との接合性も垂直引っ張り強度２Ｋｇ／ｍｍ２以上のものが得られ易いのでより好ましい。また上記薄膜導電性材料の厚みが５μｍ以下であれば該薄膜導電性材料の上に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅２４０秒以下の結晶性のものが得られ易く、また該薄膜が無定形や多結晶など必ずしも単結晶でない結晶状態であっても該薄膜との接合性も垂直引っ張り強度２Ｋｇ／ｍｍ２以上のものが得られ易いのでより好ましい。上記薄膜導電性材料の厚みが１μｍ以下であれば該薄膜導電性材料の上に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅２００秒以下の比較的結晶性の高いものが得られ易く、また該薄膜が無定形や多結晶など必ずしも単結晶でない結晶状態であっても該薄膜との接合性も垂直引っ張り強度２Ｋｇ／ｍｍ２以上のものが得られ易いのでより好ましい。
上記の結果、薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板を製造することができることが確認された。
また、上記薄膜導電性材料が形成された炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上にはさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成できる。該薄膜は単一層としてだけでなく結晶状態、組成などが異なる２層以上の薄膜層として形成できる。
薄膜導電性材料が形成されている窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜が形成できるがすべてが単結晶でなくその他に無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜も形成できる。また単一層としてだけでなく２層以上の多層化された薄膜構成のものも形成できる。すなわち、あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態からなる薄膜を形成しその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜が形成された２層構成の薄膜が形成できる。このような構成で形成された単結晶薄膜の結晶性は薄膜導電性材料が形成されている窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された単結晶薄膜よりも優れたものが得られ易いので好ましい。また例えば、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、その上に単結晶を含まない無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態からなる薄膜が形成された２層構成の薄膜も形成できる。２層以上で形成された薄膜は各層において単結晶を含め無定形、多結晶、配向性多結晶などの結晶状態、組成、あるいは厚みなどそれぞれ異なる状態で形成でき、本発明においては２層以上の薄膜層のすべてが単結晶でない薄膜構成であっても形成出来る。２層以上の薄膜層で構成されている薄膜層すべてが窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜からなるものも形成出来る。２層以上で構成されている薄膜層のうち少なくとも１層以上要すれば表面の薄膜層は単結晶であることが好ましい。特に、本発明によるあらかじめ薄膜導電性材料が形成された基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板を発光素子、あるいはフィールドエミッションディスプレイ、あるいは回路基板、あるいは光導波路など、各種電子素子及び電子部品の作製に用いる場合など、基板表面に形成される薄膜は通常エピタキシャル成長した単結晶であることが好ましい。
本発明において上記薄膜導電性材料は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板にも形成することができる。すなわち、上記薄膜導電性材料は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にあらかじめ形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に形成でき十分な接合性を有している。上記薄膜導電性材料が形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜にはクラックは見られず、該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜と上記薄膜導電性材料と間に剥離などの不具合は見られにくい。また、接合強度も垂直引っ張り法で２Ｋｇ／ｍｍ２以上のものが得られ易い。このような良好な接合性が得られる理由として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成されているため格子不整合や熱膨張率の相違などによる内部応力が少なく、さらに薄膜導電性材料を形成したときに生じる歪や引っ張り応力は脆性材料である該薄膜にではなく比較的柔らかくあるいは熱膨張率のより大きい薄膜導電性材料により多くあるいは薄膜導電性材料にだけ生じやすいことが大きな要因ではないかと本願発明者は推測している。
なお、上記の接合性は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶などどのような結晶状態であっても同様に得ることができる。
上記薄膜導電性材料のうち金あるいは銅のようにはんだ付けが可能な材料を形成しはんだを用いて接合強度を測定すれば４Ｋｇ／ｍｍ２以上の垂直引張り強度のものが得られやすい。これは本発明による薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接合が高いということだけでなく、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と薄膜導電性材料との接合性及び窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接合性も本来高いものであることを示している。
本発明による上記薄膜導電性材料は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の表面だけでなく該薄膜の内部にも形成することができる。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にあらかじめ形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に対して薄膜導電性材料を形成しさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を被覆して窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の内部に薄膜導電性材料を形成したとき、該薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接合界面の剥離や窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜内部にクラックやなどの不具合が生じにくい。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板は薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板を含む。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板であって、さらに薄膜導電性材料が形成されていることを特徴とする薄膜基板を含む。
このように本発明においては、１）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に薄膜導電性材料が形成された薄膜形成用基板、２）あらかじめ薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板、３）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の上にさらに薄膜導電性材料を形成した薄膜基板、４）あらかじめ薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成しその上にさらに薄膜導電性材料を形成した薄膜基板、など各種薄膜形成用基板及び薄膜基板を提供することができる。また、上記２）、３）、４）のそれぞれの薄膜基板において、形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の内部に薄膜導電性材料が形成された薄膜基板も提供することができる。
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に上記薄膜導電性材料が形成された薄膜形成用基板及び薄膜基板を用いる効果は、該薄膜形成用基板及び該薄膜基板を単に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板としてだけでなく、例えば上記薄膜導電性材料を回路パターン状に加工するなどして該薄膜導電性材料が形成された薄膜形成用基板及び薄膜基板上に形成される発光素子を電気的に駆動させるための電気回路機能が付加された基板として用いることができることである。さらに導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に上記薄膜導電性材料が形成された薄膜形成用基板及び薄膜基板を用いれば該薄膜導電性材料が形成されていない導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いる場合に比べて基板の上下表面の電気的接続性が向上するという効果が得られる。すなわち、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が導電性を有するものであれば導通ビアを介して該導電性を有する薄膜と該薄膜が形成されている反対側の基板面とを電気的に接続することができる。また、本発明による上記薄膜導電性材料を形成した薄膜形成用基板あるいは薄膜基板を用いて発光素子をその上に形成する場合上記薄膜導電性材料を該発光素子から発せられる光の反射部材として用いることができるので発光素子から発せられる光を効率よく集光したり特定の方向へ放出することが可能になるという効果がある。すなわち、発光素子の発光層から発せられる光を素子外部へ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板側でなくその反対側のほうから放出したい場合や反対側の特定の方向に集光したい場合など、反射部材として上記薄膜導電性材料を基板に形成しておくことにより比較的容易に実現することができる。特定の方向に発光素子からの光を制御することが望まれるのは例えば面発光レーザーダイオード（ＬＤ）や平板状表示装置などに使用される発光ダイオード（ＬＥＤ）などである。上記薄膜導電性材料を形成していない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の少なくとも波長２００ｎｍあるいは２００ｎｍより長い波長の光に対する反射率は通常１５％以下と低いので仮に基板側からの光透過を防止する目的で光透過性の小さい窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いたとしても効率よく目的とする発光素子からの光の方向制御や集光制御することが困難となることが多い。
上記薄膜導電性材料を反射部材としても形成した基板を用いて作製した発光素子であってもその発光効率が従来からのサファイアなどの基板を用いた場合と比べて大きく低下することは少なく、少なくとも同等以上の発光効率を有する発光素子が提供し得る。上記薄膜導電性材料を反射部材としても形成した基板を用いて作製した発光素子は通常少なくとも８％以上の発光効率を有するものが作製し得る。
このような薄膜導電性材料のうち例えば室温における抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍ以下の低抵抗のものは電気回路の導体として用いることが好ましい。また、１×１０−３Ω・ｃｍ以上の抵抗率の高いものは電気回路の抵抗体として用いることが好ましい。
また、上記薄膜導電性材料を発光素子作製用の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成し反射部材として用いる場合通常基板の表面に形成される。また、該薄膜導電性材料を反射部材として用いる場合は発光素子からの発光に対する反射率は１５％以上のものを用いることが好ましい。また発光素子からの発光に対する反射率が５０％以上の材料を用いることがより好ましい。また発光素子からの発光に対する反射率が７０％以上の材料を用いることがさらに好ましい。また発光素子からの発光に対する反射率が８０％以上の材料を用いることが最も好ましい。なお、上記発光素子からの発光に対する反射率とは少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する反射率である。また、波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対する反射率とは波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲のいずれか特定の波長の光で測定された反射率を意味する。本発明においては特に断らない限り通常波長６０５ｎｍの光に対する反射率を用いた。
上記薄膜導電性材料は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に対して例えば金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、タンタル、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、ニッケル−クロム合金、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタルなどのうちから選ばれた単一の材料だけを用いた１層構造のメタライズとして形成されたもの、などを用いることができる。またその他にクロム、チタン、ジルコニウム、窒化チタン、窒化ジルコニウムなどを窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との密着材料として用い、その上に鉄、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムなどを適宜バリア材料として形成し、さらに金、銀、銅、アルミニウムなどの低抵抗材料を適宜形成した例えばクロム／銅、チタン／モリブデン／金、チタン／タングステン／ニッケル、チタン／タングステン／金、チタン／白金／金、チタン／ニッケル／金、ジルコニウム／タングステン／金、ジルコニウム／白金／金、など薄膜多層構造のものも用いることができる。上記薄膜導電性材料のうち金、銀、銅、アルミニウムなどの低抵抗材料を主成分として用いた１層構造あるいは多層構造のものは電気回路の導体として用いることが好ましい。また窒化タンタルやニッケル−クロム合金など抵抗率の高い材料は電気回路の抵抗体として用いることが好ましい。なお上記窒化タンタルとしてはＴａ及びＴａとＮとの化合物（例えばＴａＮ、Ｔａ２Ｎ等）及びアモルファス状のＴａ−Ｎ組成系の薄膜などを使用することができる。
また、該薄膜導電性材料を反射部材として用いる場合、例えば適宜ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、希土類金属、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、レニウム（Ｒｅ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、硼素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、などのうちから１種以上を主成分とする金属あるいは合金を使用できる。合金としてはこれらの金属あるいは合金の波長６０５ｎｍの光に対する反射率は通常１５％以上であり、基板の表面に形成されることで十分反射部材として使用し得る。また、上記例示された材料の中でＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうちから選ばれた１種以上を主成分とする金属あるいは合金は波長６０５ｎｍの光に対する反射率が５０％以上と高いものが得やすく損失が小さいので好ましい。また、上記金属材料あるいは合金材料のうちＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうちから選ばれた１種以上を主成分とする金属あるいは合金が波長６０５ｎｍの光に対する反射率が７０％以上とより高いものが得やすく損失がより小さいので好ましい。これら金属あるいは合金のなかで銅／タングステン、銅／モリブデン、銀／タングステン、銀／モリブデン、金／タングステン、金／モリブデンなどＣｕ、Ａｇ、ＡｕとＷ、Ｍｏとの合金なども波長６０５ｎｍの光に対する反射率が５０％以上と高いものが得易くさらに組成によっては反射率が７０％以上とより高いものも得られるので反射部材として好適に用いることができる。上記例示した反射率７０％以上の１４種類の金属あるいは合金のうちＲｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔなどの白金族のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする金属又は合金は作製条件により反射率８０％以上のものが得られるので好ましい。また、これら反射率７０％以上の金属あるいは合金材料のうちＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌを主成分とする金属あるいは合金は波長６０５ｎｍの光に対する反射率８０％以上の高いものが得やすく損失が最も小さいので好ましい。
このように上記で例示した各種金属あるいは合金からなる薄膜導電性材料を本発明による発光素子作製用基板に形成して用いた場合、該薄膜導電性材料は発光素子からの発光に対する良好な反射部材としての機能を有する。
なお、薄膜導電性材料の反射率は分光光度計（Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）などの光学機器を用いて容易に行うことができる。
本発明において、上記薄膜導電性材料は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体だけでなく、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にも形成することができる。また、該炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体として導通ビアを有するものも用いることができる。
上記薄膜導電性材料が形成された炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上にはさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成できる。該薄膜は単一層としてだけでなく結晶状態、組成などが異なる２層以上の薄膜層として形成できる。
薄膜導電性材料が形成されている炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜が形成できるがすべてが単結晶でなくその他に無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜も形成できる。また単一層としてだけでなく２層以上の多層化された薄膜構成のものも形成できる。すなわち、あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態からなる薄膜を形成しその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜が形成された２層構成の薄膜が形成できる。このような構成で形成された単結晶薄膜の結晶性は薄膜導電性材料が形成されている窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された単結晶薄膜よりも優れたものが得られ易いので好ましい。また例えば、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、その上に単結晶を含まない無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態からなる薄膜が形成された２層構成の薄膜も形成できる。２層以上で形成された薄膜は各層において単結晶を含め無定形、多結晶、配向性多結晶などの結晶状態、組成、あるいは厚みなどそれぞれ異なる状態で形成でき、本発明においては２層以上の薄膜層のすべてが単結晶でない薄膜構成であっても形成出来る。２層以上の薄膜層で構成されている薄膜層すべてが窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜からなるものも形成出来る。２層以上で構成されている薄膜層のうち少なくとも１層以上要すれば表面の薄膜層は単結晶であることが好ましい。特に、本発明によるあらかじめ薄膜導電性材料が形成された基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板を発光素子、あるいはフィールドエミッションディスプレイ、あるいは回路基板、あるいは光導波路など、各種電子素子及び電子部品の作製に用いる場合など、基板表面に形成される薄膜は通常エピタキシャル成長した単結晶であることが好ましい。
また、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上には薄膜導電性材料が形成できるが、本発明においては上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板だけでなく窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成された炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上にも薄膜導電性材料が形成できる。
上記のように本発明において薄膜導電性材料が形成された炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて発光素子、あるいはフィールドエミッションディスプレイ、あるいは回路基板、あるいは光導波路、など各種電子素子及び電子部品を作製していくことができる。
以下、図１０〜図２０、及び図３７〜図３８で本発明による薄膜導電性材料が形成された薄膜形成用基板、及び薄膜基板の例を示す。図６９〜図７０は薄膜導電性材料の１例を示す。図１０〜図２０、及び図３７〜図３８は斜視図で記載し、図６９〜図７０は正面図で記載した。
図１０は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３に薄膜導電性材料１１が形成された薄膜形成用基板の１例を示す図である。
図１１は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３の両面に薄膜導電性材料１１が形成された薄膜形成用基板の１例を示す図である。
図１２は導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１０の両面に薄膜導電性材料１１が形成された薄膜形成用基板の１例を示す図である。導通ビアにより基板両面に形成された薄膜導電性材料１１どうしが電気的に接続される。
図１３は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３に回路パターン状の薄膜導電性材料１２が形成された薄膜形成用基板の１例を示す図である。本発明においてはこれら回路パターンに直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成することができる。あるいはこれら回路パターンを避け回路パターンが形成されていない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の部分に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成することもできる。また本発明による薄膜導電性材料を電気回路パターンとして形成した薄膜形成用基板いて例えば該薄膜形成用基板上に発光素子などの機能素子を形成すれば、発光素子を搭載するための回路基板あるいはパッケージ一体型の基板としても機能する。したがって通常であれば発光素子などの機能素子を搭載するための回路基板あるいはパッケージが必要であるが本発明による機能一体型の基板を用いることで回路基板あるいはパッケージを別に用意する必要がなくなるという効果が得られる。
図１４はあらかじめ薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が形成されている薄膜基板の１例を示す図である。図１４において薄膜導電性材料１１が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が形成されることで薄膜基板１５が構成されている。
図１５はあらかじめ薄膜導電性材料が形成された導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板の１例を示す図である。図１５においてあらかじめ薄膜導電性材料１１が基板の片面に形成された導通ビア３を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１０の該薄膜導電性材料１１が形成されていない方の面に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が形成されることで薄膜基板１６が構成されている。図１５において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が導電性を有するものであれば該導電性を有する薄膜５と導通ビア３を介して該薄膜５が形成されている反対側の基板面とを電気的に接続することができる。
図１６はあらかじめ薄膜導電性材料が両面に形成された導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が形成されている薄膜基板の１例を示す図である。図１６においてあらかじめ薄膜導電性材料１１が両面に形成された導通ビア３を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１０に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が形成されることで薄膜基板１７が構成されている。図１６において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が導電性を有するものであれば該導電性を有する薄膜５と導通ビア３を介して該薄膜５が形成されている反対側の基板面とより高い信頼性で電気的に接続することができる。
図１７は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の上にさらに薄膜導電性材料を形成した薄膜基板の１例を示す。図１７において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が形成されその上に薄膜導電性材料１１が形成された薄膜基板１８の様子が示されている。
図１８はあらかじめ薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されその上にさらに薄膜導電性材料が形成された薄膜基板の1例を示す。図１８においてあらかじめ薄膜導電性材料１１が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が形成されさらに薄膜５の表面上に薄膜導電性材料１１が形成された薄膜基板１９の様子が示されている。
図１９はあらかじめ薄膜導電性材料が形成された導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されその上にさらに薄膜導電性材料が形成された薄膜基板の1例を示す。図１９においてあらかじめ薄膜導電性材料１１が形成された導通ビア３を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１０に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が形成されさらに薄膜５の表面上に薄膜導電性材料１１が形成された薄膜基板２０の様子が示されている。
図２０は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ薄膜導電性材料が形成されその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成され該薄膜表面にさらに薄膜導電性材料による電気回路パターンが形成された薄膜基板の1例を示す。図２０においてあらかじめ薄膜導電性材料１１が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が形成されさらに薄膜５の表面上に回路パターン形状の薄膜導電性材料１２が形成された薄膜基板２１の様子が示されている。
図３７はあらかじめ薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が２層形成された薄膜基板の1例を示す。図３７においてあらかじめ薄膜導電性材料１１が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８が形成された構成の薄膜基板が符号２２で示されている。例えば、薄膜５として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものを形成し、その上に薄膜８として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜を形成すれば該薄膜８の結晶性は基板１３に直接形成した単結晶薄膜の結晶性よりも向上し易いので好ましい。このような薄膜構成の薄膜基板は例えば発光素子、あるいはフィールドエミッション、あるいは回路基板、あるいは光導波路など、各種電子素子及び電子部品の作製用に使用していく上で好ましい。
図３８はあらかじめ薄膜導電性材料が形成された導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が２層形成された薄膜基板の1例を示す。図３８においてあらかじめ薄膜導電性材料１１が形成された導通ビア３を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１０に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５が形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８が形成された構成の薄膜基板が符号２３で示されている。例えば、薄膜５として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものを形成し、その上に薄膜８として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜を形成すれば該薄膜８の結晶性は基板１０に直接形成した単結晶薄膜の結晶性よりも向上し易いので好ましい。このような薄膜構成の薄膜基板は例えば発光素子、あるいはフィールドエミッション、あるいは回路基板、あるいは光導波路など、各種電子素子及び電子部品の作製用に使用していく上で好ましい。
図６９及び図７０は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成する薄膜導電性材料の例を示す正面図である。図６９及び図７０において薄膜導電性材料１１の内部に空間２４が形成されている。該空間は本発明による薄膜導電性材料が形成された基板を例えば発光素子作製用基板として用いる場合など、発光素子から発せられた光が薄膜導電性材料に遮断され基板外部に放出されにくくなることを防止するために設けられる。薄膜導電性材料に空間を設けることで発光素子から発せられた光は薄膜導電性材料に遮断されることなく該空間を通過して基板外部に放出され易くなり、発光素子の発光効率が高められるので好ましい。図６９は空間が円形であるものを示す。空間は円形に限らず例えば図７０に示すような四角形などどのような形状のものであってもよく、このような空間を設けることにより発光素子の発光効率の向上が可能となり易いので好ましい。
図１０〜図２０、及び図３７〜図３８で示された薄膜導電性材料が形成された基板には窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた例が示されているが、本発明においては上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板（すなわちそれぞれ、図１０の符号１３で示される基板、図１１の符号１３で示される基板、図１２の符号１０で示される基板、図１３の符号１３で示される基板、図１４の符号１３で示される基板、図１５の符号１０で示される基板、図１６の符号１０で示される基板、図１７の符号１３で示される基板、図１８の符号１３で示される基板、図１９の符号１０で示される基板、図２０の符号１３で示される基板）に代えて、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて上記薄膜導電性材料が形成された図１０〜図２０で例示されたものと同じ態様の薄膜形成用基板及び薄膜基板を作製することができる。
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板には上記のように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成できる。本願発明者は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための実験を行ってきたが、その過程で新たに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする必ずしも単結晶ではない薄膜が形成できることを見出した。すなわちこの薄膜は単結晶状態だけではなく無定形状態や多結晶状態あるいは配向性多結晶状態など各種結晶状態のものであり、これら各種結晶状態の薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成できる。なお、配向性多結晶とは特定の一方向に結晶が成長した多結晶を意味する。例えば基板表面に対し垂直の方向にＣ軸が成長した多結晶で、基板面に対して水平の方向にある結晶軸は単結晶と異なりあらゆる方向を向いている。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜であれば基板面に対し垂直な方向にＣ軸が成長した場合Ａ軸は基板面に水平の方向に成長しかつその方向は一定であるが、配向性多結晶では基板面に対し垂直な方向にＣ軸が成長していても基板と水平な方向Ａ軸は一定の方向性がない。なお、上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板及び各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板には導通ビアを有する基板も含まれる。
本発明は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得る窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板には、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形状態など必ずしも単結晶だけではない薄膜も直接形成し得るという知見に基づいてなされたものである。上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形薄膜や多結晶薄膜あるいは配向性多結晶薄膜は単結晶薄膜と同様比較的容易に形成できる。すなわち上記単結晶以外の薄膜はＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相分解成長）法、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相エピタキシャル成長）法、ハイドライドＶＰＥ（水素化物気相エピタキシャル成長）法、クロライドＶＰＥ（塩化物気相エピタキシャル成長）法などのハライドＶＰＥ（ハロゲン化物気相エピタキシャル成長）法、プラズマＣＶＤ法、その他のＣＶＤ（化学気相分解成長）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法など、あるいはあらかじめ形成した目的成分を含む固体材料を原料としエキシマレーザーなどを用いたレーザーアブレーション法、ＰＬＤ（パルスレーザーデポジション：パルスレーザー分解）法など通常はエピタキシャル成長に用い得る方法、あるいはスパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法、などの方法で形成できる。単結晶あるいは単結晶以外の薄膜を形成する場合は前記成膜法を用いたとき、例えば基板の温度を低く設定するか、薄膜原料ガスの濃度を高めにするなど成膜条件の変更などで容易に行うことができる。例えば上記ＭＯＣＶＤ、ハイドライドＶＰＥ法、クロライドＶＰＥ法、ハライドＶＰＥ法などの各種ＣＶＤ、あるいはスパッタリング法やイオンプレーティング法を用いて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成する場合、単結晶薄膜の場合は該基板の温度を例えば６００℃〜７００℃以上と比較的高めとし、単結晶以外の薄膜を形成する場合は該基板の温度を６００℃〜７００℃以下例えば５００℃以下さらに４００℃以下に低く設定することで比較的容易に単結晶薄膜と単結晶以外の薄膜とを作り分けることが可能である。例えば窒化ガリウムの薄膜をトリメチルガリウムを原料としてＭＯＣＶＤ法で形成する場合単結晶薄膜は７００℃〜８００℃以上、好ましくは９００℃〜１１００℃で形成できる。無定形状態や多結晶状態あるいは配向性多結晶状態の薄膜は８００℃以下の例えば６００℃以下の温度で形成できる。
また、上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜形成を行うに際して単一の方法を用いるだけでなく、例えばＭＯＣＶＤ法とスパッタリング法を組み合わせて行う、あるいはクロライドＶＰＥ法とスパッタリング法を組み合わせて行う、あるいはＭＯＣＶＤ法とクロライドＶＰＥ法及びスパッタリング法の３つの方法を組み合わせて行う、など複数の方法を組み合わせて上記薄膜を形成することができる。このような組み合わせにより、例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にまずあらかじめスパッタリング法で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする基板面に対して垂直方向に結晶Ｃ軸が成長した配向性多結晶状態の薄膜あるいは無定形状態の薄膜を形成し、その上にＭＯＣＶＤ法あるいはクロライドＶＰＥ法などにより窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶状態の薄膜を形成するといったことなどを任意に実施できる。さらに単結晶以外の薄膜はイオンプレーティング法あるいは蒸着法など通常は単結晶薄膜が形成できにくい薄膜形成法を用いても窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に比較的容易に直接形成できるという特徴がある。このような単結晶以外の薄膜をイオンプレーティング法、あるいは蒸着法を用いて形成する場合窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板温度は６００℃以下、通常４００℃以下で行われる。
上記薄膜がどのような結晶状態であるかはＸ線回折により容易に判別できることは前に述べた。すなわち、無定形であればブロードな回折パターンとなり特定の回折角度の位置に回折線が出現しない。多結晶であれば回折パターンはブロードな図形となり易く1本の特定の回折線（例えばミラー指数（００２）の回折線だけあるいは（１００）の回折線）だけでなく複数の回折線が出現するので容易に単結晶であるかどうかの判別ができる。配向性多結晶の場合Ｘ線回折により結晶配向方向に従って特定の回折線が出現する。前記のように例えば基板面に対してＣ軸が垂直な方向に配向した多結晶薄膜では出現する回折線は２θ／θスキャンではミラー指数（００２）面の回折線だけである。また、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶薄膜においても２θ／θスキャンのＸ線回折を行えば出現する回折線はミラー指数（００２）面の回折線だけである。本発明において単結晶薄膜の場合ミラー指数（００２）の格子面の回折線はシャープであり、該ミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は３６００秒以下のものが容易に得られる。一方配向性多結晶薄膜ではミラー指数（００２）の格子面の回折線は単結晶と比較してブロードなものとなり易く、該ミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は３６００秒以上となり易い。配向性多結晶薄膜が上記のようなミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブがブロードになる理由は必ずしも明確でないが、単結晶薄膜が均質で連続し一体化した構造であるのに対して配向性多結晶薄膜はＣ軸方向だけが垂直な方向に揃った窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする微粒子からなるためであろうと推測される。したがってＸ線回折の２θ／θスキャン及び２θ／φスキャンの二つを組み合わせて結晶のＣ面内回転の有無を確認する方法だけでなく上記２θ／θスキャンＸ線回折だけ行いロッキングカーブの半値幅を測定することによっても配向性多結晶薄膜と単結晶薄膜との区別を容易に行うことができる。またＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）、ＳＰＭ（走査型プローブ顕微鏡）などによる薄膜の微構造観察、あるいはＲＨＥＥＤ（反射高速電子線回折）を併用することでも比較的容易に多結晶薄膜と単結晶薄膜との区別をつけることができる。
窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＣ軸が垂直な方向に配向した配向性多結晶薄膜を上記各方法により窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成する場合、通常形成される配向性多結晶のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３６０００秒以下の結晶性を有するものが形成し得る。また上記各種方法のうちＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法、ハイドライドＶＰＥ法、クロライドＶＰＥ法、ハライドＶＰＥ法、プラズマＣＶＤ法、その他のＣＶＤ法、ＭＢＥ法、エキシマレーザーなどを用いたレーザーアブレーション法、ＰＬＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法を用いて形成した配向性多結晶薄膜は該薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として２１０００秒以下の結晶性を有するものが形成し得る。
上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜のうち配向性多結晶薄膜を窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成する場合通常ＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法、ハイドライドＶＰＥ法、クロライドＶＰＥ法、ハライドＶＰＥ法、プラズマＣＶＤ法、その他のＣＶＤ法、ＭＢＥ法などの方法を用いる方が、スパッタリング法、イオンプレーティング法、あるいは蒸着法を用いるよりも結晶性の優れた配向性多結晶薄膜が得られ易い。例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜を形成する場合、ＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法、ハイドライドＶＰＥ法、クロライドＶＰＥ法、ハライドＶＰＥ法、プラズマＣＶＤ法、その他のＣＶＤ法、ＭＢＥ法などの方法を用いて形成したものはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として５０００秒以下のものが形成し得る。
上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜のうち配向性多結晶薄膜をＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法、ハイドライドＶＰＥ法、クロライドＶＰＥ法、ハライドＶＰＥ法、プラズマＣＶＤ法、その他のＣＶＤ法、ＭＢＥ法などの方法を用いて形成する場合、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いる方がより結晶性に優れた配向性多結晶薄膜が形成し得る。炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に上記ＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法、ハイドライドＶＰＥ法、クロライドＶＰＥ法、ハライドＶＰＥ法、プラズマＣＶＤ法、その他のＣＶＤ法、ＭＢＥ法などの方法を用いて直接形成する場合得られる配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として５０００秒より大きいものになり易い。
なお、本発明によるミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅による薄膜の結晶性評価法において、形成される薄膜の結晶性は、該薄膜内部の結晶がどの程度乱れているかという指標で評価が行われると言い換えることもできる。一般的に従来から実在の結晶は単結晶と見なされるものであっても不完全であり、微細な完全結晶（結晶子）の集合体であるモザイク構造から成ると云われている。モザイク構造は方位が少しずつ異なる微細な完全結晶（結晶子）が集合した構造であり、実在の単結晶はこのように乱れたモザイク構造から成ると云われている。本発明において例えば形成される薄膜が単結晶であれば該薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は通常３６００秒以下である。従って本発明において単結晶薄膜はその内部においておよそ±３６００秒以内すなわちおよそ±１度以内の角度でお互いのＣ軸方位が異なる結晶子から成るものであるとも推測される。さらに具体的に言えば、例えば形成される薄膜がミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒の単結晶であれば該薄膜はその内部においておよそ±３００秒以内すなわち±５分以内の角度でお互いのＣ軸方位が異なる結晶子から成るものであるとも推測される。本発明による薄膜は自立したバルク材料とは異なり各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板上に形成された状態のものである。従って別の表現をすれば、薄膜中の結晶子が基板面に対してどの程度の傾きを有しているかということで、形成される薄膜の結晶性が評価され得るものと見なすことも可能であると思われる。例えば薄膜のＣ軸を基板面に対して垂直になるよう形成する場合、形成される薄膜がミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒の単結晶であれば該薄膜はそのＣ軸が基板面に対しておよそ８９度〜９０度の角度範囲（すなわち基板面の垂線に対しておよそ１度以内の角度範囲）にある結晶子から成っているとも見なし得る。また、例えば形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒であれば該薄膜はそのＣ軸が基板面に対しておよそ８９度５５分〜９０度の角度範囲（すなわち基板面の垂線に対しておよそ５分以内の角度範囲）にある微結晶から成っているとも見なし得る。
一方、例えば形成される薄膜が配向性多結晶の場合該薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は３６００秒以上となり易いので配向性多結晶から成る薄膜は単結晶薄膜に比べてさらに結晶方位が乱れた結晶子あるいは微粒子から成るものと推測される。すなわち本発明において配向性多結晶薄膜はその内部において±３６００秒以上すなわち±１度以上の角度でお互いのＣ軸方位が異なる結晶子あるいは微粒子が相当数存在するものであると推測される。さらに具体的に言えば、例えば形成される薄膜がミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として２１０００秒の配向性多結晶であれば該薄膜はその内部においておよそ±２１０００秒以内すなわち±７度以内の角度でお互いのＣ軸方位が異なる結晶子あるいは微粒子から成るものであるとも推測される。別の表現をすれば薄膜のＣ軸を基板面に対して垂直になるよう形成するとき形成される該薄膜がミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２１０００秒の配向性多結晶であれば該薄膜はそのＣ軸が基板面に対しておよそ８３度以下の角度範囲（すなわち基板面の垂線に対しておよそ７度以内の角度範囲）にある結晶子から成っているとも見なし得る。
このような単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる薄膜を窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成することの意味は大きい。すなわち窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる上記単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しても、該各種結晶状態の薄膜の上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が比較的容易に形成でき、このようにして形成された該単結晶薄膜の結晶性は向上し易くなり、さらに該単結晶薄膜の結晶方位の制御ができ易くなるという利点が生じるためである。
本発明においては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板には高い結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜がもともと直接形成できる。
すなわち、本発明においては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜を直接形成することができ該単結晶薄膜の結晶性は高いものが形成し得る。しかしながら、上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、上記のようにあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いることで、上記各種結晶状態の薄膜の上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜の結晶性はさらに向上し易くなる。本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、さらに該薄膜の上から窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性をさらに高めることが可能となる。このような薄膜構成は、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ形成し、該薄膜の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するという、少なくとも３層構成の薄膜において２層目あるいは３層目以上に形成されるそれぞれの単結晶薄膜の結晶性を高めることができる。
また、本発明において単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶などの各種結晶状態の薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜の結晶方位が制御でき易くなる。
本発明において上記のように、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、さらに該薄膜の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成することで、上記各種セラミック材料からなる基板に直接形成するよりも優れた結晶性を有する単結晶薄膜が形成された薄膜基板を作製し得る。このような薄膜構成からなる薄膜基板を用いて作製される発光素子、光導波路、回路基板、音響光学素子などの電子素子あるいは電子部品などの特性が向上し易い。例えば上記薄膜基板の上に新たに発光素子、光導波路、回路基板、音響光学素子などの電子素子あるいは電子部品を形成していく場合、あるいは上記薄膜基板を構成している各種薄膜の一部を発光素子、光導波路、回路基板、音響光学素子などの電子素子あるいは電子部品を構成する部材の少なくとも１部として用いる場合、など該発光素子、光導波路、回路基板、音響光学素子などの電子素子あるいは電子部品特性の向上がはかり易くなるので好ましい。
本発明において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜は、該薄膜を単一層として形成したものだけでなくそれぞれ異なる２以上の結晶状態のものからなる２層以上の多層薄膜層として形成したもの、あるいは同じ結晶状態であってもそれぞれ異なる２以上の組成からなる２層以上の多層薄膜層として形成したもの、など組成及び／又は結晶状態が異なる２層以上の多層構成のものも用いることができる。また、さらに上記各種結晶状態の薄膜の上から形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜も同じ組成ではあっても異なる結晶性を有するもの、あるいは異なる組成を有するもの、など２以上の薄膜層を積層して多層構成としたものも用いることができる。また上記２以上の薄膜層を積層して多層構成としたもののなかで少なくとも１以上の薄膜層は単結晶状態であり残りの薄膜層は無定形、多結晶、配向性多結晶など単結晶状態でない構成としたものも用いることができる。また、同じ組成でかつ同じ結晶状態のものを２回以上に分けて２以上の薄膜層として形成することもできる。
また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜の厚みは任意のものが形成できる。また、さらにその上に形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みも任意のものが形成できる。上記あらかじめ形成される単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜及びさらにその上に形成される単結晶薄膜はそれぞれ任意の厚みの単一層あるいは２以上の薄膜層で構成される多層構造のものが作製し得る。上記あらかじめ形成される薄膜及びさらにその上に形成される単結晶薄膜の各薄膜層の膜厚は通常それぞれ０．５ｎｍ〜１０００μｍの範囲もの、好ましくは０．５ｎｍ〜２００μｍの範囲のものを適宜組み合わせて用いることが好ましい。
より具体的に述べれば、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したとき、該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３００秒以下のものが形成できるだけでなくさらに１００秒以下と高い結晶性のものが形成し得る。また、このような薄膜構成は、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、合計２層の薄膜が形成された基板にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜を形成した場合でも、２層目あるいは３層目に形成される単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３００秒以下のものが形成できるだけでなくさらに１００秒以下と高い結晶性のものが形成し得る。このような効果は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ１層あるいは２層形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板だけでなくあらかじめ３層以上形成したものを基板として用いた場合でも同様に得られる。すなわち窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ合計３層以上形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したとき、該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３００秒以下のものが形成できるだけでなくさらに１００秒以下と高い結晶性のものが形成し得る。
前記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に例えば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下の高い結晶性の単結晶薄膜を直接形成しようとすれば、焼結体の光透過性を向上させたり、焼結体製造時の焼成を高温で長時間行い焼結体中の窒化アルミニウム粒子を増大化させたり、焼結助剤を揮散させ焼結体の純度を高めるなど、焼結体材質の改善が必要な場合が多い。また、基板の厚みや表面平滑性などによっても形成される単結晶薄膜の結晶性は影響を受け易い。
しかしながら本発明においては、上記のように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成し、さらに該単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態からなる薄膜の上から窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜を形成することで、該単結晶薄膜は基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性、焼結体粒子の大きさ、該焼結体の組成や純度、など該焼結体の材質、あるいは基板の厚み、基板の表面平滑性、基板中の導通ビアの有無、などに余り影響を受けずにあるいは影響を受けたとしてもより高い結晶性のものが得られ易い。すなわち本発明においては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体としてはその材質や製造条件などにあまり影響を受けることなくあるいは影響を受けたとしてもより高い結晶性の単結晶薄膜を形成するための基板として用いることが可能である。また言い換えれば、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成することは、該無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態からなる薄膜の上からさらに形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性を向上させる効果があると云える。このような効果は基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性、該焼結体粒子の大きさ、該焼結体の組成や純度、など焼結体の材質、あるいは基板の厚み、基板の表面平滑性、基板中の導通ビアの有無、などに余り影響されずに発現され得る。
もちろん上記のように例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が高い光透過率を有するもの、該焼結体製造時の焼成を高温で長時間行い焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが増大化したもの、焼結助剤を揮散させ該焼結体の純度を高めたもの、などを基板として用いた場合などもともと該基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下を有する単結晶薄膜が直接形成できるが、このような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合でも該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したとき、該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は少なくとも１００秒以下のものが形成し得る。
別の見方をすれば、もともと窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも１００秒以下の結晶性で直接形成し得る窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は、あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しなくても、どのような方法であっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする上記のような結晶性に優れた単結晶薄膜を形成し得るので単結晶薄膜を形成するための基板として優れた特性を有していると云える。
上記のように、本発明においては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成することができ形成された該単結晶薄膜の結晶性は高いが、上記のように該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し該単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜の上からさらに単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性はさらに向上し易くなる。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の中で単結晶よりも無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を用いる方がその上に形成される単結晶薄膜の結晶性をより向上させる効果が大きい。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、さらに該結晶状態を有する薄膜の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したとき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は容易に１００秒以下の高い結晶性のものが得られ易い。一方、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶状態の薄膜を形成し、さらに該単結晶状態の薄膜の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したとき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１００秒以下のものが得られる場合もあるが必ずしも１００秒以下の高い結晶性のものが得られるとは限らず、条件によっては１００秒以上ものが形成される場合がある。その理由は必ずしも明確でないが、通常窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した状態の単結晶薄膜の表面平滑性は基板に直接形成した状態の無定形、多結晶、配向性多結晶の結晶状態を有する薄膜より小さい（表面粗さが大きい）場合が多いので、おそらくこのような基板表面に存在する微細な凹凸が生じ易くそのため形成条件によってはその上に成長する単結晶薄膜の結晶方位に歪みが生じ易くなるためではないかと本願発明者は推測している。
本発明において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜のうち無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、該薄膜の上からさらに単結晶薄膜を形成すれば表面平滑性により優れた単結晶薄膜が得られ易いので好ましい。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する薄膜が単結晶の場合、該単結晶薄膜の上からさらに形成される単結晶薄膜の平均表面粗さＲａは通常３ｎｍより大きくなり易いのに対して、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものである場合、該無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜の上からさらに形成される単結晶薄膜の平均表面粗さＲａは通常少なくとも３ｎｍ以下になり易い。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ直接形成する単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜のうち配向性多結晶薄膜を形成し、該配向性多結晶薄膜の上からさらに単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の表面平滑性としてはさらに優れたものが得られ易いので好ましい。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する各種結晶状態の薄膜のうち無定形薄膜及び多結晶薄膜の場合、該無定形薄膜及び多結晶薄膜の上からさらに形成される単結晶薄膜の平均表面粗さＲａは通常２ｎｍより大きくなり易いのに対して、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する薄膜が配向性多結晶の場合、該配向性多結晶薄膜の上からさらに形成される単結晶薄膜の平均表面粗さＲａは少なくとも２ｎｍ以下になり易く、通常は１．５ｎｍ以下になり易く、さらに１．０ｎｍ以下のものも比較的容易に得られ易い。このようにＲａ２ｎｍ以下の単結晶薄膜をそのまま発光素子などを構成する薄膜層の一部として用いる、あるいはＲａ２ｎｍ以下の単結晶薄膜が形成された薄膜基板を用いてその上に発光素子などを形成すれば発光効率などの特性がより優れたものが製造できるという効果がある。
上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の中で単結晶よりも無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を用いる方が好ましいことを説明した。さらに本発明においては、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜の中で配向性多結晶薄膜を用いるほうがより好ましい。その理由は上記のように、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が配向性多結晶である場合、さらにその上に形成される単結晶薄膜の表面平滑性が無定形、多結晶状態の薄膜よりも優れたものが得易く、また該単結晶薄膜の結晶性もより優れたものが得易いためである。通常少なくとも同じ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用い該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶の薄膜を形成した場合、該配向性多結晶薄膜の上からさらに形成される単結晶薄膜の結晶性はあらかじめ形成される薄膜が無定形、多結晶のものよりも優れたものが得易い。
例えば、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成した薄膜基板の上にエピタキシャル成長した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により発光素子を作製していく場合、あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、該薄膜の上からさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜基板の上にエピタキシャル成長した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により発光素子を作製していく場合、などあらかじめ形成する薄膜が単結晶のものより無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する方がより発光効率などの優れたものが得易く、あらかじめ形成する薄膜が無定形、多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものより配向性多結晶である方がさらに発光効率などの優れたものが得易い。
また、このような効果は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いた場合だけでなく、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いた場合でも同様である。すなわち、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したとき、該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３００秒以下のものが形成できるだけでなくさらに２００秒以下と高い結晶性のものが形成し得る。また、このような薄膜構成は、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ形成し、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を合計２層あらかじめ形成した基板を用い、この基板にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した場合でも、２層目あるいは３層目に形成される単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３００秒以下のものが形成できるだけでなくさらに２００秒以下と高い結晶性のものが形成し得る。このような効果は炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ１層あるいは２層だけ形成した場合だけでなく、さらにあらかじめ合計３層以上形成したものを基板として用いた場合でも同様に得られる。すなわち窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ３層以上形成した炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したとき、該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３００秒以下のものが形成できるだけでなくさらに２００秒以下と高い結晶性のものが形成し得る。
前記のように炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に例えば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の高い結晶性の単結晶薄膜を直接形成しようとすれば、例えば焼結体中の結晶粒子の大きさを大きくする、光透過性の焼結体を用いる、基板の表面平滑性を向上させる、形成する単結晶薄膜の厚みを増大させる、などの工夫によっても通常困難な場合が多い。
しかしながら本発明においては、上記のように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜を形成することで、該単結晶薄膜は基板として用いる焼結体の結晶粒子の大きさ、基板の表面平滑性、薄膜の厚みなどに余り影響を受けずにあるいは影響を受けたとしてもより高い結晶性のものが得られ易い。すなわち本発明においては基板として用いる炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の材質や、該焼結体を基板として用いたとき表面平滑性など基板の性状などにあまり影響を受けることなくあるいは影響を受けたとしてもより高い結晶性の単結晶薄膜を形成することが可能である。
上記のように、本発明においては炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成することができまた該単結晶薄膜の結晶性は高いものが形成し得るが、上記のように炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成したものを用い、この基板に単結晶薄膜を形成すればこの単結晶薄膜の結晶性はさらに向上し易くなる。
炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体にあらかじめ形成する上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の中で単結晶よりも無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を用いる方が該薄膜の上に形成される単結晶薄膜の結晶性をより向上させる効果が大きいのでより好ましい。すなわち、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ形成し、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したとき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は容易に２００秒以下の高い結晶性のものが得られ易い。一方、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜をあらかじめ形成し、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したとき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は必ずしも２００秒以下の高い結晶性のものが得られるとは限らず、条件によっては２００秒以上のものが形成される場合がある。その理由は必ずしも明確でないが、通常炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した状態の単結晶薄膜の表面平滑性は、あらかじめ基板に形成した無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜より小さい（表面粗さが大きい）場合が多いので、おそらくこのような基板表面に存在する微細な凹凸が生じ易くそのため形成条件によってはその上に成長する単結晶薄膜の結晶方位に歪みが生じ易くなるためではないかと本願発明者は推測している。
また、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体にあらかじめ形成する上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の中で無定形及び多結晶よりも配向性多結晶の結晶状態を有する薄膜を用いる方がその上に形成される単結晶薄膜の結晶性をより向上させる効果が大きいのでさらに好ましい。すなわち、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶の結晶状態を有する薄膜があらかじめ形成された炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いたとき、その上に形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は容易に１５０秒以下の高い結晶性のものが得られ易い。一方、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形状態及び多結晶状態の薄膜があらかじめ形成された炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いたときは、その上に形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は必ずしも１５０秒以下の高い結晶性のものが得られるとは限らない。その理由は必ずしも明確でないが、通常炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した無定形薄膜及び多結晶薄膜の表面平滑性は基板に直接形成した配向性多結晶薄膜より小さい（表面粗さが大きい）場合が多いので、おそらくこのような基板表面に存在する微細な凹凸が生じ易くそのため形成条件によってはその上に成長する単結晶薄膜の結晶方位に歪みが生じ易くなるためではないかと本願発明者は推測している。
例えば、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成した薄膜基板の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により発光素子を作製していく場合、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、該薄膜の上からさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成して得られる薄膜基板を用いて、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により発光素子を作製していく場合、などあらかじめ形成する薄膜が単結晶のものより無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものの方がより発光効率などの特性に優れたものが得易く、あらかじめ形成する薄膜が無定形及び多結晶のものより配向性多結晶の結晶状態である方がさらに発光効率などの特性に優れたものが得易い。
上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば結晶性に優れた単結晶薄膜が容易に形成できる。
本発明においては通常前記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成できるが、該基板に直接形成した単結晶薄膜の結晶性は前記のように基板として用いる焼結体の組成、焼結体の光透過性、焼結体中の結晶粒子の大きさ、基板の表面平滑性などにより影響を受ける。
しかしながら一方において上記のように、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成することにより窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性や焼結体中の結晶粒子の大きさなどにあまり影響されることなくあるいは影響を受けたとしてもより高い結晶性の単結晶薄膜を比較的容易に形成することが可能となる。
また、本発明においては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板表面の平滑性が例えば焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態、ラップ研磨状態、鏡面研磨状態、ブラスト研磨状態など、どのようなものであっても、あるいは基板の表面状態がその他例えば研削加工、研磨加工、溝切り加工などによってどのようなものであったとしても、上記のようにあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成すれば、該基板には結晶性の高い単結晶薄膜が比較的容易に形成できる。すなわち、基板表面の平滑性が小さい、すなわち平均表面粗さＲａが大きい基板であっても上記のようにあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成することにより該基板には結晶性の高い単結晶薄膜が比較的容易に形成できる。
通常窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の場合例えば焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）の表面、あるいはラップ研磨、ブラスト研磨などの加工を施した表面など平均表面粗さＲａが２０００ｎｍより大きい基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成できないことが多いが、該基板に上記のようにあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成することにより、平均表面粗さＲａが２０００ｎｍより大きい基板であっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅３００秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が比較的容易に形成し得る。また、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の場合では例えば焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）の表面、あるいはラップ研磨、ブラスト研磨などの加工を施した表面など平均表面粗さＲａが１０００ｎｍより大きい基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成できないことが多いが、該基板に上記のようにあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成することにより、平均表面粗さＲａが１０００ｎｍより大きい基板であっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅３００秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が比較的容易に形成し得る。
本発明において、基板として用いる炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体中の結晶粒子は例えば０．５μｍ程度と成長させずに、すなわち原料粉末の粒子の大きさと同じ状態で焼結したものも使用でき、このような基板の上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅３６００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。通常は平均１μｍ以上の結晶粒子からなる焼結体が基板として用いられる。すなわち、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする平均１μｍ以上の結晶粒子からなる焼結体を基板として用いたとき該基板にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅３６００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。また、上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体内部の結晶粒子の大きさが増大化すれば該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の結晶性が向上し易い。すなわち、上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体内部に含まれる結晶粒子の大きさが平均５μｍ以上の焼結体では基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２０００秒以下の結晶性を有するものが直接形成し得る。また、上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体内部に含まれる結晶粒子の大きさが平均８μｍ以上の焼結体では基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１０００秒以下と良好な結晶性のものが直接形成し得る。また、上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体内部に含まれる結晶粒子の大きさが平均１５μｍ以上の焼結体では基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下とより良好な結晶性のものが直接形成し得る。また、上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体内部に含まれる結晶粒子の大きさが平均２５μｍ以上の焼結体では基板上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下とさらに良好な結晶性のものが直接形成し得る。
なお、上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体内部に含まれる結晶粒子の大きさは平均の大きさであって含まれる結晶粒子が均等に近い大きさに揃っている状態のものだけでなく結晶粒子の大きさが不揃いのものや結晶粒子の形状がいびつで針状あるいは板状など一辺が小さく他の一辺が大きい形状の結晶粒子、例えば窒化珪素を主成分とする焼結体においてβ−Ｓｉ３Ｎ４粒子など一辺が数μｍで他の一辺が１０数μｍ以上に大きく成長した針状あるいは板状などの結晶粒子を含むものであっても本発明においては問題なく用いることができる。また、上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体内部に含まれる結晶粒子の大きさは、焼成温度を高くする、あるいは焼成時間を長くする、などの焼成条件を単独で用いるか併用することで制御することができる。
しかしながら、本発明においては前記のように、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性は上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体中の結晶粒子の大きさや、該焼結体からなる基板の表面平滑性などに比較的影響を受けずに良好なものを作製することができる。
上記のように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成した基板を用いることでその上には良好な結晶性を有する単結晶薄膜が形成されるが、本発明において該単結晶薄膜の結晶性をさらに改善することが可能である。すなわち、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性の向上によりさらに改善し得る。より具体的に言えば、上記各種セラミック材料からなる焼結体を用いた基板の平均表面粗さＲａが１０ｎｍより大きい場合、該基板にあらかじめ形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００００秒より大きくなり易く、このような結晶性を有する配向性多結晶薄膜の上に形成される単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５０秒より大きくなり易い傾向を有する。しかしながら、上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の平均表面粗さＲａが１０ｎｍ以下の場合、該基板にあらかじめ形成される上記配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００００秒以下となり易く、このような結晶性の配向性多結晶薄膜の上に形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５０秒以下となり易い傾向を有する。さらに、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の平均表面粗さＲａが５ｎｍ以下の場合、該基板にあらかじめ形成される上記配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として８０００秒以下となり易く、このような結晶性の配向性多結晶薄膜の上に形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３０秒以下となり易い傾向を有し、通常は１２０秒以下となり易い傾向がある。上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の平均表面粗さＲａが５ｎｍ以下の場合、該基板にあらかじめ形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜のうち無定形、多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものもその上に形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３０秒以下となり易い傾向を有するが、上記のようにあらかじめ基板に形成する薄膜が配向性多結晶の結晶状態であるほうが、さらにその上に形成した単結晶薄膜の結晶性はより優れたものとなり易い。
本発明において、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜のうち無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものを形成した基板のほうが、その上に形成する単結晶薄膜の表面平滑性としてはより優れたものが通常得られ易いので好ましい。基板にあらかじめ形成する薄膜が単結晶である場合、さらにその上に形成される単結晶薄膜の平均表面粗さＲａは通常３ｎｍより大きいのに対して、基板にあらかじめ形成する薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものである場合、その上に形成される単結晶薄膜の平均表面粗さＲａは通常少なくとも３ｎｍ以下である。また、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する薄膜が配向性多結晶である場合、その上に形成する単結晶薄膜の表面平滑性としては通常最も優れたものが得られ易いのでさらに好ましい。該基板にあらかじめ形成する薄膜が無定形及び多結晶である場合その上に形成される単結晶薄膜の平均表面粗さＲａは通常２ｎｍより大きくなり易いが、該基板にあらかじめ形成する薄膜が配向性多結晶の場合、その上に形成される単結晶薄膜の平均表面粗さＲａは少なくとも２ｎｍ以下であり、通常は１．５ｎｍ以下で、さらに１．０ｎｍ以下のものも比較的容易に得られる。このようにＲａ２ｎｍ以下の単結晶薄膜をそのまま発光素子などの電子素子を構成する薄膜層の一部に用いる、あるいはＲａ２ｎｍ以下の単結晶薄膜が形成された基板を用いてその上に発光素子などの電子素子を形成すれば発光効率などの特性がより優れたものが製造できるという効果がある。
このような高い結晶性の単結晶薄膜が形成された基板に発光素子を形成していく場合、あるいは直接この高い結晶性の単結晶薄膜を発光素子を構成する薄膜の一部として用いる場合など形成される発光素子の発光効率が高まり易いので好ましい。
また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成後さらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のＣ軸結晶方位が基板面に垂直な方向あるいは基板面に水平な方向に制御し易くなる。該単結晶薄膜のＣ軸結晶方位が基板面に垂直な方向に形成されたものは該単結晶薄膜の示すＸ線回折パターンはミラー指数（００２）の回折面からの回折線が出現しミラー指数（１００）の回折面からの回折線は出現しない。また、該単結晶薄膜のＣ軸結晶方位が基板面に水平な方向に形成されたものは該単結晶薄膜の示すＸ線回折パターンはミラー指数（１００）の回折面からの回折線が出現しミラー指数（００２）の回折面からの回折線は出現しないので該単結晶薄膜の方位は容易に判別できる。
上記のように本発明においては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成した基板を用い、該薄膜が形成された基板に単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性はさらに向上し得る。
以下この現象が生じる理由を窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を例にして具体的に説明する。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜を直接形成する場合、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性、化学組成、結晶粒子の大きさなど該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の材質によって形成される単結晶薄膜の結晶性は影響を受けやすい。例えば通常窒化アルミニウムを主成分とする焼結体として窒化アルミニウム成分を５０体積％以上含むことが良質の単結晶薄膜を直接形成する場合には重要である。窒化アルミニウム成分の含有量が５０体積％より少ないと良質の単結晶薄膜が直接形成できにくいかあるいは多結晶状態の薄膜が形成され易いので好ましくない場合がある。
それに対して単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いこの薄膜があらかじめ形成された基板に単結晶薄膜を形成すれば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過性、化学組成、結晶粒子の大きさなど該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の材質によって形成される単結晶薄膜の結晶性は影響を受けにくくなるという特徴がある。すなわち例えば、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の窒化アルミニウム成分の含有量が５０体積％より少ないものであってもその上にあらかじめ単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成したものを基板として用いれば、その上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる薄膜は多結晶化しにくく比較的結晶性に優れた単結晶薄膜が形成し得る。このような現象は単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜中にＮ型半導体特性を付与するＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｏ及びＰ型半導体特性を付与するＭｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃなどのドーピング成分が１あるいは２以上含まれていてもその効果は同様である。実験的には少なくとも２０体積％以上の窒化アルミニウム成分を含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の上にあらかじめ単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成可能であり、該薄膜を形成したものを基板として用いれば、その上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜が形成できることが確かめられた。また、５０体積％以上の窒化アルミニウム成分を含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の上にあらかじめ単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成したものを基板として用いれば、その上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜が形成し得ることが確かめられた。
上記２０体積％以上の窒化アルミニウム成分を含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、窒化アルミニウム以外の成分として例えば希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくともいずれかの成分を酸化物換算で８０体積％以下、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくともいずれかの成分を元素換算で８０体積％以下、あるいはＡＬＯＮを８０％以下含むものを好適に用いることができる。また、２０体積％以上の窒化アルミニウム成分を含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において酸素含有量としては元素換算で３０重量％以下のものを好適に用いることができる。酸素含有量が３０重量％以下であればＡＬＯＮ含有量８０％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ易い。上記の成分は１種だけ単独で含まれていてもよいし２種以上が同時に含まれていてもよい。２種以上が同時に含まれる場合、上記希土類元素及びアルカリ土類金属の中から１種以上、及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくともいずれかの成分の中から１種以上、及びＡＬＯＮ、及び酸素、の中から選ばれる成分が適宜２種以上含まれたものでもよいし、あるいは例えば希土類元素の中から適宜２種以上、あるいはアルカリ土類金属の中から適宜２種以上、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくともいずれかの成分の中から適宜２種以上、含まれたものであってもよい。
また、５０体積％以上の窒化アルミニウム成分を含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においては、上記窒化アルミニウム以外の各成分を５０体積％以下含むものと、その他にアルカリ金属及び珪素のうちから選ばれた少なくともいずれかの成分を酸化物換算で５０体積％以下含むものも好適に用いることができる。そのうちアルカリ金属としては酸化物換算で３０体積％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いることが好ましい。また、希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属例えば鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくともいずれかの成分を元素換算で８０重量％以下含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体も基板として好適に用いることができる。本発明において上記希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属例えば鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛各成分の含有量は元素換算の重量百分率（重量％）で示してきたがこれら成分の密度から容易に体積百分率（体積％）に算定し直すことができる。上記の成分は１種だけ単独で含まれていてもよいし２種以上が同時に含まれていてもよい。２種以上が同時に含まれる場合、上記アルカリ金属及び珪素のうちから選ばれた少なくともいずれかの成分の中から適宜１種以上、及び希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属例えば鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくともいずれかの成分の中から適宜１種以上、の中から選ばれる成分が適宜２種以上含まれたものでもよいし、あるいはアルカリ金属及び珪素のうちから選ばれた少なくともいずれかの成分の中から適宜２種以上、あるいは希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属例えば鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくともいずれかの成分の中から適宜２種以上、含まれたものであってもよい。
前記のように酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ２Ｏ４）などを主成分とする焼結体からなる基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成することは困難な場合が多い。しかしながら、上記基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜であれば直接形成し得ることが見出された。さらに、本発明において上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウムなどを主成分とする焼結体を基板とし、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成すれば、その上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３６００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得ることも見出された。また、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：チタンとジルコニウムをモル数１：１の割合で含む複合酸化物）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの希土類酸化物、酸化トリウム（ＴｈＯ２）、各種フェライト（Ｆｅ３Ｏ４あるいはＭｎＦｅ２Ｏ４など一般式ＡＦｅ２Ｏ４であらわされる複合酸化物：ただし、Ａは２価の金属元素）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体も基板として用いることができ、該基板にも窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜であれば直接形成し得ることが見出された。さらにあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成したものを基板として用いれば、その上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３６００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得ることも見出された。上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の表面を鏡面研磨あるいはその他の方法で研削し平均表面粗さ５０ｎｍ以下とした基板を用い、あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成することで、その上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得る。また、平均表面粗さ１０ｎｍ以下とした基板には該ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性を有する単結晶薄膜が形成し得る。また、平均表面粗さ５ｎｍ以下とした基板には該ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下の結晶性を有する単結晶薄膜が形成し得る。また、平均表面粗さ１０ｎｍ以下とした基板にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００００秒以下の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜があらかじめ形成し得る。また、平均表面粗さ５ｎｍ以下とした基板にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が８０００秒以下の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜があらかじめ形成し得る。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及び酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる上記単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成後さらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜を形成する方法として例えば以下のものが例示できる。すなわち、単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成された基板を成膜装置から取り出しあらためて単結晶薄膜を形成していくという方法、あるいは基板の温度を最初低く設定しておき、まず無定形の薄膜を基板に形成し基板はそのままの状態で基板の温度を段階的もしくは連続的に上昇して段階的もしくは連続的に単結晶薄膜を形成していく、などの方法がある。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、あるいは酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される薄膜は単一層としてだけではなく上記のように少なくとも２層以上からなる薄膜として形成できる。なお、上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板及び各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板には導通ビアを有する基板も含まれる。この２層以上の薄膜として形成される薄膜は同一組成としてあるいはそれぞれ異なる成分からなるものとしても形成でき、さらに３層以上の薄膜においてすべて同一組成として形成できまた２層以上が同一組成で他の１層以上が異なる組成の薄膜層として形成することができさらに全て異なる組成の薄膜層としても形成できる。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及び酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に２層以上に分けて形成された薄膜の構成は各薄膜層の組成が異なるだけではなく前述のように各薄膜層の結晶状態が同一の状態のものや各薄膜層の結晶状態が例えば単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など異なるものであっても窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及び酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成できる。すなわち窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、さらに酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる薄膜が２層以上形成できるが、この２層以上で構成されている薄膜において各薄膜層として単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれの状態のものが何ら制限されることなく形成できる。例えば薄膜層が２層の場合、２層とも同じ結晶状態であるものと各層の結晶状態が異なるものがあり、２層とも同じ結晶状態であるものを例示すれば１）各薄膜層全ての層が単結晶状態であるもの、２）各層全てが無定形であるもの、などであり、各層の結晶状態が異なるものを例示すれば３）基板側の薄膜が無定形でその上に形成されている薄膜が単結晶であるもの、あるいは４）基板側の薄膜が多結晶でその上に形成されている薄膜が単結晶であるもの、あるいは５）基板側の薄膜が配向性多結晶でその上に形成されている薄膜が単結晶であるもの、などである。上記薄膜層が２層の場合薄膜層の結晶状態は、基板側の薄膜層として単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の少なくとも４種類の結晶状態のものが形成でき、この上に形成される薄膜層はそれぞれ単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の少なくとも４種類の結晶状態のものが形成できるので計１６種類の組み合わせの２層薄膜形成が可能である。また、例えば薄膜層が３層の場合、３層とも同じ結晶状態であるもの、各層の結晶状態が３層とも異なるもの、３層のうち２層が同じ結晶状態で１層が異なるものがあり、３層とも同じ結晶状態であるものを例示すれば１）各薄膜層全ての層が単結晶状態であるもの、２）各層全てが無定形であるもの、などであり、各層の結晶状態が３層とも異なるものを例示すれば３）基板側の薄膜が無定形でその上に形成されている薄膜が多結晶でその上に形成されている薄膜が単結晶であるもの、３層のうち２層が同じ結晶状態で１層が異なるものを例示すれば４）基板側の薄膜が無定形でその上に形成されている薄膜が２層とも単結晶であるもの、などである。上記薄膜層が３層の場合薄膜層の結晶状態は、基板側の薄膜層が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の少なくとも４種類の結晶状態のものが形成でき、この上に形成される薄膜層はそれぞれ単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の少なくとも４種類の結晶状態のものが形成でき、さらにその上に形成される薄膜層はそれぞれ単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の少なくとも４種類の結晶状態のものが形成できるので結晶状態が異なる少なくとも計６４種類の組み合わせの３層薄膜形成が可能である。また、４層以上の薄膜も上記のように４層薄膜であれば少なくとも２５６種類、５層薄膜であれば少なくとも１０２４種類、あるいは６層薄膜であれば少なくとも４０９６種類、また７層薄膜であれば少なくとも１６３８４種類、さらに８層薄膜であれば少なくとも６５５３６種類の組み合わせの、というように各層の結晶状態を任意に組み合わせることで結晶状態が異なるあらゆる多層薄膜の形成が可能である。
本発明において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及び酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に少なくとも２層以上で形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の各層における膜厚も任意の組み合わせが可能である。通常各薄膜層の膜厚はそれぞれ０．５ｎｍ〜１０００μｍの範囲もの、好ましくは０．５ｎｍ〜２００μｍの範囲のものを適宜組み合わせて用いられる。
このように本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及び酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板に形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は単一の結晶状態のものだけでなく単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の異なる２以上を適宜組み合わせた構成からなるものを用いることができる。このような薄膜の結晶状態の組み合わせとして例えば薄膜が２つの異なる結晶状態からなる場合、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板側にある薄膜は単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の少なくとも４種類の結晶状態のものが形成でき、この上に形成される薄膜はそれぞれ単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の少なくとも４種類の結晶状態のものが形成できるので、２つの異なる結晶状態で構成されている薄膜の場合は計１２種類の異なる結晶状態の組み合わせのものが形成可能である。また、例えば薄膜が３つのそれぞれ異なる結晶状態からなる場合、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板側の薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の各４種類の結晶状態のものが形成でき、この上に形成される薄膜は単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の各４種類の結晶状態のものが形成でき、さらにその上に形成される薄膜層はそれぞれ単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の各４種類の結晶状態のものが形成できるので計３６種類の組み合わせが３つの異なる結晶状態からなる薄膜において形成可能である。また、４つ以上の異なる結晶状態からなる薄膜も上記のように１０８種類の組み合わせが４つの異なる結晶状態からなる薄膜において、３２４種類の組み合わせが５つの異なる結晶状態からなる薄膜において、９７２種類の組み合わせが６つの異なる結晶状態からなる薄膜において、また２９１６種類の組み合わせが７つの異なる結晶状態からなる薄膜において、さらに８７４８種類の組み合わせが８つの異なる結晶状態からなる薄膜において、というように異なる結晶状態の組み合わせが無限に形成可能である。
なお、本発明による薄膜基板は形成されている薄膜が多層化され各層が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態で、組成も各薄膜層で異なりさらに厚みも各層で異なっていたとしても少なくとも単結晶薄膜が形成されているものである。また上記薄膜基板に形成されている単結晶薄膜は、基板に直接形成されているものより、単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜をあらかじめ形成した基板を用いてその上に形成したもののほうが通常は結晶性に優れる。本発明による薄膜基板に形成される薄膜は多層化され各層が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態で、組成も各薄膜層で異なりさらに厚みも各層で異なっていたとしても少なくとも単結晶薄膜を含む。
少なくとも２層以上からなる薄膜において成分が異なるという意味は薄膜の実質的な組成が異なるということであり、薄膜の組成として該薄膜の主成分である窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる成分の割合が異なるものだけでなく、例えば薄膜が主成分として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれる１種類だけでその他の成分として例えばドーピング剤だけの場合なども含まれる。より具体的に言えば、薄膜の主成分が例えば窒化ガリウムだけでその他実質的にドーピング剤としてマグネシウム（Ｍｇ）だけを含むものの場合、窒化ガリウムとマグネシウムの組成比が異なるものも含まれる。あるいは同様に、薄膜の主成分が例えば窒化アルミニウムだけでその他実質的にドーピング剤として珪素（Ｓｉ）だけを含むものの場合、窒化アルミニウムと珪素の組成比が異なるものも含まれる。本発明においては上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする同一成分の薄膜を単一層としてあるいは少なくとも２層以上に分けて形成できるだけでなく異なる成分からなる少なくとも２層以上の薄膜として形成することができる。同一成分を２層以上に分けて形成したものや異なる成分のものを２層以上に形成したものであっても形成されたそれぞれの薄膜が単結晶である場合該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下と優れた結晶性のものが得られる。また上記のような２層以上の薄膜を炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体を基板として用いて形成したとき窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の優れた結晶性のものが得られるので好ましい。
本発明においては上記のように、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、あるいは酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成された薄膜は単一層としてだけではなく上記のように少なくとも単結晶を含む２層以上からなる薄膜として形成できる。本発明において単結晶薄膜を含む上記２層以上に形成できる薄膜として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、あるいは酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板に形成され得る薄膜だけではなく、本発明による薄膜基板に形成されている薄膜も含まれる。すなわち、本発明において上記２層以上に形成できる薄膜には薄膜形成用基板に形成され得る薄膜、及び薄膜基板に形成された薄膜の２つの薄膜が含まれる。これらの薄膜は単一の層としてだけではなく少なくとも２層以上の単結晶薄膜を含む薄膜としても形成できることを明らかにした。
本発明は上記のように、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し得る窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板を提供する。さらに、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成されている薄膜基板も提供する。また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し得る炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板を提供する。さらに、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成されている薄膜基板も提供する。
また本発明は、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成し得る酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板を提供する。さらに、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成されている薄膜基板も提供する。
また本発明においては前記のように、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及び酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜が形成し得る。該単結晶薄膜は各焼結体におけるセラミック材料の違いによって該焼結体に直接形成し得るものもあるし、あるいは該焼結体にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成後その上に形成し得るものもある。例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜が直接形成し得る。一方、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体にはあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成後その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜を形成し得る。
かくして本発明により、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板であって、該基板がセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板、が提供し得る。また本発明により、セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板、が提供し得る。又本発明により、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板が光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板、が提供し得る。さらに本発明により、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板、が提供し得る。なお、上記セラミック材料とは焼結体を構成する例えば窒化アルミニウム、六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する化合物（例えば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなど）、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの金属元素及び半金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素と非金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素との組成物あるいは化合物、あるいは金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素と半金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素との組成物あるいは化合物、あるいは半金属元素のうちから選ばれた少なくともいずれか２種以上の元素との組成物あるいは化合物を主成分とするものからなる。上記非金属元素としては通常窒素、りん、酸素、硫黄、ハロゲン元素（フッ素、塩素、臭素、沃素、アスタチン）などが好適に用いられる。半金属元素としては通常ほう素、炭素、珪素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、ビスマス、セレン、テルル、ポロニウムなどが好適に用いられる。上記セラミック材料は通常無機化合物を主成分とするものであり、これらのセラミック材料は結晶質のものであってもよいしあるいは例えばガラスなどの非晶質状態のものであってもよいしあるいは結晶質のものと非晶質のものとが混在したものであってもよい。上記セラミック材料は通常窒化物、炭化物、酸化物、硼化物、珪化物などの化合物あるいは組成物を主成分とするものである。
なお、本発明において上記セラミック材料としては主成分である無機材料以外に金属、合金、金属間化合物、有機物質、有機化合物、有機樹脂、その他に例えばハロゲン元素あるいはカルコゲン元素などの非金属などを含有するもの含まれる。
本発明において、上記セラミック材料を主成分とする焼結体は光透過性を有するものが好ましく、該セラミック材料を主成分とする焼結体に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が向上し易くなるので好ましい。
上記薄膜形成用基板は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶をはじめ無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成するために用いることができる。又上記薄膜基板も窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶をはじめ無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成するために用いることができる。その他に上記薄膜形成用基板及び薄膜基板は発光素子、あるいは光導波路、あるいは表面弾性波素子用などの圧電膜、あるいは電気回路基板用の絶縁膜や誘電膜などにも用いることができる。
上記のように本発明は、（１）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶をはじめ無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成するための薄膜形成用基板、（２）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする少なくとも単結晶をはじめ無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜が形成された薄膜基板、という大きく分けて二種類の基板を提供する。上記二種類の基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成し得る。これら２種類の基板にはそれぞれ導通ビアを有するものも含まれる。上記二種類の基板をより具体的にいえば、（１）薄膜形成用基板：窒化アルミニウムをはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体をそのまま基板としたもの、（２）薄膜基板：窒化アルミニウムをはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶をはじめ無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成したもの、の二種類である。本発明はこれらを提供する。また、上記二種類の基板にはそれぞれ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成し得る。また、これら二種類の基板にはそれぞれ導通ビアを有するものも含まれる。なお、上記薄膜基板は薄膜形成用基板としても用いることができる。
上記のように本発明は薄膜形成用基板、及び薄膜基板の２種類の基板を提供するものであることを説明した。また、この２種類の基板の中で薄膜形成用基板は窒化アルミニウムをはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体をそのまま基板としたものであることを説明したが、該薄膜形成用基板としては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体をそのまま基板としたものだけでなく、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスなどの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたものを基板としたものも用いることができる。すなわち本発明による薄膜形成用基板としては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体をそのまま基板としたもの、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたものを基板としたもの（すなわち薄膜基板と同質）、という２種類のものを用いることができる。前記のように窒化アルミニウムをはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成することができる。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜として前記のように単結晶及び無定形、多結晶、配向性多結晶などの結晶状態のものを用いることができる。また、該薄膜は前記のように単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた単一の結晶状態のものだけでなくこれら結晶状態のうちから選ばれた少なくとも２以上の結晶状態からなるものも同時に用いることができる。また、該薄膜は前記のように単一層のものだけでなく少なくとも２以上の層で構成されたものも好適に用いることができる。また、該薄膜は前記のように単一組成のものだけでなく異なる２以上の組成からなるものであっても好適に用いることができる。また、該薄膜は前記のように少なくとも２以上の層で構成され各薄膜層のうち少なくとも２以上は異なる組成からなるものであっても好適に用いることができる。また、該薄膜は前記のように導電性を有するものであっても好適に用いることができる。前記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜があらかじめ形成されたものを基板として用いることによりその上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は該薄膜を形成していない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそのまま基板として用いる場合に比べてより向上し易くなる。窒化アルミニウムをはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された基板には導通ビアを有するものも含まれる。
本発明において上記のように薄膜形成用基板としては窒化アルミニウムをはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体などをそのまま基板としたもの、窒化アルミニウムをはじめとする各種セラミック材料を主成分とする焼結体などに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたものを基板としたもの、という２種類のものを用いることができる。
すなわち本発明による薄膜形成用基板として、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体をそのまま基板としたものと、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、も含まれる。
本発明は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板も含む。本発明による薄膜基板に形成されている薄膜の結晶状態としては単結晶のものだけではなく無定形、多結晶、配向性多結晶などのように必ずしも単結晶でない状態のものであってもよい。より詳しく言えば、本発明による前記薄膜基板に形成されている薄膜の結晶状態としては単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態のものであってもよく、例えば必ずしも単結晶を含まない窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形状態だけの薄膜であってもよい。本発明によるこのような薄膜基板をより具体的に例示すれば、例えば１）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成された薄膜基板、また例えば２）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形薄膜が形成された薄膜基板、また例えば３）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする多結晶薄膜が形成された薄膜基板、また例えば４）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜が形成された薄膜基板、また例えば５）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形薄膜が形成されさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成された薄膜基板、また例えば６）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする多結晶薄膜が形成されさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成された薄膜基板、また例えば７）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜が形成されさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成された薄膜基板、また例えば８）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成された薄膜基板、また例えば９）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形薄膜が形成されさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜が形成されさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成された薄膜基板、などである。
なお、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板は形成されている薄膜が多層化され各層が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態で、組成も各薄膜層で異なりさらに厚みも各層で異なっていたとしてもその上には単結晶薄膜が形成し得る。また本発明による薄膜基板に形成される単結晶薄膜は、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成されるものより窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態の薄膜が形成された基板を用い、その上に形成されたもののほうが結晶性に優れる。
上記本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板において、少なくとも２層以上で形成されている薄膜の成分が異なるという意味は薄膜の実質的な組成が異なるということであり、薄膜の組成として該薄膜の主成分である窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる成分の割合が異なるものだけでなく、例えば薄膜が主成分として窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれる１種類だけでその他の成分として例えばドーピング剤だけの場合なども含まれる。より具体的に言えば、薄膜の主成分が例えば窒化ガリウムだけでその他実質的にドーピング剤としてマグネシウム（Ｍｇ）だけを含むものの場合、窒化ガリウムとマグネシウムの組成比が異なるものも含まれる。あるいは同様に、薄膜の主成分が例えば窒化アルミニウムだけでその他実質的にドーピング剤として珪素（Ｓｉ）だけを含むものの場合、窒化アルミニウムと珪素の組成比が異なるものも含まれる。本発明においては上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする同一成分の薄膜を単一層としてあるいは少なくとも２層以上に分けて形成できるだけでなく異なる成分からなる少なくとも２層以上の薄膜として形成することができる。同一成分を２層以上に分けて形成したものや異なる成分のものを２層以上に形成したものであっても形成された薄膜が単結晶である場合該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下と優れた結晶性のものが得られる。また、本発明においては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板には前記のように少なくとも２以上の層で構成される薄膜が形成できるが、各薄膜層のうち少なくとも２以上は異なる組成からなるものであっても好適に用いることができる。このことをより具体的に説明すれば、例えば薄膜が３層から構成される場合３層のうち２層は同じ組成で残り１層の組成が異なるもの、及び３層ともはそれぞれ組成が異なるもの、の２種類の状態の薄膜が含まれる。また、例えば薄膜が４層から構成される場合４層のうち２層は同じ組成で残り２層の組成がそれぞれ異なるもの、４層のうち３層は同じ組成で残り１層の組成が異なるもの、４層ともそれぞれ組成が異なるもの、の３種類の状態の薄膜が含まれる。
本発明は上記のように、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態の薄膜を形成し得る窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板を提供する。さらに、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態の薄膜が形成されている薄膜基板も提供する。
また、本発明は上記のように、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態の薄膜を形成し得る炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板を提供する。さらに、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態の薄膜が形成されている薄膜基板も提供する。
上記薄膜形成用基板は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる薄膜のうち単結晶薄膜を形成するために用いることができる。又上記薄膜基板も窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる単結晶薄膜を形成するために用いることができる。
上記で説明したように本発明による薄膜基板は、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板、である。また本発明による薄膜基板は、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板、である。また本発明による薄膜基板は、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板、である。また本発明による薄膜基板は、セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板、である。本発明による薄膜基板はより具体的に、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板、である。
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板上へ形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜として導電性を有するものが形成し得ることが見出された。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板としてこの基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜をあらかじめ形成した薄膜基板を用いた場合にも、この基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は導電性を有するものが形成し得ることが見出された。このような導電性の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を導通ビアが形成されている窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に形成した薄膜基板は該導通ビアを介して該薄膜基板の上下表面を電気的に接続できる。したがってこのような導電性薄膜が形成されている薄膜基板あるいは薄膜形成用基板を用いて発光素子などの半導体デバイスを作製すれば素子の片面でなく上下面に電極を配置できるので電極を取り出すための薄膜エッチングが不要になりさらに該素子のパッケージへの実装性を高めることができるので好ましい。導電性を発現するために通常は該薄膜にドーピング剤を加えることでＰ型あるいはＮ型に半導体化できるようになる。Ｐ型あるいはＮ型に半導体化することで該薄膜を多層構造の発光素子を構成するひとつの半導体層としても用いることができる。本発明においては窒化アルミニウム及び各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種結晶状態の薄膜を形成した薄膜基板に形成される無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜も導電性を有するものが形成できる。上記薄膜基板に形成された各種結晶状態の薄膜においても導電性はドーピング剤を加えＰ型あるいはＮ型に半導体化することで発現するようになる場合が多いが、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜のなかで窒化ガリウム、窒化インジウムを主成分とする薄膜（窒化ガリウム＋窒化インジウムの混合組成からなる薄膜を含む）はドーピング剤なしで自発的にＮ型に半導体化し導電性が発現する場合がある。Ｐ型あるいはＮ型に半導体化することで本発明による薄膜基板に形成された各種結晶状態の薄膜を多層構造の発光素子を構成するひとつの半導体層として用いることができる。又、上記各種結晶状態の薄膜を半導体化することで導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に発光素子などの半導体デバイスを作製すれば素子の片面でなく上下面に電極を配置できるので電極を取り出すための薄膜エッチングが不要になりさらに該素子のパッケージへの実装性を高めることができるので好ましい。本発明による各種結晶状態の薄膜をＰ型半導体化するためのドーピング剤としてはマグネシウム、ベリリウム、亜鉛、炭素など１種あるいは２種以上同時に使用できる。本発明による各種結晶状態の薄膜をＮ型半導体化するためのドーピング剤としては珪素、酸素など１種あるいは２種以上同時に使用できる。また上記Ｐ型半導体及びＮ型半導体形成用ドーピング剤の両方を用いるいわゆるコドープによる半導体化も可能である。半導体化された上記無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶などの各種結晶状態の薄膜の室温における抵抗率は１×１０４Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。より好ましくは室温における抵抗率１×１０２Ω・ｃｍ以下である。さらに好ましくは室温における抵抗率１×１０１Ω・ｃｍ以下である。最も好ましくは室温における抵抗率１×１００Ω・ｃｍ以下である。このような抵抗率を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びこれらの基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板に形成できることが明らかとなった。
また本発明による上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びこれらの基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板には単結晶を始めとして無定形、多結晶、配向性多結晶、など各種結晶状態の導電性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成できる。本発明による上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、及びこれらの基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板に形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種結晶状態の薄膜をＰ型半導体化するためのドーピング剤としてはマグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カルシウム（Ｃａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、炭素（Ｃ）など１種あるいは２種以上同時に使用できる。また該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種結晶状態の薄膜をＮ型半導体化するためのドーピング剤としては珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、酸素（Ｏ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）など１種あるいは２種以上同時に使用できる。また上記Ｐ型半導体及びＮ型半導体形成用ドーピング剤の両方を用いるいわゆるコドープによる半導体化も可能である。上記薄膜形成用基板、及び薄膜基板には室温における抵抗率は１×１０４Ω・ｃｍ以下の半導体化された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜が形成できる。また上記薄膜形成用基板、及び薄膜基板には室温における抵抗率１×１０２Ω・ｃｍ以下の無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜が形成できるので好ましい。さらに上記薄膜形成用基板、及び薄膜基板には室温における抵抗率１×１０１Ω・ｃｍ以下の無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜が形成できるのでより好ましい。また上記薄膜形成用基板、及び薄膜基板には室温における抵抗率１×１００Ω・ｃｍ以下の無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜が形成できるのでさらに好ましい。本発明による無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を上記のような抵抗率を有する半導体となすことにより該各種結晶状態の薄膜を直接発光素子の一部として使用することができるし、発光素子の電極を形成するために通常行われる発光素子を形成する薄膜層の一部をエッチングする工程が省略でき、さらに該発光素子をパッケージへ実装する場合などに有利である。Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅなどのドーピング剤を含む薄膜は通常該薄膜形成後、純Ｎ２中や真空中などの雰囲気中で再熱処理を行ったり電子線などを照射することで導電性が向上する場合があるので適宜実行することが好ましい。
Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃなど窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜をＰ型半導体化するために用いられるドーピング成分、及びＳｉ、Ｇｅ、Ｏ、Ｓｅ、Ｔｅなど窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜をＮ型半導体化するために用いられるドーピング成分は通常該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜中に元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲含まれることが好ましく、該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率を少なくとも１×１０４Ω・ｃｍ以下とすることができる。上記ドーピング成分を元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含む窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が、該主成分として窒化アルミニウムを９５モル％以下含み残りが窒化ガリウム、窒化インジウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる組成を有するものである場合、通常室温における抵抗率が少なくとも１×１０２Ω・ｃｍ以下のものを作製し得る。また、上記ドーピング成分を元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含む窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が、該主成分として窒化アルミニウム成分を５５モル％以下含み残りが窒化ガリウム、窒化インジウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる組成を有するものである場合、通常室温における抵抗率が少なくとも１×１０１Ω・ｃｍ以下のものを作製し得る。
上記のように本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いた薄膜形成用基板、及び薄膜基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の導電性を有する薄膜が形成できる。本発明においてこのような薄膜の中で、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学組成式であらわされる窒化ガリウムと窒化アルミニウムの二成分を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の導電性薄膜も得ることができる。上記二成分系の薄膜は波長３８０ｎｍ以下の紫外光の吸収が少ないのでこの材料を形成した薄膜基板を発光素子作製用基板として用いれば基板による光吸収が少ない、したがって発光効率に優れた発光素子が製造し得る。該二成分系薄膜の導電性はドーピング剤を用いＰ型及びＮ型に半導体化することで得られる。Ｐ型半導体化用のドーピング剤にはマグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カルシウム（Ｃａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、炭素（Ｃ）などを好適に用いることができ、その中ではマグネシウム（Ｍｇ）を用いることがより好ましい。また、Ｎ型半導体化用のドーピング剤には珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、酸素（Ｏ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）などを好適に用いることができ、その中では珪素（Ｓｉ）を用いることがより好ましい。上記二成分系の薄膜は主成分ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物に対し上記ＭｇなどのＰ型半導体化用のドーピング剤を元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むことができ室温における抵抗率１×１０４Ω・ｃｍ以下の無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の導電性薄膜が形成できる。その中で主成分ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）の化学式であらわされる組成物に対して上記ＭｇなどのＰ型半導体化用のドーピング剤を元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含む薄膜は室温における抵抗率１×１０−１Ω・ｃｍ〜１×１０２Ω・ｃｍ程度の無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の導電性薄膜が形成できる。また、上記二成分系の薄膜において主成分ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物に対して上記ＭｇなどのＰ型半導体化用のドーピング剤を元素換算で０．００００１〜０．５モル％の範囲で含む薄膜は室温における抵抗率１×１０４Ω・ｃｍ以下の無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の導電性薄膜が形成できる。また、上記二成分系の薄膜は主成分ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物に対し上記ＳｉなどのＮ型半導体化用のドーピング剤を元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むことができ室温における抵抗率１×１０２Ω・ｃｍ〜１×１０４Ω・ｃｍ以下の無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の導電性薄膜が形成できる。その中で主成分ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物に対し上記ＳｉなどのＮ型半導体化用のドーピング剤を元素換算で０．００００１〜０．５モル％の範囲で含む薄膜は室温における抵抗率１×１０２Ω・ｃｍ〜１×１０３Ω・ｃｍ以下の無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の導電性薄膜が形成できる。この組成の薄膜にはｘ＝１．０すなわち主成分が窒化アルミニウムだけからなり上記ＳｉなどのＮ型半導体化用のドーピング剤を元素換算で０．００００１モル％〜０．５モル％の範囲で含有する薄膜も含まれる。また、主成分ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）の化学式であらわされる組成物に対して上記ＳｉなどのＮ型半導体化用のドーピング剤を元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含む薄膜は室温における抵抗率１×１０−３Ω・ｃｍ〜１×１０１Ω・ｃｍ程度の比較的低抵抗の無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の導電性薄膜が形成できる。また、上記二成分系薄膜において主成分ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物に対し上記ＭｇなどのＰ型半導体化用のドーピング剤及びＳｉなどのＮ型半導体化用のドーピング剤とを同時に合計で元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むことができその室温における抵抗率は１×１０４Ω・ｃｍ以下の無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の導電性薄膜が形成できる。なお、例えばＭｇ、Ｓｉなどのドーピング剤の含有量が主成分に対して元素換算で０．００００１〜１０モル％であるということは上記二成分系薄膜が主成分であるＡｌｘＧａ１−ｘＮを９０〜９９．９９９９９モル％の範囲含み、ドーピング剤であるＭｇ、Ｓｉなどを元素換算で０．００００１〜１０モル％範囲で含む組成からなるものであることを意味する。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体を窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成するための基板として用いることができる。また、本発明においては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成した薄膜基板が提供できる。該薄膜の厚みは任意のものが形成し得るが、該薄膜を上記の各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板に形成する場合その厚みは薄膜中のピンホールや欠陥などを低減化し易くするために少なくとも０．５ｎｍ以上であることが望ましい。上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板に直接形成された薄膜は０．５ｎｍ以上の厚み、あるいはさらに１０μｍ以上のものも形成できる。またさらに５０μｍ以上といったものも形成し得る。前記のように本発明においてはＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相分解成長）法、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相エピタキシャル成長）法、ハイドライドＶＰＥ（水素化物気相エピタキシャル成長）法、クロライドＶＰＥ（塩化物気相エピタキシャル成長）法などのハライドＶＰＥ（ハロゲン化物気相エピタキシャル成長）法、プラズマＣＶＤ法、その他のＣＶＤ（化学気相分解成長）法、あるいはＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、あるいはエキシマレーザーなどを用いたレーザーアブレーション法、ＰＬＤ（パルスレーザーデポジション：パルスレーザー分解）法など、あるいはスパッタリング法などの方法を適宜用いて５００μｍ〜１０００μｍ程度の比較的厚みの厚いものも形成し得るが、通常薄膜の厚みとしては２００μｍ以下のものを用いることが結晶性の高い単結晶薄膜を得る上では好ましい。通常ＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法では薄膜の成長速度が１時間当り最大で５μｍ〜１０μｍであり、また通常はそれ以下で比較的小さい場合が多いのに対して、原料として塩化ガリウムなどのようなハロゲン化物を用いるクロライドＶＰＥ法、ハライドＶＰＥ法などを用いれば薄膜の成長速度が１時間当り５μｍ〜２００μｍと大きくより短時間で厚みの厚い薄膜を形成することができるので特に、厚みの厚い薄膜を形成する場合は好ましい。また、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜は上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板、あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板に直接形成されたものだけでなく、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜が形成された薄膜基板の上に形成される薄膜においても上記と同様な膜厚を有するものが比較的容易に得られる。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板、あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜、配向性多結晶薄膜の結晶性は前記のように焼結体の組成や光透過性あるいは焼結体粒子の大きさ、基板の表面状態、形成される薄膜の構成、あるいは薄膜形成条件などにも影響されるが、一方では形成される該薄膜の厚みにも影響される。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする厚み０．５ｎｍ以上の単結晶薄膜が形成できる。この厚みの単結晶薄膜の結晶性としてはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下のものが形成し得る。また、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板あるいは薄膜基板を用いることで０．３μｍ以上の厚みの上記単結晶薄膜も形成できる。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが０．３μｍ以上のものであれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として２４０秒以下の結晶性のものが得られ易い。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いることで３．５μｍ以上の厚みの上記単結晶薄膜も形成できる。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが３．５μｍ以上のものであれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として２００秒以下の結晶性のものが得られ易い。また、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いることで１０μｍ以上の比較的厚い単結晶薄膜も形成できる。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが１０μｍ以上のものであっても該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１５０秒以下の結晶性に優れたものが得られ易い。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みとして５０μｍ以上は十分可能である。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが５０μｍ以上のものであれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１３０秒以下の結晶性のものが得られ易く好ましい。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜として厚み２００μｍ程度のものは十分形成が可能である。なお、例えば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜をあらかじめ形成した基板を用いたり、あるいは光透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いれば実際上１０００μｍ程度の厚みの単結晶薄膜も形成し得るが、通常窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みとしては２００μｍ程度以下のものが好ましい。本発明において薄膜は通常ＭＯＣＶＤ法やＭＯＶＰＥ法あるいはハライドＶＰＥ法などの非平衡状態で形成されるため該薄膜の厚みが２００μｍより厚くなれば上記のように結晶性の低下が生じ易くなる場合があるからである。
本発明において、上記で示した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の膜厚と結晶性との関係は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成されたものだけではなく、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜があらかじめ形成された薄膜基板の上に形成された単結晶薄膜においても同様な薄膜の膜厚と結晶性との関係を有する。
また、基板としては上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなるものだけでなく、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にも窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜が形成できる。本発明において炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜、配向性多結晶薄膜の結晶性は前記のように基板の表面状態、形成される薄膜の構成、あるいは薄膜形成条件などにも影響されるが、一方では形成される該薄膜の厚みにも影響される。本発明において炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする厚み０．５ｎｍ以上の単結晶薄膜が形成できる。その結晶性は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下のものが形成し得る。また、本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いることで０．３μｍ以上の厚みの上記単結晶薄膜も形成できる。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが０．３μｍ以上のものにおいても該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下の結晶性のものが得られ易い。本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いることで３．５μｍ以上の厚みの上記単結晶薄膜も形成できる。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが３．５μｍ以上のものであれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として２４０秒以下の結晶性のものが得られ易い。また、本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いることで１０μｍ以上の比較的厚い単結晶薄膜も形成できる。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが１０μｍ以上のものであっても該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として２４０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が得られ易い。また、本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みとして５０μｍ以上は十分可能である。本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが５０μｍ以上のものであれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として２００秒以下の結晶性のものが得られ易く好ましい。また、本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みとして１００μｍ〜２００μｍ程度のものは十分可能である。なお、例えば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜をあらかじめ形成した基板を用いたり、あるいは光透過性の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが５００μｍ〜１０００μｍ程度のものであっても形成し得るが、通常窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みとしては２００μｍ程度以下のものが好ましい。本発明において薄膜は通常ＭＯＣＶＤ法やＭＯＶＰＥ法あるいはハライドＶＰＥ法などの非平衡状態で形成されるため該薄膜の厚みが２００μｍより厚くなれば上記のように結晶性の低下が生じ易くなる場合があるからである。
本発明において、上記で示した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の膜厚と結晶性との関係は炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体に単一層として形成されたものだけではなく、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜があらかじめ形成された薄膜基板の上に形成された単結晶薄膜においても同様な薄膜の膜厚と結晶性との関係を有する。
上記のように、本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される該単結晶薄膜の膜厚に比べてより薄いものであっても結晶性に優れたものが得られ易い。
本発明において上記のように、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は単一層としてだけではなく上記のように少なくとも２層以上からなる薄膜として形成できる。又上記２層以上の薄膜には組成がそれぞれ異なるもの結晶状態がそれぞれ異なるものなどが含まれる。今まで説明してきたように本発明において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は単一の層としてだけではなく少なくとも２層以上の薄膜としても形成できることを明らかにしてきたが、本発明においては上記少なくとも２層以上からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜においても各薄膜層において任意の厚みのものが形成し得る。また、上記少なくとも２層以上からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成されている薄膜層（基板側に形成されている薄膜層）はその厚みが０．５ｎｍ以上であることがより結晶性に優れた単結晶薄膜を得る上で好ましい。上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される少なくとも２層以上からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜のうち少なくとも１層が単結晶薄膜でありその厚みが０．５ｎｍ以上の場合該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下の結晶性のものが形成し得る。また、上記少なくとも２層以上からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜層のうち少なくとも１層が単結晶薄膜でありその厚みが０．３μｍ以上の場合該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下の結晶性のものが形成し得る。該単結晶薄膜が形成される基板が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の結晶性の良い単結晶薄膜が得られる。また、上記少なくとも２層以上からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜層のうち少なくとも１層が単結晶薄膜でありその厚みが３．５μｍ以上の場合でも該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下の結晶性のものが形成し得る。該単結晶薄膜層が形成される基板が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が得られる。また本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いることで少なくとも２層以上からなる１０μｍ以上の比較的厚い薄膜も形成できる。上記少なくとも２層以上からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜層のうち少なくとも１層が単結晶薄膜でありその厚みが１０μｍ以上の場合でも該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下の結晶性のものが形成し得る。該単結晶薄膜が形成される基板が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が得られる。本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする２層以上からなる薄膜として厚み５０μｍ以上のものは十分形成可能である。上記少なくとも２層以上からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜層のうち少なくとも１層が単結晶薄膜でありその厚みが５０μｍ以上の場合でも該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下の結晶性のものが形成し得る。該単結晶薄膜が形成される基板が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下の優れた結晶性のものが得られるので好ましい。本発明による薄膜形成用基板として例えば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜をあらかじめ形成した基板を用いたり、あるいは光透過性の基板を用いれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする少なくとも２層以上からなる厚み５００μｍ程度の薄膜を形成することが十分可能であり、実際上１０００μｍの厚みの単結晶薄膜も形成し得る場合がある。上記少なくとも２層以上からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜層のうち少なくとも１層が単結晶薄膜でありその厚みが５００μｍ〜１０００μｍの範囲のものであっても該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下の結晶性のものも形成し得る。通常上記少なくとも２層以上からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みとしては２００μｍ程度までのものが好ましい。本発明において薄膜は通常ＭＯＣＶＤ法やＭＯＶＰＥ法あるいはハライドＶＰＥ法などの非平衡状態で形成されるため該薄膜の厚みが２００μｍより厚くなれば上記のように結晶性の低下が生じ易くなる場合があるからである。
本発明において、上記少なくとも２層以上からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するにあたりＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相分解成長）法、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相エピタキシャル成長）法、ハイドライドＶＰＥ（水素化物気相エピタキシャル成長）法、クロライドＶＰＥ（塩化物気相エピタキシャル成長）法などのハライドＶＰＥ（ハロゲン化物気相エピタキシャル成長）法、プラズマＣＶＤ法、その他のＣＶＤ（化学気相分解成長）法、あるいはＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、あるいはエキシマレーザーなどを用いたレーザーアブレーション法、ＰＬＤ（パルスレーザーデポジション：パルスレーザー分解）法など、あるいはスパッタリング法などを適宜用いて目的とする構成の薄膜を得ることができる。また、上記１０μｍ以上の比較的厚い単結晶薄膜は塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化アルミニウムなどの金属塩化物とアンモニア、窒素、水素などの反応ガスを原料としたクロライドＶＰＥ（塩化物気相エピタキシャル成長）法などを用いれば薄膜の成長速度が１時間あたり１０μｍ〜５００μｍ程度と大きいので生産性の面で有利である。
本発明において、上記２層以上からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜のうち単結晶薄膜の厚みとその結晶性との関係は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されたものだけではなく、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜があらかじめ形成された薄膜基板の上に形成された単結晶薄膜においても上記と同様な膜厚と結晶性との関係を得ることができる。
本発明において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料の焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は同一成分のものを単一層としてあるいは少なくとも２層以上に分けて形成できるだけでなく異なる成分からなる少なくとも２層以上の単結晶薄膜として形成することができる。本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体には上記のように少なくとも２以上の層で構成される単結晶薄膜が形成できるが、各単結晶薄膜層のうち少なくとも２以上は異なる組成からなるものであっても好適に用いることができる。このことをより具体的に説明すれば、例えば単結晶薄膜が３層から構成される場合３層のうち２層は同じ組成で残り１層の組成が異なるもの、及び３層ともはそれぞれ組成が異なるもの、の２種類の状態の単結晶薄膜が含まれる。また、例えば単結晶薄膜が４層から構成される場合４層のうち２層は同じ組成で残り２層の組成がそれぞれ異なるもの、４層のうち３層は同じ組成で残り１層の組成が異なるもの、４層ともはそれぞれ組成が異なるもの、の３種類の状態の単結晶薄膜が含まれる。
ここで異なる組成という意味は単結晶薄膜の実質的な組成が異なるということであり、単結晶薄膜の組成が該単結晶薄膜の主成分である窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる成分の割合が異なるものだけでなく、例えば単結晶薄膜の主成分が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうち１種類だけでその他の成分が実質的に例えばドーピング剤だけの場合なども含まれる。より具体的に言えば、単結晶薄膜の主成分が例えば窒化ガリウムだけでその他実質的にドーピング剤としてマグネシウム（Ｍｇ）だけを含むものの場合、窒化ガリウムとマグネシウムの組成比が異なるものも含まれる。あるいは同様に、単結晶薄膜の主成分が例えば窒化アルミニウムだけでその他実質的にドーピング剤として珪素（Ｓｉ）だけを含むものの場合、窒化アルミニウムと珪素の組成比が異なるものも含まれる。本発明においては上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する材料の焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は同一成分のものを単一層としてあるいは少なくとも２層以上に分けて形成できるだけでなく異なる成分からなる少なくとも２層以上の単結晶薄膜として形成することができるが、同一成分を２層以上に分けて形成したものや異なる成分のものを２層以上に形成したものであっても各層の単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性のものが得られる。また、該単結晶薄膜が直接形成される基板が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下の優れた結晶性のものが得られるので好ましい。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、あるいはその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜の結晶性に与える因子としては、今まで説明してきたことをまとめると次のように分類される。使用する基板においては、１）セラミックの材質（窒化アルミニウムを主成分とする焼結体か、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体か、などの相違）、２）セラミックの組成（主成分の純度及び含有量、添加物あるいは不純物の含有量、など）、３）セラミックの光透過率、４）セラミック粒子の大きさ、５）セラミックの密度、６）セラミックの厚み、７）セラミックの焼成条件、８）基板の表面平滑性、また薄膜においては、９）薄膜の構成（単一層、あるいは２層以上の多層構成か、など）、１０）薄膜の厚み、１１）薄膜の形成条件（ＭＯＣＶＤ、クロライドＶＰＥあるいはスパッタリングなどの薄膜形成方法、基板温度、など）、などである。
また、上記セラミック基板に形成される薄膜の結晶性にあまり影響を与えない因子としては以下の点が挙げられる。１）セラミック基板中に導通ビアを有しているかどうか（導通ビアの有無にかかわらず、基板に形成される薄膜の結晶性にはあまり影響がない）、２）薄膜の組成（窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする組成であればあらゆる組み合わせが形成される薄膜の結晶性を左右されることなく可能、また各種ドーピング成分を含有する薄膜も結晶性を左右されることなく形成可能）、などである。
本発明において、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成するための薄膜形成用基板、及び該薄膜が形成された薄膜基板を製造するにあたり、上記のように基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の材質が重要である。そのうち炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体についても従来から行われている方法を用いて製造されたものを問題なく使用できる。すなわち、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスなどを主成分とする微粉末に適宜焼結助剤、バインダー、分散剤などを混合した粉末成形体を高温で焼成し焼結体としたものである。
焼成条件はそれぞれ各種セラミック材料の原料粉末の粒度や組成に依存するが、焼成温度として例えば炭化珪素で１５００℃〜２５００℃、窒化珪素で１６００℃〜２１００℃、窒化ガリウムで１０００℃〜１７００℃、酸化亜鉛で１１００℃〜１７００℃、酸化ベリリウムで１１００℃〜２０００℃、酸化アルミニウムで１１００℃〜２０００℃、などの温度が用いられる。焼成時の雰囲気として炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムなどの非酸化物の場合はアルゴン、ヘリウム、窒素、水素、一酸化炭素、カーボンなどを主成分とする非酸化性雰囲気や７６０Ｔｏｒｒ未満の減圧状態あるいは１×１０−３Ｔｏｒｒ以下の高真空状態などが用いられ、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの酸化物の場合は上記非酸化性雰囲気や減圧状態あるいは高真空状態以外にも大気、酸素、二酸化炭素などを主成分とする酸化性雰囲気などが用いられる。焼成時の圧力は上記減圧状態あるいは高真空状態以外にも常圧焼成で用いられる１Ｋｇ／ｃｍ２（７６０Ｔｏｒｒ）前後の圧力、及び加圧焼成、ホットプレス、ＨＩＰなどで用いられる５０００Ｋｇ／ｃｍ２程度以下の圧力が問題なく使用できる。
上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の組成としては焼結助剤などの添加物を含まずそれぞれの材料の主成分だけ含むもの、あるいは主成分の他に適宜焼結助剤、黒色化剤、あるいは原料中の不純物、などの成分を単独であるいは複合で含むものであっても問題なく使用できる。すなわち、例えば炭化珪素を主成分とする焼結体の組成としては実質的にＳｉＣだけからなるもの、あるいはカーボン成分、あるいはＢ、Ｂ４Ｃ、ＢＮなどの硼素成分、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、これらの成分を単独あるいは複合で含むものなどである。窒化珪素を主成分とする焼結体の組成としては実質的にＳｉ３Ｎ４だけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはカーボン、モリブデン、タングステンなどの黒色化促進成分、あるいはＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３などの遷移金属成分、これらの成分を単独あるいは複合で含むものなどである。窒化ガリウムを主成分とする焼結体の組成としては実質的にＧａＮだけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはカーボン、モリブデン、タングステンなどの黒色化促進成分、あるいはＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３などの遷移金属成分、これらの成分を単独あるいは複合で含むものなどである。酸化亜鉛を主成分とする焼結体の組成としては実質的にＺｎＯだけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３などの遷移金属成分、これらの成分を単独あるいは複合で含むものなどである。酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の組成としては実質的にＢｅＯだけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３などの遷移金属成分、これらの成分を単独あるいは複合で含むものなどである。酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成としては実質的にＡｌ２Ｏ３だけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３などの遷移金属成分、これらの成分を単独あるいは複合で含むものなどである。
今まで説明してきたように炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いたときこの基板上の表面平滑性を高めることで該基板上に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性を高めることができる。しかしながら該基板の平滑性として平均表面粗さＲａが２ｎｍ程度のものであっても該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒より大きいものとなり易い。
一方、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用い、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する薄膜を形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成することで該単結晶薄膜の結晶性を高めることができる。このような薄膜構成とすることで上記基板の表面平滑性などにあまり影響されずに形成される単結晶薄膜の結晶性を高めることが可能となる。また、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の組成を最適化することでさらに高い結晶性を有する単結晶薄膜が作製し得る。
前記のように、酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は該基板の表面平滑性などの影響を受け易く必ずしも結晶性に優れたものとなり得ない場合があるのに対して、該酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜は該基板の表面平滑性などの影響をより受けにくくなり結晶性はさらに優れたものとなり得る。すなわち、酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用い、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の比較的結晶性に優れたものになるとは必ずしも限らない。それに対して、酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用い、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下の比較的結晶性に優れたものが形成し得る。
上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体において、亜鉛以外にＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの遷移金属成分、あるいはアルミニウム成分などを含有するものを基板として用いたとき該基板には比較的良好な結晶性の薄膜が形成し得る場合が多い。そのなかでもアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を用いることが好ましい。通常アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いたときその上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体のうちアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含むものを基板として用いたときその上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成できる。さらに、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０２モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できる。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０８モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できる。
また、酸化亜鉛を主成分とする焼結体において、亜鉛以外にＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含有するものを基板として用いた場合でも該基板の上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。通常上記遷移金属成分としてＦｅ及びＣｒのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算（それぞれＦｅ２Ｏ３及びＣｒ２Ｏ３で示される）で１０．０モル％以下含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体が好ましく、このような組成の焼結体を基板として用いることでその上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜が形成し得る。
さらに、上記アルミニウム成分を含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いたとき該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、同じ組成のアルミニウム成分を含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性はさらに優れたものとなり得る。具体的に言えば、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いたとき、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すればミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として２００秒以下、通常１５０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が比較的容易に形成できる。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いれば、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成することによりミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１３０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が比較的容易に形成できる。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いたとき、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すればミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１００秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が比較的容易に形成し得る。
その際、上記アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜の結晶性も上記範囲のアルミニウム成分を含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いたものに比べて向上し易く、該配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９０００秒以下のものが比較的容易に形成し得る。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板では、該基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として８０００秒以下のものが比較的容易に形成し得る。
また、酸化亜鉛を主成分とする焼結体において、亜鉛以外にＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含有するものを基板として用いた場合、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１３０秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得る。通常上記遷移金属成分としてＦｅ及びＣｒのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算（それぞれＦｅ２Ｏ３及びＣｒ２Ｏ３で示される）で１０モル％以下含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体が好ましく、このような組成の焼結体を基板として用いることでその上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜が形成し得る。
このように酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成すれば、さらにその上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性を向上させる効果がある。その効果は酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板の組成以外の要素、例えば表面平滑性などにも大きく影響されず、例えば平均表面粗さＲａを５ｎｍ以下にしたものでなくても（すなわち、焼き放しの表面状態の基板、ラップ研磨した表面状態の基板、ブラスト研磨した表面状態の基板、機械的な溝切り加工が施された基板、あるいは鏡面研磨してある基板など、平均表面粗さＲａが５ｎｍ以上のものであっても）発揮され得る。
このような単結晶薄膜の結晶性に及ぼす酸化亜鉛を主成分とする焼結体中の亜鉛以外の成分そのなかでも特にアルミニウム成分の効果は、例えば該酸化亜鉛を主成分とする焼結体中にＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの遷移金属成分、などアルミニウム成分以外の金属成分が少なくとも１種以上含まれていたとしても減じることは少ない。
アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いたとき基板の上に形成される単結晶薄膜がこのような高い結晶性を有するものとなる原因は必ずしも明確ではないが、本願発明者は以下のように考えている。アルミニウム成分を含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体は通常白色あるいは黄白色を呈しているのに対してアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は通常青色に呈色しアルミニウム成分の含有量の増加に伴って呈色性が増大する傾向を有する。上記青色への呈色は酸化亜鉛中に存在するＡｌイオンが酸化亜鉛の結晶格子へ入り込みＺｎイオンと置換されてドナー準位を形成するためであり、上記Ａｌイオンによる酸化亜鉛結晶中のＺｎイオンとの置換により該酸化亜鉛結晶の大きさが小さくなる方向へ変化し（すなわち格子定数が小さくなる）、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の成長開始時における薄膜結晶の成長方向がより揃い易くなり（エピタキシャル成長性が自発的に高まり）、その結果このようなアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いたときその上には結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成され易くなるものと本願発明者は推測している。
アルミニウム成分を含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体の導電性は通常小さいが、上記アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の導電性は向上する。具体的にいえば、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の導電性は向上し例えば室温における抵抗率が少なくとも１×１０２Ω・ｃｍ以下のものが得られ易い。アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１０１Ω・ｃｍ以下のものが得られ易く該焼結体を導通ビアのない基板として用いることが可能となるので好ましい。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０２モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１００Ω・ｃｍ以下のものが得られ易く該焼結体を導通ビアのない基板として用いることが可能となるのでより好ましい。アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０８モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１０−１Ω・ｃｍ以下のものが得られ易く該焼結体を導通ビアのない基板として用いることが可能となるのでさらに好ましい。アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．２モル％〜２５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１０−２Ω・ｃｍ以下のものが得られ易く、１〜２×１０−３Ω・ｃｍ程度のより低い抵抗率を有するものも得られる。このような導電性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体は特に基板の上下表面を電気的に接続するための導通ビアを設ける必要がないので好ましい。また、上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体はＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの遷移金属成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、などのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分がアルミニウム成分以外に含まれていたとしても導電性が損なわれる程度は少ない。上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体中に含まれるアルミニウム以外の成分の含有量としては導電性が損なわれる程度が小さければどのようなものであってもよい。通常該アルミニウム以外の成分の含有量として酸化物換算で１０．０モル％以下であることが導電性が損なわれる程度が小さいので好ましい。
また、導電性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体は亜鉛以外の成分としてアルミニウム成分だけでなく、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０モル％以下含有するものでも得ることが可能である。通常上記遷移金属成分としてＦｅ及びＣｒのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０モル％以下含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体が好ましく、このような組成の焼結体を基板として用いることでその上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜が形成し得る。
上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体はＣＯやＨ２などを含む還元性雰囲気、あるいはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２などを含む非酸化性雰囲気、あるいは減圧状態、あるいはホットプレスなどによる高圧状態などの雰囲気中で焼成することで比較的高い光透過性を有するものが作製できるが、特にこのような雰囲気を用いず常圧の大気中で焼成を行ったものであっても比較的高い光透過性を有するものを作製可能である。すなわち、酸化亜鉛を主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても少なくとも波長３８０ｎｍ以上の可視光及び可視光より波長の長い光に対して光透過性を有するものが作製し得る。例えば、酸化亜鉛を主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても光透過率１％以上のものが作製し得る。通常酸化亜鉛成分をＺｎＯ換算で５５．０モル％以上含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体において光透過率１％以上のものが作製し得る。また、例えば添加物を用いず焼成し実質的にＺｎＯだけからなる酸化亜鉛を主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが作製し得る。なお、本発明において酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率は少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものである。上記光透過率は波長６０５ｎｍの光に対して測定されたものである。本発明においては今後特に断らない限り酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率には上記測定値を用いた。
また、上記のようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は上記のように導電性を有するだけでなく光透過性を有するものが作製し得る。上記アルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率としては１％以上のものが作製でき、通常光透過率１０％以上のものが作製し得る。さらに、上記のようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は上記のように導電性を有するだけでなく光透過率２０％以上に向上したものが得られ易く、光透過率３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上さらに８０％以上のものも作製し得る。なお上記光透過率とはガラスなどの透明体の直線透過率ではなく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率と同様に全透過率を意味する。
詳しく説明すれば、このような光透過性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体は他にＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの遷移金属成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、などの金属成分がアルミニウム成分以外に含まれていたとしても光透過性あるいは導電性が減じることは少ない。その中で例えばＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分と同時にＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体であっても光透過率２０％以上のものを得ることができる。また、上記希土類元素成分を酸化物換算で０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体はさらに光透過率が向上し易くなり光透過率３０％以上のものが得られ易くなり、本発明においては最大８４％のものも得られた。すなわちアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過率３０％以上のものが得られ易い。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含みさらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００６モル％〜６．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過率４０％以上のものが得られ易い。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含みさらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜６．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過率５０％以上のものが得られ易い。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含みさらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００２モル％〜３．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過率６０％以上のものが得られ易い。
なお、上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体に含まれる希土類元素成分の含有量の換算に用いる酸化物とはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３を意味する。また、上記アルミニウム成分と希土類元素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体におけるアルミニウム成分の含有量はＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲であることが光透過性を高める上では好ましい。このようにアルミニウム成分と希土類元素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体はより光透過性の優れたものが得られ易いが、アルミニウム成分と希土類元素成分とを同時含むことによって導電性が損じられることは少ない。
また、上記アルミニウム成分の他に希土類元素成分とを同時に含む比較的高い光透過性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いた場合でも、該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜、あるいは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜の結晶性は、アルミニウム成分を含むが実質的に希土類元素成分を含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いたものに比べて通常は同じ程度であり、結晶性が大きく低下するなどの変化は少ない。
上記のように、アルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は導電性とともに比較的高い光透過性とを有するものが比較的容易に作製し得る。
また上記のように、アルミニウム成分と希土類元素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は導電性とともにより高い光透過性とを有するものが比較的容易に作製し得る。
また、上記のような酸化亜鉛などの導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いて発光素子を作製すれば、基板に導通ビアを形成せずに上下に電極を配して電極と素子との電気的接続をはかるという形状の発光素子が作製し得るという特徴を有する。導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いる場合該焼結体の室温における抵抗率としては１×１０２Ω・ｃｍ以下であれば上下に電極を配した形状の発光素子であっても少ない損失で十分な電力を供給し得る。導電性を有する焼結体の室温における抵抗率としては室温において１×１０１Ω・ｃｍ以下のものが好ましく、１×１００Ω・ｃｍ以下のものがより好ましく、１×１０−１Ω・ｃｍ以下のものがさらに好ましい。
また、本発明において前記のように、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は該基板の表面平滑性などの影響を受け易く必ずしも結晶性に優れたものとなり得ない場合があるのに対して、該酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜は該基板の表面平滑性などの影響をより受けにくくなり結晶性はさらに優れたものとなり得る。すなわち、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用い、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の比較的結晶性に優れたものになるとは必ずしも限らない。それに対して、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用い、あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下の比較的結晶性に優れたものが形成し得る。
上記酸化ベリリウムを主成分とする焼結体において、ベリリウム以外にマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有するものを基板として用いたとき該基板には比較的良好な結晶性の薄膜が形成し得る。通常マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用いたときその基板上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。上記酸化ベリリウムを主成分とする焼結体のうちマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜３５．０モル％の範囲で含むものを基板として用いたときその基板上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成できる。また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００４モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できる。また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０１５モル％〜２５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できる。
なお、上記酸化ベリリウムを主成分とする焼結体において、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分、各成分の含有量として酸化物換算した値が用いられているが換算に用いた酸化物とはマグネシウム成分の場合ＭｇＯ、カルシウム成分の場合はＣａＯ、珪素成分の場合はＳｉＯ２である。以下本発明において酸化ベリリウムを主成分とする焼結体に含まれるマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分、各成分の酸化物換算に用いる化合物としては特に断らない限りそれぞれＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ２である。
さらに、上記マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたとき該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、同じ組成のマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性はさらに優れたものとなり得る。具体的に言えば、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用い、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅としては２００秒以下、通常１５０秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得る。また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用い、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１３０秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得る。また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用い、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１００秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得る。
その際、上記マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜の結晶性も上記範囲のマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたものに比べて向上し易く、該配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９０００秒以下のものが比較的容易に形成し得る。また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板では、該基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜では該配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として８０００秒以下のものが比較的容易に形成し得る。
このように酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成すれば、さらにその上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性を向上させる効果がある。その効果は酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板の組成以外の要素、例えば表面平滑性などにも大きく影響されず、例えば平均表面粗さＲａを５ｎｍ以下にしたものでなくても（すなわち、焼き放しの表面状態の基板、ラップ研磨した表面状態の基板、ブラスト研磨した表面状態の基板、機械的な溝切り加工が施された基板、あるいは鏡面研磨してある基板など、平均表面粗さＲａが５ｎｍ以上のものであっても）発揮され得る。
このような単結晶薄膜の結晶性に及ぼす酸化ベリリウムを主成分とする焼結体中のマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むことの効果は、例えば該酸化ベリリウムを主成分とする焼結体中にＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、その他ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外の金属成分が含まれていたとしても減じることは少ない。マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用いたときその上に形成される単結晶薄膜がこのような高い結晶性を有するものとなる原因については必ずしも明確ではないが、おそらく上記の成分は粒界相となって酸化ベリリウム粒子間に存在し一部の酸化ベリリウム粒子の異常粒子成長を抑制するので粒子間の空隙が少なく酸化ベリリウム結晶粒子の大きさが比較的揃った微構造の焼結体となりその結果形成される単結晶薄膜の結晶性の向上をもたらすものと本願発明者は考えている。
また、上記酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は通常ＣＯやＨ２などを含む還元性雰囲気、あるいはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２などを含む非酸化性雰囲気、あるいは減圧状態、あるいはホットプレスなどによる高圧状態などの雰囲気中で焼成することで高い光透過性を有するものが作製できるが、このような雰囲気を用いず常圧の大気中で焼成を行ったものであっても比較的高い光透過性を有するものが得られる。すなわち、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても少なくとも波長２００ｎｍ以上の紫外光、可視光及び可視光より波長の長い光に対して光透過性を有するものが作製し得る。例えば、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても光透過率１％以上のものが作製し得る。通常酸化ベリリウム成分をＢｅＯ換算で６５．０モル％以上含有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体において光透過率１％以上のものが作製し得る。また、例えば添加物を用いず焼成し実質的にＢｅＯだけからなる酸化ベリリウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが作製し得る。なお、本発明において酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率は少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものである。上記光透過率は波長６０５ｎｍの光に対して測定されたものである。本発明においては今後特に断らない限り酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率には上記測定値を用いた。
また、上記のようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体でも光透過率が１０％以上のものが作製し得る。さらに、上記のようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は光透過率が２０％以上に向上したものが得られ易く、光透過率３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、さらに８０％以上のものも作製し得る。なお上記光透過率とはガラスなどの透明体の直線透過率ではなく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率と同様に全透過率を意味する。
詳しく説明すれば、上記に示すような酸化ベリリウムを主成分とする焼結体はＳｒＯ、ＢａＯ、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外の他の金属成分が含まれていたとしても光透過性が減じることは少ない。その中で例えばＭｇＯなどのマグネシウム成分、ＣａＯなどのカルシウム成分、ＳｉＯ２などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分と同時にＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計５．０モル％以下含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体であっても光透過率２０％以上のものを得ることができる。また、上記希土類元素成分を酸化物換算で０．００００５モル％〜５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体はさらに光透過性が向上し易くなり光透過率３０％以上のものが得られ易くなり、本発明においては最大８１％のものも得られた。すなわちマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００００５モル％〜５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は光透過率３０％以上のものが得られ易い。また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００５モル％〜３．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は光透過率４０％以上のものが得られ易い。また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００２モル％〜３．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は光透過率５０％以上のものが得られ易い。また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００５モル％〜３．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は光透過率６０％以上のものが得られ易い。
なお、上記酸化ベリリウムを主成分とする焼結体に含まれる希土類元素成分の含有量の換算に用いる酸化物とはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３である。また、上記マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を含み、さらに希土類元素成分を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体において、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量としては酸化物換算で合計０．０００２モル％〜３５．０モル％の範囲であることが、光透過性を高める上では好ましい。
また、上記マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上の成分を含みさらに希土類元素成分を同時に含む比較的高い光透過性を有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用いた場合でも、該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜、あるいは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜の結晶性は、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上の成分を含むが実質的に希土類元素成分を含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用いたものに比べて通常は同じ程度であり、結晶性が大きく低下するなどの変化は少ない。
本発明において前記のように、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は該基板の表面平滑性などの影響を受け易く必ずしも結晶性に優れたものとなり得ない場合があるのに対して、該酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜は該基板の表面平滑性などの影響をより受けにくくなり結晶性はさらに優れたものとなり得る。すなわち、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下の比較的結晶性に優れたものになるとは必ずしも限らない。それに対して、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い、あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下の比較的結晶性に優れたものが形成し得る。
上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体において、アルミニウム以外にマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有するものを基板として用いたとき該基板には比較的良好な結晶性の薄膜が形成し得る。通常マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計４５．０モル％以下の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いたときその基板上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体のうちマグネシウム、カルシウム、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含むものを基板として用いたときその基板上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成できる。また、マグネシウム、カルシウム、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０２モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できる。また、マグネシウム、カルシウム、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０８モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できる。
なお、上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体において、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分、各成分の含有量として酸化物換算した値が用いられているが換算に用いた酸化物とはマグネシウム成分の場合ＭｇＯ、カルシウム成分の場合はＣａＯ、珪素成分の場合はＳｉＯ２である。以下本発明において酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれるマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分、各成分の酸化物換算に用いる化合物としては特に断らない限りそれぞれＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ２である。
さらに、上記マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたとき該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、同じ組成のマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性はさらに優れたものとなり得る。具体的に言えば、マグネシウム、カルシウム、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計４５．０モル％以下の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅としては２００秒以下、通常１５０秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成できる。また、マグネシウム、カルシウム、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１３０秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成できる。また、マグネシウム、カルシウム、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１００秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得る。
その際、上記マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜の結晶性も上記範囲のマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたものに比べて向上し易く、該配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９０００秒以下のものが比較的容易に形成し得る。また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板では、該基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として８０００秒以下のものが比較的容易に形成し得る。
このように酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成すれば、さらにその上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶の結晶性を向上させる効果がある。その効果は酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の組成以外の要素、例えば表面平滑性などにも大きく影響されず、例えば平均表面粗さＲａを５ｎｍ以下にしたものでなくても（すなわち、焼き放しの表面状態の基板、ラップ研磨した表面状態の基板、ブラスト研磨した表面状態の基板、機械的な溝切り加工が施された基板、あるいは鏡面研磨してある基板など、平均表面粗さＲａが５ｎｍ以上のものであっても）発揮され得る。
このような単結晶薄膜の結晶性に及ぼす酸化アルミニウムを主成分とする焼結体中のマグネシウム、カルシウム、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含むことの効果は、例えば該酸化アルミニウムを主成分とする焼結体中にＢｅＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、その他ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外の金属成分が含まれていたとしても減じることは少ない。マグネシウム、カルシウム、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計４５．０モル％以下の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いたときその上に形成される単結晶薄膜がこのような高い結晶性を有するものとなる原因については必ずしも明確ではないが、おそらく上記の成分は粒界相となって酸化アルミニウム粒子間に存在し一部の酸化アルミニウム粒子の異常粒子成長を抑制するので粒子間の空隙が少なく酸化アルミニウム結晶粒子の大きさが比較的揃った微構造の焼結体となりその結果形成される単結晶薄膜の結晶性の向上をもたらすものと本願発明者は考えている。
また、上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常ＣＯやＨ２などを含む還元性雰囲気、あるいはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２などを含む非酸化性雰囲気、あるいは減圧状態、あるいはホットプレスなどによる高圧状態などの雰囲気中で焼成することで高い光透過性を有するものが作製できるが、このような雰囲気を用いず常圧の大気中で焼成を行ったものであっても比較的高い光透過性を有するものが得られる。すなわち、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても少なくとも波長１６０ｎｍ以上の紫外光、可視光及び可視光より波長の長い光に対して光透過性を有するものが作製し得る。例えば、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても光透過率１％以上のものが作製し得る。通常酸化アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で５５．０モル％以上含有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体において光透過率１％以上のものが作製し得る。また、例えば添加物を用いず焼成し実質的にＡｌ２Ｏ３だけからなる酸化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが作製し得る。なお、本発明において酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は少なくとも波長１６０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものである。上記の光透過率は波長６０５ｎｍの光に対して測定されたものである。本発明においては今後特に断らない限り酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率には上記測定値を用いた。
また、上記のようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体のうち、少なくともＭｇＯなどのマグネシウム成分及びＣａＯなどのカルシウム成分及びＳｉＯ２などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計４５．０モル％以下の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常光透過率が１０％以上のものが作製し得る。さらに、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体のうち、少なくともＭｇＯなどのマグネシウム成分及びＣａＯなどのカルシウム成分及びＳｉＯ２などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は通常光透過率が２０％以上に向上したものが得られ易く、光透過率３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、さらに８０％以上のものも作製し得る。なお、上記光透過率とはガラスなどの透明体の直線透過率ではなく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率と同様に全透過率を意味する。
詳しく説明すれば、このような酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はＢｅＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外の他の金属成分が含まれていたとしても光透過性が減じることは少ない。その中で例えばＭｇＯなどのマグネシウム成分及びＣａＯなどのカルシウム成分及びＳｉＯ２などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み、さらに同時にＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても光透過率２０％以上のものを得ることができる。また、上記希土類元素成分を酸化物換算で０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はさらに光透過性が向上し易くなり光透過率３０％以上のものが得られ易くなり、本発明においては最大８２％のものも得られた。すなわち、マグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計４５．０モル％以下含み、さらに同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過率３０％以上のものが得られ易い。また、マグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計４５．０モル％以下含み、さらに同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜６．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過率４０％以上のものが得られ易い。また、マグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計４５．０モル％以下含み、さらに同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００５モル％〜６．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過率５０％以上のものが得られ易い。また、マグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計４５．０モル％以下含み、さらに同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０１モル％〜３．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は光透過率６０％以上のものが得られ易い。
また、上記マグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含みさらに同時に希土類元素成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体において、含まれるマグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分は酸化物換算で合計０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲であることが、光透過性を高める上では好ましい。
なお、上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に希土類元素成分と同時に含まれるマグネシウム成分及びカルシウム成分及び珪素成分としては通常これらのうちの少なくとも２種以上を用いることが光透過性をより向上させる上で好ましい。ＭｇＯなどのマグネシウム成分及びＣａＯなどのカルシウム成分及びＳｉＯ２などの珪素成分のうちから選ばれた少なくとも２種以上の成分を含むということは具体的にはマグネシウム成分と珪素成分とを同時に含む、あるいはカルシウム成分と珪素成分とを同時に含む、あるいはマグネシウム成分とカルシウム成分とを同時に含む、あるいはマグネシウム成分とカルシウム成分及び珪素成分の３成分を同時に含むということを意味する。上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれるマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量の換算に用いる酸化物とはそれぞれマグネシウム成分でＭｇＯ、カルシウム成分でＣａＯ、珪素成分でＳｉＯ２である。また、上記酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に含まれる希土類元素成分の含有量の換算に用いる酸化物とはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３である。
また、上記マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含みさらに希土類元素成分を同時に含む比較的高い光透過性を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいはマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上あるいは２種以上の成分を含みさらに希土類元素成分を同時に含む比較的高い光透過性を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いた場合でも、該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜、あるいは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜の結晶性は、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上の成分を含むが実質的に希土類元素成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いたものに比べて通常は同じ程度であり、大きく結晶性が低下するなどの変化は少ない。
前記のように、窒化ガリウムを主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は該基板の表面平滑性などの影響を受け易く必ずしも結晶性に優れたものとなり得ない場合があるのに対して、該窒化ガリウムを主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜は該基板の表面平滑性などの影響をより受けにくくなり結晶性はさらに優れたものとなり得る。すなわち、窒化ガリウムを主成分とする焼結体を基板として用い、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の比較的結晶性に優れたものになるとは必ずしも限らない。それに対して、窒化ガリウムを主成分とする焼結体を基板として用い、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下の比較的結晶性に優れたものが形成し得る。
上記窒化ガリウムを主成分とする焼結体において、ガリウム以外にＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、及びＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属元素成分、及びアルミニウム成分、及びインジウム成分、及び酸素、及び亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）などの成分を少なくとも１種以上含有するものを用いたとき該焼結体には比較的良好な結晶性の薄膜が形成し得る場合が多い。なお、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素などの成分を少なくとも１種以上含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は比較的高い導電性を有するものが作製し得る。
通常ガリウム成分をＧａＮ換算で５５．０モル％以上含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いたときその上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。上記窒化ガリウムを主成分とする焼結体のうちＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分を含むものは該焼結体に形成される単結晶薄膜の結晶性向上に有効な作用を及ぼす。アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分は窒化ガリウムを主成分とする焼結体中にそれぞれ単独で含まれていてもよいしあるいは同時に含まれていてもよい。該アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３０．０モル％以下含むものを用いたときその上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成できる。さらに、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２０．０モル％以下含窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いたときその上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できる。また、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いたときその上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できる。
また、上記窒化ガリウムを主成分とする焼結体として、その他ガリウム以外にＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０．０モル％以下含有するものを用いた場合でも該焼結体の上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。通常上記遷移金属元素成分としてＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、及びＴｉのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０．０モル％以下含有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体が好ましく、このような組成の焼結体を用いることでその上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜が形成し得る。
また、上記窒化ガリウムを主成分とする焼結体として、ガリウム以外にＺｎ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅなどのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有するものは比較的高い導電性を有するが得られ易いが、該Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅなどのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０．０モル％以下含有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いた場合でも該焼結体の上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。
また、上記窒化ガリウムを主成分とする焼結体として、その他ガリウム以外にアルミニウム、及びインジウム、及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で４０．０モル％以下含有するものを用いた場合でも該焼結体の上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。
さらに、上記アルミニウム成分を含有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いたとき該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、同じ組成の窒化ガリウムを主成分とする焼結体の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性はさらに優れたものとなり得る。具体的に言えば、ガリウム成分をＧａＮ換算で５５．０モル％以上含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いたとき、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すればミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として２００秒以下、通常１５０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が比較的容易に形成できる。また、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いれば、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成することによりミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１３０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が比較的容易に形成できる。また、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いたとき、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すればミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１００秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が比較的容易に形成し得る。
その際、上記ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜の結晶性も上記範囲のアルミニウム成分を含まない窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いたものに比べて向上し易く、該配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９０００秒以下のものが比較的容易に形成し得る。また、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では、該焼結体にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として８０００秒以下のものが比較的容易に形成し得る。
また、窒化ガリウムを主成分とする焼結体として、ガリウム以外にＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０．０モル％以下含有するものを用いた場合、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１３０秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得る。また、上記遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で５．０モル％以下含有するものを用いた場合、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１００秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得るので好ましい。通常上記遷移金属元素成分としてＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、及びＴｉのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０．０モル％以下含有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体が好ましく、このような組成の焼結体を用いることでその上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜が形成し得る。
また、窒化ガリウムを主成分とする焼結体として、その他ガリウム以外にＺｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅなどのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０．０モル％以下含有するものを用いた場合、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１３０秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得る。また、上記Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅなどのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で５．０モル％以下含有するものを用いた場合、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１００秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得るので好ましい。
また、窒化ガリウムを主成分とする焼結体として、その他ガリウム以外にアルミニウム、及びインジウム、及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で４０．０モル％以下含有するものを用いた場合、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１３０秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得る。また、上記アルミニウム、及びインジウム、及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で３０．０モル％以下含有するものを用いた場合、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１００秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得るので好ましい。
このように窒化ガリウムを主成分とする焼結体にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成すれば、さらにその上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性を向上させる効果がある。その効果は窒化ガリウムを主成分とする焼結体の組成以外の要素、例えば表面平滑性などにも大きく影響されず、例えば平均表面粗さＲａを５ｎｍ以下にしたものでなくても（すなわち、焼き放しの表面状態の焼結体、ラップ研磨した表面状態の焼結体、ブラスト研磨した表面状態の焼結体、表面に機械的な溝切り加工が施された焼結体、あるいは鏡面研磨してある焼結体、など平均表面粗さＲａが５ｎｍ以上のものであっても）発揮され得る。
このような単結晶薄膜の結晶性に及ぼす窒化ガリウムを主成分とする焼結体中のガリウム以外の成分のなかでも特にＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分の効果は、例えば該窒化ガリウムを主成分とする焼結体中にＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属元素成分、アルミニウム成分、インジウム成分、酸素、及びＺｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、などアルカリ土類金属成分及び希土類元素成分以外の成分が少なくとも１種以上含まれていたとしても減じることは少ない。
ガリウム成分をＧａＮ換算で５５．０モル％以上含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いたとき該焼結体の上に形成される単結晶薄膜がこのような高い結晶性を有するものとなる原因は必ずしも明確ではないが、本願発明者は窒化ガリウムを主成分とする焼結体は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウム各薄膜と同じウルツ鉱型結晶の結晶構造であるため窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が自発的に単結晶化し易いためと推測している。
窒化ガリウムを主成分とする焼結体は窒化ガリウム粒子からなり従って粒界が存在しており、単結晶や薄膜などのように比較的均質に近い状態ではないにもかかわらず通常導電性を有するものが得られる場合が多い。該窒化ガリウムを主成分とする焼結体がＢｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素などの成分を実質的に含まないものであっても室温における抵抗率１×１０８Ω・ｃｍ以下の導電性を有するものが得られる場合が多い。また、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体の導電性は向上し易いので好ましい。すなわち、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素などの成分を実質的に含まない窒化ガリウムを主成分とする焼結体は室温における抵抗率が必ずしも１×１０４Ω・ｃｍ以下の導電性を有するとは限らないがＢｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体の導電性は室温における抵抗率が１×１０４Ω・ｃｍ以下に向上し易いので好ましい。より具体的に言えば、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を元素換算で１０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体の導電性は向上し例えば室温における抵抗率が少なくとも１×１０４Ω・ｃｍ以下のものが得られ易い。また、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で０．００００１モル％〜１０．０モル％の範囲含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体の導電性は向上し例えば室温における抵抗率が少なくとも１×１０３Ω・ｃｍ以下のものが得られ易い。また、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で０．００００１モル％〜７．０モル％の範囲含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１０１Ω・ｃｍ以下のものが得られ易く該焼結体を導通ビアのない基板として用いることが可能となるので好ましい。また、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で０．００００１モル％〜５．０モル％の範囲で含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１００Ω・ｃｍ以下のものが得られ易く該焼結体を導通ビアのない基板として用いることが可能となるのでより好ましい。また、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で０．００００１モル％〜３．０モル％の範囲で含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１０−１Ω・ｃｍ以下のものが得られ易く該焼結体を導通ビアのない基板として用いることが可能となるのでさらに好ましい。このような組成の窒化ガリウムを主成分とする焼結体において室温における抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下あるいはさらに１〜２×１０−３Ω・ｃｍ程度のより低い抵抗率を有するものも得られる。このような導電性を有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体は特に基板の上下表面を電気的に接続するための導通ビアを設ける必要がないので好ましい。
また、上記窒化ガリウムを主成分とする焼結体はＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分、及びＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属元素成分、及びアルミニウム成分、インジウム成分などのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分がＢｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分以外に含まれていたとしても導電性が損なわれる程度は少ない。上記窒化ガリウムを主成分とする焼結体中に含まれるＢｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分以外の成分の含有量は導電性が損なわれる程度が小さければどのようなものであってもよい。通常該Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分以外の成分の含有量としてアルカリ土類金属成分及び希土類元素成分は酸化物換算で１０．０モル％以下、遷移金属元素成分は元素換算で１０．０モル％以下、アルミニウム成分及びインジウム成分は元素換算で４０．０モル％以下であることが導電性が損なわれる程度が小さいので好ましい。
また、導電性を有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体はガリウム以外の成分としてＢｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分だけでなく、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０．０モル％以下、あるいは成分アルミニウム成分及びインジウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で４０．０モル％以下含有するものでも得ることが可能である。
上記窒化ガリウムを主成分とする焼結体はＣＯやＨ２などを含む還元性雰囲気及びＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２などを含む非酸化性雰囲気の常圧中、あるいは減圧中、あるいはホットプレスやＨＩＰなどによる高圧下で焼成することにより比較的高い光透過性を有するものが作製し得る。すなわち、窒化ガリウムを主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても通常少なくとも波長３６０ｎｍ以上の可視光及び可視光より波長の長い光に対して光透過性を有するものが作製し得る。例えば、窒化ガリウムを主成分とする焼結体はどのような組成のものであっても光透過率１％以上のものが作製し得る。通常ガリウム成分をＧａＮ換算で５５．０モル％以上含有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体において光透過率１％以上のものが作製し得る。また、例えば添加物を用いず焼成し実質的にＧａＮだけからなる窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが作製し得る。なお、本発明において窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率は少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものである。上記光透過率は波長６０５ｎｍの光に対して測定されたものである。本発明においては今後特に断らない限り窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率には上記測定値を用いた。
その中で例えばＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分は窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過性に有効な作用を及ぼす。アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分は窒化ガリウムを主成分とする焼結体中にそれぞれ単独で含まれていてもよいしあるいは同時に含まれていてもよい。該アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は光透過率１０％以上のものが作製し得る。また、上記アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体はさらに光透過性が向上し易くなり光透過率２０％以上のものが得られ易い。また、アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は光透過率３０％以上のものが得られ易い。また、アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で６．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は光透過率４０％以上のものが得られ易い。また、アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は光透過率５０％以上のものが得られ易い。また、アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００１モル％〜３．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は光透過率６０％以上のものが得られ易い。さらに光透過率８０％以上のものも作製し得る。本発明においては光透過率が最大８６％のものが得られた。
その他、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが作製し得る。また、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０．０モル％以下の範囲で含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが作製し得る。さらに、アルミニウム及びインジウム及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で４０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが作製し得る。また、アルミニウム及びインジウム及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で３０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光透過率２０％以上のものが作製し得るので好ましい。
また、上記アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、あるいはＺｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、あるいはアルミニウム及びインジウム及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、といった成分を少なくとも２種以上同時に含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体であっても光透過性のものが作製し得る。例えば、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３０．０モル％以下含み同時にＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体、あるいは上記範囲のアルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み同時にＺｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０．０モル％以下の範囲で含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体、あるいは上記範囲のアルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み同時にアルミニウム及びインジウム及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で４０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体、であってもそれぞれ光透過率１０％以上のものが作製し得る。
なお、上記アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、あるいはＺｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、あるいはアルミニウム及びインジウム及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、といった成分を少なくとも２種以上同時に含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体であっても、該焼結体に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜、あるいは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜の結晶性は、上記アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、あるいはＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、あるいはＺｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、あるいはアルミニウム及びインジウム及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分、といった成分をそれぞれ単独で含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いたものに比べて通常は同じ程度であり、結晶性が大きく低下するなどの変化は少ない。
また、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は導電性を有するだけでなく光透過性を有するものが作製し得る。上記Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率としては１％以上のものが作製し得る。上記のようにＢｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は上記のように導電性を有するだけでなく光透過率１０％以上に向上したものが作製し得る。また、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で０．００００１モル％〜１０．０モル％の範囲で含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は導電性を有するだけでなく光透過率２０％以上のものが作製し得、さらに光超過率が３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上さらに８０％以上のものも作製し得る。
また、このような導電性を有しさらに光透過性を有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体において、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分が含まれているものだけでなく同時にＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分及びＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むもの、あるいはＢｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分と同時にＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むもの、あるいはＢｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分と同時にアルミニウム及びインジウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであったとしても上記導電性あるいは光透過性が減じることは少ない。導電性を有しさらに光透過性を有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体において、上記の例示した成分をそれぞれ１種ずつ計２種含むものだけでなく、どちらかの成分を少なくとも２種以上計３種以上の成分を含むものであっても上記導電性あるいは光透過性が減じることは少ない。本発明において、例えば上記アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分及びＺｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を同時に含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は室温における抵抗率１×１０４Ω・ｃｍ以下の導電性を有しかつ光透過性を有するものが作製し得るが、このような組成の窒化ガリウムを主成分とする焼結体において室温における抵抗率１．７×１０−２Ω・ｃｍを有し光透過率８２％と高い導電性と同時に高い光透過率を有するものもが得られた。
なお上記光透過率とはガラスなどの透明体の直線透過率ではなく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率と同様に全透過率を意味する。
窒化ガリウムを主成分とする焼結体が上記のような高い光透過性を有する理由については必ずしも明確ではないが、比較的均質で緻密な組織を有するものが容易に作製し得ることが大きな要因であろうと推測される。さらに上記組成の窒化ガリウムを主成分とする焼結体においてより均質で緻密な組織を有するものが作製し得るため光透過性の高いものが得られるものと思われる。
窒化ガリウムを主成分とする焼結体は通常窒化ガリウムを主成分とする粉末を主体とする成形体を非酸化性雰囲気中１０００℃〜１７００℃程度の温度で焼成することにより比較的容易に作製できる。光透過性を高めるためには通常１２００℃以上で焼成することが好ましい。上記の窒化ガリウムを主成分とする焼結体を作製するために使用する窒化ガリウムの原料粉末はどのようなものでも使用できるが、焼結性に優れたものを用いることが光透過性の窒化ガリウムを主成分とする焼結体を作製する上で好ましい。通常平均粒径１０μｍ以下の微粉末であれば好適に用いることができ光透過性の窒化ガリウムを主成分とする焼結体が作製し得る。また、平均粒径５．０μｍ以下のものがより好ましく、平均粒径２．０μｍ以下のものがさらに好ましい。また、平均粒径１．０μｍ以下のものも用いることができる。なお、平均粒径１０μｍより大きいものであってもボールミルやジェットミルなどで粉砕することにより１０μｍ以下の微粉末とすることにより好適に用いることができる。このような窒化ガリウムを主成分とする原料粉末としては、１）金属ガリウムを窒素やアンモニアなどの窒素含有物質などを用いて直接窒化反応せしめて作製したもの、２）酸化ガリウムをカーボンなどの還元剤と窒素やアンモニアなどの窒素含有物質とを用いて還元窒化して作製したもの、３）ガリウム化合物（例えばトリメチルガリウムなどの有機ガリウム化合物や塩化ガリウムなどの無機ガリウム化合物）を気体となして窒素やアンモニアなどの窒素含有物質と反応させて（要すれば水素などの還元ガスを共存させ）作製した化学輸送法によるもの、などが好適に用いられる。また、その他市販のものも用いることができる。金属ガリウムを直接窒化して窒化ガリウム粉末を作製する方法として、例えば金属ガリウムは融点が低いので通常アルゴン、ヘリウムなどの不活性雰囲気中、あるいは水素などの還元雰囲気中で３００℃〜１７００℃程度の温度で加熱し金属ガリウムを気化させた後、該気体となった金属ガリウムを窒素やアンモニアなどの窒素成分を含むガスと３００℃〜１７００℃程度の温度で反応させて窒化ガリウム粉末を作製するといった方法がある。酸化ガリウムを還元窒化して窒化ガリウム粉末を作製する方法として、例えば酸化ガリウム粉末をカーボン粉末とともに混合し窒素やアンモニアなどの窒素成分を含むガスと４００℃〜１６００℃程度の温度で加熱して酸化ガリウムの還元と窒化反応を行ない窒化ガリウム粉末を作製するといった方法がある。なお反応物中に残留カーボンがあれば大気などの酸化雰囲気中で加熱するなどして除去する。ガリウム化合物を気化させて窒化ガリウム粉末を作製する方法として、例えば塩化ガリウム、臭化ガリウムあるいはトリメチルガリウムなどのガリウム化合物をアルゴン、ヘリウム、窒素などの非酸化性雰囲気中、あるいは水素などの還元雰囲気中で５０℃〜１８００℃程度の温度で加熱し該塩化ガリウム、臭化ガリウムあるいはトリメチルガリウムなどのガリウム化合物を気化させた後、気体となった該塩化ガリウム、臭化ガリウムあるいはトリメチルガリウムなどのガリウム化合物を窒素やアンモニアなどの窒素成分を含むガスさらに要すれば水素などの還元ガスを加えた窒素やアンモニアなどの窒素成分を含むガスと３００℃〜１８００℃程度の温度で反応させて窒化ガリウム粉末を作製するといった方法がある。このような焼結体作製用の原料として用い得る窒化ガリウムを主成分とする粉末には不純物として酸素が含まれる場合があるがこのような不純物酸素を含む原料粉末を用いて作製される窒化ガリウムを主成分とする焼結体であっても緻密で光透過性を有するもの、導電性を有するものが作製し得る。通常窒化ガリウム粉末の酸素含有量が１０重量％以下であれば該粉末を用いて作製される窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過性あるいは導電性は発現し得る。さらに酸素含有量１０重量％以下の窒化ガリウム粉末を用いて作製される窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いた場合、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として３００秒以下の単結晶薄膜が比較的容易に直接形成し得る。また該窒化ガリウムを主成分とする焼結体あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として１３０秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得る。窒化ガリウム粉末の酸素含有量が５．０重量％以下であれば少なくとも光透過率５％以上あるいは室温における抵抗率１×１０４Ω・ｃｍ以下の窒化ガリウムを主成分とする焼結体を得るので好ましい。
なお、上記本発明による窒化ガリウムを主成分とする粉末とは通常ガリウム成分をＧａ換算で５５．０モル％以上含む粉末を意味する。
なお、上記窒化ガリウムを主成分とする焼結体に含まれるアルカリ土類金属成分の含有量の換算に用いる酸化物とはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯを意味し、希土類元素成分の含有量の換算に用いる酸化物とはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３を意味する。
本発明において、上記のような窒化ガリウムなどの導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製すれば、基板に導通ビアを形成せずに上下に電極を配して電極と素子との電気的接続をはかるという形状の発光素子が作製し得るという特徴を有する。導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いる場合該焼結体の室温における抵抗率としては１×１０４Ω・ｃｍ以下であれば上下に電極を配した形状の発光素子が作製し得る。導電性を有する焼結体の室温における抵抗率としては室温において通常１×１０２Ω・ｃｍ以下のものであれば少ない損失で十分な電力を供給し得る。導電性を有する焼結体の室温における抵抗率としては室温において１×１０１Ω・ｃｍ以下のものが好ましく、１×１００Ω・ｃｍ以下のものがより好ましく、１×１０−１Ω・ｃｍ以下のものがさらに好ましい。
本発明において、上記のように酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムそれぞれを主成分とする焼結体を基板とすることで高い結晶性の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が作製できる。したがって、このような単結晶薄膜が形成された基板を用いてその上にあらためて薄膜を形成することで発光素子を作製することもできるし、あるいはこのような高い結晶性を有する薄膜をそのまま発光素子を構成する薄膜層の少なくとも一部として使用することにより発光素子を作製することもできる。このような酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムそれぞれを主成分とする焼結体を基板として用いて作製される発光素子は従来からのサファイア基板を用いて作製される発光素子に比べて発光効率が少なくとも同等かそれ以上のものが提供できるようになった。
一方、上記のように酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムそれぞれを主成分とする焼結体は比較的高い光透過性のものが得られ、したがってこのような光透過性の酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムそれぞれを主成分とする焼結体を基板として用いた発光素子も作製できる。このような光透過性の酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムそれぞれを主成分とする焼結体を基板として用いて作製された発光素子はさらに発光効率の優れたものが得られ易いので従来からのサファイア基板を用いて作製される発光素子に比べてより発光効率の優れたものが提供できる。その理由は必ずしも明確でないが、基板が従来からのサファイアなどの単結晶と異なり微粒子から構成される多結晶質の焼結体であり微粒子の結晶方向があらゆる方向を向いているため発光素子からの発光は基板と発光素子を構成する薄膜との界面で反射が減少しそのまま基板内へ透過され易くなり、基板が光透過性であるため基板に進入した光が基板外部へ放出され易くなり発光素子の発光効率が向上し易くなるものと思われる。また発光素子を構成する薄膜層と周囲の雰囲気との界面での反射が生じにくくなり発光素子からの発光が該薄膜層を通して素子外部へ放出され易くなるものと思われる。
なお、本発明において特に断らない限り上記の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率の測定値は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と同様直径２５．４ｍｍ厚み０．５ｍｍの円盤状で表面を鏡面に研磨した状態の試料を用い所定の波長の光を上記焼結体試料に当て、入射した光の強度と透過した光の強度を分光光度計などで測定しその比を百分率で表わしたものである。波長としては通常特に断らない限り６０５ｎｍのものを用いて測定されたものである。本発明における光透過率は上記測定用試料を積分球の内部にセットして全透過光を集めこの全透過光と入射光との強度比を百分率で表した全透過率として求めたものである。なお、光透過率として波長６０５ｎｍ以外の光に対するものを測定していなくても波長６０５ｎｍの光に対しての光透過率を把握していれば本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の性能、すなわち例えば発光素子作製用基板として用いたとき作製される発光素子の発光効率を判定し得る。
光透過率は試料の厚みによって変化し本発明による上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を薄膜形成用基板、薄膜基板あるいは発光素子作製用基板などとして実際に用いる場合該基板の厚みを薄くして光透過率を高めることは例えば発光素子の発光効率を高める上で有効である。通常薄膜形成用基板、薄膜基板あるいは発光素子作製用基板などとしては厚み０．０１ｍｍ以上のものを用いることが取り扱い上の強度の点からは好ましい。又厚みが厚くなると光透過率が低下し易いので通常薄膜形成用基板、薄膜基板あるいは発光素子作製用基板などとしては厚み８．０ｍｍ以下のものを用いることが好ましい。本発明において上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体としてはその厚みが少なくとも０．０１ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲において薄膜形成用基板、薄膜基板あるいは発光素子作製用などの基板として該焼結体を実際に使用する状態で光透過性を有していれば有効である。すなわち、上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体はその厚みが少なくとも０．０１ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲あるいはそれ以外であっても実際に使用される状態での光透過率が少なくとも１％以上であればよいのであって、例えば発光素子作製用基板として実際に厚み０．１ｍｍあるいは２．０ｍｍなど厚みが必ずしも０．５ｍｍではないものであっても光透過性を有し例えば光透過率が少なくとも１％以上であれば作製される発光素子の発光効率は向上し易い。
本発明において、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過性は厚みには関係無い。厚い状態では光透過性を有しないものであっても薄くすることで光透過性を有するものは本発明に含まれる。すなわち、例えば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが０．５ｍｍのとき光透過性を有しないものであっても厚みを薄くすることで光透過性が発現するものは本発明に含まれる。また、例えば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが０．５ｍｍより厚いとき光透過性を有しないものであっても厚みを０．５ｍｍとすることで光透過性が発現するものは本発明に含まれる。光透過性を別の言葉で表現すれば、本発明の光透過率として炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みには関係無く、該焼結体の光透過率が１％以上であれば本発明に含まれる。すなわち、例えば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが０．５ｍｍのとき光透過率が１％より小さいものであっても厚みを薄くすることで光透過率が１％以上であるものは本発明に含まれる。また、例えば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが０．５ｍｍより厚いとき光透過率が１％より小さいものであっても厚みを０．５ｍｍとすることで光透過率が１％以上であるものは本発明に含まれる。
上記のように本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過性としては実際該焼結体が用いられている状態での光透過性が重要である。したがって炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体として実際該焼結体が用いられている状態で光透過性を有していれば本発明に含まれる。別の表現をすれば、本発明の光透過率としては炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みには関係無く、該焼結体の実使用状態での光透過率が１％以上であれば本発明に含まれる。すなわち、例えば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが実使用状態で０．５ｍｍ以下あるいは０．５ｍｍより大きいとき光透過率が１％以上であるものは本発明に含まれる。
炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが実使用状態で０．５ｍｍより薄い場合あるいは０．５ｍｍより厚い場合は基板厚み０．５ｍｍのとき測定した光透過率と異なり、光透過率は０．５ｍｍより薄い場合は０．５ｍｍのとき測定したより高くなり易く０．５ｍｍより厚い場合は０．５ｍｍのとき測定した光透過率より低くなり易い。本発明においては上記のように実際に使用される状態で光透過率が１％以上の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いることが好ましい。
なお、今まで炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどを主成分とする焼結体は通常主成分である該炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどとして六方晶あるいは三方晶の結晶構造を有するものが薄膜形成用基板及び薄膜基板として用いられることを主に例示してきたが上記主成分が例えば立方晶、正方晶、斜方晶、単斜晶、三斜晶、アモルファスなど六方晶あるいは三方晶以外の結晶構造を有するものであっても炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどを主成分とするものであれば薄膜形成用基板及び薄膜基板として好適に用いることができる。例えば炭化珪素を主成分とする焼結体などは結晶構造として例えば立方晶を有するものであっても好適に用いることができる。また例えば酸化アルミニウムを主成分とする焼結体などは結晶構造として例えば立方晶、スピネル構造の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても基板として好適に用いることができる。
本発明において、上記酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムを主成分とする焼結体だけでなく、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などのセラミック材料を主成分とする焼結体を基板とし、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成したものを基板として用いれば、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得るので、このような単結晶薄膜が形成された基板を用いてその上にあらためて薄膜を形成することで発光素子を作製することもできるし、あるいはこのようにして形成された単結晶薄膜をそのまま発光素子を構成する薄膜層の少なくとも一部として使用することにより発光素子を作製することもできる。
本発明において、上記のようにあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した基板を用いて作製される発光素子も従来からのサファイア基板を用いて作製される発光素子に比べて発光効率が少なくとも同等かそれ以上のものが提供できるようになった。
詳しく説明すれば、本発明において上記酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムを主成分とする焼結体だけでなく、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体においても光透過性を有するものを得ることが可能である。具体的には光透過率として少なくとも１％以上通常１０％以上を有するものが作製し得る。また上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛（特に希土類元素成分を含むもの）、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などを主成分とする焼結体は光透過率が５０％以上のものが作製でき、最大８０％以上のものも作製し得る。このような光透過性の各種セラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子作製用基板に用いれば、作製される発光素子の発光効率は従来からのサファイアなどを基板として用いて作製される発光素子と比べて向上し易い。その理由は必ずしも明確でないが、基板が従来からのサファイアなどと異なり焼結体であるため発光素子からの発光は基板と発光素子を構成する薄膜との界面で反射が減少しそのまま基板内へ透過され易くなり、基板が光透過性であるため基板に進入した光が基板外部へ放出され易くなるため発光素子の発光効率が向上し易くなるものと思われる。また発光素子を構成する薄膜層からも周囲の雰囲気との界面での反射が生じにくくなり発光素子からの発光が薄膜層を通して素子外部へ放出され易くなるものと思われる。上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体のうちで酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、ムライト、結晶化ガラスを主成分とする焼結体は特に光透過性に優れ、適宜焼結助剤を添加して常圧焼成（例えば大気中、あるいはＨ２などの還元性ガス中、あるいはＮ２などの非酸化性ガス中、あるいはＣＯ２などの弱酸化性ガス中）、減圧焼成、ホットプレスなどの定法により比較的容易に光透過性のものを作製することができる。大気中での常圧焼成であっても光透過率１０％以上、通常光透過率２０％以上あるいは光透過率３０％以上のものを作製することができる。また水素中での焼成あるいはホットプレスあるいは減圧焼成などによって光透過率４０％以上、通常は光透過率５０％以上あるいは光透過率６０％以上のものを作製することができ、光透過率８０％以上のものも作製できる。光透過性を向上させるために焼結助剤としては例えば酸化ジルコニウムの場合はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物、などを好適に用いることができる。また、酸化マグネシウムの場合はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物あるいはＬｉＦ、ＮａＦなどアルカリ金属成分を含む弗化物などの化合物あるいはＳｉＯ２などの珪素化合物、などを好適に用いることができる。また、アルミン酸マグネシウムの場合はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物あるいはＳｉＯ２などの珪素化合物、などを好適に用いることができる。また、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物の場合はＡｌ２Ｏ３などアルミニウム成分を含む酸化物などの化合物あるいはＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３などの中から選ばれた少なくとも１種以上の主成分と異なる希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物、などを好適に用いることができる。また、酸化トリウムの場合はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物、などを好適に用いることができる。また、ムライトの場合はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物あるいはＳｉＯ２などの珪素化合物、などを好適に用いることができる。また、結晶化ガラスの場合はＳｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｍ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３など希土類元素成分を含む酸化物などの化合物あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどアルカリ土類金属成分を含む酸化物などの化合物あるいはＳｉＯ２などの珪素化合物、などを好適に用いることができる。
また、これら酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、ムライト、結晶化ガラスを主成分とする焼結体にはそれぞれ上記例示した成分以外に例えばモリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ、タンタル、チタン、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛などの遷移金属成分、あるいはカーボンなどの成分を含むものも好適に用いることができ、これらの成分を含むものは黒色、灰黒色、灰色、褐色、黄色、緑色、青色、あずき色、赤色などに呈色したものが得られ易く、呈色したものであっても光透過性を有するものが得られる。
なお、本発明において上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率は少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものである。上記光透過率は波長６０５ｎｍの光に対して測定されたものである。本発明においては今後特に断らない限り各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率には上記測定値を用いた。
このような光透過性を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板とし、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成したものを基板として用いれば、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得るので、このような単結晶薄膜が形成された基板を用いてその上にあらためて薄膜を形成することで発光素子を作製することもできるし、あるいはこのようにして形成された単結晶薄膜の少なくとも一部を発光素子を構成する薄膜層の少なくとも一部として使用することにより発光素子を作製することもできる。
本発明において、上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などそれぞれを主成分とする焼結体のうち光透過性を有するものを基板として用いて作製される発光素子は発光効率の優れたものが得られ易いので従来からのサファイア基板を用いて作製される発光素子に比べて発光効率が少なくとも同等か、最大２〜３倍以上に向上したものが作製できるようになった。
なお、本発明において特に断らない限り上記の酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率の測定値は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と同様直径２５．４ｍｍ厚み０．５ｍｍの円盤状で表面を鏡面に研磨した状態の試料を用い所定の波長の光を上記焼結体試料に当て、入射した光の強度と透過した光の強度を分光光度計などで測定しその比を百分率で表わしたものである。波長としては通常特に断らない限り６０５ｎｍのものを用いて測定されたものである。本発明における光透過率は上記測定用試料を積分球の内部にセットして全透過光を集めこの全透過光と入射光との強度比を百分率で表した全透過率として求めたものである。なお、光透過率として波長６０５ｎｍ以外の光に対するものを測定していなくても波長６０５ｎｍの光に対しての光透過率を把握していれば本発明による酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の性能、すなわち例えば発光素子作製用基板として用いたとき作製される発光素子の発光効率を判定し得る。
光透過率は試料の厚みによって変化し本発明による上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体を薄膜形成用基板、薄膜基板あるいは発光素子作製用基板などとして実際に用いる場合該基板の厚みを薄くして光透過率を高めることは例えば発光素子の発光効率を高める上で有効である。通常薄膜形成用基板、薄膜基板あるいは発光素子作製用などの基板としては厚み０．０１ｍｍ以上のものを用いることが取り扱い上の強度の点からは好ましい。又厚みが厚くなると光透過率が低下し易いので通常薄膜形成用基板、薄膜基板あるいは発光素子作製用などの基板としては厚み８．０ｍｍ以下のものを用いることが好ましい。本発明において上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体としてはその厚みが少なくとも０．０１ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲において薄膜形成用基板、薄膜基板あるいは発光素子作製用などの基板として該焼結体を実際に使用する状態で光透過性を有していれば有効である。すなわち、上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体はその厚みが少なくとも０．０１ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲あるいはそれ以外であっても実際に使用される状態での光透過率が少なくとも１％以上であればよいのであって、例えば発光素子作製用基板として実際に厚み０．１ｍｍあるいは２．０ｍｍなど厚みが必ずしも０．５ｍｍではないものであっても光透過性を有し例えば光透過率が少なくとも１％以上であれば作製される発光素子の発光効率は向上し易い。
本発明において、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の光透過性は該焼結体の厚みには関係無い。厚い状態では光透過性を有しないものであっても薄くすることで光透過性を有するものは本発明に含まれる。すなわち、例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが０．５ｍｍのとき光透過性を有しないものであっても厚みを薄くすることで光透過性が発現するものは本発明に含まれる。また、例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが０．５ｍｍより厚いとき光透過性を有しないものであっても厚みを０．５ｍｍとすることで光透過性が発現するものは本発明に含まれる。光透過性を別の言葉で表現すれば、本発明の光透過率として酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みには関係無く、該焼結体の光透過率が１％以上であれば本発明に含まれる。すなわち、例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが０．５ｍｍのとき光透過率が１％より小さいものであっても厚みを薄くすることで光透過率が１％以上であるものは本発明に含まれる。また、例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが０．５ｍｍより厚いとき光透過率が１％より小さいものであっても厚みを０．５ｍｍとすることで光透過率が１％以上であるものは本発明に含まれる。
上記のように本発明による酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体としては実際該焼結体が用いられている状態での光透過性が重要である。したがって酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体として実際該焼結体が用いられている状態で光透過性を有していれば本発明に含まれる。別の表現をすれば、本発明の光透過率としては酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みには関係無く、該焼結体の実使用状態での光透過率が１％以上であれば本発明に含まれる。すなわち、例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが実使用状態で０．５ｍｍ以下あるいは０．５ｍｍより大きいとき光透過率が１％以上であるものは本発明に含まれる。
酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体の厚みが実使用状態で０．５ｍｍより薄い場合あるいは０．５ｍｍより厚い場合は基板厚み０．５ｍｍのとき測定した光透過率と異なり、光透過率は０．５ｍｍより薄い場合は０．５ｍｍのとき測定したより高くなり易く０．５ｍｍより厚い場合は０．５ｍｍのとき測定した光透過率より低くなり易い。本発明においては上記実際に使用される状態で光透過率が少なくとも１％以上の酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いることが好ましい。
また、本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜による光導波路が形成された薄膜基板を提供することができる。本発明による光導波路が形成された薄膜基板を用いることで例えば波長２００ｎｍ〜７０００ｎｍの範囲といった紫外線領域から赤外線領域の幅広い波長領域の光伝送に対応できる薄膜基板が提供できる。特に２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の紫外光を大きな損失を伴うことなく伝送することが可能となった。光導波路として用いる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれたいずれか少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶であれば光の伝送損失をより低減化することができる。この光伝送性は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が高い光透過性を有することにより実現できる。波長の短い特に２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の紫外光の伝送は窒化アルミニウムの含有量の多い薄膜を用いることで実現できる。このような光伝送性は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に光導波路となる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶として形成し得るということにも起因する。さらにこのような光伝送性は光導波路となる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との良好な接合性にも起因する。前記のように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間の接合性について接合後の薄膜にはクラックは見られず、接合界面には剥離が見られず、粘着テープによる引き剥がしテストなどを行っても接合界面での剥離が生じない。さらに、本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できるということによる。本発明は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により光導波路が形成された薄膜基板を含むが、基板を構成する材料に窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いており放熱性に優れるので半導体レーザーなど高出力の発光素子を搭載する上で好ましい。
また、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には上記光導波路だけでなくその内部及び／又は表面に電気回路を形成することができるので、上記光導波路及び電気回路とを有する光配線基板として用いることができるという特徴がある。すなわち、本発明により今後大きく応用が広がると予測される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする半導体レーザーダイオードあるいは発光ダイオードなどの青色及び紫外光発光素子からの光を伝送可能な薄膜基板が提供できる。また、本発明は上記青色及び紫外光発光素子を直接搭載し光配線基板として機能する薄膜基板を提供できるという特徴がある。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜による光導波路として単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものを用いることができる。このような結晶状態の薄膜を用いることで例えば波長６５０ｎｍの光を伝送したとき伝送損失が通常少なくとも１０ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路が形成できる。その中でも単結晶薄膜を用いることで伝送損失の低減化をはかることが可能となり通常少なくとも５ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路を形成することが可能となる。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面からのＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下のものでは少なくとも３ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路を形成することが可能となる。
本発明による光導波路を用いて伝送可能な光の波長は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の組成に依存する。波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の紫外光及び波長３８０ｎｍ以上の光に対しては窒化ガリウム及び窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を光導波路として用いることが好ましい。より波長の短い紫外光を透過する場合窒化アルミニウム単独か窒化アルミニウムの含有量の多い組成の薄膜を用いることが好ましい。このような組成の薄膜を用いることで波長の短い紫外光をより低損失で伝送することができるようになる。波長３８０ｎｍ〜６５０ｎｍの可視光に対しては上記組成の薄膜の他に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を光導波路として用いることができる。より波長の短い可視光を透過する場合窒化アルミニウム単独か窒化アルミニウムの含有量の多い組成の薄膜あるいは窒化ガリウム単独か窒化ガリウムの含有量の多い組成の薄膜を用いることが好ましい。このような組成の薄膜を用いることで波長の短い可視光をより低損失で伝送することができるようになる。また、少なくとも波長６５０ｎｍ以上の光に対しては窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのあらゆる組み合わせの組成の薄膜を光導波路として用いることができる。
本発明において紫外光を伝送するための光導波路としては上記のように窒化ガリウム及び窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を用いることが好ましい。より具体的にいえば紫外光を伝送するための光導波路としてＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分とする薄膜を用いることが好ましい。これらの材料を光導波路として用いることで波長２００ｎｍの紫外線まで伝送することが可能となる。上記窒化ガリウム及び窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により形成された光導波路は紫外光だけでなく波長３８０ｎｍ以上の可視光及び波長８００ｎｍ以上の赤外光も低損失で伝送することができる。より波長の短い紫外光の伝送損失を少なくする上では窒化アルミニウム成分を多く含む薄膜を光導波路として用いることがより好ましい。すなわち上記の化学式において波長３８０ｎｍ以下の光を伝送する上では０．０≦ｘ≦１．０の範囲の組成を有する薄膜を用いることが好ましく波長３８０ｎｍの光を用いたとき伝送損失１０ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路が形成できる。上記組成範囲の薄膜として単結晶を用いることにより伝送損失５ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路が形成できる。該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下のものでは少なくとも３ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路を形成することが可能となる。
また、波長３００ｎｍ以下の光を伝送する上では０．５≦ｘ≦１．０の範囲の組成を有する薄膜を用いることが好ましく波長３００ｎｍの光を用いたとき伝送損失１０ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路が形成できる。上記組成範囲の薄膜として単結晶を用いることにより伝送損失５ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路が形成できる。該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下のものでは少なくとも３ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路を形成することが可能となる。
波長２７０ｎｍ以下の光を伝送する上では０．８≦ｘ≦１．０の範囲の組成を有する薄膜を用いることが好ましく波長２７０ｎｍの光を用いたとき伝送損失１０ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路が形成できる。上記組成範囲の薄膜として単結晶を用いることにより伝送損失５ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路が形成できる。該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下のものでは少なくとも３ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路を形成することが可能となる。
波長２５０ｎｍ以下の光を伝送する上では０．９≦ｘ≦１．０の範囲の組成を有する薄膜を用いることが好ましく波長２５０ｎｍの光を用いたとき伝送損失１０ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路が形成できる。上記組成範囲の薄膜として単結晶を用いることにより伝送損失５ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路が形成できる。該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下のものでは少なくとも３ｄＢ／ｃｍ以下の光導波路を形成することが可能となる。
また上記０．８≦ｘ≦１．０の範囲の組成を有する単結晶薄膜を用いれば波長３００ｎｍ以上の光の伝送損失１ｄＢ／ｃｍ以下の埋め込み型の三次元光導波路が得ることが可能となる。
光導波路として従来から使用されているＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＰＬＺＴ、ＧａＡｓ、ＰｂＭｏＯ４などの材料は紫外光を透過しないので紫外光の伝送ができない。紫外光を透過し伝送可能な材料としてシリカガラス、アルミナ(サファイア)、弗化カルシウムなど多くのものが知られている。しかしながらこれらの材料を薄膜として例えば０．５μｍ以上の厚みで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成したとき、これらの薄膜には格子不整合あるいは熱膨張率差に起因すると考えられる歪が生じたり極端な場合はクラックが発生したりあるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体とシリカガラス、アルミナ(サファイア)、弗化カルシウムなどの薄膜材料との接合界面で剥離が生じる場合があるので実質上紫外光の伝送には不適当である。本発明においては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム及び窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を用いるためこのような不具合は生じにくい。上記のように本発明により従来のＬｉＮｂＯ３系など従来材料を用いた光導波路では困難であった紫外光が伝送可能な光導波路を有する薄膜基板が提供できる。
その他、紫外光を透過し伝送可能な材料として窒化ガリウム及び窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜をサファイア基板やシリコン基板に光導波路として形成したものがある。しかしこれらの薄膜はたとえ高い結晶性の単結晶薄膜として形成できても基板と該薄膜との間の結晶格子不整合性や熱膨張率の違いによって光導波路中に結晶転位やひずみが生じ易くその結果伝送損失が１０ｄＢ／ｃｍより大きくなり易い。また、シリコン基板に形成した窒化アルミニウム薄膜にはクラックや基板との剥離が生じ易く光導波路として機能することが困難であり、さらに、シリコン基板を用いた場合電気絶縁性が小さくかつ誘電率が高いので直接基板上に電気回路が形成しにくい。
また、本発明による上記紫外光が伝送可能な光導波路を有する薄膜基板を構成する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には上記光導波路だけでなくその内部及び／又は表面に電気回路を形成することができるので、本発明による薄膜基板は光導波路と電気回路とを有する紫外光の伝送が可能な光配線基板として用いることができるという特徴がある。
本発明において光導波路としては窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を光導波路として用いることができる。また、あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いその上にあらためて形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を光導波路として用いることもでき、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接薄膜を形成したものより伝送損失を低減化し得る場合がある。
上記あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の上にあらためて形成される薄膜の屈折率は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にあらかじめ形成されている薄膜の屈折率よりも大きいものであることが伝送損失を低減化する上で望ましい。それは前記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成するよりも良質の薄膜が形成できるという理由以外に、屈折率の小さい材料に屈折率の大きい材料が形成された場合屈折率の大きい材料中を透過する光は屈折率の大きい材料中に閉じ込められその結果光が伝送されるという原理によるものと考えられる。
また上記あらかじめ形成する薄膜の厚みはどのようなものでも用いることができ、例えば０．５ｎｍ〜１０００μｍの範囲のもの、通常は結晶性の高い単結晶薄膜を得られるので薄膜の厚みとして２００μｍ以下のものを用いることがは好ましい。また、厚み５０ｎｍ以上とすることでより伝送損失の少ない光導波路を作製することができる。また、あらかじめ形成する薄膜の上からあらためて形成する光導波路として機能する屈折率の大きい薄膜の厚みは０．１μｍ〜１０００μｍの範囲のもの、通常は結晶性の高い単結晶薄膜を得られるので薄膜の厚みとして２００μｍ以下のものを用いることがは好ましい。屈折率の小さい薄膜と屈折率の大きい薄膜とを組み合わせて屈折率の大きい薄膜を光導波路として機能させる場合該光導波路の厚みは０．１μｍ以上あれば十分機能し得る。
本発明においては屈折率の小さい薄膜と光導波路となる屈折率の大きい薄膜のあらゆる組み合わせが可能である。すなわち、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜のすべての組成において、あるいは単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶などすべての結晶状態において上記組み合わせが可能である。該屈折率の小さい薄膜は通常従来から用いられている光導波路におけるクラッド層としての役割を担い得る。
本発明において上記のように屈折率の小さい薄膜は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と光導波路として用いる屈折率の大きい薄膜との間に形成されるものだけではなく、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成された光導波路として用いられる屈折率の大きい薄膜の上に形成された状態のものも用いることができ、屈折率の小さい薄膜が上記のような形成状態であっても通常従来から用いられている光導波路におけるクラッド層としての役割を担い得る。
屈折率の小さい薄膜に光導波路となる屈折率の大きい薄膜とを組み合わせて形成した薄膜基板について具体的な例を示せば、１）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としガリウム、インジウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分をより多く含む薄膜とを組み合わせたものがある。また、２）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにニオブ、タンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む薄膜とを組み合わせたもの、などの例がある。
上記具体例が示されたことの背景は以下２点の知見が得られたことに基づく。すなわち、１）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜においてガリウム、インジウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を多く含むにしたがって薄膜の屈折率は上昇することが確認されことによる。具体的にいえば、元々の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に対して窒化ガリウム及び窒化インジウムのうちから選ばれた少なくともいずれか一種以上の成分の増加量が主成分に対して２０モル％以下の場合屈折率の上昇は２×１０−１以下である。また、元々の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に対して窒化ガリウム及び窒化インジウムのうちから選ばれた少なくともいずれか一種以上の成分の増加量が主成分に対して０．０１モル％程度であっても屈折率の上昇が少なくとも１×１０−５以上認められる。２）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにニオブ、タンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む薄膜はニオブあるいはタンタルを含まない窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に比べて屈折率が上昇することが見出されたことによる。具体的にいえば、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜においてニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が主成分に対して窒化物換算で２０モル％以下のものでは屈折率の上昇は２×１０−１以下である。また、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜においてニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が主成分に対して窒化物換算で０．０１モル％程度であっても屈折率の上昇が１×１０−５以上認められる。
ニオブあるいはタンタルを含むことの効果はおそらくニオブあるいはタンタルが窒化ガリウムあるいは窒化インジウムあるいは窒化アルミニウムあるいはこれら成分を複数有する化合物へ固溶し易い性質を持つことが主原因であろうと本願発明者は推測している。すなわちニオブあるいはタンタルは窒化ニオブあるいは窒化タンタルとして窒化ガリウムあるいは窒化インジウムあるいは窒化アルミニウムあるいはこれら成分を複数有する化合物の結晶へ固溶するものと推測される。窒化ニオブあるいは窒化タンタルは窒化ガリウムあるいは窒化インジウムあるいは窒化アルミニウムあるいはこれら成分を複数有する化合物と同じ六方晶系の結晶構造を有するため固溶が実現され易いと思われる。異なる材料として単に物理的に混合されているのではなく異なる成分であっても同じ結晶構造のもの同士が結晶内部で原子レベルで溶け合っているため屈折率の上昇が達成されるものと推測される。
本発明において上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにニオブあるいはタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む薄膜は可視光及び赤外光を伝送できるだけでなく波長２００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の紫外領域の光を伝送できるので少なくとも波長２００ｎｍ〜７０００ｎｍの範囲の光を伝送する光導波路としても使用することができる。
なお、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜はニオブ単独あるいはタンタル単独あるいはニオブ及びタンタルの両方の成分を同時に含むものを得ることができる。また、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜のニオブ及びタンタルのうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分の含有量は主成分に対して窒化物換算で２０モル％以下であることが好ましい。すなわち、ニオブ成分及びタンタル成分は薄膜中でそれぞれ窒化ニオブ（ＮｂＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）として存在しているものとみなして、主成分の含有量をｍ（ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ：０．０≦ｘ≦１．０、０．０≦ｙ≦１．０かつ０．０≦ｘ＋ｙ≦１．０）の組成式で表わしたとき含有されるニオブ成分あるいはタンタル成分の含有量は（１−ｍ）（ＮｂｕＴａ１−ｕＮ）の組成式で示され、薄膜中のニオブ及びタンタルの含有量は０．８≦ｍ≦１．０かつ０．０≦ｕ≦１．０の範囲であることが好ましい。薄膜中のニオブ及びタンタルのうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分の含有量が窒化物換算で２０モル％より多ければ該薄膜を光導波路として使用したとき伝送損失が増大化し易くなるためである。また窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜へのニオブ及びタンタルが含有されることの効果は主成分に対して窒化物換算で０．０１モル％程度の量であっても主成分の屈折率を少なくとも１×１０−５以上上昇させ該薄膜を光導波路として機能せしめ得る。
なお、薄膜の屈折率の測定は通常のエリプソメーターなどを用いた偏光解析法、繰り返し干渉顕微鏡法、プリズムカップラー方式、あるいはその他分光光度計（Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）などの光学機器を用いて容易に行うことができる。このような屈折率の測定精度は１×１０−５の桁まで可能で少なくとも２×１０−５の精度で測定できる。
上記のように本発明において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜だけでなく、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜にニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む薄膜も光導波路として用いることができる。
上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜にニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む薄膜は該薄膜より屈折率の小さい薄膜と組み合わせた光導波路としてだけでなく、例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成するなど該薄膜単独でも光導波路として用いることができる。
本発明において上記屈折率の小さい薄膜に光導波路となる屈折率の大きい薄膜を形成した薄膜基板、あるいは光導波路となる屈折率の大きい薄膜に屈折率の小さい薄膜を形成した薄膜基板は、前記ＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ、スパッタなどの定法により屈折率の小さい薄膜に屈折率の大きい薄膜、あるいは屈折率の大きい薄膜に屈折率の小さい薄膜を順次積層されたものを用いることができる。このような方法により例えば図２１、図２２、図２３、図２４、図２５、図２６、図３４に例示される光導波路を作製することができる。また、屈折率の小さい薄膜中に溝や窪みを形成しておき屈折率の大きい薄膜を順次埋め込んでいくという方法も用いることができ、このような方法によって図２７、図２８、図２９、図３０、図３１、図３２、図３３、図３５に例示される光導波路を作製することができる。
また、上記屈折率の小さい薄膜に光導波路となる屈折率の大きい薄膜を形成した薄膜基板として上記のように積層法により薄膜を順次形成していくという以外にも、例えば熱拡散法あるいはイオン注入法などを用いて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の特に深さ方向に例えばガリウム、インジウム、ニオブ、タンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有せしめることで該ガリウム、インジウム、ニオブ、タンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分が含有された薄膜部分の屈折率を上昇させる方法によっても形成することができる。
熱拡散法としては、例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に窒化ガリウム、金属ガリウム、酸化ガリウムなどのガリウム成分、あるいは窒化インジウム、金属インジウム、酸化インジウムなどのインジウム成分、あるいは窒化ニオブ、金属ニオブ、酸化ニオブなどのニオブ成分、あるいは窒化タンタル、金属タンタル、酸化タンタルなどのタンタル成分を含有する材料をあらたに形成し例えば窒素などの非酸化性雰囲気中要すれば８００℃以上の高温で加熱処理することにより該ガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル成分を窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜中に拡散させる、などの方法がある。その結果元々の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜よりもガリウムあるいはインジウムの含有量の多い部分が薄膜の深さ方向及び幅方向に形成され屈折率が上昇し光導波路として機能するようになる。また、ニオブあるいはタンタル成分をあらたに含む窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成され屈折率が上昇し光導波路として機能するようになる。上記熱拡散法によれば屈折率の上昇は加熱温度あるいは加熱時間にもよるが２×１０−１以下であり通常１×１０−５〜２×１０−１の範囲にあるので元々の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に対して窒化ガリウム及び窒化インジウムのうちから選ばれた少なくともいずれか一種以上の成分の増加量は主成分に対して２０モル％以下であると思われる。また上記窒化ガリウムあるいは窒化インジウム成分の増加量は主成分に対して１モル％以下のものであっても屈折率の上昇は通常１×１０−５〜１×１０−２の範囲にあり十分光導波路として機能する。さらに、上記熱拡散法によればニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の屈折率は加熱温度あるいは加熱時間にもよるが２×１０−１以下であり通常１×１０−５〜２×１０−１の範囲にあるのでニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量は主成分に対して２０モル％以下であると思われる。ニオブあるいはタンタルの含有量は伝送損失を低減化する上では主成分に対して１０モル％以下であることが好ましい。また上記ニオブあるいはタンタル含有量は主成分に対して１モル％以下のものであっても屈折率の上昇は通常１×１０−５〜１×１０−２の範囲にあり十分光導波路として機能する。
イオン注入法としては、例えばイオン源に塩化ガリウム、臭化ガリウム、水素化ガリウムなどのガリウム成分、あるいは塩化インジウム、臭化インジウム、水素化インジウムなどのインジウム成分、あるいは塩化ニオブ、臭化ニオブ、水素化ニオブなどのニオブ成分、あるいは塩化タンタル、臭化タンタル、水素化タンタルなどのタンタル成分を用い放電などを用いて上記成分をイオン化し質量分析器などで不要イオンを取り除いた後加速器でガリウム、インジウム、ニオブ、タンタルイオンを加速して窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に打ち込みその後打ち込んだイオンが均一になるよう例えば窒素などの非酸化性雰囲気中要すれば５００℃以上の温度で加熱処理し該薄膜にガリウムあるいはインジウムが多く含まれる部分やニオブあるいはタンタルを新たに含有する部分を形成する、といった方法などがある。その結果元々の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜よりもガリウムあるいはインジウムの含有量の多い部分が薄膜の深さ方向及び幅方向に形成され屈折率が上昇し光導波路として機能するようになる。また、ニオブあるいはタンタル成分をあらたに含む窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成され屈折率が上昇し光導波路として機能するようになる。
上記熱拡散法あるいはイオン注入法により光導波路を形成する場合窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成された元々の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は光導波路より屈折率が小さくなるので該薄膜は必然的に光導波路で伝送される光を閉じ込めるためのクラッド層として機能する。
熱拡散法あるいはイオン注入法は光リソグラフィーなど加工法を用いて微細な光導波路が形成できるので従来から広く用いられている埋め込み型の光導波路を形成する場合など有効である。なお、埋め込み型の光導波路の例として本発明においては後述する図３０、図３１、図３２、図３３、図３５を例示してある。
上記本発明において熱拡散法あるいはイオン注入法により光導波路を形成する場合屈折率を向上させる成分が導入される部分の大きさは任意のものが作製できるが、通常上記埋め込み型の光導波路の場合幅として０．５μｍ以上あれば十分光導波路として機能する。通常光導波路の幅は１μｍ以上で形成される。通常光導波路の幅は１μｍ〜５００μｍの範囲のものが用いられる。また拡散深さあるいは注入深さは任意のものが作製できるが、０．１μｍ以上あれば十分伝送損失の小さい光導波路として機能し得る。また拡散深さあるいは注入深さは０．３μｍ以上あれば伝送損失のより小さい光導波路として機能し得る。通常拡散深さあるいは注入深さは０．５μｍ以上のものが用いられる。
また、上記熱拡散法あるいはイオン注入法により光導波路を形成する場合特に熱拡散法においてあらかじめ薄膜上に屈折率を向上させる成分が形成された部分は熱拡散後に該屈折率向上成分が導入された部分の幅が熱拡散前と比べて広がり易いがこのような状態であっても問題なく光導波路として機能し得る。
なお、上記光導波路のような幅の細い薄膜の屈折率測定において通常の光学的方法を用いる場合被測定部分へ照射する光ビームを光学レンズなどで絞り込むため屈折率の精度が１×１０−１〜１×１０−２程度の桁まで低下し易いのでこのような幅の細い部分では直接測定せず、同じ方法で同じ組成になるよう薄膜を広い面状に別の部分に形成し該薄膜の屈折率を測定することで幅の細い薄膜の屈折率と見なす場合が多い。被測定部分へ照射する光ビームの径は通常５００μｍ以上のものが用いられるがこのような光ビームを光学レンズなどを用いて最小で光の波長例えば６５０ｎｍ程度に絞り込み、例えば幅６５０ｎｍあるいはそれ以上の幅を有する薄膜部分に照射して屈折率を測定することは可能であるが、その結果屈折率の測定精度が本来の１×１０−５の桁から１×１０−１〜１×１０−２程度の桁まで大きく低下し易い。より具体的に言えば、例えば上記順次積層法、拡散法あるいはイオン注入法などを用いて幅１０μｍの細い薄膜を光導波路として形成する場合、この光導波路を形成する部分の薄膜の屈折率は直接測定せず、同じ組成になるように別の部分に広い面積（例えば０．５ｍｍ×２ｍｍあるいはそれ以上）で形成した薄膜の屈折率を測定し、該薄膜の屈折率をもって幅１０μｍの光導波路の屈折率と見なす、ということである。本発明においても幅の細い薄膜で構成された光導波路の屈折率はこのような方法で測定された。
本発明においてニオブ及びタンタルを含有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料の屈折率の増加及び光導波路としての光伝送性は上記薄膜以外でも確かめられた。すなわち、薄膜ではない窒化ガリウム及び窒化アルミニウムの各バルク状単結晶を用いて熱拡散法によりニオブ及びタンタルを含有せしめたところ屈折率の上昇及び光伝送性が認められる。上記熱拡散法により窒化ガリウムのバルク状単結晶にインジウム、ニオブ及びタンタルを含有せしめることで形成した光導波路において屈折率が可視光領域において少なくとも１×１０−５以上上昇し、該窒化ガリウムを主成分とするバルク単結晶には少なくとも波長３８０ｎｍ以上の光が伝送損失３ｄＢ／ｃｍ以下で伝送可能な光導波路が形成し得る。また上記熱拡散法により窒化アルミニウムのバルク状単結晶にガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルを含有せしめることで形成した光導波路において屈折率が可視光領域において少なくとも１×１０−５以上上昇し、該窒化ガリウムを主成分とするバルク単結晶には少なくとも波長２５０ｎｍ以上の光が伝送損失３ｄＢ／ｃｍ以下で伝送可能な光導波路が形成し得る。さらに該窒化ガリウムを主成分とするバルク単結晶には少なくとも波長２２０ｎｍ以上の光が伝送損失１０ｄＢ／ｃｍ以下で伝送可能な光導波路が形成し得る。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を光導波路として用いたとき、上記バルク単結晶を用いて作製した光導波路と比べて少なくとも同等あるいはそれ以下の低い伝送損失のものが作製し得る。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を光導波路として用いることができる。このことは薄膜の屈折率が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体より高いものであることを示唆している。元々窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムの各成分の中で窒化アルミニウムが最も屈折率が小さいことが大きな要因であると思われるが、その他にも十分緻密化された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において該焼結体を構成する窒化アルミニウム粒子は十分結晶化が進行し単結晶に近い状態になっているものと考えられるが窒化アルミニウム粒子中への不純物固溶や焼結体としての粒界や粒界相の影響で単結晶の屈折率よりも小さくなるためであろうと推測される。そのため窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成された薄膜であってもその中で全反射が生じ易くなるものと思われる。窒化アルミニウム結晶は光軸すなわち結晶Ｃ軸に垂直な方向が常光の方向となりＣ軸に平行な方向が異常光の方向となる光学的異方体で常光と異常光とで屈折率が異なり異常光の屈折率のほうが可視光領域においては０．０５程度大きい。一方窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は多結晶体であるので該焼結体を構成する窒化アルミニウム結晶粒子はあらゆる方向を向いているのでこのような結晶の方向性は実質的になく結晶としての光学的な性質は平均化されたものになっていると思われる。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は焼成により作製されるので焼結体を構成する窒化アルミニウム粒子中への微量な陽イオン不純物あるいは炭素や酸素など不純物固溶があると思われる。さらに、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は上記のように多結晶体であるので粒界や粒界相が存在するためその部分への不純物凝縮や析出が考えられる。以上のような焼結体としての特徴の結果屈折率は単結晶より低下ししたがって窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が光導波路として十分機能できるものと本願発明者は考えている。
通常窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜であっても単結晶として形成されたものの屈折率は２．０以上であり十分光導波路として機能する。光導波路として用いる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜、その中でも窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性を向上させるために窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間に中間層として同質の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を用いる場合該中間層薄膜の屈折率は２．０より小さいものを用いることが好ましい。この場合該中間層薄膜は光導波路を機能させるためのクラッド層としての役割を果たすものと思われる。
本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる光導波路が形成された薄膜基板に電極を設けることで該薄膜基板を光変調器、光位相変換器、波長フィルター、光スイッチなどの光伝送用基板あるいは音響光学デバイスとして使用することができる。それが可能となるのは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に対して電位を印加することで該薄膜の屈折率を変化させることができるためであろうと思われる。また、形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は単結晶を用いることが好ましい。その理由は伝送損失が低減化でき易いというほかに、該薄膜が単結晶であれば光軸(すなわち結晶のＣ軸)に対する電位の方向を制御できその結果屈折率の変化量を制御し易くなるためである。窒化アルミニウム結晶、窒化ガリウム結晶、窒化インジウム結晶、あるいはこれら窒化物同士の混晶は光軸すなわち結晶Ｃ軸に垂直な方向が常光の方向となりＣ軸に平行な方向が異常光の方向となる光学的異方体で常光と異常光とで屈折率が異なり異常光のほうが大きい。薄膜が単結晶であれば電位の印加方向をＣ軸に平行にしたりあるいはＣ軸に垂直にすることで屈折率の変化を制御でき易くなる。さらに本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜基板を提供できるが、該単結晶薄膜の結晶軸形成方向は基板面に対してＣ軸が垂直な方向あるいは水平の方向のいずれも作製可能であり、多様な屈折率制御がさらに可能でとなる。
光導波路を形成する薄膜に上記のような単結晶を用いる効果は例えば後述（例えば図３０、図３１、図３２、図３３、図３５）の埋め込み型光導波路を有する薄膜基板において大きい。本発明において上記のように電極を設け電位を印加することで該薄膜の屈折率が変化し易いという性質を利用して光変調器、光位相変換器、波長フィルター、光スイッチ、などを作製することができる。
上記のように本発明の特徴は従来からのサファイア基板などでなく、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜による光導波路が形成できるという点にある。例えば紫外光を低伝送損失で伝送できるといった上記のような光導波路としての特性が得られるのは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との高い接合性が得られることが主因の一つと思われる。その結果ひずみや欠陥が少ない薄膜が容易に形成し易くなる。また、上記のような光導波路としての特性が得られるのは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できるということも主因の１つであると思われる。
上記のように本発明によって窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜による光導波路が形成された薄膜基板を提供できる。本発明による光導波路は従来から知れられているどのような構造の二次元導波路及び三次元光導波路のものであっても作製することができる。
また、本発明による薄膜基板にさらに電気回路を形成することで該薄膜基板を少なくとも光導波路及び電気回路を有する光配線基板として用いることができる。上記電気回路を形成するための材料として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接合性の優れるため本発明による薄膜導電性材料を用いることが好ましい。その他上記電気回路を形成するための材料として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との同時焼成により形成されるタングステン、モリブデン、銅を主成分とするもの、あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に対して厚膜焼付け法により形成される金、銀、銅、白金、パラジウム、タングステン、モリブデン、マンガン、ニッケルなどを主成分材料、あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に対して導電性ペーストとして樹脂成分を用いた接着法による金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケルなどを主成分材料、などを用いることができる。
以下本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜による光導波路が形成された薄膜基板について以下図を例示して説明する。
図２１〜図２３は二次元光導波路が形成された薄膜基板を示す例である。
図２１は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により二次元光導波路５０が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。
図２２は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により二次元光導波路５０が形成され該二次元光導波路の上にクラッド層７０が形成され薄膜基板の１例を示す斜視図である。図２２において、クラッド層は光導波路を形成している窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜より屈折率の小さい材料であれば、例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、各種ガラスなど、どのようなものでも用いることができるが同質の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を用いることが接合性などの点から好ましい。また、図２２において、クラッド層は空気を用いることができその場合図２２に示される薄膜基板は図２１に示された薄膜基板と同等のものとなる。
図２３は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４にクラッド層７０が形成されその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により二次元光導波路５０が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。図２３において、クラッド層は光導波路を形成している窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜より屈折率の小さい材料であれば、例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、各種ガラスなど、どのようなものでも用いることができるが同質の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を用いることが接合性などの点から好ましい。
図２１〜図２３において、平板状に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に光が導入されたとき導入光は基板の垂直方向に閉じ込められ、該薄膜は二次元光導波路として機能する。
図２４〜図３０は三次元光導波路が形成された薄膜基板を示す例である。
図２４は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により三次元光導波路６０が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。図２４において三次元光導波路６０の周囲は空気である。
図２５は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４にクラッド層７０が形成されその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により三次元光導波路６０が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。図２５において、クラッド層は光導波路を形成している窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜より屈折率の小さい材料であれば、例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、各種ガラスなど、どのようなものでも用いることができるが同質の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料を用いることが接合性などの点から好ましい。
図２６は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするリッジ（山の背）状に形成された薄膜により三次元光導波路６１が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。図２６には図示されていないが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４とリッジ状の三次元光導波路６１との間に該光導波路より屈折率の小さい材料、例えば同質の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものを用いることが光伝送損失を低減化する上で好ましい。
図２７は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする平板状の薄膜を形成することで二次元光導波路５０を作製し該二次元光導波路にＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、各種ガラスなどの誘電体材料４０を形成し該誘電体材料が形成された部分の二次元光導波路の屈折率を上昇させることで三次元光導波路６２とせしめた薄膜基板の１例を示す斜視図である。図２７には図示されていないが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４と二次元光導波路５０及び三次元光導波路６２との間に該光導波路より屈折率の小さい材料、例えば同質の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものを用いることが光伝送損失を低減化する上で好ましい。
図２８は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする平板状の薄膜を形成することで二次元光導波路５０を作製し該二次元光導波路に金属材料１００を直接形成し該金属材料が形成された部分の二次元光導波路の屈折率を低化させることで相対的に該金属の形成されていない部分の屈折率を高め三次元光導波路６３とせしめた薄膜基板の１例を示す斜視図である。図２８には図示されていないが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４と二次元光導波路５０及び三次元光導波路６３との間に該光導波路より屈折率の小さい材料、例えば同質の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものを用いることが光伝送損失を低減化する上で好ましい。
図２９は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする平板状の薄膜を形成することで二次元光導波路５０を作製しさらに例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、各種ガラスなど窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜より屈折率の小さい材料によりバッファ層１１０を形成しその上に電極９０及び９１を形成し該電極間に電位を印加して高い電位が印加されている電極９１の部分の二次元光導波路の屈折率を上昇させることで三次元光導波路６４を形成せしめた薄膜基板の１例を示す斜視図である。図２９には図示されていないが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４と二次元光導波路５０及び三次元光導波路６４との間に該光導波路より屈折率の小さい材料、例えば同質の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものを用いることが光伝送損失を低減化する上で好ましい。
図３０は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８０に埋め込み型の三次元光導波路６５が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。図３０において三次元光導波路６５は該導波路より屈折率の小さい薄膜８０の内部に埋め込まれ基板表面においてその一部が空気に接することで埋め込み型の三次元光導波路として機能する。図３０において光導波路６５は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８０に溝加工しこの溝に薄膜８０より屈折率の大きい窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を積層することにより得られる。また、図３０において埋め込み型の光導波路６５は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８０にガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有せしめることのより薄膜８０より屈折率の大きい部分を薄膜８０の内部に形成することでも作製することができる。この屈折率が大きくなった部分を光導波路６５として用いる。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８０にガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有せしめる方法として前記熱拡散及びイオン注入などの方法を用いることができる。すなわち窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８０にレジストを塗布し光リソグラフィーにより光導波路６５の幅の大きさだけレジストを取り除いて該薄膜表面に達する空間を形成する。熱拡散法では例えば上記リフトオフ法を用いて光導波路を形成できる。すなわち、光リソグラフィーにより光導波路６５の幅の大きさだけレジストを取り除いて該薄膜表面に達する空間を形成し該空間からガリウムあるいはインジウムあるいはニオブあるいはタンタル成分を含む薄膜をスパッタや真空蒸着あるいはＣＶＤなどの方法で形成し、その後レジストを取り除けば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８０表面には光導波路６５の幅だけガリウムあるいはインジウムあるいはニオブあるいはタンタル成分を含む薄膜が残りその状態で高温加熱処理すればガリウムあるいはインジウムあるいはニオブあるいはタンタル成分が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８０中に拡散し光導波路６５が該薄膜８０に埋め込まれた形態で形成される。イオン注入法では例えば上記の方法により形成されたレジストに形成された空間からガリウムあるいはインジウムあるいはニオブあるいはタンタル成分を含むイオンを打ち込み適宜熱処理を行って光導波路６５が該薄膜８０に埋め込まれた形態で形成される。
なお、図３０には図示されていないが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４と薄膜８０との間に同質の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜をさらに形成することで光伝送損失が低減化され易くなり好ましい。
図３１〜図３３は光導波路を有する薄膜基板に電極が形成された例を示している。なお、図３１〜図３３において光導波路としては図３０で例示した埋め込み型のものを用いて記載されている。本発明において上記のように電極を設け電位を印加することで該薄膜の屈折率が変化し易いという性質を利用して光変調器、光スイッチなどを作製することができる。図３１〜図３３に例示された電極が形成された光導波路を有する薄膜基板はこのような機能を有する薄膜基板の例として示されている。埋め込み型光導波路を有する薄膜基板において、ガリウムあるいはインジウムの含有量の多い光導波路の領域もしくはニオブあるいはタンタル成分を含む光導波路の領域では上記電位の印加によりさらに大きな屈折率変化得られ易い。
図３１は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８０に埋め込み型の三次元光導波路６５が形成されさらに電極１２０が光導波路６５を挟むように薄膜８０の表面に形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。図３１に示された薄膜基板は電極に電位を印加することで屈折率を変化させて光位相の変調、光波長の変調、光振幅の変調などができ光位相変調器などに使用し得る。
図３２は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８０に埋め込み型の三次元光導波路６５が形成されさらに電極１２０が薄膜８０及び光導波路６５に形成されている薄膜基板の例を示す斜視図である。図３２に示された薄膜基板は電極に電位を印加することで屈折率を変化させて光位相の変調、光波長の変調、光振幅の変調などができ光位相変調器などに使用し得る。
図３３は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８０に埋め込み型の三次元光導波路６５が形成されさらに電極１２０が光導波路６５に形成されている薄膜基板の例を示す斜視図である。図３３に示された薄膜基板は電極に電位を印加することで屈折率を変化させて光位相の変調、光波長の変調、光振幅の変調などができ光位相変調器、伝送路切換などの光スイッチなどに使用し得る。
なお、図３１〜図３３において電極１２０としてはどのような材料でも用い得るが窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接合信頼性が高いなど本発明による前記の薄膜導電性材料を用いることが好ましい。また図３１〜図３３には示されていないが薄膜８０と電極１２０との間、及び光導波路６５と電極１２０との間に例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、各種ガラスなど薄膜８０及び光導波路６５より屈折率の小さい材料によりバッファ層を形成することが伝送損失を低減化する上では好ましい。
また、図３１〜図３３には図示されていないが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４と薄膜８０との間に同質の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜をさらに形成することで光伝送損失が低減化され易くなり好ましい。
図３４及び図３５は本発明による光導波路を有する薄膜基板にさらに電気回路が同時に形成された薄膜基板の例を示したものである。図３４及び図３５に例示した薄膜基板は電気及び光の両方が伝送可能な光配線基板として用いることができる。
図３４は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜などからなるクラッド層７１が形成されその上に三次元導波路６０が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。さらに窒化アルミニウムを主成分とする焼結体１４部分には電気回路１２が同時に形成されている。なお、クラッド層の屈折率は光導波路の屈折率より小さいものであることが光の伝送損失を低減化する上で好ましい。
図３５は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８０に埋め込み型の三次元光導波路６５が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。さらに該薄膜８０の一部には電気回路１２が同時に形成されている。図３５には図示されていないが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１４と薄膜８０との間に同質の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜をさらに形成することで光伝送損失が低減化され易くなり好ましい。
なお、光導波路には通常該光導波路の外部側面から光が導入され他の外部側面から放出される。図３０には推測される光導波路内への導入光の進行状況が点線及び矢印で示されている。すなわち、図３０に示す光導波路６５の側面６５’の部分から該光導波路と薄膜層８０との界面に対して水平方向に光６６が導入され、光導波路内では点線で示すように該光導波路に沿って進行し反対側の側面から光６６’として放出されるものと思われる。
図３０に示した光導波路のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜内に作製した光導波路だけでなく、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を直接形成することにより作製した光導波路であっても伝送損失は少ない。その原因は導入される光の方向が光導波路と基板との間の界面に対して水平方向な方向であるため、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いても該焼結体と上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との界面において該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体による導入光の透過、及び該焼結体中の結晶粒子や粒界あるいは添加物などによる粒界相による光の吸収や散乱が生じにくいことも伝送損失が小さい原因であろうと思われる。
このような光導波路内に導入された光の挙動は図３０に例示する本発明による三次元光導波路だけでなく二次元光導波路においても同様であると思われる。
本発明による光導波路の大きさはどのようなものでも用いることができ、幅として０．５μｍ以上、深さ（あるいは厚み）は０．１μｍ以上であれば十分機能する。図２４〜図３５に例示した本発明による三次元導波路において通常幅１μｍ以上、深さ（あるいは厚み）は０．３μｍ以上であれば十分機能する。
本発明により窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、あるいは該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成した薄膜基板、を用いることで発光効率に優れた発光素子が作製し得る。このような基板上へ形成される発光素子は通常トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリメチルアルミニウムなどの有機金属化合物や塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化アルミニウムなどのハロゲン化物とアンモニアなどの窒素含有化合物とを主な原料として、その他にＳｉＨ、ＳｉＨなどのシラン化合物やジメチルマグネシウムやビス−シクロペンタジエニルマグネシウムなどの有機金属化合物をドーピング元素用の原料として前記ＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法、ハイドライドＶＰＥ法、クロライドＶＰＥ法を含むハライドＶＰＥ法、プラズマＣＶＤ法、その他のＣＶＤ（化学気相分解成長）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、あるいはあらかじめ形成した目的成分を含む固体材料を原料としエキシマレーザーなどを用いたレーザーアブレーション法、ＰＬＤ（パルスレーザーデポジション：パルスレーザー分解）法、あるいはスパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法などによって目的とする化学成分の少なくとも一部を含有する化合物や単体を化学的物理的に分解しあるいは分解せずそのままの状態で気体、イオンあるいは分子線とし適宜前記以外の化合物と反応させあるいは反応させずいったん目的とする化学成分を含む成分を気相とした後目的とする組成の薄膜をエピタキシャル成長させることで製造される。発光素子の構成は通常基板上に上記に例示した原料から窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した各種組成の薄膜を用い、それぞれ０．５ｎｍ〜数μｍ程度の厚みで少なくともＮ型半導体層及び量子井戸構造などからなる発光層及びＰ型半導体層を積層して発光機能を発現させたものである。上記Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層は発光層の発光を発現させるための基本的構成要素である。本発明は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは該焼結体を基板状としその上に少なくとも上記のＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を積層して積層体となし発光素子を構成したことに特徴がある。上記Ｎ型半導体層は通常主成分以外にＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｏなどのドナー形成ドーピング剤を含む。また、Ｐ型半導体層は通常主成分以外にＭｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃなどのアクセプター形成ドーピング剤を含む。発光素子の基本的構成要素である上記Ｎ型半導体層、発光層、及びＰ型半導体層は通常エピタキシャル成長した単結晶薄膜が用いられるが、該単結晶以外に適宜無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態のものも用い得る。その他、発光素子の構成要素として上記Ｎ型半導体層、発光層、及びＰ型半導体層以外に基板と該Ｎ型半導体層、あるいはＰ型半導体層との間の緩衝層（バッファ層）も適宜必要に応じて用いられる。該バッファ層は通常窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により形成される。該バッファ層を構成する薄膜は無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態のものが用い得るが、通常は無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態のものが用いられる。また、エピタキシャル成長した単結晶のものも用いることができる。このようような発光素子に数ｍＷ〜数Ｗ程度の直流電力を注入することで緑青色、あるいは青色、あるいは青紫色、あるいは紫外線、あるいは例えばＹＡＧ（イットリウムアルミニウムガーネット）を主成分とする蛍光体などを併用して白色などの発光（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）や、あるいはレーザー発振による光が得られる。上記発光素子を作製するに際して無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜形成は通常４００℃〜１３００℃程度の基板温度で行われる。あるいは適宜室温〜４００℃の比較的低温の基板温度で行われる。基板温度を低温で行うことは基板に形成する薄膜の結晶成長を抑制し結晶方位を制御するときなどに有効な場合がある。なお、ＭｇなどのＰ型半導体を形成するためのドーピング元素は単結晶薄膜形成後に水素をできるだけ含まない窒素などの非酸化性雰囲気中４００℃以上でアニーリングを行うことがより低抵抗のＰ型単結晶薄膜を形成する上で好ましい。本発明は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜がＰ型半導体層、あるいはＮ型半導体層、あるいは量子井戸構造を有する発光層、として発光素子を構成する層の一部として形成されているものも含まれる。また、本発明は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上に直接形成される上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を用いた発光素子も含まれる。
なお、通常発光効率を高めるために発光素子を構成する少なくともＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、の各薄膜層はエピタキシャル成長した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性の高い単結晶薄膜であることが好ましい。本発明においてこの発光素子を構成する単結晶薄膜の結晶性をより高めるために該単結晶薄膜を形成する前にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成することが好ましいが、この窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する薄膜は単結晶に限らず無定形、多結晶、配向性多結晶など、どのような結晶状態のものであっても用いることができる。
また、上記Ｎ型半導体層は単一層だけでなく電極と接続するためのコンタクト層及び発光層と接続するクラッド層など少なくとも２層以上の薄膜層から構成されるものも好適に使用される。また上記Ｎ型半導体層を構成するコンタクト層及びクラッド層は単一層だけでなくそれぞれ少なくとも２層以上の薄膜層から構成されるものも好適に使用される。発光層はヘテロ構造やダブルへテロ構造、あるいは単一量子井戸構造などのように単一層だけでなく、例えば多重量子井戸構造のように少なくとも２層以上の薄膜層から構成されるのものも好適に使用される。またＰ型半導体層は単一層だけでなく電極と接続するためのコンタクト層及び発光層と接続するクラッド層など少なくとも２層以上の薄膜層から構成されるものも好適に使用される。上記Ｐ型半導体層を構成するコンタクト層及びクラッド層は単一層だけでなくそれぞれ少なくとも２層以上の薄膜層から構成されるものも好適に使用される。
また、基板上に発光素子を形成していく場合、基板に直ちにコンタクト層を形成せず基板とコンタクト層との間に通常窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる緩衝層（バッファ層）を形成しその後Ｎ半導体特性あるいはＰ型半導体特性を有するコンタクト層を形成することが好ましい。該バッファ層を形成する薄膜は上記のように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶などのうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものが用い得るが通常無定形、多結晶、配向性多結晶などの結晶状態のものが用いられる。また、エピタキシャル成長した結晶性の高い単結晶薄膜であっても用いることができる。また、該バッファ層はドーピング元素を含まない状態でも用い得るしドーピング元素を含有せしめてＮ半導体特性あるいはＰ型半導体特性を有する状態でも好適に用い得る。
本発明による発光素子の特徴はその基板に窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた点にある。さらに詳しく言えば、本発明による発光素子を作製するための基板として、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそのまま基板として用いたものと、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板としてその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶などのうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板としたもの、という少なくとも２種類の基板がある。さらに該薄膜基板には、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶などのうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を少なくとも１層以上形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板としたものも含まれる。
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として使用して作製した発光素子は従来からのサファイアなどの単結晶基板を使用して作製された発光素子の発光効率が通常２％〜８％程度であるのに対して少なくとも同等あるいは最大４〜５倍以上の発光効率のものが得られる。すなわち本発明による発光素子は入力された電力の最大３０〜４０％以上が発光素子外部へ光エネルギーとして放出し得る。なお、本発明における発光効率とは前記のように、発光素子を駆動させるために該素子に加えられた電力（電気エネルギー）と実際発光素子によって光に変換され発光素子の外部へ放出された光出力（光エネルギー）との百分率比である。例えば発光効率が４０％ということは、例えば発光層がＧａＮ／ＩｎＮ系の量子井戸構造などで構成される発光素子を用い、該素子に電圧３．６ボルト、電流５００ｍＡを注入して駆動させたとき光出力として７２０ｍＷが得られるということである。
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される発光素子が高い発光効率を有する原因については必ずしも明確ではないが、素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする高い結晶性の単結晶薄膜が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成できるようになりこのような結晶性に優れた単結晶薄膜を発光素子の少なくともＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として使用できるようになったことが第一番目に重要なことであることは間違いない。しかし、本発明による発光素子がサファイアなどの単結晶基板を用いたものより高い発光効率を有する原因としてはそれだけではなく、基板として用いる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体としての微構造に起因することが大きく寄与していると思われる。
本願発明者が検討したところサファイア基板上にも窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板と同様にミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できる。従来サファイアなどの基板上に要すればバッファ層をまず形成した後このような結晶性に優れた単結晶薄膜を少なくともＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、の各層が構成されるよう形成することで発光素子が製造されてきた。また、一方本発明において今まで説明してきたように、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にも従来からのサファイアなどの単結晶基板と少なくとも同等あるいはそれ以上に結晶性の優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成でき、該単結晶薄膜は発光素子として機能するよう少なくともそれぞれＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、あるいはバッファ層として形成することができる。本発明において、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を用いて同じ膜構成で発光素子を作製したとき、基板として従来からのサファイアなどを用いた場合と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合とで比較したとき、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合は従来からのサファイアなどを基板として用いた場合と少なくとも同等かあるいは最大４倍〜５倍以上高い。具体的にいえば、基板として従来からのサファイア及び窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用い、これらの基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜で同じ構成のＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、あるいは必要に応じてバッファ層を有する発光素子を作製したとき、発光素子を構成するこれらの薄膜層のうち少なくとも該Ｎ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層を構成する薄膜がミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として例えば同じ１５０秒の結晶性を有する単結晶であったとしても、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製した発光素子の発光効率が従来からのサファイアを基板として用いた場合と比較して少なくとも同等か最大４倍〜５倍以上高い。
したがって、上記のように発光効率の高い発光素子を作製する場合、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に結晶性の優れた単結晶薄膜が形成できるということはまず第一番目に重要な条件ではあっても、それだけでは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製した発光素子の発光効率が従来からのサファイアなどの基板と少なくとも同等かそれよりもさらに高いということにはならないと思われる。やはり、光吸収端が波長２００ｎｍ付近にある、あるいは屈折率が窒化ガリウムに近いなど窒化アルミニウムという物質が元来有する特性とともに、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化アルミニウムを主成分とする結晶粒子あるいは粒界相が焼き固まって構成されているという微構造を有するためサファイアのような透明体と異なり焼結体と薄膜との界面あるいは焼結体と外部空間との界面で光の反射が生じにくいためと推測される。すなわち、このような光反射が生じにくいので発光素子から発せられた光のうち直接上記焼結体と薄膜との界面に照射されたもの、あるいは発光素子を構成している薄膜のうち基板側でなく外部空間と直接接している薄膜面から反射されて上記界面に照射された光も、ほとんど反射されることなく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体内部へ侵入しさらに該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と外部空間との界面に達した光は素子外部へと放出されるものと思われる。
サファイア基板と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との光透過性を比較したとき窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の場合は最も優れているものでも波長２１０〜２２０ｎｍまでの光に対して透過性を示し、波長３３０ｎｍの光で８０％以上の光透過率を示すのに対してサファイア基板の場合通常波長１５０ｎｍ付近の紫外領域まで透明で光透過率も波長２００ｎｍ〜４５００ｎｍの範囲で８０％〜９０％でありさらに透明体であるので光は直線的に透過し易く、したがって光透過性の面ではサファイア基板の方が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板よりも優れていると思える。したがって光透過性の面から見ると発光素子の発光層から発せられた光はサファイア基板を用いた方が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板よりも素子の外部へより多く放出されると思われるが実際はその逆になっている。
また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうち光透過性のないものを基板として用いたときでも該基板上に形成される発光素子の発光効率はサファイア基板と同等以上であったので、おそらく発光素子の発光層から発せられた光はサファイア基板と薄膜との界面あるいはサファイア基板と外部空間との界面で反射されサファイア基板を殆ど透過しないものと思われる。言い換えれば、サファイア基板を用いた場合おそらく上記各界面で発光素子の発光層から発せられた光は反射されて素子内部へ戻されサファイア基板を透過しては素子外部へ放出されにくいものと推測される。また、発光素子から発せられた光のうち発光素子を構成している薄膜のうちサファイア基板側でなく外部空間と直接接している薄膜面から反射されて上記各界面に照射された光もほとんどのものは反射され再び外部空間と直接接している薄膜面に達し、該薄膜面でまた反射されるという繰り返えしが生じ、その結果として該薄膜面から外部へ放出される光も光透過性を有しない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いた場合よりもかえって減少し易いのではないかと推測される。
発光素子の外形の大きさは０．０５ｍｍ角〜１０ｍｍ角程度で通常は０．１ｍｍ角〜３ｍｍ角程度であり、発光素子を構成する薄膜層の厚みは合計すると０．５μｍ〜５０μｍ程度で通常は１μｍ〜２０μｍ程度である。また、発光素子の発光層は面形状であり該発光層から発せられた光は０．５μｍ〜５０μｍ程度の距離をおいて垂直に対峙する基板面に照射されると思われるのでもともとは基板と発光素子を構成する薄膜との界面で全反射などの現象は生じにくいと思われるが、サファイア基板の場合波長６５０ｎｍにおいて屈折率が１．７６〜１．７８と薄膜を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムと比べて低く、さらに単結晶であるため粒界や粒界相などはなく均質であり基板表面の平滑性も高いことなどが原因となって上記の界面における反射が生じ易くなるものと思われる。また、上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうち光透過性のないものを基板として用いたものでも該基板上に形成される発光素子の発光効率はサファイア基板を用いたものと同等かあるいはさらに優れていたので従来から云われているように格子不整合や熱膨張率の違いなどによる薄膜中の転位あるいはひずみがサファイア基板の場合は多いことも発光効率が低い原因であろうと推測された。
それに対して基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合、窒化アルミニウムの屈折率は波長６５０ｎｍにおいて２．００〜２．２５であり発光素子を構成する窒化アルミニウム以外の窒化ガリウム、窒化インジウムと比較的近く、発光素子を構成する薄膜との界面には窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウムを主成分とする結晶粒子や粒界あるいは添加物などによる粒界相が存在し均質でなく基板表面の平滑性もサファイアに比べて通常は小さいので発光層から発せられた光の反射がより一層生じにくく窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に発光層から発せられた光の多くが進入可能であることが発光効率向上の大きな原因であろうと推測される。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は透明体と異なり直線的な光透過性は低くても光透過率としては８０％以上と比較的高いものが製造できるのでこのような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に進入した発光素子の発光層から発せられた多くの光が該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を透過して発光素子外部へと放出されることもサファイア基板に比べて発光効率が飛躍的に高まった大きな原因であろうと推測される。
また、上記のように発光素子の外形の大きさは０．０５ｍｍ角〜１０ｍｍ角程度で通常は０．１ｍｍ角〜３ｍｍ角程度であり、発光素子を構成する薄膜層の厚みは合計すると０．５μｍ〜５０μｍ程度で通常は１μｍ〜２０μｍ程度である。通常発光素子に形成されている発光層は面形状であり該発光層から発せられた光は０．５μｍ〜５０μｍ程度の距離をおいて垂直に対峙する基板面に照射されると思われるのでもともとは基板と発光素子を構成する薄膜との界面で全反射などの現象は生じにくい構造であることも基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がより有効に機能する大きな要因であると思われる。
さらに窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の熱伝導率はサファイア基板に比べて５倍〜１０倍と大きいのでたとえ一部の光が素子内部に閉じ込めら熱エネルギーに変わったとしても速やかに発光素子の外部へ放出されるため素子の温度上昇が抑制されるので素子の温度上昇による発光効率の低下がないことも要因の一つであろうと思われる。
本発明において、上記発光素子を作製するための基板として用いられる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は、該発光素子の構成要素である少なくともＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層を形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜がエピタキシャル成長した単結晶として形成しうるものであればどのようなものでも用いることができる。言い換えれば、以下に述べる方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜が形成できるものであればどのような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても発光素子を作製するための基板として用いることができる。
すなわち、１）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそのまま基板として用い、その上に直接発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層し発光素子を作製していく方法である。この方法において要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず基板上に形成し、その上にＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層を積層して発光素子を作製していくことが望ましい。
また、２）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として作製し、該基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、その上に発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層し発光素子を作製していく方法である。上記薄膜基板を用いて発光素子を作製していく場合、該薄膜基板に形成されている薄膜層の少なくとも一部を発光素子が機能するための構成要素として用いることも可能である。この方法において薄膜基板の上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上にＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層を積層して発光素子を作製していくことが望ましい。
また、３）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として作製し、該基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ少なくとも１層以上形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、その上に発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層し発光素子を作製していく方法である。上記薄膜基板を用いて発光素子を作製していく場合、該薄膜基板に形成されている薄膜層の少なくとも一部を発光素子が機能するための構成要素として用いることも可能である。この方法において薄膜基板の上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上にＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層を積層して発光素子を作製していくことが望ましい。
上記１）〜３）で示した方法のなかで、２）〜３）に示した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板とし該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成したものを薄膜作製用基板として用いることが発光効率の優れた発光素子を作製する上で好ましい。通常このような薄膜基板を用いることで発光効率１０％以上の発光素子が作製し得る。さらに、基板に形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも２層以上とし、該２層以上の薄膜のうち表面のものを単結晶とした基板を用いれば、基板にあらかじめ形成する薄膜の結晶状態に関係なくその上には発光効率に優れた発光素子を容易に作製し得るので好ましい。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いる場合、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成した基板を用いれば、その上には発光効率１２％以上の発光素子を容易に作製し得る。特に発光素子として発光効率が１５％以上のものを作製していく場合、あるいは発光素子としてレーザーダイオードを作製する場合にはこのような表面に単結晶薄膜を形成した薄膜基板を用いることが有効である。
上記薄膜基板を用いて発光素子を作製していく場合、該薄膜基板に形成されている薄膜層の少なくとも一部を発光素子が機能するための構成要素として用いることも可能である。この方法において薄膜基板の上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上にＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層を積層して発光素子を作製していくことが望ましい。また本発明による薄膜基板を用いて発光素子を作製していく場合、上記バッファ層を特に設けずに発光素子を作製することも可能である。
本発明において、このような特性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板に形成される薄膜の結晶性などの性状について、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成、純度、窒化アルミニウム成分の含有量、光透過性、焼結体結晶粒子の大きさ、導通ビアの有無などとの関係、あるいは該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板としたときの表面平滑性、基板の厚みなどとの関係、あるいは該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成される薄膜構成、薄膜厚みなどとの関係について今まで説明してきた。
本発明において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できるものであればどのような組成のものであっても該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることにより優れた発光効率を有する発光素子が作製し得る。通常従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大４〜５倍以上に改善された発光効率を有する発光素子を提供し得る。通常窒化アルミニウム成分を少なくとも２０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることが好ましく従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大４〜５倍以上に改善された発光素子を作製し得る。
より詳しく言えば、１）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそのまま基板として用い、その上に直接要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層していくことで発光素子を作製していく方法の場合、通常窒化アルミニウム成分を５０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いることが好ましく発光効率が少なくとも１０％以上の発光素子を作製し得る。
また、２）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として作製し、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板の上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層して発光素子を作製していく方法、及び３）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として作製し、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板の上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層して発光素子を作製していく方法、という上記２）〜３）で説明した方法により発光素子を作製する場合でも、発光効率が少なくとも１０％以上の発光素子を作製し得る。
上記１）〜３）に示した方法において通常窒化アルミニウム成分を２０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることが好ましく発光効率が少なくとも１０％以上の発光素子を作製し得る。窒化アルミニウム成分を２０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いる場合、通常該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成した基板を用いることが好ましい。窒化アルミニウム成分を２０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いる場合、該基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が配向性多結晶の結晶状態を有するものであれば、その上には発光効率が少なくとも１２％以上の発光素子を作製し得る。また、窒化アルミニウム成分を２０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いる場合、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも２層以上形成し、該２層以上の薄膜のうち表面のものが単結晶であれば、基板にあらかじめ形成する薄膜の結晶状態に関係なくその上には発光効率が少なくとも１２％以上の発光素子を作製し得る。すなわち、窒化アルミニウム成分を２０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いる場合、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成した基板を用いれば、その上には発光効率が少なくとも１２％以上の発光素子を作製し得る。また、窒化アルミニウム成分を５０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いる場合、そのまま発光素子作製用基板として用いることができるが、通常該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成したものを用いることが好ましい。窒化アルミニウム成分を５０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いる場合、該基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものであれば、その上には発光効率が少なくとも１２％以上の発光素子を作製し得る。また、窒化アルミニウム成分を５０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いる場合、該基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が配向性多結晶の結晶状態を有するものであれば、その上には発光効率が少なくとも１５％以上の発光素子を作製し得る。また、窒化アルミニウム成分を５０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いる場合、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも２層以上形成し、該２層以上の薄膜のうち表面のものが単結晶であれば、基板にあらかじめ形成する薄膜の結晶状態に関係なくその上には発光効率が少なくとも１５％以上の発光素子を作製し得る。すなわち、窒化アルミニウム成分を５０体積％以上含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いる場合、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成した基板を用いれば、その上には発光効率が少なくとも１５％以上の発光素子を作製し得る。特に発光素子として発光効率が２０％以上のものを作製していく場合、あるいは発光素子としてレーザーダイオードを作製する場合にはこのような表面に単結晶薄膜を形成した基板を用いることが有効である。
本発明において、光透過率が１％より小さいかあるいは実質的に光透過性を有しない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いても優れた発光効率を有する発光素子を作製し得る。また、光透過率が１％以上の光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いても優れた発光効率を有する発光素子を作製し得る。通常上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることにより発光効率が従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大４〜５倍以上に改善された発光素子を提供し得る。
より詳しく言えば、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％より小さいか実質的に光透過性を有しないもの、あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％以上のものを基板として用いれば発光効率１０％以上の発光素子を作製し得る。通常、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体はより高い光透過性を有するものを基板として用いるほうがより発光効率の高い発光素子を作製し得るので好ましい。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率１０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１２％以上のものが得られ易いので好ましい。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率２０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１５％以上のものが得られ易い。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率３０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は２０％以上のものが得られ易い。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率４０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は２５％以上のものが得られ易い。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率５０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は３０％以上のものが得られ易い。前記のように本発明において光透過率が６０％以上、さらに最大８０％以上のものも得られるがこのような高い光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体ものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は４０％以上、最大６２％のものが得られた。
このように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いて作製される発光素子の発光効率は少なくとも１０％以上のものが得られ易いので、従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大４〜５倍以上に改善された発光素子を提供し得る。
本発明において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できるものであれば該焼結体中の窒化アルミニウム結晶粒子がどのような大きさのものであっても該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることにより優れた発光効率を有する発光素子が作製し得る。通常該発光素子の発光効率は従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大４〜５倍以上に改善された発光素子を提供できる。通常窒化アルミニウム結晶粒子の大きさが平均０．５μｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることが好ましく従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大４〜５倍以上に改善された発光素子を作製し得る。
より詳しく言えば、窒化アルミニウム結晶粒子の大きさが平均１．０μｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることで発光効率が少なくとも１０％以上の発光素子を作製し得る。
また、含まれる結晶粒子が均等に近い大きさに揃っている状態のものだけでなく結晶粒子の大きさが不揃いのものや結晶粒子の形状がいびつで針状あるいは板状など一辺が小さく他の一辺が大きい形状の結晶粒子、例えばポリタイプＡｌＮ粒子など一辺が数μｍで他の一辺が１０数μｍ以上に大きく成長した針状あるいは板状などの形状の結晶粒子を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いても何ら問題なく発光効率の優れた発光素子を作製することができる。
その他、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に導通ビアを形成したものを基板として用いても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成可能であり優れた発光効率を有する発光素子が作製し得る。導通ビアとしては導電性を有する材料であればどのようなものでも用いることが可能である。通常は導通ビアの材料としてタングステン、モリブデン、金、銀、銅、窒化チタンなどの金属、あるいは合金、あるいは金属化合物を主成分とする材料が用いられる。このような材料からなる導通ビアを形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることにより、通常従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大４〜５倍以上に改善された発光効率を有する発光素子を提供し得る。
より詳しく言えば、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中に導通ビアを形成したものを基板として用いることで発光効率が少なくとも１０％以上の発光素子を作製し得る。
上記のように、発光素子を作製するための基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いることは有効であり、特に光透過性を有するものであればより発光効率に優れた発光素子が作製し得ることを説明した。
また本発明において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性としてどのような状態のものであっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できるものであれば、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上に形成される発光素子は優れた発光効率を有するものが作製し得る。通常上記表面平滑性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いることにより作製される発光素子の発光効率は従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大４〜５倍以上に改善されたものを提供し得る。
より詳しく言えば、１）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそのまま基板として用い、その上に直接要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層することで発光素子を作製していく方法の場合、通常窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の平均表面粗さＲａが２０００ｎｍ以下のものを用いることで発光効率が少なくとも１０％以上の発光素子を作製し得る。
また、２）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として作製し、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板の上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層して発光素子を作製していく方法、及び３）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として作製し、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板の上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層して発光素子を作製していく方法、という上記２）〜３）で示した方法により発光素子を作製する場合、通常窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の平均表面粗さＲａが２０００ｎｍより大きいものを用いても発光効率が少なくとも１０％以上の発光素子を作製し得る。
本発明において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の厚みはどのようなものであっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できるものであれば、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上に形成される発光素子は優れた発光効率を有するものが作製し得る。通常上記基板厚みを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いることにより作製される発光素子の発光効率は従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大４〜５倍以上に改善されたものを提供し得る。通常窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の厚みが８．０ｍｍ以下のものを用いることで発光効率が少なくとも１０％以上の発光素子を作製し得る。
以上、発光素子を作製するための基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いることは有効であり、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体について純度（組成）、光透過率、焼結体結晶粒子、導通ビアの有無、基板としての表面平滑性、基板としての厚み、などについてその効果を説明してきた。
上記で説明してきたように、ａ）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として作製し、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板の上にＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、を積層して発光素子を作製していく方法、さらにｂ）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として作製し、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板の上にＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、を積層して発光素子を作製していく方法、という上記ａ）、ｂ）で示した方法により発光素子を作製する場合、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものでは、特に断らない限りその上には通常発光効率１０％以上の発光素子が作製し得る。上記の基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜のうち無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものがより好ましい。また、基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が配向性多結晶の結晶状態を有するものでは、特に断らない限りその上には通常発光効率１２％以上の発光素子が作製し得る。また、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも２層以上とし、該２層以上の薄膜のうち表面のものを単結晶とした基板を用いれば、基板にあらかじめ形成する薄膜の結晶状態に関係なくその上には通常発光効率１２％以上の発光素子が作製し得る。
本発明において、上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板だけでなく、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用い、該基板に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層し発光素子を作製することができる。本発明は炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは該焼結体を基板状としその上に少なくとも上記のＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を積層して積層体となし発光素子を構成したことに特徴がある。上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いて作製される発光素子も発光効率の優れたものを作製し得る。すなわち、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いることにより、従来からのサファイアなどの単結晶基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大３〜４倍以上に改善された発光効率を有する発光素子が提供し得る。すなわち本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される発光素子は入力された電力の最大２０〜３０％以上が発光素子外部へ光エネルギーとして放出し得る。
炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される発光素子がなぜこのような優れた発光効率を有するかその原因については必ずしも明確ではないが、上記基板には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜が形成し得るということがまず第一に重要であると思われる。しかしそれだけではなく上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板と同様、サファイアのようなバルク単結晶でなく焼き固められ結晶粒子や粒界相などから構成される焼結体としての微構造を有するということが従来からのサファイアなどの単結晶基板と同等あるいはそれ以上の発光効率を有する原因としてさらに重要であると思われる。
上記のように、サファイア基板上にもミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成でき、このような結晶性に優れた単結晶薄膜を少なくともＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層の各層が構成されるようサファイア基板上に形成することで発光素子が製造されてきた。本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される発光素子は、上記サファイアなどの単結晶基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大３〜４倍以上に改善された発光効率を有する発光素子が提供し得る。すなわち、本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される発光素子は、少なくとも発光効率８％以上のものが作製し得る。
本発明において、上記発光素子を作製するための基板として用いられる炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体は、該発光素子の構成要素である少なくともＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、を形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜がエピタキシャル成長した単結晶として形成しうるものであればどのようなものでも用いることができる。言い換えれば、以下に述べる方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜が形成できるものであればどのような炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体であっても発光素子を作製するための基板として用いることができる。
すなわち、１）炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体をそのまま基板として用い、その上に直接発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層し発光素子を作製していく方法である。この方法において要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず基板上に形成し、その上にＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層を積層して発光素子を作製していくことが望ましい。
また、２）炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として作製し、該基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、その上に発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層し発光素子を作製していく方法である。上記薄膜基板を用いて発光素子を作製していく場合、該薄膜基板に形成されている薄膜層の少なくとも一部を発光素子が機能するための構成要素として用いることも可能である。なお、この方法において上記薄膜基板の上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上にＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層を積層して発光素子を作製していくことが望ましい。
また、３）炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として作製し、該基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ少なくとも１層以上形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、その上に発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層し発光素子を作製していく方法である。上記薄膜基板を用いて発光素子を作製していく場合、該薄膜基板に形成されている薄膜層の少なくとも一部を発光素子が機能するための構成要素として用いることも可能である。なお、この方法において上記薄膜基板の上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上にＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層を積層して発光素子を作製していくことが望ましい。
上記１）〜３）で示した方法により、本発明による炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子作製用基板として用いることで発光効率８％以上の発光素子を容易に作製し得る。
上記１）〜３）で示した方法のなかで、基板に形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも２層以上とし、該２層以上の薄膜のうち表面の薄膜を単結晶とした基板を用いれば、基板にあらかじめ形成する薄膜の結晶状態に関係なくその上には発光効率に優れた発光素子を容易に作製し得るので好ましい。すなわち、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いる場合、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成した基板を用いれば、その上には発光効率１０％以上の発光素子を容易に作製し得る。特に発光素子として発光効率が１２％以上のものを作製していく場合、あるいは発光素子としてレーザーダイオードを作製する場合にはこのような表面に単結晶薄膜を形成した基板を用いることが有効である。
上記薄膜基板を用いて発光素子を作製していく場合、該薄膜基板に形成されている薄膜層の少なくとも一部を発光素子が機能するための構成要素として用いることも可能である。この方法において薄膜基板の上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上にＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層を積層して発光素子を作製していくことが望ましい。また本発明による薄膜基板を用いて発光素子を作製していく場合、上記バッファ層を特に設けずに発光素子を作製することも可能である。
本発明において、このような特性を有する炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いた基板に形成される薄膜の結晶性などの性状について、該炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体の組成、純度、窒化アルミニウム成分の含有量、光透過性、焼結体結晶粒子の大きさ、導通ビアの有無などとの関係、あるいは該炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板としたときの表面平滑性などとの関係、あるいは該炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に形成される薄膜構成、薄膜厚みなどとの関係について今まで説明してきた。
本発明において、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できるものであればどのような組成のものであっても、該炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いることにより優れた発光効率を有する発光素子が作製し得る。通常従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大３〜４倍以上に改善された発光効率を有する発光素子を提供し得る。
具体的には、例えば炭化珪素を主成分とする焼結体の組成としては実質的にＳｉＣだけからなるもの、あるいはカーボン成分、あるいはＢ、Ｂ４Ｃ、ＢＮなどの硼素成分、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、これらの成分を単独あるいは複合で含むものなどである。窒化珪素を主成分とする焼結体の組成としては実質的にＳｉ３Ｎ４だけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはカーボン、モリブデン、タングステンなどの黒色化促進成分、あるいはＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３などの遷移金属成分、これらの成分を単独あるいは複合で含むものなどである。酸化亜鉛を主成分とする焼結体の組成としては実質的にＺｎＯだけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３などの遷移金属成分、これらの成分を単独あるいは複合で含むものなどである。酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の組成としては実質的にＢｅＯだけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＡｌ２Ｏ３などのアルミニウム成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３などの遷移金属成分、これらの成分を単独あるいは複合で含むものなどである。酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成としては実質的にＡｌ２Ｏ３だけからなるもの、あるいはＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３などの希土類元素成分、あるいはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属成分、あるいはＳｉＯ２などの珪素成分、あるいはＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ２Ｏ３などの遷移金属成分、これらの成分を単独あるいは複合で含むものなどである。
より詳しく言えば、通常酸化亜鉛成分をＺｎＯ換算で５５．０モル％以上含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を用いることが好ましく、該酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いることで発光効率が少なくとも８％以上の発光素子を作製し得る。上記酸化亜鉛以外の成分として、例えばアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体、あるいはアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み同時にＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体、これらの焼結体からなる基板を用いることで発光効率が少なくとも８％以上の発光素子を作製し得る。
また、通常酸化ベリリウム成分をＢｅＯ換算で６５．０モル％以上含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を用いることが好ましく、該酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用いることで発光効率が少なくとも８％以上の発光素子を作製し得る。上記酸化ベリリウム以外の成分として、例えばマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ２換算で合計３５．０モル％以下含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、あるいはマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ２換算で合計３５．０モル％以下含み同時にＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で５．０モル％以下含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、これらの焼結体からなる基板を用いることで発光効率が少なくとも８％以上の発光素子を作製し得る。
また、通常酸化アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で５５．０モル％以上含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いることが好ましく、該酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることで発光効率が少なくとも８％以上の発光素子を作製し得る。上記酸化アルミニウム以外の成分として、例えばマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ２換算で合計４５．０モル％以下含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいはマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ２換算で合計４５．０モル％以下含み同時にＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいはマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ２換算で合計４５．０モル％以下含み同時にＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどの希土類元素成分のうちから選ばれた少なくともいずれか２種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、これらの焼結体からなる基板を用いることで発光効率が少なくとも８％以上の発光素子を作製し得る。
本発明において、光透過率が１％より小さいかあるいは実質的に光透過性を有しない炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いても優れた発光効率を有する発光素子が作製し得る。また、光透過率が１％以上の光透過性を有する炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いても優れた発光効率を有する発光素子が作製し得る。通常上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いることにより発光効率が従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大３〜４倍以上に改善された発光素子を提供し得る。
より詳しく言えば、酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率が１％より小さいか実質的に光透過性を有しないもの、あるいは酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率が１％以上のものを基板として用いれば発光効率８％以上の発光素子を作製し得る。通常、酸化亜鉛を主成分とする焼結体はより高い光透過性を有するものを基板として用いるほうがより発光効率の高い発光素子を作製し得るので好ましい。すなわち、酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率１０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１０％以上のものが得られ易い。また、酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率２０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１２％以上のものが得られ易いので好ましい。また、酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率３０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１５％以上のものが得られ易い。また、酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率４０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は２０％以上のものが得られ易い。また、酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率５０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は２５％以上のものが得られ易い。前記のように本発明において光透過率が６０％以上、さらに最大８０％以上のものも得られるがこのような高い光透過率を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体ものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は３０％以上、最大５５％のものが得られた。
また、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％より小さいか実質的に光透過性を有しないもの、あるいは酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％以上のものを基板として用いれば発光効率８％以上の発光素子を作製し得る。通常、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体はより高い光透過性を有するものを基板として用いるほうがより発光効率の高い発光素子を作製し得るので好ましい。すなわち、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率１０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１０％以上のものが得られ易い。また、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率２０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１２％以上のものが得られ易いので好ましい。また、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率３０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１５％以上のものが得られ易い。また、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率４０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は２０％以上のものが得られ易い。また、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率５０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は２５％以上のものが得られ易い。前記のように本発明において光透過率が６０％以上、さらに最大８０％以上のものも得られるがこのような高い光透過率を有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体ものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は３０％以上、最大５２％のものが得られた。
また、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％より小さいか実質的に光透過性を有しないもの、あるいは酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％以上のものを基板として用いれば発光効率８％以上の発光素子を作製し得る。通常、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はより高い光透過性を有するものを基板として用いるほうがより発光効率の高い発光素子を作製し得るので好ましい。すなわち、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率１０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１０％以上のものが得られ易い。また、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率２０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１２％以上のものが得られ易いので好ましい。また、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率３０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１５％以上のものが得られ易い。また、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率４０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は２０％以上のものが得られ易い。また、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率５０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は２５％以上のものが得られ易い。前記のように本発明において光透過率が６０％以上、さらに最大８０％以上のものも得られるがこのような高い光透過率を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体ものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は３０％以上、最大５１％のものが得られた。
また、窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％より小さいか実質的に光透過性を有しないもの、あるいは窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％以上のものを基板として用いれば発光効率８％以上の発光素子を作製し得る。通常、窒化ガリウムを主成分とする焼結体はより高い光透過性を有するものを基板として用いるほうがより発光効率の高い発光素子を作製し得るので好ましい。すなわち、窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率１０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１０％以上のものが得られ易い。また、窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率２０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１２％以上のものが得られ易いので好ましい。また、窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率３０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は１５％以上のものが得られ易い。また、窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率４０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は２０％以上のものが得られ易い。また、窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率５０％以上のものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は２５％以上のものが得られ易い。前記のように本発明において光透過率が６０％以上、さらに最大８０％以上のものも得られるがこのような高い光透過率を有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体ものを基板として用いたときその上に形成される発光素子の発光効率は３０％以上、最大６３％と高いものが得られた。
このように炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いて作製される発光素子の発光効率は少なくとも８％以上のものが得られ易いので、従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大３〜４倍以上に改善された発光素子を提供し得る。
本発明において、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できるものであれば該焼結体中の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの結晶粒子がどのような大きさのものであっても該炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いることにより優れた発光効率を有する発光素子が作製し得る。通常該発光素子の発光効率は従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大３〜４倍以上に改善された発光素子を提供できる。
通常炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの結晶粒子の大きさが平均０．５μｍ以上の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いることが好ましく従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大３〜４倍以上に改善された発光素子を作製し得る。
より詳しく言えば、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどの結晶粒子の大きさが平均１．０μｍ以上の炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いることで発光効率が少なくとも８％以上の発光素子を作製し得る。
また、含まれる結晶粒子が均等に近い大きさに揃っている状態のものだけでなく結晶粒子の大きさが不揃いのものや結晶粒子の形状がいびつで針状あるいは板状など一辺が小さく他の一辺が大きい形状の結晶粒子、例えばβ−Ｓｉ３Ｎ４粒子など一辺が数μｍで他の一辺が１０数μｍ以上に大きく成長した針状あるいは板状などの形状の結晶粒子を有する炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いても何ら問題なく発光効率の優れた発光素子を作製することができる。
その他、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体中に導通ビアを形成したものを基板として用いても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成可能であり優れた発光効率を有する発光素子が作製し得る。導通ビアとしては導電性を有する材料であればどのようなものでも用いることが可能である。通常は導通ビアの材料としてタングステン、モリブデン、金、銀、銅、窒化チタンなどを主成分とする材料が用いられる。このような材料からなる導通ビアを形成した炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いることにより、通常従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大３〜４倍以上に改善された発光効率を有する発光素子を提供し得る。
より詳しく言えば、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体中に導通ビアを形成したものを基板として用いることで発光効率が少なくとも８％以上の発光素子を作製し得る。
上記のように、発光素子を作製するための基板として炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いることは有効であり、特に光透過性を有するものであればより発光効率に優れた発光素子が作製し得ることを説明した。
また本発明において、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性としてどのような状態のものであっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できるものであれば、該炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上に形成される発光素子は優れた発光効率を有するものが作製し得る。通常上記表面平滑性を有する炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いることにより作製される発光素子の発光効率は従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大３〜４倍以上に改善されたものを提供し得る。
より詳しく言えば、１）炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体をそのまま基板として用い、その上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層し発光素子を作製していく方法の場合、通常炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の平均表面粗さＲａが１０００ｎｍ以下のものを用いることで発光効率が少なくとも８％以上の発光素子を作製し得る。
また、２）炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として作製し、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板の上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層して発光素子を作製していく方法、及び３）炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として作製し、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板の上に要すれば窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層をまず形成し、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層して発光素子を作製していく方法、という上記２）〜３）で示した方法により発光素子を作製する場合、通常炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の平均表面粗さＲａが１０００ｎｍより大きいものを用いても発光効率が少なくとも８％以上の発光素子を作製し得る。
本発明において、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の厚みはどのようなものであっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できるものであれば、該炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上に形成される発光素子は優れた発光効率を有するものが作製し得る。通常上記基板厚みを有する炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いることにより作製される発光素子の発光効率は従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の発光効率と比べて少なくとも同等か、最大３〜４倍以上に改善されたものを提供し得る。通常炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の厚みが８．０ｍｍ以下のものを用いることで発光効率が少なくとも８％以上の発光素子を作製し得る。
以上、発光素子を作製するための基板として炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いることは有効であり、該炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体について純度（組成）、光透過率、焼結体結晶粒子、導通ビアの有無、基板としての表面平滑性、基板としての厚み、などについてその効果を説明してきた。
上記で説明してきた、ａ）炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として作製し、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板の上に発光素子を作製していく方法、及びｂ）炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として作製し、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板の上に発光素子を作製していく方法、という上記ａ）、ｂ）で示した方法により発光素子を作製する場合、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものでは、特に断らない限りその上には通常発光効率８％以上の発光素子が作製し得る。上記の基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜のうち無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものがより好ましい。また、基板にあらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が配向性多結晶の結晶状態を有するものでは、特に断らない限りその上には通常発光効率１０％以上の発光素子が作製し得る。また、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも２層以上とし、該２層以上の薄膜のうち表面のものを単結晶とした基板を用いれば、基板にあらかじめ形成する薄膜の結晶状態に関係なくその上には通常発光効率１０％以上の発光素子が作製し得る。
なお、上記例示した炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどを主成分とする焼結体は通常主成分である該炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどとして六方晶あるいは三方晶の結晶構造を有する主成分とするものが発光素子作製用基板として用いられることを主に例示してきたが上記主成分が例えば立方晶、正方晶、斜方晶、単斜晶、三斜晶、アモルファスなど六方晶あるいは三方晶以外の結晶構造を有するものであっても炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなどを主成分とするものであれば発光素子作製用基板として好適に用いることができる。例えば炭化珪素を主成分とする焼結体などは結晶構造として例えば立方晶を有する炭化珪素を主成分とする焼結体であっても基板として好適に用いることができる。また例えば酸化アルミニウムを主成分とする焼結体などは結晶構造として例えば立方晶、スピネル構造の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体であっても基板として好適に用いることができる。
本発明において、上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体だけでなく、例えば酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：チタンとジルコニウムをモル数１：１の割合で含む複合酸化物）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの希土類酸化物、酸化トリウム（ＴｈＯ２）、各種フェライト（Ｆｅ３Ｏ４あるいはＭｎＦｅ２Ｏ４など一般式ＡＦｅ２Ｏ４であらわされる複合酸化物：ただし、Ａは２価の金属元素）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いることで発光効率の優れた発光素子が作製し得る。また上記例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体は光透過性を有するものが比較的容易に作製できるので、このような光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いることでも発光効率のより優れた発光素子が作製し得る。
通常上記炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体だけでなく、例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体をそのまま基板として用い、その上に直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜を形成することが困難な場合が多いので、上記各焼結体をそのまま用いてエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、として積層し発光素子を作製していく方法では良好な発光効率を有する発光素子を作製することが通常は困難である。
しかしながら、上記例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板の上には発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜をＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層、あるいはバッファ層として積層していくことが可能となり、たとえ光透過率が１％より小さいかあるいは実質的に光透過性を有しないものであっても少なくとも８％以上の発光効率を有する発光素子を作製し得る。なおこの際、あらかじめ形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部を発光素子の構成要素として用いることも可能である。
本発明において、上記のように酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも1層以上形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも1層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板を用いることによりたとえ光透過率が１％より小さいかあるいは実質的に光透過性を有しないものであっても少なくとも１０％以上の発光効率を有する発光素子が作製し得るようになるので好ましい。
このように本発明において、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いても従来からのサファイアなどの単結晶基板を用いて作製される発光素子に比べて発光効率が少なくとも同等か、最大２〜３倍以上に改善されたものを提供し得る。
本発明において、上記の酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など光透過性を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体は光透過率として少なくとも１％以上、通常１０％以上を有するものが作製し得る。上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛（特に希土類元素成分を含むもの）、酸化イットリウム、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体は光透過率が５０％以上のものが作製でき、最大８０％以上のものも作製し得る。その中で酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、ムライト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体を用いることが好ましい。また特に、Ｙ２Ｏ３などの希土類元素化合物あるいはＣａＯなどのアルカリ土類金属化合物含む酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、ＬｉＦやＮａＦなどのアルカリ金属あるいはＣａＯなどのアルカリ土類金属あるいはＹ２Ｏ３などの希土類元素化合物を含む酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、原料中や製造工程中に混入する不純物以外の成分を含まない実質的に酸化マグネシウムだけからなる焼結体、ＣａＯなどのアルカリ土類金属あるいはＹ２Ｏ３などの希土類元素化合物を含むアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、原料中や製造工程中に混入する不純物以外の成分を含まない実質的にアルミン酸マグネシウムだけからなる焼結体、異なる希土類元素成分を含むＹ２Ｏ３などの希土類元素酸化物を主成分とする焼結体、原料中や製造工程中に混入する不純物以外の成分を含まない実質的にＹ２Ｏ３などの希土類元素酸化物だけからなる焼結体、などは優れた光透過性のものが作製できるのでより好ましい。このような光透過性を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板とし、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成したものを基板として用いれば、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得るので、このような単結晶薄膜が形成された基板を用いてその上にあらためて薄膜を形成することで発光素子を作製することもできるし、あるいはこのようにして形成された単結晶薄膜をそのまま発光素子を構成する薄膜層の少なくとも一部として使用することにより発光素子を作製することもできる。
本発明において、上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などそれぞれの材料を主成分とする焼結体のうち光透過性を有するものを基板として用いて作製される発光素子はよりすぐれた発光効率のものが作製可能で従来からのサファイアなどの単結晶基板を用いて作製される発光素子に比べて発光効率が少なくとも同等か、最大３〜４倍以上に改善されたものを提供し得る。
より具体的に言えば、上記酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などそれぞれの材料を主成分とする焼結体のうち１０％以上の光透過性を有するものを基板として用いて作製される発光素子は発光効率１０％以上を有するものを作製し得る。また、光透過率が２０％以上のものを基板として用いて作製される発光素子は発光効率１２％以上を有するものを作製し得る。また、光透過率が３０％以上のものを基板として用いて作製される発光素子は発光効率１５％以上を有するものを作製し得る。また、光透過率が４０％以上のものを基板として用いて作製される発光素子は発光効率２０％以上を有するものを作製し得る。また、光透過率が５０％以上のものを基板として用いて作製される発光素子は発光効率２５％以上を有するものを作製し得る。また、光透過率が６０％以上のものを基板として用いて作製される発光素子は発光効率３０％以上を有するものを作製し得る。また、本発明において酸化マグネシウム、及びアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体からなる基板でそれぞれ８３％及び８１％の光透過性を有するものが作製されたが、これらの基板を用いて作製された発光素子は発光効率がそれぞれ最大５１％及び５０％と優れたものであった。
上記で説明してきたように、本発明においては酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として作製し、その上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板の上に発光素子を作製していく方法により発光素子を作製する場合、作製される発光素子は特に断らない限り通常発光効率８％以上のものが作製し得る。また、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも1層以上形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも1層以上形成して薄膜基板とし、該薄膜基板を用いることにより特に断らない限り通常少なくとも１０％の発光効率を有する発光素子が作製し得る。
本発明による発光素子の特徴はその基板に窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他に例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いた点にある。
本発明による発光素子を作製するための基板として、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他に例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体のうち光透過性を有するものを用いることが発光素子の発光効率を高める上ではより好ましい。本発明による発光素子の特徴はさらにこのような光透過性を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子を作製するための基板として用いた点に特徴がある。
本発明による発光素子を作製するための基板として、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体をそのまま基板として用いたものと、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他に例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板としその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板としたもの、という少なくとも２種類の基板がある。また、該薄膜基板には窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他に例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板としその上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶などのうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を少なくとも１層以上形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板としたものもある。通常このような発光素子を作製するための薄膜基板のなかで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものを用いることが発光素子の発光効率を高める上では好ましい。
本発明において、上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板のなかで、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いたものがより発光効率の優れた発光素子が得られ易いので好ましい。すなわち、具体的には窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそのまま基板として用いたもの、及び窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板としその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板としたもの、及び該薄膜基板のなかで窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板としその上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を少なくとも１層以上形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成して薄膜基板としたもの、などである。
また、上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板のなかで、酸化亜鉛を主成分とする焼結体を用いたものが発光効率の比較的優れた発光素子を作製でき、さらに該酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過率が１０％以下あるいはさらに光透過率が０％と光透過性が小さいかあるいは光透過性を有しないものであっても室温における抵抗率１×１０２Ω・ｃｍ以下の導電性のものも作製でき上下導通タイプの電極配置の発光素子を作製し得るので好ましい。
また、上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板のなかで、光透過性を有する焼結体を用いたものがより発光効率の優れた発光素子が得られ易いので好ましい。上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体は光透過性と同時に導電性を有するものが得られるので発光効率に優れた上下導通タイプの電極配置の発光素子を作製し得るので好ましい。
上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他に例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体に、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を少なくとも１層以上形成した薄膜基板は、該薄膜基板に形成された該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜が形成されたままの状態で使用することもできるし、あるいは該薄膜を鏡面など研磨にした状態で用いることもできる。
また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他に例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体に、あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を少なくとも１層以上形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を少なくとも１層以上形成した薄膜基板は、該薄膜基板に形成された該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されたままの状態で使用することもできるし、あるいは該単結晶薄膜を鏡面など研磨した状態で用いることもできる。
上記薄膜基板の表面平滑性は薄膜が形成されたままの状態でもすなわち自発的に平均表面粗さＲａが少なくとも１０ｎｍ以下のものが得られ、さらに自発的に平均表面粗さＲａが３ｎｍ以下、あるいは２ｎｍ以下、あるいは１ｎｍ以下の薄膜基板も比較的容易に作製し得る。また、該薄膜基板をメカノケミカルな方法などを用いた鏡面研磨などによっても少なくとも平均表面粗さＲａが少なくとも１０ｎｍ以下のものが得られ、さらに平均表面粗さＲａが３ｎｍ以下、あるいは２ｎｍ以下、あるいは１ｎｍ以下の薄膜基板も比較的容易に作製し得る。したがって仮に基板に形成した薄膜の自発的な表面平滑性が低かったとしても、上記の研磨あるいは研削などをの方法を用いて目的とする表面平滑性の薄膜基板を作製することができる。
このような表面平滑性を有する薄膜基板を用いることにより発光効率の優れた発光素子が作製し得る。
本発明による発光素子は基板として上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他に例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスなど各種セラミック材料を主成分とする焼結体、を用いた点が大きな特徴である。さらに光透過性を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いた点が大きな特徴である。本発明において、発光素子はこれらのセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板をそのまま用いてその上に作製する、あるいはこれらのセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成後その上に作製していく、あるいはこれらのセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成して薄膜基板とし該薄膜基板の上に作製していく、といった方法で提供することができる。上記のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板として、図３、図５〜図８、図１０〜図２０、図３６〜図３８に例示するものなどが好適に用いられる。
上記発光素子を作製していく前にセラミック材料を主成分とする基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜、及び薄膜基板を作製するためにセラミック材料を主成分とする基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は通常スパッタリング法、あるいはイオンプレーティング法、あるいは蒸着法、あるいはＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはその他のハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により形成される。該薄膜としては単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態のものが用い得る。該薄膜は単一層あるいは少なくとも２層以上の多層構成のものも問題なく用いることができる。該薄膜を単一層として形成する場合、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態で形成することがその上に結晶性及び表面平滑性などの特性がより優れた単結晶薄膜が形成でき発光素子の発光効率を高める上で好ましい。また、該薄膜を単一層として形成する場合、配向性多結晶の結晶状態で形成することがその上に結晶性及び表面平滑性などの特性がさらに優れた単結晶薄膜が形成できるのでさらに好ましい。該薄膜のうち配向性多結晶状態あるいは単結晶状態で形成する場合は通常結晶のＣ軸が基板面に対して垂直方向に形成されたものが用いられる。上記のように該薄膜は単一の層構成でなく複数の層（例えば組成が異なる、あるいは結晶状態が異なる、など）から構成されたものであってもよい。該薄膜が複数層で形成される場合表面層の薄膜が結晶性の優れた単結晶として形成し得るのでその上には発光効率の優れた発光素子が作製し得る。このような結晶性のより優れた単結晶薄膜を形成するためには上記セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を形成しておくことが好ましい。また、あらかじめ配向性多結晶状態の薄膜を形成しておくことがさらに好ましい。該薄膜は導電性を有するものであってもよいが必ずしも導電性を有するものでなくともよい。該薄膜には主成分に対してＳｉ（珪素）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｓｅ（セレン）、Ｔｅ（テルル）、Ｏ（酸素）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｄ（カドミウム）、Ｃ（炭素）などのドーピング成分を加えることで該薄膜をＮ型半導体化あるいはＰ型半導体化することで比較的容易に導電性を付与することができる。
上記のように本発明によりセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体を発光素子作製用基板として用いることで高い発光効率を有する発光素子が製造できるようになった。本発明においては発光素子の発光効率をさらに高めることが可能である。具体的には以下に述べる少なくとも２つの方法がある。すなわち、１）表面粗さの比較的大きなセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体を基板として用いる、２）基板として用いるセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に形成する薄膜として少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものを用いる、ことである。これらの方法をさらに詳しく説明を行う。
まず上記１）の方法であるが、発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面を比較的凹凸の多い状態とすることで発光素子の発光効率が向上する。すなわち、例えば鏡面研磨された面のように比較的凹凸の少ない表面状態のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子作製用基板として用いて作製される発光素子の発光効率に比べて、同じセラミック材料を主成分とする焼結体で表面の凹凸が比較的多いものを用いて作製される発光素子の発光効率は少なくとも同等かそれ以上の、通常は２％〜５０％程度高い発光素子をもたらす場合が多い。すなわち例えば鏡面研磨された面のように凹凸の少ない表面状態のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子作製用基板として用いて作製される発光素子の発光効率が１０％であれば、上記のように比較的凹凸の多い表面状態のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子作製用基板として用いた場合は発光効率が少なくとも１０％以上、通常は発光効率が１２％〜６０％の発光素子を作製し得る。このような表面状態のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで、微粒子の集合体である該セラミック材料を主成分とする焼結体が本来有する発光素子の発光効率を向上させ易いという効果をさらに高めることが可能となる。
上記比較的凹凸の多い表面状態のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製する場合に見られる発光効率の向上は、該セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有するか否かに拘わらず見られる。セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有する場合、該セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子は比較的高い発光効率を有するものが得られ易いが、セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有しその表面が比較的凹凸の多い表面状態言い換えれば表面粗さの大きいものであれば、該セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子はさらに高い発光効率を有するものが得られ易い。本発明においては例えば光透過率８０％以上を有する例えば窒化ガリウムを主成分とする焼結体、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化亜鉛を主成分とする焼結体などを用いて作製した発光素子では発光効率７０％以上のものが作製し得る。また、セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有しないものであってもその表面が比較的凹凸の多い表面状態であれば、該セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子は同じ光透過性を有しないセラミック材料を主成分とする焼結体で比較的凹凸の少ない表面状態のものを用いて作製される発光素子に比べて高い発光効率を有するものが得られ易い。
セラミック材料を主成分とする焼結体の表面が比較的凹凸の多い状態とは通常表面平滑性の小さい、言い換えれば表面粗さの大きい状態を意味する。また、セラミック材料を主成分とする焼結体の表面が比較的凹凸の多い状態のものには、例えば焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）表面やラップ研削された表面、あるいはブラスト研磨された表面、あるいは化学的にエッチング（腐食）された表面、などのように比較的不規則な凹凸状態からなるものだけでなく、例えば溝切りなど機械的な加工を施し規則的な桝目状、円形状、直線状などの凹凸が形成されたものなども含まれる。溝切りなどの機械加工は例えばダイヤモンドブレードやダイヤモンドドリルなどのダイヤモンド工具を用いる方法、超音波を用いる方法、レーザーを用いる方法、などが好適に用いられる。上記規則的な桝目状、円形状、直線状などの凹凸の形成は機械的な加工法だけに限らず例えばセラミック材料を主成分とする焼結体に規則的な空隙が形成されているレジストなどのマスクを施し、空隙部分のセラミック材料を主成分とする焼結体部分だけを化学的に薬液あるいは不活性ガス、フッ素、酸素などの成分を含有するイオンビームやプラズマガスなどによるＲＩＥ（反応性イオンエッッチング）、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）、イオンミリングなどのドライ方式でエッチングしたり、サンドブラストなどによる物理的な加工法によっても達成できる。
上記のように本発明において、セラミック材料を主成分とする焼結体を機械的方法、物理的方法あるいは化学的方法などを用いて加工することにより表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を得ることができる。
また一方、本発明においては機械的方法あるいは物理的方法あるいは化学的方法などを用いて焼成後のセラミック材料を主成分とする焼結体の表面を特に加工しなくても粉末成形体を焼成することで焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）のものであっても表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を得ることができる。焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）の状態で表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を得る場合、焼成前の粉末成形体として特に表面粗さを大きくしたものでなくても粉末成形体の焼成過程で自発的にセラミック材料を主成分とする焼結体が表面粗さの大きい状態を有するものとなり得る。また、焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態で表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を得る場合、焼成前の粉末成形体として表面粗さの大きいものを用いることも有効である。より具体的に言えば、目的とするセラミック材料を主成分とする粉末を例えばシート成形や一軸プレス成形あるいは静水圧（Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ）成形あるいは鋳込み成形あるいは押し出し成形などの成形法によって作製した粉末成形体を表面粗さの大きい状態に加工し該粉末成形体を焼成することで焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）の状態で表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体が作製できる。上記粉末成形体の表面粗さを大きくする方法としては一旦作製した粉末成形体の表面を溝切りやサンドブラストあるいはブラシ研磨などの機械的方法あるいはその他に物理的方法あるいは化学的方法などにより後から加工する方法がある。上記粉末成形体を後から加工し粉末成形体の表面粗さを大きくする方法の場合、凹凸など適宜の形状を有する型や針状や棒状といった形状を有する治工具を粉末成形体に押しつけて前記型や治工具に形成された形状のものを粉末成形体の表面に形成し目的とする表面粗さの大きい粉末成形体を得る、といった方法なども用いることができる。例えばドクターブレード法によるシート成形などによりシート状の粉末成形体を作製し該粉末成形体の表面粗さを大きくする場合、上記シート成形体は溶媒の乾燥過程で自発的に形成された表面状態を有し易く表面粗さの制御範囲が狭い場合が多いので上記のような後から粉末成形体の表面粗さを大きくする方法が有効に適応でき、任意の表面粗さのシート成形体を作製することが可能である。粉末成形体の表面に後から上記例示した型や治工具などを押し付けて表面粗さの大きなものを形成する場合室温で行うこともできるが、含まれるバインダーや可塑剤などの種類や量などにより該粉末成形体を適宜例えば室温〜２００℃程度の温度範囲に加熱し該粉末成形体を柔らかい状態にしたものを用いることで型や治工具に形成された形状のものがそのまま粉末成形体の表面により一層形成され易くなりその結果目的とする表面粗さを有する粉末成形体をより好適に作製することができる。加熱して柔らかい状態にした粉末成形体を用い型や治工具などを押し付けて表面粗さの大きい粉末成形体を作製する方法は、例えばドクターブレード法によるシート状の粉末成形体の表面粗さを大きくする場合などに対して好適に用いることができる。上記例示した型あるいは治工具を粉末成形体に押しつけて目的とする表面粗さの大きい粉末成形体を得る方法において、型や治工具を押し付けるときの圧力は通常２００Ｋｇ／ｃｍ２以下で十分効果が発揮し得る。加熱して柔らかい状態の粉末成形体を用いる場合は通常１００Ｋｇ／ｃｍ２以下の圧力で十分効果が発揮し得る。
また、上記粉末成形体の表面粗さを大きくする方法として成形するとき同時に該粉末成形体の表面粗さを大きくする方法があり好適に用いることができる。例えば一軸プレス成形や静水圧成形あるいは鋳込み成形などにより粉末成形体を作製する場合、成形用の金型やゴム型あるいは石膏型などの型に凹凸や溝など適宜の形状を施し成形と同時に凹凸や溝などの形状が形成された粉末成形体が作製できその結果目的とする表面状態を有する粉末成形体が得られる。また例えば押し出し成形により粉末成形体を作製する場合、成形用の口金に凹凸などの形状を施したものを用いれば成形と同時に成形方向に溝あるいは凹凸などの形状が形成された成形体が作製できその結果表面粗さの大きい粉末成形体が得られる。もちろん上記例示した一軸プレス成形や静水圧成形あるいは鋳込み成形あるいは押し出し成形などを用いて作製した粉末成形体においては成形と同時に表面粗さを大きく方法だけでなく、成形後に前記機械的あるいは物理的あるいは化学的な方法などで表面粗さを大きくすることもできる。このような成形後あるいは成形と同時に表面粗さを大きくした粉末成形体を用いて表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を得ることができる。
なおその他、焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）の状態で表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を得る場合、ホットプレスやＨＩＰ法などの高圧焼成法も用いることができる。例えば凹凸や溝など適宜の形状を施したカーボン製などの型を用いてホットプレスを行ないセラミック材料を主成分とする成形用粉末を焼結すると同時に凹凸や溝などの形状が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体が作製でき、その結果焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）の状態で目的とする表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体が得られる。
上記のように、本発明においてはセラミック材料を主成分とする焼結体を機械的方法、物理的方法あるいは化学的方法などを用いて加工することにより表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を得ることができる。また焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態で自発的に表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を得ることができる。さらに、表面粗さの大きな粉末成形体を用いて焼成することで表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を得ることができる。
本発明において、上記で例示した表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得る。該単結晶薄膜はあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶などの結晶状態を有する薄膜が形成された表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に対してだけでなく、該表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に対して直接形成し得る。該単結晶薄膜は形成方法を工夫することで表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に対してであっても比較的容易に直接形成し得る。例えば、薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分を該表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に対して特定の方向から供給するなどの工夫で直接形成し得る。より具体的にいえば、薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分の供給をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び斜めのうちから選ばれた少なくとも１以上の方向から行うことで、表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に対して窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。通常薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び斜めのうちから選ばれた少なくとも２以上の方向から供給することで、表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に対して窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成し得る。すなわち、１）上記薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分の供給をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直方向から行う、２）上記薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分の供給をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して水平方向から行う、３）上記薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分の供給をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して斜め方向から行う、４）上記薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分の供給をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直方向及び水平方向の２方向から行う、５）上記薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分の供給をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直方向及び斜め方向の２方向から行う、６）上記薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分の供給をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して水平方向及び斜め方向の２方向から行う、７）上記薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分の供給をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直方向及び水平方向及び斜め方向の３方向から行う、という少なくとも７つの方法で薄膜の原料を供給することで表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に対して窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。なお、薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分の供給方向が斜めであるということは、該供給方向が基板面に対して垂直及び水平以外のすべての方向であるということを意味する。
本発明において、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜は例えばＭＯＣＶＤ法あるいはハライドＶＰＥ法などガリウム成分、インジウム成分、及びアルミニウム成分を含む化合物を一旦分解しその後アンモニアなどの反応ガスとの窒化反応により目的とする組成のものを作製する方法により良好な結晶性のものが形成される場合が多いので、薄膜の原料を特定の方向から供給することは容易であり効果的に単結晶薄膜を形成することが可能となり得る。より具体的にいえば、例えばＭＯＣＶＤ法やハライドＶＰＥ法を用いて単結晶薄膜を形成する場合、主原料である例えば有機ガリウム化合物、有機インジウム化合物、有機アルミニウム化合物、ガリウムのハロゲン化物、インジウムのハロゲン化物、アルミニウムのハロゲン化物をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び斜めのうちから選ばれた少なくとも１以上の方向から供給することで、比較的表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体であってもその表面には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。通常上記主原料である例えば有機ガリウム化合物、有機インジウム化合物、有機アルミニウム化合物、ガリウムのハロゲン化物、インジウムのハロゲン化物、アルミニウムのハロゲン化物をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び斜めのうちから選ばれた少なくとも２以上の方向から供給することが形成される単結晶薄膜の結晶性を高める上で好ましい。該単結晶薄膜としてミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として少なくとも３００秒以下の比較的結晶性に優れたものが形成し得る。通常ＭＯＣＶＤ法あるいはハライドＶＰＥ法などの方法を用いる場合ガリウム成分、インジウム成分、及びアルミニウム成分を含む主原料は水素あるいは窒素＋水素あるいはアルゴンなどのキャリアガスとともに供給される。また、反応ガスであるアンモニアや窒素あるいは水素などもセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び斜めのうちから選ばれた少なくとも１以上好ましくは２以上の方向から供給することが該セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成する上で好ましい。このように本発明において、表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体であっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できる。その結果本発明において、表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで高い発光効率を有する発光素子を作製することができる。
なお、表面粗さの大きい窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、炭化珪素を主成分とする焼結体、窒化珪素を主成分とする焼結体、窒化ガリウムを主成分とする焼結体など六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に対しては薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分の供給を上記のようにセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び斜めのうちから選ばれた少なくとも１以上あるいは少なくとも２以上といった特定の方向から行わなくても、すなわち薄膜の原料供給の方向を特に限定しなくても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得るが、結晶性の優れた単結晶薄膜を形成する上では薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分を上記のように少なくとも１以上好ましくは２以上の方向から供給することが好ましい。
また、本発明において上記のように薄膜の形成方法を工夫することで、例えば薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分をセラミック材料を主成分とする焼結体に対して特定の方向から供給するなどの工夫で窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、炭化珪素を主成分とする焼結体、窒化珪素を主成分とする焼結体、窒化ガリウムを主成分とする焼結体など六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体ではなくても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得ることが見出された。より具体的に言えば、薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び斜めのうちから選ばれた少なくとも１以上好ましくは２以上の方向から供給することで、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、炭化珪素を主成分とする焼結体、窒化珪素を主成分とする焼結体、窒化ガリウムを主成分とする焼結体など六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体ではなくても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得ることが見出された。
すなわち、例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成しようとしたとき、薄膜の原料供給の方向を限定せずに行えば通常単結晶薄膜の形成が困難である場合が多い。一方、薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分の供給を特定の方向から行えば、例えば原料の供給を上記セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び斜めのうちから選ばれた少なくとも１以上の方向から行えば、あるいは原料の供給を少なくとも異なる２以上の方向を組み合わせることにより薄膜の形成を行えば、例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。これらのセラミック材料を主成分とする焼結体はその表面状態によらず、例えば平均表面粗さＲａ７０ｎｍ以上と比較的大きいものでなくても、すなわち例えば平均表面粗さＲａ７０ｎｍ以下のものであっても上記のように薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分を上記セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び斜めのうちから選ばれた少なくとも１以上、好ましくは少なくとも２以上の方向から供給することにより窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成し得る。
本発明において比較的表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜であっても該薄膜にはクラックあるいはひび割れなど生じにくく、該薄膜と該セラミック材料を主成分とする焼結体との間で剥離などの不具合も生じにくく強固の固着する。上記薄膜として無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶などどのような結晶状態のものであっても表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体との接合性は上記のように高い。
このように薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分をセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び斜めのうちから選ばれた少なくとも１以上、好ましくは少なくとも２以上の方向から供給することにより窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体ではないセラミック材料を主成分とする焼結体、及び表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に対して窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る理由については必ずしも明確でない。しかしながら本発明者はその理由を以下のように推測している。すなわち、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜、特にＭＯＣＶＤ法あるいはハライドＶＰＥ法などのようにガリウム成分、インジウム成分、及びアルミニウム成分を含む化合物を一旦分解しその後アンモニアなどの反応ガスとの窒化反応により作製される薄膜は元来基板面に対して垂直な方向にＣ軸が成長し易い性質を有しているものと思われるが、セラミック材料を主成分とする焼結体は結晶方向があらゆる方向を向いた微粒子からなる多結晶体であるので原料が一つの方向からだけ供給されればセラミック材料の種類によっては薄膜結晶の成長がセラミック粒子の結晶方向に従って行われるので多結晶化され易くなり、原料が少なくとも１以上の方向からあるいはさらに２以上の方向から供給されればセラミック粒子の結晶方向に薄膜結晶が成長しようとする力を打ち消しあるいは抑制し窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が元来有している方向への結晶成長が行われ易くなり従って結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成し得るようになるものと思われる。
上記のように比較的表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は自発的に表面平滑性に優れたものとなり得るが、メカノケミカルな（機械的化学的な操作による）研削あるいは鏡面研磨を行うことによっても表面平滑性あるいは平坦性を高めたりすることができる。メカノケミカルな研削あるいは鏡面研磨により比較的表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜であってもその平均表面粗さＲａは少なくとも１０ｎｍ以下のものが作製し得る。また、平均表面粗さＲａが３ｎｍ以下、あるいは２ｎｍ以下、さらには１ｎｍ以下のものが作製し得る。上記のように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の平滑性あるいは平坦性を高めることでその上には高い発光効率を有する発光素子が作製し得る。また、上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された比較的表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板をさらに例えばフッ化水素酸（ＨＦ）、フッ硝酸（ＨＦ＋ＨＮＯ３の混合酸）、硝酸（ＨＮＯ３）、塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）などの酸に浸漬したり、Ｈ２、Ｎ２、Ａｒなどを含む非酸化性雰囲気中あるいは減圧中で加熱アニールする、あるいはこれらを複数組み合わせて行う、などの処理を施すことにより基板表面に形成される単結晶薄膜の結晶性の改善をはかることが可能であり有効となり得る。
図７１は比較的不規則な凹凸表面を有する（言い換えれば表面粗さの大きい）セラミック材料を主成分とする焼結体の表面状態の１例を示す模式図である。図７２は規則的な凹凸表面を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面状態の１例を示す斜視図である。図７２において、例えば機械的な溝切り加工やプラズマガスなどによるエッチングなどによりセラミック材料を主成分とする焼結体表面に直線状の溝部１７０を設けることで規則的な凹凸表面が形成されている様子が示されている。図７３は規則的な凹凸表面を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面状態の１例を示す斜視図である。図７３において、例えば機械的な溝切り加工などによりセラミック材料を主成分とする焼結体表面に直線状の溝部１７０及び１７１をお互い直角方向に設けることで規則的な桝目状の凹凸表面が形成されている様子が示されている。
セラミック材料を主成分とする焼結体表面の凹凸状態（凹凸の程度）は通常上記のように表面平滑性、すなわち表面粗さにより表わされ得る。特に図７１に例示した比較的不規則な凹凸状態の表面に対してはその凹凸の程度を明確に表わし得る。表面粗さは十点平均表面粗さ（Ｒｚ）、最大表面粗さ（Ｒｍａｘ）、平均表面粗さ（Ｒａ：算術平均粗さ）、などによって表わされるが本発明においては平均表面粗さ（Ｒａ）を用いた。また機械加工などにより規則的な凹凸を施したセラミック材料を主成分とする焼結体表面の凹凸状態（凹凸の程度）も上記表面粗さにより表わし得るが、加工形状とその大きさによっても表わし得る。
本発明において、比較的凹凸の多い表面状態のセラミック材料を主成分とする焼結体として通常平均表面粗さＲａが７０ｎｍ以上、通用Ｒａ１００ｎｍ以上のものを用いることが好ましい。同じセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた場合、平均表面粗さＲａ７０ｎｍより小さいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子に比べて発光効率が少なくとも同等かそれ以上の、通常は２％〜３０％程度高い発光素子をもたらす場合が多い。すなわち例えば鏡面研磨された面のように凹凸の少ない表面状態のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子の発光効率が４０％であれば、上記のように比較的凹凸の多い表面状態のセラミック材料を主成分とする焼結体を発光素子作製用基板として用いた場合は発光効率が少なくとも４０％以上、通常発光効率が４２％〜７０％の発光素子を作製し得る。セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さとしてＲａ７０ｎｍ以上であれば該焼結体を用いて作製される発光素子の発光効率向上の効果が認められる場合が多い。例えばＲａ２０００ｎｍあるいはそれ以上の比較的凹凸の多い表面状態を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製した場合、平均表面粗さＲａ７０ｎｍより小さい状態の同じセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子に比べて発光効率向上の効果が認められる場合が多い。したがって窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜がクラックや剥離などの不具合が生じない状態で形成し得るものであればセラミック材料を主成分とする焼結体の表面状態としてどのようなものであっても好適に用いることができる。例えばＭＯＣＶＤ法、ハライドＶＰＥ法などの各種ＣＶＤ法、ＭＢＥ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法、あるいはＰＬＤ法などを用いることができる。発光素子の発光効率を高める上で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性の高い単結晶薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることが好ましい場合が多い。上記単結晶薄膜は表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成したものであってもよいし、まず窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶などの結晶状態を有する薄膜を該セラミック材料を主成分とする焼結体に形成しその上にあらためて形成したものであってもよい。すなわち、単結晶薄膜を形成した表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成していくことが好ましい場合が多い。このような方法であれば例えばセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さとしてＲａ５０００ｎｍ程度の凹凸の多いものであっても薄膜中や薄膜とセラミック材料を主成分とする焼結体との界面での剥離などの不具合が生じにくくなり、発光効率の高い発光素子が安定に作製し得る。
なお、本発明においてはセラミック材料を主成分とする焼結体の組成や材質あるいは内部構造が異なれば平均表面粗さＲａ７０ｎｍより小さい表面状態を有するものを用いて作製した発光素子であってもＲａ７０ｎｍ以上のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率と同等かさらに優れたものが作製し得る場合もある。
本発明において、比較的凹凸の多い表面状態の、言い換えれば表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製する場合、該発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を直接上記の比較的凹凸の多い表面状態のセラミック材料を主成分とする焼結体に形成することも可能であるが、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体に上記積層体を形成すればより発光効率の高い発光素子が作製し得る。上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は通常無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態で使用される。上記比較的凹凸の多い表面状態を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は、例えば無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有するもの１層だけの構成のものだけでなく、２層以上の構成のものも好適に用いることができる。２層以上の構成の薄膜は、例えばまず無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有するものを形成しその上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶状態のものを形成したもの、などがあり好適に用いることができる。表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成する薄膜としては通常単結晶薄膜を用いることが発光素子の発光効率を高める上で好ましい。セラミック材料を主成分とする焼結体が例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、窒化ガリウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であれば、比較的凹凸の多い表面状態を有したものであっても該セラミック材料を主成分とする焼結体には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。また一方で、薄膜の原料となるガリウム成分、インジウム成分及びアルミニウム成分の供給をセラミック材料を主成分とする焼結体に対して特定の方向から行うことで、上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、窒化ガリウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体以外のものであっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得る。該単結晶薄膜としてミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも３６００秒以下、通常３００秒以下の結晶性を有するものが作製し得る。また上記のように、比較的凹凸の多い表面状態を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であっても該焼結体には例えば無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する２層以上で構成される薄膜が形成し得る。本発明において今まで、セラミック材料を主成分とする焼結体にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する薄膜を形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜は該焼結体の表面平滑性などの影響を受けにくくなり高い結晶性の薄膜が作製し得ることを説明してきた。セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、窒化ガリウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体だけでなく、その他例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスなどを主成分とする焼結体など、通常どのようなセラミック材料を主成分とするものであってもその上には単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する薄膜が直接形成し得る。該単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の上にはさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜及び、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する薄膜が形成し得る。このように比較的凹凸の多い表面状態を有するセラミック材料を主成分とする焼結体がどのような材料を主成分とするものであってもその上には薄膜の構成を少なくとも２層以上とすることによっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得る。すなわち、セラミック材料を主成分とする焼結体が例えば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、窒化ガリウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、あるいは酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスなどを主成分とする焼結体など、通常どのようなセラミック材料を主成分とする焼結体であってもその上にまず窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する薄膜を形成しその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成する、といった方法などにより単結晶薄膜を含む２層以上で構成される薄膜が形成し得る。上記２層以上で構成されている薄膜のうち少なくとも単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有するものが作製し得る。
上記のように比較的凹凸の多い表面状態のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製する場合、なぜ該発光素子の発光効率が向上し易いのかその原因については必ずしも明確でない。セラミック材料を主成分とする焼結体は単結晶やガラスなどと異なり微粒子からなっているのでその表面状態に依らず、発光素子を構成するＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体、あるいはあらかじめ形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜と該セラミック材料を主成分とする焼結体との界面で反射あるいは全反射がもともと生じにくいと推測される。比較的凹凸の多い表面状態のセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製する場合、発光素子を構成するＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体と該セラミック材料を主成分とする焼結体との界面、あるいはあらかじめ形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜と該セラミック材料を主成分とする焼結体との界面で、発光層からの光がより一層反射あるいは全反射されにくくなるため発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体内部に光が閉じ込められにくくなりその結果該積層体外部へ（すなわち発光素子外部へ）放出され易くなるためであろうと思われる。
次に、発光素子の発光効率をさらに高めるために、上記２）少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体用いて発光素子を作製する方法に付いて説明する。
本発明による発光素子は上記のように、セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成したものである。発光素子を作製するにあたりセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体には直接上記積層体を形成することも可能であるが、通常窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に上記積層体を形成することによって発光効率のより高い発光素子が作製し得る。なお上記セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は通常無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態で用いられる。セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜としては、例えば無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有するもの１層だけの構成のものだけでなく、２層以上の構成のものも好適に用いることができる。２層以上の構成の薄膜としては、例えばまず無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有するものを形成しその上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶状態のものを形成したもの、などがあり好適に用いることができる。
本発明において、上記のように窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体あるいは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製すれば比較的高い発光効率を有する発光素子が作製し得るが、該セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成する薄膜として少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものを用いることでより高い発光効率を有する発光素子が作製し得るので好ましい。本発明において上記少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体あるいは少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いてその上に発光素子を作製すれば、窒化ガリウムを含まない窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上だけを主成分とする薄膜を形成した同じセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子よりも少なくとも同等かそれ以上の、通常は２％〜１０％程度高い発光素子をもたらす場合が多い。すなわち例えば窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体あるいは窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子の発光効率が５０％であれば、上記のように少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成した同じセラミック材料を主成分とする焼結体及び少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成した同じ光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いた場合、発光効率が少なくとも５０％以上、通常は発光効率が５２％〜６０％の発光素子を作製し得る。
本発明において上記のように少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体あるいは少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いてその上に発光素子を作製すれば該発光素子の発光効率はより向上し易い。本発明においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成した窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜とは少なくとも窒化ガリウム成分を含むかあるいは窒化ガリウム成分が主成分として含まれる薄膜を意味する。窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜には窒化ガリウム成分の他に例えば窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分やＳｉやＭｇなどのドーピング成分が含まれている薄膜であってもよい。通常窒化ガリウムを主成分とする薄膜とは窒化ガリウム成分を５０モル％以上含むものである。本発明においてはこのような窒化ガリウムを主成分とする薄膜だけでなく窒化ガリウム成分を５０モル％より少ない量しか含まない薄膜であっても少なくとも窒化ガリウム成分を含むものであれば発光素子の発光効率向上に寄与し得る。本発明においては窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製した場合該発光素子の発光効率はより向上し得る。上記の「少なくとも窒化ガリウムを含む薄膜」について別の表現で説明すれば、本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであるがこれを例えば化学式ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮで表わしたとき「少なくとも窒化ガリウムを含む薄膜」とは０＜ｙ≦１の組成を有するもの（すなわち０≦ｘ＜１、０≦１−ｘ−ｙ＜１）を意味する。セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成した薄膜がすべてこのような少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜のものだけでなく少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が少なくとも一部含まれる構成のものであっても発光素子の発光効率の向上に寄与する場合が多い。すなわち窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜と少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜とを組み合わせて形成したセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製した場合でも、該発光素子の発光効率は向上する。具体的に言えばセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成した薄膜として一部が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜であり一部が窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであっても発光素子の発光効率は向上する。より具体的に言えば例えばセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成した薄膜が２層からなる場合２層すべてが少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであってもよいし、あるいは１層が窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするもので１層が窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであってもよい。また、表面（最上層）の薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜であれば発光素子の発光効率はより向上し得る。このように少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を含む構成の薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製した場合該発光素子の発光効率はより向上し得る。
上記のように少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体あるいは少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いることで、微粒子の集合体である該セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が本来有する発光素子の発光効率を向上させ易いという効果をさらに高めることが可能となる。
上記少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製する場合に見られる発光効率の向上は、該セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有するか否かに拘わらず見られる。セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有する場合、該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子は比較的高い発光効率を有するものが得られ易いが、セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有しさらに少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したものであれば、該セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子はさらに高い発光効率を有するものが得られ易い。なお、セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有しないものであっても少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したものであれば、該セラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子は同じ光透過性を有しないセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子に比べて高い発光効率を有するものが得られ易い。
また、上記少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製する場合に見られる発光効率の向上は、該セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が前記比較的凹凸の多い表面状態を有するセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したものであっても同様に見ることができる。比較的凹凸の多い表面状態を有するセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製される発光素子は比較的高い発光効率を有するものが得られ易いが、該比較的凹凸の多い表面状態を有するセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体にさらに少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したものを用いて作製される発光素子はさらに高い発光効率を有するものが得られ易い。本発明においては平均表面粗さ７０ｎｍ以上の比較的凹凸の多い表面状態を有する例えば窒化ガリウムを主成分とする焼結体、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び酸化亜鉛を主成分とする焼結体などに少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したものを用いて作製した発光素子では発光効率７０％以上のものが作製し得る。
窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜は例えば無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有するものなどが使用し得る。また、薄膜構成として１層だけのものだけでなく、２層以上の構成のものも好適に用いることができる。２層以上の構成の薄膜としては、例えばまず無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有するものを形成しその上にさらに無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有するものを形成したもの、などがあり好適に用いることができる。通常セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成する窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が２層以上で構成される場合表面の薄膜（すなわち発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体が直接形成される薄膜）は単結晶であることが発光効率に優れた発光素子を作製する上で好ましい。また、セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいはその他に炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、窒化ガリウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であれば、該セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得るが該単結晶薄膜が窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであっても直接形成し得る。該窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする単結晶薄膜としてミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下の結晶性を有するものが作製し得る。セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、窒化ガリウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体だけでなく、その他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスなどを主成分とする焼結体など、通常どのようなセラミック材料を主成分とするものであってもその上には少なくとも無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が直接形成し得るが該薄膜が窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであっても直接形成し得る。該無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する薄膜の上にはさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜、及び無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくとも１種以上の結晶状態を有する薄膜が形成し得るが該薄膜が窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであっても形成し得る。このようにセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体がどのような材料を主成分とするものであってもその上には薄膜の構成を少なくとも２層以上とすることで窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が単結晶の状態で形成し得る。上記２層以上で構成されている薄膜のうち少なくとも単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有するものが作製し得る。
上記のように少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製する場合、該発光素子の発光効率が窒化インジウム及び窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜だけを形成したセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子に比べてなぜ向上し易いのかその原因については必ずしも明確でない。窒化ガリウムと窒化アルミニウムとを比較したとき窒化ガリウムの屈折率は窒化アルミニウムの屈折率よりも大きい。そのため形成された窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜とセラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体との界面における発光層からの光の反射あるいは全反射が窒化アルミニウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とする薄膜とセラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体との界面におけるものよりも生じにくいと推測される。従って少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製すれば、窒化アルミニウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とする薄膜だけを形成したセラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子に比べて発光素子を構成する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体内部に光が閉じ込められにくくなり、その結果該積層体外部へ（すなわち発光素子外部へ）放出され易くなるためであろうと思われる。また、窒化インジウムあるいは窒化インジウムを主成分とする薄膜だけを形成したセラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製した場合、窒化インジウムあるいは窒化インジウムを主成分とする薄膜のバンドギャップエネルギーが窒化ガリウムに比べて小さいため窒化ガリウムに比べて波長の短い光の吸収が生じ易く、従って発光効率が低下し易くなるものと推測される。
このように本発明においては発光素子の発光効率を高めるために、１）光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体を使用して発光素子を作製する、２）比較的凹凸の多い表面状態を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、言い換えれば表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を使用して発光素子を作製する、３）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製する、４）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体のうちで少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて発光素子を作製する、といった方法などが有効である。さらにこれらの方法を組み合わせて発光素子を作製することが発光効率を高める上で効果的である。例えば、５）光透過性でかつ表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を使用して発光素子を作製する、６）光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものを使用して発光素子を作製する、７）光透過性のセラミック材料を主成分とする焼結体に少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したものを使用して発光素子を作製する、８）表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものを使用して発光素子を作製する、９）表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したものを使用して発光素子を作製する、１０）光透過性でかつ表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものを使用して発光素子を作製する、１１）光透過性でかつ表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したものを使用して発光素子を作製する、といった方法などが有効である。また上記の発光素子の発光効率を高めるために使用されるセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体としては窒化ガリウムを主成分とする焼結体、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び酸化亜鉛を主成分とする焼結体などを用いることが好ましい。
このように本発明により、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体がセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子、が提供される。本発明による発光素子は少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体がセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とし、従来からのサファイアなどの単結晶基板を用いて作製される発光素子に比べて発光効率が少なくとも同等か、最大４〜５倍以上のものが提供できる。本発明による発光素子は少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体が単結晶や配向性多結晶などに比べて不均質なセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されているにもかかわらず従来からのサファイアなどの単結晶基板を用いて作製される発光素子に比べて発光効率が少なくとも同等か、最大４〜５倍以上のものが提供できる。従来セラミック材料を主成分とする材料は不均質であり単結晶基板や配向性多結晶基板でなければ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜をエピタキシャル成長させることが困難であると通常考えられており、もしエピタキシャル成長できたとしてもその結晶性は低くそのため少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体から構成される発光素子の発光効率は従来からのサファイアなどの単結晶基板を用いて作製される発光素子に比べて必ずしも優れたものが提供できる状態ではなかった。本発明により従来からのこのような常識及び状況が打破されたといえる。上記セラミック材料を主成分とする焼結体としては光透過性を有しないものだけでなく光透過性を有するものを用いることも可能である。セラミック材料を主成分とする焼結体として光透過性を有するものを用いれば発光素子の発光効率が向上し易いので好ましい。また、上記発光素子を構成する少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体はセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成することができるだけでなくあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体にも形成することができる。あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いその上に少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成すれば発光素子の発光効率が向上し易いので好ましい。
なお、上記セラミック材料とは焼結体を構成する例えば窒化アルミニウム、六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料（例えば炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムなど）、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの金属元素及び半金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素と非金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素との組成物あるいは化合物、あるいは金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素と半金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素との組成物あるいは化合物、あるいは半金属元素のうちから選ばれた少なくともいずれか２種以上の元素との組成物あるいは化合物を主成分とするものからなる。上記非金属元素としては通常窒素、りん、酸素、硫黄、ハロゲン元素（フッ素、塩素、臭素、沃素、アスタチン）などが好適に用いられる。半金属元素としては通常ほう素、炭素、珪素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、ビスマス、セレン、テルル、ポロニウムなどが好適に用いられる。上記セラミック材料は通常無機化合物を主成分とするものであり、これらのセラミック材料は結晶質のものであってもよいしあるいは例えばガラスなどの非晶質状態のものであってもよいしあるいは結晶質のものと非晶質のものとが混在したものであってもよい。上記セラミック材料は通常窒化物、炭化物、酸化物、硼化物、珪化物などの化合物あるいは組成物を主成分とするものである。
なお、本発明において上記セラミック材料としては主成分である無機材料以外に金属、合金、金属間化合物、有機物質、有機化合物、有機樹脂、その他に例えばハロゲン元素あるいはカルコゲン元素などの非金属などを含有するもの含まれる。
本発明において、上記セラミック材料を主成分とする焼結体は光透過性を有するものが好ましく、該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の結晶性が向上し易くなるとともに、該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成した少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体から構成される発光素子の発光効率がより優れたものとなる得るので好ましい。また本発明において、上記セラミック材料を主成分とする焼結体としては窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜をあらかじめ形成したものが好ましく、該薄膜があらかじめ形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体には結晶性の優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し易くなるとともに、該薄膜があらかじめ形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成することにより得られる発光素子の発光効率がより優れたものとなり得るので好ましい。
本発明による発光素子は、１）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体がセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子、であるがさらに詳細に言えば、２）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子、を含む。また、３）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子、を含む。また、４）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子、を含む。また、５）上記発光素子に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする発光素子、を含む。また、６）上記発光素子に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする発光素子、を含む。また、７）上記発光素子に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする発光素子、を含む。
本発明による発光素子は上記のように、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体をセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成したものを含む。また窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体をあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に形成したものも含まれる。本発明による発光素子は構成要素である窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる積層体としてＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の他にバッファ層を有するものも含む。本発明の発光素子は上記バッファ層を必ずしも必要としない。本発明においてはセラミック材料を主成分とする焼結体にバッファ層を有せずＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体を形成した発光素子も含む。発光素子がバッファ層を有する場合は通常セラミック材料を主成分とする焼結体にまずバッファ層を形成しその後Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体を形成する。本発明において発光素子がバッファ層を有する場合、発光素子の構成要素である窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる積層体は少なくともバッファ層及びＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む構成となる。通常バッファ層は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜をエピタキシャル成長させない状態（すなわち無定形、多結晶、配向性多結晶の結晶状態）のものが用いられる。上記セラミック材料を主成分とする焼結体としてあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたものを用いればバッファ層としては窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した（すなわち単結晶状態の）薄膜でも比較的容易に使用できる。さらにセラミック材料を主成分とする焼結体としてあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたものを用いればバッファ層としては適宜炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなど六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する化合物あるいは酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイトなどの化合物を主成分とする薄膜を用いてもよい。
以下、発光素子について図を用いて説明する。
図３９は発光素子の基本的な構成を示す断面図である。すなわち発光素子作製用基板３０に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜によりバッファ層３１が形成され、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型又はＰ型の半導体特性を有する薄膜により薄膜層３４が形成される。その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により発光層３６が形成される。その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＰ型又はＮ型の半導体特性を有する薄膜により薄膜層３５が形成される。該薄膜層３５は薄膜層３４がＮ型の半導体特性を有するときはＰ型に、薄膜層３４がＰ型の半導体特性を有するときはＮ型の半導体特性になるように設定される。薄膜層３４及び薄膜層３５にはそれぞれ電極３８が設けられる。このように基板３０の上に要すればまずバッファ層３１を形成し、その上にＮ型半導体層（Ｐ型半導体層）３４、発光層３６、Ｐ型半導体層（Ｎ型半導体層）３５、を積層し、さらに電極３８、を形成し基板を含めて全体として発光素子３２が構成される。Ｎ型半導体層及びＰ型半導体層に形成された電極３８に直流電力を印加することで発光素子が駆動する。発光の波長は発光層の組成を調整することなどで例えば紫外線領域から可視光領域の広い波長範囲にわたって光を発することができる。具体的にいえば例えば２５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲の光を発することができ、通常３００ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲の光を発するように作製されることが多い。
さらに詳しく説明すると、図３９において発光素子作製用基板３０として従来からは例えばサファイアなどが用いられてきた。本発明においては発光素子作製用基板３０として例えば図３、図５〜図８、図１０〜図２０、図３６〜図３８に例示するような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他に酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスなどの各種セラミック材料を主成分とする焼結体をそのままの状態で基板としたもの、あるいはこれらのセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成して薄膜基板としたもの、がある。基板３０の上にはＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層３１が形成される。バッファ薄膜層３１としては通常無定形状態のものが用いられるが、その他に多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態のものも用いることができ、さらにエピタキシャル成長した単結晶状態のものも用いることができる。バッファ層３１はＮ型あるいはＰ型に半導体化した導電性を有するものであってもよいが必ずしも導電性を有するものでなくともよい。バッファ層３１の上にはＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により構成されるＮ型又はＰ型の半導体特性を有する薄膜層３４が形成されている。なお、上記バッファ層３１は通常基板３０と薄膜層３４との間の結晶不整合を調整し薄膜層３４の結晶性や表面平滑性などの特性を向上するために設けられるが、必要に応じて設ければよく本発明においては特に設けなくても基板３０の上に直接薄膜層３４を形成し発光素子を作製していくことも可能である。薄膜層３４は通常Ｎ型半導体特性を有するよう調整されるがＰ型半導体であってもよい。Ｎ型半導体特性は通常該薄膜層３４を構成する主成分に例えばＳｉ（珪素）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｓｅ（セレン）、Ｔｅ（テルル）、Ｏ（酸素）などのドナー形成ドーピング成分を含有せしめることにより発現される。薄膜層３４の上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜から構成される発光層３６が形成されている。発光層３６を構成する薄膜は通常ドーピング成分を含まないアンドープ型の薄膜、あるいはアクセプター形成ドーピング成分のうちから選ばれた１種以上を含むもの、ドナー形成ドーピング成分のうちから選ばれた１種以上を含むもの、あるいはアクセプター形成ドーピング成分及びドナー形成ドーピング成分のうちから選ばれたそれぞれ１種以上を同時に含む（コドープされた）薄膜が適宜用いられる。発光層から発せられる光の波長は発光層として用いられるＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮの組成あるいはドーピング成分の種類などによって制御できる。発光層３６は例えばヘテロ構造やダブルへテロ構造、あるいは単一量子井戸構造などのように単一の薄膜層から形成されたものでもよいし、あるいは例えば多重量子井戸構造のように２層以上で構成されたものでもよい。単一量子井戸構造の場合、発光層３６は井戸層となる例えば１００Å以下の薄い単一組成の単一薄膜層からなりＮ型半導体薄膜の障壁層とＰ型半導体薄膜の障壁層とで挟まれた構造である。また発光層３６には井戸層及び障壁層となる薄い少なくとも２以上の異なる組成の薄膜を交互に積層して構成される多重量子井戸構造のものも用い得る。多重量子井戸構造の場合、井戸層及び障壁層の厚みは井戸層が１５０Å以下好ましくは１００Å以下さらに好ましくは７０Å以下、障壁層が２００Å以下好ましくは１５０Å以下さらに好ましく１００Å以下のものが通常用いられる。また、多重量子井戸構造の場合、最外層にある２つの薄膜層は通常井戸層で形成されることが好ましい。なお上記ヘテロ構造やダブルへテロ構造、あるいは単一量子井戸構造の発光素子は通常発光ダイオード（ＬＥＤ）として用いられ、多重量子井戸構造を有する発光素子は通常レーザーダイオード（ＬＤ）として用いられる。上記発光層を構成する井戸層及び障壁層となる薄膜も通常窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜から構成されることが好ましい。単一量子井戸構造及び多重量子井戸構造の井戸層となる薄膜はドーピング成分を加えないアンドープの状態のものが通常用いられるが、適宜ドーピング成分を加えてそれぞれＮ型あるいはＰ型に半導体化したものあるいはＮ型及びＰ型半導体化ドーピング成分を同時に加えて半導体化したものなども用いることが可能である。また発光層が多重量子井戸構造の場合障壁層となる薄膜はドーピング成分を加えないアンドープの状態のものが通常用いられるが、適宜ドーピング成分を加えてＮ型あるいはＰ型に半導体化したものあるいはそれぞれＮ型及びＰ型半導体化ドーピング成分を同時に加えて半導体化したものなども用いることが可能である。量子井戸層を構成する井戸層／障壁層としては例えば、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ（それぞれ組成が異なる）、ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＮ／ＧａＮ、などの組成系からなる組み合わせのものがある。さらに、発光層３６の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により構成される薄膜層３５が形成されている。薄膜層３５は前記薄膜層３４がＮ型半導体特性を有する場合Ｐ型半導体特性を有するよう調整される。また前記薄膜層３４がＰ型半導体特性を有する場合Ｎ型半導体特性を有するよう調整される。Ｐ型半導体特性は通常該薄膜層３５を構成する主成分に例えばＭｇ（マグネシウム）、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｄ（カドミウム）、Ｃ（炭素）などのアクセプター形成ドーピング成分を含有せしめることにより発現される。なお、上記ドナー形成ドーピング成分及びアクセプタ−形成ドーピング成分は薄膜をＮ型半導体化あるいはＰ型半導体化しさらに該薄膜の抵抗率を小さくするために主成分に対してどのような割合でも含有させることができるが通常元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含有される。また、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜はドーピング成分を含まないアンドープ型のものであっても自発的にＮ型の半導体特性を有し導電性が発現される場合があるが、発光素子にはこのようなアンドープ型の薄膜であっても用いることができる。上記薄膜層３４及び薄膜層３５にはＡｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ａｌ／Ｔｉ、Ａｕ／Ｎｉ、Ａｕ／Ｔｉ、Ａｕ／Ｐｄ、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉなどから構成される電極３８が形成されそこから直流電位が印加されることで素子の発光が行われる。
なお、上記薄膜層３４及び薄膜層３５はそれぞれ単一の層構成でなく２以上の複数の層（例えば組成が異なる、など）から構成されたものであってもよい。より詳しく言えば、上記薄膜層３４及び薄膜層３５は単一の層として構成されたものだけでなく少なくともどちらか一方の層が例えば電極と接続するためのコンタクト層及び発光層と接続するクラッド層など少なくとも２層以上の薄膜層から構成されるものも好適に使用される。また上記薄膜層３４及び薄膜層３５を構成するコンタクト層及びクラッド層は単一層だけでなく少なくともどちらか一方の層がそれぞれ少なくとも２層以上の薄膜層から構成されるものも好適に使用される。また、薄膜層３４及び薄膜層３５がそれぞれ単一の薄膜層あるいはどちらか一方だけが単一の薄膜層であっても発光層３６が量子井戸構造の井戸層として用いられる場合の障壁層として機能させることもできる。例えば、単一量子井戸構造を有する発光素子を作製しようとする場合、図３６の発光層３６を例えば１００Å以下の薄い単一組成で単一薄膜層からなる井戸層として形成し、薄膜層３４あるいは薄膜層３５のうち単一層の薄膜層を該井戸層の障壁層として用いることで目的とする単一量子井戸構造を有する発光素子を作製することもできる。また、薄膜層３４及び薄膜層３５がそれぞれ２層以上の薄膜層からなるかあるいはどちらか一方だけが２層以上の薄膜層からなる場合であって２層以上の薄膜層のうち発光層と直接接しているクラッド層を井戸層の障壁層として用いて単一量子井戸構造を形成することもできる。
上記薄膜層３４、薄膜層３５、及び発光層３６はそれぞれ通常発光素子の発光効率を高めるためにエピタキシャル成長した単結晶であることが好ましい。その結晶性は該薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下、要すれば３００秒以下であることが好ましく、さらにそれ以上の結晶性であることが好ましい。
また、薄膜層３４及び薄膜層３５は通常すべて単結晶状態であることが好ましいが上記のように該薄膜層３４及び薄膜層３５が少なくともコンタクト層及びクラッド層の２層以上からなる場合電極接続用のコンタクト層は必ずしも単結晶状態でなく、無定形、多結晶、配向性多結晶の結晶状態であってもよい。
本発明による発光素子は従来からのサファイアなどからなる基板に代えて上記セラミック材料を主成分とする焼結体をそのまま基板として用いる、あるいは該基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成して薄膜基板としたものを用いることで、従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子に比べて発光効率が少なくとも同等、あるいは２〜３倍以上、あるいは３〜４倍以上、あるいは最大４〜５倍以上の優れたものが得られるようになった。実際発光素子を作製していく場合、上記セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板だけを用意しその上に順次各薄膜層を形成していく方法でもよいし、上記セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶などのうちから選ばれたいずれかの結晶状態を有する薄膜を少なくとも1層以上形成した薄膜基板を用意し、その上に順次各薄膜層を形成していく方法であってもよい。
図４０及び図４１は従来からのサファイアなどの基板を用いて作製された発光素子の１例を示した断面図である。図４０で例示する構造の発光素子は図３９における薄膜層３５が２層の状態で形成されている例である。通常このような薄膜構成により単一量子井戸構造の発光素子が作製される。
図４０において例えば基板面がＣ面の（すなわち基板面に対してＣ軸が垂直の方向の）サファイアなどの基板３３の上にＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層３１が形成される。なお、基板３３はそのまま発光素子作製用基板３０として用いられる。バッファ薄膜層３１としては通常無定形のＧａＮ薄膜を１００Å〜１５００Å程度の厚みで形成したものが用いられる。バッファ層３１の上にはＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により構成されるＮ型又はＰ型の半導体特性を有する薄膜層３４が形成される。薄膜層３４は単一量子井戸層の障壁層としても機能し得る。薄膜層３４として通常ＳｉなどがドープされたＮ型の半導体特性を有するエピタキシャル成長した単結晶ＧａＮ薄膜を０．５μｍ〜２０μｍ程度の厚みで形成したものが用いられる。薄膜層３４の上にはＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により構成される発光層３６が形成される。例えば単一量子井戸構造を有する発光素子を作製する場合、発光層３６は井戸層として通常アンドープのエピタキシャル成長した単結晶ＩｎＧａＮ混合組成の薄膜を５Å〜２００Å程度の厚みで形成したものが用いられる。発光層から発せられる光の波長はＩｎＧａＮ組成によって変化し、Ｉｎ０．４５Ｇａ０．５５Ｎの組成で発光波長は５２０ｎｍ程度（緑色）、Ｉｎ０．２０Ｇａ０．８０Ｎの組成で発光波長は４５０ｎｍ程度（青色）、Ｉｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎの組成で発光波長は３９０ｎｍ程度（紫色）、である。発光層３６の上にはＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により構成されるＰ型又はＮ型の半導体特性を有する薄膜層３５−１が形成される。薄膜層３５−１は薄膜層３４がＮ型半導体であるときはＰ型の半導体、薄膜層３４がＰ型半導体であるときはＮ型の半導体特性に調整される。薄膜層３５−１は単一量子井戸層の障壁層としても機能し得る。薄膜層３５−１として通常ＭｇなどがドープされたＰ型の半導体特性を有するエピタキシャル成長した単結晶ＡｌＧａＮ混合組成の薄膜を０．０２μｍ〜１．０μｍ程度の厚みで形成したものが用いられる。薄膜層３５−１の上にはＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により構成される薄膜層３５−１と同じ型の半導体特性を有する薄膜層３５−２が形成される。薄膜層３５−２は通常コンタクト層として機能する。薄膜層３５−２として通常ＭｇなどがドープされたＰ型の半導体特性を有するエピタキシャル成長した単結晶ＧａＮ薄膜を０．０５μｍ〜５μｍ程度の厚みで形成したものが用いられる。薄膜層３４は井戸層の障壁層だけでなく電極を形成するコンタクト層としても用いられる。薄膜層３４及び薄膜層３５にはＴｉ／ＡｌあるいはＮｉ／Ａｕなどで構成された電極３８が形成される。
なお、青紫色や紫色あるいは紫外線など波長の短い光を発光する発光素子の場合、薄膜層３４及び薄膜層３５−１及び薄膜層３５−２は極力発光の吸収を少なくするために主成分を１００モル％ＧａＮでなくＡｌＮとＧａＮの混合組成ＡｌＧａＮで形成したものが好適に用いられる。
また、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｏなどのドナー形成ドーピング成分及びＭｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃなどのアクセプタ−形成ドーピング成分は薄膜をＮ型半導体化あるいはＰ型半導体化しさらに該薄膜の抵抗率を小さくするために主成分に対してどのような割合でも含有させることができるが通常元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含有される。
図４０に例示されるように、サファイアなどからなる基板３３、バッファ層３１、Ｎ型半導体特性を有する薄膜層（またはＰ型半導体特性を有する薄膜層）３４、発光層３６、Ｐ型半導体特性を有する薄膜層（またはＮ型半導体特性を有する薄膜層）３５−１、Ｐ型半導体特性を有する薄膜層（またはＮ型半導体特性を有する薄膜層）３５−２、電極３８、により単一量子井戸構造などを有する従来からの発光素子３７が形成されてきた。電極３８に直流電力を印加することで発光素子が駆動し発光される。
サファイアなどの基板を用いて作製される上記単一量子井戸構造などの従来からの発光素子の発光効率は通常２％〜８％程度である。
図４１は従来からのサファイアなどの基板を用いて作製される発光素子の１例を示す断面図である。図４１で例示する構造の発光素子は図３９における薄膜層３４及び薄膜層３５がそれぞれ２層ずつの状態で形成された例である。通常このような薄膜構成によりダブルヘテロ構造の発光素子が作製される。
図４１において例えば基板面がＣ面の（すなわち基板面に対してＣ軸が垂直の方向の）サファイアなどの基板３３の上にＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるバッファ層３１が形成される。なお、基板３３はそのまま発光素子作製用基板３０として用いられる。バッファ薄膜層３１としては通常無定形のＧａＮ薄膜を１００Å〜２０００Å程度の厚みで形成したものが用いられる。バッファ層３１の上にはＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により構成されるＮ型又はＰ型の半導体特性を有する薄膜層３４−２が形成される。薄膜層３４−２は電極と電気的に接続し発光層へ電位を印加するためのコンタクト層である。薄膜層３４−２として通常ＳｉなどがドープされたＮ型の半導体特性を有するエピタキシャル成長した単結晶ＧａＮ薄膜を０．５μｍ〜２０μｍ程度の厚みで形成したものが用いられる。薄膜層３４−２の上にはＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により構成されるＮ型又はＰ型の半導体特性を有する薄膜層３４−１が形成される。薄膜層３４−１は発光層を挟むクラッド層のうちの一つである。薄膜層３４−１として通常ＳｉなどがドープされたＮ型の半導体特性を有するエピタキシャル成長した単結晶ＡｌＧａＮ薄膜を０．０２μｍ〜１．０μｍ程度の厚みで形成したものが用いられる。薄膜層３４−１及び薄膜層３４−２とは同じ型の半導体特性を有する。薄膜層３４−１の上にはＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により構成されるアンドープ、あるいはＺｎ単独ドープ、あるいはＳｉ単独ドープ、あるいはＺｎとＳｉとを同時にドープした発光層３６が形成される。例えばダブルへテロ構造の発光素子を作製する場合発光層３６は通常アンドープ、あるいは上記ドーピング成分を含むエピタキシャル成長した単結晶ＩｎＧａＮ混合組成の薄膜を５０Å〜５０００Å程度の厚みで形成したものが用いられる。発光層からの発せられる光の波長はＩｎＧａＮ組成、あるいはドーピング成分の種類によって変化し、アンドープのＩｎ０．２０Ｇａ０．８０Ｎの組成で発光波長は４５０ｎｍ程度（青色）、アンドープのＩｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎの組成で発光波長は３９０ｎｍ程度（紫色）、Ｚｎ単独あるいはＺｎ及びＳｉの同時ドーピングのＩｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎの組成で発光波長は４５０ｎｍ程度（青色）である。発光層３６の上にはＭＯＣＶＤ法、あるいはＭＯＶＰＥ法、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により構成されるＰ型又はＮ型の半導体特性を有する薄膜層３５−１が形成される。薄膜層３５−１は薄膜層３４−１がＮ型半導体であるときはＰ型の半導体、薄膜層３４−１がＰ型半導体であるときはＮ型の半導体特性に調整される。薄膜層３５−１は発光層を挟むクラッド層として機能する。薄膜層３５−１として通常ＭｇなどがドープされたＰ型の半導体特性を有するエピタキシャル成長した単結晶ＡｌＧａＮ混合組成の薄膜を０．０２μｍ〜１．０μｍ程度の厚みで形成したものが用いられる。薄膜層３５−１の上にはＭＯＣＶＤ法（ＭＯＶＰＥ法）、あるいはその他のＣＶＤ法、あるいはクロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法、あるいはＭＢＥ法などの方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜により構成される薄膜層３５−１と同じ型の半導体特性を有する薄膜層３５−２が形成される。薄膜層３５−２はコンタクト層として機能する。薄膜層３５−２として通常ＭｇなどがドープされたＰ型の半導体特性を有するエピタキシャル成長した単結晶ＧａＮ薄膜を０．０５μｍ〜５μｍ程度の厚みで形成したものが用いられる。薄膜層３４−２及び薄膜層３５−２にはＴｉ／ＡｌあるいはＮｉ／Ａｕなどで構成された電極３８が形成される。
図４１に示す発光素子は発光層３６が２層の半導体薄膜層３４−１及び３４−２と２層の半導体薄膜層３５−１及び３５−２とに挟まれておりダブルへテロ構造を有する。
なお、クラッド層である上記薄膜層３４−１及び薄膜層３５−１をさらに２層で形成しコンタクト層を含め合計それぞれ３層の薄膜層で発光層を挟んだ構造の発光素子も作製できる。すなわちこのような例として、例えば薄膜層３４−１として発光層側にＳｉなどをドーピングしたＩｎＧａＮ混合組成の薄膜及びコンタクト層側にＳｉなどをドーピングしたＡｌＧａＮ混合組成の薄膜、薄膜層３５−１として発光層側にＭｇなどをドーピングしたＩｎＧａＮ混合組成の薄膜及びコンタクト層側にＭｇなどをドーピングしたＡｌＧａＮ混合組成の薄膜、それぞれ２層づつから構成されたものなどである。
なお、青紫色や紫色あるいは紫外線など波長の短い光を発光する発光素子の場合、薄膜層３４−１、薄膜層３４−２、薄膜層３５−１及び薄膜層３５−２は極力発光の吸収を少なくするために主成分を１００モル％ＧａＮでなくＡｌＮとＧａＮの混合組成ＡｌＧａＮで形成したものが好適に用いられる。
また、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｏなどのドナー形成ドーピング成分及びＭｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃなどのアクセプタ−形成ドーピング成分は薄膜をＮ型半導体化あるいはＰ型半導体化しさらに該薄膜の抵抗率を小さくするために主成分に対してどのような割合でも含有させることができるが通常元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含有されることが好ましい。
図４１に例示するように、サファイアなどからなる基板３３、バッファ層３１、Ｎ型半導体特性を有する薄膜層（またはＰ型半導体特性を有する薄膜層）３４−２、Ｎ型半導体特性を有する薄膜層（又はＰ型半導体特性を有する薄膜層）３４−１、発光層３６、Ｐ型半導体特性を有する薄膜層（またはＮ型半導体特性を有する薄膜層）３５−１、Ｐ型半導体特性を有する薄膜層（またはＮ型半導体特性を有する薄膜層）３５−２、電極３８、によりダブルへテロ構造で従来からの発光素子３７が形成されてきた。電極３８に直流電力を印加することで発光素子が駆動し発光される。
サファイアなどの基板を用いて作製される上記従来からのダブルへテロ構造の発光素子の発光効率は通常２％〜８％程度である。
図４２〜図６１図は本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体、などのセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製された発光素子の例を示す。図４２〜図６１図には上記の各セラミック材料を主成分とする焼結体を基板とし該基板に発光素子の基本要素である窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなるＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を積層して発光素子が構成される様子が示されている。
図４２は従来からのサファイアなどの基板に代えてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板をそのまま発光素子作製用基板として用いた本発明による発光素子の１例を示す断面図である。すなわち、図４２においてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板４をそのまま発光素子作製用基板３０として用い、その他は図４０で示したものと同様な薄膜構成により本発明による発光素子３９が形成されている様子が示されている。図４２においてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板４そのものが発光素子作製用基板３０として用いられる。
図４２で例示した本発明による発光素子において薄膜層３４、薄膜層３５−１、薄膜層３５−２及び発光層３６はそれぞれ通常発光素子の発光効率を高めるためにエピタキシャル成長した単結晶として形成できる。その結晶性は該薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下、通常３００秒以下、さらに１００秒以下の結晶性のものが形成できる。
薄膜層３４、薄膜層３５−１及び薄膜層３５−２は通常すべて単結晶状態であることが好ましいが、薄膜層３５−２及び薄膜層３４が２層以上からなる場合２層のうち電極接続用のコンタクト層のほうは必ずしも単結晶状態でなく、無定形、多結晶、配向性多結晶の結晶状態であってもよい。
図４２に例示した本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される上記発光素子の発光効率は通常８％以上であり、サファイアなどの基板を用いて作製される従来からの発光素子の発光効率よりすぐれている。基板４として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合少なくとも１０％以上の発光効率を有する発光素子を作製することができる。
図４３は従来からのサファイアなどの基板に代えてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも１層形成したものを発光素子作製用基板として用いた本発明による発光素子の１例を示す断面図である。すなわち、図４３においてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板４の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５を形成したものを発光素子作製用基板３０として用い、その他は図４０で示したものと同様な薄膜構成により本発明による発光素子３９が形成されている様子が示されている。薄膜５は通常単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものが用いられる。図４３においてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板４及び該基板４の上に形成された薄膜５とにより発光素子作製用基板３０が構成される。
図４３で例示した本発明による発光素子において薄膜層３４、薄膜層３５−１、薄膜層３５−２及び発光層３６はそれぞれ通常発光素子の発光効率を高めるためにエピタキシャル成長した単結晶として形成できる。その結晶性は該薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下、通常３００秒以下、さらに１００秒以下の結晶性のものが形成できる。
薄膜層３４、薄膜層３５−１及び薄膜層３５−２は通常すべて単結晶状態であることが好ましいが、薄膜層３５−２及び薄膜層３４が２層以上からなる場合２層のうち電極接続用のコンタクト層のほうは必ずしも単結晶状態でなく、無定形、多結晶、配向性多結晶の結晶状態であってもよい。
図４３に例示した本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される上記発光素子の発光効率は通常８％以上であり、サファイアなどの基板を用いて作製される従来からの発光素子の発光効率よりすぐれている。基板４として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合少なくとも１０％以上の発光効率を有する発光素子を作製することができる。
図４４は従来からのサファイアなどの基板に代えてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも２層形成したものを発光素子作製用基板として用いた本発明による発光素子の１例を示す断面図である。すなわち、図４４においてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板４の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５を形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８を形成した少なくとも薄膜２層以上が形成されたものを発光素子作製用基板３０として用い、その他は図４０で示したものと同様な薄膜構成により発光素子３９が形成されている様子が示されている。薄膜５及び薄膜８は通常単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものが用いられる。通常薄膜８は単結晶状態のものを用いることが好ましい。その場合薄膜５として無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものを用いることが好ましく、さらに配向性多結晶状態のものを用いることがより好ましい。図４４においてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板４及び該基板４の上に形成された薄膜５及び薄膜８とにより発光素子作製用基板３０が構成される。
図４４で例示した本発明による発光素子において薄膜層３４、薄膜層３５−１、薄膜層３５−２及び発光層３６はそれぞれ通常発光素子の発光効率を高めるためにエピタキシャル成長した単結晶として形成できる。その結晶性は該薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下、通常３００秒以下、さらに１００秒以下の結晶性のものが形成できる。
薄膜層３４、薄膜層３５−１及び薄膜層３５−２は通常すべて単結晶状態であることが好ましいが、薄膜層３５−２及び薄膜層３４が２層以上からなる場合２層のうち電極接続用のコンタクト層のほうは必ずしも単結晶状態でなく、無定形、多結晶、配向性多結晶の結晶状態であってもよい。
図４４に例示した本発明によるセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される上記発光素子の発光効率は通常８％以上であり、サファイアなどの基板を用いて作製される従来からの発光素子の発光効率よりすぐれている。基板４として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合少なくとも１０％以上の発光効率を有する発光素子を作製することができる。
図４５は図４４で断面図として示されている本発明による発光素子を斜めから見た様子の１例を示す斜視図である。図４５は従来からのサファイアなどの基板に代えてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも２層形成したものを発光素子作製用基板として用いた例として示されている。図４５において薄膜層３４の隅の一部をエッチングなどで取り除いて電極３８が小さく形成されている様子が示されている。他の電極３８も薄膜層３５−２の隅の部分に小さく形成されている。このような電極配置で構成される発光素子は通常発光層全面から発光が行われるような発光ダイオード（ＬＥＤ）に用いられる。図４５に例示されているように電極を薄膜層の隅の部分などに小さく形成するか、あるいは図４５には記載されていないが電気的接続を高めるために電極を薄膜層３４及び薄膜層３５−２の広い面積にわたって形成する場合発光層からの発光を透過できるような厚みにまで電極を薄くして発光層全面からの発光が電極でできるだけ遮断されないようにし、発光を可能な限り素子外部に放出されるよう電極を構成することが好ましい。
図４６は図４４で断面図として示されている本発明による発光素子を斜めから見た様子の１例を示す斜視図である。図４６は従来からのサファイアなどの基板に代えてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも２層形成したものを発光素子作製用基板として用いた例として示されている。図４６は図４５示されている本発明による発光素子の電極配置を薄膜層の隅に小さく形成するのではなく、薄膜層全体にわたり帯状に形成した発光素子の例を示している。図４６において薄膜層３４の１辺の部分をすべてエッチングなどで取り除いて電極３８が帯状に形成されており、もう一方の電極３８も薄膜層３５−２に帯状で形成されている。このような電極配置で構成される発光素子は薄膜層３５−２に形成された電極直下部分の発光層内で光が多重反射され発光層からレーザー光のように一定の方向にだけ高いエネルギーで発光が行われるレーザーダイオード（ＬＤ）として通常用いられる。
図４６で例示された構造の発光素子をレーザーダイオードとして形成する場合は発光素子作製用基板３０を構成するセラミック基板４として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなるものが好ましい。すなわち、従来からのサファイアなどの基板を用いてレーザーダイオードを作製する場合、基板とその上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との間の格子不整合や熱膨張率などの不一致を軽減するためにあらかじめＳｉＯ２などの薄膜を帯状に形成しその上にあらためて該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成し薄膜中の転位やクラックなどの少ない部分をレーザーダイオードとして機能する部材として使用していくといういわゆるＥＬＯ成長（Ｅｐｉｔａｘｉａｌｌｙ Ｌａｔｅｒａｌ Ｏｖｅｒ−ｇｒｏｗｔｈ）法による方法が用いられることが多いが、基板４として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなるものも用いれば基板と該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との間の格子不整合や熱膨張率などの不一致などが小さいので、図４６に記載されているようにＳｉＯ２などの薄膜を形成せず基板に直接転位やクラックの少ない該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成できるので、該薄膜の特定の場所によらず該薄膜のいずれの部分を用いても発光効率の優れたレーザーダイオードが作製できるという効果がある。
また、レーザーダイオードとして、厚みの薄い例えば１００Å以下のＡｌＧａＮ混合組成の薄膜と１００Å以下のＧａＮ薄膜とを数十層以上積層したスーパーラティス構造の薄膜層をそれぞれＮ型及びＰ型半導体として発光層を挟むように形成する構造のものが高出力で寿命の長いものが得られ易いが、本発明においては特に発光素子作製用基板として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合、このようなスーパーラティス構造の薄膜層を用いて作製されるレーザーダイオードは勿論、該スーパーラティス構造の薄膜層は用いず多重量子井戸構造の発光層以外のクラッド層あるいはコンタクト層などはそれぞれ単層の薄膜で構成されたものであっても発光効率が高く高出力で高寿命のレーザーダイオードが作製し得る。
図４６で例示された構造の発光素子においても基板に形成される薄膜層８としては窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜であることが好ましい。その場合薄膜５として無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものを用いることが好ましく、さらに配向性多結晶状態のものを用いることがより好ましい。
また、図４６で例示された構造の発光素子をレーザーダイオードとして形成する場合は発光層として薄膜１層の井戸層からなる単一量子井戸構造でなく、井戸層と障壁層とを繰り返し積層した多重量子井戸構造を用いることが好ましい。また、発光素子をレーザーダイオードとして形成する場合は薄膜層３４、薄膜層３５−１、薄膜層３４−２なども適宜それぞれ多層化して形成したものが用いられる。
図４７は従来からのサファイアなどの基板に代えて導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板をそのまま発光素子作製用基板として用いた本発明による発光素子の１例を示す断面図である。すなわち、図４７において導通ビア３を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９をそのまま発光素子作製用基板３０として用い、その他は図４０で示したものと同様な薄膜構成により本発明による発光素子３９が形成されている様子が示されている。図４７において導通ビア３を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９そのものが発光素子作製用基板３０として用いられる。
図４７に例示した本発明による導通ビア３を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９を用いて作製される発光素子の場合、図４２〜図４６で示したように薄膜層３４の一部をエッチングなどにより取り除いて電極を形成する必要がなく、電極３８をセラミック基板９に形成した上下に電極が配置された構成の発光素子を作製することができる。
図４８は従来からのサファイアなどの基板に代えて導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも１層形成したものを発光素子作製用基板として用いた本発明による発光素子の１例を示す断面図である。すなわち、図４８において導通ビア３を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５を形成したものを発光素子作製用基板３０として用い、その他は図４０で示したものと同様な薄膜構成により本発明による発光素子３９が形成されている様子が示されている。薄膜５は通常単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものが用いられる。図４８において導通ビア３を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５を形成したものが発光素子作製用基板３０として用いられる。
図４８に例示した本発明による導通ビア３を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９を用いて作製される発光素子の場合、薄膜５を導電性とすることで図４２〜図４６で示したように薄膜層３４の一部をエッチングなどにより取り除いて電極を形成する必要がなく、電極３８をセラミック基板９に形成した上下に電極が配置された構成の発光素子を作製することができる。
図４９は従来からのサファイアなどの基板に代えて導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも２層形成したものを発光素子作製用基板として用いた本発明による発光素子の１例を示す断面図である。すなわち、図４９において導通ビア３を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５を形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８を形成した少なくとも薄膜２層以上が形成されたものを発光素子作製用基板３０として用い、その他は図４０で示したものと同様な薄膜構成により本発明による発光素子３９が形成されている様子が示されている。薄膜５は通常単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものが用いられる。図４９において導通ビア３を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５を形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８を形成した少なくとも薄膜２層以上を形成したものが発光素子作製用基板３０として用いられる。
図４９に例示した本発明による導通ビア３を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板９を用いて作製される発光素子の場合、薄膜５及び薄膜８を導電性とすることで図４２〜図４６で示したように薄膜層３４の一部をエッチングなどにより取り除いて電極を形成する必要がなく、電極３８をセラミック基板９に形成した上下に電極が配置された構成の発光素子を作製することができる。
図４７〜図４９で例示した導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される本発明による発光素子において薄膜層３４、薄膜層３５−１、薄膜層３５−２及び発光層３６はそれぞれ通常発光素子の発光効率を高めるためにエピタキシャル成長した単結晶として形成できる。その結晶性は該薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下、通常３００秒以下、さらに１００秒以下の結晶性のものが形成できる。上記薄膜層３４、薄膜層３５−１及び薄膜層３５−２は通常すべて単結晶状態であることが好ましいが、薄膜層３５−２及び薄膜層３４が２層以上からなる場合２層のうち電極接続用のコンタクト層のほうは必ずしも単結晶状態でなく、無定形、多結晶、配向性多結晶の結晶状態であってもよい。
図４７〜図４９に例示した本発明による導通ビアを有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される上記発光素子の発光効率は通常８％以上であり、サファイアなどの基板を用いて作製される従来からの発光素子の発光効率よりすぐれている。基板９として窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた場合少なくとも１０％以上の発光効率を有する発光素子を作製することができる。
図５０は従来からのサファイアなどの基板に代えて導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも２層形成したものを発光素子作製用基板として用いた本発明による発光素子の１例を示す断面図である。すなわち、図５０において導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板１３０の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５を形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８を形成した少なくとも薄膜２層以上が形成されたものを発光素子作製用基板３０として用い、その他は図４０で示したものと同様な薄膜構成により本発明による発光素子３９が形成されている様子が示されている。薄膜５は通常単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものが用いられる。図５０において導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板１３０の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜５を形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜８を形成した少なくとも薄膜２層以上を形成したものが発光素子作製用基板３０として用いられる。
図５０に例示した本発明による導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板１３０を用いて作製される発光素子の場合、薄膜５及び薄膜８を導電性とすることで図４２〜図４６で示したように薄膜層３４の一部をエッチングなどにより取り除いて電極を形成する必要がなく、電極３８をセラミック基板９に形成した上下に電極が配置された構成の発光素子を作製することができる。上記導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の室温における抵抗率は通常１×１０２Ω・ｃｍ以下のものが用いられる。発光層へできるだけ損失を少なく電力の供給を行うために室温における抵抗率としては１×１０１Ω・ｃｍ以下のものが好ましく、１×１００Ω・ｃｍ以下のものがより好ましく、１×１０−１Ω・ｃｍ以下のものがさらに好ましく、１×１０−２Ω・ｃｍ以下のものが最も好ましい。
導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板１３０として例えば酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなるものを用いることができる。酸化亜鉛を主成分とする焼結体の場合アルミニウム成分や鉄あるいはクロムなどの遷移金属成分を加えるかアルミニウム成分と同時に上記遷移金属成分あるいは希土類元素成分とを同時に加えることによって室温における抵抗率１×１０２Ω・ｃｍ以下のものが比較的容易に得られる。また室温における抵抗率として１×１０１Ω・ｃｍ以下のもの、１×１００Ω・ｃｍ以下のもの、１×１０−１Ω・ｃｍ以下のもの、さらに１×１０−２Ω・ｃｍ以下のものも比較的容易に得ることができるので好ましい。
また、酸化亜鉛を主成分とする焼結体の場合本発明によって明らかとなったように導電性と同時に光透過性のものが得られるので発光効率に優れた上下導通タイプの電極配置の発光素子を作製するための基板として用いることができるので好ましい。
図５０で例示した導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される本発明による発光素子において薄膜層３４、薄膜層３５−１、薄膜層３５−２及び発光層３６はそれぞれ通常発光素子の発光効率を高めるためにエピタキシャル成長した単結晶として形成できる。その結晶性は該薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下、通常３００秒以下、さらに１００秒以下の結晶性のものが形成できる。上記薄膜層３４、薄膜層３５−１及び薄膜層３５−２は通常すべて単結晶状態であることが好ましいが、薄膜層３５−２及び薄膜層３４が２層以上からなる場合２層のうち電極接続用のコンタクト層のほうは必ずしも単結晶状態でなく、無定形、多結晶、配向性多結晶の結晶状態であってもよい。
図５０に例示した本発明による導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される上記発光素子の発光効率は通常８％以上であり、サファイアなどの基板を用いて作製される従来からの発光素子の発光効率よりすぐれている。
図５１は従来からのサファイアなどの基板に代えて窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上に各種金属、合金、金属窒化物、金属炭化物、金属珪化物などの材料を主成分とする薄膜導電性材料を少なくとも１層形成したものを発光素子作製用基板として用いた本発明による発光素子の１例を示す断面図である。すなわち、図５１おいて窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３の上に薄膜導電性材料１１を形成したものを発光素子作製用基板３０として用い、その他は図４０で示したものと同様な薄膜構成により本発明による発光素子３９が形成されている様子が示されている。図５１において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３の上に薄膜導電性材料１１を形成したものが発光素子作製用基板３０として用いられる。
図５１に例示した本発明による薄膜導電性材料１１が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３を用いて作製される発光素子の場合、該薄膜導電性材料１１を反射部材として用いることで発光素子からの発光は基板１３からは放出されにくくなり、該基板１３より上の方向から素子外部へ放出され易くなるので例えば面発光レーザーあるいは平板状ディスプレイに用いる発光ダイオードなど発光の方向性制御が要求される発光素子が作製し得るので好ましい。
図５２は、図５１に示した薄膜導電性材料１１を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３の上に図４３及び図４８と同様の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも１層形成したものを発光素子作製用基板３０として用いて作製される本発明による発光素子の１例を示す断面図である。
また、薄膜導電性材料１１を反射部材として用いた場合の効果については図５１で例示した発光素子と同様である。
図５３は、図５１に示した薄膜導電性材料１１を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１３の上に図４４、図４９及び図５０と同様、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも１層形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した少なくとも薄膜２層以上が形成されたものを発光素子作製用基板３０として用いて作製される本発明による発光素子の１例を示す断面図である。
また薄膜導電性材料１１を反射部材として用いた場合の効果については図５１で例示した発光素子と同様である。
図５１〜図５３で例示した薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される本発明による発光素子において薄膜層３４、薄膜層３５−１、薄膜層３５−２及び発光層３６はそれぞれ通常発光素子の発光効率を高めるためにエピタキシャル成長した単結晶として形成できる。その結晶性は該薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下、通常３００秒以下、さらに１００秒以下の結晶性のものが形成できる。上記薄膜層３４、薄膜層３５−１及び薄膜層３５−２は通常すべて単結晶状態であることが好ましいが、薄膜層３５−２及び薄膜層３４が２層以上からなる場合２層のうち電極接続用のコンタクト層のほうは必ずしも単結晶状態でなく、無定形、多結晶、配向性多結晶の結晶状態であってもよい。
また、図５１〜図５３に例示する薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される発光素子の発光効率は通常８％以上であり、サファイアなどの基板を用いて作製される従来からの発光素子の発光効率よりすぐれている。
図５４〜図５６は、導通ビア３を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１０に図５１〜図５３で示した薄膜導電性材料１１を形成したものを発光素子作製用基板３０として用いて作製される本発明による発光素子の例を示す断面図である。図５４〜図５６において導通ビア３を形成することの効果は図４７〜図４９で例示した発光素子と同様で薄膜層３４の一部をエッチングなどに取り除いて電極を形成する必要がなく上下に電極を配置した発光素子が作製できる。さらに薄膜導電性材料１１を形成することで該薄膜導電性材料の上に形成される発光素子のバッファ層３１及び薄膜層３４及び発光層３６との電気的接続が向上し易くなるといった効果もある。
図５４は、導通ビア３を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１０に薄膜導電性材料１１を形成したものをそのまま発光素子作製用基板３０として用いて作製される本発明による発光素子の１例を示したものである。
図５５は、導通ビア３を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１０に薄膜導電性材料１１を形成し、その上に図４３、図４８及び図５２と同様の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも１層形成したものを発光素子作製用基板３０として用いて作製される本発明による発光素子の１例を示したものである。
図５６は、導通ビア３を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板１０に薄膜導電性材料１１を形成し、その上に図４４、図４９、図５０及び図５３と同様、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも１層形成し、その上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した少なくとも薄膜２層が形成されたものを発光素子作製用基板３０として用いて作製される本発明による発光素子の１例を示したものである。
図５４〜図５６で例示する発光素子において、薄膜導電性材料１１を反射部材として用いた場合の効果については図５１で例示した発光素子と同様である。
図５４〜図５６で例示した薄膜導電性材料が形成された導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される本発明による発光素子において薄膜層３４、薄膜層３５−１、薄膜層３５−２及び発光層３６はそれぞれ通常発光素子の発光効率を高めるためにエピタキシャル成長した単結晶として形成できる。その結晶性は該薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下、通常３００秒以下、さらに１００秒以下の結晶性のものが形成できる。上記薄膜層３４、薄膜層３５−１及び薄膜層３５−２は通常すべて単結晶状態であることが好ましいが、薄膜層３５−２及び薄膜層３４が２層以上からなる場合２層のうち電極接続用のコンタクト層のほうは必ずしも単結晶状態でなく、無定形、多結晶、配向性多結晶の結晶状態であってもよい。
また、図５４〜図５６で例示する薄膜導電性材料が形成された導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される発光素子の発光効率は通常８％以上であり、サファイアなどの基板を用いて作製される従来からの発光素子の発光効率よりすぐれている。
また、本発明においては図５１〜図５６に示される上記薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に代えて、該薄膜導電性材料が形成された炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて発光素子を作製することができる。このような窒化アルミニウムを主成分とする焼結体以外のセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される発光素子も該薄膜導電性材料を反射部材として用いることで発光素子からの発光は基板側からは放出されにくくなり、該基板より上の方向から素子外部へ放出され易くなるので例えば面発光レーザーあるいは平板状ディスプレイに用いる発光ダイオードなど発光の方向性制御が要求される発光素子が作製し得る。
図５７は、図４４で示す本発明による発光素子において薄膜層３４が薄膜層３４−１及び薄膜層３４−２の２層で形成された例を示す断面図である。薄膜層３４−２は通常電極３８と接続されるコンタクト層として用いられる。図５７で例示する構成からなる発光素子はダブルへテロ構造あるいは単一量子井戸構造あるいは多重量子井戸構造などの発光素子として作製し得る。ダブルへテロ構造の発光素子の場合薄膜層３４−１は薄膜層３５−１とともに発光層３６を挟むクラッド層として用いられる。また、図５７で例示する構成からなる発光素子が単一量子井戸構造の発光素子として作製される場合、該薄膜層３４−１は井戸層として機能する発光層３６の障壁層として用いられる。
図５８は、図５７で示す本発明による発光素子において薄膜層３４−１が薄膜層３４−１−１及び薄膜層３４−１−２の２層で形成され、さらに薄膜層３５−１が薄膜層３５−１−１及び薄膜層３５−１−２の２層で形成された例を示す断面図である。図５８で例示する構成からなる発光素子はＮ型及びＰ型半導体特性を有するクラッド層がそれぞれ２層ずつ形成されたダブルへテロ構造あるいは単一量子井戸構造あるいは多重量子井戸構造などの発光素子として作製し得る。ダブルへテロ構造の発光素子の場合薄膜層３４−１−１及び薄膜層３４−１−２は薄膜層３５−１−１及び薄膜層３５−１−２とともに発光層３６を挟むクラッド層として用いられる。また、図５８で例示する構成からなる発光素子が単一量子井戸構造の発光素子として作製される場合、該薄膜層３４−１−１及び薄膜層３５−１−１は井戸層として機能する発光層３６の障壁層として用いられる。
また、図５８で示すような多層構成のエピタキシャル成長した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる発光素子は発光層として井戸層と障壁層をそれぞれ多層積層した多重量子井戸層構造のレーザーダイオードとして作製することができる。
本発明において発光素子は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した薄膜状の少なくともＮ型半導体層、発光層、Ｐ型半導体層の３層以上の積層により構成されている。また発光素子の外形の大きさは０．０５ｍｍ角〜１０ｍｍ角程度、通常は０．１ｍｍ角〜３ｍｍ角程度の範囲であり発光素子を構成する各薄膜層の厚みはそれぞれの薄膜層で異なりそれぞれは０．００５μｍ〜２０μｍ程度の範囲であるが各薄膜層が多層化され発光素子となった状態では合計するとその厚みは０．５μｍ〜５０μｍ程度で通常は１μｍ〜２０μｍ程度の範囲である。通常発光素子の発光層は面形状であり該発光層から発せられた光は０．５μｍ〜５０μｍ程度の距離をおいて垂直に対峙する基板面に照射されるものと思われる。この様子を図５９及び図６０で模式的に示す。図５９は図４２に示されている発光素子の発光層から発せられる光の放出状況を推測し模式的に記入した断面図である。図６０は図４５示されるように斜視図として描かれている発光素子の発光層から発せられる光の放出状況を推測し模式的に記入したものである。図５９及び図６０において発光素子３９の発光層３６は通常面状に形成されており発光層３６から発せられた光１４０は垂直に対峙するセラミックを主成分とする焼結体からなる基板４の表面に対して一部は斜め方向から照射されると思われる。このとき基板４が仮にサファイアであれば基板４の上に形成される薄膜層３１（あるいは薄膜層３４）と基板４との界面１５０において発光層３６から発せられた光１４０の多くは反射されて薄膜層あるいは発光層に戻って薄膜層３１、薄膜層３４、薄膜層３５−１、薄膜層３５−２あるいは発光層３６に閉じ込められて発光素子の外部へは放出されず発光層から発せられる光は主に薄膜層３５−２からその一部だけが素子外部へ放出光１４２として放出される。そのため発光効率が低いものと思われる。それに対して基板４が本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、あるいはその他各種セラミック材料からなる焼結体であれば薄膜層３１（あるいは薄膜層３４）と基板３０との界面１５０において発光層３６から発せられた光１４０の多くは反射されず、さらに基板４が光透過性を有している場合は該基板を透過して発光素子の外部へ放出光１４１として放出される。その他に発光層から発せられる光の一部は薄膜層３５−２のほうから放出光１４２として、また一部は発光層の側面から放出光１４３として素子外部へ放出される。したがってこのようなセラミックを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製した発光素子の発光効率はサファイア基板を用いた場合に比べて高くなると思われる。
このような現象は図４３及び図４４に例示されるようなセラミックを主成分とする焼結体からなる基板４の上に薄膜５の薄膜１層あるいは薄膜５及び薄膜８の薄膜２層が形成されたものであってもセラミックを主成分とする焼結体からなる基板４と薄膜５との界面で生じるものと推測される。すなわち、上記図４３及び図４４に例示されるようなセラミックを主成分とする焼結体からなる基板４の上に薄膜が少なくとも１層あるいは２層以上形成されたものを基板として用いて作製される発光素子であっても、発光効率は図４２に例示される該薄膜が形成されていないものと同様従来からのサファイアなどを基板として用いて作製される発光素子の発光効率と同等、あるいは２〜３倍以上、あるいは３〜４倍以上、あるいは最大４〜５倍以上になるものと推測される。
その他、本発明による電極を広い面積にわたって形成した発光素子の例として図６１を示す。図６１は図４４で断面図として示されている本発明による発光素子を斜めから見た様子の１例を示す斜視図である。図６１は従来からのサファイアなどの基板に代えてセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を少なくとも２層形成したものを発光素子作製用基板として用いた例として示されている。図６１において薄膜層３４の隅の一部をエッチングなどで取り除いて電極３８が帯状に広く形成されている様子が示されている。もう一方の電極３８は薄膜層３５−２の上に広い面積にわたって形成されている。このような広い電極を用いることにより大きな電流が低損失で発光層に供給し易くなるという利点がある。広い面積の電極を用いて発光素子を作製する場合、発光層からの発光が電極によってできるだけ遮断されないように透明電極あるいは光透過性の電極を用いることが好ましい。該透明電極あるいは光透過性の電極は少なくとも発光素子から発せられる光に対して透明あるいは光透過性を有するものを用いることが好ましい。したがって電極としては少なくとも波長５５０ｎｍ以下の光に対して透明であるかあるいは光透過性を有する導電性材料を用いることが好ましい。また、電極として金属や合金など通常では光を透過しにくい材料を用いる場合厚みを少なくとも１００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下とし透明性あるいは光透過性を発現させることが好ましい。さらに上記の広い面積で形成された電極への電力供給を高めるために別に導電性に優れた材料などを用いて電力供給用端子３８−１を電極上に設けることも効果がある。
本発明による発光素子の発光効率は上記のように、各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の有無あるいは該薄膜の結晶状態によって影響される。さらに、本発明による発光素子の発光効率は基板として用いられる各種セラミック材料からなる焼結体の材質（主成分）、組成、純度、光透過性、焼結体結晶粒子の大きさ、導通ビアの有無、各種セラミック材料からなる焼結体を基板基板としたときの表面平滑性、該基板の厚み、などによっても影響を受けるが、少なくとも従来からのサファイアなどを基板として用いて作製される発光素子の発光効率と同等、あるいは２〜３倍以上、あるいは３〜４倍以上、あるいは最大４〜５倍以上のものが提供できる。
このように本発明により従来からサファイア基板やＬｉＮｂＯ３基板などを用いて作製される光導波路よりも紫外線の伝送損失が少ない光導波路が提供できるようになった。また、従来からのサファイアなどの単結晶基板を用いて作製される発光素子よりも発光効率の優れた発光素子が提供できるようになった。
それが実現できた要因は均質な単結晶基板でなく各種セラミック材料を主成分とする結晶粒子や粒界あるいは添加物などによる粒界相などからなる焼結体を基板として用いその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする結晶性の高い単結晶薄膜が形成できたことであると思える。また、該単結晶薄膜を含め窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜と基板との間あるいは該薄膜間に高い接合性が実現されたことも大きな要因と思える。このような焼結体として窒化アルミニウムを主成分とするもの、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とするものが好適に使用できる。またその他酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウム、酸化トリウム、フェライト、ムライト、フォルステライト、結晶化ガラス、など各種セラミック材料を主成分とする焼結体などからなる基板を用いても発光効率に優れた発光素子を作製し得る。発光素子作製用基板として上記各焼結体の中で窒化アルミニウムを主成分とするものがより優れた発光効率を有するので好ましい。また、光導波路においても窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いることが好ましい。
以上説明してきた上記各種セラミック材料からなる焼結体を用いた基板に形成する単結晶薄膜の結晶性に与える要因をまとめうと以下の通りである。
（１）セラミックの材質（窒化アルミニウムを主成分とする焼結体か、あるいは炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体か、基本的主成分の相違）
（２）セラミックの組成（主成分の純度及び含有量、添加物あるいは不純物の含有量、など）
（３）セラミックの光透過性
（４）セラミック粒子の大きさ
（５）セラミックの密度
（６）セラミックの厚み
（７）セラミックの焼成条件
（８）基板の表面平滑性
（９）薄膜の構成（単一層、あるいは２層以上の多層構成か、など）
（１０）あらかじめ基板に形成する薄膜の結晶状態
（１１）薄膜の厚み
（１２）薄膜の形成条件（ＭＯＣＶＤ法、クロライドＶＰＥ法などのハライドＶＰＥ法あるいはスパッタリング法などの薄膜形成方法、基板温度、など）
また、セラミック基板に形成される薄膜の結晶性にあまり影響を与えなにくい因子としては以下の点が挙げられる。
（１３）焼結体中に導通ビアを有しているかどうか（焼結体中に導通ビアが形成されているかどうかにかかわらず、該焼結体からなる基板には比較的結晶性の優れた薄膜が形成できる）
（１４）薄膜の組成（窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする組成であればどのような組み合わせであっても比較的結晶性の優れた薄膜が形成可能である。また薄膜中に各種ドーピング成分を含んでいるものであっても比較的結晶性の優れた薄膜が形成可能である。）
本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を使用した薄膜形成用基板及び薄膜基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜はフィールドエミッション材料及び冷陰極としても用いることができる。これは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体という従来では窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜と格子整合しないと思われていた基板上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下と良好な結晶性を有する単結晶薄膜が形成できたことによる寄与があってはじめて実現できた。フィールドエミッション材料あるいは冷陰極の性能は蛍光体を発光させたとこの輝度が高いほどディスプレイに用いたときには優れるが、本発明においては上記単結晶を含む各種結晶状態の薄膜のうち窒化アルミニウム及び窒化アルミニウムを主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜をフィールドエミッション材料あるいは冷陰極を用いたときカラー蛍光体を発色させたときの輝度は１０００カンデラ／ｍ２以上の高い値が得られ易い。本発明による上記無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜をフィールドエミッション材料あるいは冷陰極として用いる場合は該無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜をＳｉ、ＯなどをドーピングしＮ型半導体化しておくことが電子を放出し易くする上で好ましい。本発明において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜からなるフィールドエミッション材料あるいは冷陰極は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上に形成されるので少なくとも１０インチ以上の大型サイズでコスト的にも安価なディスプレイの実現が可能となり産業上の効果が大きい。
本発明は上記のように、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶あるいは無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成するための基板であって、該基板が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする薄膜形成用基板、であるが、さらに窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板、も含まれる。該薄膜基板は上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする発光素子形成用基板として使用できる他に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶あるいは無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を表面弾性波素子用材料として用いた基板、あるいは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を誘電体材料・絶縁材料として用いた回路基板、あるいは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を光導波路として用いた基板、などに使用もできる。
また、本発明は上記のような単結晶など各種結晶状態の薄膜が形成し得る薄膜形成用基板及び単結晶など各種結晶状態の薄膜が形成された薄膜基板以外にも、たとえば含有成分を揮散・除去、低減化する方法により製造される高純度化されＡｌＮ純度の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体も含まれる。このような焼結体を基板として用いることでより特性の優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶をはじめ無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜が形成し得る。
セラミック原料粉末として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ２Ｏ４：スピネル）の高純度でサブミクロン粒子からなるものを用意した。窒化アルミニウム粉末は徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｆ」グレード、炭化珪素粉末は屋久島電工株式会社製「ＯＹ−１５」グレード、窒化珪素粉末は宇部興産株式会社製「ＳＮ−Ｅ０５」グレード、アルミナは住友化学株式会社製「ＡＫＰ−３０」グレード、酸化ジルコニウムは安定化剤としてＹ２Ｏ３を３モル％含む東ソー株式会社製部分安定化ジルコニア「ＴＺ−３Ｙ」グレード、酸化亜鉛は堺化学工業株式会社製「１種」銘柄、酸化マグネシウムは関東化学株式会社製の特級試薬粉末、酸化ベリリウム及びスピネルは株式会社高純度化学研究所製の粉末を用いた。純度は部分安定化ジルコニアを除いて主成分９９重量％以上である。上記窒化アルミニウム粉末には主成分のＡｌＮ以外に主要不純物として分析の結果酸素が１.０重量％含まれる。前記原料粉末の純度において窒化アルミニウム粉末の場合は酸素を除いた成分におけるＡｌＮの純度である。炭化珪素粉末にはＢ４Ｃ粉末１．０重量％とカーボン粉末１．０重量％を加え、窒化珪素粉末にはＹ２Ｏ３粉末２．０重量％とＡｌ２Ｏ３粉末２．０重量％を加え、酸化ベリリウム粉末にはＣａＣＯ３粉末１．８重量％加えエタノールを溶媒にボールミルで２４時間湿式混合後、乾燥してエタノールを揮散させた。これら乾燥後の混合粉末にパラフィンワックスを５重量％加え成形用粉末を作製し、該粉末を圧力５００Ｋｇ／ｃｍ２で一軸プレス成形し直径２５．４ｍｍ×厚み１．５ｍｍ及び直径３２ｍｍ×厚み１．５ｍｍの円盤状成形体を得た。これら成形体を３００℃で減圧脱脂後表１に示す焼成条件で焼成し焼結体を得た。焼成後の各焼結体の相対密度はいずれも９９％以上であった。得られたこれらの焼結体表面を酸化クロム及びアルミナ研磨剤を用いて鏡面研磨した後アセトンで超音波洗浄し、薄膜形成用の基板を作製した。得られた各基板の表面粗さを表１に示した。次にこの薄膜作製用基板の構成相をＸ線回折により調べた。その結果窒化アルミニウム粉末を原料として得られた焼結体の示すＸ線回折パターンはＪＣＰＤＳファイル番号２５−１１３３に記載されている結晶相すなわちＡｌＮ（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）を主相とするものであった。炭化珪素を原料として得られた焼結体の示すＸ線回折パターンは上記ファイル番号２９−１１３１に記載されているα−ＳｉＣ（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）を主相とするものであった。窒化珪素を原料として得られた焼結体の示すＸ線回折パターンは上記ファイル番号３３−１１６０に記載されているβ−Ｓｉ３Ｎ４（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）を主相としその他６．６％の不明相からなるものであった。酸化アルミニウムを原料として得られた焼結体の示すＸ線回折パターンは上記ファイル番号１０−１７３に記載されているα−Ａｌ２Ｏ３（Ｔｒｉｇｏｎａｌ）を主相とするものであった。酸化ジルコニウムを原料として得られた焼結体の示すＸ線回折パターンは上記ファイル番号１７−９２３に記載されているＺｒＯ２（Ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ）を主相とするものであった。酸化亜鉛を原料として得られた焼結体の示すＸ線回折パターンは上記ファイル番号３６−１４５１に記載されているＺｎＯ（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）を主相とするものであった。酸化マグネシウムを原料として得られた焼結体の示すＸ線回折パターンは上記ファイル番号４−８２９に記載されているＭｇＯ（Ｃｕｂｉｃ）を主相とするものであった。酸化ベリリウムを原料として得られた焼結体の示すＸ線回折パターンは上記ファイル番号３５−８１８に記載されているＢｅＯ（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）を主相とするものであった。アルミン酸マグネシウムを原料として得られた焼結体の示すＸ線回折パターンは上記ファイル番号２１−１１５２に記載されているＭｇＡｌ２Ｏ４（Ｃｕｂｉｃ）を主相とするものであった。又得られたこれら焼結体は明らかに焼結体内部の主成分結晶粒子の方位があらゆる方向を向いた多結晶体であった。薄膜作製用基板のＸ線回折による相構成の結果について表１に示した。次に得られた各基板を用い高周波加熱によるＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相分解成長）装置により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウム薄膜を基板表面に直接形成した。すなわち、作製した基板を上記装置の反応容器に入れまず水素ガスを流しながら１０００℃で加熱した。その後薄膜作製用原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を用い、水素あるいは窒素＋水素をキャリアガスとして上記各３種類の液体原料中に導入してバブリングさせ、それぞれの原料をアンモニアガスとともに高周波加熱による反応部に送り、窒化ガリウム（ＧａＮ）薄膜は基板温度１０００℃、窒化インジウム（ＩｎＮ）薄膜は７００℃、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）薄膜は１１００℃、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＡｌＮの混晶薄膜は１０５０℃で形成した。薄膜の形成速度はそれぞれ０．２〜０．４μｍ／時間、０．２〜０．５μｍ／時間、１〜３μｍ／時間、０．５〜１．５μｍ／時間、程度である。形成した各薄膜の厚みは０．２５μｍである。なお窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成する窒化アルミニウム薄膜の場合だけ厚み３μｍ、及び６μｍのものを作製した。得られた各薄膜の観察を光学顕微鏡、電子顕微鏡を用いて行ったが薄膜内部にはクラックが見られず薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他の各種セラミック材料を主成分とする焼結体との接合界面での剥離も見られない。得られた各薄膜に粘着テープを接着し引き剥がしテストを行ったが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他の各種セラミック材料を主成分とする焼結体と薄膜とは界面で剥離するものはなく、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他の各種セラミック材料を主成分とする焼結体と薄膜とは強固に接合している。また、形成された上記各薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他の各種セラミック材料を主成分とする焼結体と上記各薄膜とは強固に接合している。薄膜形成後ＣｕＫα線を用いて各薄膜のＸ線回折パターンを測定して薄膜の結晶状態を調べ、さらに各薄膜のミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブをとりその半値幅を測定した。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された厚み０．２５μｍの窒化アルミニウム薄膜の場合だけ電子線回折を行いその薄膜の結晶状態を調べた。その結果を表１に示す。表１において各薄膜のＸ線回折パターン測定の結果酸化ジルコニウム及び酸化マグネシウム及びスピネルを主成分とする焼結体からなる基板上に直接形成されたものは単結晶化しないことが示されている。それはミラー指数（００２）格子面からだけでなく（１００）格子面からの回折線が出現していることから多結晶であることは自明である。それ以外の焼結体基板上に形成した薄膜はミラー指数（００２）格子面からだけの回折線だけしか出現せず単結晶化している。されたまたこの単結晶化した薄膜のミラー指数（００２）格子面のロッキングカーブの半値幅はいずれの基板においても３６００秒以下であった。また、これら単結晶薄膜の基板に対する形成方位は薄膜が単結晶化したすべての焼結体において該単結晶薄膜のＣ軸が基板面に対して垂直の方向であった。この実験結果から薄膜が単結晶化しなかった原因は酸化ジルコニウムの結晶系は正方晶（Ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ）であり、酸化マグネシウムとスピネルは立方晶（Ｃｕｂｉｃ）であるためと思われる。その他の基板の主成分は酸化アルミニウムを除いてすべて六方晶（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ）である。前記酸化アルミニウムの結晶系は三方晶（Ｔｒｉｇｏｎａｌ）であるが六方晶としての分類も可能であるのでその上に直接形成される薄膜が単結晶化するのは本質的には六方晶及び六方晶として分類できる材料を主成分とする焼結体からなる基板の場合だけであると思われる。また、実験結果から明らかなように直接その上に形成した薄膜が単結晶化した基板の中で窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は特に優れている。形成された殆どすべての薄膜でミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下とシャープで結晶性に優れている。
上記のように各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板としても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が該焼結体製基板に直接形成し得ることが確かめられた。その中でも窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製される単結晶薄膜の結晶性が最も優れていた。
Figure 2005179167
次に、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性に対して窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成や焼結体の微構造、光透過率などの特性による影響を調べた。実験に用いた焼結体作製用原料粉末は実施例１で使用したのと同じ高純度窒化アルミニウム粉末〔徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｆ」グレード〕を用意した。この原料粉末は酸化物還元法にて製造されたものである。この原料粉末に適宜焼結助剤などの添加物や黒色化剤などを加えエタノールとともにボールミルで２４時間混合後乾燥しエタノールを揮散した後パラフィンワックスを粉末混合体に対して５重量％加え成形用粉末を作製し、直径２５．４ｍｍ×厚み１．５ｍｍ及び直径３２ｍｍ×厚み１．５ｍｍの円形粉末成形体を一軸プレス成形により得た。その後減圧下３００℃でパラフィンワックスを脱脂し、焼成用治具としてタングステン製のセッターを使用して還元性雰囲気にならないよう純窒素雰囲気中で被焼成物である粉末成形体の周囲をタングステン製の枠で囲んで常圧焼成、雰囲気加圧焼成（ガス圧焼成）を行ない各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。また、ホットプレス、ＨＩＰ（ホットアイソスタチックプレス：静水圧加圧焼結）により各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体も作製した。焼成条件の詳細は表２に記載されている。得られた焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法に研削、及び研磨加工し窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を作製した。なお、得られた各種窒化アルミニウム焼結体中には原料粉末中の酸素などの不可避混入成分や希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物などの焼結助剤、アルカリ金属、珪素成分、モリブデン、タングステン、ニオブ、チタン、カーボン、鉄、ニッケルなどの成分は殆ど揮散・除去されないで粉末成形体中とほぼ同量存在している。
このようにして得られた各種基板を用い実施例１と同様の高周波加熱によるＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相分解）装置を用いた方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を基板表面に形成した。なお、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＩｎＮの混晶薄膜は基板温度７８０℃で形成した。得られた薄膜はＣｕＫα特性Ｘ線を用いたＸ線回折パターン及び電子線回折の測定結果すべて単結晶であると認められる。得られた単結晶薄膜の観察を光学顕微鏡、電子顕微鏡を用いて行ったが単結晶薄膜内部にはクラックが見られず単結晶薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との接合界面での剥離も見られない。得られた上記単結晶薄膜に粘着テープを接着し引き剥がしテストを行ったが該単結晶薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との接合界面での剥離や破壊は見られなかった。また、形成された上記各単結晶薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と上記各単結晶薄膜とは強固に接合している。
次いでミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅を測定し前記単結晶薄膜の結晶性を調べた。これら単結晶薄膜の基板に対する形成方位はすべて該単結晶薄膜のＣ軸が基板面に対して垂直の方向であった。
これらの結果を表２及び表３に示した。表２には試験に供した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の作製条件及び基板の特性を示した。表３には上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる各種基板を用い、この基板に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の組成、膜厚及び結晶性について示した。
表２及び表３において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率１％以上の基板を用いることで直接その上に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることが示されている。光透過率が５％以上の焼結体では該単結晶薄膜の（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下である。光透過率が１０％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では該単結晶薄膜の（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下である。また、光透過率が４０％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では該単結晶薄膜の（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下である。
なお、光透過率の測定は日立製作所製の分光光度計Ｕ−４０００を用い積分球内に作製した窒化アルミニウムを主成分とする基板を入れ該焼結体に入射する光の強度と透過する光をすべて集めてその強度を測定し、全透過光と入射光との強度の百分率比を算出して光透過率とした。また、光透過率の値は波長６０５ｎｍの光に対して測定されたものである。
表２及び表３において焼結体中の希土類元素及びアルカリ土類金属の含有量が酸化物換算でそれぞれ２５体積％以下の基板では直接その上に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下である。また含有量がそれぞれ１２体積％以下の焼結体では該単結晶薄膜の（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下である。含有量がそれぞれ７体積％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体では該単結晶薄膜の（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下である。
表２において実験Ｎｏ．３４、４５、４９、５０、５８、６６で使用した単結晶薄膜を形成していない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＸ線回折において、実験Ｎｏ．３４の焼結体はＪＣＰＤＳファイル番号２５−１１３４で示される主相の多結晶ＡｌＮとＪＣＰＤＳファイル番号３６−５０で示される多結晶ＡＬＯＮの回折線であり、Ｎｏ．４５では異相は検出されずＪＣＰＤＳファイル番号２５−１１３４で示される多結晶ＡｌＮの回折線だけであったが、Ｎｏ．４９の基板の場合は上記ＡｌＮのほかにＹＡｌＯ３及びＹ４Ａｌ２Ｏ９の回折線が検出され、Ｎｏ．５０の基板の場合は上記ＡｌＮのほかにＹＡｌＯ３及びＹ４Ａｌ２Ｏ９及びＹ２Ｏ３の回折線が検出され、Ｎｏ．５８の基板の場合は上記ＡｌＮのほかにＥｒＡｌＯ３及びＥｒ４Ａｌ２Ｏ９の回折線が検出され、Ｎｏ．６６の基板の場合は上記ＡｌＮのほかにＷ（タングステン）の回折線が検出された。なお、Ｎｏ．３４の焼結体中のＡＬＯＮの含有量はＡｌＮとＡＬＯＮの回折線の最強線ピーク比で計算すると１．４％と算定された。又実験Ｎｏ．３７〜４０で使用した単結晶薄膜を形成していない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＸ線回折を行うとＪＣＰＤＳファイル番号２５−１１３４で示される多結晶ＡｌＮの回折線のほかＪＣＰＤＳファイル番号３６−５０で示される多結晶ＡＬＯＮの回折線が検出された。ＡＬＯＮの最強線（３１１）とＡｌＮの最強線（１００）の強度比から求めた焼結体中のＡＬＯＮ含有量はそれぞれＮｏ．３７で３．２％、Ｎｏ．３８で９．６％、Ｎｏ．３９で１９．１％、Ｎｏ．４０で２９．４％と算出された。
表２及び表３においてアルカリ金属あるいは珪素化合物を含有する実験Ｎｏ.６１、６２、６３の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上に直接形成された窒化ガリウム及び窒化アルミニウム単結晶薄膜の結晶性は（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下である。
表２及び表３において実験Ｎｏ．６５、６６、６８、７０の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対して測定された光透過率（全透過率）を示すが該光透過率は１％より小さく実験Ｎｏ．６５、６８、７０の焼結体はゼロであるがこれらの基板上に直接形成された窒化ガリウム及び窒化アルミニウム単結晶薄膜の結晶性は（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下である。
表２及び表３において実験に用いた全酸素量が１０重量％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板はその上に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下である。全酸素量が５．０重量％以下の焼結体で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２４０秒以下である。また全酸素量が３．０重量％以下の焼結体で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下である。
表２及び表３において実験に用いた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のＡＬＯＮ量が２０％以下の基板はその上に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下である。またＡＬＯＮ量が７％以下の焼結体で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下である。
表２及び表３において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の相対密度９８％以上の基板上に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることが示されている。焼結体の相対密度９９％以上では該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅は２４０秒以下である。また、焼結体の相対密度９９．５％以上で該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下である。
表２及び表３において実験に用いた焼結体中の気孔の大きさは平均１μｍ以下で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下である。焼結体中の気孔の大きさが平均０．７μｍ以下では該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅は２４０秒以下である。また、焼結体中の気孔の大きさが平均０．５μｍ以下では該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下である。
表２及び表３において、焼成温度が高く又焼成時間が長くなれば窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のＡｌＮ結晶粒子の大きさは増大する傾向がある。すなわち１９００℃以上の温度で３時間以上の焼成で焼結体中のＡｌＮ結晶粒子の大きさは８μｍ以上となる。又１９００℃以上の温度で６時間以上の焼成で焼結体中のＡｌＮ結晶粒子の大きさは１５μｍ以上となる。実験に用いた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮ結晶粒子の大きさは平均１μｍ以上で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下である。焼結体のＡｌＮ結晶粒子の大きさが平均５μｍ以上では該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅は２４０秒以下である。また、焼結体のＡｌＮ結晶粒子の大きさが平均８μｍ以上では該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下である。また、焼結体のＡｌＮ結晶粒子の大きさが平均１５μｍ以上では該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線ロッキングカーブの半値幅は１５０秒以下のものが得られる。なおＡｌＮ含有量が８０体積％より少ない焼結体においては形成される単結晶薄膜の結晶性が低下するものが見られる。
表２及び表３において実験に用いた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面平滑度が平均表面粗さＲａ１００ｎｍ以下の基板はその上に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下である。
Figure 2005179167
Figure 2005179167
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として高純度窒化アルミニウム粉末〔徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｈ」グレード〕を用意した。この原料粉末は酸化物還元法にて製造されたものである。この原料粉末は酸素を１．３重量％不純物として含む。この原料粉末に適宜Ｙ２Ｏ３粉末を３．３体積％加えたもの、Ｅｒ２Ｏ３粉末を４．０２体積％加えたもの、及びＣａＣＯ３粉末をＣａＯ換算で０．６体積％加えたものをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにボールミルで２４時間混合後アクリルバインダーを粉末原料１００重量部に対して１２重量部加えさらに１２時間混合することでペースト化しドクターブレード法で厚み０．７５ｍｍの３種類の組成を有するグリーンシートを作製した。このグリーンシートから一辺３５ｍｍの正方形状のシートを作製しこのシートにＹＡＧレーザーで表裏面を貫通する直径２５μｍ、５０μｍ、２５０μｍ及び５００μｍの円形スルーホールを形成した。次に溶媒としてαテルピネオール、バインダーとしてアクリル樹脂を加え導電性成分として純タングステン、５０体積％タングステン＋５０体積％銅の混合粉末および純銅粉末の３種類の粉末を用いて導通ビア用ペーストを作製して上記のスルーホール内に充填し、乾燥後、適宜窒素又は窒素／水素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダー後Ｎ２中１８２０℃で２時間常圧焼成し導通ビアが内部に形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。なお、焼成に際しては被焼成物であるスルーホールに導通ビアペーストが充填されたグリーンシートの脱脂物をタングステン製セッターに置き該被焼成物とは別に窒化アルミニウム粉末成形体を同時に置き周囲をタングステンの枠で囲んで行った。スルーホール内の金属成分は焼結あるいは溶融凝固により十分緻密化し導電性が発現しており窒化アルミニウムを主成分とする焼結体とも一体化しており、導通ビアとして機能している。得られた焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法に研削、及び鏡面研磨加工して導通ビアを露出させ表面平滑度Ｒａ＝２６ｎｍの導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を作製した。その後導通ビアの室温における抵抗を４端子法で測定し導通ビアの形状から室温における抵抗率を算出した。導通ビアの大きさは焼成後収縮しそれぞれ直径２０〜２３μｍ、４０〜４４μｍ、２０９〜２１５μｍ及び４２２μｍになっていた。また上記導通ビアが形成された基板上に直接実施例１及び２で用いたものと同じＭＯＣＶＤ装置を用いた方法で窒化ガリウムの単結晶薄膜を０．２５μｍの厚みで基板の片面に形成した後該単結晶薄膜のミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅を測定した。それらの結果を表４に示した。単結晶薄膜形成後導通ビアが形成されている周囲の単結晶薄膜について観察を行ったがクラックや導通ビアとの界面における剥離などの不具合は特に見当たらず良好な外観状態であり本発明による材料を用いた導通ビアは窒化ガリウム薄膜と良好な接合性を有していることが確認された。該単結晶薄膜のミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて３００秒以下であり、導通ビアの室温における抵抗率は２．０×１０−６Ω・ｃｍ〜７．７×１０−６Ω・ｃｍの範囲であった。本実施例において作製した窒化ガリウムを主成分とする薄膜は導電性を有する。さらに導通ビアが形成されている各焼結体を用いて作製した該窒化ガリウムを主成分とする薄膜と該薄膜が形成されていない基板面側に露出している導通ビアとの間には導通がある。このように本実施例で作製した導電性を有する窒化ガリウムを主成分とする単結晶薄膜と導通ビアとは機械的な接合性だけでなく電気的にも接続されていることが確認された。
Figure 2005179167
実施例３で作製したグリーンシートから一辺３５ｍｍの正方形状のシートを作製し空気中５００℃で脱バインダー後、窒素中１８００℃で１時間常圧焼成し窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。得られた焼結体を一辺２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの正方形に研削、及び研磨加工し表面平滑度Ｒａ＝２５ｎｍの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を作製した。次に実施例１及び２で用いたものと同じＭＯＣＶＤ装置を用いて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする０．７ｎｍ〜４２００ｎｍの各種厚みの薄膜を基板上に直接形成した。なお、５０モル％ＩｎＮ＋５０モル％ＡｌＮの混晶薄膜は基板温度８２０℃で形成した。このようにして得られた実験Ｎｏ．９０の１００％窒化アルミニウムを除く薄膜のＣｕＫαによるＸ線回折パターンを取ったがすべてミラー指数（００２）の格子面からの回折線であり単結晶化していた。なお１００％窒化アルミニウム薄膜は電子線回折で調べたがこれもミラー指数（００２）の格子面からの回折だけでミラー指数（１００）の格子面からの回折は見られず単結晶化している。次に得られた単結晶薄膜のミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅を測定した。その結果を表５に示した。単結晶薄膜の厚みにおいてミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は３００秒以下である。
Figure 2005179167
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として実施例１、２、３で用いた２種類の酸化アルミニウムの還元法による原料のほかにアルミニウム金属の直接窒化法により作製された２種類の窒化アルミニウム粉末（東洋アルミニウム株式会社製「ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ」及びドイツＳｔａｒｃｋ社製「Ｇｒａｄｅ Ｂ」）を用意した。これらの原料のうちアルミニウム金属の直接窒化法により作製された原料粉末は２種類それぞれ単独で、また酸化アルミニウムの還元法によるものはアルミニウム金属の直接窒化法により作製された原料とそれぞれ５０重量％ずつ混合したものを実施例１と同様の方法で成形、脱脂を行った後窒素中１９５０℃×２時間、３００Ｋｇ／ｃｍ２でホットプレスを行い窒化アルミニウムを主成分とする６種類の焼結体を得た。得られた焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法に研削、及び研磨加工し表面平滑度Ｒａ＝２７ｎｍの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を作製した。Ｘ線回折により原料に「ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ」だけを用いた焼結体は主相がＡｌＮでその他１．６％のＡＬＯＮが検出される。また原料に「Ｇｒａｄｅ Ｂ」だけを用いた焼結体は主相がＡｌＮでその他２．２％のＡＬＯＮが検出される。又酸化アルミニウムの還元法によるものとアルミニウム金属の直接窒化法により作製された原料との混合原料から作製された焼結体も同様主相はＡｌＮであり１．２〜１．９％のＡＬＯＮを含む。これら６種類の焼結体の相対密度はすべて９８％以上である。又気孔率はすべて１％以下であった。次に実施例１及び２で用いたものと同じＭＯＣＶＤ装置を用いて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする厚み０．２５μｍの単結晶薄膜を基板上に直接形成した。なお１００％窒化アルミニウムの単結晶薄膜は厚み６μｍｍで形成した。このようにして得られた単結晶薄膜のミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅を測定した。その結果すべての単結晶薄膜においてミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は３００秒以下であった。
実施例２と同様の原料を用いて新たに常圧焼成及びホットプレスによる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を作製し実施例２と同様に基板の特性を調べさらにこれらの基板に実施例１及び実施例２と同様に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成しその結晶性を調べた。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製するのに際して粉末成形体及び粉末成形体の脱脂までは実施例２と同様の方法により行った。粉末成形体として焼結助剤などの添加物無しのもの、また焼結助剤などの添加物としてＭｇＯ、ＣａＣＯ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３を用いた。その詳細は表６に記載した。上記各種添加物を含む粉末成形体を脱脂後、該粉末成形体を被焼成物として焼成した。該粉末成形体の焼成に際してタングステン製のセッターを用い別に用意した窒化アルミニウム粉末だけからなる粉末成形体を該セッター内に被焼成物とともに置きこれらの周囲をタングステン製の枠で囲むか、窒化アルミニウム製のセッターを用い被焼成物の周囲を窒化アルミニウム製の枠で囲んで焼成を行った。常圧焼成は１気圧のＮ２中１８２０℃で２時間の条件で行った。又ホットプレスに際しては粉末成形体をいったん上記のようにタングステンセッターを用いて１８２０℃で１時間窒素中で常圧焼成しいったん焼結体としたものを用いて加圧焼成を行った。
その結果を表６に示す。その結果、得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率はすべて３０％以上であった。実施例２で作製した添加物を含まないもの、また添加物としてＭｇＯ、ＣａＣＯ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率に比べて向上していることが確認された。本実施例では実施例２と比べて焼成雰囲気中に窒化アルミニウム成分が被焼成物以外から供給されたため光透過性がより向上したものと思われる。また表６には記載していないが、添加物としてＭｇＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３を含む粉末成形体をいったん焼成せずにそのまま窒素雰囲気中１８２０℃で１時間、圧力３００Ｋｇ／ｃｍ２でホットプレスすることにより得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率はすべて０％であった。
このようにして得られた各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうち光透過率４０％以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いることで直接その上に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であることが示されている。光透過率が６０％以上の焼結体では該単結晶薄膜の（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下である。また可視光透過率ゼロの窒化アルミニウム焼結体からなる基板であってもそこに直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であることが示されている。
Figure 2005179167
実施例２及び６において作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長３００ｎｍの光に対する光透過率を測定した。測定は光が紫外線に代わった以外は実施例２と同様の方法で行った。その結果を表７に示す。この結果は明らかに可視光透過率の高い窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は紫外光に対する透過率も高い傾向を有することが示されている。また、３００ｎｍの紫外光に対する光透過率は最大６７％と高いものが得られる。
Figure 2005179167
実施例１〜６において作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び実施例１で作製した炭化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムの各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用意した。これらの基板の表面平滑性とそこに直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性との関係を調べた。基板の表面平滑性は次の３種類の状態のものを用いた。すなわち、１）基板表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態のもの（ただし、表面付着物をアルミナ粉を使いブラシで取り除く）、２）ＳｉＣあるいはアルミナ砥粒を用いてラップ研磨により基板表面を研削加工した状態のもの、３）アルミナ、酸化セリウム、ダイヤモンド、酸化珪素あるいは酸化クロムを主成分とする研磨剤を用いて基板表面を鏡面状に加工した状態のもの、である。なお、ラップ研磨に用いた砥粒及びその粒度は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の場合実施例１の実験Ｎｏ．１〜５で作製し使用したもの、実施例２の実験Ｎｏ．６２および６４で作製したものはＳｉＣの＃２４０、実施例６の実験Ｎｏ．１０７で作製したものはＳｉＣの＃２８０、実施例２の実験Ｎｏ．３４および４６で作製したもの、実施例４の実験Ｎｏ．８６〜９２で作製し使用したもの、実施例４の実験Ｎｏ．１００〜１０２で作製し使用したものたもの、実施例６の実験Ｎｏ．１０５で作製したものはＳｉＣの＃４００を用い、その他の焼結体ではＳｉＣの＃６００であった。炭化珪素を主成分とする焼結体の場合ＳｉＣの粒度＃２４０の砥粒を用いた。窒化珪素を主成分とする焼結体の場合ＳｉＣの粒度＃８００の砥粒を用いた。酸化亜鉛を主成分とする焼結体の場合アルミナの粒度＃４００の砥粒を用いた。また、ラップ研磨を行った窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び窒化珪素を主成分とする焼結体は研削加工後Ｎ２中１２００℃で１時間加熱処理を行った。ラップ研磨を行った炭化珪素を主成分とする焼結体は研削加工後アルゴン中１２００℃で１時間加熱処理を行った。ラップ研磨を行った酸化亜鉛を主成分とする焼結体は研削加工後大気中１０００℃で１時間加熱処理を行った。また、上記鏡面加工は市販の布製パッドをポリシャーとして用い研磨剤として以下のものをそれぞれ用いることにより行った。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の鏡面研磨には粒径０．１μｍ及び０．２μｍの酸化クロムを主成分とする研磨剤を用いた。炭化珪素を主成分とする焼結体からなる基板の鏡面研磨には粒径０．１μｍのダイヤモンドを主成分とする研磨剤（鏡面１）及び粒径０．０５μｍのコロイド状アルミナを主成分とする研磨剤（鏡面２）を用い、窒化珪素を主成分とする焼結体からなる基板の鏡面研磨には粒径０．２５μｍのダイヤモンドを主成分とする研磨剤（鏡面３）及び粒径０．０５μｍのコロイド状アルミナを主成分とする研磨剤（鏡面４）を用い、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の鏡面研磨には粒径０．１μｍのダイヤモンドを主成分とする研磨剤（鏡面５）及び粒径０．０２μｍのコロイド状酸化珪素を主成分とする研磨剤（鏡面６）を用い、酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板の鏡面研磨には粒径０．５μｍの酸化セリウムを主成分とする研磨剤（鏡面７）を用い、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板の鏡面研磨には粒径０．２５μｍのダイヤモンドを主成分とする研磨剤（鏡面８）及び粒径０．０５μｍのコロイド状のアルミナを主成分とする研磨剤（鏡面９）を用いた。なお表８には記載していないが、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の鏡面研磨に用いた酸化クロムを主成分とする研磨剤のうち粒径０．１μｍのものを使用した基板ではすべて表面粗さＲａ２０ｎｍ以下の表面平滑性を有するものが得られた（実験Ｎｏ．１９８〜２００及び実験Ｎｏ．２１０〜２１１で用いた基板）。その他の基板はすべて粒径０．２μｍの酸化クロムを主成分とする研磨剤により鏡面研磨を行った。このようにして作製した上記各基板の表面平滑性（表面粗さＲａで示す）及び基板の表面状態を表８に示した。
上記のような表面状態を有する各基板をアセトン及びＩＰＡで超音波洗浄後に実施例１及び実施例２と同様に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を表８に示されている厚みで形成しその結晶性を調べた。以上の実験結果を表８に示す。その結果窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板においては焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）の状態であってもその表面には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶化することなく単結晶で形成できる。また焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の表面平滑性は平均表面粗さＲａで９０〜１０００ｎｍの範囲にある。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板においては表面をラップ研磨した状態のものであってもその表面には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶化することなく単結晶で形成できる。また表面をラップ研磨した状態の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の表面平滑性は平均表面粗さＲａで１００〜２０００ｎｍの範囲にある。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板においては表面を鏡面研磨した状態のものはその表面には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶化することなく単結晶で形成できる。また表面を鏡面研磨した状態の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の表面平滑性は平均表面粗さＲａで１００ｎｍ以下の範囲にある。本実施例の結果が表８において示されている。すなわち窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板において基板の表面状態が上記３種類の中で鏡面研磨したものを用いることで基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はより結晶性のすぐれたものが得られ易いことが示された。表８において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の平均表面粗さＲａが２０００ｎｍ以下のものには直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下の単結晶薄膜が得られることが示されている。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の中で平均表面粗さＲａが１０００ｎｍ以下のものには直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１０００秒以下の単結晶薄膜が得られることが示されている。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の中で平均表面粗さＲａが１００ｎｍ以下のものには直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の単結晶薄膜が得られることが示されている。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の中で平均表面粗さＲａが６０ｎｍ以下のものには直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の単結晶薄膜が得られることが示されている。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の中で平均表面粗さＲａが３０ｎｍ以下のものには直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の単結晶薄膜が得られることが示されている。また窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板の中で平均表面粗さＲａが２０ｎｍ以下のものには直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下の単結晶薄膜が得られることが示されている。
表８において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板において基板の表面状態が上記焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、鏡面研磨という３種類の中で鏡面研磨したものを用いることで基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はより結晶性のすぐれたものが得られ易いことが示された。また焼き放し状態の表面状態を有する基板とラップ研磨した表面状態を有する基板とを比較すると焼き放し状態の表面状態を有する基板の方がそこに直接形成される上記単結晶は結晶性のすぐれたものが得られ易いことが示された。
窒化アルミニウム以外の各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用いた基板においては焼き放しの状態であってもその表面には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶化することなく単結晶で形成できる。また焼き放し状態の窒化アルミニウム以外の各種セラミックを主成分とする焼結体を用いた基板の表面平滑性は平均表面粗さＲａで９０〜１０００ｎｍの範囲にある。窒化アルミニウム以外の各種セラミックを主成分とする焼結体を用いた基板においては表面をラップ研磨した状態のものであってもその表面には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶化することなく単結晶で形成できる。また表面をラップ研磨した状態の窒化アルミニウム以外の各種セラミックを主成分とする焼結体を用いた基板の表面平滑性は平均表面粗さＲａで８０〜１０００ｎｍの範囲にある。窒化アルミニウム以外の各種セラミックを主成分とする焼結体を用いた基板においては表面を鏡面研磨した状態のものはその表面には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶化することなく単結晶で形成できる。また表面を鏡面研磨した状態の窒化アルミニウム以外の各種セラミックを主成分とする焼結体を用いた基板の表面平滑性は平均表面粗さＲａで１〜１００ｎｍの範囲にある。表８において窒化アルミニウム以外の各種セラミックを主成分とする焼結体を用いた基板の平均表面粗さＲａが１０００ｎｍ以下のものには直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下の単結晶薄膜が得られることが示されている。窒化アルミニウム以外の各種セラミックを主成分とする焼結体を用いた基板の中で平均表面粗さＲａが１００ｎｍ以下のものには直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１０００秒以下の単結晶薄膜が得られることが示されている。窒化アルミニウム以外の各種セラミックを主成分とする焼結体を用いた基板の中で平均表面粗さＲａが１０ｎｍ以下のものには直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の単結晶薄膜が得られることが示されている。窒化アルミニウム以外の各種セラミックを主成分とする焼結体を用いた基板の中で平均表面粗さＲａが５ｎｍ以下のものには直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶化した薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の単結晶薄膜が得られることが示されている。
Figure 2005179167
実施例１〜６において作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び実施例１で作製した炭化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムの各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用意した。これらの基板に対して実施例１及び実施例２と同様の方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成し該単結晶薄膜形成後の厚みと形成された該単結晶薄膜の結晶性との関係を調べた。使用した窒化アルミニウム及び各種セラミック材料を主成分とする焼結体製基板の表面はあらかじめ実施例８と同様の方法により鏡面研磨してあり、その表面粗さは表９に示す通りである。本実施例で用いた酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板は粒径０．２μｍの酸化セリウムを主成分とする研磨剤を用いて研磨を行ったものである。なお、本実施例においては実施例１で示したＭＯＣＶＤ法による成膜条件を変え窒化ガリウム（ＧａＮ）薄膜では基板温度１０５０℃、窒化インジウム（ＩｎＮ）薄膜では６５０℃、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）薄膜では１２００℃、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＡｌＮの混晶薄膜は１１００℃で形成した。薄膜の形成速度はそれぞれ０．５〜１．５μｍ／時間、０．５〜１．５μｍ／時間、２〜６μｍ／時間、１〜３μｍ／時間、程度である。またあらたに、塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化アルミニウムを原料に用いたクロライドＶＰＥ（塩化物気相エピタキシャル成長）法による窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の作製も行った。気体化した原料のキャリアガスとして窒素、反応ガスにはアンモニアを用いた。成膜速度は１時間あたり５μｍ〜２００μｍと急速成膜が可能であった。このクロライドＶＰＥ法による単結晶薄膜は実験Ｎｏ．１９３、１９５、１９７、２００、２０２、２０３、２０９、２１０、２１１、２１３、２１５、２１７、２２２で用いた基板上に形成した。クロライドＶＰＥ法による単結晶薄膜形成時の基板温度は窒化ガリウム薄膜では１１５０℃、窒化インジウム薄膜では８００℃、窒化アルミニウム薄膜では１２８０℃で行った。反応チャンバーとして石英管を用い外部から高周波によりカーボンセッターを加熱してその上に置いた窒化アルミニウム及び各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を間接的に加熱する方法により行った。その結果を表９に示す。表９の結果は明らかに本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は該単結晶薄膜の厚みが０．３μｍ以上で該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下であることを示している。また窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は該単結晶薄膜の厚みが３．５μｍ以上で該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であることを示している。また窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は該単結晶薄膜の厚みが１０μｍ以上で該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であることを示している。さらに窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は該単結晶薄膜の厚みが５０μｍ以上で該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下であることを示している。
また上記単結晶薄膜形成法においてクロライドＶＰＥ法を用いて５００μｍ〜１０００μｍ程度までの厚い薄膜が形成し得ることが確認された。これはおそらく基板として用いた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が比較的高い光透過性を有しているためであろうと思われる。表９には示されていないが別に実施例２の実験Ｎｏ．６５、６８、及び７０で作製した光透過性に乏しい窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて上記と同じ条件のクロライドＶＰＥ法で窒化アルミニウムを主成分とする厚み５００μｍ〜１０００μｍの薄膜の形成を試みたが、結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下と比較的優れている一方該薄膜中にはクラックが見られ、また基板との間に剥離も見られた。
また、上記クロライドＶＰＥ法を用いて窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板温度として８００℃及び９００℃で窒化アルミニウムを主成分とする薄膜の形成を試みたが単結晶化した窒化アルミニウムを主成分とする薄膜は形成できず、すべて無定形、多結晶、あるいは配向性多結晶などの結晶状態の薄膜であった。クロライドＶＰＥ法により窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜を形成する場合基板温度を適正に設定することが必要であることが確認された。
一方窒化アルミニウム以外の炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム及び酸化アルミニウムを主成分とするセラミック材料からなる焼結体を用いた基板の場合そこに直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが０．３μｍ以上でも該単結晶薄膜の結晶性は良好であることが示された。すなわち、上記窒化アルミニウム以外の炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム及び酸化アルミニウムを主成分とするセラミック材料からなる焼結体を用いた基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする厚み０．３μｍ以上の単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は３００秒以下であることが示されている。また、厚み３．５μｍ以上の単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２４０秒以下であることが示されている。さらに、厚み１０μｍ以上の単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅も２４０秒以下であることが示されている。
表９に示された薄膜の観察を光学顕微鏡、電子顕微鏡を用いて行ったがＭＯＣＶＤ法及びクロライドＶＰＥ法いずれの方法で作製された薄膜内部にはクラックが見られず薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他の各種セラミック材料を主成分とする焼結体との接合界面での剥離も見られない。得られた各薄膜に粘着テープを接着し引き剥がしテストを行ったが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他の各種セラミック材料を主成分とする焼結体と薄膜とは界面で剥離するものはなく、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他の各種セラミック材料を主成分とする焼結体と薄膜とは強固に接合している。また、形成された上記各薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及びその他の各種セラミック材料を主成分とする焼結体と上記各薄膜とは強固に接合している。
また、実験Ｎｏ．１９１、１９２、１９３、２０６、２０８、２２０で作製した薄膜を粒径０．２μｍの酸化クロムを主成分とする研磨剤を用いて研磨後、さらに粒径０．０２μｍのコロイド状酸化珪素を主成分とする研磨剤で鏡面研磨したところ表面粗さ（Ｒａ）がそれぞれ１．２ｎｍ（実験Ｎｏ．１９１）、１．０４ｎｍ（実験Ｎｏ．１９２）、０．９４ｎｍ（実験Ｎｏ．１９３）、１．１ｎｍ（実験Ｎｏ．２０６）、１．０６ｎｍ（実験Ｎｏ．２０８）、０．９９ｎｍ（実験Ｎｏ．２２０）とすべて２ｎｍ以下であり、研磨することで平滑性の優れた単結晶薄膜が形成された薄膜基板が得られることが確認された。
Figure 2005179167
実施例１〜６において作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び実施例１で作製した炭化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムの各種セラミック材料を主成分とする焼結体を用意した。これらの基板表面は実施例８及び実施例９と同様の方法で鏡面研磨が施されている。これらの基板に対して基板温度を変えた以外は実施例１、実施例２又は実施例９で示したものと同様の条件でＭＯＣＶＤ法及びクロライドＶＰＥ法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を２層以上上記焼結体基板に形成し、得られた各単結晶薄膜層の結晶性について調べた。クロライドＶＰＥ法は厚み１５μｍを超える薄膜を形成するときにだけ用いた。なお、ドーピング用原料としてＭＯＣＶＤ法による薄膜形成ではジメチルベリリウム、ビス−シクロペンタジエニルマグネシウム、ジエチル亜鉛、ＳｉＨ４を原料として用い、クロライドＶＰＥ法による薄膜形成ではＭｇＢｒ２をドーピング用原料として用いて薄膜を形成した。ＭＯＣＶＤ法を用いて薄膜を形成する場合、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成する１層目の薄膜は実施例１と同様の原料、ガス、基板温度及びその他の形成条件により行った。また１層目の上に形成する２層目及び３層目の薄膜はＧａＮを主成分とするものが基板温度９５０℃、ＩｎＮを主成分とするものが基板温度７５０℃、ＡｌＮを主成分とするものが基板温度１０５０℃とし、その他はドーピング成分含有の有無にかかわらず用いた原料、ガス及び薄膜形成条件は実施例１と同様に行った。また、ＧａＮ＋ＡｌＮの混晶を主成分とするものはドーピング成分含有の有無にかかわらず基板温度１０００℃、ＧａＮ＋ＩｎＮの混晶は基板温度８００℃としその他原料、ガス及び形成条件などは実施例１及び実施例２と同様に行った。なお、クロライドＶＰＥ法による薄膜形成においてＧａＮ＋ＡｌＮを主成分とする混晶にＭｇをドーピング成分として含有する薄膜の形成は基板温度１２００℃としその他の原料、ガス及び形成条件などは実施例９と同様に行った。上記のように２層以上で形成した単結晶薄膜層の構成は以下の３通りである。すなわち、１）同一組成の単結晶薄膜を２回以上に分けて別々に形成したもの、２）主成分である窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムの組成が異なるもの、３）主成分は同じであるがドーピング剤などの微量成分の含有量が異なるもの、である。上記のＭＯＣＶＤ法及びクロライドＶＰＥ法による薄膜形成後窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする成分の他にＢｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｉのドーピング成分を有する薄膜が形成された基板を純Ｎ２雰囲気中７００℃で熱処理を行った。このようにして得た各単結晶薄膜層の結晶性を調べた。なお２層以上の構成の単結晶薄膜のなかで表面層より下部に形成された単結晶薄膜の結晶性は上部の単結晶薄膜層を形成する前にＸ線回折により調べるかあるいは上部の単結晶薄膜層を研削除去した後調べた。その結果を表１０に示す。なお、表１０の薄膜組成の欄において１層目のものは焼結体基板に直接形成されている単結晶薄膜であり、２層目のものは１層目の単結晶薄膜上に直接形成された単結晶薄膜であり、３層目のものは２層目の単結晶薄膜上に直接形成された単結晶薄膜である。表１０から明らかなように本発明による窒化アルミニウム及び各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いることでこれら基板に２層以上で形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はすべてミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下のものが得られることが示されている。表１０に示されるように、上記窒化アルミニウム及び各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に２層以上の構成で形成された２層目及び３層目の各単結晶薄膜層の結晶性は１層目の単結晶薄膜の結晶性に比べてより優れた傾向を有することも確認された。また、上記基板のうち窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いこの基板に２層以上の構成で形成された２層目及び３層目の各単結晶薄膜層の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であり、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶系を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体に比べてさらに優れたものが得られることが示された。また、２層構成としても２００μｍ程度の比較的厚みの厚い単結晶薄膜が形成し得ることが確認された。またＳｉをドーピングした実験Ｎｏ．２３７及び２３８の２層目の各単結晶薄膜の室温における抵抗率を測定したところそれぞれ０．６Ω・ｃｍ（４９．９４モル％ＧａＮ+４９．９４モル％ＡｌＮ+０．１２モル％Ｓｉ）及び８６Ω・ｃｍ（９９．９４モル％ＡｌＮ+０．０６モル％Ｓｉ）と半導体化していることが確認された。また、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｚｎをドーピングした実験Ｎｏ．２４０の３層目、実験Ｎｏ．２４１の２層目、実験Ｎｏ．２４２の２層目の各薄膜の室温における抵抗率を測定したところそれぞれ０．０９７Ω・ｃｍ（９９．９モル％ＧａＮ+０．１モル％Ｍｇ）、０．４４Ω・ｃｍ（９９．９モル％ＧａＮ+０．１モル％Ｂｅ）、０．２６Ω・ｃｍ（９９．９モル％ＧａＮ+０．１モル％Ｚｎ）でありそれぞれ半導体化していることが確認された。さらに、実験Ｎｏ．２３９の２層目、実験Ｎｏ．２４１の３層目、実験Ｎｏ．２４６の４層目の各薄膜の室温における抵抗率を測定したところそれぞれ０．０５４Ω・ｃｍ（１００％ＧａＮ）、０．０３６Ω・ｃｍ（７０モル％ＧａＮ＋３０モル％ＩｎＮ）、０．０１１Ω・ｃｍ（１００％ＩｎＮ）でありドーピング元素を含まないＧａＮ、ＩｎＮ及びＧａＮ＋ＩｎＮは自発的に半導体化していた。
上記のように、本実施例において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなど各種セラミック材料を主成分とする焼結体に少なくとも１層及び２層の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜基板はさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成可能であることが示された。また、上記各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板上にあらかじめ形成された１層及び２層の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の上に形成される単結晶薄膜の結晶性は、その下にある単結晶薄膜よりも向上し易いことが確認された。
このように、上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなど各種セラミック材料を主成分とする焼結体に少なくとも１層及び２層の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜基板は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための薄膜形成用基板としても用いることができることが確認された。
Figure 2005179167
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として酸化物（酸化アルミニウム）の還元法により製造された高純度窒化アルミニウム粉末〔徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｈ」グレード〕及び金属アルミニウムの直接窒化法により作製された東洋アルミニウム株式会社製「ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ」を用意し、焼結助剤として各種希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物粉末を用意した。分析の結果「Ｈ」グレードには酸素が１．２重量％「ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ」には不純物として酸素が１．４重量％含まれる。粉末の平均粒子径はそれぞれ０．９μｍと１．１μｍである。又その他に添加物として酸化アルミニウム、カーボン、珪素などを用意した。これらの原料を用いて実施例２と同様の方法により各種組成の粉末成形体を作製した。またこのようにして得た粉末成形体の一部を用いてできるだけ焼結助剤などが揮散しないよう実施例２と同じ方法により１８００℃で１時間焼成しあらかじめ焼成済の焼結体も作製した。該あらかじめ焼成済の焼結体は本実施例の内容を示す表１１及び表１２の実験Ｎｏ．２８３〜２８６のサンプルがそれである。前記のようにして得た粉末成形体及びあらかじめ焼成済の焼結体をカーボン製のセッターに置いた後カーボン製のさやに入れカーボン炉を用い一酸化炭素１０００ｐｐｍ含む窒素雰囲気中で各種温度及び時間条件により高温長時間焼成し窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。得られた焼結体の組成分析、Ｘ線回折によるＡｌＮ結晶相の定量、窒化アルミニウム粒子の大きさ測定を行った。Ｘ線回折によるＡｌＮ結晶相の定量はＡｌＮ以外の結晶相の回折ピークを測定しそれとＡｌＮの最強回折ピークとの比を百分率で求め、全体の結晶相の量から該ＡｌＮ以外の結晶相の量を差し引くことにより求めた値である。次に得られた焼結体の表面を３０ｎｍに鏡面研磨して実施例２と同様の方法で波長６０５ｎｍの光に対する光透過率を測定した。なお、測定された光透過率は全透過率である。さらに鏡面研磨した基板を用い実施例１及び実施例２と同様の方法で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成し該単結晶薄膜の結晶性を調べた。これらの結果を表１１及び表１２に示す。表１１には窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用粉末成形体の組成と焼成条件及び得られた焼結体の組成、特性について記したものである。表１２には得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いたときこれらの基板に形成した単結晶薄膜の組成及びその結晶性が示されている。
すなわち上記の方法によりＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られた。焼結助剤として用いた希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物を別々に含む粉末成形体あるいはあらかじめ焼成済みの焼結体においてより低い温度でかつ短い時間で焼結助剤などの成分が揮散・除去され該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のＡｌＮの純度が高まりやすい傾向がある。
この焼結体を基板として用いて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成し該単結晶薄膜の結晶性を調べた。その結果、希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物の含有量が元素換算で合計０．５重量％以下かつ酸素含有量が０．９重量％以下の組成からなる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得ることができる。この組成の基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも２４０秒以下と良好な結晶性を有するものが得られる。また、希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物の含有量が元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素含有量が０．５重量％以下の組成からなる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得ることができる。この組成の基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が少なくとも２００秒以下と良好な結晶性を有するものが得られる。また、希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物の含有量が元素換算で合計０．０５重量％以下かつ酸素含有量が０．２重量％以下の組成からなる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得ることができる。この組成の基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下と良好な結晶性を有するものが得られる。また、希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物の含有量が元素換算で合計０．０２重量％以下かつ酸素含有量が０．１重量％以下の組成からなる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得ることができる。この組成の基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下と良好な結晶性を有するものが得られる。さらに、希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物の含有量が元素換算で合計０．００５重量％以下かつ酸素含有量が０．０５重量％以下の組成からなる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得ることができる。この組成の基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下と良好な結晶性を有するものが得られる。
本実施例において得られたＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において焼成温度を高めるか焼成時間を長くすることでその窒化アルミニウム粒子の大きさは増大した。
すなわち上記ＡｌＮ純度を高め窒化アルミニウム粒子の大きさが増大した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成し該単結晶薄膜の結晶性を調べた。その結果、ＡｌＮ純度が高く焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上のものが得られる。焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上の基板において該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下と良好なものが得られた。また、ＡｌＮ純度が高く焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均８μｍ以上のものが得られる。焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均８μｍ以上の基板において該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下と良好なものが得られた。また、ＡｌＮ純度が高く焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１５μｍ以上のものが得られる。焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１５μｍ以上の基板において該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下と良好なものが得られた。さらに、ＡｌＮ純度が高く焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均２５μｍ以上のものが得られる。焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均２５μｍ以上の基板において該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下とさらに良好なものが得られた。
本実施例において得られたＡｌＮ純度を高めた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において焼成温度を高めるか焼成時間を長くすることでその窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光における透過率は増大した。
すなわち上記ＡｌＮ純度を高め光透過率が増大した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成し該単結晶薄膜の結晶性を調べた。その結果、ＡｌＮ純度が高く波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光における透過率４０％以上の可視光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ基板として用いることで該基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下と良好なものが得られた。また６０％以上の高い可視光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ基板として用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下と良好なものが得らた。また８０％以上の高い可視光透過率を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られ基板として用いることで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下と良好なものが得られた。
実験Ｎｏ．２５２〜２５５及び２７２、２７３、２７５、２７６以外で得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は室温における熱伝導率が２００Ｗ／ｍＫ以上の高い特性を有していた。また結晶相としてＡｌＮを９９％以上含むもの及びＡｌＮ単一相の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は室温における熱伝導率が２２０Ｗ／ｍＫ以上で最大２３７Ｗ／ｍＫとさらに高い特性を有するものが得られた。
表１１及び表１２から明らかなように原料粉末の由来にあまり影響されず、また粉末成形体及びあらかじめ焼成済の焼結体いずれを用いても高温長時間焼成することで焼結助剤、酸素などの揮散・除去、現象化が生じ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の高純度化が進む。さらに焼結体中の窒化アルミニウム粒子も成長し、焼結体自他の透過率が向上し波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光における透過率８０％以上、最大８８％のものが得られる。また、得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性も向上する。該単結晶薄膜の結晶性について得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成すなわちＡｌＮ純度が高くなれば結晶性が増大する。上記ＡｌＮ純度だけでなくそれ以外にも該単結晶薄膜の結晶性について窒化アルミニウム粒子の大きさあるいは光透過率の与える影響がより大きく影響する傾向があった。すなわち窒化アルミニウム粒子の大きさが大きくなれば該単結晶薄膜の結晶性はさらに増大する。また窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の光透過率が高くなれば上記窒化アルミニウム粒子の大きさの増大化と同様該単結晶薄膜の結晶性はさらに増大する。すなわち、本実施例で得られた該単結晶薄膜の結晶性は基板として用いた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成すなわちＡｌＮ純度が高くなること、窒化アルミニウム粒子の大きさが増大化すること、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が高くなること、これらの要素がお互い相乗効果で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性を高めていると思われる。すなわち高温、かつ長時間焼成により焼結体内部が改質された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を薄膜形成用基板として用いることが結晶性の高い該単結晶薄膜を得るためには有効となり得ることが示された。
（比較例）
比較のために実験Ｎｏ．２６５と同じ粉末成形体をタングステン製のセッターに置きタングステン製のさやに別に用意した窒化アルミニウム粉末とともに入れ、タングステン炉材と発熱体からなるタングステン炉により純窒素雰囲気中で２２００℃の温度において８時間焼成したが焼結助剤である酸化イットリウムはほとんど揮散・除去されず粉末成形体のまま残り高純度化されていない。又熱伝導率も２００Ｗ／ｍＫ以下と低く光透過性も６２％であり表１１の実験Ｎｏ．２６５で作製したものより小さかった。
Figure 2005179167
Figure 2005179167
実施例１〜実施例１１で作製し使用した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムの各種セラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用い窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形薄膜、多結晶薄膜及び配向性多結晶薄膜の形成をＭＯＣＶＤ法により試みた。本実施例におけるＭＯＣＶＤ法は実施例１、実施例２及び実施例１０と同様な原料と装置を用いたものである。なお、上記基板の表面は実施例８及び実施例９と同様の方法により鏡面研磨されており、その表面平滑性は表１３に示されている。さらに該無定形薄膜及び多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜などが形成された基板上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の形成を試みた。
まず、窒化ガリウム（ＧａＮ）を主成分とする薄膜では基板温度として３００℃〜７００℃、窒化インジウム（ＩｎＮ）を主成分とする薄膜では基板温度として３００℃〜６００℃、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とする薄膜では基板温度として３５０℃〜１０００℃の条件で薄膜形成を試みた。表１３の実験Ｎｏ．２８７及び２９３に示されている１００モル％ＧａＮ薄膜は基板温度３４０℃で作製したものである。実験Ｎｏ．２８８、２８９、２９０、２９２、２９４、２９７、２９８、２９９、３００、３０１に示されている１００モル％ＡｌＮ薄膜は基板温度３７０℃で作製したものである。実験Ｎｏ．２９６に示されている１００モル％ＡｌＮ薄膜は基板温度４００℃で作製したものである。実験Ｎｏ．２９５に示されている１００モル％ＡｌＮ薄膜は基板温度１０５０℃で作製したものである。このようにして得られた上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板上に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜（基板側の薄膜）の結晶状態をＸ線回折により調べた。なお窒化アルミニウムを主成分とする薄膜については結晶状態の判定には電子線回折も併用した。その結果、明らかに得られた薄膜の結晶状態は無定形あるいは多結晶あるいは配向性多結晶を示すものであった。その結果を表１３に示す。本実施例において、実験Ｎｏ．２９１で用いた基板に直接形成された多結晶状態のＡｌＮ薄膜は基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成されている配向性多結晶であった。該配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は４６２０秒と測定された。なお、上記実験Ｎｏ．２９１の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板へ直接形成されたＡｌＮ配向性多結晶薄膜の形成は基板温度５５０℃で行ったものである。なお、表１３の実験Ｎｏ．２９５だけは基板に直接形成する薄膜としてＡｌＮ単結晶薄膜の形成を試みたものである。実験Ｎｏ．２９５においては基板温度１１００℃と前記の条件より高く設定しその他の原料、ガス及び形成条件は実施例１と同様のＭＯＣＶＤ法により薄膜形成を行った。このようにして得られた表１３に示す実験Ｎｏ．２９５の１００モル％ＡｌＮ薄膜は基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成されている単結晶であり該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１２７秒と測定された。
このように本実施例において単結晶だけでなく窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜が上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び各種セラミック材料を主成分とする焼結体上に直接形成された薄膜基板が得られることが明らかにされた。
次に、実験Ｎｏ．２９３、２９９、３０１において、窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする無定形薄膜があらかじめ直接形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウム及び酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる薄膜基板上に基板温度それぞれ４５０℃（実験Ｎｏ．２９３）、５５０℃（実験Ｎｏ．２９９、及び３０１）の条件により微量のドーピング成分を含む窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする薄膜をさらに１層形成した基板を作製した。その他の形成条件は実施例１、実施例１０で示したＭＯＣＶＤ法と同様である。得られた薄膜はＸ線回折の結果明らかに基板面に対してＣ軸が垂直に形成された配向性多結晶であった。これら配向性多結晶のミラー数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は実験Ｎｏ．２９３のもので４５４０秒、実験Ｎｏ．２９９のもので１０８２０秒、実験Ｎｏ．３０１のもので９８９０秒であった。このように、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて形成した配向性多結晶のほうが酸化アルミニウム及び酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたものより結晶性の優れたものが得られる傾向を示した。
以上説明したように、本実施例において窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜が上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び各種セラミック材料を主成分とする焼結体上に少なくとも１層あるいは２層形成された薄膜基板が得られることが明らかにされた。
次にこのような無定形薄膜及び多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜など各種結晶状態の薄膜が１層及び２層形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の形成をＭＯＣＶＤ法により試みた。この単結晶薄膜形成の試みには実験Ｎｏ.２９５で作製した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜を形成した基板も用いた。単結晶薄膜の形成に際してＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮを主成分とするものはドーピング成分含有の有無にかかわらず用いた原料、ガス及び形成条件などは実施例１及び実施例１０と同様に行った。一方ＧａＮ＋ＡｌＮの混晶を主成分とするものはドーピング成分含有の有無にかかわらず基板温度１０５０℃、ＧａＮ＋ＩｎＮの混晶は基板温度８３０℃としその他原料、ガス及び形成条件などは実施例１、実施例２及び実施例１０と同様に行った。このようにして上記無定形薄膜及び多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜など各種結晶状態の薄膜が形成された基板上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が１層形成された基板を得た。このように形成された薄膜をＸ線回折により分析したところすべて単結晶であることが確認された。これら単結晶薄膜は基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成されている。得られた単結晶薄膜の結晶性について調べその結果を表１３に示した。なお窒化アルミニウムを主成分とする薄膜については結晶状態の判定に電子線回折も併用した。その結果少なくとも表面が単結晶薄膜からなる２層構成の薄膜が形成された基板が得られることが明らかとなった。さらに、実験Ｎｏ．２９３、２９９及び３０１においては表面が単結晶薄膜からなる３層構成の薄膜が形成された基板が得られることが明らかとなった。
上記のように２層構成の薄膜を有し表面側の層に単結晶薄膜を形成した基板の中で実験Ｎｏ．２９１及び２９２の基板を選び、引き続いて上記と同様の条件のＭＯＣＶＤ法を用いて単結晶薄膜の形成を試みた。その結果新たに表面側に形成された薄膜はＸ線回折により明らかに基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成されている単結晶であった。この結果実験Ｎｏ．２９１及び２９２において、単結晶薄膜を２層有する薄膜３層の構成からなる基板が作製できることが確認された。実験Ｎｏ．２９１及び２９２において最後表面側に形成された単結晶薄膜の結晶性は最初に形成されている（中間層として形成されている）単結晶薄膜の結晶性より向上している。すなわち実験Ｎｏ．２９１において最初に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９６秒であるのに対して、その上に形成された単結晶薄膜は９１秒であった。また、実験Ｎｏ．２９２において最初に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９７秒であるのに対して、その上に形成された単結晶薄膜は８９秒であった。
表１３から明らかなように、あらかじめ無定形薄膜、多結晶薄膜及び配向性多結晶薄膜が少なくとも１層あるいは２層形成されている窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できる。その結晶性はテストした基板すべて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下であった。通常本実施例で用いた実験Ｎｏ．４６、４９、１１０、２６７及び２８３で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成した場合、これら単結晶薄膜はそのミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下となるような高い結晶性のものが得られにくいが、上記のようにあらかじめ無定形薄膜、多結晶薄膜及び配向性多結晶薄膜が少なくとも１層あるいは２層形成されている窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いることで、形成される単結晶薄膜の結晶性は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板上に直接単結晶薄膜を形成する場合よりもさらに向上する傾向があることが確かめられた。
また、あらかじめ無定形薄膜、多結晶薄膜及び配向性多結晶薄膜が少なくとも１層あるいは２層形成されている炭化珪素、窒化珪素、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板上にも窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できる。その結晶性はテストした基板すべてにおいて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であった。通常実施例１で作製し、本実施例で用いた炭化珪素、窒化珪素、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成した場合、これら単結晶薄膜はそのミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下となるような高い結晶性のものが得られにくいが、上記のようにあらかじめ無定形薄膜、多結晶薄膜及び配向性多結晶薄膜が少なくとも１層あるいは２層形成されている炭化珪素、窒化珪素、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いることで、形成される単結晶薄膜の結晶性は炭化珪素、窒化珪素、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板上に直接単結晶薄膜を形成する場合よりもさらに向上する傾向があることが確かめられた。
このように、あらかじめ無定形薄膜、多結晶薄膜及び配向性多結晶薄膜を少なくとも１層あるいは２層形成することで炭化珪素、窒化珪素、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板には容易に比較的結晶性の優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成することが確認された。
以上説明してきたことから明らかなように、本実施例において単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を２層及び３層形成した薄膜基板が容易に得られる。この２層及び３層に形成された薄膜のうち少なくとも最も表面側の層には優れた結晶性を有する単結晶薄膜が形成できることが確認された。この単結晶薄膜は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び炭化珪素、窒化珪素、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど六方晶系又は三方晶系の結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成したものよりより高い結晶性のものが得られることが実験的に確かめられた。
本実施例において、実験Ｎｏ．２９４で使用した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は、実施例１１で示したようにもともと該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が９２秒と良好な結晶性を有するが、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ無定形の薄膜を形成した基板を用いることでその上に形成された単結晶薄膜の結晶性がさらに８２秒と高まる。実験Ｎｏ．２９５の基板を用いたものは基板に最初直接形成した薄膜を含めすべての層が単結晶である。最初直接形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１２７秒であったがその上に形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が８７秒と結晶性はさらに改善された。
上記のように、本実施例において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなど各種セラミック材料を主成分とする焼結体に少なくとも１〜２層の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した薄膜基板はさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成可能であることが示された。すなわち、上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体あるいは炭化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなど各種セラミック材料を主成分とする焼結体に少なくとも１〜２層の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成した薄膜基板は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板（すなわち薄膜形成用基板）としても用いることができることが確認された。
Figure 2005179167
実施例１１で作製した粉末成形体を用い焼成雰囲気を一酸化炭素１５０ｐｐｍを含む窒素、水素６０ｐｐｍを含む窒素、炭化水素２４０ｐｐｍ含む窒素、一酸化炭素１８００ｐｐｍを含むアルゴン、の４種類のものに代えた以外は実施例１１で使用した実験Ｎｏ．２６９の粉末成形体を用い、実施例１１と同様のカーボンセッター、カーボンさや、カーボン炉を使用して２２００℃の温度で４時間焼成し窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。その結果上記すべての雰囲気で焼成したものが実施例１と同様イットリウム及びカルシウムの含有量はそれぞれ０．５ｐｐｍ以下となった。窒化アルミニウム粒子も３５μｍ〜４０μｍに成長し光透過率もすべて８０％を超えた。さらに各雰囲気中で得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて基板を作製し実施例１と同様にＭＯＣＶＤ法により窒化ガリウム単結晶薄膜を０．５μｍの厚みで形成したところ該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅がすべての基板で１００秒と良好な結晶性を示した。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体作製用原料粉末として高純度窒化アルミニウム粉末〔徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｈ」グレード〕を用意した。この原料粉末は酸化物還元法にて製造されたものである。この原料粉末にＹ２Ｏ３粉末を５重量％だけ加えたものと、Ｙ２Ｏ３粉末５重量％及びＣａＣＯ３粉末をＣａＯ換算で０．５重量％加えたものをトルエンおよびイソプロピルアルコールとともにボールミルで２４時間混合後アクリルバインダーを粉末原料１００重量部に対して１２重量部加えさらに１２時間混合することでペースト化しドクターブレード法で厚み０．８ｍｍの２種類の組成を有するグリーンシートを作製した。このグリーンシートから一辺３５ｍｍの正方形状のシートを作製しこのシートにＹＡＧレーザーで表裏面を貫通する直径２５μｍ及び５０μｍの円形スルーホールを形成した。次に溶媒としてαテルピネオール、バインダーとしてアクリル樹脂を使用し導電性成分としてタングステン粉末を用いさらに該タングステン粉末に対して上記窒化アルミニウム粉末を０〜２０重量％の範囲で加えて混合し導通ビア用ペーストを作製した。各混合比の粉末ペーストを上記スルーホールに充填し乾燥後、適宜窒素又は窒素／水素混合ガスを主成分とする雰囲気中で脱バインダー後、次の２つの焼成条件で導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。焼成条件は、１）Ｎ２雰囲気中１８００℃において２時間常圧焼成する、２）一酸化炭素を２００ｐｐｍ含む窒素雰囲気中２２００℃において４時間焼成する、の２条件である。このようにして導通ビアが内部に形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。いずれの焼結体においてもスルーホール内の導電性成分は十分緻密化し導電性が発現しており窒化アルミニウムを主成分とする焼結体とも一体化しており導通ビアとして機能している。上記１８００℃において２時間常圧焼成した導通ビアが形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は焼結助剤がほとんど揮散されておらず光透過率は５１％〜６５％の範囲であったが、２２００℃で４時間焼成したものは焼結助剤が揮散しイットリウム及びカルシウムの含有量が合計で５０ｐｐｍ以下になっている。また窒化アルミニウム粒子も３５μｍ〜４５μｍに成長しており、光透過率も８０％以上であった。このようにして得られた焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法に研削、及び研磨加工して導通ビアを露出させ表面平滑度Ｒａ＝３０ｎｍの導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を作製した。その後導通ビアの室温における抵抗を４端子法で測定し導通ビアの形状から室温における抵抗率を算出した。導通ビアの大きさは焼成後収縮しそれぞれ直径４０〜４４μｍ及び２０〜２３μｍになっていた。また上記導通ビアが形成された基板上に直接実施例１及び２で用いたものと同じＭＯＣＶＤ装置を用いた方法で窒化ガリウムの単結晶薄膜を０．２５μｍの厚みで基板の片面に形成し該単結晶薄膜のミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅を測定した。それらの結果を表１４に示した。単結晶薄膜形成後導通ビアが形成されている周囲の単結晶薄膜について観察を行ったがクラックや導通ビアとの界面における剥離などの不具合は特に見当たらず良好な外観状態であり本発明による材料を用いた導通ビアは窒化ガリウム薄膜と良好な接合性を有していることが確認された。導通ビアの室温における抵抗率は窒化アルミニウムの含有量や焼成条件及びスルーホールの径などにより変化したが６．８×１０−６Ω・ｃｍ〜１３２×１０−６Ω・ｃｍの範囲であり、該単結晶薄膜のミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて３００秒以下である。１８００℃で２時間焼成することで得た基板において導通ビア中の窒化アルミニウムの含有量が増えるにしたがって基板に形成された該単結晶薄膜の結晶性が向上する傾向が見られ、窒化アルミニウム粉末を１０重量％以上含む導通ビアにおいては該単結晶薄膜のミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５０秒以下に高まった。また、２２００℃で４時間焼成することで得られた導通ビアを有する基板に形成された該単結晶薄膜のミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１００秒以下の高い結晶性のものが得られた。本実施例において作製した窒化ガリウムを主成分とする各薄膜の室温における抵抗率は０．０５９Ω・ｃｍ〜０．１０１Ω・ｃｍの範囲であり導電性を有する。また、導通ビアが形成されている各焼結体を用いて作製した該窒化ガリウムを主成分とする薄膜と該薄膜が形成されていない基板面側に露出している導通ビアとの間には導通がある。このように本実施例で作製した導電性を有する窒化ガリウムを主成分とする単結晶薄膜と導通ビアとは機械的な接合性だけでなく電気的にも接続されていることが確認された。
Figure 2005179167
実施例１１で用いた酸化物還元法による窒化アルミニウム原料粉末に焼結助剤として酸化イットリウムを５重量％含む混合粉末を用いて外形サイズを直径３２ｍｍの円盤状とした各種厚みの粉末成形体を作製した。この粉末成形体を実施例１１と同様カーボン製のセッター、カーボン製のさやを用いカーボン炉にて１０００ｐｐｍの一酸化炭素を含有する窒素雰囲気中２２００℃で８時間焼成した。その結果、粉末成形体の厚みが８ｍｍ以下のもので透光性を有する焼結体が得られた。それ以上の厚みのものは黒色化し透光性がなく、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成しにくく場合によっては単結晶でない多結晶状態の薄膜になった。
実施例１〜１５で作製し使用してきた窒化ルミニウムを主成分とする焼結体を基板に用いその上にＭＯＣＶＤ法によりＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学組成式であらわされる窒化ガリウムと窒化アルミニウムの二成分を主成分とし、ＭｇとＳｉをドーピング元素として上記組成に対してそれぞれ１０モル％まで、及びＭｇとＳｉの同時ドープの場合は合計で１０モル％までドープした導電性単結晶薄膜の作製を試みた。基板として実施例２で作製した実験Ｎｏ．４９の焼結体、実施例３で作製した実験Ｎｏ．７３の焼結体、実験Ｎｏ．７５の焼結体、実験Ｎｏ．８０の焼結体、実験Ｎｏ．８２の焼結体、実施例６で作製した実験Ｎｏ．１１０の焼結体、実施例１１で作製した実験Ｎｏ．２８４の焼結体、実施例１４で作製した実験Ｎｏ．３０５の焼結体、実験Ｎｏ．３１１の焼結体及び実験Ｎｏ．３１７の焼結体を基板として用いた。実験Ｎｏ．７３の焼結体、実験Ｎｏ．７５の焼結体、実験Ｎｏ．８０の焼結体、実験Ｎｏ．８２の焼結体、実験Ｎｏ．３０５の焼結体、実験Ｎｏ．３１１の焼結体、実験Ｎｏ．３１７の焼結体にはそれぞれ導通ビアが形成され該導通ビアは基板の上下表面に露出している。単結晶薄膜の作製条件は実施例１、実施例２及び実施例１０と同様である。基板形状は実施例１、３及び１４と同様である。なお薄膜の厚みは３μｍとし、各焼結体を用いて作製した基板の片面に形成した。ＣＶＤで薄膜形成後薄膜が形成された基板を純Ｎ２雰囲気中７００℃で熱処理を行った。その結果、実験Ｎｏ．７３、実験Ｎｏ．７５の焼結体、実験Ｎｏ．８０の焼結体、実験Ｎｏ．８２の焼結体、実験Ｎｏ．３０５の各焼結体を用いた基板には上記Ｍｇ及びＳｉを１０モル％までドープしたＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）のすべての組成で単結晶薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下と良好なものであった。又、実験Ｎｏ．４９及び実験Ｎｏ．１１０の各焼結体を用いた基板には上記Ｍｇ及びＳｉを１０モル％までドープしたＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）のすべての組成で単結晶薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５０秒以下と良好なものであった。又実験Ｎｏ．２８４、実験Ｎｏ．３１１及び実験Ｎｏ．３１７の各焼結体を用いた基板には上記Ｍｇ及びＳｉを１０モル％までドープしたＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）のすべての組成で単結晶薄膜が形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１００秒以下とさらに良好なものであった。導通ビアが形成されている実験Ｎｏ．７３の焼結体、実験Ｎｏ．７５の焼結体、実験Ｎｏ．８０の焼結体、実験Ｎｏ．８２の焼結体、実験Ｎｏ．３０５の焼結体、実験Ｎｏ．３１１の焼結体、実験Ｎｏ．３１７の焼結体を用いて作製した単結晶薄膜について導通ビア周囲の観察を行ったがクラックや導通ビアとの界面における剥離などの不具合は特に見当たらず良好な外観状態であり、本発明による材料を用いた導通ビアはＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の組成を有する単結晶薄膜及びＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）にＳｉ及びＭｇをドープした組成を有する単結晶薄膜と良好な接合性を有していることが確認された。これらの各種組成の単結晶薄膜について室温における抵抗率を測定したところ、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物に対しＭｇを元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものは室温における抵抗率１×１０４Ω・ｃｍ以下であった。又その中でＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）の化学式であらわされる組成物に対してＭｇを元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含む単結晶薄膜は室温における抵抗率が１×１０−１Ω・ｃｍ〜１×１０２Ω・ｃｍのものが得られた。また、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物に対しＳｉを元素換算で０．００００１〜０．５モル％の範囲で含む単結晶薄膜は室温における抵抗率１×１００Ω・ｃｍ〜１×１０３Ω・ｃｍの範囲の抵抗率を示した。この組成の単結晶薄膜にはｘ＝１．０すなわち主成分が窒化アルミニウムだけからなりＳｉを元素換算で０．００００１モル％〜０．５モル％の範囲で含有する薄膜が含まれ、室温における抵抗率は４０Ω・ｃｍ〜２００Ω・ｃｍの範囲であった。また、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物に対してＭｇとＳｉを同時に元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含む単結晶薄膜は室温における抵抗率が１×１０−１Ω・ｃｍ〜１×１０３Ω・ｃｍのものが得られた。また、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）の化学式であらわされる組成物に対してＳｉを元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含む単結晶薄膜は室温における抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍ〜１×１０１Ω・ｃｍの範囲の比較的低い抵抗値を示した。また、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）の化学式であらわされる組成物に対してＳｉとＭｇを同時に元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含む単結晶薄膜は室温における抵抗率が１×１０−３Ω・ｃｍ〜１×１０１Ω・ｃｍの範囲の比較的低い抵抗値を示した。また、導通ビアが形成されている実験Ｎｏ．７３の焼結体、実験Ｎｏ．７５の焼結体、実験Ｎｏ．８０の焼結体、実験Ｎｏ．８２の焼結体、実験Ｎｏ．３０５の焼結体、実験Ｎｏ．３１１の焼結体、実験Ｎｏ．３１７の焼結体を用いて作製した単結晶薄膜は該薄膜が形成されていない基板面に露出している導通ビアと導通があり本実施例で作製した導電性を有するＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の組成を有する単結晶薄膜と導通ビアとは機械的な接合性だけでなく電気的にも接続されていることが確認された。これらの結果を表１５に記した。表１５において薄膜のドーピング剤添加量は主成分ＡｌｘＧａ１−ｘＮに対するモル％で示してある。すなわち、例えばＭｇの添加量が０．５モル％であるという意味は形成される薄膜が主成分であるＡｌｘＧａ１−ｘＮを９９．５モル％、ドーピング剤であるＭｇを０．５モル％の組成を有するものであることを意味する。
Figure 2005179167
実施例１６で使用した実験Ｎｏ．７３、７５、８０、８２、３０５、３１１、３１７の導通ビアを有する各窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び実験Ｎｏ．４９の導通ビアを有しない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い実施例１、実施例２、実施例１０及び実施例１２と同様に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする導電性の単結晶薄膜、無定形薄膜、多結晶薄膜及び基板面に対してＣ軸が垂直な配向性多結晶薄膜の形成をＭＯＣＶＤ法により試みた。薄膜は各基板の片面に単層あるいは２層（基板側の層と表面層）で形成した。なお、実験Ｎｏ．３５０、３５１の窒化インジウム薄膜の形成に際して基板温度それぞれ３２０℃、３６０℃で行った。また、実験Ｎｏ．３４７、３５６の窒化ガリウム薄膜の形成に際して基板温度それぞれ３４０℃、３８０℃で行った。各薄膜層の厚みはそれぞれ３μｍとした。その結果窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は単結晶以外の無定形、多結晶及び配向性多結晶であっても導電性を有するものが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成できることが明らかとなった。また導電性を有する薄膜を２層以上の構成で形成できることも明らかとなった。導通ビアが形成されている実験Ｎｏ．７３の焼結体、実験Ｎｏ．７５の焼結体、実験Ｎｏ．８０の焼結体、実験Ｎｏ．８２の焼結体、実験Ｎｏ．３０５の焼結体、実験Ｎｏ．３１１の焼結体、実験Ｎｏ．３１７の焼結体を用いて作製した単結晶、無定形及び多結晶の薄膜について導通ビア周囲の観察を行ったがクラックや導通ビアとの界面における剥離などの不具合は特に見当たらず良好な外観状態であり、本発明による材料を用いた導通ビアは窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜と良好な接合性を有していることが確認された。また、導通ビアが形成されている実験Ｎｏ．７３の焼結体、実験Ｎｏ．７５の焼結体、実験Ｎｏ．８０の焼結体、実験Ｎｏ．８２の焼結体、実験Ｎｏ．３０５の焼結体、実験Ｎｏ．３１１の焼結体、実験Ｎｏ．３１７の焼結体を用いて作製した各薄膜は該薄膜が形成されていない基板面に露出している導通ビアと導通があり本実施例で作製した導電性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の単結晶薄膜、無定形薄膜、多結晶薄膜及び基板面に対してＣ軸が垂直な配向性多結晶薄膜と導通ビアとは機械的な接合性だけでなく電気的にも接続されていることが確認された。これらの結果を表１６に記した。
Figure 2005179167
実施例１６及び実施例１７で使用した導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び導通ビアのない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にチタン、クロム、ニッケル、モリブデン、タングステン、白金、アルミニウム、タンタル、窒化タンタル、窒化チタン、金、銅、タングステン／銅合金（Ｗ：７０重量％＋Ｃｕ３０重量％）などの各種材料を周波数１３．５６ＭＨｚ、出力５００Ｗ〜１５００Ｗの高周波スパッタリング法で基板の両面に形成し各種薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を得た。なお、基板温度は２５０℃、減圧チャンバー内にＡｒ＋Ｎ２ガスを流しながらスパッタリングを行った。作製した薄膜導電性材料の波長６０５ｎｍの光に対する反射率を測定し表１７に示した。この各種薄膜導電性材料が形成された基板に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし適宜ドーピング剤を加えた薄膜を上記基板の片面に厚み３μｍで形成した。その結果各種薄膜導電性材料があらかじめ形成された基板であっても無定形、配向性多結晶及び単結晶薄膜が形成し得ることが確認された。また配向性多結晶薄膜及び単結晶薄膜はそれぞれ基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成されていることが確認された。表１７にはこのような薄膜の結晶性について調べた結果を示した。単結晶薄膜の結晶性は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であった。なお、表１７に示した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜のうち単結晶として測定されたものは実施例１０と同様の条件で形成したものであり、単結晶以外の無定形薄膜及び配向性多結晶薄膜は実施例１２に記載したものと同じ条件で形成されたものである。また、表１７には記載されていないがあらかじめ薄膜導電性材料を形成しその上に無定形薄膜及び配向性多結晶薄膜が形成された実験Ｎｏ．３６０、実験Ｎｏ．３６２〜３６４、実験Ｎｏ．３６６〜３６７、実験Ｎｏ．３６９、実験Ｎｏ．３７２の基板を用い、その上に実施例１と同様の方法で１００モル％ＧａＮ及び１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜を形成したところ、いずれも該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下であった。表１７に示すように形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜について外観の観察を行ったがクラックや薄膜導電性材料との界面における剥離などの不具合は特に見当たらず良好な外観状態であり、本発明による材料を用いた薄膜導電性材料は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜と良好な接合性を有していることが確認された。また薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜との接合性を確認するためにさらに次のテストを行った。そのテスト法は、作製した基板にエポキシ樹脂で直径３ｍｍの円形アルミニウムピンを接着し垂直引っ張り強度を測定したがすべて垂直引っ張り強度が２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり、剥離モードはエポキシ樹脂と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜との接着界面あるいはエポキシ樹脂とピントの接着界面あるいはエポキシ樹脂内部であり、薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜との間での剥離や破壊は見られず良好な接合性が形成されていることが確認された。さらに作製した基板に粘着テープを接着しそのテープを引き剥がす方法で接合性のテストを行ったがすべて薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜との間での剥離や破壊は見られなかった。
また、導通ビアが形成されている実験Ｎｏ．７３の焼結体、実験Ｎｏ．７５の焼結体、実験Ｎｏ．８０の焼結体、実験Ｎｏ．８２の焼結体、実験Ｎｏ．３０５の焼結体、実験Ｎｏ．３１１の焼結体、実験Ｎｏ．３１７の焼結体を用いて作製した導電性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は該薄膜が形成されていない基板面と導通があり本実施例で作製した薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜とは機械的な接合性だけでなく電気的にも接続されていることが確認された。これらの結果を表１７に記した。本実施例で作製した薄膜導電性材料のうちチタン、クロム、ニッケル、モリブデン、タングステン、白金、アルミニウム、タンタル、窒化チタン、金、銅は室温における抵抗率はすべて１×１０−３Ω・ｃｍ以下でありドーピング剤を加えるなどして得られる導電性の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜よりも高い導電性を有しているので、本発明による薄膜導電性材料を用いることで導電性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜と該薄膜が形成されていない基板面とはさらに高い導通性が得られる。また本発明による薄膜導電性材料を電気回路パターンとして形成した薄膜形成用基板いて例えば該薄膜形成用基板上に発光素子などの機能素子を形成すれば、発光素子を搭載するための回路基板あるいはパッケージ一体型の基板としても機能する。したがって通常であれば発光素子などの機能素子を搭載するための回路基板あるいはパッケージが必要であるが本発明による機能一体型の基板を用いることで回路基板あるいはパッケージを別に用意する必要がなくなるという効果が得られる。
上記各結果を表１７にまとめて示した。
Figure 2005179167
焼結体作製用原料粉末として高純度窒化アルミニウム粉末（徳山曹達株式会社（現：株式会社トクヤマ）製「Ｈ」グレード）を用意した。この原料粉末は酸化物還元法にて製造されたものである。この原料粉末は不純物として酸素を０．８重量％含む。この原料粉末に適宜希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物、アルミナ、遷移金属化合物、アルカリ金属化合物、珪素化合物、などを加えエタノールとともにボールミルで２４時間混合後乾燥しエタノールを揮散した後パラフィンワックスを粉末混合体に対して５重量％加え成形用粉末を作製し、直径３６ｍｍ×厚み２．０ｍｍの円形成形体を一軸プレス成形により得た。その後減圧下３００℃でパラフィンワックスを脱脂し、被焼成物である各種組成の粉末成形体を窒化アルミニウム製のセッター及びさやに入れ、あるいは上記被焼成物をタングステン製、ＢＮ製、窒化ほう素粉末を表面にコーティングしたカーボン製のセッター及びさやに入れ該セッター及びさやには別に用意した窒化アルミニウムだけからなる粉末成形体を同時に置いて窒素雰囲気中で常圧焼成し各種組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を得た。焼成は希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物を焼結助剤として加えた粉末成形体は１８００℃×２時間で行った。また、希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物を加えない粉末成形体は１９５０℃×２時間で焼成した。得られた焼結体はすべて相対密度９５％以上に緻密化している。
次に得られた焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法に研削、さらに表面を実施例８と同様の粒径０．２μｍの酸化クロムを主成分とする研磨剤による方法で鏡面研磨加工し各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の全酸素量、ＡＬＯＮ量、実施例２と同様の方法で波長６０５ｎｍの光に対する光透過率の測定を行った。また、一部のサンプルでは熱伝導率の測定も行った。この測定結果を表１８〜表２３に示す。得られた各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において、本実施例において粉末成形体に含まれる不純物あるいは加えられる各種添加物の量は、実際含まれる不純物あるいは加えられる化合物を酸化物換算あるいは元素換算したものである。本実施例で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には原料粉末中の不純物酸素や添加したＡｌ２Ｏ３に起因する酸素成分、あるいは添加した希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤中の金属成分や酸素成分など、あるいは添加したアルカリ金属化合物及び珪素含有化合物中の金属成分や酸素成分など、あるいは添加したＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属を含む化合物及びカーボンを含む化合物中の金属成分やカーボン成分など、あるいは添加したＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎなどの不可避金属を含む化合物中の金属成分などは焼成により殆ど揮散・除去されないで粉末成形体中と殆ど同じ量存在していることが確認された。すなわち、不純物量及び添加物量として上記換算値を用いたとき、本実施例において作製された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の不純物あるいは添加物の量は粉末成形体中に含まれる不純物あるいは添加物の量との差は小さく殆ど同量と見なし得る。したがって得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成としては全酸素量以外特に各表には記載してない。上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製するとき添加したＡｌ２Ｏ３量は酸化物換算により算定したものであり（すなわち特に換算せずそのままの量）、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の酸素量は元素換算で測定したものである。表１８には添加物としてＡｌ２Ｏ３を単独に用いた例と、及びＡｌ２Ｏ３と希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物とを同時に加えた例も示してある。表１９には添加物として希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物をそれぞれ単独であるいは同時に用いた例が示してある。表１９の実験例では室温における熱伝導率の測定結果も示されている。表２０には添加物として珪素含有化合物と、アルカリ金属化合物を用いた例が示してある。また、表２０には珪素含有化合物と希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物とを同時に加えた例も示してある。また、表２０にはアルカリ金属化合物と希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物とを同時に加えた例も示してある。表２１には添加物としてＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分、及びカーボンを用いた例が示してある。表２２にはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分及びカーボンと希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物とを同時に加えた例が示してある。表２３には添加物として鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛の各成分を用いた例が示してある。また、表２３には鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛の各成分と希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物とを同時に用いた例も示してある。なお、鏡面研磨後の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面平滑性は平均表面粗さ（Ｒａ）＝３１ｎｍ〜３６ｎｍの範囲にあった。
表１８〜表２３で示すように本実施例において実験Ｎｏ．３９６を除いて光透過率５０％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が得られた。また比較的多量の酸素（Ａｌ２Ｏ３として用いた）、あるいは希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物、あるいは珪素含有化合物及びアルカリ金属化合物、あるいはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボン、あるいは鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛、を含むものは光透過率が１０％以下に低下しやすく、光透過率が０％のものも容易に得られた。表１９に示した実験例で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は本発明の範囲に属するものすべて室温における熱伝導率は５０Ｗ／ｍＫ以上であり、最大１７７Ｗ／ｍＫであった。
次に得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い実施例１及び実施例２と同様の高周波加熱によるＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相分解）装置を用いた方法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を基板表面に形成した。得られた薄膜はＣｕＫα特性Ｘ線を用いたＸ線回折により結晶性の評価を行った。
その結果表１８に示すＡｌ２Ｏ３を添加剤として用いた実験例において、表１８に示すようにＡＬＯＮ量が７％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においてはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、ＡＬＯＮ量が１２％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においてはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、ＡＬＯＮ量が２０％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においてはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、酸素量が３％重量以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においてはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、酸素量が５重量％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においてはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、酸素量が１０重量％以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体においてはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。
窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の全酸素量が多くなるにしたがってＡＬＯＮの含有量も増加し全酸素量が１０重量％より多くなるとＡＬＯＮの含有量も２０％より多くなるが窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。さらに窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の全酸素量が２５重量％より多くなるとＡＬＯＮの含有量も５０％より多くなり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜は多結晶化し単結晶薄膜の形成が困難になり易い。また、Ａｌ２Ｏ３を単独で添加したものより希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物とを同時に加えた作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた方が形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性は向上することが確かめられた。
また、表１９に示す希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物を添加剤として用いた実験例において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の希土類元素成分の含有量が酸化物換算で７体積％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また希土類元素成分の含有量が酸化物換算で１２体積％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、希土類元素成分の含有量が酸化物換算で２５体積％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のアルカリ土類金属成分の含有量が酸化物換算で３体積％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のアルカリ土類金属成分の含有量が酸化物換算で５体積％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の希土類元素成分、アルカリ土類金属成分の含有量が酸化物換算でそれぞれ２５体積％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。焼結体中の希土類元素成分、アルカリ土類金属成分の含有量が多くなるにしたがって窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性が低下する傾向がある。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の希土類元素成分、アルカリ土類金属成分の含有量が酸化物換算でそれぞれ５０体積％より多くなると窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜は多結晶化し単結晶薄膜の形成が困難になり易い。また、同じ添加量であれば希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物をそれぞれ単独で添加したものより希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物とを同時に加えた作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた方が形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性は向上することが確かめられた。
表２０に示すアルカリ金属化合物及び珪素化合物を添加剤として用いた実験例において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のアルカリ金属及び珪素成分の含有量が酸化物換算でそれぞれ５体積％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のアルカリ金属及び珪素成分の含有量が酸化物換算でそれぞれ１０体積％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。焼結体中のアルカリ金属成分及び珪素成分の含有量が多くなるにしたがって窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性が低下する傾向がある。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のアルカリ金属成分及び珪素成分の含有量が酸化物換算でそれぞれ２０積％より多くなると窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜は多結晶化し単結晶薄膜の形成が困難になり易い。また、アルカリ金属成分及び珪素成分をそれぞれ単独で添加したものより希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物とを同時に加えた作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた方が形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性は向上することが確かめられた。
表２１に示すＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分、及びカーボンを添加剤として用いた実験例において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分、及びカーボンの含有量が元素換算でそれぞれ５体積％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分、及びカーボンの含有量が元素換算でそれぞれ１０体積％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分、及びカーボンの含有量が元素換算でそれぞれ２５体積％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分、及びカーボンの含有量が多くなるにしたがって窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性が低下する傾向がある。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分、及びカーボンの含有量が元素換算でそれぞれ５０体積％より多くなると窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜は多結晶化し単結晶薄膜の形成が困難になり易い。
表２２に示すＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分、及びカーボンと希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物とを同時に添加剤として加えた実験例において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分、及びカーボン各成分を元素換算でそれぞれ２５体積％までの比較的多量に含むものであってもミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成でき明確に結晶性の向上が確認された。
表２３に示す鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛の各成分を添加剤として用いた実験例において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛の各遷移金属成分の含有量がそれぞれ元素換算で１０重量％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛の各遷移金属成分の含有量が元素換算でそれぞれ２０重量％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛の各遷移金属成分の含有量が元素換算でそれぞれ３０重量％まではミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できた。焼結体中の鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛の各遷移金属成分の含有量が多くなるにしたがって窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性が低下する傾向がある。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛の各遷移金属成分の含有量が元素換算でそれぞれ５０重量％より多くなると窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜は多結晶化し単結晶薄膜の形成が困難になり易い。また、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛の各遷移金属成分をそれぞれ単独で添加したものより希土類元素化合物あるいはアルカリ土類金属化合物とを同時に加えて作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた方が形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性は明らかに向上することが確かめられた。
本実施例において得られた薄膜のうち単結晶薄膜の観察を光学顕微鏡、電子顕微鏡を用いて行ったが単結晶薄膜内部にはクラックが見られず単結晶薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との接合界面での剥離も見られない。得られた上記単結晶薄膜に粘着テープを接着し引き剥がしテストを行ったが該単結晶薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との接合界面での剥離や破壊は見られなかった。
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実施例１８で使用した導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び導通ビアのない窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び実施例１１で作製した実験Ｎｏ．２６５、実験Ｎｏ．２６９、実験Ｎｏ．２７１の窒化アルミニウムの純度を高めた各焼結体を鏡面研磨した直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法の基板状に加工したものを用いて実施例１、実施例２、実施例１０及び実施例１２と同様の方法で各種組成及び各種結晶状態を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を上記各焼結体の片面に厚み３μｍで形成し各種薄膜基板を作製した。この薄膜の組成及び結晶状態については表２４に示す通りである。さらに別に実施例１８で作製したチタン、クロム、ニッケル、モリブデン、タングステン、白金、アルミニウム、タンタル、窒化タンタル、窒化チタン、金、銅、タングステン／銅合金（Ｗ：９０重量％＋Ｃｕ１０重量％）など各種導電性材料があらかじめ形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に、さらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板も用意した。実施例１８で作製した薄膜基板についてその薄膜組成及び結晶状態は実施例１８と同じであるが、あらためて表２５に再掲載した。
次に上記のようにして作製あるいは準備した薄膜基板を用い該薄膜基板に形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の上に実施例１８と同様の方法でチタン、クロム、ニッケル、モリブデン、タングステン、白金、アルミニウム、タンタル、窒化タンタル、窒化チタン、金、銅などからなる各種薄膜導電性材料を形成した。この各種薄膜導電性材料の構成及び厚みについては表２４及び表２５に記載された通りである。各種薄膜導電性材料を形成後、用いた薄膜基板に形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜について外観の観察を行ったがクラックや薄膜導電性材料との界面における剥離などの不具合は特に見当たらず良好な外観状態であり、本発明による材料を用いた薄膜導電性材料は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜と良好な接合性を有していることが確認された。また薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜との接合性を確認するためにさらに次のテストを行った。そのテスト法は、作製した基板表面に形成されている薄膜導電性材料にエポキシ樹脂で直径３ｍｍの円形アルミニウムピンを接着し垂直引っ張り強度を測定したがすべて垂直引っ張り強度が２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり、剥離モードはエポキシ樹脂と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜との接着界面あるいはエポキシ樹脂とピントの接着界面あるいはエポキシ樹脂内部であり、薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜との間での剥離や破壊は見られず良好な接合性が形成されていることが確認された。なお形成した薄膜導電性材料のうち表面に金及び銅を有する構成のもの（実験Ｎｏ．４９４〜４９７、５００、５０２〜５０４、５１２〜５１５の各サンプル）については先端に直径１．５ｍｍのパッドを有するコバール製リードを用いはんだによって該リードと薄膜導電性材料とを接続して垂直引張り強度を測定した。その結果垂直引張り強度はすべて４Ｋｇ／ｍｍ２以上であり、強度試験後のリード及び薄膜基板のリードが接合された部分を観察したところすべてはんだ内あるいははんだとリード間の部分で破壊しており窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜と薄膜導電性材料との間の剥離や破壊は観察されなかった。このことは薄膜導電性材料と上記薄膜との接合強度は本来少なくともを４Ｋｇ／ｍｍ２以上で接合性の高いものであることが確認された。さらに作製した基板表面に形成されている薄膜導電性材料に粘着テープを接着しそのテープを引き剥がす方法で接合性のテストを行ったがすべて薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜との間での剥離や破壊は見られなかった。
上記試験結果は薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接合性が高いということだけでなく、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と薄膜導電性材料との接合性及び窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接合性も高いものであることを証明している。これらの結果を表２４及び表２５に記した。
また、本実施例においても導通ビアが形成されている実験Ｎｏ．７３の焼結体、実験Ｎｏ．７５の焼結体、実験Ｎｏ．８０の焼結体、実験Ｎｏ．８２の焼結体、実験Ｎｏ．３０５の焼結体、実験Ｎｏ．３１１の焼結体、実験Ｎｏ．３１７の焼結体を用いて作製した導電性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は該薄膜が形成されていない基板面と導通があり本実施例で作製した薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜とは機械的な接合性だけでなく電気的にも接続されていることが確認された。本実施例で作製した薄膜導電性材料のうちチタン、クロム、ニッケル、モリブデン、タングステン、白金、アルミニウム、タンタル、窒化チタン、金、銅は室温における抵抗率はすべて１×１０−３Ω・ｃｍ以下でありドーピング剤を加えるなどして得られる導電性の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜よりも高い導電性を有しているので、本発明による薄膜導電性材料を用いることで導電性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜と該薄膜が形成されていない基板面とはさらに高い導通性が得られる。また本発明による薄膜導電性材料を電気回路パターンとして形成した薄膜形成用基板いて例えば該薄膜形成用基板上に発光素子などの機能素子を形成すれば、発光素子を搭載するための回路基板あるいはパッケージ一体型の基板としても機能する。したがって通常であれば発光素子などの機能素子を搭載するための回路基板あるいはパッケージが必要であるが本発明による機能一体型の基板を用いることで回路基板あるいはパッケージを別に用意する必要がなくなるという効果が得られる。
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実施例２において作製した実験Ｎｏ．４９と実験Ｎｏ．５８、及び実施例１１において作製した実験Ｎｏ．２６９の各窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法の基板状に加工しさらに鏡面研磨して、その上に実施例１、実施例２、実施例１０及び実施例１２で用いたのと同じＭＯＣＶＤ法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜を６μｍの厚みで形成し薄膜基板を作製した。また、ニオブ及びタンタルを含む窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成の薄膜も形成した。ニオブ及びタンタルを含む薄膜は実施例９と同様のクロライドＶＰＥ法により厚み６μｍで形成した。ニオブ及びタンタル成分の原料として塩化ニオブ及び塩化タンタルを用いた。これら薄膜は単結晶、無定形、配向性多結晶の各結晶状態となるよう形成した。なお、単結晶薄膜を形成するに際してはすべての窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にはあらかじめ該基板面対してＣ軸が垂直な方位を有する実質的に１００モル％ＡｌＮ組成からなる配向性多結晶薄膜を上記ＭＯＣＶＤ法で厚み１．０μｍ形成した基板を用いた。このような配向性多結晶薄膜の上に形成する単結晶薄膜は結晶Ｃ軸の方位を基板面に対し垂直に形成したものと水平に形成したものの２種類を作製した。単結晶以外の無定形、配向性多結晶の各結晶状態の薄膜はそのまま直接窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成した。配向性多結晶薄膜は基板面に対してＣ軸が垂直になるよう形成したものである（実験Ｎｏ．５４６、５４８）。形成した各薄膜の外観を観察したが薄膜内のクラックや窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間の剥離などの不具合は見られなかった。また粘着テープを用いて剥離テストを行ったが形成した薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間の剥離はなかった。なお、上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に最初に形成された配向性多結晶ＡｌＮ薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が４２７０〜４７４０秒の範囲であった。一方上記配向性多結晶薄膜の上に形成された単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅がすべて３００秒以下であった。
次に形成した薄膜の波長６５０ｎｍの光に対する屈折率を米国「ＳＣＩ（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）社」製の分光光度計（Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）「製品名：ＦｉｌｍＴｅｋ４０００」を用いて調べた。単結晶薄膜の結晶Ｃ軸を基板面に対して垂直に形成した薄膜の屈折率はＣ軸に平行な方向（すなわち異常光）の屈折率を、結晶Ｃ軸を基板面に対して水平に形成した薄膜の屈折率はＣ軸に垂直な方向（すなわち常光）の屈折率を測定した。その結果、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜において単結晶及び無定形いずれの結晶状態の薄膜においても、あるいは単結晶薄膜における結晶Ｃ軸の形成方位によらず、窒化ガリウムあるいは窒化インジウムの含有量が増加すれば屈折率は大きくなり、窒化アルミニウムの含有量が増加すれば屈折率は低下し易いことが確かめられた。また、ニオブあるいはタンタルの含有量が増加すれば屈折率が大きくなることが見出された。形成された薄膜において、窒化アルミニウムを主成分とするものにおいて含まれる窒化ガリウム及び窒化インジウムのうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分の増加量が主成分に対して０．０１モル％以上で少なくとも１×１０−５以上の屈折率の増加が認められ、少なくとも２０モル％以下で屈折率の増加は２×１０−１以下であった。また、形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれる少なくとも１種以上を主成分とする薄膜においてニオブ及びタンタルのうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分の含有量が主成分に対して０．０１モル％以上で少なくとも１×１０−５以上の屈折率の増加が認められ、２０モル％以下であれば屈折率の増加は２×１０−１以下であった。
また基板面に対してＣ軸が水平方向に形成された単結晶薄膜の屈折率は垂直方向に形成されたものより屈折率は０．０３〜０．０５程度小さい。
また、無定形より多結晶の薄膜の屈折率の方が大きい傾向があるが、どちらの結晶状態のものも２．０以下であり単結晶より小さかった。
また、実験Ｎｏ．５４９〜５７７で作製した薄膜基板にはクロライドＶＰＥ法による薄膜が形成されているが、同じ組成の薄膜であってもＭＯＣＶＤ法で形成した薄膜と屈折率は異なり、クロライドＶＰＥ法で作製した薄膜の方が屈折率は大きくなる傾向を示した。
これらの結果を表２６に示す。なお、表２６においてニオブ及びタンタル成分は窒化ニオブ及び窒化タンタルとみなして記載した。
（比較例）
別に上記本実施例の実験Ｎｏ．４９で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用意し、一部の基板はそのままに一部の基板は本実施例と同じ条件で１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜を形成した。その後これら基板に周波数１３．５６ＭＨｚの高周波（ＲＦ）マグネトロンスパッタリング法により厚み６．０μｍのＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３薄膜を形成した。スパッタリングの条件は基板温度を２５０℃とし、Ａｒガスを圧力０．６Ｐａ、電力１０００Ｗで行った。その結果、１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜の形成の有無にかかわらずＬｉＮｂＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３いずれの薄膜にもクラックが入り光導波路として使用することは困難であった。
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実施例２において作製した実験Ｎｏ．４９と実験Ｎｏ．５８の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び実施例１１において作製した実験Ｎｏ．２６９の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法の基板状に加工しさらに鏡面研磨して、その上に実施例１、実施例２、実施例４、実施例９、実施例１２及び実施例２１で用いたのと同じＭＯＣＶＤ法及びクロライドＶＰＥ法で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする各種組成及び各種結晶状態の薄膜を形成した薄膜基板を作製した。ＭＯＣＶＤ法で作製した薄膜の厚みは２５μｍでありクロライドＶＰＥ法で作製した薄膜の厚みは１００μｍである。なお、ＡｌＮ＋ＧａＮ＋ＩｎＮの３成分混晶薄膜の形成に際しては基板温度９５０℃で行った。また、単結晶薄膜を形成するに際してはすべての窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に対してあらかじめ該基板面に対してＣ軸が垂直な方位を有し実質的に１００モル％のＡｌＮからなる配向性多結晶薄膜を周波数１３．５６ＭＨｚの高周波（ＲＦ）マグネトロンスパッタリング法により厚み１．０μｍ形成した基板を用いた。スパッタリングの条件はターゲットとして高純度ＡｌＮ焼結体を用いＡｒ＋Ｎ２の混合ガスをＮ２／Ａｒ＝０．４の混合比で導入しチャンバー内圧力０．８Ｐａ、電力１０００Ｗであった。基板温度単結晶以外の無定形、配向性多結晶の各結晶状態の薄膜はそのまま直接窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成した。配向性多結晶薄膜は基板面に対してＣ軸が垂直になるよう形成したものである。また、単結晶薄膜はすべて基板面に対してＣ軸が垂直になるように形成した。なお、上記窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に最初に形成された配向性多結晶ＡｌＮ薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が６４４０秒〜７１９０秒の範囲であった。形成した各薄膜の外観を観察したが薄膜内のクラックや窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間の剥離などの不具合は見られなかった。また粘着テープを用いて剥離テストを行ったが形成した薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間の剥離はなかった。また、形成した単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅がすべて１００秒以下であった。
別に市販されている１０ｍｍ×１０ｍｍ×厚み０．５ｍｍのバルク状窒化ガリウム単結晶を基板として用意した。このバルク窒化ガリウム単結晶の結晶Ｃ軸は基板面に対して垂直の方位であり、表面は鏡面に研磨してある。さらに別途昇華法で作製した３ｍｍ×３ｍｍ×厚み０．５ｍｍのバルク状窒化アルミニウム単結晶を基板として用意した。このバルク窒化アルミニウム単結晶の結晶Ｃ軸は基板面に対して垂直の方位であり、表面は鏡面に研磨してある。これら窒化ガリウムを主成分とするバルク単結晶及び窒化アルミニウムを主成分とするバルク単結晶は不純物の含有量は少なく実質的にそれぞれＧａＮ及びＡｌＮからなるものであった。
このように準備した上記薄膜基板に形成された薄膜及びバルク単結晶基板の波長６５０ｎｍにおける屈折率を米国「ＳＣＩ（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）社」製の分光光度計（Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）「製品名：ＦｉｌｍＴｅｋ４０００」を用いて測定した。
次にこれらの薄膜基板及びバルク単結晶基板に対して金属ガリウム、窒化ガリウム、酸化ガリウム、金属インジウム、窒化インジウム、酸化インジウム、金属ニオブ、窒化ニオブ、酸化ニオブ、金属タンタル、窒化タンタル、酸化タンタルの各材料からなるターゲットを用い周波数１３．５ＭＨｚ、電力８００ＷのＲＦマグネトロンスパッタリング法で基板温度２５０℃にて各種薄膜を厚み５０ｎｍで基板全面に形成した。スパッタ用ガスとして純Ａｒ及び混合比Ｎ２／Ａｒ＝０．０２〜０．８０の範囲のＮ２＋Ａｒの混合ガスを導入しチャンバー内圧力０．９Ｐａの条件で使用した。酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、金属ニオブ、金属タンタルの各薄膜形成では純Ａｒを用いた。窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化ニオブ、窒化タンタルの各薄膜形成ではＮ２＋Ａｒの混合ガス適宜組成比を変えながら用いた。なお、金属ガリウム及び金属インジウムからなるターゲットはそれぞれ反応性スパッタによる窒化ガリウム、窒化インジウム薄膜の形成に用いた。このようにして得られたスパッタリング薄膜は光リソグラフィーによるリフトオフ法を用いて幅１０μｍ×厚み５０ｎｍの大きさの線状として残るようにパターニングした。また、同じスパッタリング薄膜を用い該スパッタリング薄膜の別の部分が幅１．５ｍｍ×厚み５０ｎｍの線状として残るようパターニングした。なお、このパターニングしたスパッタ薄膜の長さは窒化アルミニウムを主成分とする基板を用いたものでは２５．４ｍｍ、バルク状窒化ガリウム単結晶を用いたものでは１０ｍｍ、バルク状窒化アルミニウム単結晶を用いたものでは３ｍｍである。次に窒素雰囲気中１５００℃で６時間加熱した。加熱後外観を調べたが各薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間の剥離などの不具合は見られなかった。また各薄膜のガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル各成分が形成された部分の外観を観察したがクラックや剥離は見られなかった。またまた粘着テープを用いて剥離テストを行ったが形成した薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間の剥離、及びガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル各成分が形成された薄膜部分の剥離や破壊はなかった。加熱後の各バルク単結晶に付いてもガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル各成分が形成された部分におけるクラックなど外観上の不具合は見られなかった。
次に加熱後の薄膜基板及びバルク単結晶基板各サンプルを用いてガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル各成分からなるスパッタリング薄膜が形成された部分のうち幅１．５ｍｍのパターニングを施した部分の波長６５０ｎｍの光に対する屈折率を測定した。屈折率測定は米国「ＳＣＩ（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）社」製の分光光度計（Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）「製品名：ＦｉｌｍＴｅｋ４０００」を用いて行った。その結果、はじめに作製した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜及びバルク単結晶の屈折率よりガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタル成分を有するスパッタ薄膜を形成後熱処理した薄膜及びバルク単結晶の屈折率が大きくなることが確認された。またこの結果は、はじめに作製した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜及びバルク単結晶中へガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタル成分が拡散し固溶していることを予測させる。また、すべてのサンプルにおいて屈折率の増加量は０．００２〜０．０１２の範囲にあり２×１０−１以下であった。従ってはじめに作製した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜及びバルク単結晶中のガリウム、インジウム成分の増加量、及びニオブ及びタンタル成分の導入量はそれぞれ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化ニオブ、窒化タンタル換算で主成分に対して少なくとも２０モル％以下、０．１モル％〜５．０モル％の範囲であると思われる。また上記分光光度計「ＦｉｌｍＴｅｋ４０００」による測定で加熱後の薄膜及びバルク単結晶へガリウム成分、インジウム成分、ニオブ成分及びタンタル成分が導入された領域は幅１２μｍ〜１８μｍに広がり、深さ方向へは０．５μｍ〜１０μｍに達しているものと思われる。
このようにして窒化アルミニウムを主成分とする焼結からなる基板に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜にガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル各成分を帯状に導入した薄膜基板を得た。また窒化ガリウムを主成分とするバルク単結晶及び窒化アルミニウムを主成分とするバルク単結晶それぞれにガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル各成分を帯状に導入したバルク単結晶基板を得た。
次に上記スパッタリング薄膜により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜へガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル成分が導入された部分及びバルク単結晶中へガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル成分が導入された部分のうち、熱処理前のスパッタリング薄膜に幅１０μｍのパターニングを施した部分に市販の発光波長６５０ｎｍのＧａＡｓＰ系の赤色半導体レーザーを用いて出力５０ｍＷで該赤色光を入力し透過した出力光の減衰量を測定して伝送損失を算出した。その結果基板の材質及び組成によらずすべてのサンプルで６５０ｎｍの赤色光に対して透過性があり伝送損失もすべてのサンプルで１０ｄＢ／ｃｍ以下であった。また薄膜が単結晶の場合その伝送損失はすべて５ｄＢ／ｃｍ以下であった。また窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板として実験Ｎｏ．２６９を用いて形成した単結晶薄膜の伝送損失はすべて３ｄＢ／ｃｍ以下であった。また窒化アルミニウムを８０モル％以上含む単結晶薄膜の伝送損失はすべて１ｄＢ／ｃｍ以下であった。また窒化アルミニウムを主成分とするバルク単結晶でもすべてのサンプルで伝送損失は１ｄＢ／ｃｍ以下であった。この結果、本実施例で作製した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜及びバルク単結晶中へガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル成分が混入した部分は埋め込み型の三次元光導波路として機能することが確認された。これらの結果を表２７に示した。表２７には波長６５０ｎｍの光を用いて測定した伝送損失の値が示されている。
次に、上記赤色光による光伝送を確認後さらに市販の波長可変レーザー光発生装置を用い本実施例で作製した上記各三次元光導波路の紫外光領域における伝送損失を測定した。測定波長は３８０ｎｍ、３００ｎｍ、２７０ｎｍ、２５０ｎｍの４種類である。その結果窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された薄膜の中でも窒化アルミニウム含有量の多い薄膜、及び窒化アルミニウムを主成分とするバルク単結晶には紫外光に対する高い伝送性があることが確認された。窒化ガリウム含有量の多い薄膜、及び窒化ガリウムを主成分とするバルク単結晶が３８０ｎｍより波長の短い光に対する伝送性を示さないのに比べて大半の窒化アルミニウム含有量の多い薄膜、及び窒化アルミニウムを主成分とするバルク単結晶は高い紫外光に対する伝送性を示した。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された薄膜の中で窒化アルミニウムを５０モル％以上含む薄膜は少なくとも波長３００ｎｍまでの紫外光が伝送できその伝送損失は１０ｄＢ／ｃｍ以下であった。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された薄膜の中で窒化アルミニウムを９０モル％以上含む薄膜は少なくとも波長２７０ｎｍまでの紫外光が伝送できその伝送損失は１０ｄＢ／ｃｍ以下であった。
また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成された薄膜の中で窒化アルミニウムを主成分としさらに窒化ガリウムを含む２成分組成の薄膜において窒化アルミニウムを５０モル％以上含むものは少なくとも波長３００ｎｍまでの紫外光が伝送できその伝送損失は１０ｄＢ／ｃｍ以下であった。また上記薄膜が単結晶の場合伝送損失は少なくとも５ｄＢ／ｃｍ以下であり、本実施例において実験Ｎｏ．５９０で作製した窒化アルミニウムを５０モル％含む単結晶薄膜が形成された薄膜基板に形成された光導波路では２．４ｄＢ／ｃｍと３ｄＢ／ｃｍ以下であった。また、窒化アルミニウムを８０モル％以上含むものは少なくとも波長２７０ｎｍまでの紫外光が伝送できその伝送損失は１０ｄＢ／ｃｍ以下であった。また上記薄膜が単結晶の場合伝送損失は少なくとも５ｄＢ／ｃｍ以下であり本実施例において実験Ｎｏ．５８９で作製した窒化アルミニウムを８０モル％含む単結晶薄膜が形成された薄膜基板では波長２７０ｎｍの光の伝送損失は０．９ｄＢ／ｃｍと３ｄＢ／ｃｍ以下であった。また、窒化アルミニウムを９０モル％以上含むものは少なくとも波長２５０ｎｍまでの紫外光が伝送できその伝送損失は１０ｄＢ／ｃｍ以下であった。また上記薄膜が単結晶の場合伝送損失は少なくとも５ｄＢ／ｃｍ以下であり本実施例においては実験Ｎｏ．５８８及び実験Ｎｏ．６０１で作製した窒化アルミニウムを９０モル％含む単結晶薄膜が形成された薄膜基板でも波長２５０ｎｍの光の伝送損失はそれぞれ２．５ｄＢ／ｃｍ、２．６ｄＢ／ｃｍと３ｄＢ／ｃｍ以下であった。
このように本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を光導波路とする薄膜基板は高い紫外光に対する伝送性があることが確認された。
また、窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜やバルク単結晶などにニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものは光導波路として用いうることが確認された。
また同時に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするバルク単結晶は光導波路として用いうることが確認された。その中でも窒化アルミニウムを主成分とするバルク単結晶は紫外光を伝送し得ることが確認された。
これらの結果を表２８に示した。表２８には波長３８０ｎｍ、３００ｎｍ、２７０ｎｍ、２５０ｎｍの光を用いて測定した伝送損失の値が示されている。
（比較例）
ミラー指数（００２）の格子面を有する市販のサファイア基板を用意した。このサファイア基板は平均表面粗さＲａ１．２ｎｍに鏡面研磨してある。一部のサファイア基板は入手したそのままの表面状態で、一部のサファイア基板には本実施例と同じ条件で１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜を形成した。その後これら基板に本実施例と同様にＭＯＣＶＤ法で１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜を形成しその後高周波スパッタリング法で酸化ガリウム薄膜をその上に形成し該スパッタリング薄膜を光リソグラフィーによるリフトオフ法を用いて幅１０μｍ×厚み５０ｎｍの大きさの線状にパターニングし、窒素雰囲気中１５００℃で熱処理して光導波路を作製した。次に本実施例と同様の方法でこの光導波路の伝送損失を測定したが波長６５０ｎｍ、３８０ｎｍ、３００ｎｍ、２７０ｎｍ、２５０ｎｍいずれの場合も１０ｄＢ／ｃｍより大きかった。
このように、本発明において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を光導波路として用いたとき、上記各バルク単結晶を用いて作製した光導波路と比べて少なくとも同等あるいはそれ以下の低い伝送損失のものが作製し得ることが確認された。
Figure 2005179167
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実施例２２と同様に実施例１１において作製した実験Ｎｏ．４９の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を直径２５．４ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法の基板状に加工しさらに鏡面研磨したものを用意した。次に実施例２２で用いたのと同じＭＯＣＶＤ法により実質的に窒化アルミニウム１００モル％からなる単結晶薄膜を厚み２５μｍで形成した薄膜基板を作製した。この薄膜基板に形成された単結晶薄膜の波長６５０ｎｍの光に対する屈折率は２．１９０１７であった。
次に実施例２２と同様上記薄膜基板に対して窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化ニオブ、窒化タンタルの各薄膜を室温においてマグネトロンスパッタリングで厚みを１．０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲で変えて基板の全面に形成した。このようにして得られたスパッタリング薄膜は光リソグラフィーによるリフトオフ法を用いて幅１０μｍ×長さ２５．４ｍｍの大きさの線状として残るようにパターニングした。また、同じスパッタリング薄膜を用い該スパッタリング薄膜の別の部分が幅１．５ｍｍ×長さ２５．４ｍｍの線状として残るようパターニングした。その後窒素雰囲気中１５００℃で６時間加熱した。加熱後外観を調べたが各薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間の剥離などの不具合は見られなかった。また各薄膜のガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル各成分が形成された部分の外観を観察したがクラックや剥離は見られなかった。またまた粘着テープを用いて剥離テストを行ったが形成した薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間の剥離、及びガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル各成分が形成された薄膜部分の剥離や破壊はなかった。
次に加熱後の薄膜基板各サンプルを用いてガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル各成分からなるスパッタリング薄膜が形成された部分のうち、該スパッタリング薄膜に熱処理前幅１．５ｍｍ×長さ２５．４ｍｍのパターニングを施した部分の波長６５０ｎｍの光に対する屈折率を実施例２１及び実施例２２で用いたものと同じ分光光度計で測定した。その結果、はじめに作製した実質的に１００モル％の組成からなる窒化アルミニウム単結晶薄膜の屈折率よりガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタル成分を有するスパッタ薄膜を形成後熱処理した薄膜の屈折率が大きくなることが確認された。またガリウム、インジウム、ニオブ、タンタルの各スパッタ材料の形成厚みが厚くなるにつれて屈折率が大きくなることも確認された。この結果は、実施例２１で調べた薄膜組成とそれに伴う屈折率の変化を参考に考察すればはじめに作製した実質的に１００モル％の組成からなる窒化アルミニウム単結晶薄膜中へガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタル成分が拡散し導入され組成が変動していることを示唆しているものと思われる。ガリウム成分を拡散導入したサンプルにおいて屈折率の変化量は４×１０−５〜８．４×１０−２の範囲でありガリウム成分の含有量は窒化ガリウム換算で０．０１モル％〜４０モル％の範囲にあるものと思われる。また、インジウム成分を拡散導入したサンプルにおいて屈折率の変化量は６×１０−５〜９．４×１０−２の範囲でありインジウム成分の含有量は窒化ニオブ換算で０．０１モル％〜２０モル％の範囲にあるものと思われる。また、ニオブ成分を拡散導入したサンプルにおいて屈折率の変化量は９×１０−５〜１．１×１０−１の範囲でありニオブ成分の含有量は窒化ニオブム換算で０．０１モル％〜２０モル％の範囲にあるものと思われる。また、タンタル成分を拡散導入したサンプルにおいて屈折率の変化量は７×１０−５〜１．１×１０−１の範囲でありタンタル成分の含有量は窒化タンタル換算で０．０１モル％〜２０モル％の範囲にあるものと思われる。このようにすべてのサンプルにおいて屈折率の増加量は１×１０−５〜２×１０−１の範囲にあり、はじめに作製した実質的に１００モル％の組成からなる窒化アルミニウム単結晶薄膜中へのガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上からなる成分が上記の量で導入されているものと思われる。
次に市販の波長可変レーザー光発生装置を用い上記窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜のスパッタリング薄膜によってガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル成分が混入された部分のうち該スパッタリング薄膜に熱処理前幅１０μｍ×長さ２５．４ｍｍのパターニングを施した部分へ波長６５０ｎｍ、３８０ｎｍ、３００ｎｍ、２５０ｎｍの光を入力し、透過した出力光の減衰量を測定して伝送損失を算出した。その結果すべてのサンプルで入射光に対して透過性があり伝送損失もすべてのサンプルで３ｄＢ／ｃｍ以下であった。この結果、本実施例で作製した実質的に１００モル％の組成からなる窒化アルミニウム単結晶薄膜中へガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル成分が混入した部分は紫外光及び可視光が伝送可能な埋め込み型の三次元光導波路として機能することが確認された。これらの結果を表２９に示した。
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実施例２１及び実施例２２で用いた実験Ｎｏ．４９と実験Ｎｏ．５８及び実験Ｎｏ．２６９の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用意した。これらの基板すべてに基板温度２８０℃、ターゲットとして窒化アルミニウム焼結体を用い周波数１３．５６ＭＨｚ、電力１０００Ｗの条件のＲＦスパッタリング法で実質的に１００モル％組成の窒化アルミニウムからなる配向性多結晶薄膜を厚み６μｍ形成した。この配向性多結晶薄膜はＣ軸が基板面に対して垂直に配向しておりミラー指数（００２）面の格子面Ｘ線回折ロッキングカーブの半値幅は６３６０秒〜７１５０秒の範囲であった。またその屈折率は１．９３７〜１．９７３であった。次にこの配向性多結晶薄膜の上に実施例２１と同様ＭＯＣＶＤ法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし適宜ニオブ及びタンタル成分を含有する各種組成の単結晶薄膜を厚み２μｍで形成した薄膜基板を作製した。単結晶薄膜は基板面に対してその結晶Ｃ軸が垂直になるよう形成した。なお、実験Ｎｏ．６６９〜６７３で用いた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板には上記多結晶薄膜は形成されておらず該焼結体に直接ＭＯＣＶＤによる単結晶薄膜を形成した。該単結晶薄膜形成後外観を調べたが各配向性多結晶薄膜及び単結晶薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間の剥離などの不具合は見られなかった。また、各多結晶薄膜と単結晶薄膜との間の剥離などの不具合は見られなかった。また、粘着テープを用いて剥離テストを行ったが各多結晶薄膜及び単結晶薄膜と窒化アルミニウムを主成分とする焼結体との間の剥離、及び各多結晶薄膜と単結晶薄膜との間の剥離や破壊はなかった。
このようにして得られた上記単結晶薄膜の屈折率はすべて２．１６以上であり、実施例２１と同じ組成のものでは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の違いによらず実施例２１〜２３で測定した値と殆ど同じであった。作製した薄膜基板は形成した単結晶薄膜が図２１及び図２３で示すような二次元光導波路として機能し得る形態である。
次に作製した薄膜基板の一部を用いて単結晶薄膜部分のみをイオンミリングで乾式エッチングし幅１０μｍの直線状に加工した。この薄膜基板は加工により得られた単結晶薄膜が図２４及び図２５で示すような三次元導波路として機能し得る形態である。
次に市販の波長可変レーザー光発生装置を用い上記のようにして作製した薄膜基板の二次元導波路及び三次元導波路部分に波長６５０ｎｍ、３００ｎｍ、２５０ｎｍの光を入力し透過した出力光の減衰量を測定して伝送損失を算出した。その結果すべてのサンプルで入射光に対して透過性があり伝送損失もすべてのサンプルで１０ｄＢ／ｃｍ以下であった。この結果、本実施例で作製した実質的に１００モル％の組成からなる窒化アルミニウム単結晶薄膜中へガリウム、インジウム、ニオブ、タンタル成分が混入した部分は紫外光及び可視光が伝送可能な二次元光導波路及び三次元光導波路として機能することが確認された。また、光導波路としての特性は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の違いによらない。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成した単結晶薄膜であっても十分紫外光を伝送し得る光導波路として機能することが確認された。これらの結果を表３０に示した。
Figure 2005179167
本実施例は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板としその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜、無定形薄膜、多結晶薄膜及び配向性多結晶薄膜をＭＯＣＶＤ法だけでなく、スパッタリング法、イオンプレーティング法による方法であらかじめ形成し、さらにこれらの薄膜上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成された多層薄膜の例を示す。本実施例はそのなかでも窒化アルミニウムを主成分とする基板にあらかじめ形成する薄膜がさらにその上に形成する単結晶薄膜の結晶性に及ぼす効果についても示す。なお、基板として用いた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は導通ビアを有するものも含まれる。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体としては焼結助剤成分を含有しかつＡｌＮ成分の含有量が比較的多いものを用いた。
まず、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうち導通ビアを有しないものとして実施例２の実験Ｎｏ．４９、５８及び実施例１１の実験Ｎｏ．２５９、２６１、２６６、２６９で作製し表面を実施例８と同様の方法で鏡面研磨した後フッ硝酸（５０％ＨＦ＋５０％ＨＮＯ３）に室温で浸漬後アセトン及びＩＰＡで超音波洗浄したものを基板として用意した。これら導通ビアのない基板の表面粗さは実験Ｎｏ．４９のものでＲａ２６ｎｍ、実験Ｎｏ．５８のものでＲａ２８ｎｍ、実験Ｎｏ．２５９、２６１、２６６、２６９のものでＲａ３０ｎｍであった。次に導通ビアを有するものとして実施例３の実験Ｎｏ．８０、８３及び実施例１４の実験Ｎｏ．３０４で作製し表面を実施例８と同様の方法で鏡面研磨し塩化メチレンで洗浄したものを基板として用意した。表面粗さは実験Ｎｏ．８０及び実験Ｎｏ．８３のものでＲａ２６ｎｍ、実験Ｎｏ．３０４のものでＲａ３０ｎｍであった。さらに導通ビアを有するものとして実施例３で作製したグリーンシートのうちＥｒ２Ｏ３粉末を４．０２体積％含むものを用いこのグリーンシートに５０μｍのスルーホールを穿孔して実施例１４で作製したタングステンを主成分とする導通ビア用ペーストのうちＡｌＮを５．０重量％含むものを充填し実施例３と同様１８２０℃で２時間常圧焼成し実施例３と同様の寸法に研削、鏡面研磨し導通ビアを露出させ塩化メチレンで洗浄したものを基板として用意した。この導通ビアを有する基板の表面粗さはＲａ３２ｎｍであった。
まず、上記のように用意した各基板にＭＯＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜、無定形薄膜、多結晶薄膜及び配向性多結晶など各種結晶状態の薄膜を形成した。ＭＯＣＶＤ法により薄膜形成を行う場合は実施例１、実施例１０、実施例１２、実施例１７と同様の原料及び成膜条件を用いた。スパッタリング法により薄膜形成を行う場合は周波数１３．５６ＭＨｚの高周波（ＲＦ）マグネトロンスパッタリング法によりターゲットとして金属Ａｌ、ＡｌＮ焼結体、０．０２モル％のＳｉ成分を含むＡｌＮ焼結体を用い微量のＡｒ＋Ｎ２の混合ガスをＮ２／Ａｒ＝０．０２〜１．０の混合比で導入しチャンバー内圧力０．１〜１．５Ｐａ、電力４００〜１５００Ｗの条件で薄膜形成の検討を行った。基板温度は室温〜６００℃の範囲で行った。また、イオンプレーティング法により薄膜形成を行う場合は薄膜形成用原料に金属Ａｌを用いＡｌ金属を溶融し、微量Ｎ２ガスを減圧チャンバー内に導入してイオン化電圧２０Ｖ〜１５０Ｖでイオン化し、基板印加電圧５００Ｖ〜２０００Ｖで金属蒸気を反応窒化することで薄膜形成の検討を行った。基板温度は室温〜６００℃の範囲で行った。
上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した薄膜についてＸ線回折により結晶状態を調べ、さらに作製した薄膜の室温抵抗率及びミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅を測定した。その結果を表３１、表３２、表３３及び表３４に示す。
次に、上記各種結晶状態の薄膜が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に対して、実施例１、実施例２、実施例１０に示したものと同様の原料及び成膜条件を用いたＭＯＣＶＤ法、及び実施例９に示したものと同様の原料及び成膜条件を用いたクロライドＶＰＥ法により窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の形成を試みた。形成した各単結晶薄膜についてＸ線回折により結晶状態を調べ、さらに作製した薄膜の室温抵抗率及びミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅を測定した。これその結果も表３１、表３２、表３３及び表３４に示した。
なお、表３１及び表３２はドーピング成分を含まない薄膜についての実験結果であり、表３３及び表３４はドーピング成分を含む薄膜についての実験結果である。
表３１の実験Ｎｏ．７０６〜７０９には窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接厚み３μｍで形成されたＡｌＮ薄膜の特性が示されている。実験Ｎｏ．７０６の薄膜は基板温度を室温とし、Ａｒ＋Ｎ２の混合ガスをＮ２／Ａｒ＝０．６の混合比で導入しチャンバー内圧力０．５Ｐａ、電力５００Ｗの条件のスパッタ法で作製したものである。実験Ｎｏ．７０７の薄膜は基板温度を２５０℃とし、Ａｒ＋Ｎ２の混合ガスをＮ２／Ａｒ＝０．３の混合比で導入しチャンバー内圧力０．６Ｐａ、電力８００Ｗの条件のスパッタ法で作製したものである。実験Ｎｏ．７０８の薄膜は基板温度を２８０℃とし、Ａｒ＋Ｎ２の混合ガスをＮ２／Ａｒ＝０．４の混合比で導入しチャンバー内圧力０．８Ｐａ、電力１０００Ｗの条件のスパッタ法で作製したものである。実験Ｎｏ．７０６〜７０８のスパッタリングではターゲットに高純度ＡｌＮ焼結体を用いた。実験Ｎｏ．７０９の薄膜はトリメチルアルミニウムを原料とし実施例１と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により作製したものである。Ｘ線回折によりこれら薄膜の結晶性の判定を行ったが表３１に記載の通りそれぞれ実験Ｎｏ．７０６のものが無定形、実験Ｎｏ．７０７のものが多結晶、実験Ｎｏ．７０８のものが配向性多結晶、実験Ｎｏ．７０９のものが単結晶の結晶状態を示した。実験Ｎｏ．７０７の多結晶はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からの回折線だけが出現していた。実験Ｎｏ．７０８及び７０９で作製した薄膜はいずれもＣ軸が基板面に対して垂直方向に形成されていた。実験Ｎｏ．７０８及び７０９の薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ７９１０秒、１８７秒であり配向性多結晶薄膜と単結晶薄膜とは結晶の成長方向は同じであっても明らかに結晶性に差が見られた。
実験Ｎｏ．７０６〜７０９で作製した上記薄膜の外観を調べたがいずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間で剥離は見られなかった。また、実験Ｎｏ．７０６〜７０９で作製した薄膜表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と上記各薄膜との間は強固に接合している。
表３１の実験Ｎｏ．７１０〜７１３には実験Ｎｏ．７０６、７０７、及び７０８と同じ条件のスパッタ法で作製したそれぞれ厚み３μｍのＡｌＮ無定形薄膜、ＡｌＮ多結晶薄膜、ＡｌＮ配向性多結晶薄膜が形成された基板、及び実験Ｎｏ．７０９で作製した厚み３μｍの単結晶薄膜があらかじめ形成された基板を用い、その上にさらに上記本実施例の実験Ｎｏ．７０９と同様の条件のＭＯＣＶＤ法によりそれぞれ厚み３μｍで形成したＡｌＮ薄膜の特性が示されている。Ｘ線回折の結果これらの薄膜は明らかに基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶である。実験Ｎｏ．７１０、７１１、７１２及び７１３で作製したこれらＡｌＮを主成分とする単結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ８９秒、９３秒、７９秒及び１０５秒であり、同様の条件のＭＯＣＶＤ法で作製した実験Ｎｏ．７０９のＡｌＮ単結晶薄膜の１８７秒より明らかに優れていた。このようにあらかじめ無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜及び単結晶薄膜のＡｌＮ薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用い、その上には窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成できその結晶性は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した単結晶薄膜よりも高められることが確認できた。また、実験Ｎｏ．７１０〜７１２において、基板にあらかじめ形成する薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶である基板を用いた場合、その上に形成されるＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１００秒以下であることが示されており、実験Ｎｏ．７１３に示されているように基板にあらかじめ形成する薄膜が単結晶である基板よりその上に形成されるＡｌＮ単結晶薄膜の結晶性は優れていた。
実験Ｎｏ．７１０〜７１３で作製した上記薄膜の外観を調べたがいずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間あるいは薄膜同士の間で剥離は見られなかった。また、実験Ｎｏ．７１０〜７１３で作製した薄膜表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と上記各薄膜との間あるいは各薄膜間は強固に接合している。
表３１の実験Ｎｏ．７１４〜７１５には窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接厚み３μｍで形成されたＧａＮ薄膜及びＩｎＮ薄膜の特性が示されている。これらの薄膜はトリメチルガリウム及びトリメチルインジウムを原料とし実施例１と同様の条件のＭＯＣＶＤ法で作製されたものである。得られたこれらの薄膜はＸ線回折により明らかにいずれもＣ軸が基板面に対して垂直方向に形成され単結晶であることが確認された。これら単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はＧａＮ及びＩｎＮそれぞれＧａＮで１７９秒、ＩｎＮで１９０秒であった。実験Ｎｏ．７１６及び７１７には実験Ｎｏ．７０８と同じスパッタ条件で作製したＡｌＮ配向性多結晶薄膜が厚み３μｍ形成された基板を用い、その上にさらに上記本実施例と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により厚み３μｍで形成したＧａＮ及びＩｎＮ各薄膜の特性が示されている。Ｘ線回折の結果これらＧａＮ、ＩｎＮ各薄膜は明らかに基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶である。これらのあらかじめ配向性多結晶薄膜を形成した基板の上に形成されているＧａＮ及びＩｎＮを主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ８９秒及び８７秒と１００秒以下であり、同様の条件のＭＯＣＶＤ法で作製した実験Ｎｏ．７１４のＧａＮ単結晶薄膜の１７９秒及び実験Ｎｏ．７１５のＩｎＮ単結晶薄膜の１９０秒より明らかに優れていた。また、実験Ｎｏ．７１８、７１９、７２０にはそれぞれ実験Ｎｏ．７０６、７０７、７０９と同じ条件で作製したＡｌＮ無定形薄膜、多結晶薄膜、単結晶薄膜があらかじめ厚み３μｍ形成された基板を用い、その上にさらに上記本実施例と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により厚み３μｍで形成したＧａＮ薄膜の特性が示されている。これらのＧａＮ薄膜は明らかに基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶である。これらのあらかじめ配向性多結晶薄膜を形成した基板の上に形成されているＧａＮを主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ９０秒、９２秒及び１０７秒であり、同様の条件のＭＯＣＶＤ法で作製した実験Ｎｏ．７１４のＧａＮ単結晶薄膜の１７９秒より明らかに優れていた。また、実験Ｎｏ．７１６、７１８、７１９に示されているように基板にあらかじめ形成する薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶である基板を用いた場合、その上に形成されるＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１００秒以下であり、実験Ｎｏ．７２０に示されているように基板にあらかじめ形成する薄膜が単結晶である基板より、その上に形成されるＧａＮ単結晶薄膜の結晶性はより優れていた。このようにＡｌＮを主成分とする単結晶薄膜だけでなくＧａＮ及びＩｎＮを主成分とする単結晶薄膜においても、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成するよりあらかじめ配向性多結晶薄膜を形成した基板を用い、その上に形成する方がより結晶性の優れた単結晶薄膜が作製できることが確認できた。
実験Ｎｏ．７１４〜７１５で作製した上記薄膜の外観を調べたがクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間で剥離は見られなかった。実験Ｎｏ．７１６〜７２０で作製した上記薄膜の外観を調べたがいずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間あるいは薄膜同士の間で剥離は見られなかった。また、実験Ｎｏ．７１４〜７２０で作製した薄膜表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と上記各薄膜との間あるいは各薄膜間は強固に接合している。
表３１の実験Ｎｏ．７２１、７２２には窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に厚み３μｍで直接形成された１００モル％ＡｌＮ薄膜の特性が示されている。この薄膜はＭＯＣＶＤ法及びイオンプレーティング法で形成されたものである。実験Ｎｏ．７２１に示されるＡｌＮ薄膜はＭＯＣＶＤ法により基板温度を４８０℃とした以外は実施例１及び実施例１２と同様の原料及び成膜条件により作製されたものである。実験Ｎｏ．７２２に示されるＡｌＮ薄膜はイオンプレーティング法により基板温度２５０℃、原料に金属アルミニウムを用いＮ２ガスを流量４０ｃｃ／分で流しながらイオン化電圧４０ボルト、基板印加電圧１０００ボルトの条件で作製されたものである。得られたＡｌＮ薄膜のうち実験Ｎｏ．７２１のものはＣ軸が基板面に対して垂直な方向に形成された配向性多結晶であり、ミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は４６７０秒とスパッタ法による薄膜より結晶性は優れていた。実験Ｎｏ．７２２のものはミラー指数（１００）、（００２）の回折ピークが出現した多結晶であった。実験Ｎｏ．７２３及び７２４においては上記ＭＯＣＶＤ法及びイオンプレーティング法と同様の条件によりあらかじめＡｌＮ配向性多結晶薄膜及びＡｌＮ多結晶薄膜が形成された基板を用い、その上にさらに実施例１と同様の条件のＭＯＣＶＤ法によりそれぞれ厚み３μｍで形成されたＡｌＮ薄膜の特性が示されている。Ｘ線回折の結果これら後から形成した薄膜は明らかに基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶である。実験Ｎｏ．７２３及び７２４のＡｌＮ単結晶薄膜の結晶性は明らかに実験Ｎｏ．７０９のＡｌＮ単結晶薄膜より優れており、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成するよりあらかじめ多結晶薄膜及び配向性多結晶薄膜を形成した基板に形成する方がより結晶性の優れた単結晶薄膜が得られ易いことが確認できた。あらかじめ形成する多結晶薄膜及び配向性多結晶薄膜はスパッタリング法だけでなくイオンプレーティング法及びＭＯＣＶＤ法などによるものであっても、その上には結晶性の優れた単結晶薄膜を作製できることが確認できた。
実験Ｎｏ．７２１、７２２で作製した上記薄膜の外観を調べたがクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間で剥離は見られなかった。実験Ｎｏ．７２３、７２４で作製した上記薄膜の外観を調べたがいずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間あるいは薄膜同士の間で剥離は見られなかった。また、実験Ｎｏ．７２１〜７２４で作製した薄膜表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と上記各薄膜との間あるいは各薄膜間は強固に接合している。
表３１の実験Ｎｏ．７２５には窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に厚み３μｍで直接形成されたＡｌＮ薄膜の特性が示されている。このＡｌＮ薄膜は塩化アルミニウムを原料とし実施例９と同様の条件のクロライドＶＰＥ法により作製されたものである。この薄膜はＸ線回折によりＣ軸が基板面に対して垂直方向に形成され単結晶であることが確認された。この単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１７７秒であった。実験Ｎｏ．７２６及び７２７には実験Ｎｏ．７０６及び実験Ｎｏ．７０８と同じスパッタ条件で作製したあらかじめＡｌＮ無定形薄膜及びＡｌＮ配向性多結晶薄膜が厚みそれぞれ３μｍ形成された基板を用い、その上にさらに上記実験Ｎｏ．７２５と同様の条件のクロライドＶＰＥ法により厚み３μｍで形成したＡｌＮ薄膜の特性が示されている。この薄膜はＸ線回折の結果明らかに基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶である。これらのＡｌＮ無定形薄膜及びＡｌＮ配向性多結晶薄膜をあらかじめ形成した基板の上に形成されているＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ９１秒及び８６秒であり、同様の条件のクロライドＶＰＥ法で作製した実験Ｎｏ．７２５のＡｌＮ単結晶薄膜の１７７秒より明らかにいずれも優れていた。このようにＭＯＣＶＤ法だけでなくクロライドＶＰＥ法により作製される単結晶薄膜においても、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成するよりあらかじめ無定形薄膜及び配向性多結晶薄膜を形成した基板を用い、その上に形成する方がより結晶性の優れた単結晶薄膜が作製できることが確認できた。
実験Ｎｏ．７２５で作製した上記薄膜の外観を調べたがクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間で剥離は見られなかった。実験Ｎｏ．７２６、７２７で作製した上記薄膜の外観を調べたがいずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間あるいは薄膜同士の間で剥離は見られなかった。また、クロライドＶＰＥ法を用いて作製した上記実験Ｎｏ．７２５〜７２７で作製した薄膜表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と上記各薄膜との間あるいは各薄膜間は強固に接合している。
表３１の実験Ｎｏ．７２８〜７３１には窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に厚み３μｍで直接形成された１００モル％ＧａＮ薄膜及び１００モル％ＩｎＮ薄膜の特性が示されている。この薄膜はＭＯＣＶＤ法で形成されたものである。実験Ｎｏ．７２８、７２９、７３０に示されるＧａＮ薄膜は基板温度をそれぞれ３３０℃、３８０℃、４４０℃とした以外は実施例１、実施例１２及び実施例１７と同様の原料及び成膜条件により作製されたものである。また、実験Ｎｏ．７３１に示されるＩｎＮ薄膜は基板温度を４２０℃とした以外は実施例１及び実施例１２と同様の原料及び成膜条件により作製されたものである。その結果Ｘ線回折によりＧａＮ薄膜のうち実験Ｎｏ．７２８のものは無定形であり、実験Ｎｏ．７２９のものはミラー指数（００２）、（１０１）の回折ピークを有する多結晶体であった。また、得られたＧａＮ薄膜及びＩｎＮ薄膜のうち実験Ｎｏ．７３０及び７３１はいずれもＣ軸が基板面に対して垂直な方向に形成された配向性多結晶であり、ミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はＧａＮ薄膜で４７１０秒、ＩｎＮ薄膜では４８２０秒であった。表３１の実験Ｎｏ．７３２〜７３９には上記ＭＯＣＶＤ法と同様の条件によりあらかじめＧａＮ薄膜及びＩｎＮ配向性多結晶薄膜が形成された基板を用い、その上にさらに本実施例の実験Ｎｏ．７０９、７１４及び７１５で薄膜を作製したときと同様の条件のＭＯＣＶＤ法によりそれぞれ厚み３μｍで作製したＡｌＮ薄膜、ＧａＮ薄膜、ＩｎＮ薄膜の特性が示されている。これら後から形成した各薄膜はＸ線回折の結果明らかにいずれもＣ軸が基板面に対して垂直な方向に形成された単結晶であった。これら単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は表３１に示すとおりいずれも１００秒以下であり高い結晶性を有するものであった。
このように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に無定形、多結晶、配向性多結晶の各結晶状態を有するＧａＮ薄膜及びＩｎＮ薄膜あらかじめ直接形成しておくことにより、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム及び窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できその結晶性は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した単結晶薄膜よりも高められることが確認できた。
実験Ｎｏ．７２８〜７３１で作製した上記薄膜の外観を調べたがクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間で剥離は見られなかった。また、実験Ｎｏ．７３２〜７３９で作製した各薄膜の外観を調べたがいずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間あるいは薄膜同士の間で剥離は見られなかった。また、上記実験Ｎｏ．７２８〜７３９で作製した薄膜表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と上記各薄膜との間あるいは各薄膜間は強固に接合している。
図６２は実験Ｎｏ．７０６で作製したＡｌＮ無定形薄膜の２θ／θスキャンによって回折角２θ：１０°（度）〜７０°（度）の範囲で測定したＸ線回折図形を示すが、明確なピークが出現せずブロードなパターンとなっており明らかに無定形状態であると思われる。図６３は実験Ｎｏ．７０７で作製したＡｌＮ多結晶薄膜の２θ／θスキャンによって回折角２θ：１０°（度）〜７０°（度）の範囲で測定したＸ線回折図形を示すが、ミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）各格子面からのピークが出現しており明らかに多結晶である。図６４は実験Ｎｏ．７０８で作製したＡｌＮ配向性多結晶薄膜の２θ／θスキャンによって回折角２θ：１０°（度）〜７０°（度）の範囲で測定したＸ線回折図形を示すが、ミラー指数（００２）の格子面からのピークだけが出現しており明らかに基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶である。図６５は実験Ｎｏ．７１２で作製したＡｌＮ単結晶薄膜の２θ／θスキャンによって回折角２θ：１０°（度）〜７０°（度）の範囲で測定したＸ線回折図形を示すが、ミラー指数（００２）の格子面からのピークだけが出現し、そのピークは実験Ｎｏ．７０８のＡｌＮ配向性多結晶薄膜より飛躍的にシャープであり明らかに基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶である。図６６は上記実験Ｎｏ．７１２で作製した単結晶薄膜のωスキャンによって回折角１７．８８°（度）〜１８．１６°（度）の範囲で測定したミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブである。図６６にはこの薄膜のロッキングカーブの半値幅が７９秒（７９ａｒｃｓｅｃａｎｔ）であることも併記されている。図６７は実験Ｎｏ．７１６で作製したＧａＮ単結晶薄膜の２θ／θスキャンによって回折角２θ：１０°（度）〜７０°（度）の範囲で測定したＸ線回折図形を示すが、ミラー指数（００２）の格子面からのピークだけが出現し、又そのピークもシャープであり明らかに基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶である。図６８は実験Ｎｏ．７１７で作製したＩｎＮ単結晶薄膜の２θ／θスキャンによって回折角２θ：１０°（度）〜７０°（度）の範囲で測定したＸ線回折図形を示すが、ミラー指数（００２）の格子面からのピークだけが出現し、又そのピークもシャープであり明らかに基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶である。なお、図６２〜図６８に示すＸ線回折図形はＣｕＫα線を用いて測定されたものである。図６２〜図６５、及び図６７〜図６８に示すＸ線回折図形においてそれぞれの図の横軸は回折角度：２θを示しており、縦軸は回折Ｘ線の強度（Ｘ−ｒａｙ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を示している。図６６に示すＸ線回折図形において横軸は回折角度：ωを示しており、縦軸は回折Ｘ線の強度（Ｘ−ｒａｙ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を示している。
本実施例において薄膜が形成された状態のままの基板表面の表面粗さを測定したが、表３１に示すように作製したすべての基板が表面粗さＲａ１０ｎｍ以下であった。このようにもともとの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の表面粗さよりも大幅に小さくなり平滑の向上した薄膜基板が得られ易いことが確認された。また、上記のように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶の薄膜があらかじめ形成された基板に対してその上にさらに単結晶薄膜を形成した基板では表面粗さが小さくなり表面平滑性が改善されることが確認された（実験例７０６〜７０９、７１４〜７１５、７２１〜７２２及び７２８〜７３１で作製した薄膜に対して、実験例７１０〜７１３、７１６〜７１９、７２３〜７２４、７２６〜７２７及び７３２〜７３９で作製した基板表面の単結晶薄膜の表面粗さは小さくなっている）。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成される無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜の中では配向性多結晶薄膜を形成した基板を用いることが好ましい。本実施例において、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめＡｌＮ無定形薄膜及びＡｌＮ多結晶薄膜を形成した基板を用い、その上に形成した単結晶薄膜（実験Ｎｏ．７１０、７１１、７１８、７１９、７２４、７２６）の表面粗さがＲａ：２．０ｎｍ〜２．５ｎｍの範囲であるのに対して、あらかじめ配向性多結晶を形成した基板を用いその上に形成した単結晶薄膜（実験Ｎｏ．７１２、７１６、７１７、７２０、７２７）の表面粗さはＲａ：０．８７ｎｍ〜１．０９ｎｍの範囲であり表面平滑性がさらに優れていることが確認された。
次に、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の材質（組成、結晶相、光透過率、焼結体結晶粒子の大きさ、など）が異なる基板を用いて形成される薄膜の評価を行った。薄膜の形成は前記本実施例に記載されたものと同様の条件により行った。その結果が表３２の実験Ｎｏ．７４０〜７５７に示されている。実験Ｎｏ．７４０〜７５７において、明らかに、１）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の材質が異なっていてもあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶を形成した基板を用いその上に形成した単結晶薄膜はＡｌＮだけでなくＧａＮ及びＩｎＮであってもミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下と高い結晶性のものが得られ、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した単結晶薄膜（実験Ｎｏ．７４０、７４４、７４９、７５３で作製した単結晶薄膜）の結晶性と比較して少なくとも同等かそれよりもさらに優れることが確認された。さらに、２）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体だけからなる基板の表面平滑性より薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性のほうが優れることが確認された。３）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した薄膜の表面平滑性よりあらかじめ無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜を形成した基板の上に形成した薄膜の表面平滑性の方が優れることが確認された。４）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成した薄膜のうち無定形薄膜及び多結晶薄膜を形成した基板より配向性多結晶薄膜を形成した基板の上に形成した単結晶薄膜の表面平滑性の方が優れることが確認された。
実験Ｎｏ．７４０〜７５７で作製した上記薄膜の外観を調べたがいずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間あるいは薄膜同士の間で剥離は見られなかった。また、形成された上記各単結晶薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と上記各薄膜の間あるいは各薄膜同士の間は強固に接合している。
本実施例において、上記のような現象はタングステン及び銅を主成分とする導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする各種焼結体を基板として用いたものにおいても確認された。
すなわち、その結果は表３２の実験Ｎｏ．７５８〜７６５に示されている。実験Ｎｏ．７５８〜７６５に示されている導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ直接形成する薄膜はスパッタリング法及びＭＯＣＶＤ法を用い、前記本実施例に記載されたものと同様の条件により作製した。これらあらかじめ各薄膜が形成された基板に前記本実施例で示したものと同様の条件によるＭＯＣＶＤ法及びクロライドＶＰＥ法によりＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ薄膜をさらに形成した。形成したＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ各薄膜はＣ軸が基板面に対して垂直な方向に形成された単結晶であり、ミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて１００秒以下の優れた結晶性を有する単結晶であった。このように導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板においても無定形、多結晶、配向性多結晶の各結晶状態を有するＡｌＮ薄膜及び配向性多結晶ＧａＮ薄膜及び配向性多結晶ＩｎＮ薄膜あらかじめ形成しておくことにより、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム及び窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できその結晶性は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した単結晶薄膜よりも高められることが確認できた。
また、実験Ｎｏ．７５８〜７６５において作製した上記単結晶薄膜の表面平滑性は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の表面平滑性より優れていた。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成した薄膜のうち無定形薄膜及び多結晶薄膜を形成した基板（実験例７６０及び７６４）より配向性多結晶薄膜を形成した基板の上に形成した単結晶薄膜の表面平滑性の方が優れる、ことが確認された。
実験Ｎｏ．７５８〜７６５で作製した上記薄膜の外観を調べたがいずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間あるいは薄膜同士の間で剥離は見られなかった。また、形成された上記各単結晶薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と上記各薄膜の間あるいは各薄膜同士の間は強固に接合している。
表３３には、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にドーピング成分を含有する薄膜を形成した例が示されている。表３３に記載された各実験における薄膜の厚みは３μｍになるよう作製した。
実験Ｎｏ．７６６〜７７５は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にドーピング成分を含有する薄膜を直接形成した例である。実験Ｎｏ．７６６には０．０２モル％のＳｉ成分を含有するＧａＮ単結晶をターゲットに用いたスパッタリング法で作製した薄膜の例が示されている。実験Ｎｏ．７６７には０．０２モル％のＳｉ成分を含有する高純度ＩｎＮ焼結体をターゲットに用いたスパッタリング法で作製した薄膜の例が示されている。実験Ｎｏ．７６８には０．０２モル％のＳｉ成分を含有する高純度ＡｌＮ焼結体をターゲットに用いたスパッタリング法で作製した薄膜の例が示されている。実験Ｎｏ．７６６の薄膜は基板温度を室温とし、Ａｒ＋Ｎ２の混合ガスをＮ２／Ａｒ＝０．６の混合比で導入しチャンバー内圧力０．５Ｐａ、電力４００Ｗの条件のスパッタ法で作製したものである。実験Ｎｏ．７６７の薄膜は基板温度を２５０℃とし、Ａｒ＋Ｎ２の混合ガスをＮ２／Ａｒ＝０．３の混合比で導入しチャンバー内圧力０．６Ｐａ、電力６００Ｗの条件のスパッタ法で作製したものである。実験Ｎｏ．７６８の薄膜は基板温度を２８０℃とし、Ａｒ＋Ｎ２の混合ガスをＮ２／Ａｒ＝０．４の混合比で導入しチャンバー内圧力０．８Ｐａ、電力１０００Ｗの条件のスパッタ法で作製したものである。上記スパッタリング法で使用した電力は周波数１３．５６ＭＨｚの高周波である。実験Ｎｏ．７６９及び７７０は基板温度を４８０℃としドーピング用原料としてＳｉＨ４を新たに用いた以外は前記本実施例と同じ条件のＭＯＣＶＤ法で作製した薄膜の例を示す。Ｘ線回折の結果、実験Ｎｏ．７６６で作製した薄膜は無定形、実験Ｎｏ．７６７で作製した薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面の回折線が出現している多結晶であった。これに対して実験Ｎｏ．７６８、７６９、７７０で作製した薄膜はミラー指数（００２）の格子面の回折線だけが出現しており基板面に対してＣ軸が垂直に形成された配向性多結晶であった。これら配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ７９３０秒、４５６０秒、４３９０秒であり、ＭＯＣＶＤ法で作製した配向性多結晶薄膜の方が結晶性に優れていた。実験Ｎｏ．７６６〜７７０で作製した薄膜はいずれも表３３に示すように導電性を有していた。実験Ｎｏ．７６６〜７７０で作製した上記薄膜の外観を調べたがいずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間で剥離は見られなかった。また、形成された上記各配向性多結晶薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と上記各薄膜とは強固に接合している。
実験Ｎｏ．７７１〜７７５も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にドーピング成分を含有する薄膜を直接形成した例である。実験Ｎｏ．７７１の薄膜は基板温度１１００℃、実験Ｎｏ．７７２及び７７３の薄膜は基板温度１０００℃、実験Ｎｏ．７７４及び７７５の薄膜は基板温度８４０℃とし、ドーピング用原料としてＳｉＨ４、ビス−シクロペンタジエニルマグネシウム、ジエチル亜鉛を新たに用いその他は実施例１と同じ条件のＭＯＣＶＤ法で作製した薄膜の例である。Ｘ線回折の結果これらの薄膜はいずれも基板面に対してＣ軸が垂直に形成された単結晶でありミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ１７１秒、１５７秒、１８２秒、１９２秒、１９７秒であった。また、いずれも表３３に示すように導電性を有していた。実験Ｎｏ．７７１〜７７５で作製した上記薄膜の外観を調べたがいずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間で剥離は見られなかった。また、形成された上記各単結晶薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と上記各単結晶薄膜とは強固に接合している。
次に、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に上記実験Ｎｏ．７６８及び７７０と同じドーピング成分を有する同一組成の配向性多結晶薄膜を同じ成膜条件のスパッタリング法及びＭＯＣＶＤ法によりあらかじめ形成し、さらにその上に上記実験Ｎｏ．７７１〜７７５と同様の成膜条件のＭＯＣＶＤ法によりドーピング成分を有する単結晶薄膜の形成を試みた。その結果を表３４に示した。
表３４の実験Ｎｏ．７７６〜７８５に示す上記スパッタリング法及びＭＯＣＶＤ法により配向性多結晶薄膜があらかじめ形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成される薄膜はいずれも基板面に対してＣ軸が垂直に形成された単結晶であった。これら単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は８０秒〜９５秒の範囲に有り、実験Ｎｏ．７７１〜７７５で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した単結晶薄膜が１５７秒〜１９７秒であるのに対して明らかに結晶性が向上していることが確認できた。また、配向性多結晶薄膜の上に形成された単結晶薄膜はいずれも表３４に示すように導電性を有していた。
また、実験Ｎｏ．７７１〜７７５で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した単結晶薄膜の表面粗さが４．６ｎｍ〜７．１ｎｍの範囲にあるのに対して実験Ｎｏ．７７６〜７８５で作製した配向性多結晶薄膜の上に形成された単結晶薄膜の表面粗さはＲａ０．８７ｎｍ〜１．０１ｎｍの範囲であり表面粗さも明らかに改善されることが確認できた。
実験Ｎｏ．７７６〜７８５で作製した薄膜の外観を調べたが基板側にある配向性多結晶薄膜及び表面にある単結晶薄膜いずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間及び薄膜同志の間で剥離は見られなかった。また、実験Ｎｏ．７７６〜７８５で作製した単結晶薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と配向性薄膜及び配向性薄膜と単結晶薄膜とは強固に接合している。
なお、表３４には記載していないが、別途実験Ｎｏ．７６６、７６７、７６９と同じ組成で同じ成膜条件のスパッタリング法及びＭＯＣＶＤ法により窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板（実験Ｎｏ．４９で作製したもの）に無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜をあらかじめ形成し、さらにその上に上記実験Ｎｏ．７７１〜７７５で作製したときと同じ組成で同じ成膜条件のＭＯＣＶＤ法によりドーピング成分を有する単結晶薄膜の形成を試みた。その結果、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板には前記実験Ｎｏ．７６６、７６７、７６９と同様の無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜が形成されており、それらの薄膜上に形成された薄膜はいずれも基板面に対してＣ軸が垂直に形成された単結晶であった。これら単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて１００秒以下でありいずれも実験Ｎｏ．７４３〜７４７で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した単結晶薄膜よりも明らかに結晶性が向上していることが確認できた。また、上記単結晶薄膜の表面粗さは無定形薄膜の上に形成されたものでＲａ２．１ｎｍ〜２．７ｎｍの範囲に有り、多結晶薄膜の上に形成されたものでＲａ１．８ｎｍ〜２．５ｎｍの範囲に有り、配向性多結晶薄膜の上に形成されたものでＲａ０．８９ｎｍ〜１．０８ｎｍの範囲であり表面粗さも明らかに改善されることが確認できた。なお、上記のようにあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成する薄膜としては表３１に示したものと同様配向性多結晶である方がその上に形成される単結晶薄膜により良好な表面平滑性を与える傾向があることが確認された。
このように本実施例において、ドーピング成分を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成する場合でも、基板に直接形成するよりあらかじめ配向性多結晶が形成された基板を用いることが有効であることが確認できた。
Figure 2005179167
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本実施例においては、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する薄膜の効果についてさらに検討した。窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板として実施例１９で作製した各種組成のものをそのまま用いて検討した。また新たに実施例１９と同様の方法により粉末成形体をＮ２中１８００℃で２時間常圧焼成し各種組成の窒化ルミニウムを主成分とする焼結体を作製し得られた焼結体を実施例１９と同様に鏡面研磨して薄膜形成用基板として用いた。なお、新たに作製した各種窒化アルミニウムを主成分とする焼結体において実施例１９と同様、粉末成形体に含まれる不純物あるいは加えられる各種添加物の量は、実際含まれる不純物あるいは加えられる化合物を酸化物換算あるいは元素換算したものである。本実施例で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には原料粉末中の不純物酸素や添加したＡｌ２Ｏ３に起因する酸素、あるいは添加した希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物などの焼結助剤中の金属成分や酸素成分など、あるいは添加したアルカリ金属化合物及び珪素含有化合物中の金属成分や酸素成分など、あるいは添加したＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属を含む化合物及びカーボンを含む化合物中の金属成分やカーボン成分など、あるいは添加したＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎなどの不可避金属を含む化合物中の金属成分などは焼成により殆ど揮散・除去されないで粉末成形体中と殆ど同じ量存在していることが確認された。すなわち、本実施例において実施例１９と同様、不純物量及び添加物量として上記換算値を用いたとき、作製された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の不純物あるいは添加物の量は粉末成形体中に含まれる不純物あるいは添加物の量との差は小さく殆ど同量と見なし得る。したがって得られた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の組成としては全酸素量以外特に各表には記載してない。本実施例において使用しまた本実施例において新たに作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の詳細は表３５〜表４０に示した。
これら基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜、無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜を形成し、さらにその上に形成される単結晶薄膜の特性に及ぼす効果について検討した。まず、基板にあらかじめ形成する薄膜としては組成１００モル％ＡｌＮとし実施例２５の実験Ｎｏ．７０６、７０７及び７０８で行ったスパッタリング法及び実験Ｎｏ．７０９で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の方法により厚み３μｍのものを作製した。その上に形成する薄膜は実施例１９に記載されたものと同じ１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ、１００モル％ＩｎＮ、５０モル％ＡｌＮ＋５０モル％ＧａＮ、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＩｎＮとし、実施例１９における窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板と該焼結体基板上に直接形成した単結晶薄膜と同じ組成の対応になるように作製した。形成した薄膜の厚みはすべて３μｍであった。形成法としては実施例１９に記載のように実施例１及び実施例２と同様の条件によるＭＯＣＶＤ法により行った。このようにして作製した薄膜の特性を表３５、表３６、表３７、表３８、表３９、表４０に示した。
次に、各窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成したＡｌＮ薄膜についてＸ線回折により分析を行ったところ、上記実施例２５の実験Ｎｏ．７０６、７０７及び７０８と同じ条件のスパッタリング法で作製したＡｌＮ薄膜は実験Ｎｏ．７０６、７０７及び７０８と対応してそれぞれ無定形、多結晶、配向性多結晶であることが確認された。また、上記実施例２５の実験Ｎｏ．７０９と同じ条件のＭＯＣＶＤ法で作製したＡｌＮ薄膜は実験Ｎｏ．７０９と対応して単結晶であることが確認された。これらの結果を表３５〜表４０に記載した。これらのあらかじめ形成したＡｌＮ薄膜のうち配向性多結晶及び単結晶薄膜のものは基板面に対してＣ軸が垂直に形成されていることが確かめられた。その結晶性は表３５〜表４０に示されているように配向性多結晶薄膜のものでミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅の測定値は６６４０秒〜７５５０秒の範囲にあり、単結晶薄膜では１３８秒〜２３５秒の範囲にあった。
次に、上記各種結晶状態の薄膜をあらかじめ形成した基板を用いさらにその上に形成した薄膜についてＸ線回折により調べたが、明らかにすべて基板面に対してＣ軸が垂直に形成された単結晶であることが確認された。
表３５は添加物としてＡｌ２Ｏ３を加えた窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板を用いた例が示してある。表３５において実験Ｎｏ．８０２及び８０３で用いたＡｌ２Ｏ３を酸化物換算で５６体積％添加して作製した窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板以外は、すべて実施例１９で作製した表１８に記載されている窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板をそのまま使用している。表３５の各実験に示されているように、あらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板すべてにおいて、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できた。該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有するものであった。また、該単結晶薄膜の結晶性は同じ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成したものより向上することが確認できた。本実施例の表３５に記載した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成したものを用いたとき、その上に形成される単結晶薄膜はＡＬＯＮを５０％以上含む基板において該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅は１００秒以上であったが、それ以外のＡＬＯＮを５０％以下含む基板は多くのもので１００秒以下であった。また、添加物としてＡｌ２Ｏ３を加えた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板がその上に直接単結晶薄膜が形成できないようなものであっても、本実施例において表３５で示したようにあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成したものを基板として用いれば、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できることが確認できた。実施例１９の表１８の実験Ｎｏ．３８２に示すようにＡｌ２Ｏ３５０体積％を添加した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にはＡｌＮ相以外にＡＬＯＮ相が５９％生成し直接単結晶薄膜の形成は困難であったが、本実施例においては実験Ｎｏ．７９９〜８０１に示すように同じ基板を用いてもあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶のＡｌＮ薄膜を形成しておけばその上には容易に結晶性の優れた単結晶薄膜を形成することができることが確認された。なお、本実施例における表３５の実験Ｎｏ．８０２に示すようにＡｌ２Ｏ３を５６体積％添加した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にはＡｌＮ相以外にＡＬＯＮ相が７７％生成していた。この焼結体を用いた基板に形成された薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からだけの回折ピークを示す多結晶体であり、該基板には直接単結晶薄膜の形成は困難であった。それに対して実験Ｎｏ．８０３に示すように同じ焼結体からなる基板を用いてもあらかじめ配向性多結晶のＡｌＮ薄膜を形成しておけばその上には容易に結晶性の優れた単結晶薄膜を形成することができることが確認された。
表３６は添加物として希土類元素及びアルカリ土類金属を加えた窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板を用いた例が示してある。表３６において実験Ｎｏ．８２８及び８２９で用いたＹ２Ｏ３を酸化物換算で７２体積％添加して作製した窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板以外は、すべて実施例１９で作製した表１９に記載されている窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板をそのまま使用している。表３６の各実験に示されているように、あらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板すべてにおいて、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できた。該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有するものであった。また、該単結晶薄膜の結晶性は同じ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成したものより向上することが確認できた。本実施例の表３６に記載した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成したものを用いたとき、その上に形成される単結晶薄膜は希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で５０体積％以上含む基板において該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅は多くのもので１００秒以上であったが、希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で５０体積％以下含む基板は多くのもので１００秒以下であった。また、添加物として希土類元素及びアルカリ土類金属を含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板がその上に直接単結晶薄膜が形成できないようなものであっても、本実施例において表３６で示したようにあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態からなる薄膜を直接形成したものを基板として用いれば、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できることが確認できた。実施例１９における表１９中の実験Ｎｏ．３９１及び実験Ｎｏ．３９９に示すようにＣａＣＯ３を酸化物換算で５４体積％、Ｙ２Ｏ３を酸化物換算で５５体積％添加した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には直接単結晶薄膜の形成は困難であったが、本実施例においては実験Ｎｏ．８１２〜８１４及び実験Ｎｏ．８２５〜８２７に示すように同じ基板を用いてもあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶のＡｌＮ薄膜を形成しておけばその上には容易に結晶性の優れた単結晶薄膜を形成することができることが確認された。これら６つの実験において形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅はすべて１３０秒以下であった。なお、本実施例における表３６の実験Ｎｏ．８２８に示すようにＹ２Ｏ３を７２体積％添加した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板に形成された薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からだけの回折ピークを示す多結晶体であり、該基板には直接単結晶薄膜の形成は困難であった。一方それに対して、実験Ｎｏ．８２９に示すように同じ焼結体からなる基板を用いてもあらかじめ配向性多結晶のＡｌＮ薄膜を形成しておけばその上には容易に結晶性の優れた単結晶薄膜を形成することができることが確認された。
表３７は添加物としてアルカリ金属及び珪素化合物を加えた窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板を用いた例が示してある。表３７において実験Ｎｏ．８６１〜８６４で用いたＳｉＯ２を酸化物換算で５０体積％添加して作製した窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板以外は、すべて実施例１９で作製した表２０に記載されている窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板をそのまま使用している。表３７の各実験に示されているように、あらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板すべてにおいて、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できた。該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有するものであった。また、該単結晶薄膜の結晶性は同じ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成したものより向上することが確認できた。本実施例の表３７に示した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成したものを用いたとき、その上に形成される単結晶薄膜はアルカリ金属及び珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２０体積％以上含む基板において該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅は１００秒以上であったが、それ以外のアルカリ金属及び珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２０体積％以下含む基板は多くのもので１００秒以下であった。また、添加物としてアルカリ金属及び珪素化合物を含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板がその上に直接単結晶薄膜が形成できないようなものであっても、本実施例において表３７で示したようにあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態からなる薄膜を直接形成したものを基板として用いれば、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できることが確認できた。実施例１９の表２０の実験Ｎｏ．４１２及び４１９に示すようにＬｉ２ＣＯ３をＬｉ２Ｏ換算で２５体積％、ＳｉをＳｉＯ２換算で２５体積％添加した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板に形成された薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からだけの回折ピークを示す多結晶体であり、該基板には直接単結晶薄膜の形成は困難であった。それに対して、本実施例においては表３７の実験Ｎｏ．８４２〜８４４及び実験Ｎｏ．８５１〜８５３に示すように同じ焼結体からなる基板を用いてもあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶のＡｌＮ薄膜を形成しておけばその上には容易に結晶性の優れた単結晶薄膜を形成することができることが確認された。なお、本実施例における表３７の実験Ｎｏ．８６１に示すようにＳｉＯ２を５０体積％添加した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体には直接単結晶薄膜の形成は困難であったが、実験Ｎｏ．８６２〜８６４に示すように同じ基板を用いてもあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶のＡｌＮ薄膜を形成しておけばその上には容易に結晶性の優れた単結晶薄膜を形成することができることが確認された。
表３８は添加物としてＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分、及びカーボンを加えた窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板を用いた例が示してある。表３８において実験Ｎｏ．８８４〜８８７で用いたＷを元素換算で７５体積％添加して作製した窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板以外は、すべて実施例１９で作製した表２１に記載されている窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板をそのまま使用している。表３８の各実験に示されているように、あらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板すべてにおいて、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できた。該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有するものであった。また、該単結晶薄膜の結晶性は同じ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成したものより向上することが確認できた。本実施例の表３８に示した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成したものを用いたとき、その上に形成される単結晶薄膜はＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分、及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で５０体積％以上含む基板において該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅は多くのもので１００秒以上であったが、それ以外のＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分、及びカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で５０体積％以下含む基板は多くのもので１００秒以下であった。また、添加物としてＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分を含む化合物及びカーボンを含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板がその上に直接単結晶薄膜が形成できないようなものであっても、本実施例において表３８で示したようにあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態からなる薄膜を直接形成したものを基板として用いれば、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できることが確認できた。実施例１９の表２１の実験Ｎｏ．４３１及び４３５に示すようにＭｏを元素換算で５５体積％、Ｗを元素換算で５５体積％添加した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板に形成された薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からだけの回折ピークを示す多結晶体であり、該基板には直接単結晶薄膜の形成は困難であった。それに対して、本実施例においては表３８の実験Ｎｏ．８７５〜８７７及び実験Ｎｏ．８８１〜８８３に示すように同じ焼結体からなる基板を用いてもあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶のＡｌＮ薄膜を形成しておけばその上には容易に結晶性の優れた単結晶薄膜を形成することができることが確認された。さらに、本実施例における表３８の実験Ｎｏ．８８４に示すようにＷを７５体積％添加した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板に形成された薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からだけの回折ピークを示す多結晶体であり、該基板には直接単結晶薄膜の形成は困難であった。それに対して、実験Ｎｏ．８８５〜８８７に示すように同じ基板焼結体からなるを用いてもあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶のＡｌＮ薄膜を形成しておけばその上には容易に結晶性の優れた単結晶薄膜を形成することができることが確認された。
表３９は添加物としてＭｏ、Ｗ、Ｖの各遷移金属成分、及びカーボンを加えさらに希土類元素及びアルカリ土類金属成分のうち少なくとも１種以上を加えた窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板を用いた例が示してある。表３９において実験Ｎｏ．９１３〜９１６で用いたＷを元素換算で６０体積％及びＥｒ２Ｏ３を酸化物換算で３．６体積％複合添加して作製した窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板以外は、すべて実施例１９で作製した表２２に記載されている窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板をそのまま使用している。表３９の各実験に示されているように、あらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板すべてにおいて、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できた。該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有するものであった。また、該単結晶薄膜の結晶性は同じ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成したものより向上することが確認できた。本実施例の表３９に示した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成したものを用いたとき、その上に形成される単結晶薄膜はＭｏ、Ｗ、Ｖの各遷移金属成分及びカーボンの含有量を元素換算で算定し、希土類元素及びアルカリ土類金属成分の含有量を酸化物換算で算定したとき、これらを合計５０体積％以上含む基板において該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅は１００秒以上であったが、上記成分を合計５０体積％以下含む基板では多くのもので１００秒以下であった。また、添加物としてＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの各遷移金属成分を含む化合物及びカーボンを加えさらに希土類元素及びアルカリ土類金属成分のうち少なくとも１種以上を含む化合物を複合して含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板がその上に直接単結晶薄膜が形成できないようなものであっても、本実施例において表３９で示したようにあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態からなる薄膜を直接形成したものを基板として用いれば、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できることが確認できた。なお、本実施例における表３９の実験Ｎｏ．９１３に示すようにＷを元素換算で６０体積％及びＥｒ２Ｏ３を酸化物換算で３．６体積％複合添加した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板に形成された薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からだけの回折ピークを示す多結晶体であり、該基板には直接単結晶薄膜の形成は困難であった。それに対して、実験Ｎｏ．９１４〜９１６に示すように同じ焼結体からなる基板を用いてもあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶のＡｌＮ薄膜を形成しておけばその上には容易に結晶性の優れた単結晶薄膜を形成することができることが確認された。
表４０は添加物としてＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎなどの不可避金属を含む化合物、あるいはこれら不可避金属を含む化合物と希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちの少なくとも１種以上を複合して含有する窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板を用いた例が示してある。表４０において実験Ｎｏ．９３０〜９３１で用いたＦｅを元素換算で７２重量％添加して作製した窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板以外は、すべて実施例１９で作製した表２３に記載されている窒化アルミニウムを主成分と焼結体からなる基板をそのまま使用している。表４０の各実験に示されているように、あらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板すべてにおいて、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できた。該単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性を有するものであった。また、該単結晶薄膜の結晶性は同じ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成したものより向上することが確認できた。本実施例の表４０に示した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上にあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態からなる薄膜を形成したものを用いたとき、その上に形成される単結晶薄膜はＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で５０重量％以上含む基板において該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のロッキングカーブの半値幅は多くのもので１００秒以上であったが、それ以外のＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で５０重量％以下含む基板は１００秒以下であった。また、添加物としてＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎなどの不可避金属化合物を含む窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板がその上に直接単結晶薄膜が形成できないようなものであっても、本実施例において表４０で示したようにあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶など各種結晶状態からなる薄膜を直接形成したものを基板として用いれば、その上には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成できることが確認できた。実施例１９の表２３の実験Ｎｏ．４６２に示すようにＦｅを元素換算で５５重量％添加した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板に形成された薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からだけの回折ピークを示す多結晶体であり、該基板には直接単結晶薄膜の形成は困難であった。それに対して、本実施例において表４０の実験Ｎｏ．９２７〜９２９に示すように同じ焼結体からなる基板を用いてもあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶のＡｌＮ薄膜を形成しておけばその上には容易に結晶性の優れた単結晶薄膜を形成することができることが確認された。さらに、本実施例における表４０の実験Ｎｏ．９３０に示すようにＦｅを７２重量％添加した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた基板に形成された薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からだけの回折ピークを示す多結晶体であり、該基板には直接単結晶薄膜の形成は困難であった。それに対して、実験Ｎｏ．９３１に示すように同じ焼結体からなる基板を用いてもあらかじめのＡｌＮ配向性多結晶薄膜を形成しておけばその上には容易に結晶性の優れた単結晶薄膜を形成することができることが確認された。
本実施例において表３５、表３６、表３７、表３８、表３９、表４０に記載した実験で作製したすべての薄膜の外観を調べたがあらかじめ基板に形成した薄膜及びその上にさらに形成した薄膜いずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間及び薄膜同志の間で剥離は見られなかった。また、基板表面の薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体とあらかじめ基板に形成した薄膜、及び該薄膜とその上にさらに形成した薄膜とは強固に接合している。
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本実施例は炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い、これらの基板上にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜、無定形薄膜、多結晶薄膜及び配向性多結晶薄膜をＭＯＣＶＤ法、スパッタリング法及びイオンプレーティング法で形成し、さらにこれらの薄膜が形成された基板上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の形成を試みた例を示す。
まず、実施例１で作製した炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用意した。これらの基板表面は実施例８及び実施例９と同様の方法による鏡面研磨が施され塩化メチレンで超音波洗浄してある。
次にこのようにして用意した基板の一部を選びその上に実施例２５の実験Ｎｏ．７０６、７０７及び７０８で行ったスパッタリング法及び実験Ｎｏ．７０９で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＡｌＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成した。さらに実験Ｎｏ．７１４、７２８、７２９、７３０で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＧａＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成し、実験Ｎｏ．７１５、７３１で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＩｎＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成した。次に上記のようにしてあらかじめＡｌＮ薄膜、ＧａＮ薄膜、ＩｎＮ薄膜が形成された基板とＡｌＮ薄膜を形成せずに残しておいた基板とを用いその上にさらに実施例１９に記載されたものと同じ１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ、１００モル％ＩｎＮ、５０モル％ＡｌＮ＋５０モル％ＧａＮ、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＩｎＮ各組成の薄膜をＭＯＣＶＤ法により厚み３μｍ形成した。ＭＯＣＶＤの条件としては実施例１９に記載のように実施例１及び実施例２と同様の条件であった。
このようにして作製した薄膜の特性を表４１及び表４２に示した。なお、表４１にはあらかじめ形成する薄膜としてＡｌＮを用いた例が記載されている。表４２にはあらかじめ形成する薄膜としてＧａＮ及びＩｎＮを用いた例が記載されている。
表４１に示すように炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にＭＯＣＶＤ法によりあらかじめ直接形成されたＧａＮ薄膜は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と同様実施例２５の実験Ｎｏ．７０６、７０７、７０８及び７０９で形成されたＡｌＮ薄膜の結晶状態に対応したものが形成された。すなわち、実験Ｎｏ．７０６と同様の条件のスパッタリング法により形成した実験Ｎｏ．９４８、９５９、９６６、９７７のＡｌＮ薄膜は無定形であり、実験Ｎｏ．７０７と同様の条件のスパッタリング法により形成した実験Ｎｏ．９４９、９６７、９７８のＡｌＮ薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からの回折線だけが出現している多結晶であった。また、実験Ｎｏ．７０８と同様の条件のスパッタリング法により形成したＡｌＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶であった。また、実験Ｎｏ．７０９と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成した実験Ｎｏ．９５１、９６９、９８０、９８９のＡｌＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶であることが確認された。
表４１にはこれら基板にあらかじめ形成された薄膜のうち配向性多結晶及び単結晶状態で形成された薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が記載されている。
次にあらかじめ各種結晶状態のＡｌＮ薄膜を形成した基板、及びＡｌＮ薄膜が形成されていない炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上に上記ＭＯＣＶＤ法により形成した１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ、１００モル％ＩｎＮ、５０モル％ＡｌＮ＋５０モル％ＧａＮ、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＩｎＮ各組成からなる薄膜の結晶性をＸ線回折により調べた。その結果、作製したすべての薄膜が基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶であることが確認された。その結晶性を見ると、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめＡｌＮ薄膜を形成せず直接基板上に形成したＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて２４０秒以上であるのに対して、上記各種セラミックを主成分とする基板にあらかじめＡｌＮ薄膜を形成しさらにその上に形成したＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ単結晶薄膜ではすべて２００秒以下であり明らかに結晶性の優れた単結晶薄膜が得られることが確認された。また、それぞれの焼結体においてあらかじめ形成されたＡｌＮ薄膜の結晶状態が配向性多結晶である方が単結晶、無定形及び多結晶であるよりもさらにその上に形成される単結晶はより結晶性に優れたものが形成され易い傾向を有していることが示された。以下表４１に示された実験結果に基づき詳細に述べる。
炭化珪素を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２５５秒〜２８３秒の範囲であるのに対して、あらかじめＡｌＮ薄膜を形成した基板に形成された単結晶薄膜では１３９秒〜１９２秒の範囲であり、明らかに結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。また、あらかじめ形成したＡｌＮ薄膜が無定形、多結晶、単結晶の結晶状態の場合その上に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１６９秒〜１９２秒の範囲であるのに対して、配向性多結晶の結晶状態のものの場合は１３９秒〜１４７秒の範囲でありより結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。
窒化珪素を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は４９３秒〜６４７秒の範囲であるのに対して、あらかじめＡｌＮ薄膜を形成した基板に形成された単結晶薄膜では１６３秒〜１８８秒の範囲であり、明らかに結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。また、あらかじめ形成したＡｌＮ薄膜が無定形の結晶状態の場合その上に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１８８秒のであるのに対して、配向性多結晶の結晶状態のものの場合は１６３秒〜１６７秒の範囲でありより結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。
酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は３７７秒〜４２６秒の範囲であるのに対して、あらかじめＡｌＮ薄膜を形成した基板に形成された単結晶薄膜では１５５秒〜１９５秒の範囲であり、明らかに結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。また、あらかじめ形成したＡｌＮ薄膜が無定形、多結晶、単結晶の結晶状態の場合その上に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１６９秒〜１９５秒の範囲であるのに対して、配向性多結晶の結晶状態のものの場合は１５５秒〜１６３秒の範囲でありより結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。
酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２５８秒〜２９１秒の範囲であるのに対して、あらかじめＡｌＮ薄膜を形成した基板に形成された単結晶薄膜では１３６秒〜１９６秒の範囲であり、明らかに結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。また、あらかじめ形成したＡｌＮ薄膜が無定形、多結晶、単結晶の結晶状態の場合その上に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１８２秒〜１９６秒の範囲であるのに対して、配向性多結晶の結晶状態のものの場合は１３６秒〜１４４秒の範囲でありより結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。
酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２６８秒〜２９０秒の範囲であるのに対して、あらかじめＡｌＮ薄膜を形成した基板に形成された単結晶薄膜では１３７秒〜１９２秒の範囲であり、明らかに結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。また、あらかじめ形成したＡｌＮ薄膜が単結晶の結晶状態の場合その上に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２０２秒であるのに対して、配向性多結晶の結晶状態のものの場合は１３７秒〜１４６秒の範囲でありより結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。
表４２に示すように炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にＭＯＣＶＤ法によりあらかじめ直接形成されたＧａＮ薄膜は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体と同様実施例２５の実験Ｎｏ．７１４、７２８、７２９及び７３０で形成されたＧａＮ薄膜の結晶状態に対応したものが形成された。また、ＭＯＣＶＤ法によりあらかじめ直接形成されたＩｎＮ薄膜も表４２に示すように実施例２５の実験Ｎｏ．７１５及び７３１で形成されたＩｎＮ薄膜の結晶状態に対応したものが形成された。
すなわち、実験Ｎｏ．７２８と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成した実験Ｎｏ．９９４、１００３、１０１０、１０１９、１０２８のＧａＮ薄膜は無定形であり、実験Ｎｏ．７２９と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成した実験Ｎｏ．９９５、１００４、１０１１、１０２０、１０２９のＧａＮ薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）の格子面からの回折線だけが出現している多結晶であった。また、実験Ｎｏ．７３０と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成したＧａＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶であった。また、実験Ｎｏ．７１４と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成した実験Ｎｏ．９９７、１００６、１０１３、１０２２、１０３１のＧａＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶であることが確認された。
また、実験Ｎｏ．７３１と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成した実験Ｎｏ．１００１、１００８、１０１７、１０２６、１０３５のＩｎＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶であった。また、実験Ｎｏ．７１５と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成した実験Ｎｏ．１００２、１００９、１０１８、１０２７、１０３６のＩｎＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶であることが確認された。
上記のように表４２にはこれら炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ直接形成された薄膜のＸ線回折により同定された結晶状態が示されている。これらの薄膜のうち配向性多結晶及び単結晶として同定された薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が記載されている。
次にあらかじめ各種結晶状態のＧａＮ薄膜及びＩｎＮ薄膜を形成した基板、及びＧａＮ薄膜、ＩｎＮ薄膜が形成されていない炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上に上記ＭＯＣＶＤ法により形成された１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ、１００モル％ＩｎＮ、５０モル％ＡｌＮ＋５０モル％ＧａＮ、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＩｎＮ各組成からなる薄膜の結晶性をＸ線回折により調べた。その結果、作製したすべての薄膜が基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶であることが確認された。その結晶性を見ると、表４２に示すように炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめＧａＮ薄膜及びＩｎＮ薄膜を形成せず直接基板上に形成したＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて２４０秒以上であるのに対して、あらかじめ各種セラミックを主成分とする基板にＧａＮ薄膜及びＩｎＮ薄膜を形成しその上にさらに形成したＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ単結晶薄膜ではすべて２００秒以下であり明らかに結晶性の優れた単結晶薄膜が得られることが確認された。また、それぞれの焼結体においてあらかじめ形成されたＧａＮ薄膜及びＩｎＮ薄膜の結晶状態として配向性多結晶である方が単結晶、無定形及び多結晶であるよりもさらにその上に形成される単結晶はより結晶性に優れたものが形成され易い傾向を有していることが示された。表４２に示された結果に基づき以下詳細に述べる。
炭化珪素を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２５５秒〜２８３秒の範囲であるのに対して、あらかじめＧａＮ薄膜あるいはＩｎＮ薄膜を形成した基板に形成された単結晶薄膜では１３７秒〜１８９秒の範囲であり、明らかに結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。また、あらかじめ形成したＧａＮ薄膜あるいはＩｎＮ薄膜が無定形、多結晶、単結晶の結晶状態の場合その上に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１６５秒〜１８９秒の範囲であるのに対して、配向性多結晶の結晶状態のものの場合は１３７秒〜１４６秒の範囲でありより結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。
窒化珪素を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は４９３秒〜６４７秒の範囲であるのに対して、あらかじめＧａＮ薄膜あるいはＩｎＮ薄膜を形成した基板に形成された単結晶薄膜では１４１秒〜１８９秒の範囲であり、明らかに結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。また、あらかじめ形成したＧａＮ薄膜あるいはＩｎＮ薄膜が無定形、多結晶、単結晶の結晶状態の場合その上に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１６９秒〜１８９秒の範囲であるのに対して、配向性多結晶の結晶状態のものの場合は１６１秒〜１６７秒の範囲でありより結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。
酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は３７７秒〜４２６秒の範囲であるのに対して、あらかじめＧａＮ薄膜あるいはＩｎＮ薄膜を形成した基板に形成された単結晶薄膜では１５４秒〜１９０秒の範囲であり、明らかに結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。また、あらかじめ形成したＧａＮ薄膜あるいはＩｎＮ薄膜が無定形、多結晶、単結晶の結晶状態の場合その上に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１７０秒〜１９０秒の範囲であるのに対して、配向性多結晶の結晶状態のものの場合は１５４秒〜１６５秒の範囲でありより結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。
酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２５８秒〜２９１秒の範囲であるのに対して、あらかじめＧａＮ薄膜あるいはＩｎＮ薄膜を形成した基板に形成された単結晶薄膜では１３６秒〜１９２秒の範囲であり、明らかに結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。また、あらかじめ形成したＧａＮ薄膜あるいはＩｎＮ薄膜が無定形、多結晶、単結晶の結晶状態の場合その上に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５７秒〜１９２秒の範囲であるのに対して、配向性多結晶の結晶状態のものの場合は１３７秒〜１４６秒の範囲でありより結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。
酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２６８秒〜２９０秒の範囲であるのに対して、あらかじめＧａＮ薄膜あるいはＩｎＮ薄膜を形成した基板に形成された単結晶薄膜では１３８秒〜１９０秒の範囲であり、明らかに結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。また、あらかじめ形成したＧａＮ薄膜あるいはＩｎＮ薄膜が無定形、多結晶、単結晶の結晶状態の場合その上に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１６０秒〜１９０秒の範囲であるのに対して、配向性多結晶の結晶状態のものの場合は１３８秒〜１４７秒の範囲でありより結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。
本実施例において表４１、表４２に記載した実験で作製したすべての薄膜の外観を調べたがあらかじめ基板に形成した薄膜及びその上にさらに形成した薄膜いずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間及び薄膜同志の間で剥離は見られなかった。また、基板表面の薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体とあらかじめ基板に形成した薄膜、及び該薄膜とその上にさらに形成した薄膜とは強固に接合している。
Figure 2005179167
Figure 2005179167
本実施例は炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い、これらの基板の表面平滑性及びその上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜の層構成がこれら薄膜の結晶性に及ぼす影響を調べた例を示す。
まず、実施例１で作製した炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用意した。これらの基板表面は実施例８及び実施例９と同様の方法による鏡面研磨が施され塩化メチレンで超音波洗浄してある。その他、市販の布製パッドをポリシャーとして用い研磨剤として以下のものをそれぞれ用いて鏡面研磨した基板も新たに用意した。すなわち、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を粒径０．０５μｍのコロイド状アルミナを主成分とする研磨剤を用いて鏡面研磨したもの、酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を粒径０．０５μｍの酸化セリウムを主成分とする研磨剤を用いて鏡面研磨したもの、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を粒径０．０２μｍのコロイド状の酸化珪素を主成分とする研磨剤を用いて鏡面研磨したもの、も新たに用意した。
次に用意した上記の表面平滑性の異なる各基板に対して実施例２７に示したものと同様の方法で薄膜を形成した。すなわち、用意した基板の上に実施例２５の実験Ｎｏ．７０６、７０７及び７０８で行ったスパッタリング法及び実験Ｎｏ．７０９、７２１で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＡｌＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成した。さらに実験Ｎｏ．７３０で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＧａＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成し、実験Ｎｏ．７３１で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＩｎＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成した。次に上記のようにしてあらかじめＡｌＮ薄膜、ＧａＮ薄膜、ＩｎＮ薄膜が形成された基板を用いその上にさらに実施例１９に記載されたものと同じ１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ、１００モル％ＩｎＮ、５０モル％ＡｌＮ＋５０モル％ＧａＮ、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＩｎＮ各組成の薄膜をＭＯＣＶＤ法により厚み３μｍ形成した。ＭＯＣＶＤの条件としては実施例１９に記載のように実施例１及び実施例２と同様の条件であった。
以上の実験結果をまとめて表４３に示した。
すなわち、表４３には本実施例で新たに作製した鏡面研磨面を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、それぞれからなる基板の平均表面粗さＲａがそれぞれ７．３ｎｍ、２．６ｎｍ、３．７ｎｍであることが示されている。
本実施例において、基板にあらかじめ直接形成した１００モル％ＡｌＮ薄膜は実施例２５の実験Ｎｏ．７０６、７０７、７０８、７０９及び７２１で作製したＡｌＮ薄膜の結晶状態に対応したものが形成された。すなわち、実験Ｎｏ．７０６と同様の条件のスパッタリング法により形成したＡｌＮ薄膜は無定形であり、実験Ｎｏ．７０７と同様の条件のスパッタリング法により形成したＡｌＮ薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からの回折線だけが出現している多結晶であった。また、実験Ｎｏ．７０８と同様の条件のスパッタリング法により形成したＡｌＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶であった。また、実験Ｎｏ．７０９と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成したＡｌＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶であることが確認された。また、実験Ｎｏ．７２１と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成したＡｌＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶であり、結晶性は同じ配向性多結晶の結晶状態を示した実験Ｎｏ．７０８のものより向上していた。
基板にあらかじめ直接形成した１００モル％ＧａＮ薄膜は実施例２５の実験Ｎｏ．７３０で作製したＧａＮ薄膜の結晶状態に対応したものが形成された。すなわち、実験Ｎｏ．７３０と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成したＧａＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶であった。
また、基板にあらかじめ直接形成した１００モル％ＩｎＮ薄膜は実施例２５の実験Ｎｏ．７３１で作製したＩｎＮ薄膜の結晶状態に対応したものが形成された。すなわち、実験Ｎｏ．７３１と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成したＩｎＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶であった。
表４３にはこれら基板にあらかじめ形成された薄膜のＸ線回折により同定された結晶状態が示されているが、その中で配向性多結晶及び単結晶として同定された薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が記載されている。
次にあらかじめ各種結晶状態のＡｌＮ薄膜、ＧａＮ薄膜及びＩｎＮ薄膜を形成した炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上に上記ＭＯＣＶＤ法により形成された１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ、１００モル％ＩｎＮ、５０モル％ＡｌＮ＋５０モル％ＧａＮ、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＩｎＮ各組成からなる薄膜の結晶性をＸ線回折により調べた。その結果、作製したすべての薄膜が基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶であることが確認された。その結晶性を見ると、表４３に示すように炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板のすべてにおいてその平均表面粗さＲａが小さくなるにつれて向上する傾向があることが確認された。すなわちＲａが１０ｎｍより大きい基板を用いたときあらかじめ配向性多結晶薄膜を形成した場合であっても形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５０秒より大きいのに対して、Ｒａが１０ｎｍ以下のものではあらかじめ配向性多結晶薄膜を形成した場合１５０秒以下と結晶性が向上し、Ｒａが５ｎｍ以下のものではあらかじめ形成する薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶の結晶状態を有するすべての場合１３０秒以下とさらに向上することが確認された。
表４３に示された結果に基づき以下詳細に述べる。
炭化珪素を主成分とする焼結体からなる基板の場合、平均表面粗さＲａが６．８ｎｍのものにあらかじめ形成される薄膜の結晶状態が無定形の場合その上にさらに形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１６５秒であり結晶状態が配向性多結晶である薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３９秒〜１４５秒の範囲であるのに対して、平均表面粗さＲａが２．９ｎｍの基板を用いた場合ではあらかじめ形成した無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜、単結晶薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３０秒以下と結晶性が向上していた。特にあらかじめ形成した配向性多結晶薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１２０秒以下とさらに向上していた。
窒化珪素を主成分とする焼結体からなる基板の場合、平均表面粗さＲａが１５ｎｍのものにあらかじめ形成されている無定形薄膜及び配向性多結晶薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１６９秒〜１８９秒の範囲であるのに対して、平均表面粗さＲａが４．４ｎｍの基板を用いた場合ではあらかじめ形成した無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜、単結晶薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３０秒以下と結晶性が向上していた。特にあらかじめ形成した配向性多結晶薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１２０秒以下とさらに向上していた。
酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の場合、平均表面粗さＲａが１１ｎｍのものにあらかじめ形成されている無定形薄膜及び配向性多結晶薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５４秒〜１７７秒の範囲であるのに対して、平均表面粗さＲａが７．３ｎｍの基板を用いた場合ではあらかじめ形成した薄膜が配向性多結晶に結晶状態のものでその上にさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３５秒〜１４０秒の範囲であり結晶性が向上していた。また、平均表面粗さＲａが１．９ｎｍの基板を用いた場合あらかじめ形成した無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜、単結晶薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３０秒以下と結晶性が向上していた。特にあらかじめ形成した配向性多結晶薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１２０秒以下とさらに向上していた。
酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板の場合、平均表面粗さＲａが８．８ｎｍのものにあらかじめ形成される薄膜の結晶状態が無定形の場合その上にさらに形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１７０秒であり結晶状態が配向性多結晶である薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３７秒〜１４４秒の範囲であるのに対して、平均表面粗さＲａが２．６ｎｍの基板を用いた場合ではあらかじめ形成した無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜、単結晶薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３０秒以下と結晶性が向上していた。特にあらかじめ形成した配向性多結晶薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１２０秒以下とさらに向上していた。
酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板の場合、平均表面粗さＲａが９．４ｎｍのものにあらかじめ形成される薄膜の結晶状態が無定形の場合その上にさらに形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１６６秒であり結晶状態が配向性多結晶である薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３８秒〜１４１秒の範囲であるのに対して、平均表面粗さＲａが３．７ｎｍの基板を用いた場合ではあらかじめ形成した無定形薄膜、多結晶薄膜、配向性多結晶薄膜、単結晶薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３０秒以下と結晶性が向上していた。特にあらかじめ形成した配向性多結晶薄膜の上からさらに形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１２０秒以下とさらに向上していた。に直接形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２６８秒〜２９０秒の範囲であるのに対して、あらかじめＡｌＮ薄膜を形成した基板に形成された単結晶薄膜では１３８秒〜１９０秒の範囲であり、明らかに結晶性の向上した単結晶薄膜が得られる。
上記のように本実施例において、あらかじめＡｌＮ薄膜、ＧａＮ薄膜、ＩｎＮ薄膜が形成された炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の上からさらに形成される単結晶薄膜の結晶性は該焼結体からなる基板の表面平滑性の向上により改善される。一方、基板の表面平滑性の向上に伴いあらかじめ該焼結体からなる基板に形成される配向性多結晶の結晶状態を有するＡｌＮ薄膜、ＧａＮ薄膜、ＩｎＮ薄膜の結晶性も向上する。すなわち表４３に記載されているように炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の平均表面粗さＲａが１０ｎｍより大きい場合、該基板にあらかじめ形成される上記配向性多結晶の結晶状態を有するＡｌＮ薄膜、ＧａＮ薄膜、ＩｎＮ薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００００秒より大きくなり易く、このような結晶性の配向性多結晶薄膜の上に形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５０秒より多きくなり易い傾向を有することが確認された。また、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の平均表面粗さＲａが１０ｎｍ以下の場合、該基板にあらかじめ形成される上記配向性多結晶の結晶状態を有するＡｌＮ薄膜、ＧａＮ薄膜、ＩｎＮ薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００００秒以下となり易く、このような結晶性の配向性多結晶薄膜の上に形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５０秒以下のものが形成され易い傾向を有することが確認された。さらに、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の平均表面粗さＲａが５ｎｍ以下の場合、該基板にあらかじめ形成される上記配向性多結晶の結晶状態を有するＡｌＮ薄膜、ＧａＮ薄膜、ＩｎＮ薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が８０００秒以下のものが形成でき、このような結晶性の配向性多結晶薄膜の上に形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３０秒以下のものが形成され易い傾向を有することが確認された。
本実施例において表４３に記載した実験で作製したすべての薄膜の外観を調べたがあらかじめ基板に形成した薄膜及びその上にさらに形成した薄膜いずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間及び薄膜同志の間で剥離は見られなかった。また、基板表面の薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化アルミニウムを主成分とする焼結体とあらかじめ基板に形成した薄膜、及び該薄膜とその上にさらに形成した薄膜とは強固に接合している。
Figure 2005179167
本実施例は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の中で表面平滑性が比較的粗いものを用いて、その上に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜の層構成によって形成される薄膜の結晶性に及ぼす影響を調べた例を示す。
まず、実施例２の実験Ｎｏ．４９で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用意した。別に実施例１で作製した炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用意した。これらの基板の一部は実施例８で用いた焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態及びラップ研磨状態の表面状態を有するものである。また用意した焼結体のうち一部のものは薄膜形成面を焼き放し状態のまま、あるいはラップ研磨、あるいはブラスト研磨し、その後さらに直径２５．４ｍｍ厚み０．５ｍｍに加工して薄膜形成用基板を作製した。本実施例において新たに作製した基板のうち焼き放し状態の基板表面を有するもの及びラップ研磨は実施例８と同様の方法により加工を行った。すなわち焼き放し状態の表面を有する基板はすべて市販の粒度３μｍのアルミナ粉末を用いてブラシ掛けにより表面の付着物を取り除いたものである。ラップ研磨された基板のうち窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の場合ＳｉＣの粒度＃２４０のものを用いて行い、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の場合ＳｉＣの粒度＃４００のものを用いて行い、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の場合ＳｉＣの粒度＃２４０のものを用いて行った。また、ブラスト研磨はサンドブラスト機により窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の場合アルミナの粒度＃４００のものを用いて行い、炭化珪素を主成分とする焼結体の場合アルミナの粒度＃６００のものを用いて行い、窒化珪素、酸化アルミニウム及び酸化亜鉛を主成分とする焼結体の場合アルミナの粒度＃８００のものを用い、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の場合アルミナの粒度＃１２００のものを用いて行った。
次に用意した上記の表面平滑性の異なる各基板に対して実施例２５、２６、２７、２８に示したものと同様の方法で薄膜を形成した。すなわち、用意した基板の上に実施例２５の実験Ｎｏ．７０６、７０７及び７０８で行ったスパッタリング法及び実験Ｎｏ．７０９で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＡｌＮの薄膜をあらかじめ形成した。さらに実験Ｎｏ．７３０で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＧａＮの薄膜をあらかじめ形成した。なお、上記基板にあらかじめ形成した薄膜の厚みはそれぞれ６μｍとした。
次に上記のようにしてあらかじめＡｌＮ薄膜、ＧａＮ薄膜、ＩｎＮ薄膜が形成された基板を用いその上にさらに実施例１９に記載されたものと同じ１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ各組成の薄膜をＭＯＣＶＤ法により厚み３μｍ形成した。ＭＯＣＶＤの条件としては実施例１９に記載のように実施例１及び実施例２と同様の条件であった。
以上の実験結果をまとめて表４４に示した。
その結果、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及び炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にはその表面状態によらず、実験例７０６と同様のスパッタリング法により形成されたＡｌＮ薄膜は無定形、実験例７０７と同様のスパッタリング法により形成されたＡｌＮ薄膜は多結晶、実験例７０８と同様のスパッタリング法により形成されたＡｌＮ薄膜は配向性多結晶と、実施例２５で作製した薄膜と同様の結晶状態の薄膜が上記各焼結体からなる基板にあらかじめ直接形成された。
一方、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いた場合、実験例７０９と同様のＭＯＣＶＤ法により１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の形成を試みたが、平均表面粗さＲａが２０００ｎｍより大きい基板に形成された薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からだけの回折ピークを示す多結晶体であり、該基板には直接単結晶薄膜の形成は困難であった。それに対して平均表面粗さＲａが２０００ｎｍ以下の基板には単結晶薄膜を直接形成することが可能であった。また、平均表面粗さＲａが２０００ｎｍより大きい窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて、あらかじめ１００モル％ＡｌＮの無定形、多結晶、配向性多結晶の各結晶状態を有する薄膜を形成し、さらにその上に形成した１００モル％ＡｌＮ薄膜及び１００モル％ＧａＮ薄膜は単結晶化されており、該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて３００秒以下であった。また、平均表面粗さＲａが２０００ｎｍ以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いてあらかじめ１００モル％ＡｌＮの無定形、多結晶、配向性多結晶の各結晶状態を有する薄膜を形成し、さらにその上に形成した１００モル％ＡｌＮ薄膜及び１００モル％ＧａＮ薄膜も単結晶化されており該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１００秒以下であった。
さらに、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いた場合、実験例７０９と同様のＭＯＣＶＤ法により１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の形成を試みたが、平均表面粗さＲａが１０００ｎｍより大きい基板に形成された薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からだけの回折ピークを示す多結晶体であり、該基板には直接単結晶薄膜の形成は困難であった。それに対して平均表面粗さＲａが１０００ｎｍ以下の基板には単結晶薄膜を直接形成することが可能であった。また、平均表面粗さＲａが１０００ｎｍより大きい炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて、あらかじめ１００モル％ＡｌＮの無定形、多結晶、配向性多結晶の各結晶状態を有する薄膜を形成し、さらにその上に形成した１００モル％ＡｌＮ薄膜及び１００モル％ＧａＮ薄膜は単結晶化されており、該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて３００秒以下であった。また、平均表面粗さＲａが１０００ｎｍ以下の炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いてあらかじめ１００モル％ＡｌＮの無定形、多結晶、配向性多結晶の各結晶状態を有する薄膜を形成し、さらにその上に形成した１００モル％ＡｌＮ薄膜及び１００モル％ＧａＮ薄膜も単結晶化されており該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下であった。また、平均表面粗さＲａが１０００ｎｍ以下の炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いてあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶状態を有する薄膜を形成し、さらにその上に形成した１００モル％ＡｌＮ薄膜及び１００モル％ＧａＮ薄膜も単結晶化されており該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５０秒以下であった。
Figure 2005179167
本実施例は酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板の組成と該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜の結晶性に及ぼす影響を調べた例を示す。
まず、酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末として関東化学株式会社製の特級試薬粉末を用意し、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末としてアルコア社製の商品名「Ａ−１６ＳＧ」を原料として用意し、実施例１と同様の方法によりこれらの粉末を所定の組成になるようボールミルで混合後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、実施例１と同様の大きさの成形体に一軸プレス成形後脱脂し、その後１４６０℃で１時間大気中で常圧焼成してアルミニウム成分を各種割合で含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体を作製した。これらの焼結体はいずれも相対密度９８％以上に緻密化していた。このようにして作製した酸化亜鉛を主成分とする焼結体はアルミニウム成分を含まないものでは淡黄白色であったが、アルミニウム成分を含むものでは青色への呈色が見られるようになりアルミニウム成分の含有量が増加するにつれてより濃い青色へと呈色が進み、３．０モル％のＡｌ２Ｏ３を含むもので最も濃い青色を呈し、その後アルミニウム成分の含有量が増加するにつれて青色化の程度は弱くなり青白色の色調へと次第に変化した。
その他別に株式会社高純度化学研究所製の純度９９．９９％以上のＦｅ２Ｏ３粉末及び純度９９．９％以上のＣｒ２Ｏ３粉末を用意した。また、希土類元素化合物として信越化学工業株式会社製の純度９９．９９％以上のＹ２Ｏ３粉末、純度９９．９９％以上のＥｒ２Ｏ３粉末、純度９９．９９％以上のＹｂ２Ｏ３粉末、純度９９．９９％以上のＤｙ２Ｏ３粉末、純度９９．９９％以上のＨｏ２Ｏ３粉末を用意した。次に本実施例で示した方法と同様の方法により、上記各粉末を酸化亜鉛粉末及びアルミナ粉末と共に所定量ボールミルで混合後一軸プレス成形し１４６０℃で１時間大気中常圧焼成して鉄成分だけを含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、クロム成分だけを含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、イットリウム成分だけを含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、エルビウム成分だけを含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、イッテルビウム成分だけを含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、アルミニウム成分と鉄成分とを同時に含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、アルミニウム成分とクロム成分とを同時に含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、及びアルミニウム成分と各種希土類元素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を作製した。
上記のようにして得られた各焼結体の室温における抵抗率を４端子法で測定した。その後得られた各焼結体を粒径０．０２μｍのコロイド状酸化珪素を主成分とする研磨剤で鏡面研磨し、さらに塩化メチレン及びＩＰＡで超音波洗浄し基板を作製した。鏡面研磨後の基板の平均表面粗さＲａは６．９ｎｍ〜７．７ｎｍの範囲であった。研磨後の基板を用いて波長６０５ｎｍの光に対する光透過率を実施例２と同様の方法により測定した。
このようにして得られた酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板の特性を表４５及び表４６に示す。作製した上記酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板のうちアルミニウム成分だけを含むもの、及びアルミニウム成分を含まずクロム成分、鉄成分、イットリウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分だけを含むものの特性は表４５に記載した。一方、アルミニウム成分とクロム成分、鉄成分、各種希土類元素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板の特性は表４６に記載した。
表４５において、実験Ｎｏ．１１５０〜１１９３がアルミニウム成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり「組成」の欄に該焼結体のアルミニウム成分の含有量がＡｌ２Ｏ３換算で示されている。表４５において、実験Ｎｏ．１１９４〜１１９５が鉄成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり「組成」の欄に該焼結体の鉄成分の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で示されている。表４５において、実験Ｎｏ．１１９６〜１１９７がクロム成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり「組成」の欄に該焼結体のクロム成分の含有量がＣｒ２Ｏ３換算で示されている。表４５において、実験Ｎｏ．１１９８〜１１９９がイットリウム成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり「組成」の欄に該焼結体のイットリウム成分の含有量がＹ２Ｏ３換算で示されている。表４５において、実験Ｎｏ．１２００〜１２０１がエルビウム成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり「組成」の欄に該焼結体のエルビウム成分の含有量がＥｒ２Ｏ３換算で示されている。表４５において、実験Ｎｏ．１２０２〜１２０３がイッテルビウム成分だけを添加して焼成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体に関する実験結果であり「組成」の欄に該焼結体のイッテルビウム成分の含有量がＹｂ２Ｏ３換算で示されている。
表４５に示すように、本実施例で作製した酸化亜鉛を主成分とする焼結体はアルミニウム成分を含まないものは電気絶縁体であり、アルミニウム成分の含有量が増加するにつれて抵抗率が低下し、Ａｌ２Ｏ３換算で３．０モル％のアルミニウム成分を含むもので室温における抵抗率が１．６×１０−３Ω・ｃｍと最も小さくなった。その後アルミニウム成分の含有量が増加するにつれて抵抗率が増大化し始め、Ａｌ２Ｏ３換算で５０．０モル％のアルミニウム成分を含むもので電気絶縁体となった。
また、表４５の実験Ｎｏ．１１９４〜１１９７で示すようにアルミニウム成分を含まず鉄成分及びクロム成分をそれぞれＦｅ２Ｏ３換算で１．０モル％、Ｃｒ２Ｏ３換算で１．０モル％含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体は導電性を示し室温において８．７×１０−１Ω・ｃｍ、３．４×１０−１Ω・ｃｍと比較的低い抵抗率であった。
表４６に示すようにアルミニウム成分と同時に鉄成分、クロム成分、各種希土類元素成分とを複合で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体はすべて導電性を示し室温における抵抗率７．４×１０１Ω・ｃｍ〜１．７×１０−３Ω・ｃｍの範囲であった。またその抵抗率はアルミニウム成分だけを含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の抵抗率に対して余り変化しておらず殆ど同じレベルであった。
表４５に示すようにアルミニウム成分を添加せずに焼成され実質的に原料中あるいは焼結体製造時に混入する不純物以外は含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は１６％であったがアルミニウム成分の含有量が増加するにつれ光透過率は上昇する傾向を示し、Ａｌ２Ｏ３換算で３．０モル％のアルミニウム成分を含むものは５６％に達した。その後アルミニウム成分の含有量が増加するにつれ光透過率は次第に低下する傾向を示し、Ａｌ２Ｏ３換算で５０．０モル％のアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では光透過率が１７％となり、アルミニウム成分を含まない実質的に酸化亜鉛だけからなる焼結体の光透過率と殆ど同じになった。
また、表４５の実験Ｎｏ．１１９４〜１１９７で示すようにアルミニウム成分を含まず鉄成分及びクロム成分をそれぞれＦｅ２Ｏ３換算で１．０モル％、Ｃｒ２Ｏ３換算で１．０モル％含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率はそれぞれ６．９％、９．２％であった。
また、表４５の実験Ｎｏ．１１９８〜１２０３で示すようにアルミニウム成分を含まずイットリウム成分だけをＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％、エルビウム成分だけをＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％及びイッテルビウム成分だけをＹｂ２Ｏ３換算で０．０４モル％をそれぞれ含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は５７％、５３％、５４％となり、アルミニウム成分を含まない実質的に酸化亜鉛だけからなる焼結体の光透過率より上昇した。
さらに、表４６に示すようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含み同時に鉄成分あるいはクロム成分それぞれＦｅ２Ｏ３換算で０．２モル％、Ｃｒ２Ｏ３換算で０．２モル％含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は５３％、５５％であり、アルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率と殆ど同じであった。
また、表４６に示されているようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０３モル％含み同時にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０００１モル％〜１２．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は、イットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０００１モル％含有するものの波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２８％とアルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で０．０３モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率と殆ど同じであった。さらにイットリウム成分の含有量が増加するにつれ光透過率も上昇しＹ２Ｏ３換算で０．０００４モル％のイットリウム成分を含むもので３７％、Ｙ２Ｏ３換算で０．０００８モル％のイットリウム成分を含むもので４５％、Ｙ２Ｏ３換算で０．００１５モル％のイットリウム成分を含むもので５６％、Ｙ２Ｏ３換算で０．００５モル％のイットリウム成分を含むもので６４％、Ｙ２Ｏ３換算で０．０４モル％のイットリウム成分を含むもので６８％に達した。その後イットリウム成分の含有量が増加するにつれ光透過率は次第に低下しＹ２Ｏ３換算で１２．０モル％のイットリウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２４％となり、アルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で０．０３モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率と殆ど同じとなった。
また、表４６に示されているようにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含み同時にアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００２モル％〜５０．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００２モル含有するものの波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は６２％であり、さらにアルミニウム成分の含有量が増加するにつれ光透過率も上昇しＡｌ２Ｏ３換算で１．０モル％及び３．０モル％のアルミニウム成分を含むもので８４％に達した。その後アルミニウム成分の含有量が増加するにつれ光透過率は次第に低下しＡｌ２Ｏ３換算で３０．０モル％のアルミニウム成分を含むもので光透過率は６６％であったが、Ａｌ２Ｏ３換算で５０．０モル％のアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体では波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２７％となった。
また、表４６に示されているようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．１０モル％含み同時にエルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は６８％であった。
また、表４６に示されているようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含み同時に希土類元素成分としてジスプロシウム成分をＤｙ２Ｏ３換算で０．０４モル％、ホルミウム成分をＨｏ２Ｏ３換算で０．０４モル％、エルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％、イッテルビウム成分をＹｂ２Ｏ３換算で０．０４モル％、含有するものの波長６０５ｎｍの光に対する光透過率はそれぞれ７７％、８０％、７８％、８１％高いものであった。
また、表４６に示されているようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で１．０モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０２モル％含みさらにエルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０２モル％含む３成分を同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は８３％と高いものであった。
次に用意した上記の基板に対して実施例２７に示したものと同様の方法で薄膜を形成した。すなわち、用意した基板の一部を選びその上に実施例２５の実験Ｎｏ．７０６、７０７及び７０８で行ったスパッタリング法及び実験Ｎｏ．７０９で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＡｌＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成した。さらに実験Ｎｏ．７２８、７３０で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＧａＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成し、実験Ｎｏ．７３１で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＩｎＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成した。なお、アルミニウム成分と鉄成分とを同時に含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、アルミニウム成分とクロム成分とを同時に含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体、及びアルミニウム成分と各種希土類元素成分とを同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ形成する薄膜は実施例２５の実験Ｎｏ．７０８で行ったスパッタリング法による１００モル％ＡｌＮだけを用いた。
次に上記のようにしてあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする薄膜、窒化ガリウムを主成分とする薄膜、窒化インジウムを主成分とする薄膜を形成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板と、薄膜を形成せずに残しておいた酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板とを用いその上にさらに実施例１９に記載されたものと同じ１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ、１００モル％ＩｎＮ、５０モル％ＡｌＮ＋５０モル％ＧａＮ、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＩｎＮ各組成の薄膜をＭＯＣＶＤ法により厚み３μｍで形成した。ＭＯＣＶＤの条件としては実施例１９に記載のように実施例１及び実施例２と同様の条件であった。このようにして作製した薄膜の特性を表４５及び表４６に示した。
本実施例において、上記各基板にあらかじめ形成した各薄膜はそれぞれの形成条件に対応した結晶状態のものが形成された。
すなわち、実験Ｎｏ．７０６と同様の条件のスパッタリング法により形成したＡｌＮ薄膜は無定形であり、実験Ｎｏ．７０７と同様の条件のスパッタリング法により形成したＡｌＮ薄膜はミラー指数（００２）、（１０１）、（１０２）の格子面からの回折線だけが出現している多結晶であった。また、実験Ｎｏ．７０８と同様の条件のスパッタリング法により形成したＡｌＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶であった。また、実験Ｎｏ．７０９と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成したＡｌＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶であることが確認された。
実験Ｎｏ．７２８と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成したＧａＮ薄膜は無定形であり、実験Ｎｏ．７３０と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成したＧａＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶であった。
また、実験Ｎｏ．７３１と同様の条件のＭＯＣＶＤ法により形成したＩｎＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶であった。
実験Ｎｏ．７０８と同様のスパッタリング法により形成した１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜の結晶性を見ると、表４５に示すように実質的にアルミニウム成分を含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９４３０秒であった。アルミニウム成分が増加するにつれて該配向性多結晶薄膜の結晶性は向上する傾向を示した。すなわち、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００２モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に形成されるＡｌＮ配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は８１９０秒であり、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００８モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合は７６２０秒と８０００秒以下に低下した。その後アルミニウム成分の含有量が増加するにつれて該ＡｌＮ配向性多結晶薄膜の結晶性はやや向上する傾向を示しＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％を含む酸化亜鉛を主成分とする基板を用いた場合では７３２０秒〜７４６０秒のものが形成され最も結晶性は向上した。その後アルミニウム成分の含有量が増加するにつれてやや結晶性は低下する傾向を示した。アルミニウム成分の含有量がＡｌ２Ｏ３換算で４０．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする基板を用いた場合で該ＡｌＮ配向性多結晶薄膜の結晶性は７５３０秒〜７５７０秒であった。しかしながら、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で５０．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に形成した１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜の場合は９２６０秒と結晶性は低下した。
また、表４６に示すようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み、さらに鉄成分、クロム成分、及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合でも、該基板に形成したＡｌＮ配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は７３８０秒〜７９２０秒の範囲でありすべて８０００秒以下であった。
次に、上記の薄膜をあらかじめ形成せずに残しておいた酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いて前記ＭＯＣＶＤ法により形成した１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ、１００モル％ＩｎＮ各組成からなる薄膜の結晶性をＸ線回折により調べた。その結果、作製したすべての薄膜が基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶であることが確認された。その結晶性を見ると、表４５に示すようにアルミニウム成分を添加せずに焼成され実質的に原料中あるいは焼結体製造時に混入する不純物以外は含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いた場合該基板に直接形成される１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２５５秒であった。一方アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００２モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１８７秒と小さくなり結晶性が向上した。アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００８モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１５９秒であり結晶性がより向上した。アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０３モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１３８秒であり結晶性がさらに向上した。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．１モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１２６秒と１３０秒以下になり結晶性が一層向上した。さらにアルミニウム成分の含有量が増加するにしたがって酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が小さくなった。アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合で１１２秒と本実施例において最も小さくなり結晶性が最も優れていた。その後アルミニウム成分の含有量が増加するにしたがって酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が大きくなり、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４０．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１３６秒となった。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で５０．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は２２９秒となり２００秒より大きくなった。
一方本実施例において表４５及び表４６に示すようにアルミニウム成分含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板は該焼結体中に例えば鉄、クロム、あるいは希土類元素などアルミニウム以外の成分が含まれていたとしても該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が大きく低減化するなどの変化は少ないことが確認された。言い換えれば、上記アルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板は、該焼結体中に例えば鉄、クロム、あるいは希土類元素などアルミニウム以外の成分が含まれていたとしてもこれらの成分によって該基板に直接形成される単結晶薄膜の結晶性に影響を受けにくいものであることが確認された。
具体的には、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０３モル％含み同時にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０００１モル％〜１２．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３４秒〜１４５秒の範囲であり、その結晶性はアルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で０．０３モル％含みイットリウム成分を含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１３８秒から大きく変化する傾向を示さなかった。
さらに、表４５及び表４６においてアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含み同時に鉄成分をＦｅ２Ｏ３換算で０．２モル％、クロム成分をＣｒ２Ｏ３換算で０．２モル％、イットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％、ホルミウム成分をＨｏ２Ｏ３換算で０．０４モル％、エルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％、それぞれ含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１１１秒〜１１７秒の範囲であり、その結晶性はアルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１１２秒から大きく変化する傾向を示さなかった。また、Ａｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含み同時にジスプロシウム成分をＤｙ２Ｏ３換算で０．０４モル％、イッテルビウム成分をＹｂ２Ｏ３換算で０．０４モル％、それぞれ含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１１６秒及び〜１１３秒であり、その結晶性はアルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜の１１８秒から大きく変化する傾向を示さなかった。
また、表４５及び表４６においてイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含み同時にアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００２モル％〜５０．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の結晶性と、アルミニウム成分だけを含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の結晶性とを比較してみると、それぞれ同じ量のアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板では該結晶性に関してあまり変化しておらずほとんど同じレベルであった。例えば、イットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含み同時にアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００２モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１７５秒であり、その結晶性はアルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で０．００２モル％含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１８７秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、イットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含み同時にアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．１０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１２５秒であり、その結晶性はアルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で０．１０モル％含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１２６秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、イットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含み同時にアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で３０．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１２６秒であり、その結晶性はアルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で３０．０モル％含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１２７秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。すなわち、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００２モル％〜５０．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体に直接形成される１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の結晶性は、該酸化亜鉛を主成分とする焼結体にアルミニウム成分以外にイットリウム成分が同時に含まれていたとしても殆ど変化せずイットリウム成分の有無による影響を受けにくい傾向を有することが確認された。
さらに、イットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含み同時にアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で１．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１１９秒であり、その結晶性はアルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で１．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１２１秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。
また、表４５及び表４６においてアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で１．０モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％及びエルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％という３成分を同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成される１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１１６秒であり、その結晶性はアルミニウム成分だけをＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜の１１８秒から大きく変化する傾向を示さなかった。
その他に、表４５に示すようにアルミニウム成分を含まずＦｅ２Ｏ３換算で１．０モル％の鉄成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板に用いた場合は該基板に直接形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２２７秒であった。アルミニウム成分を含まずＣｒ２Ｏ３換算で１．０モル％のクロム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板に用いた場合は該基板に直接形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２２０秒であった。アルミニウム成分を含まずＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％のイットリウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板に用いた場合は該基板に直接形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１９２秒と２００秒以下であった。アルミニウム成分を含まずＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％のエルビウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板に用いた場合は該基板に直接形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２０６秒であった。アルミニウム成分を含まずＹｂ２Ｏ３換算で０．０４モル％のイッテルビウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板に用いた場合は該基板に直接形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２０３秒であった。
このように本実施例において実質的にアルミニウム成分を含まず、鉄、クロム、イットリウム、エルビウム、イッテルビウムなどの成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体であっても、該焼結体を基板として用いたとき該基板には比較的良好な結晶性の窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成されることが確認された。その結晶性はアルミニウム成分及びその他の成分を添加せずに焼成され原料中の不純物以外は含まない実質的に酸化亜鉛だけからなる焼結体を基板として用い該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の２５５秒と比較しても劣っていなかった。
上記のように各種組成の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜、１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜、１００モル％ＩｎＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて３００秒以下で結晶性に優れていた。
このような特性を有する上記各種組成の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いたとき、該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性はより優れたものが得られることが確認された。すなわち、各種組成を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用い、該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下になるとは必ずしも限らない。それに対して、このような各種組成を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いても、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下のものが形成し得ることが確認された。
また、同じ組成の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成する場合、該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性はより優れたものが得られることが確認された。
すなわち、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しその上にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３０秒以下となり易く、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体を基板として用いたとき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１００秒以下のものが形成され得ることが確認された。
また、上記量のアルミニウム成分を含み、その他に鉄成分、クロム成分、イットリウム成分、ジスプロシウム成分、ホルミウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分などの成分を同時に含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板であっても該基板に形成される単結晶薄膜の結晶性は、前記アルミニウム成分を含みその他に鉄成分、クロム成分、イットリウム成分、ジスプロシウム成分、ホルミウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分などの成分を実質的には含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に形成される単結晶薄膜の結晶性と比較して大きく低減化するなどの変化を受けにくいことが確認された。すなわち、上記量のアルミニウム成分を含有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板であれば、たとえ鉄成分、クロム成分、イットリウム成分、ジスプロシウム成分、ホルミウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分などアルミニウム成分以外の成分が含まれていたとしてもこれらの成分によって形成される単結晶薄膜の結晶性は影響を受けにくいものであることが確認された。
より具体的には、表４５に示すようにアルミニウム成分を添加せずに焼成され実質的に原料中あるいは焼結体製造時に混入する不純物以外は含まない酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２５５秒であるのに対して、同じ酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３６秒と結晶性が向上した。
一方、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００２モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１８７秒であるのに対して、同じアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１０７秒と結晶性が向上した。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００８モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５９秒であるのに対して、同じアルミニウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９７秒と１００秒以下となった。以下アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成し、さらにその上に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のほうが結晶性はより優れたものが得られ、該単結晶薄膜の結晶性は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が８６秒〜９７秒の範囲でありすべて１００秒以下であることが確認された。
また、含有するアルミニウム成分がＡｌ２Ｏ３換算で５０．０モル％含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２２９秒であるのに対して、同じ基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜を形成しその上に形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜では１３４秒と結晶性が向上した。
また、例えば表４６に示すようにアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００２モル％含みさらにその他にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含む組成の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１７５秒であるのに対して、同じアルミニウム成分とイットリウムを含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１０７秒であり結晶性が向上した。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００８モル％含みさらにその他にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含む組成の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５７秒であるのに対して、同じアルミニウム成分とイットリウムを含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９６秒と１００秒以下に結晶性が向上した。以下表４６に示すように、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０３モル％、０．１０モル％、０．３０モル％、１．０モル％、３．０モル％、１０．０モル％、３０．０モル％含みさらにその他に鉄成分、クロム成分、イットリウム成分、ジスプロシウム成分、ホルミウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分のうちのいずれかを含む各種組成の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、これら各基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜の結晶性に比べて、同じアルミニウム成分とその他鉄成分、クロム成分、イットリウム成分、ジスプロシウム成分、ホルミウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分のうちのいずれかを含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜の結晶性はより向上し該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて１００秒以下であることが確認された。また、アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で３．０モル％含みさらにその他にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％及びエルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％含む組成の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１１６秒であるのに対して、同じアルミニウム成分とイットリウム成分及びエルビウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮ無定形薄膜、１００モル％ＡｌＮ多結晶薄膜、１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ９３秒、９６秒、８７秒とすべて１００秒以下に向上であった。
その他、表４５及び表４６に示したすべての組成の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合でも、該基板に直接形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶の各種結晶状態からなる窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成し、さらにその上に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のほうが結晶性はより優れたものが得られる。
例えば、表４５に示すようにアルミニウム成分を含まずＦｅ２Ｏ３換算で１．０モル％の鉄成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２２７秒であるのに対して、同じ鉄成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１２４秒であり結晶性が向上した。アルミニウム成分を含まずＣｒ２Ｏ３換算で１．０モル％のクロム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２２０秒であるのに対して、同じクロム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１１９秒であり結晶性が向上した。アルミニウム成分を含まずＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％のイットリウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１９２秒であるのに対して、同じイットリウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１０４秒であり結晶性が向上した。アルミニウム成分を含まずＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％のエルビウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２０６秒であるのに対して、同じエルビウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１０７秒であり結晶性が向上した。アルミニウム成分を含まずＹｂ２Ｏ３換算で０．０４モル％のイッテルビウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２０３秒であるのに対して、同じイッテルビウム成分を含む酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１０９秒であり結晶性が向上した。
なお別に、本実施例で作製した表４５及び表４６に示す各種組成の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に表４５及び表４６には記載されているものとは異なる構成の薄膜を形成した。
すなわち、表４５及び表４６に示す各種組成の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に上記のように実施例２５の実験Ｎｏ．７０６、７０７及び７０８で行ったスパッタリング法及び実験Ｎｏ．７０９で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＡｌＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成し、それぞれ実施例２５と同様の無定形、多結晶、配向性多結晶及び単結晶状態の窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を形成した。また、実験Ｎｏ．７２８、７３０で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＧａＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成し、それぞれ実施例２５と同様の無定形、及び配向性多結晶状態の窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成した。また、実験Ｎｏ．７３１で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＩｎＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成し、実施例２５と同様の配向性多結晶状態の窒化インジウムを主成分とする薄膜を形成した。
また、上記のようにあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする薄膜、窒化ガリウムを主成分とする薄膜、窒化インジウムを主成分とする薄膜を形成した酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板と、薄膜を形成せずに残しておいた酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板とを用い、実施例１９に記載されたものと同様のＭＯＣＶＤ法によりその上にさらに１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ、１００モル％ＩｎＮ、５０モル％ＡｌＮ＋５０モル％ＧａＮ、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＩｎＮ各組成の単結晶薄膜を厚み３μｍで形成した。
上記の薄膜を表４５及び表４６に示したものと異なる構成で本実施例で作製した各種組成の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に形成した場合も、同じ酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性より、あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しその上に形成した単結晶薄膜のほうが結晶性に優れていることが確認された。
このように本実施例において酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のほうが結晶性はより優れたものが得られることがすべての実験で確認された。
本実施例において表４５及び表４６に記載した構成の薄膜及びその他作製したすべての薄膜の外観を調べたがあらかじめ基板に形成した薄膜及びその上にさらに形成した薄膜いずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板との間及び薄膜同志の間で剥離は見られなかった。また、基板表面の薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板と該基板にあらかじめ形成した薄膜、及び該薄膜とさらにその上に形成した単結晶薄膜とは強固に接合している。
Figure 2005179167
Figure 2005179167
本実施例は酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板の組成と該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜の結晶性に及ぼす影響を調べた例を示す。
まず、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）粉末として実施例１で用いた株式会社高純度化学研究所製の純度９９％のものを用意し、マグネシア（ＭｇＯ）粉末として株式会社高純度化学研究所製の純度９９．９９％のものを用意し、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末として株式会社高純度化学研究所製の純度９９．９９％のものを用意し、シリカ（ＳｉＯ２）粉末として株式会社アドマテック製の純度９９．９％の「ＳＯ−Ｅ２」グレードを用意した。これらの粉末を所定の組成になるよう実施例１と同様の方法によりボールミルで粉砕混合後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、実施例１と同様の大きさの成形体に一軸プレス成形後脱脂し、その後１５００℃で３時間大気中で常圧焼成してマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を各種割合で含有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を作製した。これらの焼結体はいずれも相対密度９８％以上に緻密化していた。得られた焼結体を実施例８と同様粒径０．０５μｍのコロイド状のアルミナを主成分とする研磨剤を用いて鏡面研磨し塩化メチレン及びＩＰＡで超音波洗浄し基板を作製した。鏡面研磨した基板の平均表面粗さＲａは８．６ｎｍ〜９．５ｎｍの範囲にあった。研磨後の基板を用いて波長６０５ｎｍの光に対する光透過率を実施例２と同様の方法により測定した。
このようにして得られた酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板の特性を表４７に示す。
表４７に示すようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分及びその他の成分を添加せずに焼成され原料中の不純物以外は含まない実質的に酸化ベリリウムだけからなる焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は１４％であったがマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにつれ光透過率も上昇する傾向を示しカルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含むものは５７％に達した。その後マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにつれ光透過率は次第に低下しマグネシウム成分をＭｇＯ換算で３０．０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体では波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２４％となり、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で４０．０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体では光透過率が７．６％となった。
また、本実施例においてマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を酸化物換算で合計３５．０モル％以下の範囲で含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００００５モル％〜５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率３０％以上のものが得られ易いことが確認された。さらに、８０％以上の光透過率を有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が製造し得ることも確認された。
すなわち表４７に示されるように、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０００２モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率が３５％であった。その後イットリウム成分が増加するにつれ光透過率は増大する傾向を示し、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率が８１％であった。さらにその後はイットリウム成分が増加するにつれ光透過率は低下するする傾向を示し、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で４．０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は３７％であり、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で６．０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２８％であった。
また、上記のようにカルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は８１％であったが、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含みさらにイットリウム以外の希土類元素成分を酸化物換算で０．０４０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率も７５％〜８０％と高いものであった。すなわち、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含みさらに希土類元素成分としてジスプロシウム成分をＤｙ２Ｏ３換算で０．０４０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は７６％であり、ホルミウム成分をＨｏ２Ｏ３換算で０．０４０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率は７５％であり、エルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率は８０％であり、イッテルビウム成分をＹｂ２Ｏ３換算で０．０４０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率は７８％であった。さらに、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含みかつ珪素成分をＳｉＯ２換算で０．２０モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％の３成分を同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は８０％であった。
次に用意した上記の基板に対して実施例２７に示したものと同様の方法で薄膜を形成した。すなわち、用意した基板の一部を選びその上に実施例２５の実験Ｎｏ．７０８で行ったスパッタリング法と同様の条件により１００モル％ＡｌＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成した。
次に上記のようにしてあらかじめＡｌＮ薄膜を形成した酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板と、ＡｌＮ薄膜を形成せずに残しておいた酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板とを用いその上にさらに実施例１９に記載されたものと同じ１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ各組成の薄膜をＭＯＣＶＤ法により厚み３μｍで形成した。ＭＯＣＶＤの条件としては実施例１９に記載のように実施例１及び実施例２と同様の条件であった。このようにして作製した薄膜の特性を表４７に示した。
本実施例において、上記各基板にあらかじめ形成した１００モル％ＡｌＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、明らかに基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶であった。
上記各基板にあらかじめ形成したＡｌＮ配向性多結晶薄膜の結晶性を見ると、表４７に示すように実質的にマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９６７０秒であった。マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分が増加するにつれて該配向性多結晶薄膜の結晶性は向上する傾向を示した。すなわち、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．０００１モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合９１２０秒であったが、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合は８５４０秒であり、珪素成分をＳｉＯ２換算で０．００２モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合は７７１０秒と８０００秒以下に低下した。その後マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにつれて該ＡｌＮ配向性多結晶薄膜の結晶性は少し向上する傾向を示した。カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％かつ珪素成分をＳｉＯ２換算で０．２モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合は７１９０秒と最も向上した。その後マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにつれて該ＡｌＮ配向性多結晶薄膜の結晶性はやや低下する傾向を示した。マグネシウム成分をＭｇＯ算で３０．０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成したＡｌＮ配向性多結晶薄膜の場合は７６５０秒であった。しかしながら、マグネシウム成分をＭｇＯ算で４０．０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成したＡｌＮ配向性多結晶薄膜の場合は９４８０秒と結晶性は低下した。
また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成したＡｌＮ配向性多結晶薄膜の場合、該配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は７２２０秒〜７９６０秒の範囲でありすべて８０００秒以下であった。
次に、上記の薄膜をあらかじめ形成せずに残しておいた酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて前記ＭＯＣＶＤ法により形成した１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ各組成からなる薄膜の結晶性をＸ線回折により調べた。その結果、作製したすべての薄膜が基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶であることが確認された。その結晶性を見ると、表４７に示すようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分及びその他の成分を添加せずに焼成され実質的に原料中あるいは焼結体製造時に混入する不純物以外は含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成され１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２７０秒であった。一方、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．０００１モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は２２１秒と小さくなり結晶性が向上した。さらに、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１９１秒であり、珪素成分をＳｉＯ２換算で０．００２０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１６８秒とそれぞれ２００秒以下になり結晶性が向上した。マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．００８０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１４２秒と１５０秒以下となり結晶性がより向上した。カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０２０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１２２秒であり、珪素成分をＳｉＯ２換算で０．４０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１２７秒と、それぞれ１３０秒以下になり結晶性がさらに向上した。その後マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにしたがって酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が小さくなった。すなわち、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合で１０９秒、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で０．２０モル％同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合で１０８秒と本実施例において直接基板に形成した単結晶薄膜のなかでは最も小さくなり結晶性が最も優れていた。その後マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにしたがって酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が大きくなり、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で３０．０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１３２秒となった。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で４０．０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は２１７秒となり２００秒より大きくなった。
一方本実施例において表４７に示すように、マグネシウム、カルシウム、珪素成分のうち少なくとも１種以上を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板は該焼結体中に例えば希土類元素などマグネシウム、カルシウム、珪素成分以外の成分が含まれていたとしても該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が大きく低減化するなどの変化は少ないことが確認された。言い換えれば、上記マグネシウム、カルシウム、珪素成分のうち少なくとも１種以上を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板は、該焼結体中に希土類元素などマグネシウム、カルシウム、珪素成分以外の成分が含まれていたとしてもこれらの成分によって該基板に直接形成される単結晶薄膜の結晶性に影響を受けにくいものであることが確認された。
具体的には、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含み同時にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０００２モル％、及びカルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含み同時にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で６．０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ１８２秒、１８９秒であり、その結晶性はカルシウム成分だけをＣａＯ換算で０．０００４モル％含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１９１秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含み同時にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で４．０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１７６秒であり、その結晶性は上記のカルシウム成分だけをＣａＯ換算で０．０００４モル％含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１９１秒と比べて大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０２０モル％含み同時にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算でそれぞれ０．００１０モル％、０．００４０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ１２１秒、１２０秒であり、その結晶性はカルシウム成分だけをＣａＯ換算で０．０２０モル％含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１２２秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０２０モル％含み同時にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０１０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１１８秒であり、その結晶性はカルシウム成分だけをＣａＯ換算で０．０２０モル％含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１２２秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含み同時にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％、ホルミウム成分をＨｏ２Ｏ３換算で０．０４０モル％、エルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４０モル％、それぞれ含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ１０４秒、１０７秒、１０８秒であり、その結晶性はカルシウム成分だけをＣａＯ換算で０．４５モル％含み実質的に上記各種希土類元素成分を含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１０９秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含み同時にジスプロシウム成分をＤｙ２Ｏ３換算で０．０４０モル％、イッテルビウム成分をＹｂ２Ｏ３換算で０．０４０モル％、それぞれ含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ１１０秒、１０６秒であり、その結晶性はカルシウム成分だけをＣａＯ換算で０．４５モル％含み実質的に上記各種希土類元素成分を含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１０９秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で０．２０モル％含みさらに同時にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１０９秒であり、その結晶性はカルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で０．２０モル％だけ含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１０８秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。
このようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板は、該基板がたとえマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外にイットリウムなどの希土類元素成分が同時に含まれている酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなるものであったとしても、該基板に直接形成される窒化ガリウム、及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性はあまり変化せず、イットリウムなどの希土類元素成分含有の有無による影響を受けにくい傾向を有することが確認された。
上記のように各種組成の酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜、１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて３００秒以下で結晶性に優れていた。
本実施例において、このような特性を有する上記各種組成の酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたとき、該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性はより優れたものが得られることが確認された。すなわち、各種組成を有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用い、該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下になるとは必ずしも限らない。それに対して、このような各種組成を有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用いても、該基板にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下のものが形成し得ることが確認された。
また、同じ組成の酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成する場合、該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性はより優れたものが得られることが確認された。
すなわち、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用い、その上にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３０秒以下の結晶性に優れたものとなり易く、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を酸化物換算で合計０．００１モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を基板として用い、その上にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１００秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得ることが確認された。
また、上記量のマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含みその他にイットリウム成分、ジスプロシウム成分、ホルミウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分などの成分を同時に含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板であっても該基板に形成される単結晶薄膜の結晶性は、前記マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含みその他にイットリウム成分、ジスプロシウム成分、ホルミウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分などの成分は実質的に含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成される単結晶薄膜の結晶性と比較して大きく低減化するなどの変化を受けにくいことが確認された。すなわち、上記量のマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分を有する酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板であれば、たとえイットリウム成分、ジスプロシウム成分、ホルミウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分などマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外の成分が含まれていたとしてもこれらの成分によって形成される窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は影響を受けにくいものであることが確認された。
より具体的には、表４７に示すようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分及びその他の成分を添加せずに焼成され実質的に原料中あるいは焼結体製造時に混入する不純物以外は含まない酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２７０秒であるのに対して、同じ酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、その上にさらに形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３９秒と結晶性が向上した。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．０００１モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２２１秒であるのに対して、同じマグネシウム成分を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３２秒と結晶性が向上した。
さらに、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１９１秒であるのに対して、同じカルシウム成分を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１２４秒と結晶性が向上した。また、珪素成分をＳｉＯ２換算で０．００２モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１６８秒であるのに対して、同じ珪素成分を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９６秒と１００秒以下となった。以下マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜３５．０モル％の範囲で含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成し、さらにその上に形成された窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のほうが結晶性はより優れたものが得られ、該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が８９秒〜９７秒の範囲でありすべて１００秒以下であることが確認された。
また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で４０．０モル％含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２１７秒であるのに対して、同じ基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜を形成しその上に形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜では１４２秒と結晶性が向上した。
また、例えば表４７に示すようにマグネシウム、カルシウム、珪素のうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分を含みさらに希土類元素成分を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜の結晶性に対して、同じマグネシウム、カルシウム、珪素のうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分及び希土類元素成分を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜の結晶性は向上することが確認された。例えば、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００４モル％含みさらにその他にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０００２モル％、４．０モル％、６．０モル％含む組成の酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれの基板で１８２秒、１７６秒、１８９秒であるのに対して、同じカルシウム成分及びイットリウム成分を含む酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれの基板で１１９秒、１２１秒、１２６秒と結晶性が向上した。さらにカルシウム成分をＣａＯ換算で０．０２０モル％含みさらにその他にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．００１０モル％、０．００４０モル％、０．０１０モル％含む組成の酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜を形成したものを用いた場合はその上に形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ９３秒、９４秒、９２秒と１００秒以下であり、同じ基板に直接形成したものより結晶性は向上した。また、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．４５モル％含みさらにその他にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％、ジスプロシウム成分をＤｙ２Ｏ３換算で０．０４０モル％、ホルミウム成分をＨｏ２Ｏ３換算で０．０４０モル％、エルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４０モル％、イッテルビウム成分をＹｂ２Ｏ３換算で０．０４０モル％、それぞれ含む組成の酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜を形成したものを用いた場合はその上に形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ８８秒、９１秒、９０秒、８９秒、９０秒とすべて１００秒以下であり、同じ基板に直接形成したものより結晶性は向上した。
なお、表４７には記載していないが、本実施例で作製した表４７に示す各種組成の酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜だけでなく、実施例２５の実験Ｎｏ．７０６及び７０７で行ったスパッタリング法及び実験Ｎｏ．７０９で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＡｌＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成し、それぞれ実施例２５と同様の無定形、多結晶、及び単結晶状態の窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を形成した。また、実験Ｎｏ．７２８、７３０で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＧａＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成し、それぞれ実施例２５と同様の無定形、及び配向性多結晶状態の窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成した。また、実験Ｎｏ．７３１で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＩｎＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成し、実施例２５と同様の配向性多結晶状態の窒化インジウムを主成分とする薄膜を形成した。
また、上記のようにあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする薄膜、窒化ガリウムを主成分とする薄膜、窒化インジウムを主成分とする薄膜を形成した酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板と、薄膜を形成せずに残しておいた酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板とを用い、実施例１９に記載されたものと同様のＭＯＣＶＤ法によりさらにその上に１００モル％ＡｌＮ及び１００モル％ＧａＮだけでなく１００モル％ＩｎＮ、５０モル％ＡｌＮ＋５０モル％ＧａＮ、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＩｎＮ各組成の単結晶薄膜を厚み３μｍで形成した。
上記構成の薄膜を表４７に示した同じ酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成したときも、あらかじめ形成される薄膜が１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶でさらにその上に形成される薄膜が１００モル％ＡｌＮあるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜の構成からなるものと同様の効果を有することが確認された。例えば同じ酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性より、あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しその上に形成した単結晶薄膜のほうが結晶性に優れていることが確認された。
このように本実施例において酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しさらにその上に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のほうが結晶性はより優れたものが得られることがすべての実験で確認された。
本実施例において表４７に記載した構成の薄膜及びその他に作製したすべての薄膜の外観を調べたがあらかじめ基板に形成した薄膜及びその上にさらに形成した薄膜いずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板との間及び薄膜同志の間で剥離は見られなかった。また、基板表面の薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板と該基板にあらかじめ形成した薄膜、及び該薄膜とさらにその上に形成した単結晶薄膜とは強固に接合している。
Figure 2005179167
本実施例は酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いたとき該基板の組成と該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜の結晶性に及ぼす影響を調べた例を示す。
まず、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粉末として日本軽金属株式会社製の「Ａ−３１」グレードを用意し、マグネシア（ＭｇＯ）粉末として株式会社高純度化学研究所製の純度９９．９９％のものを用意し、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末として株式会社高純度化学研究所製の純度９９．９９％のものを用意し、シリカ（ＳｉＯ２）粉末として株式会社アドマテック製の純度９９．９％の「ＳＯ−Ｅ２」グレードを用意した。これらの粉末を所定の組成になるよう実施例１と同様の方法によりボールミルで粉砕混合後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、実施例１と同様の大きさの成形体に一軸プレス成形後脱脂し、その後１５５０℃で３時間大気中で常圧焼成してマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を各種割合で含有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を作製した。これらの焼結体はいずれも相対密度９８％以上に緻密化していた。得られた焼結体を実施例２８と同様粒径０．０５μｍのコロイド状のアルミナを主成分とする研磨剤を用いて鏡面研磨し塩化メチレン及びＩＰＡで超音波洗浄し基板を作製した。鏡面研磨した基板の平均表面粗さＲａは６．７ｎｍ〜７．６ｎｍの範囲にあった。研磨後の基板を用いて波長６０５ｎｍの光に対する光透過率を実施例２と同様の方法により測定した。
このようにして得られた酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の特性を表４８に示す。
表４８に示すようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分及びその他の成分を添加せずに焼成され実質的に原料中あるいは焼結体製造時に混入する不純物以外は含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は１８％であったがマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにつれ光透過率も上昇する傾向を示しマグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％含むものは５７％に達した。その後マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにつれ光透過率は次第に低下しカルシウム成分をＣａＯ換算で２０．０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で２０．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体では波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２２％となり、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で２０．０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で３０．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率が６．４％となった。
また、本実施例においてマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を酸化物換算で合計４５．０モル％以下の範囲で含みさらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は、上記と同じ量のマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を含むが実質的に希土類元素成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率と比較して減少するなどの変化がほとんど見られないことが確認された。すなわち、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０５０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は３６％であるが、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０５０モル％及びイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率は３７％とほとんど変化せず、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体にマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外に希土類元素成分が含まれることによる影響はあまり見られないことが確認された。さらに、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は５７％と比較的高い光透過率を有していたが、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％及びイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率も５９％、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％及びホルミウム成分をＨｏ２Ｏ３換算で０．０４モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率も５６％、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％及びイッテルビウム成分をＹｂ２Ｏ３換算で０．０４モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率も５８％、と比較的高く、イットリウムをはじめとする希土類元素成分が含まれることによって光透過率が大きく低下し悪い影響を与えるという現象は見られなかった。
表４８において、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０５０モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で８．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は３６％であり、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０５モル％含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で１２．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は２７％であった。このように、本実施例においてマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を酸化物換算で合計４５．０モル％以下の範囲で含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率３０％以上のものが作製し得ることが確認された。
さらに、本実施例においてマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくともいずれか２種以上を含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体はより高い光透過率を有するものが作製し得ることが確認された。また、最高８０％以上の光透過率を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が製造し得ることも確認された。すなわち、表４８に示されるように、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．６０モル％、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．８０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で０．８０モル％同時に含み、さらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．００８０モル％、ジスプロシウム成分をＤｙ２Ｏ３換算で０．０４０モル％それぞれ含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率がそれぞれ５７％、７８％に増大した。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．６０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で０．２０モル％同時に含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率が６９％であった。さらに、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．０モル％及びカルシウム成分をＣａＯ換算で０．２０モル％同時に含み、さらにイットリウムなどの希土類元素成分を酸化物換算で０．０４０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の波長６０５ｎｍの光に対する光透過率は８１％〜８２％の高いものであった。すなわち、上記量のマグネシウム成分及びカルシウム成分と同時に希土類元素成分としてイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は波長６０５ｎｍの光に対する光透過率が８２％であり、エルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体では光透過率が８１％であった。
次に用意した上記の基板に対して実施例２７に示したものと同様の方法で薄膜を形成した。すなわち、用意した基板の一部を選びその上に実施例２５の実験Ｎｏ．７０８で行ったスパッタリング法と同様の条件により１００モル％ＡｌＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成した。
次に上記のようにしてあらかじめＡｌＮ薄膜を形成した酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板と、ＡｌＮ薄膜を形成せずに残しておいた酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板とを用いその上にさらに実施例１９に記載されたものと同じ１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ各組成の薄膜をＭＯＣＶＤ法により厚み３μｍで形成した。ＭＯＣＶＤの条件としては実施例１９に記載のように実施例１及び実施例２と同様の条件であった。このようにして作製した薄膜の特性を表４８に示した。
本実施例において、上記各基板にあらかじめ形成した１００モル％ＡｌＮ薄膜はミラー指数（００２）の格子面からの回折線だけが出現しており、明らかに基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶であった。
上記各基板にあらかじめ形成したＡｌＮ配向性多結晶薄膜の結晶性を見ると、表４８に示すように実質的にマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９７２０秒であった。マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分が増加するにつれて該配向性多結晶薄膜の結晶性は向上する傾向を示した。すなわち、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００５モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合９２４０秒であったが、珪素成分をＳｉＯ２換算で０．００２０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合は８６６０秒であり、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．０１０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合は７８１０秒と８０００秒以下に低下した。その後マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにつれて該ＡｌＮ配向性多結晶薄膜の結晶性は少し向上する傾向を示した。マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．０モル％及びカルシウム成分をＣａＯ換算で０．２０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合は７２４０秒と最も向上した。その後マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにつれて該ＡｌＮ配向性多結晶薄膜の結晶性はやや低下する傾向を示した。カルシウム成分をＣａＯ算で２０．０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で２０．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成したＡｌＮ配向性多結晶薄膜の場合は７８３０秒であった。しかしながら、マグネシウム成分をＭｇＯ算で２０．０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で３０．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成したＡｌＮ配向性多結晶薄膜の場合は９３７０秒と結晶性は低下した。
また、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計４５．０モル％以下含み、さらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成したＡｌＮ配向性多結晶薄膜の結晶性と、上記と同じ量のマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上の成分を含むが実質的に希土類元素成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成したＡｌＮ配向性多結晶薄膜の結晶性とを比較した場合、その結晶性はあまり変化せず、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体にマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外に希土類元素成分が含まれることによる影響はあまり見られないことが確認された。
本実施例において、これらマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上の成分を含みさらに希土類元素成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成した該配向性多結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は７０７０秒〜７８３０秒の範囲でありすべて８０００秒以下であった。
次に、上記の薄膜をあらかじめ形成せずに残しておいた酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて前記ＭＯＣＶＤ法により形成した１００モル％ＡｌＮ、１００モル％ＧａＮ各組成からなる薄膜の結晶性をＸ線回折により調べた。その結果、作製したすべての薄膜が基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶であることが確認された。その結晶性を見ると、表４８に示すようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分及びその他の成分を添加せずに焼成され実質的に原料中あるいは焼結体製造時に混入する不純物以外は含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成され１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２７４秒であった。一方、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００５モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は２１５秒と小さくなり結晶性が向上した。さらに、珪素成分をＳｉＯ２換算で０．００２０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１８７秒であり、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．０１０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１５６秒とそれぞれ２００秒以下になり結晶性が向上した。カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０５０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１４０秒と１５０秒以下となり結晶性がより向上した。マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．１２モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１１９秒であり、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．６０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で０．２０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１１６秒と、それぞれ１３０秒以下になり結晶性がさらに向上した。その後マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにしたがって酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が小さくなった。すなわち、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合で１１４秒、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．００モル％及びカルシウム成分をＣａＯ換算で０．２０モル％及同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合で１１３秒と本実施例において直接基板に形成した単結晶薄膜のなかでは最も小さくなり結晶性が最も優れていた。その後マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分の含有量が増加するにしたがって酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成される単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が大きくなり、カルシウム成分をＣａＯ換算で２０．０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で２０．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は１４１秒となった。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で２０．０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で３０．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は２２６秒となり２００秒より大きくなった。
一方本実施例において表４８に示すように、マグネシウム、カルシウム、珪素成分のうち少なくとも１種以上を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は該焼結体中に例えば希土類元素などマグネシウム、カルシウム、珪素成分以外の成分が含まれていたとしても該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性が大きく低減化するなどの変化は少ないことが確認された。言い換えれば、上記マグネシウム、カルシウム、珪素成分のうち少なくとも１種以上を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は、該焼結体中に希土類元素などマグネシウム、カルシウム、珪素成分以外の成分が含まれていたとしてもこれらの成分によって該基板に直接形成される単結晶薄膜の結晶性に影響を受けにくいものであることが確認された。
具体的に言えば、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０５０モル％含み同時にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算でそれぞれ０．０４０モル％、８．００モル％及び１２．０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ１３７秒、１２７秒、１３４秒であり、その結晶性はカルシウム成分をＣａＯ換算で０．０５モル％含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１４０秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％含み同時にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板、及びマグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％含み同時にイッテルビウム成分をＹｂ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ１１２秒、及び１１５秒であり、その結晶性はマグネシウム成分だけをＭｇＯ換算で１．２０モル％含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１１４秒と比べて大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％含み同時にホルミウム成分をＨｏ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１１５秒であり、その結晶性はマグネシウム成分だけをＭｇＯ換算で１．２０モル％含み実質的にイットリウムなどの希土類元素成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１１４秒と比べて大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、珪素成分をＳｉＯ２換算で０．００２０モル％同時に含みさらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０００５モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１６１秒であり、その結晶性は珪素成分をＳｉＯ２換算で０．００２０モル％含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１８７秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。
また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．６０モル％かつカルシウム成分をＣａＯ換算で０．８０モル％かつ珪素成分をＳｉＯ２換算で０．８０モル％同時に含み、さらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．００８０モル％、ジスプロシウム成分をＤｙ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ１１１秒、１１３秒であり、その結晶性はマグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．６０モル％かつカルシウム成分をＣａＯ換算で０．８０モル％かつ珪素成分をＳｉＯ２換算で０．８０モル％同時に含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１２０秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．６０モル％かつ珪素成分をＳｉＯ２換算で０．２０モル％同時に含み、さらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１１２秒であり、その結晶性はマグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．６０モル％かつ珪素成分をＳｉＯ２換算で０．２０モル％同時に含み実質的にイットリウム成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１１６秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．００モル％かつカルシウム成分をＣａＯ換算で０．２０モル％同時に含み、さらにイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１０７秒であり、その結晶性はマグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．００モル％かつカルシウム成分をＣａＯ換算で０．２０モル％同時に含み実質的にイットリウムなどの希土類元素成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１１３秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．００モル％かつカルシウム成分をＣａＯ換算で０．２０モル％同時に含み、さらにエルビウム成分をＥｒＯ３換算で０．０４０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１０９秒であり、その結晶性はマグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．００モル％かつカルシウム成分をＣａＯ換算で０．２０モル％同時に含み実質的にイットリウムなどの希土類元素成分を含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の１１３秒から大きく低減化するなどの変化傾向を示さなかった。
このようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は、該基板がたとえマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外にイットリウムなどの希土類元素成分が同時に含まれている酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなるものであったとしても、該基板に直接形成される窒化ガリウム、及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の結晶性はあまり変化せず、イットリウムなどの希土類元素成分含有の有無による影響を受けにくい傾向を有することが確認された。
上記のように各種組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜、１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて３００秒以下で結晶性に優れていた。
本実施例において、このような特性を有する上記各種組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたとき、該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性はより優れたものが得られることが確認された。すなわち、各種組成を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い、該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下になるとは必ずしも限らない。それに対して、このような各種組成を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いても、該基板にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２００秒以下のものが形成し得ることが確認された。
また、同じ組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成する場合、該基板に直接形成される窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性はより優れたものが得られることが確認された。
すなわち、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を酸化物換算で合計０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い、その上にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成し、さらにその上に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３０秒以下の結晶性に優れたものとなり易く、マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうち少なくとも１種以上を酸化物換算で合計０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用い、その上にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成しさらにその上に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１００秒以下の結晶性に優れたものが比較的容易に形成し得ることが確認された。
また、上記量のマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含みその他にイットリウム成分、ジスプロシウム成分、ホルミウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分などの成分を同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板であっても該基板に形成される単結晶薄膜の結晶性は、前記マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分を含みその他にイットリウム成分、ジスプロシウム成分、ホルミウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分などの成分は実質的に含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成される単結晶薄膜の結晶性と比較して大きく低減化するなどの変化を受けにくいことが確認された。すなわち、上記量のマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板であれば、たとえイットリウム成分、ジスプロシウム成分、ホルミウム成分、エルビウム成分、イッテルビウム成分などマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分以外の成分が含まれていたとしてもこれらの成分によって形成される窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は影響を受けにくいものであることが確認された。
より具体的には、表４８に示すようにマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分及びその他の成分を添加せずに焼成され実質的に原料中あるいは焼結体製造時に混入する不純物以外は含まない酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２７４秒であるのに対して、同じ酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、その上にさらに形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１４２秒と結晶性が向上した。また、カルシウム成分をＣａＯ換算で０．０００５モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は２１５秒であるのに対して、同じカルシウム成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１３３秒と結晶性が向上した。
さらに、珪素成分をＳｉＯ２換算で０．００２０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１８７秒であるのに対して、同じカルシウム成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、その上にさらに形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１２２秒と結晶性が向上した。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．０１０モル％含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１５６秒であるのに対して、同じマグネシウム成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、さらにその上に形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９６秒と１００秒以下となった。以下マグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲で含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成し、さらにその上に形成された窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のほうが結晶性はより優れたものが得られ、該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が９０秒〜９７秒の範囲でありすべて１００秒以下であることが確認された。
また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で２０．０モル％及び珪素成分をＳｉＯ２換算で３０．０モル％同時に含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜の場合は該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２２６秒であるのに対して、同じ基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜を形成しその上に形成した１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜では１４７秒と結晶性が向上した。
また、表４８に示すようにマグネシウム、カルシウム、珪素のうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分を含みさらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合でも、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜の結晶性よりも、同じマグネシウム、カルシウム、珪素のうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分を含みさらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ配向性多結晶薄膜を形成し、さらにその上に１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性は向上することが確認された。例えば表４８に示すように珪素成分をＳｉＯ２換算で０．００２０モル％含みさらにその他にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０００５モル％含む組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜を形成したものを用いた場合はその上に形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１０４秒と向上した。さらにカルシウム成分をＣａＯ換算で０．０５０モル％含みさらにその他にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜を形成したものを用いた場合はその上に形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９５秒と１００秒以下に向上した。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．２０モル％含みさらにその他にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％、イッテルビウム成分をＹｂ２Ｏ３換算で０．０４０モル％それぞれ含む組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＧａＮ配向性多結晶薄膜を形成したものを用いた場合はその上に形成した単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ８９秒、９０秒とすべて１００秒以下であった。
また、表４８に示すようにマグネシウム、カルシウム、珪素のうちから選ばれる少なくとも２種以上の成分を含みさらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合でも、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜の結晶性よりも、同じマグネシウム、カルシウム、珪素のうちから選ばれる少なくとも２種以上の成分を含みさらに希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ配向性多結晶薄膜を形成し、さらにその上に１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜あるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜を形成すれば該単結晶薄膜の結晶性は向上することが確認された。例えば、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．６０モル％かつカルシウム成分をＣａＯ換算で０．８０モル％かつ珪素成分をＳｉＯ２換算で０．８０モル％含みさらにその他にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．００８０モル％、ジスプロシウム成分をＤｙ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ１１１秒、１１３秒であるのに対して、同じ成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、その上にさらに形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はそれぞれ９２秒、９０秒と結晶性が向上した。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で０．６０モル％かつ珪素成分をＳｉＯ２換算で０．２０モル％含みさらにその他にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１１２秒であるのに対して、同じ成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、その上にさらに形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は９１秒と結晶性が向上した。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．０モル％かつカルシウム成分をＣａＯ換算で０．２０モル％含みさらにその他にイットリウム成分をＹ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１０７秒であるのに対して、同じ成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＡｌＮの配向性多結晶を形成し、その上にさらに形成された１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は８８秒と結晶性が向上した。また、マグネシウム成分をＭｇＯ換算で１．０モル％かつカルシウム成分をＣａＯ換算で０．２０モル％含みさらにその他にエルビウム成分をＥｒ２Ｏ３換算で０．０４０モル％含む組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は１０７秒であるのに対して、同じ成分を含む酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ１００モル％ＧａＮの配向性多結晶を形成し、その上にさらに形成された１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は８９秒と結晶性が向上した。
なお、表４８には記載していないが、本実施例で作製した表４８に示す各種組成の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜だけでなく、実施例２５の実験Ｎｏ．７０６及び７０７で行ったスパッタリング法及び実験Ｎｏ．７０９で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＡｌＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成し、それぞれ実施例２５と同様の無定形、多結晶、及び単結晶状態の窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を形成した。また、実験Ｎｏ．７２８、７３０で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＧａＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成し、それぞれ実施例２５と同様の無定形、及び配向性多結晶状態の窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成した。また、実験Ｎｏ．７３１で行ったＭＯＣＶＤ法と同様の条件により１００モル％ＩｎＮの薄膜を厚み３μｍであらかじめ形成し、実施例２５と同様の配向性多結晶状態の窒化インジウムを主成分とする薄膜を形成した。
また、上記のようにあらかじめ窒化アルミニウムを主成分とする薄膜、窒化ガリウムを主成分とする薄膜、窒化インジウムを主成分とする薄膜を形成した酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板と、薄膜を形成せずに残しておいた酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板とを用い、実施例１９に記載されたものと同様のＭＯＣＶＤ法によりその上にさらに１００モル％ＡｌＮ及び１００モル％ＧａＮだけでなく１００モル％ＩｎＮ、５０モル％ＡｌＮ＋５０モル％ＧａＮ、５０モル％ＧａＮ＋５０モル％ＩｎＮ各組成の単結晶薄膜を厚み３μｍで形成した。
上記構成の薄膜を表４８に示した同じ酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に形成したときも、あらかじめ形成される薄膜が１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶でその上にさらに形成される薄膜が１００モル％ＡｌＮあるいは１００モル％ＧａＮ単結晶薄膜の構成からなるものと同様の効果を有することが確認された。例えば同じ酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性より、あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しその上に形成した単結晶薄膜のほうが結晶性に優れていることが確認された。
このように本実施例において酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いた場合、該基板に直接形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性よりも、該基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶など各種結晶状態の薄膜を形成しその上にさらに形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のほうが結晶性はより優れたものが得られることがすべての実験で確認された。
本実施例において表４８に記載した構成の薄膜及びその他に作製したすべての薄膜の外観を調べたがあらかじめ基板に形成した薄膜及びその上にさらに形成した薄膜いずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板との間及び薄膜同志の間で剥離は見られなかった。また、基板表面の薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板と該基板にあらかじめ形成した薄膜、及び該薄膜とその上にさらに形成した単結晶薄膜とは強固に接合している。
Figure 2005179167
本実施例は酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムを主成分とする焼結体からなる基板についてその光透過性を調べ、これらの基板を用いて窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ形成し、その上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の形成を試みた例を示すものである。
酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体からなる基板は実施例１で作製した焼結体と本実施例であらたに作製した焼結体を用いて作製したもののそれぞれ２種類を用意した。酸化イットリウムを主成分とする焼結体からなる基板は本実施例で新たに作製した。
本実施例においては以下に示す方法により酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムを主成分とする焼結体をあらたに作製した。すなわち、実施例１で用いたものと同じ安定化剤としてＹ２Ｏ３を３モル％含む酸化ジルコニウム原料を用意し、実施例１と同様原料粉末に焼結助剤は加えずパラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、該粉末を一軸プレス成形後脱脂し、１４００℃で２時間、圧力１５０Ｋｇ／ｃｍ２、大気中でホットプレスして酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体を作製した。次に実施例１で用いたものと同じ酸化マグネシウム原料を用意し、焼結助剤としてＣａＯとＹ２Ｏ３をそれぞれ１重量％ずつ加えて実施例１と同様にボールミルで粉砕混合し、その後パラフィンワックスを加えた粉末を一軸プレス成形後脱脂し、１６００℃で６時間大気中で常圧焼成して酸化マグネシウムを主成分とする焼結体を作製した。次に実施例１で用いたものと同じアルミン酸マグネシウム原料を用意し、酸化マグネシウムの場合と同様に焼結助剤としてＣａＯとＹ２Ｏ３をそれぞれ０．１重量％ずつ加えてボールミルで粉砕混合し、その後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、一軸プレス成形後脱脂し、１６５０℃で８時間水素気流中で常圧焼成してアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体を作製した。次に実施例３０で用いたものと同じＹ２Ｏ３粉末、Ｄｙ２Ｏ３粉末、Ｈｏ２Ｏ３粉末を用意し、主成分ととして上記Ｙ２Ｏ３粉末だけを用いてボールミルで粉砕後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、一軸プレス成形後脱脂し、１６００℃で３時間大気中で常圧焼成して酸化イットリウムを主成分とする焼結体を作製した。また別に上記Ｙ２Ｏ３粉末９９．５重量％に焼結助剤としてＤｙ２Ｏ３及びＨｏ２Ｏ３粉末それぞれ０．２５重量％ずつ加えてボールミルで粉砕混合し、その後パラフィンワックスを加えて成形用粉末を作製し、一軸プレス成形後脱脂し、２１００℃で３時間水素気流中で常圧焼成して酸化イットリウムを主成分とする焼結体を作製した。
次に実施例１及び本実施例で作製した各焼結体を研削加工後粒径０．０５μｍのコロイド状酸化アルミニウムからなる研磨剤を用いて鏡面研磨しアセトン及びイソプロピルアルコールで洗浄して直径２５．４ｍｍ厚み０．５ｍｍの円盤状基板を作製した。
このようにして作製した基板について波長６０５ｎｍの光に対する光透過性を測定したがすべての基板は光透過性を有することが確認された。その後これらの基板に実施例２７と同様の方法で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ厚み３μｍ形成し、さらにその上に厚み３μｍで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の形成を試みた。その結果明らかに本実施例で作製した酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体からなる基板には単結晶薄膜が形成できることが確認された。
これらの結果を表４９に示した。
酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムを主成分とする焼結体からなる基板も平均表面粗さＲａが１０ｎｍ以下のものが作製し得ることが確認された。また、本実施例で作製した酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体からなる基板は平均表面粗さＲａが５ｎｍ以下のものが作製し得ることが確認された。また光透過率も２０％以上、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体からなる基板で最高５９％、酸化マグネシウム主成分とする焼結体からなる基板で最高８３％、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体からなる基板では最高７９％、酸化イットリウムを主成分とする焼結体からなる基板で最高８２％のものが作製し得ることが確認された。
また、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、及び酸化イットリウムを主成分とする焼結体からなる基板に対して窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜は無定形、多結晶、配向性多結晶の各結晶状態であれば直接形成し得ることが確認された。上記窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜あらかじめ形成しその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成すれば該薄膜は単結晶状態のものが形成でき該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて２００秒以下の結晶性のものが形成できることが確認された。また平均表面粗さ５ｎｍ以下の基板では該単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅はすべて１５０秒以下の結晶性のものが形成できることが確認された。
本実施例において表４９に記載した構成の薄膜すべての外観を調べたがあらかじめ基板に形成した薄膜及びその上にさらに形成した薄膜いずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も各酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、及び酸化イットリウムを主成分とする焼結体からなる基板との間及び薄膜同志の間で剥離は見られなかった。また、基板表面の薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、及び酸化イットリウムを主成分とする焼結体からなる基板と該基板にあらかじめ形成した薄膜、及び該薄膜とさらにその上に形成した単結晶薄膜とは強固に接合していることが確認された。
Figure 2005179167
本実施例は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を基板として用いて発光素子を作製しその発光効率を調べた例を示す。
まず、基板として本発明で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いそれぞれ組成（窒化アルミニウム成分含有量）、光透過率の異なるものを用意した。また導通ビアを有するものも用意した。用意した基板の形状は直径２５．４ｍｍ厚み０．５ｍｍの円盤状であり実施例８と同様酸化クロムを主成分とする研磨剤を用いる方法により鏡面研磨及びその後の洗浄が施してある。その平均表面粗さはＲａ１９ｎｍ〜３３ｎｍの範囲にある。用意した基板に１層目の薄膜として適宜実施例２５の実験Ｎｏ．７０６、７０７、７０８、７０９及び７３０に示したものと同様のスパッタリング法あるいはＭＯＣＶＤ法により窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムのうちから選ばれたいずれかを主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を厚み３μｍ形成した。その後適宜これら薄膜を形成した基板の上からさらに２層目として実施例１で示したものと同じ方法で窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムのうちから選ばれたいずれかを主成分とする単結晶薄膜を厚み３μｍ形成した。なお、上記薄膜を形成せず窒化アルミニウムを主成分とする焼結体をそのまま基板として用いたもの、あるいは２層目の単結晶薄膜を形成していない薄膜１層だけのものもある。また、用意した別の基板に対して実施例１８及び実施例２０に示したものと同様のスパッタリング法により適宜Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｗ／Ｃｕ合金、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｉ各薄膜導電性材料を厚み０．５μｍ形成し、さらに該薄膜導電性材料の上に適宜窒化ガリウム、あるいは窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜を１層目の薄膜として実施例２５の実験Ｎｏ．７０８及び７３０に示したものと同様のスパッタリング法あるいはＭＯＣＶＤ法で厚み３μｍ形成した。その上にさらに２層目として実施例１で示したものと同じＭＯＣＶＤ法で適宜窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を厚み３μｍ形成した。これらの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の上に適宜窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムのうちから選ばれたいずれかを主成分とする薄膜及び／又はＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｗ／Ｃｕ合金、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｉ各薄膜導電性材料が形成された基板を用いて発光素子の作製を試みた。比較のために市販されている基板表面がＣ面の（すなわちＣ軸が基板面に対して垂直な）直径２５．４ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、平均表面粗さＲａ１．２ｎｍの京セラ株式会社製サファイア基板も用意しその上に発光素子の作製を試みた。該サファイア基板はそのままの表面状態のものと、窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を本実施例による方法で表面に１層及び２層形成したものとを用意し発光素子の作製を行った。
発光素子作製に用いる上記各基板の特性を表５０に示した。表５０には本実施例で用いた基板の由来（作製した実験Ｎｏ．）も示されている。表５０における各基板の光透過率は波長６０５ｎｍの光に対するものである。
次に用意した上記各基板を実施例１で用いたものと同じＭＯＣＶＤ装置の反応容器内に入れＨ２を流しながら９５０℃〜１０５０℃で予備加熱を行った。その後上記各基板にバッファ層としてトリメチルガリウムをガリウム原料とし、Ｈ２をキャリアガスとし、反応ガスにＮＨ３を用いて上記実施例１で用いたものと同じ装置のＭＯＣＶＤ法により基板温度５２０℃でＧａＮ膜を厚み５００Å形成した。形成したバッファ層の上にトリメチルガリウムを主原料としさらにＳｉＨ４ガスをドーピング成分用原料として用い基板温度を１０００℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法によりコンタクト層及び単一量子井戸の障壁層となるＳｉドーピングのエピタキシャル成長ＧａＮ薄膜を厚み５μｍ形成した。その上にトリメチルガリウム及びトリメチルインジウムを主原料としドーピング成分を用いず基板温度を８００℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法により発光層である単一量子井戸の井戸層となるアンドープのエピタキシャル成長ＩｎＧａＮの２成分混合組成薄膜を厚み３０Å形成した。なお発光層となるＩｎＧａＮ薄膜の組成はＩｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎ、Ｉｎ０．２０Ｇａ０．８０Ｎ、Ｉｎ０．４５Ｇａ０．５５Ｎの３種類のものを作製した。その上にトリメチルガリウム及びトリメチルアルミニウムを主原料としさらにビス−シクロペンタジエニルマグネシウム（ＭｇＣｐ２）をドーピング成分用原料に用い基板温度を１０５０℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法により単一量子井戸の障壁層となるＭｇドーピングのエピタキシャル成長Ａｌ０．２０Ｇａ０．８０Ｎ組成の薄膜を厚み０．１５μｍ形成した。その上にトリメチルガリウムを主原料としさらにビス−シクロペンタジエニルマグネシウム（ＭｇＣｐ２）をドーピング成分用原料に用い基板温度を１０００℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法によりコンタクト層となるＭｇドーピングのエピタキシャル成長ＧａＮ薄膜を厚み０．５μｍ形成した。その後薄膜が形成された基板を反応容器から取り出しＮ２中７００℃で加熱を行った。次に、このようにして作製したＭｇドープＰ型ＧａＮ薄膜層の上に所定の形状のマスクを形成し、上記ＳｉドーピングのＧａＮ薄膜層が露出するまでエッチングを行って該ＳｉドーピングのＧａＮ薄膜層にＴｉ／Ａｌの金属薄膜２層で電極を作製した。また最上層に形成されているＭｇドーピングＧａＮ薄膜層にはＮｉ／Ａｕの金属薄膜２層で電極を作製した。その後薄膜が形成された基板を外形１ｍｍ×１ｍｍの大きさのチップに切断して単一量子井戸構造の発光ダイオード（ＬＥＤ）を作製した。作製した発光ダイオードのうち薄膜層を形成していない基板を用いたものは図４２に例示するような構成のものである。また、薄膜層を１層だけ形成した基板を用いたものは図４３に例示するような構成のものである。また、薄膜層を２層形成した基板を用いたものは図４４に例示するような構成のものである。また、薄膜導電性材料を形成しさらに薄膜層を２層形成した基板を用いたものは図５３に例示するような構成のものである。また、電極は図４５に例示するような配置で形成してある。なお、導通ビアを有する基板を用いたものは上記のようなエッチングによる電極形成を行わず、ＳｉドーピングのＧａＮ薄膜層ではなく図４７〜図４９、及び図５４〜図５６に示すように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの金属薄膜３層で電極を形成し発光素子の上下に電極を配置した形態の単一量子井戸構造の発光素子を作製した。上下に電極を配置した形態の発光素子チップの大きさも外形１ｍｍ×１ｍｍである。サファイア基板を用いて作製した発光ダイオードは図４０に示すような構成であり、電極は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製した発光ダイオードと同様図４５に例示するような配置で形成してある。
次に作製した発光ダイオードのうち発光層となるＩｎＧａＮ薄膜の組成がＩｎ０．２０Ｇａ０．８０Ｎのものを用いて直流電位を印加し発光を試みた。その結果作製したいずれの発光ダイオードも電圧３．５ボルト〜３．８ボルトを印加することで中心波長４５０ｎｍの発光が得られた。次に上記発光層を有するすべての単一量子井戸構造の発光ダイオードについて該ダイオードを駆動させるために入力される動作電流とそのとき発光素子から放出される発光出力とを測定し発光効率を算定した。その結果を表５０の実験Ｎｏ．１４２１〜実験Ｎｏ．１４５９に示した。表５０の実験Ｎｏ．１４５７〜１４５９はサファイア基板を用いて作製した発光ダイオードの結果である。なお、表５０の動作電流は動作電圧３．６ボルトで発光ダイオードを駆動させたときのものである。その結果、サファイア基板を用いて作製した単一量子井戸構造の発光ダイオードの場合発光効率は該サファイア基板の表面に窒化ガリウム、窒化アルミニウム薄膜を形成していないもので６．７％、窒化ガリウム、窒化アルミニウム薄膜を１層及び２層形成したものであっても６．９％〜７．４％の範囲で薄膜の有無によらず小さかったが、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製した発光ダイオードはすべて発光効率１０％以上であった。表５０に示すようにサファイア基板の光透過率は９０％以上であり非常に高い。それに対して窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は光透過率を有しないかあるいは光透過率が１０％以下のものであっても該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される発光素子の発光効率は１０％以上でありサファイア基板を用いて作製される発光素子よりも大きい。
また、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化アルミニウム薄膜を形成せずそのまま用いて作製した発光ダイオードでも発光効率１０％以上であった。さらに窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを少なくとも１層以上形成した基板を用いることで作製した発光ダイオードの発光効率は向上した。また薄膜１層だけ形成した基板より窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とし無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を形成し、その上にさらに窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜２層構成の基板を用いることで、該基板に形成される発光素子の発光効率はさらに向上することが確認された。
さらに、窒化アルミニウム成分を２０体積％以上含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とし無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を形成し、その上にさらに窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜２層構成の基板を用いることで、その上に作製される発光素子の発光効率は１２％以上のものが得られることが確認された。また、窒化アルミニウム成分を５０体積％以上含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とし無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を形成した基板を用いることで、その上に作製される発光素子の発光効率は１２％以上のものが得られることが確認された。また、窒化アルミニウム成分を５０体積％以上含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とし配向性多結晶状態の薄膜を形成した基板を用いることで、その上に作製される発光素子の発光効率は１５％以上のものが得られることが確認された。
また、窒化アルミニウム成分を５０体積％以上含有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とし無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を形成し、その上にさらに窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜２層構成の基板を用いることで、その上に作製される発光素子の発光効率は１５％以上のものが得られることが確認された。
本実施例において、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の光透過率が１％より小さいか実質的に光透過性を有しないもの、あるいは光透過率が１％以上の基板を用いても発光効率１０％以上の発光素子を作製できた。また、上記基板の光透過率が大きいものほど該基板の上に作製される発光素子の発光効率は向上することが確認された。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１０％以上のものを基板として用いたときその上に作製される発光素子の発光効率は１２％以上のものが得られることが確認された。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率２０％以上のものを基板として用いたときその上に作製される発光素子の発光効率は１５％以上のものが得られることが確認された。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率３０％以上のものを基板として用いたときその上に作製される発光素子の発光効率は２０％以上のものが得られることが確認された。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率４０％以上のものを基板として用いたときその上に作製される発光素子の発光効率は２５％以上のものが得られることが確認された。また、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率５０％以上のものを基板として用いたときその上に作製される発光素子の発光効率は３０％以上のものが得られることが確認された。光透過率６０％以上の光透過性を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体ものを基板として用いたときその上に作製される発光素子の発光効率は４０％以上のものが得られることが確認された。また、本実施例において光透過率８８％の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたときその上には本実施例における最大の発光効率６２％を有する発光素子が作製された。
薄膜導電性材料を形成した本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製した発光ダイオードもすべて発光効率１０％以上であった。薄膜導電性材料を形成した基板を用いて作製した発光ダイオードは基板側からの発光はほとんど見られずその反対側のＰ型ＧａＮ薄膜層及び発光層側面のほうからの発光が観察された。また、薄膜導電性材料を形成した基板を用いて作製した発光ダイオードの発光効率は同じ基板で該薄膜導電性材料を形成していない基板を用いて作製した発光ダイオードの発光効率よりも低下することはなかった。
また、導通ビアを有する基板を用いて作製した上下に電極を配した形態の発光ダイオードであっても発光効率が特に低下するような傾向は見られず、発光ダイオードとして十分使用できることが確認された。
なお、表５０には記載していないが発光層となるＩｎＧａＮ薄膜の組成をＩｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎ、及びＩｎ０．４５Ｇａ０．５５Ｎとして作製した単一量子井戸構造の発光ダイオードの場合、中心発光波長がそれぞれ３９０ｎｍ、及び５２０ｎｍと変化したが、発光層の組成がＩｎ０．２０Ｇａ０．８０Ｎのものと同様本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製した発光ダイオードの場合すべてのものが発光効率１０％以上であったのに対して、サファイア基板（窒化ガリウム、窒化アルミニウム薄膜を形成していない）を用いて作製された発光ダイオードがそれぞれ６．６％、６．１％であったのに比べて発光効率が高かった。
次に用意した上記のセラミック材料を主成分とする基板及び比較のために用意したサファイア基板を用い、別途ダブルへテロ構造の発光素子の作製を行った。すなわち、用意した上記基板を実施例１で用いたものと同じＭＯＣＶＤ装置の反応容器内に入れＨ２を流しながら９５０℃〜１０５０℃で予備加熱を行った。その後上記各基板にバッファ層としてトリメチルガリウムをガリウム原料とし、Ｈ２をキャリアガスとし、反応ガスにＮＨ３を用いて上記実施例１で用いたものと同じ装置のＭＯＣＶＤ法により基板温度５００℃でＧａＮ膜を厚み５００Å形成した。形成したバッファ層の上にトリメチルガリウムを主原料としさらにＳｉＨ４ガスをドーピング成分用原料として用い基板温度を１０５０℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法によりコンタクト層となるＳｉドーピングのエピタキシャル成長ＧａＮ薄膜を厚み４μｍ形成した。その上にトリメチルガリウム及びトリメチルアルミニウムを主原料としさらにＳｉＨ４ガスをドーピング成分用原料として用い基板温度を１０５０℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法によりクラッド層となるＳｉドーピングのエピタキシャル成長Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ組成の薄膜を厚み０．１５μｍ形成した。その上にトリメチルガリウム及びトリメチルインジウムを主原料としさらにＳｉＨ４ガス及びジエチル亜鉛をドーピング成分用原料として用い基板温度を８００℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法により発光層となるエピタキシャル成長Ｉｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎ組成の薄膜を厚み５００Å形成した。その上にトリメチルガリウム及びトリメチルアルミニウムを主原料としさらにビス−シクロペンタジエニルマグネシウム（ＭｇＣｐ２）をドーピング成分用原料として用い基板温度を１０５０℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法によりクラッド層となるＭｇドーピングのエピタキシャル成長Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ組成の薄膜を厚み０．１５μｍ形成した。その上にトリメチルガリウムを主原料としさらにビス−シクロペンタジエニルマグネシウム（ＭｇＣｐ２）をドーピング成分用原料として用い基板温度を１０５０℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法によりコンタクト層となるＭｇドーピングのエピタキシャル成長ＧａＮ薄膜を厚み０．５μｍ形成した。その後薄膜が形成された基板を反応容器から取り出しＮ２中７００℃で加熱を行った。次に、このようにして作製したＭｇドープＰ型ＧａＮ薄膜層の上に所定の形状のマスクを形成し、上記ＳｉドーピングのＧａＮ薄膜層が露出するまでエッチングを行って該ＳｉドーピングのＧａＮ薄膜層にＴｉ／Ａｌの金属薄膜２層で電極を作製した。また最上層に形成されているＭｇドーピングＧａＮ薄膜層にはＮｉ／Ａｕの金属薄膜２層で電極を作製した。その後薄膜が形成された基板を１ｍｍ×１ｍｍの大きさのチップに切断してダブルへテロ構造の発光ダイオード（ＬＥＤ）を作製した。作製した発光ダイオードのうち薄膜層を２層形成した基板を用いたものは図５７に例示するような構成のものである。また、薄膜層を形成していない基板を用いたものは図５７の薄膜素５及び薄膜層８が形成されていないような構成のものである。また、薄膜導電性材料を形成しさらに薄膜層を２層形成した基板を用いたものは図５７の基板４と薄膜層５との間に薄膜導電性材料を形成したような構成のものである。また、電極は図４５に例示するような配置で形成してある。なお、導通ビアを有する基板を用いたものは上記のようなエッチングによる電極形成を行わず、ＳｉドーピングのＧａＮ薄膜層ではなく図４７〜図４９、及び図５４〜図５６に示すように窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの金属薄膜３層で電極を形成し発光素子の上下に電極を配置した形態のダブルへテロ構造の発光素子を作製した。サファイア基板を用いて作製した発光ダイオードは図４１に示すような構成であり、電極は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製した発光ダイオードと同様図４５に例示するような配置で形成してある。
次に作製した発光ダイオードに直流電位を印加して発光を試みた。作製したいずれの発光ダイオードも電圧３．５ボルト〜３．８ボルトを印加することで中心波長４５０ｎｍの発光が得られた。次に作製したすべての上記ダブルへテロ構造の発光ダイオードについて該ダイオードを駆動させるために入力される動作電流とそのとき発光素子から放出される発光出力とを測定し発光効率を算定した。その結果を表５０の実験Ｎｏ．１４６０〜実験Ｎｏ．１４７０に示した。表５０の実験Ｎｏ．１４６９及び１４７０はサファイア基板を用いて作製した発光ダイオードの結果である。なお、表５０の動作電流は動作電圧３．６ボルトで発光ダイオードを駆動させたときのものである。その結果、窒化ガリウム、窒化アルミニウム薄膜を形成していないサファイア基板を用いて作製したダブルへテロ構造の発光ダイオードの場合発光効率は５．４％であり、窒化ガリウム薄膜を形成したサファイア基板を用いて作製したダブルへテロ構造の発光ダイオードの場合発光効率は５．９％であったが、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製したダブルへテロ構造の発光ダイオードはすべて発光効率１０％以上であった。その他、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の組成（窒化アルミニウム成分の含有量）、基板の上に形成される薄膜構成、基板の光透過率などは発光素子の発光効率に対して上記単一量子井戸構造のった。表５０に示すようにサファイア基板の光透過率は９０％以上であり非常に高い。それに対して窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板は光透過率を有しないかあるいは光透過率が１０％以下のものであっても該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される発光素子の発光効率は１０％以上でありサファイア基板を用いて作製される発光素子よりも大きい。
また、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化アルミニウム薄膜を形成せずそのまま用いて作製した発光ダイオードでも発光効率１０％以上であった。さらに窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを少なくとも１層以上形成した基板を用いることで作製した発光ダイオードの発光効率は向上した。また薄膜１層だけ形成した基板より窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とし無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を形成し、その上にさらに窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜２層構成の基板を用いることで、該基板に形成される発光素子の発光効率はさらに向上することが確認された。
次に、基板として実施例２の実験Ｎｏ．４９で作製した窒化アルミニウムを主成分とする基板を用い、実施例２５と同様のスパッタリング法を用いて厚み３μｍの１００モル％ＡｌＮ配向性多結晶薄膜をまず形成した。その後スパッタリングチャンバーから基板を取り出し実施例１と同様のＭＯＣＶＤ法により厚み２５μｍの基板面に対してＣ軸が垂直な方向の１００モル％ＡｌＮ単結晶薄膜を形成した。該ＡｌＮ単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅は８４秒であった。形成したＡｌＮ単結晶薄膜を粒径０．１μｍの酸化クロムを主成分とする研磨剤及び粒径０．０２μｍのコロイド状ＳｉＯ２を主成分とする研磨剤で鏡面研磨しアセトン及びイソプロピルアルコールで超音波洗浄して平均表面粗さＲａ１．２ｎｍの薄膜基板を作製した。なお、研磨後表面のＡｌＮ単結晶薄膜は９μｍの厚みで残っていた。この薄膜基板を発光素子作製用基板として用い、さらに比較のために上記のサファイア基板を用い、レーザーダイオードの作製を行った。なお、用いたサファイア基板にはバッファ層の上にＥＬＯ法を行うためのＳｉＯ２膜などは施さずサファイアそのままの状態で使用した。このようにして用意した上記２種類の基板を実施例１で用いたものと同じＭＯＣＶＤ装置の反応容器内に入れＨ２を流しながら１０００℃で予備加熱を行った。その後上記各基板にバッファ層としてトリメチルガリウムをガリウム原料とし、Ｈ２をキャリアガスとし、反応ガスにＮＨ３を用いて上記実施例１で用いたものと同じ装置のＭＯＣＶＤ法により基板温度５００℃でＧａＮ膜を厚み５００Å形成した。形成したバッファ層の上にトリメチルガリウムを主原料としさらにＳｉＨ４ガスをドーピング成分用原料として用い基板温度を１０５０℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法によりコンタクト層となるＳｉドーピングのエピタキシャル成長ＧａＮ薄膜を厚み６μｍ形成した。その上にトリメチルガリウム及びトリメチルアルミニウムを主原料としさらにＳｉＨ４ガスをドーピング成分用原料として用い基板温度を１０５０℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法により第２のクラッド層となるＳｉドーピングのエピタキシャル成長Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ組成の薄膜を厚み０．１μｍ形成した。その上にトリメチルガリウム及びトリメチルアルミニウムを主原料としさらにＳｉＨ４ガスをドーピング成分用原料として用い基板温度を１０５０℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法によりそれぞれＳｉドーピングのエピタキシャル成長したＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ薄膜及びＧａＮ薄膜をそれぞれ厚み２０Åで交互に１５０層積層してスーパーラティス層を形成した。その上にトリメチルガリウムを主原料としさらにＳｉＨ４ガスをドーピング成分用原料として用い基板温度を１０００℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法により第１のクラッド層となるＳｉドーピングのエピタキシャル成長したＧａＮ薄膜を厚み０．１μｍ形成した。その上にトリメチルガリウム及びトリメチルインジウムを主原料としさらにＳｉＨ４ガスをドーピング成分用原料として用い基板温度を８００℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法により発光層となるエピタキシャル成長したＩｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ（Ｓｉドープ）／Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎ（Ｓｉドープ）の多重量子井戸を形成した。この多重量子井戸の構成は井戸層となるＩｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ薄膜を厚み３０Åで６層、障壁層となるＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎ薄膜を厚み８５Åで５層それぞれを交互に積み重ねて形成されたものである。その上にトリメチルガリウムを主原料としさらにビス−シクロペンタジエニルマグネシウム（ＭｇＣｐ２）をドーピング成分用原料として用い基板温度を１０００℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法により第１のクラッド層となるＭｇドーピングのエピタキシャル成長ＧａＮ薄膜を厚み０．１μｍ形成した。その上にトリメチルガリウム及びトリメチルアルミニウムを主原料としさらにビス−シクロペンタジエニルマグネシウム（ＭｇＣｐ２）をドーピング成分用原料として用い基板温度を１０５０℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法によりそれぞれＭｇドーピングのエピタキシャル成長したＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ薄膜及びＧａＮ薄膜をそれぞれ厚み２０Åで交互に１５０層積層してスーパーラティス層を形成した。その上にトリメチルガリウム及びトリメチルアルミニウムを主原料としさらにビス−シクロペンタジエニルマグネシウム（ＭｇＣｐ２）をドーピング成分用原料として用い基板温度を１０５０℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法により第２のクラッド層となるＭｇドーピングのエピタキシャル成長Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ組成の薄膜を厚み０．０５μｍ形成した。その上にトリメチルガリウムを主原料としさらにビス−シクロペンタジエニルマグネシウム（ＭｇＣｐ２）をドーピング成分用原料として用い基板温度を１０００℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法によりコンタクト層となるＭｇドーピングのエピタキシャル成長ＧａＮ薄膜を厚み０．２μｍ形成した。その後薄膜が形成された基板を反応容器から取り出しＮ２中７００℃で加熱を行った。次に、熱処理装置から取り出した後、最上層のＭｇドープＰ型ＧａＮ薄膜層に図４６で示したような帯状の電極が形成できるような形状のマスクを形成し、上記ＳｉドーピングのＧａＮ薄膜層が露出するまでエッチングを行い、その後該ＳｉドーピングのＧａＮ薄膜層にＴｉ／Ａｌの金属薄膜２層で図４６に示すような帯状の電極を作製した。また最上層に形成されているＭｇドーピングＧａＮ薄膜層にはＮｉ／Ａｕの金属薄膜２層で図４６に示すような幅１０μｍの帯状の電極を作製した。電極形成後、基板を０．４５ｍｍ×０．４５ｍｍの大きさのチップに切断し、帯状電極の長手方向に垂直な切断両端面を鏡面研磨してミラーを形成しレーザーダイオードを作製した。次に作製したレーザーダイオードに直流電位を印加して発光を試みた。その結果従来からのサファイアを基板として用いて作製したものは動作電圧４．７ボルト、動作電流７０ｍＡで波長４０２ｎｍ出力８ｍＷのレーザー光の発振が確認された。このように従来からのサファイアを基板として用いて作製したレーザーダイオードの発光効率は２．４％であった。それに対して本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板の表面にＡｌＮ単結晶薄膜が形成された薄膜基板を用いて作製したレーザーダイオードの場合、動作電圧４．３ボルト、動作電流７０ｍＡで波長４０２ｎｍ出力４９ｍＷのレーザー光の発振が確認された。このように本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる薄膜基板を用いて作製したレーザーダイオードの発光効率は１６．３％であった。
またサファイア基板に上記と同じようにバッファ層としてＧａＮ膜を厚み５００Å形成し、その上に幅１０μｍの帯状ＳｉＯ２薄膜を１０μｍの間隔で形成したものを基板として用意しＥＬＯ法によるレーザーダイオードの作製を試みた。該ＳｉＯ２薄膜の厚み０．１μｍである。このようにあらかじめ帯状ＳｉＯ２薄膜を等間隔に形成したサファイア基板を用いて上記と同じ方法でまずコンタクト層となるＳｉドープのＧａＮ薄膜を６μｍ形成しその後も上記と同じ方法でレーザーダイオードを作製し発光を試みた。なお、作製したレーザーダイオードのＰ型ＧａＮ薄膜層に形成した電極は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムエピタキシャル薄膜中に転位やひずみの少ないと思われる帯状ＳｉＯ２薄膜の隙間部分に相当する位置に形成した。その結果該レーザーダイオードでは動作電圧４．４ボルト、動作電流７０ｍＡで波長４０２ｎｍのレーザー光出力２２ｍＷが観測された。発光効率は７．１％である。このように従来からのサファイア基板を用いた場合、ＥＬＯ法を用いて作製されたレーザーダイオードであっても発光効率は比較的小さかった。
Figure 2005179167
本実施例は炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムそれぞれを主成分とする焼結体を基板として用いて発光素子の作製を試みその発光効率を調べた例を示す。
まず、基板として本発明で作製した炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムを主成分とする各焼結体を用いそれぞれ組成（各セラミック主成分の含有量）、光透過率の異なるものを用意した。用意した基板の形状は直径２５．４ｍｍ厚み０．５ｍｍの円盤状であり鏡面研磨及びその後の洗浄が施してある。各基板の平均表面粗さＲａはそれぞれの由来、すなわち実施例１、実施例８、実施例３０、実施例３１、実施例３２、実施例３３で示されたものと同様である（実施例１で作製した酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体からなる基板のＲａが３６ｎｍ、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体からなる基板がＲａ６０ｎｍ、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体からなる基板がＲａ６３ｎｍであり、残りのすべての基板はそれ以下の平均表面粗さである）。用意した基板に１層目の薄膜として適宜実施例２５の実験Ｎｏ．７０６、７０７、７０８、７０９及び７３０に示したものと同様のスパッタリング法あるいはＭＯＣＶＤ法により窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムのうちから選ばれたいずれかを主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を厚み３μｍ形成した。その後適宜これら薄膜を形成した基板の上からさらに２層目として実施例１で示したものと同じ方法で窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムのうちから選ばれたいずれかを主成分とする単結晶薄膜を厚み３μｍ形成した。なお、上記薄膜を形成せず焼結体をそのまま基板として用いたもの、あるいは２層目の単結晶薄膜を形成していない薄膜１層だけのものもある。
発光素子作製に用いる上記各基板の特性を表５１に示した。表５１には本実施例で用いた基板の由来（作製した実験Ｎｏ．）も示されている。各基板の平均表面粗さＲａはそれぞれの由来すなわち実施例１、実施例８、実施例３０、実施例３１、実施例３２、実施例３３で示されたものと同様である（実施例１で作製した酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体からなる基板のＲａが３６ｎｍ、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体からなる基板がＲａ６０ｎｍ、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体からなる基板がＲａ６３ｎｍであり、残りのすべての基板はそれ以下の平均表面粗さである）。表５１における各基板の光透過率は波長６０５ｎｍの光に対するものである。
以下、本実施例で用意した各基板を用いて実施例３４と同様にして単一量子井戸構造の発光素子の作製を試みた。
すなわち、まず用意した上記各基板を実施例１で用いたものと同じＭＯＣＶＤ装置の反応容器内に入れＨ２を流しながら９５０℃〜１０５０℃で予備加熱を行った。その後上記各基板にバッファ層としてトリメチルガリウムをガリウム原料とし、Ｈ２をキャリアガスとし、反応ガスにＮＨ３を用いて上記実施例１で用いたものと同じ装置のＭＯＣＶＤ法により基板温度５２０℃でＧａＮ膜を厚み５００Å形成した。形成したバッファ層の上にトリメチルガリウムを主原料としさらにＳｉＨ４ガスをドーピング成分用原料として用い基板温度を１０００℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法によりコンタクト層及び単一量子井戸の障壁層となるＳｉドーピングのエピタキシャル成長ＧａＮ薄膜を厚み５μｍ形成した。その上にトリメチルガリウム及びトリメチルインジウムを主原料としドーピング成分を用いず基板温度を８００℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法により発光層である単一量子井戸の井戸層となるアンドープのエピタキシャル成長ＩｎＧａＮの２成分混合組成薄膜を厚み３０Å形成した。なお発光層となるＩｎＧａＮ薄膜の組成はＩｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎ、Ｉｎ０．２０Ｇａ０．８０Ｎ、Ｉｎ０．４５Ｇａ０．５５Ｎの３種類のものを作製した。その上にトリメチルガリウム及びトリメチルアルミニウムを主原料としさらにビス−シクロペンタジエニルマグネシウム（ＭｇＣｐ２）をドーピング成分用原料に用い基板温度を１０５０℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法により単一量子井戸の障壁層となるＭｇドーピングのエピタキシャル成長Ａｌ０．２０Ｇａ０．８０Ｎ組成の薄膜を厚み０．１５μｍ形成した。その上にトリメチルガリウムを主原料としさらにビス−シクロペンタジエニルマグネシウム（ＭｇＣｐ２）をドーピング成分用原料に用い基板温度を１０００℃とした以外は上記と同じ条件のＭＯＣＶＤ法によりコンタクト層となるＭｇドーピングのエピタキシャル成長ＧａＮ薄膜を厚み０．５μｍ形成した。その後薄膜が形成された基板を反応容器から取り出しＮ２中７００℃で加熱を行った。次に、このようにして作製したＭｇドープＰ型ＧａＮ薄膜層の上に所定の形状のマスクを形成し、上記ＳｉドーピングのＧａＮ薄膜層が露出するまでエッチングを行って該ＳｉドーピングのＧａＮ薄膜層にＴｉ／Ａｌの金属２層で電極を作製した。また最上層に形成されているＭｇドーピングＧａＮ薄膜層にはＮｉ／Ａｕの金属２層で電極を作製した。その後薄膜が形成された基板を外形１ｍｍ×１ｍｍの大きさのチップに切断して単一量子井戸構造の発光ダイオードを作製した。作製した発光ダイオードのうち薄膜層を形成していない基板を用いたものは図４２に例示するような構成のものである。また、薄膜層を１層だけ形成した基板を用いたものは図４３に例示するような構成のものである。また、薄膜層を２層形成した基板を用いたものは図４４に例示するような構成のものである。また電極は図４５に例示するような配置で形成してあり、実施例３４において窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製した発光ダイオードと同様のものである。なお、実験Ｎｏ．１４９３及び実験Ｎｏ．１４９５で作製した発光素子は基板として導電性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体を用い、基板にあらかじめ形成される薄膜もＳｉドーピングの導電性を有するＧａＮ薄膜を用いた。実験Ｎｏ．１４９３及び実験Ｎｏ．１４９５において作製した発光ダイオードの構成は図５０に示すようなものであり、上記のようなエッチングによる電極形成を行わず電極は各酸化亜鉛を主成分とする焼結体にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの金属薄膜３層で直接形成することで発光素子の上下に電極を配置した形態の単一量子井戸構造の発光ダイオードである。この上下に電極を配置した形態の発光ダイオードチップの大きさも外形１ｍｍ×１ｍｍである。
次に作製した発光ダイオードのうち発光層となるＩｎＧａＮ薄膜の組成がＩｎ０．２０Ｇａ０．８０Ｎのものを用いて直流電位を印加し発光を試みた。その結果作製したいずれの発光ダイオードも電圧３．５ボルト〜３．８ボルトを印加することで中心波長４５０ｎｍの発光が得られた。次に上記発光層を有するすべての単一量子井戸構造の発光ダイオードについて該ダイオードを駆動させるために入力される動作電流とそのとき発光素子から放出される発光出力とを測定し発光効率を算定した。その結果を表５１に示した。なお、表５１の動作電流は動作電圧３．６ボルトで発光ダイオードを駆動させたときのものである。その結果、サファイア基板を用いて作製した単一量子井戸構造の発光ダイオードの場合発光効率は実施例３４で示すように６．７％〜７．４％の範囲であったが、本発明による炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムそれぞれを主成分とする各焼結体からなる基板を用いて作製した発光ダイオードはすべて発光効率８％以上でありサファイア基板を用いて作製されたものより高かった。実施例３４の表５０に示すようにサファイア基板の光透過率は９０％以上であり非常に高い。それに対して炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムそれぞれを主成分とする各焼結体からなる基板は光透過率を有しないかあるいは光透過率が１０％以下のものであっても該炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウムそれぞれを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製される発光ダイオードの発光効率は８％以上でありサファイア基板を用いて作製されるものよりよりも大きかった。
また、本発明による酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウム、窒化アルミニウム薄膜を形成せずそのまま用いて作製した発光ダイオードでも発光効率８％以上であった。さらに窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを少なくとも１層以上形成した基板を用いることで作製した発光ダイオードの発光効率は向上した。また、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムそれぞれを主成分とする焼結体からなる基板に薄膜１層だけ形成した基板より、上記同じ炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウムそれぞれを主成分とする焼結体からなる基板にあらかじめ窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とし無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を形成し、その上にさらに窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜２層構成の基板を用いることで、該基板に形成される発光素子の発光効率はより向上することが確認された。
本実施例において、発光ダイオード作製に用いた酸化亜鉛を主成分とする焼結体中の酸化亜鉛成分の含有量は５５．０モル％以上であり、該焼結体からなる基板を用いて作製された発光ダイオードの発光効率は８％以上であることが確認された。また、発光ダイオード作製に用いた酸化ベリリウムを主成分とする焼結体中の酸化ベリリウム成分の含有量は６５．０モル％以上であり、該焼結体からなる基板を用いて作製された発光ダイオードの発光効率は８％以上であることが確認された。また、発光ダイオード作製に用いた酸化アルミニウムを主成分とする焼結体中の酸化アルミニウム成分の含有量は５５．０モル％以上であり、該焼結体からなる基板を用いて作製された発光ダイオードの発光効率は８％以上であることが確認された。
本実施例において、本発明による炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムそれぞれを主成分とする焼結体からなる基板の光透過率が１％より小さいか実質的に光透過性を有しないもの、あるいは光透過率が１％以上のものを基板として用いても発光効率８％以上の発光素子を作製できた。また、上記基板の光透過率が大きいものほど該基板の上に作製される発光素子の発光効率は向上することが確認された。すなわち、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムを主成分とする各焼結体において光透過率が１０％以上のものを基板として用いたときその上に作製される発光素子の発光効率は１０％以上のものが得られることが確認された。また、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムを主成分とする各焼結体において光透過率２０％以上のものを基板として用いたときその上に作製される発光素子の発光効率は１２％以上のものが得られることが確認された。また、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムを主成分とする各焼結体において光透過率３０％以上のものを基板として用いたときその上に作製される発光素子の発光効率は１５％以上のものが得られることが確認された。また、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムを主成分とする各焼結体において光透過率４０％以上のものを基板として用いたときその上に作製される発光素子の発光効率は２０％以上のものが得られることが確認された。また、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムを主成分とする各焼結体において光透過率５０％以上のものを基板として用いたときその上に作製される発光素子の発光効率は２５％以上のものが得られることが確認された。光透過率が６０％以上の光透過性を有する炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムを主成分とする各焼結体を基板として用いたときその上に作製される発光素子の発光効率は３０％以上のものが得られることが確認された。また、本実施例において光透過率８４％の酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる基板を用いたときその上には本実施例における最大の発光効率５５％を有する発光素子が作製された。また、本実施例において光透過率８１％の酸化ベリリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたときその上には発光効率５２％を有する発光素子が作製された。また、本実施例において光透過率８２％の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたときその上には発光効率５１％を有する発光素子が作製された。また、本実施例において光透過率５９％の酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたときその上には発光効率２７％を有する発光素子が作製された。また、本実施例において光透過率８３％の酸化マグネシウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたときその上には発光効率５１％を有する発光素子が作製された。また、本実施例において光透過率８１％のアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたときその上には発光効率５０％を有する発光素子が作製された。また、本実施例において光透過率８３％の酸化イットリウムを主成分とする焼結体からなる基板を用いたときその上には発光効率５１％を有する発光素子が作製された。
また、導電性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体を用いて作製した上下に電極を配した形態の発光ダイオードであっても発光効率が特に低下するような傾向は見られず、発光ダイオードとして十分使用できることが確認された。
なお、別に本発明による炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウムを主成分とする各焼結体からなる基板を用いて発光層となるＩｎＧａＮ膜の組成だけをＩｎ０．２０Ｇａ０．８０ＮからＩｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎ、及びＩｎ０．４５Ｇａ０．５５Ｎに代えて単一量子井戸構造の発光ダイオードを作製したが、中心発光波長がそれぞれ３９０ｎｍ、及び５２０ｎｍと変化した以外本実施例の最初に作製した発光層の組成がＩｎ０．２０Ｇａ０．８０Ｎの発光ダイオードと同様すべてのものが発光効率８％以上であった。
また用意した上記の炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムを主成分とする各焼結体を基板として用い、別途実施例３４と同様のダブルへテロ構造の発光ダイオードの作製を行った。該発光ダイオードの作製に際しては表５１に示すすべての基板を用いた。発光ダイオード作製に用いた基板としては、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムを主成分とする各焼結体に、表５１に示すような薄膜を形成した薄膜基板としたものである。その結果、作製したすべてのダブルへテロ構造の発光ダイオードにおいて発光効率は８％以上であり、実施例３４においてサファイアを基板として作製したダブルへテロ構造の発光ダイオードの発光効率が５．４％であったのでそれよりも明らかに優れていた。
Figure 2005179167
本実施例は窒化ガリウムを主成分とする焼結体についてその特性を調べた例を示す。
最初に窒化ガリウムの原料粉末を次の方法により用意した。
１）まず高純度化学研究所製の純度４Ｎの金属ガリウムを用意した。加熱部と反応部を有する石英管製の反応容器の加熱部に該金属ガリウムをアルミナ容器に入れて置き、水素５体積％を含むアルゴンガス気流中１２００℃で加熱して金属ガリウムを気化させてアルゴンガス気流で反応部に導き、反応部に窒素ガスを導入して気化した金属ガリウム１１００℃で反応させた。その結果温度の低い反応容器の出口付近に灰白色粉末の析出が認められ、Ｘ線回折の結果窒化ガリウムであることが確認された。粉末の平均粒径は１４μｍであった。なお、反応容器は１本の石英管であり加熱部と反応部とは直接つながっており、容器の入り口にはアルゴンガスなどのキャリアガス導入口を設け、容器の反応部には窒素ガス、アンモニアガスなどの反応ガスの導入口が設けてある。容器の加熱部と反応部は外部ヒーターで加熱される。容器のガス出入り口部分には特に加熱用のヒーターは設けず自然冷却されされている。得られた粉末をボールミルで粉砕し平均粒径１．７μｍの窒化ガリウム粉末を作製した。また、この窒化ガリウム粉末には酸素が１．１重量％含まれていた。かくして金属の直接窒化法による窒化ガリウム粉末を作製した。
２）つぎに高純度化学研究所製の純度４Ｎの酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）粉末と市販のカーボンブラック粉末を用意し、酸化ガリウム粉末３００グラムとカーボンブラック粉末９０グラムとをボールミルで乾式混合した。この混合粉末をカーボン容器に入れカーボン製の加熱炉にて窒素ガス中１３５０℃で５時間加熱し反応させた。加熱後混合粉末を取り出しその後大気中５００℃で２時間加熱して残留していたカーボンブラックを酸化除去した。残った粉末をＸ線回折で分析したところ明らかに窒化ガリウムのピークだけであることが確認された。またこの粉末の平均粒径は０．９μｍであった。またこの粉末の酸素含有量は０．８重量％であった。かくして酸化物還元法による窒化ガリウム粉末を作製した。
３）次に高純度化学研究所製の純度５Ｎの三塩化ガリウム（ＧａＣｌ３）を用意した。該三塩化ガリウムを石英容器中に入れて９０℃で加熱して溶融し水素２０体積％を含む窒素ガスでバブリングして三塩化ガリウム気体を石英管製の反応容器に導き、反応容器にアンモニアガスを導入して気化した三塩化ガリウムと１０５０℃で反応させた。その結果温度の低い反応容器の出口付近に灰白色粉末の析出が認められ、Ｘ線回折の結果窒化ガリウムであることが確認された。粉末の平均粒径は０．４μｍであった。またこの粉末の酸素含有量は１．３重量％であった。かくして化学輸送法による窒化ガリウム粉末を作製した。
次に希土類元素成分として信越化学工業株式会社製の純度９９．９９％以上のＹ２Ｏ３粉末、Ｅｒ２Ｏ３粉末、Ｙｂ２Ｏ３粉末、Ｄｙ２Ｏ３粉末、Ｈｏ２Ｏ３粉末を用意し、アルカリ土類金属成分としてＣａＣＯ３粉末、珪素成分としてＳｉ３Ｎ４粉末、アルミニウム成分としてＡｌＮ粉末、遷移金属成分としてＭｏＯ３粉末を用意し、これらの粉末を本実施例で作製した窒化ガリウム原料粉末に適宜表５２に示した量を加えてエタノールを溶媒にしてボールミルで２４時間湿式混合後、乾燥してエタノールを揮散させた。これら乾燥後の混合粉末にパラフィンワックスを５重量％加え成形用粉末を作製し、該粉末を圧力５００Ｋｇ／ｃｍ２で一軸プレス成形し直径３２ｍｍ×厚み１．５ｍｍの円盤状成形体を得た。なお、成形用粉末及び成形体として上記各添加成分を加えず本実施例で作製した３種類の窒化ガリウム原料粉末だけをそのまま使用したものについても作製した。これら成形体を３００℃で減圧脱脂後窒素雰囲気中１４５０℃で２時間常圧焼成し窒化ガリウムを主成分とする焼結体を得た。焼成後の焼結体はいずれの原料を用いたものも９９％以上の相対密度に緻密化していた。得られたこれらの焼結体表面をコロイド状シリカからなる研磨剤を用いて鏡面研磨した後アセトンで超音波洗浄し基板を作製した。鏡面研磨後の焼結体の平均表面粗さＲａは１７ｎｍ〜２４ｎｍの範囲であった。得られた焼結体の室温における抵抗率、波長６０５ｎｍの光に対する光透過性を測定した。
室温における抵抗率は表５２に示すように作製したすべての窒化ガリウムを主成分とする焼結体で１×１０８Ω・ｃｍ以下であった。さらに珪素を含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体が１×１０４Ω・ｃｍ以下の導電性を有することが確認された。また、珪素を元素換算で０．００００１モル％〜１０．０モル％の範囲含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１０３Ω・ｃｍ以下のものが得られ易い。また、珪素を元素換算で０．００００１モル％〜７．０モル％の範囲含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１０１Ω・ｃｍ以下のものが得られた。また、珪素を元素換算で０．００００１モル％〜５．０モル％の範囲含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１００Ω・ｃｍ以下のものが得られた。また、珪素を元素換算で０．００００１モル％〜３．０モル％の範囲で含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では室温における抵抗率が少なくとも１×１０−１Ω・ｃｍ以下のものが得られた。さらに作製した窒化ガリウムを主成分とする焼結体において最高で室温における抵抗率が１．４×１０−３Ω・ｃｍの高い導電性を有するものが得られた。
また、作製した殆どの窒化ガリウムを主成分とする焼結体で光透過性を有するものが得られた。その中で添加物を含まず金属元素として実質的にガリウム成分だけからなる窒化ガリウムを主成分とする焼結体であっても光透過性を有するものが得られた。添加物としてアルカリ土類金属及び希土類元素成分は窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過性に有効に働き、アルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが作製し得る。また、上記アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体はさらに光透過性が向上し易くなり光透過率２０％以上のものが得られた。また、アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１５．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光透過率３０％以上のものが得られた。また、アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光透過率４０％以上のものが得られた。また、アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で８．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光透過率５０％以上のものが得られた。また、アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で６．０モル％以下含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光透過率６０％以上のものが得られることが確認された。本実施例において酸化イットリウムをＹ２Ｏ３換算で０．０１モル％含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は光透過率８６％と最大のものが得られた。アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分が同時に含まれる窒化ガリウムを主成分とする焼結体であってもそれぞれ単独で含まれるものと同様良好な光透過性を有することが確認された。
また、モリブデン成分を有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体では光透過率１０％以上のものが得られた。また、窒化珪素を含有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体でも光透過率１０％以上のものが得られた。また、窒化アルミニウムを含有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体でも光透過率１０％以上のものが得られた。
本実施例において作製した窒化珪素を珪素換算で０．０１モル％及び酸化イットリウムをＹ２Ｏ３換算で０．０１モル％同時に含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体は光透過率８２％室温における抵抗率１．７×１０−２Ω・ｃｍと高い光透過率と同時に高い導電性を有するものものであった。また、窒化珪素を珪素換算で０．０１モル％及び酸化カルシウムをＣａＯ換算で０．２モル及び％酸化イットリウムをＹ２Ｏ３換算で０．２モル％計３種類の成分を同時に含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体も光透過率７６％室温における抵抗率２．４×１０−２Ω・ｃｍと高い光透過率と同時に高い導電性を有するものものであった。
その後作製した基板にスパッタリング法及びＭＯＣＶＤ法を用いて実施例２５と同様の条件で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を厚み３μｍ形成した。その結果明らかに本実施例で作製した窒化ガリウムを主成分とする焼結体には単結晶薄膜が直接形成できることが確認された。またその他無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜も形成し得ることが確認された。窒化ガリウムを主成分とする配向性多結晶薄膜の結晶性は窒化アルミニウムを主成分とするものよりも優れた傾向を有し易い現象が見られた。次に、このような各種結晶状態の薄膜を形成した基板の中から適宜選択してさらにその上に厚み３μｍで窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の形成を試みた。その結果明らかにあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を形成した窒化ガリウムを主成分とする焼結体にはより結晶性の優れた単結晶薄膜が形成できることが確認された。これらの結果を表５２に示した。なお、表５２に示した無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜はスパッタリング法により形成したものであり、単結晶薄膜はＭＯＣＶＤ法で形成したものである。スパッタリング法によるＧａＮ薄膜を形成するに際して用いたスパッタリングターゲットは本実施例で作製した酸化物還元法による原料粉末を用いて添加物を用いずに作製した窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて作製したものである。スパッタリング法によるＧａＮ薄膜の作製条件としてはスパッタリングターゲットとして上記窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いた以外は実施例２５と同様に行った。表５２において示した本実施例で作製した窒化ガリウムを主成分とする焼結体にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成できることが確認された。また、アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３０．０モル％以下含むものを用いたときその上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下の結晶性に優れた窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が直接形成できる。さらに、アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２０．０モル％以下含窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いたときその上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できる。また、アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いたときその上にはミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できることが確認された。また、アルカリ土類金属成分及び希土類元素成分が同時に含まれる窒化ガリウムを主成分とする焼結体であってもそれぞれ単独で含まれるものと同様その上に形成される単結晶薄膜の結晶性は良好なものであることが確認された。
また、モリブデン成分を有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体ではその上にミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できた。また、窒化珪素を含有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体でもその上にミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できた。また、窒化アルミニウムを含有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体でもその上にミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下の結晶性に優れた単結晶薄膜が直接形成できた。
さらに同じ窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶薄膜を形成したものの上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したとき、該単結晶薄膜の結晶性は直接窒化ガリウムを主成分とする焼結体に形成したものより優れたものが得られた。
また本実施例において、窒化ガリウムを主成分とする焼結体に形成した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の結晶性は該窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過性が向上すればそれに伴って向上し易いことが確認された。
その他、表５２には示してないが実施例２５と同様無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する窒化ガリウムを主成分とする薄膜がＭＯＣＶＤ法を用いても好適に窒化ガリウムを主成分とする焼結体に形成し得ることも確認された。ＭＯＣＶＤ法を用いて形成した配向性多結晶薄膜の結晶性はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が４０００秒〜６０００秒でありスパッタリング法を用いて形成したものより優れていた。
本実施例において表５２に記載した構成の薄膜、その他本実施例で作製した薄膜すべての外観を調べたがあらかじめ基板に形成した薄膜及びその上にさらに形成した薄膜いずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も窒化ガリウムを主成分とする焼結体からなる基板との間及び薄膜同志の間で剥離は見られなかった。また、基板表面の薄膜にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり窒化ガリウムを主成分とする焼結体からなる基板と該基板にあらかじめ形成した薄膜、及び該薄膜とさらにその上に形成した単結晶薄膜とは強固に接合していることが確認された。
Figure 2005179167
本実施例は窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率に及ぼす該窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過性の効果及び該窒化ガリウムを主成分とする焼結体に形成する薄膜の効果に付いて調べた例を示す。
実施例３６で作製した窒化ガリウムを主成分とする焼結体のうちから適宜選択しこれらの焼結体にスパッタリング法及びＭＯＣＶＤ法を用いて実施例３６と同様の方法で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の結晶状態を有する薄膜を厚み３μｍで形成し、さらにその上に適宜ＭＯＣＶＤ法により窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶を厚み３μｍ形成して発光素子用作製に供する窒化ガリウムを主成分とする焼結体からなる基板を作製した。すなわち、上記窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムのうちから選ばれたいずれかを主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜の形成はすべてスパッタリング法により行ない、ＧａＮ薄膜を形成するときのスパッタリングターゲットとして実施例３６で作製した窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いた。なお上記窒化ガリウムを主成分とする焼結体に薄膜を形成せずそのまま基板として用いたものもある。また２層目の単結晶薄膜を形成していないものもある。
このようにして作製した基板を用いて実施例３４及び実施例３５と同様の方法で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成し発光層として単一量子井戸構造を有する発光素子を作製した。次に得られた各発光素子に実施例３４及び実施例３５と同様に３．５ボルト〜３．８ボルトの電位を印加し発光効率を調べた。これらの結果を表５３に示した。なお、表５３に示されている動作電流は動作電圧３．６ボルトで発光素子を駆動させたときのものである。
その結果明らかに窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率はサファイア基板を用いて作製したものより優れていた。また、本窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率は該窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過性が向上するにつれて増大することが確認された。また、窒化ガリウムを主成分とする焼結体にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウム薄膜を形成せずそのまま用いて作製した発光素子でも発光効率１０％以上であった。さらに窒化ガリウム、窒化インジウムあるいは窒化アルミニウムを少なくとも１層以上形成した窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いることで作製した発光素子の発光効率は向上した。また薄膜１層だけ形成したものより窒化ガリウムを主成分とする焼結体にあらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とし無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の薄膜を形成し、その上にさらに窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜２層構成の基板を用いることで、該基板に形成される発光素子の発光効率はさらに向上することが確認された。また、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子において、窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成した窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率の方が窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を形成した窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率よりも優れている傾向があることが確認された。
Figure 2005179167
本実施例はセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成したものを基板として用いて作製した発光素子の発光効率に及ぼす効果に付いて調べた例を示す。
実施例３４及び実施例３５で用いた窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムそれぞれを主成分とする焼結体を発光素子作製用の基板として適宜用意した。これらの焼結体の表面状態としては実施例３４及び実施例３５で用いたものと同じ鏡面研磨されたものをそのまま用いた。このようにして用意した各焼結体に実施例３４、実施例３５及び実施例３７と同様の方法でスパッタリング法あるいはＭＯＣＶＤ法により窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムのうちから選ばれたいずれかを主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜を厚み３μｍ形成した。その後適宜これら薄膜を形成した焼結体の上からさらに２層目として実施例３４、３５及び３７で示したものと同じＭＯＣＶＤ法により窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムのうちから選ばれたいずれかを主成分とする単結晶薄膜を厚み３μｍ形成し発光素子作製用の基板として用意した。なお、上記窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムのうちから選ばれたいずれかを主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜の形成はすべてスパッタリング法により行ない、ＧａＮ薄膜を形成するときのスパッタリングターゲットとして実施例３６で作製した窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いた。また、上記焼結体に２層目の単結晶薄膜を形成していないものもある。
このようにして作製した基板を用いて実施例３４、実施例３５及び実施例３７と同様の方法で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成し発光層として単一量子井戸構造を有する発光素子を作製した。次に得られた各発光素子に実施例３４、実施例３５及び実施例３７と同様に３．５ボルト〜３．８ボルトの電位を印加し発光効率を調べた。これらの結果を表５４及び表５５に示した。表５４は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子についてのものである。表５５はその他炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムそれぞれを主成分とする焼結体についてのものである。なお、表５４及び表５５に示されている動作電流は動作電圧３．６ボルトで発光素子を駆動させたときのものである。
その結果、明らかに実施例３４、実施例３５及び本実施例で作製した発光素子のうち窒化ガリウムあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を形成した窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムそれぞれを主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製された発光素子の発光効率は窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した上記各セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板を用いて作製された発光素子の発光効率と少なくとも同等かよりも優れていることが確認された。すなわち、例えば窒化ガリウムを主成分とする配向性多結晶薄膜１層と単結晶薄膜１層の合計２層を形成した光透過率５４％の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率は同じ光透過率５４％の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜１層と単結晶薄膜１層の合計２層を形成したものを用いて作製した発光素子の発光効率に比べて６％向上していた。また、窒化ガリウムを主成分とする配向性多結晶薄膜１層と単結晶薄膜１層の合計２層を形成した光透過率８４％の酸化亜鉛を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率は同じ光透過率８４％の酸化亜鉛を主成分とする焼結体に窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜１層と単結晶薄膜１層の合計２層を形成したものを用いて作製した発光素子の発光効率に比べて１０％向上していた。
Figure 2005179167
Figure 2005179167
本実施例は発光素子を作製するために用いられる比較的表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率に及ぼす効果に付いて調べた例を示す。
セラミック材料を主成分とする焼結体としては実施例３４、実施例３５、実施例３７及び実施例３８で用いたものと同じ窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムそれぞれを主成分とする焼結体を適宜用意した。これらの焼結体の表面に適宜加工を施し表面状態が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）のもの、鏡面研磨したもの、サンドブラスト研磨したもの、ラップ研磨したもの、苛性ソーダでエッチングしたもの、規則的な凹凸を形成したものを用意した。焼き放し状態の表面を有する焼結体はすべて市販の粒度３μｍのアルミナ粉末を用いてブラシ掛けにより表面の付着物を取り除いたものである。鏡面研磨した焼結体は実施例３４、３５、３７及び３８で用いたものと同じものを用いた。サンドブラスト研磨は窒化アルミニウム、酸化亜鉛及び窒化ガリウムを主成分とする焼結体ではアルミナ研磨剤の粒度＃６００、＃１２００及び＃５０００の３種類のものを用い、炭化珪素、窒化珪素、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムそれぞれを主成分とする焼結体ではアルミナ研磨剤の粒度＃１２００のものを用い、その他の条件は実施例２９と同様の方法で作製した。ラップ研磨した焼結体は粒度＃４００の炭化珪素研磨剤を用いその他は実施例２９と同様の方法で作製した。苛性ソーダでエッチングした焼結体は粒度＃８００のアルミナ研磨剤を用いてラップ研磨したものを５Ｎ濃度の９０℃苛性ソーダ水溶液に１分間浸漬しその後蒸留水で洗浄して作製した。規則的な凹凸を形成した焼結体は用意した各焼結体に市販のレジストを塗布後光リソグラフィーにより２μｍ間隔で１μｍ幅の窓が直角に規則的に交差した網目状のものを形成し、ＳＦ６＋Ｏ２プラズマでエッチングして幅１μｍで深さ０．５μｍの規則的な網目状の窪みを形成（１μｍ×１μｍの正方形で高さ０．５μｍの突起を２μｍ間隔で規則的に形成）したものである。その形態は図７３に示すようなものである。次にこれらの焼結体の平均表面粗さＲａを測定した。その測定結果を表５６に示す。表５６において用いたセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さＲａは７９ｎｍ〜３２４０ｎｍの範囲にあった。
このようにして用意した各セラミック材料を主成分とする焼結体に実施例３４、３５、３７及び３８と同様に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をスパッタリング法で形成し鏡面研磨して３μｍの厚みとしその上に窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜をＭＯＣＶＤ法で厚み３μｍ形成し発光素子作製用基板を用意した。なお、スパッタリング法でＧａＮ薄膜を形成するときのスパッタリングターゲットとして実施例３６で作製した窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いた。また、表５６に示すようになお上記各焼結体に薄膜を形成せずそのまま基板として用いたものもある。また２層目の単結晶薄膜を形成せずスパッタリング法による薄膜１層だけのものもある。
その後このようにして形成した単結晶薄膜の上に実施例３４、実施例３５、実施例３７及び実施例３８と同様の方法で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成し発光層として単一量子井戸構造を有する発光素子を作製した。次に作製した各発光素子に実施例３４、実施例３５、実施例３７及び実施例３８と同様に３．５ボルト〜３．８ボルトの電位を印加し発光効率を調べた。これらの結果を表５６に示した。なお、表５６に示されている動作電流は動作電圧３．６ボルトで発光素子を駆動させたときのものである。
その結果表５６に示すように、本実施例において表面粗さが比較的大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率は、実施例３４、実施例３５、実施例３７あるいは実施例３８で作製した同じセラミック材料を主成分とする焼結体であってもその表面粗さが小さいものを用いて作製した発光素子に比べて明らかに少なくとも同等かより優いることが確認された。例えば実施例３５で作製した表面粗さが小さい光透過率６８％の酸化亜鉛を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子に比べて本実施例で作製した同じ光透過率を有し表面粗さを大きくした酸化亜鉛を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率は２２％向上した。また、表面粗さが比較的大きいセラミック材料を主成分とする焼結体のうち光透過率８８％の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体及び光透過率８６％の窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子で発光効率として最大７３％のものが得られた。また、光透過率８４％の酸化亜鉛を主成分とする焼結体、光透過率８３％の酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、光透過率８１％のアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体及び光透過率８３％の酸化イットリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子で最大７０％〜７１％の発光効率を有するものが得られた。その他、光透過率８１％の酸化ベリリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子で最大６９％の発光効率を有するものが得られた。また、光透過率７８％の酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子で最大６６％の発光効率を有するものが得られた。また、光透過率５９％の酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子で最大４４％の発光効率を有するものが得られた。また、光透過率０％の炭化珪素を主成分とする焼結体及び窒化珪素を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子でも表面粗さを大きくすることで実施例３８で作製した表面粗さの小さい焼結体を用いて作製した発光素子に比べてそれぞれ最大２０．０％及び１６．４％発光効率が向上することが確認された。
次に、本実施例で作製した表５６に示すすべての各種表面粗さを有するセラミック材料を主成分とする焼結体に対してＭＯＣＶＤ法により窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を直接形成することを試みた。すなわち、水素あるいは窒素＋水素のキャリアガス、及び反応ガスであるアンモニア、及び主原料であるトリメチルガリウムあるいはトリメチルアルミニウムの供給方法以外は実施例３４、実施例３５、実施例３７及び実施例３８と同様のＭＯＣＶＤ法を用いた。なお、実施例３４、実施例３５、実施例３７及び実施例３８で用いたＭＯＣＶＤ法において上記主原料や反応ガスの供給はセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に対して特定の方向から供給するという方法でなく、反応容器である石英ガラス管の入り口から出口方向へと行ない主原料や反応ガスを容器全体に広げるという方法であり、セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板は容器の内部に置かれている。一方本実施例において、窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を本実施例で作製した表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に対して直接形成することを試みるに際して、上記主原料や反応ガスをセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に対して特定の方向から供給するという方法を用いた。すなわち、石英ガラス製の反応容器内に置かれた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、炭化珪素を主成分とする焼結体、窒化珪素を主成分とする焼結体、窒化ガリウムを主成分とする焼結体、酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、及び酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に対してはこれら焼結体からなる基板面に対して垂直及び４５度の２方向になるように石英ガラス製の供給管を別に配置し、主原料のトリメチルガリウムあるいはトリメチルアルミニウムを水素あるいは窒素＋水素のキャリアガスとともに、さらに反応ガスであるアンモニアを上記各セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に供給し単結晶薄膜の形成を試みた。また、酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、及び酸化イットリウムを主成分とする焼結体に対してはこれら焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び４５度の３方向になるように石英ガラス製の供給管を別に配置し、主原料のトリメチルガリウムあるいはトリメチルアルミニウムを水素あるいは窒素＋水素のキャリアガスとともに、さらに反応ガスであるアンモニアを上記各セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に供給し単結晶薄膜の形成を試みた。その結果、薄膜形成を試みたすべてのセラミック材料を主成分とする焼結体には窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得ることが確かめられた。すなわち、少なくとも表５６に示した表面粗さを有するセラミック材料を主成分とする焼結体であってもその表面には窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得ることが確かめられた。形成された単結晶薄膜はミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として少なくとも３００秒以下と比較的結晶性に優れたものであった。また、直接形成した薄膜の厚みとしては少なくとも０．１ｎｍ以上のものが単結晶として形成し得ることが確かめられた。
上記のように無定形、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜をあらかじめ形成しなくても表５６に示す各種表面粗さを有する窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得ることが確かめられた。すなわち本実施例により、セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び斜めのうちから選ばれた少なくとも２以上の方向になるように薄膜の原料となるガリウム成分及びアルミニウム成分を供給することで、比較的表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体であってもその表面には窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が直接形成し得ることが確かめられた。
また、本実施例で作製したセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されたすべての薄膜の外観を調べたがいずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も該セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板との間あるいは２層で形成された薄膜間で剥離は見られなかった。また、作製した薄膜表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり本実施例で作製したセラミック材料を主成分とする焼結体と各薄膜との間あるいは各薄膜間は強固に接合している。
次に表５６に示した各種セラミック材料を主成分とする焼結体のうち窒化アルミニウムを主成分とする焼結体（光透過率８８％、７４％、５４％及び３４％の４種）、窒化ガリウムを主成分とする焼結体（光透過率８６％及び７６％の２種）、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体（光透過率７８％）、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体（光透過率８３％）、及び酸化イットリウムを主成分とする焼結体（光透過率８３％）、を選びそれぞれの焼結体について表５６に示した表面状態を有するものすべてに対して窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜を上記ＭＯＣＶＤ法により直接形成しその後鏡面研磨して厚み３μｍとした。その後形成した単結晶薄膜の上に実施例３４、実施例３５、実施例３７及び実施例３８と同様の方法で窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体を形成し発光層として単一量子井戸構造を有する発光素子を作製した。次に作製した各発光素子に実施例３４、実施例３５、実施例３７及び実施例３８と同様に３．５ボルト〜３．８ボルトの電位を印加し発光効率を調べた。その結果、光透過率８８％を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子では発光効率６６％〜７２％であった。光透過率７４％を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子では発光効率６０％〜６２％であった。光透過率５４％を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子では発光効率４５％〜５１％であった。光透過率３４％を有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子では発光効率３８％〜４１％であった。光透過率８６％を有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子では発光効率６７％〜７１％であった。光透過率７６％を有する窒化ガリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子では発光効率６４％〜６７％であった。光透過率７８％を有する酸化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子ではブラスト研磨したもので発光効率６４％プラズマ加工したもので６７％であった。光透過率８３％を有する酸化マグネシウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子では焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）のもので発光効率６８％ブラスト研磨したもので７０％であった。また光透過率８３％を有する酸化イットリウムを主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子ではラップ研磨したもので発光効率７１％ブラスト研磨したもので６９％であった。このように表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体にも窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が直接形成可能であり高い発光効率を有する発光素子が作製し得ることが確かめられた。
Figure 2005179167
本実施例は発光素子を作製するために用いられる比較的表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率に及ぼす効果について調べた例を示す。より詳しく言えば、表面粗さの大きい粉末成形体を用いて作製した表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体、及びホットプレス法で作製した表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体について単結晶薄膜の形成状態について調べ、さらにこれら表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子の発光効率に及ぼす効果について調べた例を示す。
まず、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム及び酸化イットリウムを主成分とする成形用粉末を用意した。窒化アルミニウムを主成分とする成形用粉末は実施例２の実験Ｎｏ．４９で作製したＹ２Ｏ３を３．３体積％含有するもの、実施例６の実験Ｎｏ．１０８〜１０９で作製したＹ２Ｏ３を０．２体積％含有するもの、及び実施例１１の実験Ｎｏ．２６０〜２６２で作製した酸化物還元法による原料を用いたＹ２Ｏ３を１．０重量％含有するものの３種類である。窒化ガリウムを主成分とする成形用粉末は実施例３６の実験Ｎｏ．１５３８〜１５３９で作製したＹ２Ｏ３を０．０１モル％含有するもの、及び実施例３６の実験Ｎｏ．１５６６〜１５６７で作製したＣａＯを０．２モル％、Ｙ２Ｏ３を０．２モル％及びＳｉ３Ｎ４を０．０１モル％同時に含有するものの２種類である。酸化亜鉛を主成分とする成形用粉末は実施例３０の実験Ｎｏ．１２１８〜１２１９で作製したＡｌ２Ｏ３を０．０３モル％及びＹ２Ｏ３を０．０４モル％同時に含有するもの、及び実施例３０の実験Ｎｏ．１２４０〜１２４１で作製したＡｌ２Ｏ３を３．０モル％及びＹ２Ｏ３を０．０４モル％同時に含有するものの２種類である。酸化ベリリウムを主成分とする成形用粉末は実施例３１の実験Ｎｏ．１３０６〜１３０７で作製したＣａＯを０．４５モル％及びＹ２Ｏ３を０．０４モル％同時に含有するものである。酸化アルミニウムを主成分とする成形用粉末は実施例３２の実験Ｎｏ．１３３２〜１３３３で作製したＭｇＯを０．１２モル％含有するもの、及び実施例３２の実験Ｎｏ．１３７６〜１３７７で作製したＭｇＯを１．０モル％、ＣａＯを０．２モル％及びＹ２Ｏ３を０．０４モル％同時に含有するものの２種類である。酸化マグネシウムを主成分とする成形用粉末は実施例３３の実験Ｎｏ．１３９４〜１４００で作製したＣａＯを１．０重量％及びＹ２Ｏ３を１．０重量％同時に含有するものである。アルミン酸マグネシウムを主成分とする成形用粉末は実施例３３の実験Ｎｏ．１４０４〜１４１０で作製したＣａＯを０．１重量％及びＹ２Ｏ３を０．１重量％同時に含有するものである。酸化イットリウムを主成分とする成形用粉末は実施例３３の実験Ｎｏ．１４１４〜１４２０で作製したＤｙ２Ｏ３を０．２５重量％及びＨｏ２Ｏ３を０．２５重量％同時に含有するものである。
次に上下のパンチに一辺２μｍの正方形で高さ２μｍの凹凸が規則的に形成された内径３２ｍｍの炭化タングステン製の成形用金型を用意し上記の成形用粉末を用いて圧力５００Ｋｇ／ｃｍ２で一軸プレス成形を行った。その結果、金型に施された形状と同様一辺２μｍの正方形で高さ２μｍの凹凸が表面に形成された窒化アルミニウム、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム及び酸化イットリウムを主成分とする粉末成形体を得た。得られた成形体の直径は３２ｍｍ厚みは０．６ｍｍである。
次に作製した各粉末成形体を脱脂後以下に示す条件で焼成した。窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体の場合、Ｙ２Ｏ３を３．３体積％含有するもの、及びＹ２Ｏ３を０．２体積％含有するものは１気圧のＮ２中１８００℃で２時間常圧焼成を行った。またＹ２Ｏ３を１．０重量％含有するものは１気圧のＮ２中２２００℃で８時間常圧焼成した。窒化ガリウムを主成分とする粉末成形体の場合、２種類の組成を有するいずれのものも１気圧のＮ２中１４５０℃で２時間常圧焼成した。酸化亜鉛を主成分とする粉末成形体の場合、２種類の組成を有するいずれのものも大気中１４６０℃で１時間常圧焼成した。酸化ベリリウムを主成分とする粉末成形体の場合、大気中１５００℃で３時間常圧焼成した。酸化アルミニウムを主成分とする粉末成形体の場合、ＭｇＯを０．１２モル％含有するものは１気圧の水素中１８２０℃で５時間常圧焼成した。またＭｇＯを１．０モル％、ＣａＯを０．２モル％及びＹ２Ｏ３を０．０４モル％同時に含有するものは大気中１５５０℃で３時間常圧焼成した。酸化マグネシウムを主成分とする粉末成形体の場合、大気中１６００℃で６時間常圧焼成した。アルミン酸マグネシウムを主成分とする粉末成形体の場合、水素気流中１６５０℃で８時間常圧焼成した。酸化イットリウムを主成分とする粉末成形体の場合、水素気流中２１００℃で３時間常圧焼成した。得られた各焼結体は十分に緻密化していた。次に、焼成後得られた各焼結体をブラシで水洗洗浄して付着物を取り除いた。
このようにして窒化アルミニウム、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム及び酸化イットリウムを主成分とする焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態の焼結体を得た。これら各焼結体の表面には一辺１．６μｍの正方形で高さ１．６μｍの凹凸のが規則的に形成されていることが確認された。形成された凹凸は図７３に例示したものと同様の形状を有していた。その後得られた各焼結体の一部を鏡面研磨し光透過率を測定したが凹凸形状が形成された表面粗さの大きなものであっても光透過率はほとんど減じることなく十分大きいことが確認された。その結果を表５７に示した。
また別に実施例３においてドクターブレード法で作製した窒化アルミニウムを主成分としＥｒ２Ｏ３を４．０２体積％含有するグリーンシートを用意した。また実施例１４においてドクターブレード法で作製した窒化アルミニウムを主成分としＹ２Ｏ３を５．０重量％含有するグリーンシートと窒化アルミニウムを主成分としＹ２Ｏ３を５．０重量％及びＣａＯを０．５重量％同時に含有するグリーンシートとを用意した。次に上記のようにドクターブレード法で作製したグリーンシートをパンチに一辺２μｍの正方形で高さ２μｍの凹凸が規則的に形成された上記の金型に入れ６０℃に加熱しながら圧力１０Ｋｇ／ｃｍ２で加圧し、その結果金型に施された形状と同様一辺２μｍの正方形で高さ２μｍの凹凸が表面に形成された窒化アルミニウムを主成分とする３種類のグリーンシートを得た。次にこれらのシート成形体を窒素中で脱バインダー後Ｅｒ２Ｏ３を４．０２体積％含有するシートについては１気圧のＮ２中１８２０℃で２時間、Ｙ２Ｏ３を５．０重量％含有するシートについては１気圧のＮ２中１８００℃で８時間、Ｙ２Ｏ３を５．０重量％及びＣａＯを０．５重量％同時に含有するシートについては１気圧のＮ２中２２００℃で４時間常圧焼成した。得られた各焼結体は十分に緻密化していた。次に、焼成後得られた各焼結体をブラシで水洗洗浄して付着物を取り除いた。
このようにして窒化アルミニウムを主成分とする焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態の焼結体を得た。これら各焼結体の表面には一辺１．６μｍの正方形で高さ１．６μｍの凹凸のが規則的に形成されていることが確認された。形成された凹凸は図７３に例示したものと同様の形状を有していた。その後得られた窒化アルミニウムを主成分とする各焼結体の一部を鏡面研磨し光透過率を測定したが凹凸形状が形成された表面粗さの大きなものであっても光透過率はほとんど減じることなく十分大きいことが確認された。その結果を表５７に示した。
次に内径２５．４ｍｍのホットプレス用高密度黒鉛型を用意した。このカーボン型の上下パンチは粒度＃４００のアルミナ研磨剤を用いたサンドブラスト研磨により表面が平均表面粗さＲａ＝２９４０ｎｍの状態にしてある。また別に実施例６の実験Ｎｏ．１０５〜１０６で作製した窒化アルミニウムを主成分としＣａＯを０．２体積％含有する成形用粉末を用意した。この成形用粉末と前記実施例６の実験Ｎｏ．１０８〜１０９で作製した窒化アルミニウムを主成分としＹ２Ｏ３を０．２体積％含有する成形用粉末とを直径２５．４ｍｍ×厚み１．０ｍｍの大きさに圧力５００Ｋｇ／ｃｍ２で予備成形し脱脂後カーボン型に入れ１気圧のＮ２中１８２０℃で４時間、圧力３００Ｋｇ／ｃｍ２でホットプレスを行った。得られた焼結体は十分に緻密化していた。次に、ホットプレス後得られた各焼結体をブラシで水洗洗浄して付着物を取り除いた。
このようにしてホットプレス法により２種類の組成の窒化アルミニウムを主成分とする焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態の焼結体を得た。これらの焼結体の平均表面粗さはＣａＯを０．２体積％含有する成形用粉末から作製したものでＲａ＝３１２０ｎｍであり、Ｙ２Ｏ３を０．２体積％含有する成形用粉末から作製したものでＲａ＝２７９０ｎｍであった。いずれの焼結体もカーボン型のパンチの表面粗さとほとんど同じであることが確認された。その後得られた各窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の一部を鏡面研磨し光透過率を測定したが上記のように表面粗さの大きなものであっても光透過率は減じることなく十分大きいことが確認された。その結果を表５７に示した。
上記のようにして得られた表面粗さの大きい粉末成形体を用いて作製した焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）状態で表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体を基板として用いＭＯＣＶＤ法により窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の形成を試みた。また、表面粗さの大きいカーボン型を用いたホットプレス法で作製した表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に対してもＭＯＣＶＤ法で窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の形成を試みた。単結晶薄膜の形成は以下に述べる２つの方法で行った。すなわち、１つの方法は上記各セラミック材料を主成分とする焼結体にＭＯＣＶＤ法であらかじめ窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とする無定形薄膜あるいは配向性多結晶薄膜を形成したものを用い、該無定形薄膜あるいは配向性多結晶薄膜の上に窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の形成をＭＯＣＶＤ法により試みるという方法である。もう１つの方法は上記各セラミック材料を主成分とする焼結体に直接窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜をＭＯＣＶＤ法により試みるという方法である。上記方法のうち、あらかじめ窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とする無定形薄膜あるいは配向性多結晶薄膜をセラミック材料を主成分とする焼結体に形成する方法としてはＭＯＣＶＤ法を用いたが、該ＭＯＣＶＤ法は基板温度を変えた以外は実施例２５で示したものと同じ方法である。すなわち、窒化アルミニウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成する場合基板温度を６２０℃とした。また、窒化アルミニウムを主成分とする無定形薄膜を形成する場合基板温度を４９０℃とした。また、窒化ガリウムを主成分とする配向性多結晶薄膜を形成する場合基板温度を５６０℃とした。さらに、窒化ガリウムを主成分とする無定形薄膜を形成する場合基板温度を４３０℃とした。
上記あらかじめ窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とする無定形薄膜あるいは配向性多結晶薄膜を形成したものの上に窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜を形成を試みる場合、主原料、キャリアガス、及び反応ガスの供給は実施例３４、実施例３５、実施例３７及び実施例３８と同様の方法により行った。一方、各セラミック材料を主成分とする焼結体に直接窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜の形成を試みる場合は、主原料のトリメチルガリウムあるいはトリメチルアルミニウム、水素あるいは窒素＋水素のキャリアガス、及び反応ガスであるアンモニアの供給は実施例３９と同様の方法で行った。すなわち、石英ガラス製の反応容器内に置かれた窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、窒化ガリウムを主成分とする焼結体、酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、及び酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に対しては主原料、キャリアガス、及び反応ガスの供給がこれら焼結体からなる基板面に対して垂直及び４５度の２方向からになるように石英ガラス製の供給管を別に配置し、単結晶薄膜の形成を試みた。また、石英ガラス製の反応容器内に置かれた酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、及び酸化イットリウムを主成分とする焼結体に対しては主原料のトリメチルガリウムあるいはトリメチルアルミニウム、水素あるいは窒素＋水素のキャリアガス、及び反応ガスであるアンモニアの供給がこれら焼結体からなる基板面に対して垂直及び水平及び４５度の３方向からになるように石英ガラス製の供給管を別に配置し、単結晶薄膜の形成を試みた。その結果、本実施例で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、窒化ガリウムを主成分とする焼結体、酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体、酸化マグネシウムを主成分とする焼結体、アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体、及び酸化イットリウムを主成分とする焼結体すべての焼結体にはあらかじめ窒化ガリウムあるいは窒化アルミニウムを主成分とする無定形薄膜あるいは配向性多結晶薄膜を形成したものだけでなく、直接窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜が形成し得ることが確かめられた。上記各セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された単結晶薄膜であってもミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅として少なくとも３００秒以下と比較的結晶性に優れたものであった。各セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された単結晶薄膜は多くのもので半値幅が１００秒以下であった。また、本実施例で作製した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、窒化ガリウムを主成分とする焼結体、酸化亜鉛を主成分とする焼結体、酸化ベリリウムを主成分とする焼結体、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成された単結晶薄膜は主原料あるいは反応ガスの供給方向を特に限定せず反応容器に自発的に広がるような方法で供給することにより形成したものに比べてミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が減少し結晶性が向上していることが確認された。これは表面状態にかかわらず薄膜形成法をより最適化することで結晶性に優れた単結晶薄膜がセラミック材料を主成分とする焼結体に形成し得ることを示していると言える。この状況が表５７に示されている。なお、表５７においてセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された第１層目の薄膜は鏡面研磨して厚み３μｍとした。その上に形成された第２層目の薄膜の厚みは３μｍである。
また、本実施例で作製したセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されたすべての薄膜の外観を調べたがいずれもクラックやひび割れなどの欠陥は見られない。また、粘着テープによる剥離テストを行ったがいずれの薄膜も該セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板との間あるいは２層で形成された薄膜間で剥離は見られなかった。また、作製した薄膜表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの薄膜導電性材料を形成して金属リードをはんだ付けし垂直引張り強度を調べたがすべて２Ｋｇ／ｍｍ２以上であり本実施例で作製したセラミック材料を主成分とする焼結体と各薄膜との間あるいは各薄膜間は強固に接合している。
次に、本実施例で作製した表面粗さの大きい粉末成形体を用いて作製した焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）で表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜を厚み３μｍ形成したもの、及びホットプレス法で作製した表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム及び窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜を厚み３μｍ形成したものを用い、その上に実施例３９と同様の方法で単一量子井戸構造の発光素子を形成してその発光効率を調べた。その結果、本実施例で作製したセラミック材料を主成分とする焼結体を用いて作製した発光素子であっても、実施例３９で作製した一旦焼成した後のセラミック材料を主成分とする焼結体を加工して表面粗さを大きくしたものと比較して発光効率はほとんど減少せず、実施例３９で作製した発光素子と同様高い発光効率を有する発光素子が作製できることが確認された。
以上、表５７に本実施例の結果をまとめて示した。
Figure 2005179167
 以上本発明を実施例により説明した。
さらに本発明を補足すれば、本発明による例えば窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などのセラミック材料を主成分とする焼結体は光透過性を有するものが得られるが、このような光透過性を有するセラミック材料は薄膜形成用基板あるいは薄膜基板あるいは発光素子作製用基板として用い得ることは以前から説明してきた。本発明において「光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体」とは通常光透過率１％以上のセラミック材料を主成分とする焼結体を意味するが、上記例えば窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体は光透過率が１％より小さいかあるいは実質的に光透過性が無いものすなわち光透過率０％のものであっても薄膜形成用基板あるいは薄膜基板あるいは発光素子作製用基板として用い得る。また、上記例示した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうち例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体には直接窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成することは通常困難な場合が多いが、あらかじめ窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形、多結晶、配向性多結晶状態のうちから選ばれた少なくともいずれかの薄膜を形成しておけば上記例えば酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化イットリウムなどの希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラス、などの各種セラミック材料を主成分とする焼結体には該焼結体の光透過率がたとえ１％より小さいかあるいは光透過率０％のものであっても窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の形成を比較的容易に行うことが可能となる。本発明において単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶状態のうちから選ばれた少なくともいずれかの薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体には該焼結体の光透過率がたとえ１％より小さいかあるいは光透過率０％のものであってもエピタキシャル成長した窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の積層が可能となり、その結果発光効率が従来からのサファイア基板などを用いて作製される発光素子と比べて少なくとも同等以上のものが作製し得る。
（本発明の態様）
本発明は上記のように、１）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を形成するための基板、２）上記薄膜形成用基板の材料、３）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜が形成された薄膜基板、４）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜により構成される光導波路、５）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜により構成される発光素子、に関するものである。より詳細にいえば、１）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜を形成するための基板、２）窒化アルミニウムを主成分とする焼結体を用いた薄膜形成用基板の製造方法、３）光透過性の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、４）光透過性の酸化亜鉛を主成分とする焼結体、５）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜が形成された薄膜基板、６）薄膜基板の製造方法、７）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜により構成される光導波路、８）窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜により構成される発光素子、に関するものである。今まで説明してきたように本発明の態様は下記の内容を含む。以下本発明の態様について詳細を説明する。
項１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板であって、該基板がセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板。
項２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板であって、該基板が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１に記載された薄膜形成用基板。
項３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項２に記載された薄膜形成用基板。
項４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項２又は３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が１層からなることを特徴とする項２、３又は４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなることを特徴とする項２、３又は４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、各層がそれぞれ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項６に記載された薄膜形成用基板。
項８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項６又は７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項６、７又は８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が配向性多結晶であることを特徴とする項６、７、８又は９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、少なくとも１層が単結晶であることを特徴とする項６、７、８、９又は１０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、最上層の薄膜が単結晶であることを特徴とする項６、７、８、９、１０又は１１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．１ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２又は１３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を有することを特徴とする項２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３又は１４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下であることを特徴とする項２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることを特徴とする項１６に記載された薄膜形成用基板。
項１８．平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４１５、１６又は１７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１９．平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１８に記載された薄膜形成用基板。
項２０．平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１８又は１９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２１．平均表面粗さがＲａ２０ｎｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１８、１９又は２０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２２．平均表面粗さがＲａ５ｎｍ以下のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１８、１９、２０又は２１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２３．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２４．平均表面粗さがＲａ７０ｎｍ以上のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０又は２３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２５．平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２４に記載された薄膜形成用基板。
項２６．平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２４又は２５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２７．表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態のセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５又は２６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板が光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板。
項２９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項２８に記載された薄膜形成用基板。
項３０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項２８又は２９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２８、２９又は３０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項３１に記載された薄膜形成用基板。
項３３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項３１又は３２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が１層からなることを特徴とする項３１、３２又は３３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなることを特徴とする項３１、３２又は３３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、各層がそれぞれ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項３５に記載された薄膜形成用基板。
項３７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項３５又は３６記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項３５、３６又は３７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が配向性多結晶であることを特徴とする項３５、３６、３７又は３８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、少なくとも１層が単結晶であることを特徴とする項３５、３６、３７、３８又は３９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４１．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、最上層の薄膜が単結晶であることを特徴とする項３５、３６、３７、３８、３９又は４０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０又は４１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．１ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１又は４２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を有することを特徴とする項３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２又は４３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下であることを特徴とする項３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３又は４４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることを特徴とする項４５に記載された薄膜形成用基板。
項４７．平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍ以下の光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５又は４６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４８．平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下の光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項４７に記載された薄膜形成用基板。
項４９．平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下の光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項４７又は４８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項５０．平均表面粗さがＲａ２０ｎｍ以下の光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項４７、４８又は４９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項５１．平均表面粗さがＲａ５ｎｍ以下の光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項４７、４８、４９又は５０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項５２．表面粗さの大きい光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８又は４９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項５３．平均表面粗さがＲａ７０ｎｍ以上の光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９又は５２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項５４．平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きい光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項５３に記載された薄膜形成用基板。
項５５．平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きい光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項５３又は５４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項５６．表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態の光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５又は５６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項５７．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１％以上のものであることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５又は５６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項５８．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１０％以上のものであることを特徴とする項５７に記載された薄膜形成用基板。
項５９．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率２０％以上のものであることを特徴とする項５７又は５８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項６０．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率３０％以上のものであることを特徴とする項５７、５８又は５９記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項６１．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率４０％以上のものであることを特徴とする項５７、５８、５９又は６０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項６２．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率５０％以上のものであることを特徴とする項５７、５８、５９、６０又は６１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項６３．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率６０％以上のものであることを特徴とする項５７、５８、５９、６０、６１又は６２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項６４．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率８０％以上のものであることを特徴とする項５７、５８、５９、６０、６１、６２又は６３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項６５．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１％未満のものであることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５又は５６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項６６．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率０％であることを特徴とする項６５に記載された薄膜形成用基板。
項６７．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５又は６６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項６８．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体がそれぞれ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、及び酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体、のうちから選ばれた少なくともいずれかであることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６又は６７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項６９．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項６８に記載された薄膜形成用基板。
項７０．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体がそれぞれ窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項６８又は６９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項７１．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体がそれぞれ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であるることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８又は７０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項７２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項７１に記載された薄膜形成用基板。
項７３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率１％以上のものであることを特徴とする項７１又は７２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項７４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率５％以上のものであることを特徴とする項７１、７２又は７３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項７５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率１０％以上のものであることを特徴とする項７１、７２、７３又は７４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項７６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率２０％以上のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４又は７５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項７７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率３０％以上のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５又は７６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項７８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率４０％以上のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６又は７７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項７９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率５０％以上のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７又は７８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項８０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率６０％以上のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８又は７９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項８１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率８０％以上のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９又は８０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項８２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率８５％以上のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０又は８１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項８３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率１％未満のものであることを特徴とする項７１又は７２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項８４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率０％のものであることを特徴とする項８３に記載された薄膜形成用基板。
項８５．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３又は８４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項８６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４又は８５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項８７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有するものであることを特徴とする項８６に記載された薄膜形成用基板。
項８８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを２０体積％以上含むものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６又は８７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項８９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを５０体積％以上含むものであることを特徴とする項８８に記載された薄膜形成用基板。
項９０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で８０体積％以下含むものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８又は８９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項９１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で５０体積％以下含むものであることを特徴とする項９０に記載された薄膜形成用基板。
項９２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２５体積％以下含むものであることを特徴とする項９０又は９１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項９３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分とアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分とを同時に含むものであることを特徴とする項９０、９１又は９２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項９４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で５０体積％以下含むものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２又は９３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項９５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３０体積％以下含むものであることを特徴とする項９４に記載された薄膜形成用基板。
項９６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２０体積％以下含むものであることを特徴とする項９４又は９５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項９７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０体積％以下含むからなることを特徴とする項９４、９５又は９６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項９８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６又は９７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項９９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で８０体積％以下含むものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７又は９８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１００．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で５０体積％以下含むものであることを特徴とする項９９に記載された薄膜形成用基板。
項１０１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で２５体積％以下含むものであることを特徴とする項９９又は１００に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１０２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項９０、９１、９２、９３、９９、１００又は１０１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１０３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属成分を元素換算で８０重量％以下含むものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１又は１０２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１０４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属成分を元素換算で５０重量％以下含むものであることを特徴とする項１０３に記載された薄膜形成用基板。
項１０５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属成分を元素換算で３０重量％以下含むものであることを特徴とする項１０３又は１０４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１０６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属成分を含み同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項９０、９１、９２、９３、１０３、１０４又は１０５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１０７．希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属成分が鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１０３、１０４、１０５又は１０６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１０８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が酸素含有量３０重量％以下のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６又は１０７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１０９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が酸素含有量２５重量％以下のものであることを特徴とする項１０８に記載された薄膜形成用基板。
項１１０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が酸素含有量１０重量％以下のものであることを特徴とする項１０８又は１０９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１１１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が酸素を含み同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を同時に含むものであることを特徴とする項９０、９１、９２、９３、１０８、１０９又は１１０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１１２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＡＬＯＮ含有量８０％以下のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０又は１１１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１１３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＡＬＯＮ含有量５０％以下のものであることを特徴とする項１１２に記載された薄膜形成用基板。
項１１４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＡＬＯＮ含有量２０％以下のものであることを特徴とする項１１２又は１１３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１１５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＡＬＯＮを含み同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項９０、９１、９２、９３、１１２、１１３又は１１４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１１６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温における熱伝導率５０Ｗ／ｍＫ以上のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４又は１１５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１１７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温における熱伝導率１００Ｗ／ｍＫ以上のものであることを特徴とする項１１６に記載された薄膜形成用基板。
項１１８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温における熱伝導率１５０Ｗ／ｍＫ以上のものであることを特徴とする項１１６又は１１７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１１９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温における熱伝導率１７０Ｗ／ｍＫ以上のものであることを特徴とする項１１６、１１７又は１１８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１２０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを９５体積％以上含むものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８又は１１９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１２１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．５重量％以下かつ酸素を０．９重量％以下含むものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９又は１２０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１２２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素を０．５重量％以下含むものであることを特徴とする項１２１に記載された薄膜形成用基板。
項１２３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．０５重量％以下かつ酸素を０．２重量％以下含むものであることを特徴とする項１２１又は１２２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１２４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．０２重量％以下かつ酸素を０．１重量％以下含むものであることを特徴とする項１２１、１２２又は１２３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１２５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．００５重量％以下かつ酸素を０．０５重量％以下含むものであることを特徴とする項１２１、１２２、１２３又は１２４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１２６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素を０．９重量％以下含むものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４又は１２５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１２７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素を０．９重量％以下含むものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５又は１２６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１２８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｕ、Ｚｎのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素を０．９重量％以下含むものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６又は１２７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１２９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が結晶相としてＡｌＮを９５％以上含むものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７又は１２８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１３０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が結晶相としてＡｌＮを９８％以上含むものであることを特徴とする項１１９に記載された薄膜形成用基板。
項１３１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が実質的にＡｌＮの単一相からなることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９又は１３０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１３２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温における熱伝導率２００Ｗ／ｍＫ以上のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０又は１３１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１３３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が室温における熱伝導率２２０Ｗ／ｍＫ以上のものであることを特徴とする項１３２に記載された薄膜形成用基板。
項１３４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が相対密度９５％以上のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２又は１３３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１３５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が相対密度９８％以上のものであることを特徴とする項１３４に記載された薄膜形成用基板。
項１３６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が空孔の平均大きさ１μｍ以下のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４又は１３５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１３７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化アルミニウム粒子の大きさ平均１μｍ以上のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４又は１３５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１３８．窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上であることを特徴とする項１３７に記載された薄膜形成用基板。
項１３９．窒化アルミニウム粒子の大きさが平均８μｍ以上であることを特徴とする項１３７又は１３８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１４０．窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１５μｍ以上であることを特徴とする項１３７、１３８又は１３９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１４１．窒化アルミニウム粒子の大きさが平均２５μｍ以上であることを特徴とする項１３７、１３８、１３９又は１４０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１４２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化アルミニウム粒子の大きさ平均１００μｍ以下のものであることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０又は１４１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１４３．平均表面粗さＲａ２０００ｎｍ以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１又は１４２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１４４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項１４３に記載された薄膜形成用基板。
項１４５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項１４３又は１４４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１４６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０ｎｍ以下であることを特徴とする項１４３、１４４又は１４５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１４７．表面粗さの大きい窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４又は１４５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１４８．平均表面粗さＲａ７０ｎｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５又は１４７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１４９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項１４８に記載された薄膜形成用基板。
項１５０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項１４８又は１４９に記載された薄膜形成用基板。
項１５１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９又は１５０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１５２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面が鏡面研磨された状態であることを特徴とする項１５１に記載された薄膜形成用基板。
項１５３．厚みが８．０ｍｍ以下の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１又は１５２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１５４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚みが２．５ｍｍ以下であることを特徴とする項１５３に記載された薄膜形成用基板。
項１５５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚みが１．０ｍｍ以下であることを特徴とする項１５３又は１５４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１５６．厚みが０．０１ｍｍ以上の窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４又は１５５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１５７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚みが０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする項１５６に記載された薄膜形成用基板。
項１５８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が厚み８．０ｍｍ以下でありかつ光透過率が１％以上であることを特徴とする項１５３、１５４、１５５、１５６又は１５７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１５９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が厚み０．０１ｍｍ以上でありかつ光透過率が４０％以上であることを特徴とする項１５３、１５４、１５５、１５６、１５７又は１５８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板は導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８又は１５９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板は窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなり、該基板中には基板の上下表面を電気的に接続する導通ビアを有することを特徴とする項１６０に記載された薄膜形成用基板。
項１６２．導通ビアが金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項１６０又は１６１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６３．導通ビアが金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし、さらに窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の材料を含有することを特徴とする項１６０、１６１又は１６２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６４．導通ビアがモリブデン、タングステン、銅、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項１６０、１６１、１６２又は１６３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６５．導通ビアがモリブデン、タングステン、銅、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし、さらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の材料を含有することを特徴とする項１６０、１６１、１６２、１６３又は１６４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６６．導通ビアが室温における抵抗率１×１０−３Ω・ｃｍ以下の導電性材料からなることを特徴とする項１６０、１６１、１６２、１６３、１６４又は１６５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６７．導通ビアが室温における抵抗率１×１０−４Ω・ｃｍ以下の導電性材料からなることを特徴とする項１６６に記載された薄膜形成用基板。
項１６８．導通ビアが室温における抵抗率１×１０−５Ω・ｃｍ以下の導電性材料からなることを特徴とする項１６６又は１６７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６９．導通ビアの大きさが５００μｍ以下であることを特徴とする項１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７又は１６８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７０．導通ビアの大きさが２５０μｍ以下であることを特徴とする項１６９に記載された薄膜形成用基板。
項１７１．導通ビアの大きさが１００μｍ以下であることを特徴とする項１６９又は１７０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７２．導通ビアの大きさが５０μｍ以下であることを特徴とする項１６９、１７０又は１７１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７３．導通ビアの大きさが２５μｍ以下であることを特徴とする項１６９、１７０、１７１又は１７２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７４．導通ビアの大きさが１μｍ以上であることを特徴とする項１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２又は１７３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が導通ビアの表面にも形成可能であることを特徴とする項１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３又は１７４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７６．薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４又は１７５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７７．薄膜導電性材料が金属、合金、金属窒化物のうちから選ばれた少なくとも1種以上の材料からなることを特徴とする項１７６に記載された薄膜形成用基板。
項１７８．薄膜導電性材料が金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、タンタル、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、ニッケル−クロム合金、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項１７６又は１７７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７９．薄膜導電性材料が少なくとも２層以上で構成されていることを特徴とする項１７６、１７７又は１７８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１８０．薄膜導電性材料の厚みが２０μｍ以下であることを特徴とする項１７６、１７７、１７８又は１７９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１８１．薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接合強度が垂直引張り法で２Ｋｇ／ｍｍ２以上であることを特徴とする項１７６、１７７、１７８、１７９又は１８０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１８２．窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中１５００℃以上の温度で１０分間以上焼成することにより得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０又は１８１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１８３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中１７５０℃以上の焼成温度で３時間以上加熱することにより得られることを特徴とする項１８２に記載された薄膜形成用基板。
項１８４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物を含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中１７５０℃以上の温度で３時間以上焼成し含まれる成分のうち少なくとも希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物及び酸素を揮散・除去し減少せしめることにより得られることを特徴とする項７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２又は１８３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１８５．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体がそれぞれ六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９又は７０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１８６．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１８５に記載された薄膜形成用基板。
項１８７．セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１８５又は１８６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１８８．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項１８６又は１８７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１８９．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率１％以上のものであることを特徴とする項１８６、１８７又は１８８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１９０．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率１０％以上のものであることを特徴とする項１８９に記載された薄膜形成用基板。
項１９１．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率２０％以上のものであることを特徴とする項１８９又は１９０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１９２．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率３０％以上のものであることを特徴とする項１８９、１９０又は１９１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１９３．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率４０％以上のものであることを特徴とする項１８９、１９０、１９１又は１９２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１９４．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率５０％以上のものであることを特徴とする項１８９、１９０、１９１、１９２又は１９３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１９５．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率６０％以上のものであることを特徴とする項１８９、１９０、１９１、１９２、１９３又は１９４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１９６．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率８０％以上のものであることを特徴とする項１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４又は１９５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１９７．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率１％未満のものであることを特徴とする項１８６、１８７又は１８８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１９８．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率０％のものであることを特徴とする項１９７に記載された薄膜形成用基板。
項１９９．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が導電性を有するものであることを特徴とする項１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７又は１９８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２００．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が室温における抵抗率１×１０２Ω・ｃｍ以下のものであることを特徴とする項１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８又は１９９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２０１．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が室温における抵抗率１×１００Ω・ｃｍ以下のものであることを特徴とする項２００に記載された薄膜形成用基板。
項２０２．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が室温における抵抗率１×１０−１Ω・ｃｍ以下のものであることを特徴とする項２００又は２０１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２０３．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が室温における抵抗率１×１０−２Ω・ｃｍ以下のものであることを特徴とする項２００、２０１又は２０２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２０４．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過性を有しかつ導電性を有するものであることを特徴とする項１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２又は２０３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２０５．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分を含むものであることを特徴とする項１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３又は２０４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２０６．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が酸化亜鉛成分をＺｎＯ換算で５５．０モル％以上含有するものであることを特徴とする項１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４又は２０５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２０７．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含むものであることを特徴とする項１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５又は２０６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２０８．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２０７に記載された薄膜形成用基板。
項２０９．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２０７又は２０８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２１０．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０２モル％〜４５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２０７、２０８又は２０９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２１１．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０８モル％〜３５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２０７、２０８、２０９又は２１０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２１２．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルカリ土類金属成分、希土類元素成分、遷移金属成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０又は２１１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２１３．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分及び遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項２１２に記載された薄膜形成用基板。
項２１４．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項２１２又は２１３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２１５．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む光透過性を有するものであることを特徴とする項２１４に記載された薄膜形成用基板。
項２１６．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む光透過率３０％以上のものであることを特徴とする項２１４又は２１５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２１７．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、２０４、２１５又は２１６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２１８．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項２１２又は２１３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２１９．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分及び遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項２１２、２１３、２１４、２１５、２１６又は２１８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２２０．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分を含み、同時に希土類元素成分及び遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８又は２１９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２２１．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分を含み同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項２２０に記載された薄膜形成用基板。
項２２２．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分を含み同時に遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項２２０に記載された薄膜形成用基板。
項２２３．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分及び遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項２２０、２２１又は２２２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２２４．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項２２３に記載された薄膜形成用基板。
項２２５．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項２２３又は２２４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２２６．遷移金属成分が鉄及びクロムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分であることを特徴とする項２１２、２１３、２１８、２１９、２２０、２２２、２２３又は２２５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２２７．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５又は２２６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２２８．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２２７に記載された薄膜形成用基板。
項２２９．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００６モル％〜６．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２２７又は２２８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２３０．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００１モル％〜６．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２２７、２２８又は２２９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２３１．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００２モル％〜３．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２２７、２２８、２２９又は２３０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２３２．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０又は２３１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２３３．セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ベリリウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１８５又は１８６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２３４．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項１８６又は２３３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２３５．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率１％以上のものであることを特徴とする項１８６、２３３又は２３４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２３６．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率１０％以上のものであることを特徴とする項２３５に記載された薄膜形成用基板。
項２３７．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率２０％以上のものであることを特徴とする項２３５又は２３６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２３８．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率３０％以上のものであることを特徴とする項２３５、２３６又は２３７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２３９．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率４０％以上のものであることを特徴とする項２３５、２３６、２３７又は２３８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２４０．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率５０％以上のものであることを特徴とする項２３５、２３６、２３７、２３８又は２３９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２４１．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率６０％以上のものであることを特徴とする項２３５、２３６、２３７、２３８、２３９又は２４０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２４２．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率８０％以上のものであることを特徴とする項２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０又は２４１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２４３．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率１％未満のものであることを特徴とする項１８５、１８６、２３３又は２３４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２４４．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率０％のものであることを特徴とする項２４３に記載された薄膜形成用基板。
項２４５．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３又は２４４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２４６．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項１８６、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４又は２４５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２４７．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が酸化ベリリウム成分をＢｅＯ換算で６５．０モル％以上含むものであることを特徴とする項１８６、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５又は２４６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２４８．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下含むものであることを特徴とする項１８６、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６又は２４７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２４９．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜３５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２４８に記載された薄膜形成用基板。
項２５０．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜３５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２４８又は２４９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２５１．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００４モル％〜３５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２４８、２４９又は２５０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２５２．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０１５モル％〜２５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２４６、２４７、２４８、２４９、２５０又は２５１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２５３．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項１８６、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１又は２５２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２５４．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で５．０モル％以下含むものであることを特徴とする項２５３に記載された薄膜形成用基板。
項２５５．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で５．０モル％以下含むものであることを特徴とする項２５３又は２５４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２５６．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００００５モル％〜５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２５３、２５４又は２５５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２５７．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００５モル％〜３．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２５３、２５４、２５５又は２５６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２５８．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００２モル％〜３．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２５３、２５４、２５５、２５６又は２５７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２５９．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００５モル％〜３．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２５３、２５４、２５５、２５６、２５７又は２５８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２６０．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００２モル％〜３５．０モル％の範囲含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８又は２５９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２６１．セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１８５又は１８６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２６２．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項１８６又は２６１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２６３．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率１％以上のものであることを特徴とする項１８６、２６１又は２６２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２６４．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率１０％以上のものであることを特徴とする項２６３に記載された薄膜形成用基板。
項２６５．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率２０％以上のものであることを特徴とする項２６３又は２６４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２６６．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率３０％以上のものであることを特徴とする項２６３、２６４又は２６５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２６７．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率４０％以上のものであることを特徴とする項２６３、２６４、２６５又は２６６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２６８．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率５０％以上のものであることを特徴とする項２６３、２６４、２６５、２６６又は２６７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２６９．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率６０％以上のものであることを特徴とする項２６３、２６４、２６５、２６６、２６７又は２６８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２７０．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率８０％以上のものであることを特徴とする項２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８又は２６９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２７１．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率１％未満のものであることを特徴とする項１８５、１８６、２６１又は２６２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２７２．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率０％のものであることを特徴とする項２７１に記載された薄膜形成用基板。
項２７３．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１又は２７２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２７４．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２又は２７３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２７５．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が酸化アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で５５．０モル％以上含むものであることを特徴とする項１８６、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３又は２７４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２７６．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計４５．０モル％以下含むものであることを特徴とする項１８６、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４又は２７５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２７７．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２７６に記載された薄膜形成用基板。
項２７８．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２７６又は２７７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２７９．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０２モル％〜４５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２７６、２７７又は２７８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２８０．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０８モル％〜３５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２７６、２７７、２７８又は２７９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２８１．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が酸化アルミニウムを主成分としその他にマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項１８６、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９又は２８０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２８２．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項２８１に記載された薄膜形成用基板。
項２８３．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項２８１又は２８２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２８４．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２８１、２８２又は２８３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２８５．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００１モル％〜６．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２８１、２８２、２８３又は２８４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２８６．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００５モル％〜６．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２８１、２８２、２８３、２８４又は２８５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２８７．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０１モル％〜６．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項２８１、２８２、２８３、２８４、２８５又は２８６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２８８．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６又は２８７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２８９．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくともいずれか２種以上の成分を含むものであることを特徴とする項１８６、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７又は２８８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２９０．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１８５又は１８６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２９１．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項２９０に記載された薄膜形成用基板。
項２９２．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が光透過率１％以上を有するものであることを特徴とする項２９０又は２９１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２９３．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が導電性を有することを特徴とする項２９０、２９１又は２９２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２９４．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が室温における抵抗率１×１０４Ω・ｃｍ以下を有するものであることを特徴とする項２９０、２９１、２９２又は２９３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２９５．窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする項２９０、２９１、２９２、２９３又は２９４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２９６．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする項２９０、２９１、２９２、２９３、２９４又は２９５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２９７．窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルミニウム、インジウム、及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする項２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５又は２９６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２９８．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が遷移金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする項２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６又は２９７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項２９９．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が金属ガリウムの直接窒化による窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする項２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７又は２９８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３００．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が酸化ガリウムの還元窒化による窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする項２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７又は２９８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３０１．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が気体状のガリウム化合物の窒化による窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする項２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７又は２９８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３０２．平均表面粗さＲａ２０００ｎｍ以下の六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７、２９８、２９９、３００又は３０１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３０３．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項３０２に記載された薄膜形成用基板。
項３０４．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項３０２又は３０３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３０５．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０ｎｍ以下であることを特徴とする項３０２、３０３又は３０４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３０６．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ５ｎｍ以下であることを特徴とする項３０２、３０３、３０４又は３０５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３０７．表面粗さの大きい六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７、２９８、２９９、３００、３０１、３０２、３０３又は３０４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３０８．平均表面粗さＲａ７０ｎｍ以上の六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７、２９８、２９９、３００、３０１、３０２、３０３、３０４又は３０７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３０９．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項３０８に記載された薄膜形成用基板。
項３１０．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項３０８又は３０９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３１１．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９又は３１０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３１２．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面が鏡面研磨された状態であることを特徴とする項３１１に記載された薄膜形成用基板。
項３１３．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３１１又は３１２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３１４．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体がそれぞれ酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９又は７０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３１５．セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項３１４に記載された薄膜形成用基板。
項３１６．平均表面粗さＲａ２０００ｎｍ以下の酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項３１４又は３１５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３１７．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項３１６に記載された薄膜形成用基板。
項３１８．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項３１６又は３１７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３１９．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０ｎｍ以下であることを特徴とする項３１６、３１７又は３１８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３２０．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ５ｎｍ以下であることを特徴とする項３１６、３１７、３１８又は３１９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３２１．表面粗さの大きい酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項３１４、３１５、３１６、３１７又は３１８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３２２．平均表面粗さＲａ７０ｎｍ以上の酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項３１４、３１５、３１６、３１７、３１８又は３２１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３２３．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項３２２に記載された薄膜形成用基板。
項３２４．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項３２２又は３２３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３２５．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３２０、３２１、３２２、３２３又は３２４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３２６．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の表面が鏡面研磨された状態であることを特徴とする項３２５に記載された薄膜形成用基板。
項３２７．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれたいずれかの結晶状態であることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７、２９８、２９９、３００、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３２０、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５又は３２６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３２８．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項３２７に記載された薄膜形成用基板。
項３２９．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶でありさらに無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれたいずれか少なくとも１種以上の結晶状態からなることを特徴とする項３２７又は３２８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３３０．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の全てが単結晶であることを特徴とする項３２８に記載された薄膜形成用基板。
項３３１．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が無定形であることを特徴とする項３２７、３２８又は３２９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３３２．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が無定形でありさらに単結晶、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれたいずれか少なくとも１種以上の結晶状態からなることを特徴とする項３３１に記載された薄膜形成用基板。
項３３３．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の全てが無定形であることを特徴とする項３３２に記載された薄膜形成用基板。
項３３４．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が多結晶であることを特徴とする項３２７、３２８、３２９、３３１又は３３２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３３５．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が多結晶でありさらに単結晶、無定形、配向性多結晶のうちから選ばれたいずれか少なくとも１種以上の結晶状態からなることを特徴とする項３３４に記載された薄膜形成用基板。
項３３６．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の全てが多結晶であることを特徴とする項３３４に記載された薄膜形成用基板。
項３３７．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が配向性多結晶であることを特徴とする項３２７、３２８、３２９、３３１、３３２、３３４又は３３５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３３８．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が配向性多結晶でありさらに単結晶、無定形、多結晶のうちから選ばれたいずれか少なくとも１種以上の結晶状態からなることを特徴とする項３３７に記載された薄膜形成用基板。
項３３９．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の全てが配向性多結晶であることを特徴とする項３３７に記載された薄膜形成用基板。
項３４０．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であり該薄膜の単結晶部分が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成されることを特徴とする項３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３４、３３５、３３７又は３３８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３４１．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であり該薄膜の単結晶部分が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成されることを特徴とする項３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３４、３３５、３３７又は３３８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３４２．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも１部が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であり該薄膜の無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の部分が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板に直接形成されることを特徴とする項３２７、３２８、３２９、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８又は３３９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３４３．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも１部が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であり該薄膜の無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の部分が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成されることを特徴とする項３２７、３２８、３２９、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８又は３３９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３４４．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも１部が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であり該薄膜の無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態の部分が光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板に直接形成されることを特徴とする項３２７、３２８、３２９、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８又は３３９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３４５．基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層から構成されることを特徴とする項３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８、３３９、３４０、３４１、３４２、３４３又は３４４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３４６．２以上の層から構成される薄膜の各層が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の中から選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であることを特徴とする項３４５に記載された薄膜形成用基板。
項３４７．２以上の層から構成される薄膜において基板に直接形成される薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶の中から選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であることを特徴とする項３４５又は３４６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３４８．２以上の層から構成される薄膜において基板に直接形成される薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶の中から選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であることを特徴とする項３４５、３４６又は３４７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３４９．２以上の層から構成される薄膜において基板に直接形成される薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶の中から選ばれた少なくともいずれかの結晶状態でありその上に形成される薄膜が単結晶であることを特徴とする項３４５、３４６、３４７又は３４８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３５０．２以上の層から構成される薄膜において基板に直接形成される薄膜が無定形でありその上に形成される薄膜が単結晶であることを特徴とする項３４９に記載された薄膜形成用基板。
項３５１．２以上の層から構成される薄膜において基板に直接形成される薄膜が多結晶でありその上に形成される薄膜が単結晶であることを特徴とする項３４９に記載された薄膜形成用基板。
項３５２．２以上の層から構成される薄膜において基板に直接形成される薄膜が配向性多結晶でありその上に形成される薄膜が単結晶であることを特徴とする項３４９に記載された薄膜形成用基板。
項３５３．２以上の層から構成される薄膜において基板に直接形成される薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶の中から選ばれた少なくともいずれかの結晶状態でありその上に形成される薄膜が単結晶である構成の薄膜において該単結晶からなる薄膜が２以上の層からなることを特徴とする項３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１又は３５２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３５４．２以上の層から構成される薄膜において少なくとも２以上の層が単結晶からなるものであることを特徴とする項３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１、３５２又は３５３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３５５．２以上の層から構成される薄膜において基板に直接形成される薄膜が単結晶からなるものであることを特徴とする項３４５、３４６、３４７又は３５４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３５６．２以上の層から構成される薄膜においてすべての層が単結晶からなるものであることを特徴とする項３４５、３４６、３４７、３５４又は３５５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３５７．２以上の層から構成される薄膜のうち少なくとも２層が異なる組成からなるものであることを特徴とする項３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５又は３５６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３５８．基板に形成される薄膜の少なくとも一部が単結晶からなり該単結晶薄膜の結晶Ｃ軸が基板面に対して垂直な方向に形成されることを特徴とする項３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３４、３３５、３３７、３３８、３４０、３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３５６又は３５７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３５９．基板に形成される薄膜の全てが単結晶からなり該単結晶薄膜の結晶Ｃ軸が基板面に対して垂直な方向に形成されることを特徴とする項３５８に記載された薄膜形成用基板。
項３６０．基板に形成される薄膜の少なくとも一部が単結晶からなり該単結晶薄膜の結晶Ｃ軸が基板面に対して水平な方向に形成されることを特徴とする項３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３４、３３５、３３７、３３８、３４０、３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３５６又は３５７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３６１．基板に形成される薄膜の全てが単結晶からなり該単結晶薄膜の結晶Ｃ軸が基板面に対して水平な方向に形成されることを特徴とする項３６０に記載された薄膜形成用基板。
項３６２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板に形成される薄膜が導電性を有することを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７、２９８、２９９、３００、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３２０、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８、３３９、３４０、３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３５６、３５７、３５８、３５９、３６０又は３６１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３６３．薄膜が半導体化されることで導電性を有していることを特徴とする項３４７に記載された薄膜形成用基板。
項３６４．薄膜がマグネシウム、ベリリウム、カルシウム、亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、テルル、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上のドーピング成分により半導体化され導電性を有していることを特徴とする項３６２又は３６３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３６５．薄膜がマグネシウム、ベリリウム、カルシウム、亜鉛、カドミウム、炭素のうちから選ばれた少なくとも１種以上のドーピング成分によりＰ型に半導体化され導電性を有していることを特徴とする項３６２、３６３又は３６４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３６６．薄膜が珪素、ゲルマニウム、セレン、テルル、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上のドーピング成分によりＮ型に半導体化され導電性を有していることを特徴とする項３６２、３６３又は３６４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３６７．薄膜が主成分に対してドーピング成分を元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項３６２、３６３、３６４、３６５又は３６６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３６８．薄膜が少なくとも２以上の層で構成され該薄膜のうち少なくとも１層が導電性を有することを特徴とする項３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８、３３９、３４０、３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３５６、３５７、３５８、３５９、３６０、３６１、３６２、３６３、３６４、３６５又は３６６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３６９．導電性を有する薄膜の室温における抵抗率が１×１０４Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項３６２、３６３、３６４、３６５、３６６、３６７又は３６８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３７０．導電性を有する薄膜の室温における抵抗率が１×１０２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項３６９に記載された薄膜形成用基板。
項３７１．導電性を有する薄膜の室温における抵抗率が１×１０１Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項３６９又は３７０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３７２．導電性を有する薄膜の室温における抵抗率が１×１００Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項３６９、３７０又は３７１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３７３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板に形成される薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分とするものであることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７、２９８、２９９、３００、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３２０、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８、３３９、３４０、３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３５６、３５７、３５８、３５９、３６０、３６１、３６２、３６３、３６４、３６５、３６６、３６７、３６８、３６９、３７０、３７１又は３７２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３７４．薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらにＭｇ（マグネシウム）、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｚｎ（亜鉛）のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を該組成物に対して元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項３７３に記載された薄膜形成用基板。
項３７５．薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらにＳｉ（珪素）を該組成物に対して元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項３７３又は３７４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３７６．薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらに該組成物に対してＭｇ、Ｂｅ、Ｚｎのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分及びＳｉとを同時に合計で元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項３７３、３７４又は３７５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３７７．薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）での化学式あらわされる組成物を主成分とするものであることを特徴とする項３７３、３７４、３７５又は３７６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３７８．薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）での化学式あらわされる組成物を主成分としさらにＭｇ、Ｂｅ、Ｚｎのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を該組成物に対して元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項３７７に記載された薄膜形成用基板。
項３７９．薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらにＳｉを該組成物に対して元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項３７７又は３７８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３８０．薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらに該組成物に対してＭｇ、Ｂｅ、Ｚｎのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分及びＳｉとを同時に合計で元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項３７７、３７８又は３７９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３８１．薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分とするものであることを特徴とする項３７３、３７４、３７５又は３７６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３８２．薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらにＭｇ、Ｂｅ、Ｚｎのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を該組成物に対して元素換算で０．００００１〜０．５モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項３８１に記載された薄膜形成用基板。
項３８３．薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらにＳｉを該組成物に対して元素換算で０．００００１〜０．５モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項３８１又は３８２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３８４．薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらに該組成物に対してＭｇ、Ｂｅ、Ｚｎのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分及びＳｉとを同時に合計で元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項３８１、３８２又は３８３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３８５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板に形成される薄膜の厚みが０．５ｎｍ以上であることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７、２９８、２９９、３００、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３２０、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８、３３９、３４０、３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３５６、３５７、３５８、３５９、３６０、３６１、３６２、３６３、３６４、３６５、３６６、３６７、３６８、３６９、３７０、３７１、３７２、３７３、３７４、３７５、３７６、３７７、３７８、３７９、３８０、３８１、３８２、３８３又は３８４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３８６．形成される薄膜の厚みが０．３μｍ以上であることを特徴とする項３８５に記載された薄膜形成用基板。
項３８７．形成される薄膜の厚みが３．５μｍ以上であることを特徴とする項３８５又は３８６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３８８．形成される薄膜の厚みが１０μｍ以上であることを特徴とする項３８５、３８６又は３８７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３８９．形成される薄膜の厚みが５０μｍ以上であることを特徴とする項３８５、３８６、３８７又は３８８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３９０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、基板に形成される薄膜の厚みが１０００μｍ以下であることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７、２９８、２９９、３００、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３２０、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８、３３９、３４０、３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３５６、３５７、３５８、３５９、３６０、３６１、３６２、３６３、３６４、３６５、３６６、３６７、３６８、３６９、３７０、３７１、３７２、３７３、３７４、３７５、３７６、３７７、３７８、３７９、３８０、３８１、３８２、３８３、３８４、３８５、３８６、３８７、３８８又は３８９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３９１．薄膜がそれぞれの厚み１０００μｍ以下の薄膜層からなることを特徴とする項３９０に記載された薄膜形成用基板。
項３９２．薄膜層すべての厚みが１０００μｍ以下であることを特徴とする項３９０又は３９１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３９３．薄膜の厚みが５００μｍ以下であることを特徴とする項３９０、３９１又は３９２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３９４．薄膜がそれぞれの厚み５００μｍ以下の薄膜層からなることを特徴とする項３９３に記載された薄膜形成用基板。
項３９５．薄膜層すべての厚みが５００μｍ以下であることを特徴とする項３９３又は３９４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３９６．薄膜の厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項３９０、３９１、３９２、３９３、３９４又は３９５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３９７．薄膜がそれぞれの厚み３００μｍ未満の薄膜層からなることを特徴とする項３９６に記載された薄膜形成用基板。
項３９８．薄膜層すべての厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項３９６又は３９７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項３９９．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板に形成される薄膜がミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅３６００秒以下の単結晶薄膜を少なくとも有することを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７、２９８、２９９、３００、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３２０、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８、３３９、３４０、３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３５６、３５７、３５８、３５９、３６０、３６１、３６２、３６３、３６４、３６５、３６６、３６７、３６８、３６９、３７０、３７１、３７２、３７３、３７４、３７５、３７６、３７７、３７８、３７９、３８０、３８１、３８２、３８３、３８４、３８５、３８６、３８７、３８８、３８９、３９０、３９１、３９２、３９３、３９４、３９５、３９６、３９７又は３９８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４００．単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることを特徴とする項３９９に記載された薄膜形成用基板。
項４０１．単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下であることを特徴とする項３９９又は４００に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４０２．単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であることを特徴とする項３９９、４００又は４０１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４０３．単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であることを特徴とする項３９９、４００、４０１又は４０２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４０４．単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下であることを特徴とする項３９９、４００、４０１、４０２又は４０３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４０５．単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下であることを特徴とする項３９９、４００、４０１、４０２、４０３又は４０４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４０６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板に形成される薄膜がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む有機化合物を主原料としアンモニア、窒素、水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を反応ガスとして形成されるものであることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７、２９８、２９９、３００、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３２０、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８、３３９、３４０、３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３５６、３５７、３５８、３５９、３６０、３６１、３６２、３６３、３６４、３６５、３６６、３６７、３６８、３６９、３７０、３７１、３７２、３７３、３７４、３７５、３７６、３７７、３７８、３７９、３８０、３８１、３８２、３８３、３８４、３８５、３８６、３８７、３８８、３８９、３９０、３９１、３９２、３９３、３９４、３９５、３９６、３９７、３９８、３９９、４００、４０１、４０２、４０３、４０４又は４０５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４０７．ガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む有機化合物がトリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリメチルアルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項４０６に記載された薄膜形成用基板。
項４０８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板に形成される薄膜がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分のハロゲン化物を主原料としアンモニア、窒素、水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を反応ガスとして形成されるものであることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８、１８９、１９０、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、１９９、２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２５７、２５８、２５９、２６０、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８、２６９、２７０、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６、２７７、２７８、２７９、２８０、２８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６、２８７、２８８、２８９、２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７、２９８、２９９、３００、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３２０、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８、３２９、３３０、３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８、３３９、３４０、３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３５０、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３５６、３５７、３５８、３５９、３６０、３６１、３６２、３６３、３６４、３６５、３６６、３６７、３６８、３６９、３７０、３７１、３７２、３７３、３７４、３７５、３７６、３７７、３７８、３７９、３８０、３８１、３８２、３８３、３８４、３８５、３８６、３８７、３８８、３８９、３９０、３９１、３９２、３９３、３９４、３９５、３９６、３９７、３９８、３９９、４００、４０１、４０２、４０３、４０４又は４０５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項４０９．ガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むハロゲン化物が塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項４０８に記載された薄膜形成用基板。
項４１０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法であって、該基板が原料として酸化アルミニウムの還元法によるもの及び金属アルミニウムの直接窒化法によるもののなかから選ばれたいずれかをそれぞれ単独で用いるかあるいは酸化アルミニウムの還元法によるもの及び金属アルミニウムの直接窒化法によるものを混合して用いるか少なくともいずれかの原料を用いて製造される窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板の製造方法。
項４１１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法であって、該基板が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１５００℃以上で１０分間以上焼成することで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板の製造方法。
項４１２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法であって、該基板が原料として酸化アルミニウムの還元法によるもの及び金属アルミニウムの直接窒化法によるものから選ばれたものをそれぞれ単独で用いるかあるいは酸化アルミニウムの還元法によるもの及び金属アルミニウムの直接窒化法によるものを混合して用いるか少なくともいずれかの原料を用いて製造される窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１５００℃以上で１０分間以上焼成することで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項４１０は４１１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４１３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項４１０、４１１又は４１２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４１４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率１％以上を有することを特徴とする項４１０、４１１、４１２又は４１３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４１５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率５％以上を有することを特徴とする項４１４に記載された薄膜形成用基板の製造方法。
項４１６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率１０％以上を有することを特徴とする項４１４又は４１５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４１７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率２０％以上を有することを特徴とする項４１４、４１５又は４１６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４１８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率３０％以上を有することを特徴とする項４１４、４１５、４１６又は４１７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４１９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率４０％以上を有することを特徴とする項４１４、４１５、４１６、４１７又は４１８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４２０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率５０％以上を有することを特徴とする項４１４、４１５、４１６、４１７、４１８又は４１９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４２１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率６０％以上を有することを特徴とする項４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９又は４２０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４２２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率８０％以上を有することを特徴とする項４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０又は４２１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４２３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率８５％以上を有することを特徴とする項４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１又は４２２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４２４．窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を窒化アルミニウム成分を含む非酸化性雰囲気中焼成温度１５００℃以上で１０分間以上焼成することで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２又は４２３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４２５．窒化アルミニウム成分が被焼成物である窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体から焼成雰囲気である非酸化性雰囲気中に供給され、該非酸化性雰囲気中焼成温度１５００℃以上で１０分間以上被焼成物を焼成することで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項４２４に記載された薄膜形成用基板の製造方法。
項４２６．窒化アルミニウム成分が被焼成物である窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体以外から焼成雰囲気である非酸化性雰囲気中に供給され、該非酸化性雰囲気中焼成温度１５００℃以上で１０分間以上被焼成物を焼成することで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項４２４に記載された薄膜形成用基板の製造方法。
項４２７．窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を窒化アルミニウムを主成分とする材料からなる焼成容器あるいは焼成治具を用いて焼成することを特徴とする項４２４又は４２６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４２８．被焼成物である窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体と該被焼成物以外の窒化アルミニウムを主成分とする粉末、あるいは窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体、あるいは窒化アルミニウムを主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれか１以上のものとを焼成容器あるいは焼成治具内に同時に存在させて焼成することを特徴とする項４２６又は４２７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４２９．窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を窒化アルミニウム、タングステン、モリブデン、窒化ほう素、窒化ほう素を塗布したカーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなる焼成容器あるいは焼成治具を用いて焼成することを特徴とする項４２４、４２５、４２６、４２７又は４２８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４３０．窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体をいったん焼成して窒化アルミニウムを主成分とする焼結体となし、該焼結体をホットプレス法あるいは熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）法により加圧焼成することを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８又は４２９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４３１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法であって、該基板が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１７５０℃以上で３時間以上加熱することを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９又は４３０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４３２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法であって、該基板が希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物を含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１７５０℃以上で３時間以上焼成し含まれる成分のうち少なくとも希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を飛散・除去し減少させることで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０又は４３１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４３３．焼成温度が１９００℃以上であることを特徴とする項４３１又は４３２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４３４．焼成温度が２０５０℃以上であることを特徴とする項４３１、４３２又は４３３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４３５．焼成温度が２１００℃以上であることを特徴とする項４３１、４３２、４３３又は４３４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４３６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法であって、該基板が希土類元素化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物を同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１７５０℃以上で３時間以上焼成し含まれる成分のうち少なくとも希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を飛散・除去し減少させることで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０、４３１、４３２、４３３、４３４又は４３５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４３７．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法において、該薄膜を形成するための基板が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体を焼成して得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなるものであって、該粉末成形体は窒化アルミニウム原料粉末を主成分とするグリーンシートからなるものであることを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０、４３１、４３２、４３３、４３４、４３５又は４３６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４３８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法において、該薄膜を形成するための基板が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体を焼成して得られる焼結体をさらに焼成して得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなるものであって、該粉末成形体は窒化アルミニウム原料粉末を主成分とするグリーンシートからなるものであることを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０、４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６又は４３７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４３９．焼成温度１７５０℃以上で１０時間以上焼成を行うことを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０、４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６、４３７又は４３８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４４０．焼成温度１９００℃以上で６時間以上焼成を行うことを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０、４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６、４３７、４３８又は４３９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４４１．焼成温度２０５０℃以上で４時間以上焼成を行うことを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０、４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６、４３７、４３８、４３９又は４４０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４４２．焼成温度２１００℃以上で３時間以上焼成を行うことを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０、４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６、４３７、４３８、４３９、４４０又は４４１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４４３．焼成雰囲気が窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含むものであることを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０、４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６、４３７、４３８、４３９、４４０、４４１又は４４２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４４４．焼成雰囲気が還元性雰囲気であることを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０、４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６、４３７、４３８、４３９、４４０、４４１、４４２又は４４３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４４５．焼成雰囲気が水素、炭素、一酸化炭素、炭化水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含むものであることを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０、４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６、４３７、４３８、４３９、４４０、４４１、４４２、４４３又は４４４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４４６．焼成雰囲気が水素、炭素、一酸化炭素、炭化水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を０．１ｐｐｍ以上含むものであることを特徴とする項４４３、４４４又は４４５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４４７．焼成される窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体の最小寸法が８ｍｍ以下であることを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０、４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６、４３７、４３８、４３９、４４０、４４１、４４２、４４３、４４４、４４５又は４４６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４４８．焼成される窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体が板状でありその厚みが８ｍｍ以下であることを特徴とする項４１０、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４１９、４２０、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４２９、４３０、４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６、４３７、４３８、４３９、４４０、４４１、４４２、４４３、４４４、４４５、４４６又は４４７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板の製造方法。
項４４９．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で合計０．５重量％以下、酸素含有量が元素換算で０．９重量％以下、結晶相としてＡｌＮを９５％以上、窒化アルミニウム粒子の大きさが５μｍ以上、かつ光透過性を有することを特徴とする窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４５０．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で合計０．２重量％以下、酸素量含有量が０．５量％以下であることを特徴とする項４４９に記載された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４５１．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で合計０．０５重量％以下、酸素量含有量が０．２量％以下であることを特徴とする項４４９又は４５０に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４５２．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で合計０．０２重量％以下、酸素量含有量が０．１量％以下であることを特徴とする項４４９、４５０又は４５１に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４５３．希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で合計０．００５重量％以下、酸素量含有量が０．０５量％以下であることを特徴とする項４４９、４５０、４５１又は４５２に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４５４．光透過率が１％以上であることを特徴とする項４４９、４５０、４５１、４５２又は４５３に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４５５．光透過率が５％以上であることを特徴とする項４５４に記載された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４５６．光透過率が１０％以上であることを特徴とする項４５４又は４５５に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４５７．光透過率が２０％以上であることを特徴とする項４５４、４５５又は４５６に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４５８．光透過率が３０％以上であることを特徴とする項４５４、４５５、４５６又は４５７に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４５９．光透過率が４０％以上であることを特徴とする項４５４、４５５、４５６、４５７又は４５８に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４６０．光透過率が５０％以上であることを特徴とする項４５４、４５５、４５６、４５７、４５８又は４５９に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４６１．光透過率が６０％以上であることを特徴とする項４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９又は４６０に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４６２．光透過率が８０％以上であることを特徴とする項４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０又は４６１に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４６３．光透過率が８５％以上であることを特徴とする項４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４６１又は４６２に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４６４．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項４４９、４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４６１、４６２又は４６３に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４６５．結晶相としてＡｌＮを９８％以上含む事を特徴とする項４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４６１、４６２、４６３又は４６４に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４６６．結晶相が実質的にＡｌＮ単一相であることを特徴とする項４６５に記載された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４６７．窒化アルミニウム粒子の大きさが８μｍ以上であることを特徴とする項４４９、４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４６１、４６２、４６３、４６４、４６５又は４６６に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４６８．窒化アルミニウム粒子の大きさが１５μｍ以上であることを特徴とする項４６７に記載された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４６９．窒化アルミニウム粒子の大きさが２５μｍ以上であることを特徴とする項４６７又は４６８に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４７０．窒化アルミニウム粒子の大きさが１００μｍ以下であることを特徴とする項４４９、４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４６１、４６２、４６３、４６４、４６５、４６６、４６７、４６８又は４６９に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４７１．室温における熱伝導率が２００Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする項４４９、４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４６１、４６２、４６３、４６４、４６５、４６６、４６７、４６８、４６９又は４７０に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４７２．室温における熱伝導率が２２０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする項４７１に記載された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４７３．平均表面粗さＲａ２０００ｎｍ以下であることを特徴とする項４４９、４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４６１、４６２、４６３、４６４、４６５、４６６、４６７、４６８、４６９、４７０、４７１又は４７２に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４７４．平均表面粗さＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項４７３に記載された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４７５．平均表面粗さＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項４７３又は４７４に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４７６．平均表面粗さ２０ｎｍ以下であることを特徴とする項４７３、４７４又は４７５に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４７７．表面粗さが大きいことを特徴とする項４４９、４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４６１、４６２、４６３、４６４、４６５、４６６、４６７、４６８、４６９、４７０、４７１、４７２、４７３、４７４又は４７５に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４７８．平均表面粗さＲａが７０ｎｍ以上であることを特徴とする項４４９、４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４６１、４６２、４６３、４６４、４６５、４６６、４６７、４６８、４６９、４７０、４７１、４７２、４７３、４７４、４７５又は４７７に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４７９．平均表面粗さＲａが１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項４７８に記載された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４８０．平均表面粗さＲａが２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項４７８又は４７９に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４８１．表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項４４９、４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４６１、４６２、４６３、４６４、４６５、４６６、４６７、４６８、４６９、４７０、４７１、４７２、４７３、４７４、４７５、４７６、４７７、４７８、４７９又は４８０に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４８２．表面の少なくとも一部が鏡面研磨された状態であることを特徴とする項４８１に記載された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４８３．表面の少なくとも一部が平均表面粗さＲａ２０００ｎｍより大きい平滑度であることを特徴とする項４４９、４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４６１、４６２、４６３、４６４、４６５、４６６、４６７、４６８、４６９、４７０、４７１、４７２、４７３、４７４、４７５、４７６、４７７、４７８、４７９、４８０、４８１又は４８２に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４８４．希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物を含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１７５０℃以上で３時間以上焼成し含まれる成分のうち少なくとも希土類元素化合物及びアルカリ土類金属化合物及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を飛散・除去し減少させることにより得られることを特徴とする項４４９、４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５、４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４６１、４６２、４６３、４６４、４６５、４６６、４６７、４６８、４６９、４７０、４７１、４７２、４７３、４７４、４７５、４７６、４７７、４７８、４７９、４８０、４８１、４８２又は４８３に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４８５．希土類元素化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物及びアルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の化合物を同時に含む窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中焼成温度１７５０℃以上で３時間以上焼成することを特徴とする項４８４に記載された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４８６．焼成温度１７５０℃以上で３時間以上焼成される粉末成形体又は焼結体の原料が酸化アルミニウムの還元法によるもの及び金属アルミニウムの直接窒化法によるもののうちから選ばれた１種だけか、あるいは酸化アルミニウムの還元法によるもの及び金属アルミニウムの直接窒化法によるものの両方を混合したもの、いずれかであることを特徴とする項４８４又は４８５に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４８７．焼成温度１７５０℃以上で１０時間以上焼成を行うことを特徴とする項４８４、４８５又は４８６に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４８８．焼成温度１９００℃以上で６時間以上焼成を行うことを特徴とする項４８４、４８５、４８６又は４８７に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４８９．焼成温度２０５０℃以上で４時間以上焼成を行うことを特徴とする項４８４、４８５、４８６、４８７又は４８８に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４９０．焼成温度２１００℃以上で３時間以上焼成を行うことを特徴とする項４８４、４８５、４８６、４８７、４８８又は４８９に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４９１．焼成雰囲気が窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含むものであることを特徴とする項４８４、４８５、４８６、４８７、４８８、４８９又は４９０に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４９２．焼成雰囲気が還元性雰囲気であることを特徴とする項４８４、４８５、４８６、４８７、４８８、４８９、４９０又は４９１に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４９３．焼成雰囲気が水素、炭素、一酸化炭素、炭化水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を含むものであることを特徴とする項４８４、４８５、４８６、４８７、４８８、４８９、４９０、４９１又は４９２に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４９４．焼成雰囲気が水素、炭素、一酸化炭素、炭化水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を０．１ｐｐｍ以上含むものであることを特徴とする項４９１、４９２又は４９３に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４９５．焼成温度１７５０℃以上で３時間以上焼成される窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体の最小寸法が８ｍｍ以下であることを特徴とする項４８４、４８５、４８６、４８７、４８８、４８９、４９０、４９１、４９２、４９３又は４９４に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４９６．焼成温度１７５０℃以上で３時間以上焼成される窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体が板状でありその厚みが８ｍｍ以下であることを特徴とする項４８４、４８５、４８６、４８７、４８８、４８９、４９０、４９１、４９２、４９３、４９４又は４９５に記載されたいずれかの窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
項４９７．少なくともアルミニウム成分を含みかつ光透過性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項４９８．酸化亜鉛をＺｎＯ換算で５５．０モル％以上含むことを特徴とする項４９７に記載された酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項４９９．アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含むことを特徴とする項４９７又は４９８に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５００．アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲含むことを特徴とする項４９９に記載された酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５０１．アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲含むことを特徴とする項４９９又は５００に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５０２．アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０２モル％〜４５．０モル％の範囲含むことを特徴とする項４９９、５００又は５０１に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５０３．アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０８モル％〜３５．０モル％の範囲含むことを特徴とする項４９９、５００、５０１又は５０２に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５０４．アルミニウム成分を含み同時に希土類元素成分及び遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むことを特徴とする項４９７、４９８、４９９、５００、５０１又は５０２に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５０５．アルミニウム成分を含み同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むことを特徴とする項５０４に記載された酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５０６．希土類元素成分がイットリウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、イッテルビウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分であることを特徴とする項５０４又は５０５に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５０７．アルミニウム成分を含み同時に遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むことを特徴とする項５０４に記載された酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５０８．希土類元素成分及び遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むことを特徴とする項５０４、５０５、５０６又は５０７に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５０９．希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むことを特徴とする項５０８に記載された酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５１０．遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むことを特徴とする項５０８又は５０９に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５１１．遷移金属成分が鉄及びクロムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分であることを特徴とする項５０４、５０７、５０８又は５１０に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５１２．アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むことを特徴とする項５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０又は５１１に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５１３．希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲含むことを特徴とする項５１２に記載された酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５１４．希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００６モル％〜６．０モル％の範囲含むことを特徴とする項５１２又は５１３に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５１５．希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００１モル％〜６．０モル％の範囲含むことを特徴とする項５１２、５１３又は５１４に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５１６．希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００２モル％〜３．０モル％の範囲含むことを特徴とする項５１２、５１３、５１４又は５１５に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５１７．アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むことを特徴とする項５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、５１５又は５１６に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５１８．光透過率が１％以上であることを特徴とする項４９７、４９８、４９９、５００、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６又は５１７に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５１９．光透過率が１０％以上であることを特徴とする項５１８に記載された酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５２０．光透過率が２０％以上であることを特徴とする項５１８又は５１９に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５２１．光透過率が３０％以上であることを特徴とする項５１８、５１９又は５２０に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５２２．光透過率が４０％以上であることを特徴とする項５１８、５１９、５２０又は５２１に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５２３．光透過率が５０％以上であることを特徴とする項５１８、５１９、５２０、５２１又は５２２に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５２４．光透過率が６０％以上であることを特徴とする項５１８、５１９、５２０、５２１、５２２又は５２３に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５２５．光透過率が８０％以上であることを特徴とする項５１８、５１９、５２０、５２１、５２２、５２３又は５２４に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５２６．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項４９７、５１８、５１９、５２０、５２１、５２２、５２３、５２４又は５２５に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５２７．導電性を有することを特徴とする項４９７、４９８、４９９、５００、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８、５１９、５２０、５２１、５２２、５２３、５２４、５２５又は５２６に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５２８．室温における抵抗率が１×１０２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項４９７、４９８、４９９、５００、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８、５１９、５２０、５２１、５２２、５２３、５２４、５２５、５２６又は５２７に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５２９．室温における抵抗率が１×１００Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項５２８に記載された酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５３０．室温における抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項５２８又は５２９に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５３１．光透過性を有しかつ導電性を有することを特徴とする項４９７、４９８、４９９、５００、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８、５１９、５２０、５２１、５２２、５２３、５２４、５２５、５２６、５２７、５２８、５２９又は５３０に記載されたいずれかの酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
項５３２．光透過性を有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５３３．光透過率が１％以上であることを特徴とする項５３２に記載された窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５３４．光透過率が５％以上であることを特徴とする項５３３に記載された窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５３５．光透過率が１０％以上であることを特徴とする項５３３又は５３４に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５３６．光透過率が２０％以上であることを特徴とする項５３３、５３４又は５３５に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５３７．光透過率が３０％以上であることを特徴とする項５３３、５３４、５３５又は５３６に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５３８．光透過率が４０％以上であることを特徴とする項５３３、５３４、５３５、５３６又は５３７に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５３９．光透過率が５０％以上であることを特徴とする項５３３、５３４、５３５、５３６、５３７又は５３８に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５４０．光透過率が６０％以上であることを特徴とする項５３３、５３４、５３５、５３６、５３７、５３８又は５３９に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５４１．光透過率が８０％以上であることを特徴とする項５３３、５３４、５３５、５３６、５３７、５３８、５３９又は５４０に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５４２．光透過率が８５％以上であることを特徴とする項５３３、５３４、５３５、５３６、５３７、５３８、５３９、５４０又は５４１に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５４３．光透過率が１％未満の窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５４４．光透過率が０％の項５４３に記載された窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５４５．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項５３２、５３３、５３４、５３５、５３６、５３７、５３８、５３９、５４０、５４１、５４２、５４３又は５４４に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５４６．導電性を有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５４７．室温における抵抗率１×１０４Ω・ｃｍ以下を有することを特徴とする項５３２、５３３、５３４、５３５、５３６、５３７、５３８、５３９、５４０、５４１、５４２、５４３、５４４、５４５又は５４６に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５４８．室温における抵抗率１×１０１Ω・ｃｍ以下を有することを特徴とする項５４６又は５４７に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５４９．室温における抵抗率１×１００Ω・ｃｍ以下を有することを特徴とする項５４６、５４７又は５４８に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５５０．室温における抵抗率１×１０−２Ω・ｃｍ以下を有することを特徴とする項５４６、５４７、５４８又は５４９に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５５１．光透過性を有しかつ導電性を有することを特徴とする項５３２、５３３、５３４、５３５、５３６、５３７、５３８、５３９、５４０、５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６、５４７、５４８、５４９又は５５０に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５５２．ガリウム成分をＧａＮ換算で５５．０モル％以上含む窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５５３．アルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５５４．アルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３０モル％以下含有することを特徴とする項５３２、５３３、５３４、５３５、５３６、５３７、５３８、５３９、５４０、５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６、５４７、５４８、５４９、５５０、５５１、５５２又は５５３に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５５５．アルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２０モル％以下含有することを特徴とする項５５３又は５５４に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５５６．アルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０モル％以下含有することを特徴とする項５５３、５５４又は５５５に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５５７．亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５５８．亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０モル％以下含有することを特徴とする項５３２、５３３、５３４、５３５、５３６、５３７、５３８、５３９、５４０、５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６、５４７、５４８、５４９、５５０、５５１、５５２、５５３、５５４、５５５、５５６又は５５７に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５５９．亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で０．００００１モル％〜７モル％の範囲含有することを特徴とする項５５７又は５５８に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５６０．亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で０．００００１モル％〜５モル％の範囲含有することを特徴とする項５５７、５５８又は５５９に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５６１．亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で０．００００１モル％〜３モル％の範囲含有することを特徴とする項５５７、５５８、５５９又は５６０に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５６２．アルミニウム、インジウム、及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５６３．アルミニウム、インジウム、及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で４０モル％以下含有することを特徴とする項５３２、５３３、５３４、５３５、５３６、５３７、５３８、５３９、５４０、５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６、５４７、５４８、５４９、５５０、５５１、５５２、５５３、５５４、５５５、５５６、５５７、５５８、５５９、５６０、５６１又は５６２に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５６４．遷移金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５６５．遷移金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０モル％以下含有することを特徴とする項５３２、５３３、５３４、５３５、５３６、５３７、５３８、５３９、５４０、５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６、５４７、５４８、５４９、５５０、５５１、５５２、５５３、５５４、５５５、５５６、５５７、５５８、５５９、５６０、５６１、５６２、５６３又は５６４に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５６６．遷移金属がマンガン、コバルト、ニッケル、鉄、クロム、チタン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、バナジウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項５６４又は５６５に記載されたいずれかの窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５６７．金属ガリウムの直接窒化による窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５６８．酸化ガリウムの還元窒化による窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５６９．気体状のガリウム化合物の窒化による窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５７０．酸素含有量１０重量％以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５７１．平均粒径１０μｍ以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
項５７２．酸素含有量１０重量％以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末。
項５７３．平均粒径１０μｍ以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末。
項５７４．金属ガリウムと窒素含有物質とを窒化反応せしめることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする粉末の製造方法。
項５７５．酸化ガリウムを還元剤及び窒素含有物質とを用いて窒化反応せしめることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする粉末の製造方法。
項５７６．気体状のガリウム化合物を窒素含有物質と窒化反応せしめることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする粉末の製造方法。
項５７７．セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板。
項５７８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されていることを特徴とする項５７７に記載された薄膜基板。
項５７９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項５７８又は５７９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５８０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜を有することを特徴とする項５７８又は５７９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５８１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が１層からなることを特徴とする項５７８、５７９又は５８０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５８２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも無定形であることを特徴とする項５８１に記載された薄膜基板。
項５８３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶であることを特徴とする項５８１に記載された薄膜基板。
項５８４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が配向性多結晶であることを特徴とする項５８１に記載された薄膜基板。
項５８５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項５８１に記載された薄膜基板。
項５８６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなることを特徴とする項５７８、５７９又は５８０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５８７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、各層がそれぞれ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項５８６に記載された薄膜基板。
項５８８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項５８６又は５８７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５８９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項５８６、５８７又は５８８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５９０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が配向性多結晶であることを特徴とする項５８６、５８７、５８８又は５８９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５９１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、少なくとも１層が単結晶であることを特徴とする項５８６、５８７、５８８、５８９又は５９０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５９２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、最上層の薄膜が単結晶であることを特徴とする項５８６、５８７、５８８、５８９、５９０又は５９１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５９３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１又は５９２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５９４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが２００μｍ以下であることを特徴とする項５９３に記載された薄膜基板。
項５９５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．１ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３又は５９４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５９６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．５ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項５９５に記載された薄膜基板。
項５９７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．３μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項５９５又は５９６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５９８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも３．５μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項５９５、５９６又は５９７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項５９９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも１０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項５９５、５９６、５９７又は５９８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６００．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも５０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項５９５、５９６、５９７、５９８又は５９９記載されたいずれかの薄膜基板。
項６０１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含有するものであることを特徴とする項５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９又は６００記載されたいずれかの薄膜基板。
項６０２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を有することを特徴とする項５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００又は６０１記載されたいずれかの薄膜基板。
項６０３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項６０１又は６０２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６０４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下であることを特徴とする項５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２又は６０３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６０５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることを特徴とする項６０４に記載された薄膜基板。
項６０６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下であることを特徴とする項６０４又は６０５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６０７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であることを特徴とする項６０４、６０５又は６０６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６０８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であることを特徴とする項６０４、６０５、６０６又は６０７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６０９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下であることを特徴とする項６０４、６０５、６０６、６０７又は６０８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６１０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下であることを特徴とする項６０４、６０５、６０６、６０７、６０８又は６０９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６１１．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍ以下であることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９又は６１０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６１２．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項６１１に記載された薄膜基板。
項６１３．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項６１１又は６１２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６１４．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０ｎｍ以下であることを特徴とする項６１１、６１２又は６１３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６１５．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０ｎｍ以下であることを特徴とする項６１１、６１２、６１３又は６１４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６１６．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ５ｎｍ以下であることを特徴とする項６１１、６１２、６１３、６１４又は６１５に載されたいずれかの薄膜基板。
項６１７．セラミック材料を主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２又は６１３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６１８．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ７０ｎｍ以上であることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３又は６１７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６１９．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項６１８に記載された薄膜基板。
項６２０．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項６１８又は６１９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６２１．セラミック材料を主成分とする焼結体の表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９又は６２０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６２２．セラミック材料を主成分とする焼結体の表面が鏡面研磨された状態であることを特徴とする項６２１に記載された薄膜基板。
項６２３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板。
項６２４．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項６２３に記載された薄膜基板。
項６２５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項６２３又は６２４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６２６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする項６２３、６２４又は６２５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６２７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項６２６に記載された薄膜基板。
項６２８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項６２６又は６２７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６２９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が１層からなることを特徴とする項６２６、６２７又は６２８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６３０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも無定形であることを特徴とする項６２９に記載された薄膜基板。
項６３１．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶であることを特徴とする項６２９に記載された薄膜基板。
項６３２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が配向性多結晶であることを特徴とする項６２９に記載された薄膜基板。
項６３３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項６２９に記載された薄膜基板。
項６３４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなることを特徴とする項６２６、６２７又は６２８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６３５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、各層がそれぞれ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項６３４に記載された薄膜基板。
項６３６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項６３４又は６３５記載されたいずれかの薄膜基板。
項６３７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項６３４、６３５又は６３６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６３８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が配向性多結晶であることを特徴とする項６３４、６３５、６３６又は６３７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６３９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、少なくとも１層が単結晶であることを特徴とする項６３４、６３５、６３６、６３７又は６３８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６４０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、最上層の薄膜が単結晶であることを特徴とする項６３４、６３５、６３６、６３７、６３８又は６３９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６４１．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９又は６４０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６４２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが２００μｍ以下であることを特徴とする項６４１に記載された薄膜基板。
項６４３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．１ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１又は６４２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６４４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．５ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項６４３に記載された薄膜基板。
項６４５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．３μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項６４３又は６４４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６４６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも３．５μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項６４３、６４４又は６４５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６４７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも１０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項６４３、６４４、６４５又は６４６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６４８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも５０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項６４３、６４４、６４５、６４６又は６４７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６４９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含有するものであることを特徴とする項６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７又は６４８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６５０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を有することを特徴とする項６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８又は６４９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６５１．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項６４９又は６５０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６５２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下であることを特徴とする項６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０又は６５１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６５３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることを特徴とする項６５２に記載された薄膜基板。
項６５４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下であることを特徴とする項６５２又は６５３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６５５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であることを特徴とする項６５２、６５３又は６５４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６５６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であることを特徴とする項６５２、６５３、６５４又は６５５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６５７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下であることを特徴とする項６５２、６５３、６５４、６５５又は６５６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６５８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下であることを特徴とする項６５２、６５３、６５４、６５５、６５６又は６５７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６５９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍ以下であることを特徴とする項６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７又は６５８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６６０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項６５９に記載された薄膜基板。
項６６１．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項６５９又は６６０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６６２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０ｎｍ以下であることを特徴とする項６５９、６６０又は６６１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６６３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０ｎｍ以下であることを特徴とする項６５９、６６０、６６１又は６６２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６６４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ５ｎｍ以下であることを特徴とする項６５９、６６０、６６１、６６２又は６６３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６６５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０又は６６１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６６６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ７０ｎｍ以上であることを特徴とする項６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１又は６６５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６６７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項６６６に記載された薄膜基板。
項６６８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項６６６又は６６７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６６９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６７又は６６８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６７０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面が鏡面研磨された状態であることを特徴とする項６６９に記載された薄膜基板。
項６７１．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１％以上のものであることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６７、６６８、６６９又は６７０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６７２．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１０％以上のものであることを特徴とする項６７１に記載された薄膜基板。
項６７３．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率２０％以上のものであることを特徴とする項６７１又は６７２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６７４．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率３０％以上のものであることを特徴とする項６７１、６７２又は６７３記載されたいずれかの薄膜基板。
項６７５．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率４０％以上のものであることを特徴とする項６７１、６７２、６７３又は６７４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６７６．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率５０％以上のものであることを特徴とする項６７１、６７２、６７３、６７４又は６７５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６７７．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率６０％以上のものであることを特徴とする項６７１、６７２、６７３、６７４、６７５又は６７６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６７８．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率８０％以上のものであることを特徴とする項６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６又は６７７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６７９．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１％未満のものであることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６７、６６８、６６９又は６７０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６８０．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率０％であることを特徴とする項６７９に記載された薄膜基板。
項６８１．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９又は６８０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６８２．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体がそれぞれ窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体、及び酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体、のうちから選ばれた少なくともいずれかであることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０又は６８１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６８３．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項６８２に記載された薄膜基板。
項６８４．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体がそれぞれ窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項６８２又は６８３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６８５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする項６８２又は６８４に記載されたいずれかのい薄膜基板。
項６８６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が基板状であることを特徴とする項６８５に記載された薄膜基板。
項６８７．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項６８５又は６８６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６８８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項６８７に記載された薄膜基板。
項６８９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項６８２、６８４、６８５、６８６、６８７又は６８８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６９０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％以上であることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８又は６８９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６９１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が５％以上であることを特徴とする項６９０に記載された薄膜基板。
項６９２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１０％以上であることを特徴とする項６９０又は６９１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６９３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が２０％以上であることを特徴とする項６９０、６９１又は６９２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６９４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が３０％以上であることを特徴とする項６９０、６９１、６９２又は６９３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６９５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が４０％以上であることを特徴とする項６９０、６９１、６９２、６９３又は６９４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６９６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が５０％以上であることを特徴とする項６９０、６９１、６９２、６９３、６９４又は６９５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６９７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が６０％以上であることを特徴とする項６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５又は６９６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６９８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が８０％以上であることを特徴とする項６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６又は６９７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項６９９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が８５％以上であることを特徴とする項６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７又は６９８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７００．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％未満であることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８又は６８９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７０１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が０％であることを特徴とする項７００に記載された薄膜基板。
項７０２．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００又は７０１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７０３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを２０体積％以上含有するものであることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１又は７０２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７０４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを５０体積％以上含有するものであることを特徴とする項７０３に記載された薄膜基板。
項７０５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で８０体積％以下含有するものであることを特徴とする項７０３又は７０４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７０６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で５０体積％以下含有するものであることを特徴とする項７０５に記載された薄膜基板。
項７０７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２５体積％以下含有するものであることを特徴とする項７０５又は７０６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７０８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分とアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分とを同時に含有するものであることを特徴とする項７０５、７０６又は７０７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７０９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で５０体積％以下含有するものであることを特徴とする項７０３、７０４、７０５、７０６、７０７又は７０８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７１０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３０体積％以下含有するものであることを特徴とする項７０９に記載された薄膜基板。
項７１１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２０体積％以下含有するものであることを特徴とする項７０９又は７１０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７１２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０体積％以下含有するものであることを特徴とする項７０９、７１０又は７１１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７１３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有するものであることを特徴とする項７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１又は７１２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７１４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で８０体積％以下含有するものであることを特徴とする項７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２又は７１３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７１５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で５０体積％以下含有するものであることを特徴とする項７１４に記載された薄膜基板。
項７１６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上を含む成分を元素換算で２５体積％以下含有するものであることを特徴とする項７１４又は７１５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７１７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有するものであることを特徴とする項７０５、７０６、７０７、７０８、７１４、７１５又は７１６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７１８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属成分を元素換算で８０重量％以下含有するものであることを特徴とする項７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６又は７１７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７１９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属成分を元素換算で５０重量％以下含有するものであることを特徴とする項７１８に記載された薄膜基板。
項７２０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属成分を３０重量％以下含有するものであることを特徴とする項７１８又は７１９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７２１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属成分を含み同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有するものであることを特徴とする項７０５、７０６、７０７、７０８、７１８、７１９又は７２０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７２２．希土類元素及びＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ以外の遷移金属成分が鉄、ニッケル、クロム、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、銅、亜鉛のうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項７１８、７１９、７２０又は７２１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７２３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が酸素を３０重量％以下含有するものであることを特徴とする項７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１又は７２２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７２４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が酸素を２５重量％以下含有するものであることを特徴とする項７２３に記載された薄膜基板。
項７２５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が酸素を１０重量％以下含有するものであることを特徴とする項７２３又は７２４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７２６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が酸素を含み同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を同時に含有するものであることを特徴とする項７０５、７０６、７０７、７０８、７２３、７２４又は７２５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７２７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＡＬＯＮを８０％以下含有するものであることを特徴とする項７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５又は７２６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７２８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＡＬＯＮを５０％以下含有するものであることを特徴とする項７２７に記載された薄膜基板。
項７２９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＡＬＯＮを２０％以下含有するものであることを特徴とする項７２７又は７２８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７３０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＡＬＯＮを含み同時に希土類元素あるいはアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有するものであることを特徴とする項７０５、７０６、７０７、７０８、７２７、７２８又は７２９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７３１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の室温における熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９又は７３０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７３２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の室温における熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする項７３１に記載された薄膜基板。
項７３３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の室温における熱伝導率が１５０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする項７３１又は７３２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７３４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の室温における熱伝導率が１７０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする項７３１、７３２又は７３３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７３５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．５重量％以下かつ酸素を０．９重量％以下含有するものであることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３又は７３４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７３６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素を０．５重量％以下含有するものであることを特徴とする項７３５に記載された薄膜基板。
項７３７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．０５重量％以下かつ酸素を０．２重量％以下含有するものであることを特徴とする項７３５又は７３６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７３８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．０２重量％以下かつ酸素を０．１重量％以下含有するものであることを特徴とする項７３５、７３６又は７３７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７３９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．００５重量％以下かつ酸素を０．０５重量％以下含有するものであることを特徴とする項７３５、７３６、７３７又は７３８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７４０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がアルカリ金属あるいは珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素を０．９重量％以下含有するものであることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８又は７３９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７４１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＭｏ、Ｗ、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、カーボンのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素を０．９重量％以下含有するものであることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９又は７４０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７４２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体がＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で合計０．２重量％以下かつ酸素を０．９重量％以下含有するものであることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０又は７４１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７４３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が結晶相としてＡｌＮを９５％以上含有するものであることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１又は７４２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７４４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が結晶相としてＡｌＮを９８％以上含有するものであることを特徴とする項７４３に記載された薄膜基板。
項７４５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の結晶相が実質的にＡｌＮ単一相からなるものであることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３又は７４４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７４６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の室温における熱伝導率が２００Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４又は７４５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７４７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の室温における熱伝導率が２２０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする項７４６に記載された薄膜基板。
項７４８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が相対密度９５％以上のものであることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６又は７４７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７４９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が相対密度９８％以上のものであることを特徴とする項７４８に記載された薄膜基板。
項７５０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の空孔が１μｍ以下であることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８又は７４９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７５１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１μｍ以上であることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９又は７５０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７５２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均５μｍ以上であることを特徴とする項７５１に記載された薄膜基板。
項７５３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均８μｍ以上であることを特徴とする項７５１又は７５２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７５４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１５μｍ以上であることを特徴とする項７５１、７５２又は７５３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７５５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均２５μｍ以上であることを特徴とする項７５１、７５２、７５３又は７５４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７５６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体中の窒化アルミニウム粒子の大きさが平均１００μｍ以下であることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４又は７５５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７５７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍ以下であることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５又は７５６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７５８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項７５７に記載された薄膜基板。
項７５９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項７５７又は７５８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７６０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ５０ｎｍ以下であることを特徴とする項７５７、７５８又は７５９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７６１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０ｎｍ以下であることを特徴とする項７５７、７５８、７５９又は７６０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７６２．表面粗さの大きい窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８又は７５９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７６３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ７０ｎｍ以上であることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９又は７６２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７６４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項７６３に記載された薄膜基板。
項７６５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項７６３又は７６４に記載された薄膜基板。
項７６６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４又は７６５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７６７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の表面が鏡面研磨された状態であることを特徴とする項７６６に記載された薄膜基板。
項７６８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚みが８．０ｍｍ以下であることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４又は７６５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７６９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚みが５．０ｍｍ以下であることを特徴とする項７６８に記載された薄膜基板。
項７７０．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚みが２．５ｍｍ以下であることを特徴とする項７６８又は７６９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７７１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚みが１．０ｍｍ以下であることを特徴とする項７６８、７６９又は７７０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７７２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚みが０．０１ｍｍ以上であることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０又は７７１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７７３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚みが０．０２ｍｍ以上であることを特徴とする項７７２に記載された薄膜基板。
項７７４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚みが０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする項７７２又は７７３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７７５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚みが８．０ｍｍ以下でありかつ光透過率が１％以上であることを特徴とする項７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３又は７７４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７７６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の厚みが０．０１ｍｍ以上でありかつ光透過率が４０％以上であることを特徴とする項７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４又は７７５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７７７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は導通ビアを有するものであることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５又は７７６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７７８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体は基板状でありかつ導通ビアを有することを特徴とする項７７７に記載された薄膜基板。
項７７９．導通ビアは基板の上下表面を電気的に接続するよう窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする項７７７又は７７８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７８０．導通ビアが金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項７７７、７７８又は７７９に記載された薄膜基板。
項７８１．導通ビアが金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし、さらに窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の材料を含有することを特徴とする項７８０に記載された薄膜基板。
項７８２．導通ビアがモリブデン、タングステン、銅、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項５２５又は７８１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７８３．導通ビアがモリブデン、タングステン、銅、窒化チタン、窒化ジルコニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とし、さらに窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、希土類元素化合物、アルカリ土類金属化合物のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有するものであることを特徴とする項７８０、７８１又は７８２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７８４．導通ビアが室温における抵抗率１×１０−３Ω・ｃｍ以下の導電性材料からなることを特徴とする項７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２又は７８３に記載された薄膜基板。
項７８５．導通ビアが室温における抵抗率１×１０−４Ω・ｃｍ以下の導電性材料からなることを特徴とする項７８４に記載された薄膜基板。
項７８６．導通ビアが室温における抵抗率１×１０−５Ω・ｃｍ以下の導電性材料からなることを特徴とする項７８４又は７８５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７８７．導通ビアの大きさが５００μｍ以下であることを特徴とする項７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５又は７８６に記載された薄膜基板。
項７８８．導通ビアの大きさが２５０μｍ以下であることを特徴とする項７８７に記載された薄膜基板。
項７８９．導通ビアの大きさが１００μｍ以下であることを特徴とする項７８７又は７８８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７９０．導通ビアの大きさが５０μｍ以下であることを特徴とする項７８７、７８８又は７８９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７９１．導通ビアの大きさが２５μｍ以下であることを特徴とする項７８７、７８８、７８９又は７９０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７９２．導通ビアの大きさが１μｍ以上であることを特徴とする項７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０又は７９１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７９３．薄膜が導通ビアの表面に形成されていることを特徴とする項７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１又は７９２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７９４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に薄膜導電性材料が形成されていることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２又は７９３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７９５．薄膜導電性材料が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体の少なくとも表面に形成されていることを特徴とする項７９４に記載された薄膜基板。
項７９６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該薄膜の表面及び／又は内部に薄膜導電性材料が形成されていることを特徴とする項６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４又は７９５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７９７．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板であって、窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に薄膜導電性材料が形成され、さらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の表面及び／又は内部に薄膜導電性材料が形成されていることを特徴とする項７９４、７９５又は７９６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７９８．薄膜導電性材料が金属、合金、金属窒化物のうちから選ばれた少なくとも1種以上の材料からなることを特徴とする項７９４、７９５、７９６又は７９７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項７９９．薄膜導電性材料が金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、タンタル、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、ニッケル−クロム合金、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項７９４、７９５、７９６、７９７又は７９８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８００．薄膜導電性材料が少なくとも２以上の層で構成されていることを特徴とする項７９４、７９５、７９６、７９７、７９８又は７９９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８０１．薄膜導電性材料の厚みが２０μｍ以下であることを特徴とする項７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９又は８００に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８０２．薄膜導電性材料と窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜との接合強度が２Ｋｇ／ｍｍ２以上であることを特徴とする項７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００又は８０１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８０３．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする項６８２、６８３又は６８４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８０４．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が基板状であることを特徴とする項８０３に記載された薄膜基板。
項８０５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項８０３又は８０４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８０６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項８０５に記載された薄膜基板。
項８０７．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項６８２、６８３、６８４、８０３、８０４、８０５又は８０６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８０８．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が１％以上であることを特徴とする項８０３、８０４、８０５、８０６又は８０７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８０９．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が５％以上であることを特徴とする項８０８に記載された薄膜基板。
項８１０．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が１０％以上であることを特徴とする項８０８又は８０９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８１１．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が２０％以上であることを特徴とする項８０８、８０９又は８１０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８１２．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が３０％以上であることを特徴とする項８０８、８０９、８１０又は８１１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８１３．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が４０％以上であることを特徴とする項８０８、８０９、８１０、８１１又は８１２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８１４．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が５０％以上であることを特徴とする項８０８、８０９、８１０、８１１、８１２又は８１３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８１５．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が６０％以上であることを特徴とする項８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３又は８１４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８１６．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が８０％以上であることを特徴とする項８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４又は８１５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８１７．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が８５％以上であることを特徴とする項８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５又は８１６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８１８．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が１％未満であることを特徴とする項８０３、８０４、８０５、８０６又は８０７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８１９．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の光透過率が０％であることを特徴とする項８１８に記載された薄膜基板。
項８２０．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８又は８１９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８２１．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９又は８２０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８２２．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項８２１に記載された薄膜基板。
項８２３．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ３０ｎｍ以下であることを特徴とする項８２１又は８２２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８２４．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０ｎｍ以下であることを特徴とする項８２１、８２２又は８２３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８２５．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ５ｎｍ以下であることを特徴とする項８２１、８２２、８２３又は８２４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８２６．表面粗さの大きい六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４又は８２５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８２７．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ７０ｎｍ以上であることを特徴とする項８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５又は８２６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８２８．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項８２７に記載された薄膜基板。
項８２９．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項８２７又は８２８に記載された薄膜基板。
項８３０．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８又は８２９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８３１．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面が鏡面研磨された状態であることを特徴とする項８３０に記載された薄膜基板。
項８３２．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０又は８３１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８３３．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛を主成分とする焼結体であることを特徴とする項８０３、８０４又は８３２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８３４．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項８０３、８０４、８３２又は８３３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８３５．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率１％以上を有するものであることを特徴とする項８３２、８３３又は８３４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８３６．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率１０％以上を有するものであることを特徴とする項８３５に記載された薄膜基板。
項８３７．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率２０％以上を有するものであることを特徴とする項８３５又は８３６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８３８．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率３０％以上を有するものであることを特徴とする項８３５、８３６又は８３７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８３９．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率４０％以上を有するものであることを特徴とする項８３５、８３６、８３７又は８３８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８４０．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率５０％以上を有するものであることを特徴とする項８３５、８３６、８３７、８３８又は８３９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８４１．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率６０％以上を有するものであることを特徴とする項８３５、８３６、８３７、８３８、８３９又は８４０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８４２．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率８０％以上を有するものであることを特徴とする項８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０又は８４１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８４３．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過率１％未満であることを特徴とする項８３２、８３３又は８３４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８４４．酸化亜鉛を主成分とする焼結体の光透過率が０％であることを特徴とする項５６２に記載された薄膜基板。
項８４５．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が導電性を有するものであることを特徴とする項８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３又は８４４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８４６．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が室温における抵抗率１×１０２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４又は８４５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８４７．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過性を有しかつ導電性を有するものであることを特徴とする項８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５又は８４６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８４８．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が少なくともアルミニウム成分を含むものであることを特徴とする項８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６又は８４７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８４９．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が酸化亜鉛成分をＺｎＯ換算で５５．０モル％以上含むものであることを特徴とする項８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７又は８４８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８５０．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含むものであることを特徴とする項８４８又は８４９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８５１．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８５０に記載された薄膜基板。
項８５２．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８５０又は８５１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８５３．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０２モル％〜４５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８５０、８５１又は８５２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８５４．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．０８モル％〜３５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８５０、８５１、８５２又は８５３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８５５．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルカリ土類金属成分、希土類元素成分、遷移金属成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３又は８５４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８５６．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分及び遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８５５に記載された薄膜基板。
項８５７．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８５５又は８５６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８５８．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む光透過性を有するものであることを特徴とする項８５７に記載された薄膜基板。
項８５９．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む光透過率３０％以上を有するものであることを特徴とする項８５７又は８５８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８６０．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８５８又は８５９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８６１．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８５５又は８５６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８６２．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分及び遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０又は８６１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８６３．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分を含み、同時に希土類元素成分及び遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１又は８６２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８６４．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分を含み同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８６３に記載された薄膜基板。
項８６５．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分を含み同時に遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８６３に記載された薄膜基板。
項８６６．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分及び遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項８６３、８６４又は８６５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８６７．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項８６６に記載された薄膜基板。
項８６８．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が遷移金属成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項８６６又は８６７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８６９．遷移金属成分が鉄及びクロムのうちから選ばれる少なくとも１種以上の成分であることを特徴とする項８５５、８５６、８６１、８６２、８６３、８６５、８６６又は８６８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８７０．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項８６３、８６４、８６５又は８６６記載されたいずれかの薄膜基板。
項８７１．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８７０に記載された薄膜基板。
項８７２．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００６モル％〜６．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８７０又は８７１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８７３．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくともか１種以上の成分を酸化物換算で０．００１モル％〜６．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８７０、８７１又は８７２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８７４．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００２モル％〜３．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８７０、８７１、８７２又は８７３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８７５．酸化亜鉛を主成分とする焼結体がアルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３又は８７４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８７６．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ベリリウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項８０３、８０４又は８３２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８７７．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項８０３、８０４、８３２又は８７６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８７８．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率１％以上を有するものであることを特徴とする項８３２、８７６又は８７７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８７９．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率１０％以上を有するものであることを特徴とする項８７８に記載された薄膜基板。
項８８０．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率２０％以上を有するものであることを特徴とする項８７８又は８７９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８８１．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率３０％以上を有するものであることを特徴とする項８７８、８７９又は８８０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８８２．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率４０％以上を有するものであることを特徴とする項８７８、８７９、８８０又は８８１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８８３．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率５０％以上を有するものであることを特徴とする項８７８、８７９、８８０、８８１又は８８２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８８４．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率６０％以上を有するものであることを特徴とする項８７８、８７９、８８０、８８１、８８２又は８８３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８８５．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過率８０％以上を有するものであることを特徴とする項８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３又は８８４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８８６．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％未満であることを特徴とする項８３２、８７６又は８７７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８８７．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体の光透過率が０％であることを特徴とする項８８６に記載された薄膜基板。
項８８８．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６又は８８７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８８９．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８３２、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７又は８８８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８９０．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が酸化ベリリウム成分をＢｅＯ換算で６５．０モル％以上含むものであることを特徴とする項８３２、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８又は８８９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８９１．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計３５．０モル％以下含むものであることを特徴とする項８３２、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９又は８９０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８９２．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０００２モル％〜３５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８９１に記載された薄膜基板。
項８９３．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜３５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８９１又は８９２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８９４．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００４モル％〜３５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８９１、８９２又は８９３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８９５．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０１５モル％〜２５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８９１、８９２、８９３又は８９４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８９６．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８３２、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４又は８９５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８９７．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で５．０モル％以下含むものであることを特徴とする項８９６に記載された薄膜基板。
項８９８．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で５．０モル％以下含むものであることを特徴とする項８９６又は８９７６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項８９９．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００００５モル％〜５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８９６、８９７又は８９８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９００．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００５モル％〜３．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８９６、８９７、８９８又は８９９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９０１．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００２モル％〜３．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８９６、８９７、８９８、８９９又は９００に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９０２．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００５モル％〜３．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項８９６、８９７、８９８、８９９、９００又は９０１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９０３．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００２モル％〜３５．０モル％の範囲含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１又は９０２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９０４．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項８０３、８０４又は８３２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９０５．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項８０３、８０４、８３２又は９０４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９０６．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率１％以上を有するものであることを特徴とする項８３２、９０４又は９０５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９０７．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率１０％以上を有するものであることを特徴とする項９０６に記載された薄膜基板。
項９０８．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率２０％以上を有するものであることを特徴とする項９０６又は９０７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９０９．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率３０％以上を有するものであることを特徴とする項９０６、９０７又は９０８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９１０．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率４０％以上を有するものであることを特徴とする項９０６、９０７、９０８又は９０９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９１１．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率５０％以上を有するものであることを特徴とする項９０６、９０７、９０８、９０９又は９１０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９１２．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率６０％以上を有するものであることを特徴とする項９０６、９０７、９０８、９０９、９１０又は９１１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９１３．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過率８０％以上を有するものであることを特徴とする項９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１又は９１２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９１４．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％未満であることを特徴とする項８３２、９０４又は９０５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９１５．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の光透過率が０％であることを特徴とする項９１４に記載された薄膜基板。
項９１６．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４又は９１５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９１７．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分及び珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８３２、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５又は９１６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９１８．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が酸化アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で５５．０モル％以上含むものであることを特徴とする項８３２、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６又は９１７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９１９．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計４５．０モル％以下含むものであることを特徴とする項８３２、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７又は９１８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９２０．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項９１９に記載された薄膜基板。
項９２１．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．００５モル％〜４５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項９１９又は９２０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９２２．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０２モル％〜４５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項９１９、９２０又は９２１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９２３．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で合計０．０８モル％〜３５．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項９１９、９２０、９２１又は９２２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９２４．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８３２、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２又は９２３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９２５．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項９２４に記載された薄膜基板。
項９２６．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０．０モル％以下含むものであることを特徴とする項９２４又は９２５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９２７．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０００２モル％〜１０．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項９２４、９２５又は９２６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９２８．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００１モル％〜６．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項９２４、９２５、９２６又は９２７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９２９．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００５モル％〜６．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項９２４、９２５、９２６、９２７又は９２８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９３０．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で４５．０モル％以下含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．０１モル％〜６．０モル％の範囲含むものであることを特徴とする項９２４、９２５、９２６、９２７、９２８又は９２９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９３１．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で０．００１モル％〜４５．０モル％の範囲含み、同時に希土類元素成分のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むものであることを特徴とする項９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９又は９３０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９３２．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体がマグネシウム成分、カルシウム成分、珪素成分のうちから選ばれた少なくともいずれか２種以上の成分を含むものであることを特徴とする項８３２、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０又は９３１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９３３．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項８０３、８０４又は８３２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９３４．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項８０３、８０４、８３２又は９３３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９３５．光透過率が１％以上であることを特徴とする項８３２、９３３又は９３４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９３６．窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が５％以上であることを特徴とする項９３５に記載された薄膜基板。
項９３７．窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が１０％以上であることを特徴とする項９３５又は９３６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９３８．窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が２０％以上であることを特徴とする項９３５、９３６又は９３７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９３９．窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が３０％以上であることを特徴とする項９３５、９３６、９３７又は９３８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９４０．窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が４０％以上であることを特徴とする項９３５、９３６、９３７、９３８又は９３９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９４１．窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が５０％以上であることを特徴とする項９３５、９３６、９３７、９３８、９３９又は９４０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９４２．窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が６０％以上であることを特徴とする項９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０又は９４１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９４３．窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が８０％以上であることを特徴とする項９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１又は９４２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９４４．窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が８５％以上であることを特徴とする項９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２又は９４３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９４５．窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が１％未満の項８３２、９３３又は９３４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９４６．窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過率が０％の項９４５に記載された薄膜基板。
項９４７．窒化ガリウムを主成分とする焼結体の光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５又は９４６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９４８．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が導電性を有することを特徴とする項８３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６又は９４７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９４９．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が室温における抵抗率１×１０４Ω・ｃｍ以下を有することを特徴とする項８３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７又は９４８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９５０．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が室温における抵抗率１×１０１Ω・ｃｍ以下を有することを特徴とする項９４８又は９４９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９５１．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が室温における抵抗率１×１００Ω・ｃｍ以下を有することを特徴とする項９４８、９４９又は９５０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９５２．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が室温における抵抗率１×１０−２Ω・ｃｍ以下を有することを特徴とする項９４８、９４９、９５０又は９５１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９５３．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が光透過性を有しかつ導電性を有することを特徴とする項８３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１又は９５２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９５４．窒化ガリウムを主成分とする焼結体がガリウム成分をＧａＮ換算で５５．０モル％以上含むことを特徴とする項８３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２又は９５３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９５５．窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする項８３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３又は９５４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９５６．窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で３０モル％以下含有することを特徴とする項９５５に記載された薄膜基板。
項９５７．窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で２０モル％以下含有することを特徴とする項９５５又は９５６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９５８．窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を酸化物換算で１０モル％以下含有することを特徴とする項９５５、９５６又は９５７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９５９．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする項８３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７又は９５８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９６０．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０モル％以下含有することを特徴とする項９５９に記載された薄膜基板。
項９６１．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で０．００００１モル％〜７モル％の範囲含有することを特徴とする項９５９又は９６０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９６２．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で０．００００１モル％〜５モル％の範囲含有することを特徴とする項９５９、９６０又は９６１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９６３．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で０．００００１モル％〜３モル％の範囲含有することを特徴とする項９５９、９６０又は９６１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９６４．窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルミニウム、インジウム、及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする項８３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２又は９６３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９６５．窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルミニウム、インジウム、及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で４０モル％以下含有することを特徴とする項９６４に記載された薄膜基板。
項９６６．窒化ガリウムを主成分とする焼結体がアルミニウム、インジウム、及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で３０モル％以下含有することを特徴とする項９６４又は９６５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９６７．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が遷移金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする項８３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５又は９６６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９６８．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が遷移金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を元素換算で１０モル％以下含有することを特徴とする項９６７に記載された薄膜基板。
項９６９．窒化ガリウムを主成分とする焼結体に含まれる遷移金属がマンガン、コバルト、ニッケル、鉄、クロム、チタン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、バナジウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項９６７又は９６８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９７０．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が金属ガリウムの直接窒化による窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする項８０３、８０４、８３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８又は９６９に記載されたいずれかの薄膜基板。
に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９７１．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が酸化ガリウムの還元窒化による窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする項８０３、８０４、８３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８又は９６９に記載されたいずれかの薄膜基板。
に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９７２．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が気体状のガリウム化合物の窒化による窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする項８０３、８０４、８３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８又は９６９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９７３．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が酸素含有量１０重量％以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする項９７０、９７１又は９７２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９７４．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が酸素含有量１０重量％以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする項９７３に記載された薄膜基板。
項９７５．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が平均粒径１０μｍ以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする項９７０、９７１、９７２、９７３又は９７４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９７６．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が平均粒径５．０μｍ以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする項９７５に記載された薄膜基板。
項９７７．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が平均粒径２．０μｍ以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする項９７５又は９７６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９７８．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が平均粒径１．０μｍ以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末を原料として作製されたものであることを特徴とする項９７５、９７６又は９７７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９７９．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする項６８２又は６８４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９８０．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするが基板状であることを特徴とする項９７９に記載された薄膜基板。
項９８１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項９７９又は９８０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９８２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項９８１に記載された薄膜基板。
項９８３．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項９７９、９８０、９８１又は９８２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９８４．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の光透過率が１％以上であることを特徴とする項９７９、９８０、９８１、９８２又は９８３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９８５．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の光透過率が５％以上であることを特徴とする項９８４に記載された薄膜基板。
項９８６．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の光透過率が１０％以上であることを特徴とする項９８４又は９８５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９８７．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の光透過率が２０％以上であることを特徴とする項９８４、９８５又は９８６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９８８．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の光透過率が３０％以上であることを特徴とする項９８４、９８５、９８６又は９８７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９８９．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の光透過率が４０％以上であることを特徴とする項９８４、９８５、９８６、９８７又は９８８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９９０．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の光透過率が５０％以上であることを特徴とする項９８４、９８５、９８６、９８７、９８８又は９８９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９９１．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の光透過率が６０％以上であることを特徴とする項９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９又は９９０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９９２．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の光透過率が８０％以上であることを特徴とする項９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０又は９９１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９９３．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の光透過率が８５％以上であることを特徴とする項９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１又は９９２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９９４．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の光透過率が１％未満であることを特徴とする項９７９、９８０、９８１、９８２又は９８３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９９５．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の光透過率が０％であることを特徴とする項９９４に記載された薄膜基板。
項９９６．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４又は９９５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９９７．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５又は９９６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項９９８．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項９９７に記載された薄膜基板。
項９９９．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ３０ｎｍ以下であることを特徴とする項９９７又は９９８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０００．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０ｎｍ以下であることを特徴とする項９９７、９９８又は９９９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１００１．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ５ｎｍ以下であることを特徴とする項９９７、９９８、９９９又は１０００に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１００２．表面粗さの大きい酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体からなることを特徴とする項９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７又は９９８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１００３．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ７０ｎｍ以上であることを特徴とする項９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７又は９９８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１００４．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項１００３に記載された薄膜基板。
項１００５．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項１００３又は１００４に記載された薄膜基板。
項１００６．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４又は１００５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１００７．酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体の表面が鏡面研磨された状態であることを特徴とする項１００６に記載された薄膜基板。
項１００８．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６又は１００７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１００９．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項１００８に記載された薄膜基板。
項１０１０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶でありさらに無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれたいずれか少なくとも１種以上の結晶状態を有することを特徴とする項１００８又は１００９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０１１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜がすべて単結晶であることを特徴とする項１００８、１００９又は１０１０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０１２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が無定形であることを特徴とする項１００８、１００９又は１０１０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０１３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が無定形でありさらに単結晶、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれたいずれか少なくとも１種以上の結晶状態を有することを特徴とする項１０１２に記載された薄膜基板。
項１０１４．薄膜の全てが無定形であることを特徴とする項６８１に記載された薄膜基板。
項１０１５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が多結晶であることを特徴とする項１００８、１００９、１０１０、１０１２又は１０１３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０１６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が多結晶でありさらに単結晶、無定形、配向性多結晶のうちから選ばれたいずれか少なくとも１種以上の結晶状態を有することを特徴とする項１０１５に記載された薄膜基板。
項１０１７．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の全てが多結晶であることを特徴とする項６８４に記載された薄膜基板。
項１０１８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が配向性多結晶であることを特徴とする項１００８、１００９、１０１０、１０１２、１０１３、１０１５又は１０１６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０１９．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が配向性多結晶でありさらに単結晶、無定形、多結晶のうちから選ばれたいずれか少なくとも１種以上の結晶状態を有することを特徴とする項１０１８に記載された薄膜基板。
項１０２０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の全てが配向性多結晶であることを特徴とする項１０１８に記載された薄膜基板。
項１０２１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であり該薄膜の単結晶部分が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成されていることを特徴とする項１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１５、１０１６、１０１８又は１０１９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０２２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であり該薄膜の単結晶部分が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されていることを特徴とする項１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１５、１０１６、１０１８又は１０１９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０２３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも１部が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であり該薄膜の無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものが窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に直接形成されることを特徴とする項１００８、１００９、１０１０、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０又は１０２１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０２４．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも１部が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であり該薄膜の無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものが六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されることを特徴とする項１００８、１００９、１０１０、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０又は１０２２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０２５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも１部が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であり該薄膜の無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態のものが光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されることを特徴とする項１００８、１００９、１０１０、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９又は１０２０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０２６．形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単一層であることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４又は１０２５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０２７．形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層から構成されていることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４又は１０２５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０２８．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜のうち少なくとも２層がそれぞれ組成が異なるかあるいはそれぞれ結晶状態が異なるか少なくともいずれかであることを特徴とする項１０２７に記載された薄膜基板。
項１０２９．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜のうち少なくとも２層がそれぞれ異なる組成であることを特徴とする項１０２７又は１０２８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０３０．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜のうち少なくとも２層がそれぞれ異なる組成でかつ結晶状態は同じであることを特徴とする項１０２７、１０２８又は１０２９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０３１．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜のうち少なくとも２層がそれぞれ異なる組成でかつ結晶状態も異なることを特徴とする項１０２７、１０２８、１０２９又は１０３０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０３２．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜のうち少なくとも２層が同じ組成であることを特徴とする項１０２７又は１０２８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０３３．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜のうち少なくとも２層が同じ組成で結晶状態はそれぞれ異なることを特徴とする項１０２７、１０２８又は１０３２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０３４．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜のうち少なくとも２層がそれぞれ同じ組成でかつ同じ結晶状態であることを特徴とする項１０２７に記載された薄膜基板。
項１０３５．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜の各層がそれぞれ単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形の中から選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３又は１０３４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０３６．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている薄膜層が単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形の中から選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものであることを特徴とする項１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４又は１０３５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０３７．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている薄膜層が配向性多結晶、多結晶、無定形の中から選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものであることを特徴とする項１０３６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０３８．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている薄膜層が配向性多結晶であることを特徴とする項１０３６又は１０３７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０３９．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７又は１０３８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０４０．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１０３９に記載された薄膜基板。
項１０４１．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１０３９又は１０４０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０４２．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体、及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする多結晶薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１０３９又は１０４０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０４３．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１０３９又は１０４０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０４４．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜のなかでセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成される該薄膜が少なくとも１層以上の単結晶薄膜層を有する薄膜において、該単結晶薄膜層は少なくとも２以上の層からなることを特徴とする項１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２又は１０４３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０４５．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３又は１０４４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０４６．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４又は１０４５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０４７．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてすべての層が単結晶だけから構成されていることを特徴とする項１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３２、１０３４、１０３５、１０３６、１０３９又は１０４４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０４８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が基板の表面に形成されていることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６又は１０４７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０４９．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のＣ軸が基板面に対して垂直な方向に形成されていることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７又は１０４８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０５０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のＣ軸が基板面に対して水平な方向に形成されていることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７又は１０４８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０５１．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜のＣ軸が基板面に対して垂直な方向に形成されていることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７又は１０４８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０５２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜のＣ軸が基板面に対して水平な方向に形成されていることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７又は１０４８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０５３．形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が導電性を有することを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１又は１０５２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０５４．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が半導体化されることで導電性を有していることを特徴とする項１０５３に記載された薄膜基板。
項１０５５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜がマグネシウム、ベリリウム、カルシウム、亜鉛、カドミウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、テルル、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上のドーピング剤により導電性を有していることを特徴とする項１０５３又は１０５４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０５６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜がＰ型あるいはＮ型に半導体化され導電性を有していることを特徴とする項１０５３、１０５４又は１０５５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０５７．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層で構成されているもののうち少なくとも１層が導電性を有することを特徴とする項１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、１０５５又は１０５６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０５８．導電性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率が１×１０４Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１０５３、１０５４、１０５５、１０５６又は１０５７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０５９．導電性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率が１×１０２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１０５８に記載された薄膜基板。
項１０６０．導電性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率が１×１０１Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１０５８又は１０５９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０６１．導電性を有する窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率が１×１００Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１０５８、１０５９又は１０６０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０６２．形成されている薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分とするものであることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、１０５５、１０５６、１０５７、１０５８、１０５９、１０６０又は１０６１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０６３．形成されている薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらにドーピング成分を該組成物に対して元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項１０６２に記載された薄膜基板。
項１０６４．形成されている薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）での化学式あらわされる組成物を主成分とするものであることを特徴とする項１０６２又は１０６３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０６５．形成されている薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）での化学式あらわされる組成物を主成分としさらにドーピング成分を該組成物に対して元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項１０６４に記載された薄膜基板。
項１０６６．形成されている薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分とするものであることを特徴とする項１０６２又は１０６３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０６７．形成されている薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらにドーピング成分を該組成物に対して元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項１０６６に記載された薄膜基板。
項１０６８．ドーピング成分を少なくとも２種以上同時に含有することを特徴とする項１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６６又は１０６７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０６９．ドーピング成分がＭｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｏのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１０６３、１０６５、１０６７又は１０６８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０７０．ドーピング成分がＭｇ、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｓｉのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１０６９に記載された薄膜基板。
項１０７１．形成されている薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらにＭｇ、Ｚｎ、Ｓｉのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を該組成物に対して０．０００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６８、１０６９又は１０７０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０７２．形成されている薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．６）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらに該組成物に対してＭｇ、Ｚｎ、Ｓｉのうちから選ばれた少なくともいずれか２種以上の成分を同時に合計で０．０００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項１０７１に記載された薄膜基板。
項１０７３．形成されている薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらに該組成物に対してＭｇ、Ｚｎ、Ｓｉのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を合計で元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項１０６２、１０６６、１０６７、１０６８、１０６９又は１０７０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０７４．形成されている薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらに該組成物に対してＭｇ、Ｚｎ、Ｓｉのうちから選ばれた少なくともいずれか２種以上の成分を同時に合計で元素換算で０．００００１〜１０モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項１０７３に記載された薄膜基板。
項１０７５．形成されている薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分としさらにＳｉを該組成物に対して元素換算で０．００００１〜０．５モル％の範囲で含むものであることを特徴とする項１０７３又は１０７４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０７６．表面の薄膜が平均表面粗さＲａ２０ｎｍ以下であることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、１０５５、１０５６、１０５７、１０５８、１０５９、１０６０、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６６、１０６７、１０６８、１０６９、１０７０、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４又は１０７５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０７７．表面の薄膜が平均表面粗さＲａ１０ｎｍ以下であることを特徴とする項１０７６に記載された薄膜基板。
項１０７８．表面の薄膜が平均表面粗さＲａ５ｎｍ以下であることを特徴とする項１０７６又は１０７７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０７９．表面の薄膜が平均表面粗さＲａ３ｎｍ以下であることを特徴とする項１０７６、１０７７又は１０７８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０８０．表面の薄膜が平均表面粗さＲａ２ｎｍ以下であることを特徴とする項１０７６、１０７７、１０７８又は１０７９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０８１．表面の薄膜が平均表面粗さＲａ１ｎｍ以下であることを特徴とする項１０７６、１０７７、１０７８、１０７９又は１０８０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０８２．形成されている薄膜の厚みが０．５ｎｍ以上であることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、１０５５、１０５６、１０５７、１０５８、１０５９、１０６０、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６６、１０６７、１０６８、１０６９、１０７０、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４、１０７５、１０７６、１０７７、１０７８、１０７９、１０８０又は１０８１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０８３．形成されている薄膜の厚みが０．３μｍ以上であることを特徴とする項１０８２に記載された薄膜基板。
項１０８４．形成されている薄膜の厚みが３．５μｍ以上であることを特徴とする項１０８２又は１０８３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０８５．形成されている薄膜の厚みが１０μｍ以上であることを特徴とする項１０８２、１０８３又は１０８４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０８６．形成されている薄膜の厚みが５０μｍ以上であることを特徴とする項１０８２、１０８３、１０８４又は１０８５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０８７．形成されている薄膜の厚みが１０００μｍ以下であることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、１０５５、１０５６、１０５７、１０５８、１０５９、１０６０、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６６、１０６７、１０６８、１０６９、１０７０、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４、１０７５、１０７６、１０７７、１０７８、１０７９、１０８０又は１０８１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０８８．薄膜がそれぞれの厚み１０００μｍ以下の薄膜層からなることを特徴とする項１０８７に記載された薄膜基板。
項１０８９．薄膜層すべての厚みが１０００μｍ以下であることを特徴とする項１０８７又は１０８８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０９０．薄膜の厚みが５００μｍ以下であることを特徴とする項１０８７、１０８８又は１０８９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０９１．薄膜がそれぞれの厚み５００μｍ以下の薄膜層からなることを特徴とする項１０９０に記載された薄膜基板。
項１０９２．薄膜層すべての厚みが５００μｍ以下であることを特徴とする項１０９０又は１０９１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０９３．薄膜の厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項１０８７、１０８８、１０８９、１０９０、１０９１又は１０９２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０９４．薄膜がそれぞれの厚み３００μｍ未満の薄膜層からなることを特徴とする項１０９３に記載された薄膜基板。
項１０９５．薄膜層すべての厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項１０９３又は１０９４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０９６．薄膜の厚みが２００μｍ以下であることを特徴とする項１０８７、１０８８、１０８９、１０９０、１０９１、１０９２、１０９３、１０９４又は１０９５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０９７．薄膜がそれぞれの厚み２００μｍ以下の薄膜層からなることを特徴とする項１０９６に記載された薄膜基板。
項１０９８．薄膜層すべての厚みが２００μｍ以下であることを特徴とする項１０９６又は１０９７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１０９９．形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下であることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、１０５５、１０５６、１０５７、１０５８、１０５９、１０６０、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６６、１０６７、１０６８、１０６９、１０７０、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４、１０７５、１０７６、１０７７、１０７８、１０７９、１０８０、１０８１、１０８２、１０８３、１０８４、１０８５、１０８６、１０８７、１０８８、１０８９、１０９０、１０９１、１０９２、１０９３、１０９４、１０９５、１０９６、１０９７又は１０９８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１００．形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることを特徴とする項１０９９に記載された薄膜基板。
項１１０１．形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下であることを特徴とする項１０９９又は１１００に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１０２．形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であることを特徴とする項１０９９、１１００又は１１０１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１０３．形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であることを特徴とする項１０９９、１１００、１１０１又は１１０２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１０４．形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下であることを特徴とする項１０９９、１１００、１１０１、１１０２又は１１０３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１０５．形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下であることを特徴とする項１０９９、１１００、１１０１、１１０２、１１０３又は１１０４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１０６．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該薄膜基板は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するために用いられるものであることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、１０５５、１０５６、１０５７、１０５８、１０５９、１０６０、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６６、１０６７、１０６８、１０６９、１０７０、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４、１０７５、１０７６、１０７７、１０７８、１０７９、１０８０、１０８１、１０８２、１０８３、１０８４、１０８５、１０８６、１０８７、１０８８、１０８９、１０９０、１０９１、１０９２、１０９３、１０９４、１０９５、１０９６、１０９７、１０９８、１０９９、１１００、１１０１、１１０２、１１０３、１１０４又は１１０５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１０７．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該薄膜が少なくとも単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であることを特徴とする項１１０６に記載された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するために用いられる薄膜基板。
項１１０８．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該薄膜基板の表面に形成されている薄膜は単結晶であることを特徴とする項１１０６又は１１０７に記載されたいずれかの窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するために用いられる薄膜基板。
項１１０９．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該薄膜基板の表面に形成されている薄膜は配向性多結晶であることを特徴とする項１１０６又は１１０７に記載されたいずれかの窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するために用いられる薄膜基板。
項１１１０．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該薄膜基板の表面に形成されている薄膜は多結晶であることを特徴とする項１１０６又は１１０７に記載されたいずれかの窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するために用いられる薄膜基板。
項１１１１．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該薄膜基板の表面に形成されている薄膜は無定形であることを特徴とする項１１０６又は１１０７に記載されたいずれかの窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するために用いられる薄膜基板。
項１１１２．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、形成されている薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、１０５５、１０５６、１０５７、１０５８、１０５９、１０６０、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６６、１０６７、１０６８、１０６９、１０７０、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４、１０７５、１０７６、１０７７、１０７８、１０７９、１０８０、１０８１、１０８２、１０８３、１０８４、１０８５、１０８６、１０８７、１０８８、１０８９、１０９０、１０９１、１０９２、１０９３、１０９４、１０９５、１０９６、１０９７、１０９８、１０９９、１１００、１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６、１１０７、１１０８、１１０９、１１１０又は１１１１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１１３．薄膜がＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（０＜ｙ≦１）で表わされる組成を有することを特徴とする項１１１２に記載された薄膜基板。
項１１１４．薄膜が窒化ガリウムを５０モル％以上含むを特徴とする項１１１２又は１１１３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１１５．少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であることを特徴とする項１１１２、１１１３又は１１１４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１１６．少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項１１１５に記載された薄膜基板。
項１１１７．最上層の薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１１１２、１１１３、１１１４、１１１５又は１１１６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１１８．最上層の薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする単結晶であることを特徴とする項１１１７に記載された薄膜基板。
項１１１９．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものからなることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、１０５５、１０５６、１０５７、１０５８、１０５９、１０６０、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６６、１０６７、１０６８、１０６９、１０７０、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４、１０７５、１０７６、１０７７、１０７８、１０７９、１０８０、１０８１、１０８２、１０８３、１０８４、１０８５、１０８６、１０８７、１０８８、１０８９、１０９０、１０９１、１０９２、１０９３、１０９４、１０９５、１０９６、１０９７、１０９８、１０９９、１１００、１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６、１１０７、１１０８、１１０９、１１１０、１１１１、１１１２、１１１３、１１１４、１１１５、１１１６、１１１７又は１１１８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１２０．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単一層あるいは少なくとも２以上の層で形成されている薄膜基板であって、該薄膜の少なくとも１以上の層が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものからなることを特徴とする項１１１９に記載された薄膜基板。
項１１２１．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該焼結体が基板状であることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、１０５５、１０５６、１０５７、１０５８、１０５９、１０６０、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６６、１０６７、１０６８、１０６９、１０７０、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４、１０７５、１０７６、１０７７、１０７８、１０７９、１０８０、１０８１、１０８２、１０８３、１０８４、１０８５、１０８６、１０８７、１０８８、１０８９、１０９０、１０９１、１０９２、１０９３、１０９４、１０９５、１０９６、１０９７、１０９８、１０９９、１１００、１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６、１１０７、１１０８、１１０９、１１１０、１１１１、１１１２、１１１３、１１１４、１１１５、１１１６、１１１７、１１１８、１１１９又は１１２０記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１２２．セラミック材料が金属元素及び半金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素と非金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素との組成物、あるいは金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素と半金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素との組成物、あるいは半金属元素のうちから選ばれた少なくともいずれか２種以上の元素との組成物であることを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、１０５５、１０５６、１０５７、１０５８、１０５９、１０６０、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６６、１０６７、１０６８、１０６９、１０７０、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４、１０７５、１０７６、１０７７、１０７８、１０７９、１０８０、１０８１、１０８２、１０８３、１０８４、１０８５、１０８６、１０８７、１０８８、１０８９、１０９０、１０９１、１０９２、１０９３、１０９４、１０９５、１０９６、１０９７、１０９８、１０９９、１１００、１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６、１１０７、１１０８、１１０９、１１１０、１１１１、１１１２、１１１３、１１１４、１１１５、１１１６、１１１７、１１１８、１１１９、１１２０又は１１２１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１２３．半金属元素が硼素、炭素、珪素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、ビスマス、セレン、テルル、ポロニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１１２２に記載された薄膜基板。
項１１２４．半金属元素が炭素、珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１１２３に記載された薄膜基板。
項１１２５．非金属元素が窒素、りん、酸素、硫黄、フッ素、塩素、臭素、沃素、アスタチンのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１１２１、１１２２又は１１２４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１２６．非金属元素が窒素、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１１２５に記載された薄膜基板。
項１１２７．セラミック材料が窒化物、炭化物、酸化物、硼化物、珪化物のうちから選ばれた少なくともいずれかであることを特徴とする項１１２２、１１２３、１１２４、１１２５又は１１２６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１２８．セラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板であって、該焼結体が導電性を有することを特徴とする項５７７、５７８、５７９、５８０、５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８、５８９、５９０、５９１、５９２、５９３、５９４、５９５、５９６、５９７、５９８、５９９、６００、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９、６１０、６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９、６３０、６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６、６３７、６３８、６３９、６４０、６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９、６５０、６５１、６５２、６５３、６５４、６５５、６５６、６５７、６５８、６５９、６６０、６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６、６６７、６６８、６６９、６７０、６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、６７７、６７８、６７９、６８０、６８１、６８２、６８３、６８４、６８５、６８６、６８７、６８８、６８９、６９０、６９１、６９２、６９３、６９４、６９５、６９６、６９７、６９８、６９９、７００、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７、７０８、７０９、７１０、７１１、７１２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７１８、７１９、７２０、７２１、７２２、７２３、７２４、７２５、７２６、７２７、７２８、７２９、７３０、７３１、７３２、７３３、７３４、７３５、７３６、７３７、７３８、７３９、７４０、７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８、７４９、７５０、７５１、７５２、７５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２、７６３、７６４、７６５、７６６、７６７、７６８、７６９、７７０、７７１、７７２、７７３、７７４、７７５、７７６、７７７、７７８、７７９、７８０、７８１、７８２、７８３、７８４、７８５、７８６、７８７、７８８、７８９、７９０、７９１、７９２、７９３、７９４、７９５、７９６、７９７、７９８、７９９、８００、８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８、８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、８２０、８２１、８２２、８２３、８２４、８２５、８２６、８２７、８２８、８２９、８３０、８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６、８３７、８３８、８３９、８４０、８４１、８４２、８４３、８４４、８４５、８４６、８４７、８４８、８４９、８５０、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５７、８５８、８５９、８６０、８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６、８６７、８６８、８６９、８７０、８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６、８７７、８７８、８７９、８８０、８８１、８８２、８８３、８８４、８８５、８８６、８８７、８８８、８８９、８９０、８９１、８９２、８９３、８９４、８９５、８９６、８９７、８９８、８９９、９００、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８、９０９、９１０、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９、９２０、９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８、９２９、９３０、９３１、９３２、９３３、９３４、９３５、９３６、９３７、９３８、９３９、９４０、９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６、９４７、９４８、９４９、９５０、９５１、９５２、９５３、９５４、９５５、９５６、９５７、９５８、９５９、９６０、９６１、９６２、９６３、９６４、９６５、９６６、９６７、９６８、９６９、９７０、９７１、９７２、９７３、９７４、９７５、９７６、９７７、９７８、９７９、９８０、９８１、９８２、９８３、９８４、９８５、９８６、９８７、９８８、９８９、９９０、９９１、９９２、９９３、９９４、９９５、９９６、９９７、９９８、９９９、１０００、１００１、１００２、１００３、１００４、１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０、１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５、１０１６、１０１７、１０１８、１０１９、１０２０、１０２１、１０２２、１０２３、１０２４、１０２５、１０２６、１０２７、１０２８、１０２９、１０３０、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６、１０３７、１０３８、１０３９、１０４０、１０４１、１０４２、１０４３、１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８、１０４９、１０５０、１０５１、１０５２、１０５３、１０５４、１０５５、１０５６、１０５７、１０５８、１０５９、１０６０、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４、１０６５、１０６６、１０６７、１０６８、１０６９、１０７０、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４、１０７５、１０７６、１０７７、１０７８、１０７９、１０８０、１０８１、１０８２、１０８３、１０８４、１０８５、１０８６、１０８７、１０８８、１０８９、１０９０、１０９１、１０９２、１０９３、１０９４、１０９５、１０９６、１０９７、１０９８、１０９９、１１００、１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６、１１０７、１１０８、１１０９、１１１０、１１１１、１１１２、１１１３、１１１４、１１１５、１１１６、１１１７、１１１８、１１１９、１１２１、１１２２、１１２３、１１２４、１１２５、１１２６又は１１２７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１２９．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０４Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１１２８に記載された薄膜基板。
項１１３０．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０２Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１１２８又は１１２９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１３１．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０１Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１１２８、１１２９又は１１３０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１３２．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１００Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１１２８、１１２９、１１３０又は１１３１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１３３．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０−２Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１１２８、１１２９、１１３０、１１３１又は１１３２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１３４．セラミック材料を主成分とする焼結体あるいは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が導電性を有しかつ光透過性を有することを特徴とする項１１２８、１１２９、１１３０、１１３１、１１３２又は１１３３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１３５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により光導波路が形成されていることを特徴とする薄膜基板。
項１１３６．光導波路が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜からなることを特徴とする項１１３５に記載された薄膜基板。
項１１３７．光導波路が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜からなることを特徴とする項１１３５又は１１３６に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１３８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜により光導波路が形成されている薄膜基板であって、該光導波路は基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶薄膜からなることを特徴とする項１１３７に記載された薄膜基板。
項１１３９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜により光導波路が形成されている薄膜基板であって、該光導波路は基板面に対してＣ軸が水平な方向に形成された単結晶薄膜からなることを特徴とする項１１３７に記載された薄膜基板。
項１１４０．光導波路が窒化ガリウム及び窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであることを特徴とする項１１３５、１１３６、１１３７、１１３８又は１１３９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１４１．光導波路がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分とするものであることを特徴とする項１１３５、１１３６、１１３７、１１３８、１１３９又は１１４０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１４２．光導波路がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分とするものであることを特徴とする項１１４１に記載された薄膜基板。
項１１４３．光導波路がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．８≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分とするものであることを特徴とする項１１４１又は１１４２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１４４．光導波路がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．９≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分とするものであることを特徴とする項１１４１、１１４２又は１１４３に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１４５．光導波路が窒化アルミニウムを主成分とするものであることを特徴とする項１１３５、１１３６、１１３７、１１３８、１１３９、１１４０、１１４１、１１４２、１１４３又は１１４４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１４６．光導波路が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有する薄膜からなることを特徴とする項１１３５、１１３６、１１３７、１１３８、１１３９、１１４０、１１４１、１１４２、１１４３、１１４４又は１１４５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１４７．光導波路が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を熱拡散あるいはイオン注入により含有せしめた薄膜からなることを特徴とする項１１４６に記載された薄膜基板。
項１１４８．光導波路が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分に対して窒化物換算で２０モル％以下含む薄膜からなることを特徴とする項１１４６又は１１４７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１４９．光導波路が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む薄膜からなることを特徴とする項１１３５、１１３６、１１３７、１１３８、１１３９、１１４０、１１４１、１１４２、１１４３、１１４４、１１４５、１１４６、１１４７又は１１４８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１５０．ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が主成分に対して窒化物換算で２０モル％以下であることを特徴とする項１１４９に記載された薄膜基板。
項１１５１．光導波路が窒化ガリウム及び窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有する薄膜からなることを特徴とする項１１４６、１１４７、１１４８、１１４９又は１１５０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１５２．光導波路が窒化ガリウム及び窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を窒化物換算で２０モル％以下含有する薄膜からなることを特徴とする項１１５１に記載された薄膜基板。
項１１５３．光導波路が窒化アルミニウムを主成分としさらにガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有する薄膜からなることを特徴とする項１１４６、１１４７、１１４８、１１４９、１１５０、１１５１又は１１５２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１５４．光導波路が窒化アルミニウムを主成分としさらにガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を窒化物換算で２０モル％以下含有する薄膜からなることを特徴とする項１１５３に記載された薄膜基板。
項１１５５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により光導波路が形成された薄膜基板であって、該薄膜基板は光導波路と該光導波路より屈折率の小さいクラッド層とからなることを特徴とする項１１３５、１１３６、１１３７、１１３８、１１３９、１１４０、１１４１、１１４２、１１４３、１１４４、１１４５、１１４６、１１４７、１１４８、１１４９、１１５０、１１５１、１１５２、１１５３又は１１５４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１５６．クラッド層が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなることを特徴とする項１１５５に記載された薄膜基板。
項１１５７．光導波路が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなり、該光導波路はクラッド層よりガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を多く含むものであることを特徴とする項１１５６に記載された薄膜基板。
項１１５８．光導波路が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなり、該光導波路はクラッド層よりガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を窒化物換算で２０モル％以下の範囲で多く含むものであることを特徴とする項１１５６又は１１５７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１５９．クラッド層が窒化アルミニウムを主成分とする薄膜からなることを特徴とする項１１５５、１１５６、１１５７又は１１５８に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１６０．クラッド層が窒化アルミニウムを主成分とする薄膜からなり、光導波路は該クラッド層よりも屈折率の大きい窒化アルミニウムを主成分とする薄膜からなることを特徴とする項１１５５、１１５６、１１５７、１１５８又は１１５９に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１６１．クラッド層が窒化アルミニウムを主成分とする薄膜からなり、光導波路は該クラッド層よりもガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を多く含む窒化アルミニウムを主成分とする薄膜からなることを特徴とする項１１５５、１１５６、１１５７、１１５８、１１５９又は１１６０に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１６２．クラッド層が窒化アルミニウムを主成分とする薄膜からなり、光導波路は窒化アルミニウムを主成分とする単結晶薄膜からなることを特徴とする項１１５５、１１５６、１１５７、１１５８、１１５９、１１６０又は１１６１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１６３．光導波路に電極が形成されていることを特徴とする項１１５５、１１５６、１１５７、１１５８、１１５９、１１６０又は１１６１に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１６４．クラッド層に電極が形成されていることを特徴とする項１１５５、１１５６、１１５７、１１５８、１１５９、１１６０、１１６１又は１１６２に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１６５．光導波路及びクラッド層に電極が形成されていることを特徴とする項１１６３又は１１６４に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１６６．電極がバッファ層を介して形成されていることを特徴とする項１１６３、１１６４又は１１６５に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１６７．バッファ層がＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３、のうちから選ばれた少なくとも１種以上からなることを特徴とする項１１６６に記載された薄膜基板。
項１１６８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に該薄膜より屈折率の小さい誘電体が形成されている薄膜基板であって、該誘電体が形成されている部分の薄膜を光導波路として用いることを特徴とする項１１３５、１１３６、１１３７、１１３８、１１３９、１１４０、１１４１、１１４２、１１４３、１１４４、１１４５、１１４６、１１４７、１１４８、１１４９、１１５０、１１５１、１１５２、１１５３、１１５４、１１５５、１１５６、１１５７、１１５８、１１５９、１１６０、１１６１、１１６２、１１６３、１１６４、１１６５、１１６６又は１１６７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１６９．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の２箇所以上に金属が形成され該金属が形成されていない部分の薄膜を光導波路として用いることを特徴とする項１１３５、１１３６、１１３７、１１３８、１１３９、１１４０、１１４１、１１４２、１１４３、１１４４、１１４５、１１４６、１１４７、１１４８、１１４９、１１５０、１１５１、１１５２、１１５３、１１５４、１１５５、１１５６、１１５７、１１５８、１１５９、１１６０、１１６１、１１６２、１１６３、１１６４、１１６５、１１６６又は１１６７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１７０．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の２箇所以上に電極が形成され該電極の形成されている部分の該薄膜を光導波路として用いることを特徴とする項１１３５、１１３６、１１３７、１１３８、１１３９、１１４０、１１４１、１１４２、１１４３、１１４４、１１４５、１１４６、１１４７、１１４８、１１４９、１１５０、１１５１、１１５２、１１５３、１１５４、１１５５、１１５６、１１５７、１１５８、１１５９、１１６０、１１６１、１１６２、１１６３、１１６４、１１６５、１１６６又は１１６７に記載されたいずれかの薄膜基板。
項１１７１．セラミック材料を主成分とする焼結体及びは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板の製造方法であって、該薄膜がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の有機化合物を主原料としアンモニア、窒素、水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を反応ガスとして作製されるものであることを特徴とする薄膜基板の製造方法。
項１１７２．主原料の有機化合物がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分のアルキル化物であることを特徴とする項１１７１に記載された薄膜基板の製造方法。
項１１７３．主原料の有機化合物がトリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリメチルアルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであることを特徴とする項１１７１又は１１７２に記載されたいずれかの薄膜基板の製造方法。
項１１７４．セラミック材料を主成分とする焼結体及びは光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体のうちから選ばれた少なくともいずれかの焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板の製造方法であって、該薄膜がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分のハロゲン化物を主原料としアンモニア、窒素、水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を反応ガスとして作製されるものであることを特徴とする薄膜基板の製造方法。
項１１７５．主原料のハロゲン化物がフッ化物、塩化物、臭化物及び沃化物のうちから選ばれた少なくとも１種以上からなることを特徴とする項１１７４に記載された薄膜基板の製造方法。
項１１７６．主原料のハロゲン化物が塩化ガリウム、臭化ガリウム、塩化インジウム、臭化インジウム、塩化アルミニウム、臭化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするものであることを特徴とする項１１７４又は１１７５に記載されたいずれかの薄膜基板の製造方法。
項１１７７．主原料がハロゲン元素を含む有機化合物からなることを特徴とする項１１７１、１１７２、１１７３、１１７４、１１７５又は１１７６に記載されたいずれかの薄膜基板の製造方法。
項１１７８．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜により光導波路が形成された薄膜基板の製造方法であって、該光導波路が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムを主成分とする薄膜にガリウム、インジウム、ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を熱拡散あるいはイオン注入のうちから選ばれた少なくともいずれかの方法により含有せしめた薄膜からなることを特徴とする薄膜基板の製造方法。
項１１７９．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むことを特徴とする光導波路。
項１１８０．窒化ガリウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むことを特徴とする項１１７９に記載された光導波路。
項１１８１．窒化アルミニウムを主成分としさらにニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むことを特徴とする項１１７９又は１１８０に記載されたいずれかの光導波路。
項１１８２．ニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が主成分に対して２０モル％以下であることを特徴とする項１１７９、１１８０又は１１８１に記載されたいずれかの光導波路。
項１１８３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む光導波路であって、該光導波路は単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１１７９、１１８０、１１８１又は１１８２に記載されたいずれかの光導波路。
項１１８４．結晶状態が単結晶であることを特徴とする項１１８３に記載された光導波路。
項１１８５．窒化アルミニウムを主成分としさらにガリウム及びインジウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む単結晶からなることを特徴とする項１１８３又は１１８４に記載されたいずれかの光導波路。
項１１８６．窒化アルミニウムを主成分としさらにガリウム及びインジウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を主成分に対して２０モル％以下含む単結晶からなることを特徴とする項１１８３、１１８４又は１１８５に記載されたいずれかの光導波路。
項１１８７．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むことを特徴とするとする光導波路であって、該光導波路は薄膜からなることを特徴とする項１１７９、１１８０、１１８１、１１８２、１１８３、１１８４、１１８５又は１１８６に記載されたいずれかの光導波路。
項１１８８．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体がセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子。
項１１８９．セラミック材料を主成分とする焼結体が基板状であることを特徴とする項１１８８に記載された発光素子。
項１１９０．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項１１８８又は１１８９に記載されたいずれかの発光素子。
項１１９１．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１％以上のものであることを特徴とする１１８８、１１８９項１１９０に記載されたいずれかの発光素子。
項１１９２．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１０％以上のものであることを特徴とする項１１９１に記載された発光素子。
項１１９３．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率２０％以上のものであることを特徴とする項１１９１又は１１９２に記載されたいずれかの発光素子。
項１１９４．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率３０％以上のものであることを特徴とする項１１９１、１１９２又は１１９３記載されたいずれかの発光素子。
項１１９５．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率４０％以上のものであることを特徴とする項１１９１、１１９２、１１９３又は１１９４記載されたいずれかの発光素子。
項１１９６．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率５０％以上のものであることを特徴とする項１１９１、１１９２、１１９３、１１９４又は１１９５記載されたいずれかの発光素子。
項１１９７．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率６０％以上のものであることを特徴とする項１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５又は１１９６記載されたいずれかの発光素子。
項１１９８．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率８０％以上のものであることを特徴とする項１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６又は１１９７記載されたいずれかの発光素子。
項１１９９．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率８５％以上のものであることを特徴とする項１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７又は１１９８記載されたいずれかの発光素子。
項１２００．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１％未満のものであることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８又は１１９９に載されたいずれかの発光素子。
項１２０１．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率０％であることを特徴とする項１２００に記載された発光素子。
項１２０２．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００又は１２０１に載されたいずれかの発光素子。
項１２０３．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍ以下であることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１又は１２０２に載されたいずれかの発光素子。
項１２０４．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項１２０３に載された発光素子。
項１２０５．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項１２０３又は１２０４に記載されたいずれかの発光素子。
項１２０６．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０ｎｍ以下であることを特徴とする項１２０３、１２０４又は１２０５に記載されたいずれかの発光素子。
項１２０７．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０ｎｍ以下であることを特徴とする項１２０３、１２０４、１２０５又は１２０６に記載されたいずれかの発光素子。
項１２０８．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ５ｎｍ以下であることを特徴とする項１２０３、１２０４、１２０５、１２０６又は１２０７に載されたいずれかの発光素子。
項１２０９．セラミック材料を主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４又は１２０５に載されたいずれかの発光素子。
項１２１０．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ７０ｎｍ以上であることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５又は１２０９に載されたいずれかの発光素子。
項１２１１．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項１２１０に記載された発光素子。
項１２１２．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項１２１０又は１２１１に記載されたいずれかの発光素子。
項１２１３．セラミック材料を主成分とする焼結体の表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１又は１２１２に載されたいずれかの発光素子。
項１２１４．セラミック材料を主成分とする焼結体の表面が鏡面研磨された状態であることを特徴とする項１２００に記載された発光素子。
項１２１５．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有しかつ表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３又は１２１４に記載されたいずれかの発光素子。
項１２１６．セラミック材料を主成分とする焼結体が導電性を有することを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４又は１２１５記載されたいずれかの発光素子。
項１２１７．セラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０４Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５又は１２１６記載されたいずれかの発光素子。
項１２１８．セラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０２Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１２１７に記載された発光素子。
項１２１９．セラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１００Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１２１６、１２１７又は１２１８に記載されたいずれかの発光素子。
項１２２０．セラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０−１Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１２１６、１２１７、１２１８又は１２１９に記載されたいずれかの発光素子。
項１２２１．セラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０−２Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１２１６、１２１７、１２１８、１２１９又は１２２０に記載されたいずれかの発光素子。
項１２２２．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有しかつ導電性を有することを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０又は１２２１に記載されたいずれかの発光素子。
項１２２３．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１又は１２２２に記載されたいずれかの発光素子。
項１２２４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１２２３に記載された発光素子。
項１２２５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶からなることを特徴とする項１２２３又は１２２４に記載されたいずれかの発光素子。
項１２２６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶だけからなることを特徴とする項１２２５に記載された発光素子。
項１２２７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単一層であることを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５又は１２２６に記載されたいずれかの発光素子。
項１２２８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層から構成されていることを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５又は１２２６に記載されたいずれかの発光素子。
項１２２９．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜の各層がそれぞれ単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形の中から選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１２２８に記載された発光素子。
項１２３０．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１２２８又は１２２９に記載されたいずれかの発光素子。
項１２３１．セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形であることを特徴とする項１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９又は１２３０に記載されたいずれかの発光素子。
項１２３２．セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶であることを特徴とする項１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９又は１２３０に記載されたいずれかの発光素子。
項１２３３．セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が配向性多結晶であることを特徴とする項１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９又は１２３０に記載されたいずれかの発光素子。
項１２３４．セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９又は１２３０に記載されたいずれかの発光素子。
項１２３５．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３又は１２３４に記載されたいずれかの発光素子。
項１２３６．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１２３５に記載されたいずれかの発光素子。
項１２３７．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１２３６に記載された発光素子。
項１２３８．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１２３６又は１２３７に記載されたいずれかの発光素子。
項１２３９．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする多結晶薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１２３６又は１２３７に記載されたいずれかの発光素子。
項１２４０．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１２３６又は１２３７に記載されたいずれかの発光素子。
項１２４１．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてすべての層が単結晶だけから構成されていることを特徴とする項１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９又は１２４０に記載されたいずれかの発光素子。
項１２４２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の最上層は単結晶薄膜であることを特徴とする項１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０又は１２４１に記載されたいずれかの発光素子。
項１２４３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のＣ軸がセラミック材料を主成分とする焼結体面に対して垂直な方向に形成されていることを特徴とする項１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１又は１２４２に記載されたいずれかの発光素子。
項１２４４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のＣ軸がセラミック材料を主成分とする焼結体面に対して水平な方向に形成されていることを特徴とする項１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１又は１２４２に記載されたいずれかの発光素子。
項１２４５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜のＣ軸がセラミック材料を主成分とする焼結体面に対して垂直な方向に形成されていることを特徴とする項１２２４、１２２５、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０又は１２４２に記載されたいずれかの発光素子。
項１２４６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜のＣ軸がセラミック材料を主成分とする焼結体面に対して水平な方向に形成されていることを特徴とする項１２２４、１２２５、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０又は１２４２に記載されたいずれかの発光素子。
項１２４７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が導電性を有することを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５又は１２４６に記載されたいずれかの発光素子。
項１２４８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率が１×１０４Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６又は１２４７に記載されたいずれかの発光素子。
項１２４９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率が１×１０２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１２４７又は１２４８に記載されたいずれかの発光素子。
項１２５０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率が１×１０１Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１２４７、１２４８又は１２４９に記載されたいずれかの発光素子。
項１２５１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率が１×１００Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１２４７、１２４８、１２４９又は１２５０に記載されたいずれかの発光素子。
項１２５２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含有するものであることを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９又は１２５０に記載されたいずれかの発光素子。
項１２５３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を有することを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０又は１２５１に記載されたいずれかの発光素子。
項１２５４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１２５２又は１２５３に記載されたいずれかの発光素子。
項１２５５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜がＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（０＜ｙ≦１）で表わされる組成を有することを特徴とする項１２５２、１２５３又は１２５４に記載されたいずれかの発光素子。
項１２５６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が窒化ガリウムを５０モル％以上含むを特徴とする項１２５２、１２５３、１２５４又は１２５５に記載されたいずれかの発光素子。
項１２５７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であることを特徴とする項１２５２、１２５３、１２５４、１２５５又は１２５６に記載されたいずれかの発光素子。
項１２５８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項１２５７に記載された発光素子。
項１２５９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜の最上層が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７又は１２５８に記載されたいずれかの発光素子。
項１２６０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜の最上層が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする単結晶であることを特徴とする項１２５９に記載された発光素子。
項１２６１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分とするものであることを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９又は１２６０に記載されたいずれかの発光素子。
項１２６２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０又は１２６１に記載されたいずれかの発光素子。
項１２６３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが２００μｍ以下であることを特徴とする項１２６２に記載された発光素子。
項１２６４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．１ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２又は１２６３に記載されたいずれかの発光素子。
項１２６５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．５ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１２６４に記載された発光素子。
項１２６６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．３μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１２６４又は１２６５に記載されたいずれかの発光素子。
項１２６７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも３．５μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１２６４、１２６５又は１２６６に記載されたいずれかの発光素子。
項１２６８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも１０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１２６４、１２６５、１２６６又は１２６７に記載されたいずれかの発光素子。
項１２６９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも５０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１２６４、１２６５、１２６６、１２６７又は１２６８に記載されたいずれかの発光素子。
項１２７０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の厚みが１０００μｍ以下であることを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８又は１２６９に記載されたいずれかの発光素子。
項１２７１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜の厚みが５００μｍ以下であることを特徴とする項１２７０に記載された発光素子。
項１２７２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものからなることを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０又は１２７１に記載されたいずれかの発光素子。
項１２７３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が単一層あるいは少なくとも２以上の層からなり、該薄膜の少なくとも１以上の層が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものからなることを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１又は１２７２に記載されたいずれかの発光素子。
項１２７４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下であることを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２又は１２７３に記載されたいずれかの発光素子。
項１２７５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることを特徴とする項１２７４に記載された発光素子。
項１２７６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下であることを特徴とする項１２７４又は１２７５に記載されたいずれかの発光素子。
項１２７７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であることを特徴とする項１２７４、１２７５又は１２７６に記載されたいずれかの発光素子。
項１２７８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であることを特徴とする項１２７４、１２７５、１２７６又は１２７７に記載されたいずれかの発光素子。
項１２７９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下であることを特徴とする項１２７４、１２７５、１２７６、１２７７又は１２７８に記載されたいずれかの発光素子。
項１２８０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下であることを特徴とする項１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８又は１２７９に記載されたいずれかの発光素子。
項１２８１．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９又は１２８０に記載されたいずれかの発光素子。
項１２８２．焼結体の主成分であるセラミック材料が金属元素及び半金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素と非金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素との組成物、あるいは金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素と半金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素との組成物、あるいは半金属元素のうちから選ばれた少なくともいずれか２種以上の元素との組成物であることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１、１２２２、１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９、１２８０又は１２８１に記載されたいずれかの発光素子。
項１２８３．半金属元素が硼素、炭素、珪素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、ビスマス、セレン、テルル、ポロニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１２８２に記載された発光素子。
項１２８４．半金属元素が炭素、珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１２８３に記載された発光素子。
項１２８５．非金属元素が窒素、りん、酸素、硫黄、フッ素、塩素、臭素、沃素、アスタチンのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１２１９、１２２０、１２８３又は１２８４に記載されたいずれかの発光素子。
項１２８６．非金属元素が窒素、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１２８５に記載された発光素子。
項１２８７．セラミック材料が窒化物、炭化物、酸化物、硼化物、珪化物のうちから選ばれた少なくともいずれかであることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１、１２２２、１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９、１２８０、１２８１、１２８２、１２８３、１２８４、１２８５又は１２８６に記載されたいずれかの発光素子。
項１２８８．セラミック材料が窒化物、炭化物、酸化物のうちから選ばれた少なくともいずれかであることを特徴とする項１２８７に記載された発光素子。
項１２８９．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１、１２２２、１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９、１２８０、１２８１、１２８２、１２８３、１２８４、１２８５、１２８６、１２８７又は１２８８に記載されたいずれかの発光素子。
項１２９０．セラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１、１２２２、１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９、１２８０、１２８１、１２８２、１２８３、１２８４、１２８５、１２８６、１２８７又は１２８８に記載されたいずれかの発光素子。
項１２９１．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１２９０に記載された発光素子。
項１２９２．セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１、１２２２、１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９、１２８０、１２８１、１２８２、１２８３、１２８４、１２８５、１２８６、１２８７又は１２８８に記載されたいずれかの発光素子。
項１２９３．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１２８９、１２９０、１２９１又は１２９２に記載されたいずれかの発光素子。
項１２９４．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１、１２２２、１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９、１２８０、１２８１、１２８２、１２８３、１２８４、１２８５、１２８６、１２８７、１２８８、１２８９、１２９０、１２９１、１２９２又は１２９３に記載されたいずれかの発光素子。
項１２９５．セラミック材料を主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１、１２２２、１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９、１２８０、１２８１、１２８２、１２８３、１２８４、１２８５、１２８６、１２８７、１２８８、１２８９、１２９０、１２９１、１２９２、１２９３又は１２９４に記載されたいずれかの発光素子。
項１２９６．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１、１２２２、１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９、１２８０、１２８１、１２８２、１２８３、１２８４、１２８５、１２８６、１２８７、１２８８、１２８９、１２９０、１２９１、１２９２、１２９３、１２９４又は１２９５に記載されたいずれかの発光素子。
項１２９７．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１、１２２２、１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９、１２８０、１２８１、１２８２、１２８３、１２８４、１２８５、１２８６、１２８７、１２８８、１２８９、１２９０、１２９１、１２９２、１２９３、１２９４、１２９５又は１２９６に記載されたいずれかの発光素子。
項１２９８．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１２８９、１２９３、１２９４、１２９５、１２９６又は１２９７に記載されたいずれかの発光素子。
項１２９９．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１２９８に記載された発光素子。
項１３００．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１２９８又は１２９９に記載されたいずれかの発光素子。
項１３０１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１２９８、１２９９又は１３００に記載されたいずれかの発光素子。
項１３０２．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１２９８、１２９９、１３００又は１３０１に記載されたいずれかの発光素子。
項１３０３．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを２０体積％以上含有するものであることを特徴とする項１２９８、１２９９、１３００又は１３０１に記載されたいずれかの発光素子。
項１３０４．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを５０体積％以上含有するものであることを特徴とする項１３０３に記載された発光素子。
項１３０５．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が導通ビアを有するものであることを特徴とする項１２９８、１２９９、１３００、１３０１、１３０２、１３０３又は１３０４に記載されたいずれかの発光素子。
項１３０６．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体が薄膜導電性材料を有するものであることを特徴とする項１２９８、１２９９、１３００、１３０１、１３０２、１３０３、１３０４又は１３０５に記載されたいずれかの発光素子。
項１３０７．薄膜導電性材料が金属、合金、金属窒化物のうちから選ばれた少なくとも1種以上の材料からなることを特徴とする項１３０６に記載された発光素子。
項１３０８．薄膜導電性材料が金、銀、銅、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、タンタル、モリブデン、タングステン、クロム、チタン、ニッケル−クロム合金、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、のうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする材料からなることを特徴とする項１３０６又は１３０７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３０９．セラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１２９０、１２９１、１２９３、１２９４、１２９５、１２９６又は１２９７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３１０．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１３０９に記載された発光素子。
項１３１１．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１３０９又は１３１０に記載されたいずれかの発光素子。
項１３１２．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３０９、１３１０又は１３１１に記載されたいずれかの発光素子。
項１３１３．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３０９、１３１０、１３１１又は１３１２に記載されたいずれかの発光素子。
項１３１４．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくともいずれかを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１３０９、１３１０、１３１１、１３１２又は１３１３に記載されたいずれかの発光素子。
項１３１５．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛を主成分とする焼結体であることを特徴とする１３１４に記載された発光素子。
項１３１６．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１３１５に記載された発光素子。
項１３１７．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１３１５又は１３１６に記載されたいずれかの発光素子。
項１３１８．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３１５、１３１６又は１３１７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３１９．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３１５、１３１６、１３１７又は１３１９に記載されたいずれかの発光素子。
項１３２０．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が導電性を有するものであることを特徴とする項１３１５、１３１６、１３１７、１３１８又は１３１９に記載されたいずれかの発光素子。
項１３２１．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が室温において１×１０２Ω・ｃｍ以下の抵抗率であることを特徴とする項１３１５、１３１６、１３１７、１３１８、１３１９又は１３２０に記載されたいずれかの発光素子。
項１３２２．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が光透過性を有しかつ導電性を有するものであることを特徴とする項１３１５、１３１６、１３１７、１３１８、１３１９、１３２０又は１３２１に記載されたいずれかの発光素子。
項１３２３．酸化亜鉛を主成分とする焼結体が酸化亜鉛成分をＺｎＯ換算で５５．０モル％以上含有するものであることを特徴とする項１３１５、１３１６、１３１７、１３１８、１３１９、１３２０、１３２１又は１３２２に記載されたいずれかの発光素子。
項１３２４．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が酸化ベリリウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１３１４に記載された発光素子。
項１３２５．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１３２４に記載された発光素子。
項１３２６．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１３２４又は１３２５に記載されたいずれかの発光素子。
項１３２７．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３２４、１３２５又は１３２６に記載されたいずれかの発光素子。
項１３２８．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３２４、１３２５、１３２６又は１３２７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３２９．酸化ベリリウムを主成分とする焼結体が酸化ベリリウム成分をＢｅＯ換算で６５．０モル％以上含有するものであることを特徴とする項１３２４、１３２５、１３２６、１３２７、１３２８又は１３２９に記載されたいずれかの発光素子。
項１３３０．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が酸化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１３１４に記載された発光素子。
項１３３１．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１３１８に記載された発光素子。
項１３３２．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１３３０又は１３３１に記載されたいずれかの発光素子。
項１３３３．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３３０、１３３１又は１３３２に記載されたいずれかの発光素子。
項１３３４．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３３０、１３３１、１３３２又は１３３３に記載されたいずれかの発光素子。
項１３３５．酸化アルミニウムを主成分とする焼結体が酸化アルミニウム成分をＡｌ２Ｏ３換算で５５．０モル％以上含有するものであることを特徴とする項１３３０、１３３１、１３３２、１３３３又は１３３４に記載されたいずれかの発光素子。
項１３３６．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が炭化珪素を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１３１４に記載された発光素子。
項１３３７．炭化珪素を主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１３３６に記載された発光素子。
項１３３８．炭化珪素を主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１３３６又は１３３７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３３９．炭化珪素を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３３６、１３３７又は１３３８に記載されたいずれかの発光素子。
項１３４０．炭化珪素を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３３６、１３３７、１３３８又は１３３９に記載されたいずれかの発光素子。
項１３４１．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が窒化珪素を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１３１４に記載された発光素子。
項１３４２．窒化珪素を主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１３４１に記載された発光素子。
項１３４３．窒化珪素を主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１３４１又は１３４２に記載されたいずれかの発光素子。
項１３４４．窒化珪素を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３４１、１３４２又は１３４３に記載されたいずれかの発光素子。
項１３４５．窒化珪素を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３４１、１３４２、１３４３又は１３４４に記載されたいずれかの発光素子。
項１３４６．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする１３１４に記載された発光素子。
項１３４７．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１３４６に記載された発光素子。
項１３４８．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１３４６又は１３４７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３４９．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３４６、１３４７又は１３４８に記載されたいずれかの発光素子。
項１３５０．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３４６、１３４７、１３４８又は１３４９に記載されたいずれかの発光素子。
項１３５１．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が導電性を有するものであることを特徴とする項１３４６、１３４７、１３４８、１３４９又は１３５０に記載されたいずれかの発光素子。
項１３５２．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が室温において１×１０２Ω・ｃｍ以下の抵抗率であることを特徴とする項１３４６、１３４７、１３４８、１３４９、１３５０又は１３５１に記載されたいずれかの発光素子。
項１３５３．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が光透過性を有しかつ導電性を有するものであることを特徴とする項１３４６、１３４７、１３４８、１３４９、１３５０、１３５１又は１３５２に記載されたいずれかの発光素子。
項１３５４．窒化ガリウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム成分をＧａＮ換算で５５．０モル％以上含有するものであることを特徴とする項１３４６、１３４７、１３４８、１３４９、１３５０、１３５１、１３５２又は１３５３に記載されたいずれかの発光素子。
項１３５５．セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１２９２、１２９３、１２９４、１２９５、１２９６又は１２９７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３５６．酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１３５５に記載された発光素子。
項１３５７．酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１３５５又は１３５６に記載されたいずれかの発光素子。
項１３５８．酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３５５、１３５６又は１３５７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３５９．酸化ジルコニウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３５５、１３５６、１３５７又は１３５８に記載されたいずれかの発光素子。
項１３６０．セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化マグネシウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１２９２、１２９３、１２９４、１２９５、１２９６又は１２９７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３６１．酸化マグネシウムを主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１３６０に記載された発光素子。
項１３６２．酸化マグネシウムを主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１３６０又は１３６１に記載されたいずれかの発光素子。
項１３６３．酸化マグネシウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３６０、１３６１又は１３６２に記載されたいずれかの発光素子。
項１３６４．酸化マグネシウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３６０、１３６１、１３６２又は１３６３に記載されたいずれかの発光素子。
項１３６５．セラミック材料を主成分とする焼結体がアルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１２９２、１２９３、１２９４、１２９５、１２９６又は１２９７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３６６．アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１３６５に記載された発光素子。
項１３６７．アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１３６５又は１３６６に記載されたいずれかの発光素子。
項１３６８．アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３６５、１３６６又は１３６７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３６９．アルミン酸マグネシウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３６５、１３６６、１３６７又は１３６８に記載されたいずれかの発光素子。
項１３７０．セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化イットリウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１２９２、１２９３、１２９４、１２９５、１２９６又は１２９７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３７１．酸化イットリウムを主成分とする焼結体が光透過性を有するものであることを特徴とする項１３７０に記載された発光素子。
項１３７２．酸化イットリウムを主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１３７０又は１３７１に記載されたいずれかの発光素子。
項１３７３．酸化イットリウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３７０、１３７１又は１３７２に記載されたいずれかの発光素子。
項１３７４．酸化イットリウムを主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１３７０、１３７１、１３７２又は１３７３に記載されたいずれかの発光素子。
項１３７５．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子。
項１３７６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が基板状であることを特徴とする項１３７５に記載された発光素子。
項１３７７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１％以上のものであることを特徴とする項１３７５又は１３７６に記載されたいずれかの発光素子。
項１３７８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１０％以上のものであることを特徴とする項１３７７に記載された発光素子。
項１３７９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率２０％以上のものであることを特徴とする項１３７７又は１３７８に記載されたいずれかの発光素子。
項１３８０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率３０％以上のものであることを特徴とする項１３７７、１３７８又は１３７９記載されたいずれかの発光素子。
項１３８１．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率４０％以上のものであることを特徴とする項１３７７、１３７８、１３７９又は１３８０に記載されたいずれかの発光素子。
項１３８２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率５０％以上のものであることを特徴とする項１３７７、１３７８、１３７９、１３８０又は１３８１に記載されたいずれかの発光素子。
項１３８３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率６０％以上のものであることを特徴とする項１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１又は１３８２に記載されたいずれかの発光素子。
項１３８４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率８０％以上のものであることを特徴とする項１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２又は１３８３に記載されたいずれかの発光素子。
項１３８５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１％未満のものであることを特徴とする項１３７５、１３７６、項１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３又は１３８４に記載されたいずれかの発光素子。
項１３８６．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項１３７５、１３７６、項１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４又は１３８５に記載されたいずれかの発光素子。
項１３８７．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が表面粗さの大きい光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする項１３７５、１３７６、項１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４、１３８５又は１３８６に記載されたいずれかの発光素子。
項１３８８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍ以下であることを特徴とする項１３７５、１３７６、項１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４、１３８５、１３８６又は１３８７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３８９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項１３８８に記載された発光素子。
項１３９０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項１３８８又は１３８９に記載されたいずれかの発光素子。
項１３９１．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０ｎｍ以下であることを特徴とする項１３８８、１３８９又は１３９０に記載されたいずれかの発光素子。
項１３９２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０ｎｍ以下であることを特徴とする項１３８８、１３８９、１３９０又は１３９１に記載されたいずれかの発光素子。
項１３９３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ５ｎｍ以下であることを特徴とする項１３８８、１３８９、１３９０、１３９１又は１３９２に記載されたいずれかの発光素子。
項１３９４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１３７５、１３７６、１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４、１３８５、１３８６、１３８７、１３８８、１３８９又は１３９０に記載されたいずれかの発光素子。
項１３９５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ７０ｎｍ以上であることを特徴とする項１３７５、１３７６、１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４、１３８５、１３８６、１３８７、１３８８、１３８９、１３９０又は１３９４に記載されたいずれかの発光素子。
項１３９６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項１３９５に記載された発光素子。
項１３９７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項１３９５又は１３９６に記載されたいずれかの発光素子。
項１３９８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項１３７５、１３７６、１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４、１３８５、１３８６、１３８７、１３８８、１３８９、１３９０、１３９１、１３９２、１３９３、１３９４、１３９５、１３９６又は１３９７に記載されたいずれかの発光素子。
項１３９９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面が鏡面研磨された状態であることを特徴とする項１３９８に記載された発光素子。
項１４００．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする項１３７５、１３７６、１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４、１３８５、１３８６、１３８７、１３８８、１３８９、１３９０、１３９１、１３９２、１３９３、１３９４、１３９５、１３９６、１３９７、１３９８又は１３９９に記載されたいずれかの発光素子。
項１４０１．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１４００に記載された発光素子。
項１４０２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項１４００又は１４０１に記載されたいずれかの発光素子。
項１４０３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が１層からなることを特徴とする項１４００、１４０１又は１４０２に記載されたいずれかの発光素子。
項１４０４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形であることを特徴とする項１４０３に記載された発光素子。
項１４０５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶であることを特徴とする項１４０３に記載された発光素子。
項１４０６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が配向性多結晶であることを特徴とする項１４０３に記載された発光素子。
項１４０７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項１４０３に記載された発光素子。
項１４０８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなることを特徴とする項１４００、１４０１又は１４０２に記載されたいずれかの発光素子。
項１４０９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、各層がそれぞれ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１４０８に記載された発光素子。
項１４１０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１４０８又は１４０９記載されたいずれかの発光素子。
項１４１１．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１４０８、１４０９又は１４１０に記載されたいずれかの発光素子。
項１４１２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が配向性多結晶であることを特徴とする項１４０８、１４０９、１４１０又は１４１１に記載されたいずれかの発光素子。
項１４１３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、少なくとも１層が単結晶であることを特徴とする項１４０８、１４０９、１４１０、１４１１又は１４１２に記載されたいずれかの発光素子。
項１４１４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、最上層の薄膜が単結晶であることを特徴とする項１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２又は１４１３に記載されたいずれかの発光素子。
項１４１５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３又は１４１４に記載されたいずれかの発光素子。
項１４１６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが２００μｍ以下であることを特徴とする項１４１５に記載された発光素子。
項１４１７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．１ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４、１４１５又は１４１６に記載されたいずれかの発光素子。
項１４１８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．５ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１４１７に記載された発光素子。
項１４１９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．３μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１４１７又は１４１８に記載されたいずれかの発光素子。
項１４２０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも３．５μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１４１７、１４１８又は１４１９に記載されたいずれかの発光素子。
項１４２１．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも１０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１４１７、１４１８、１４１９又は１４２０に記載されたいずれかの発光素子。
項１４２２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも５０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１４１７、１４１８、１４１９、１４２０又は１４２１に記載されたいずれかの発光素子。
項１４２３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含有するものであることを特徴とする項１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７、１４１８、１４１９、１４２０、１４２１又は１４２２に記載されたいずれかの発光素子。
項１４２４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を有することを特徴とする項１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７、１４１８、１４１９、１４２０、１４２１、１４２２又は１４２３に記載されたいずれかの発光素子。
項１４２５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１４２３又は１４２４に記載されたいずれかの発光素子。
項１４２６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜がＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（０＜ｙ≦１）で表わされる組成を有することを特徴とする項１４２３、１４２４又は１４２５に記載されたいずれかの発光素子。
項１４２７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が窒化ガリウムを５０モル％以上含むを特徴とする項１４２３、１４２４、１４２５又は１４２６に記載されたいずれかの発光素子。
項１４２８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であることを特徴とする項１４２３、１４２４、１４２５、１４２６又は１４２７に記載されたいずれかの発光素子。
項１４２９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項１４２８に記載された発光素子。
項１４３０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された最上層の薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１４２３、１４２４、１４２５、１４２６、１４２７、１４２８又は１４２９に記載されたいずれかの発光素子。
項１４３１．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された最上層の薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする単結晶であることを特徴とする項１４３０に記載された発光素子。
項１４３２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものからなることを有することを特徴とする項１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７、１４１８、１４１９、１４２０、１４２１、１４２２、１４２３、１４２４、１４２５、１４２６、１４２７、１４２８、１４２９、１４３０又は１４３１に記載されたいずれかの発光素子。
項１４３３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が単一層あるいは少なくとも２以上の層からなり、該薄膜の少なくとも１以上の層が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものからなることを特徴とする項１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７、１４１８、１４１９、１４２０、１４２１、１４２２、１４２３、１４２４、１４２５、１４２６、１４２７、１４２８、１４２９、１４３０、１４３１又は１４３２に記載されたいずれかの発光素子。
項１４３４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下であることを特徴とする項１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７、１４１８、１４１９、１４２０、１４２１、１４２２、１４２３、１４２４、１４２５、１４２６、１４２７、１４２８、１４２９、１４３０、１４３１、１４３２又は１４３３に記載されたいずれかの発光素子。
項１４３５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることを特徴とする項１４３４に記載された発光素子。
項１４３６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下であることを特徴とする項１４３４又は１４３５に記載されたいずれかの発光素子。
項１４３７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であることを特徴とする項１４３４、１４３５又は１４３６に記載されたいずれかの発光素子。
項１４３８．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であることを特徴とする項１４３４、１４３５、１４３６７又は１４３７に記載されたいずれかの発光素子。
項１４３９．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下であることを特徴とする項１４３４、１４３５、１４３６、１４３７又は１４３８に記載されたいずれかの発光素子。
項１４４０．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下であることを特徴とする項１４３４、１４３５、１４３６、１４３７、１４３８又は１４３９に記載されたいずれかの発光素子。
項１４４１．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１３７５、１３７６、１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４、１３８５、１３８６、１３８７、１３８８、１３８９、１３９０、１３９１、１３９２、１３９３、１３９４、１３９５、１３９６、１３９７、１３９８、１３９９、１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７、１４１８、１４１９、１４２０、１４２１、１４２２、１４２３、１４２４、１４２５、１４２６、１４２７、１４２８、１４２９、１４３０、１４３１、１４３２、１４３３、１４３４、１４３５、１４３６、１４３７、１４３８、１４３９又は１４４０に記載されたいずれかの発光素子。
項１４４２．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１３７５、１３７６、１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４、１３８５、１３８６、１３８７、１３８８、１３８９、１３９０、１３９１、１３９２、１３９３、１３９４、１３９５、１３９６、１３９７、１３９８、１３９９、１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７、１４１８、１４１９、１４２０、１４２１、１４２２、１４２３、１４２４、１４２５、１４２６、１４２７、１４２８、１４２９、１４３０、１４３１、１４３２、１４３３、１４３４、１４３５、１４３６、１４３７、１４３８、１４３９又は１４４０に記載されたいずれかの発光素子。
項１４４３．光透過性を有する六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１４４２に記載された発光素子。
項１４４４．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１３７５、１３７６、１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４、１３８５、１３８６、１３８７、１３８８、１３８９、１３９０、１３９１、１３９２、１３９３、１３９４、１３９５、１３９６、１３９７、１３９８、１３９９、１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７、１４１８、１４１９、１４２０、１４２１、１４２２、１４２３、１４２４、１４２５、１４２６、１４２７、１４２８、１４２９、１４３０、１４３１、１４３２、１４３３、１４３４、１４３５、１４３６、１４３７、１４３８、１４３９又は１４４０に記載されたいずれかの発光素子。
項１４４５．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１４４１、１４４２、１４４３又は１４４４に記載されたいずれかの発光素子。
項１４４６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子。
項１４４７．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体が基板状であることを特徴とする項１４４６に記載された発光素子。
項１４４８．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍ以下であることを特徴とする項１４４６又は１４４７に記載されたいずれかの発光素子。
項１４４９．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項１４４８に記載された発光素子。
項１４５０．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項１４４８又は１４４９に記載されたいずれかの発光素子。
項１４５１．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ７０ｎｍ以上であることを特徴とする項１４４６、１４４７、１４４８、１４４９又は１４５０に記載されたいずれかの発光素子。
項１４５２．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項１４５１に記載された発光素子。
項１４５３．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項１４５１又は１４５２に記載されたいずれかの発光素子。
項１４５４．セラミック材料を主成分とする焼結体の表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項１４４６、１４４７、１４４８、１４４９、１４５０、１４５１、１４５２又は１４５３に記載されたいずれかの発光素子。
項１４５５．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率０％であることを特徴とする項１４４６、１４４７、１４４８、１４４９、１４５０、１４５１、１４５２、１４５３又は１４５４に記載されたいずれかの発光素子。
項１４５６．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする項１４４６、１４４７、１４４８、１４４９、１４５０、１４５１、１４５２、１４５３、１４５４又は１４５５に記載されたいずれかの発光素子。
項１４５７．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１４５６に記載された発光素子。
項１４５８．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項１４５６又は１４５７に記載されたいずれかの発光素子。
項１４５９．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が１層からなることを特徴とする項１４５６、１４５７又は１４５８に記載されたいずれかの発光素子。
項１４６０．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形であることを特徴とする項１４５９に記載された発光素子。
項１４６１．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶であることを特徴とする項１４５９に記載された発光素子。
項１４６２．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が配向性多結晶であることを特徴とする項１４５９に記載された発光素子。
項１４６３．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項１４５９に記載された発光素子。
項１４６４．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなることを特徴とする項１４５６、１４５７又は１４５８記載されたいずれかの発光素子。
項１４６５．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、各層がそれぞれ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１４６４に記載された発光素子。
項１４６６．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１４６４又は１４６５記載されたいずれかの発光素子。
項１４６７．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１４６４、１４６５又は１４６６に記載されたいずれかの発光素子。
項１４６８．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が配向性多結晶であることを特徴とする項１４６４、１４６５、１４６６又は１４６７に記載されたいずれかの発光素子。
項１４６９．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、少なくとも１層が単結晶であることを特徴とする項１４６４、１４６５、１４６６、１４６７又は１４６８に記載されたいずれかの発光素子。
項１４７０．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、最上層の薄膜が単結晶であることを特徴とする項１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８又は１４６９に記載されたいずれかの発光素子。
項１４７１．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９又は１４７０に記載されたいずれかの発光素子。
項１４７２．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが２００μｍ以下であることを特徴とする項１４７１に記載された発光素子。
項１４７３．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．１ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１又は１４７２に記載されたいずれかの発光素子。
項１４７４．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．５ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１４７３に記載された発光素子。
項１４７５．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．３μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１４７３又は１４７４に記載されたいずれかの発光素子。
項１４７６．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも３．５μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１４７３、１４７４又は１４７５に記載されたいずれかの発光素子。
項１４７７．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも１０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１４７３、１４７４、１４７５又は１４７６に記載されたいずれかの発光素子。
項１４７８．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも５０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１４７３、１４７４、１４７５、１４７６又は１４７７に記載されたいずれかの発光素子。
項１４７９．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含有するものであることを特徴とする項１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１、１４７２、１４７３、１４７４、１４７５、１４７６、１４７７又は１４７８に記載されたいずれかの発光素子。
項１４８０．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を有することを特徴とする項１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１、１４７２、１４７３、１４７４、１４７５、１４７６、１４７７、１４７８又は１４７９に記載されたいずれかの発光素子。
項１４８１．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１４７９又は１４８０に記載されたいずれかの発光素子。
項１４８２．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜がＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（０＜ｙ≦１）で表わされる組成を有することを特徴とする項１４７９、１４８０又は１４８１に記載されたいずれかの発光素子。
項１４８３．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が窒化ガリウムを５０モル％以上含むを特徴とする項１４７９、１４８０、１４８１又は１４８２に記載されたいずれかの発光素子。
項１４８４．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であることを特徴とする項１４７９、１４８０、１４８１、１４８２又は１４８３に記載されたいずれかの発光素子。
項１４８５．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項１４８４に記載された発光素子。
項１４８６．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された最上層の薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１４７９、１４８０、１４８１、１４８２、１４８３、１４８４又は１４８５に記載されたいずれかの発光素子。
項１４８７．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された最上層の薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする単結晶であることを特徴とする項１４８６に記載された発光素子。
項１４８８．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものからなることを有することを特徴とする項１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１、１４７２、１４７３、１４７４、１４７５、１４７６、１４７７、１４７８、１４７９、１４８０、１４８１、１４８２、１４８３、１４８４、１４８５、１４８６又は１４８７に記載されたいずれかの発光素子。
項１４８９．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が単一層あるいは少なくとも２以上の層からなり、該薄膜の少なくとも１以上の層が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものからなることを特徴とする項１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１、１４７２、１４７３、１４７４、１４７５、１４７６、１４７７、１４７８、１４７９、１４８０、１４８１、１４８２、１４８３、１４８４、１４８５、１４８６、１４８７又は１４８８に記載されたいずれかの発光素子。
項１４９０．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下であることを特徴とする項１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１、１４７２、１４７３、１４７４、１４７５、１４７６、１４７７、１４７８、１４７９、１４８０、１４８１、１４８２、１４８３、１４８４、１４８５、１４８６、１４８７、１４８８又は１４８９に記載されたいずれかの発光素子。
項１４９１．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることを特徴とする項１４９０に記載された発光素子。
項１４９２．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下であることを特徴とする項１４９０又は１４９１に記載されたいずれかの発光素子。
項１４９３．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であることを特徴とする項１４９０、１４９１又は１４９２に記載されたいずれかの発光素子。
項１４９４．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であることを特徴とする項１４９０、１４９１、１４９２又は１４９３に記載されたいずれかの発光素子。
項１４９５．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下であることを特徴とする項１４９０、１４９１、１４９２、１４９３又は１４９４に記載されたいずれかの発光素子。
項１４９６．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下であることを特徴とする項１４９０、１４９１、１４９２、１４９３、１４９４又は１４９５に記載されたいずれかの発光素子。
項１４９７．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１４４６、１４４７、１４４８、１４４９、１４５０、１４５１、１４５２、１４５３、１４５４、１４５５、１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１、１４７２、１４７３、１４７４、１４７５、１４７６、１４７７、１４７８、１４７９、１４８０、１４８１、１４８２、１４８３、１４８４、１４８５、１４８６、１４８７、１４８８、１４８９、１４９０、１４９１、１４９２、１４９３、１４９４、１４９５又は１４９６に記載されたいずれかの発光素子。
項１４９８．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１４４６、１４４７、１４４８、１４４９、１４５０、１４５１、１４５２、１４５３、１４５４、１４５５、１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１、１４７２、１４７３、１４７４、１４７５、１４７６、１４７７、１４７８、１４７９、１４８０、１４８１、１４８２、１４８３、１４８４、１４８５、１４８６、１４８７、１４８８、１４８９、１４９０、１４９１、１４９２、１４９３、１４９４、１４９５又は１４９６に記載されたいずれかの発光素子。
項１４９９．表面粗さの大きい六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１４９８に記載された発光素子。
項１５００．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１４４６、１４４７、１４４８、１４４９、１４５０、１４５１、１４５２、１４５３、１４５４、１４５５、１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１、１４７２、１４７３、１４７４、１４７５、１４７６、１４７７、１４７８、１４７９、１４８０、１４８１、１４８２、１４８３、１４８４、１４８５、１４８６、１４８７、１４８８、１４８９、１４９０、１４９１、１４９２、１４９３、１４９４、１４９５又は１４９６に記載されたいずれかの発光素子。
項１５０１．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１４９７、１４９８、１４９９又は１５００に記載されたいずれかの発光素子。
項１５０２．表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項１４４６、１４４７、１４４８、１４４９、１４５０、１４５１、１４５２、１４５３、１４５４、１４５５、１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１、１４７２、１４７３、１４７４、１４７５、１４７６、１４７７、１４７８、１４７９、１４８０、１４８１、１４８２、１４８３、１４８４、１４８５、１４８６、１４８７、１４８８、１４８９、１４９０、１４９１、１４９２、１４９３、１４９４、１４９５、１４９６、１４９７、１４９８、１４９９、１５００又は１５０１に記載されたいずれかの発光素子。
項１５０３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子。
項１５０４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１５０３に記載された発光素子。
項１５０５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項１５０３又は１５０４に記載されたいずれかの発光素子。
項１５０６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が１層からなることを特徴とする項１５０３、１５０４又は１５０５に記載されたいずれかの発光素子。
項１５０７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも無定形であることを特徴とする項１５０６に記載された発光素子。
項１５０８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶であることを特徴とする項１５０６に記載された発光素子。
項１５０９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が配向性多結晶であることを特徴とする項１５０６に記載された発光素子。
項１５１０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項１５０６に記載された発光素子。
項１５１１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなることを特徴とする項１５０３、１５０４又は１５０５に記載されたいずれかの発光素子。
項１５１２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、各層がそれぞれ無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１５１１に記載された発光素子。
項１５１３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１５１１又は１５１２記載されたいずれかの発光素子。
項１５１４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１５１１、１５１２又は１５１３に記載されたいずれかの発光素子。
項１５１５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が配向性多結晶であることを特徴とする項１５１１、１５１２、１５１３又は１５１４に記載されたいずれかの発光素子。
項１５１６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、少なくとも１層が単結晶であることを特徴とする項１５１１、１５１２、１５１３、１５１４又は１５１５に記載されたいずれかの発光素子。
項１５１７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層からなり、最上層の薄膜が単結晶であることを特徴とする項１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５又は１５１６に記載されたいずれかの発光素子。
項１５１８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６又は１５１７に記載されたいずれかの発光素子。
項１５１９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが２００μｍ以下であることを特徴とする項１５１８に記載された発光素子。
項１５２０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．１ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８又は１５１９に記載されたいずれかの発光素子。
項１５２１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．５ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１５２０に記載された発光素子。
項１５２２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．３μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１５２０又は１５２１に記載されたいずれかの発光素子。
項１５２３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも３．５μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１５２０、１５２１又は１５２２に記載されたいずれかの発光素子。
項１５２４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも１０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１５２０、１５２１、１５２２又は１５２３に記載されたいずれかの発光素子。
項１５２５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも５０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１５２０、１５２１、１５２２、１５２３又は１５２４に記載されたいずれかの発光素子。
項１５２６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含有するものであることを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４又は１５２５に記載されたいずれかの発光素子。
項１５２７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を有することを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５又は１５２６に記載されたいずれかの発光素子。
項１５２８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１５２６又は１５２７に記載されたいずれかの発光素子。
項１５２９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜がＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（０＜ｙ≦１）で表わされる組成を有することを特徴とする項１５２６、１５２７又は１５２８に記載されたいずれかの発光素子。
項１５３０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が窒化ガリウムを５０モル％以上含むを特徴とする項１５２６、１５２７、１５２８又は１５２９に記載されたいずれかの発光素子。
項１５３１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であることを特徴とする項１５２６、１５２７、１５２８、１５２９又は１５３０に記載されたいずれかの発光素子。
項１５３２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項１５３１に記載された発光素子。
項１５３３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜の最上層が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１又は１５３２に記載されたいずれかの発光素子。
項１５３４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜の最上層が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする単結晶であることを特徴とする項１５３３に記載された発光素子。
項１５３５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものからなることを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１、１５３２、１５３３又は１５３４に記載されたいずれかの発光素子。
項１５３６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が単一層あるいは少なくとも２以上の層からなり、該薄膜の少なくとも１以上の層が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものからなることを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１、１５３２、１５３３、１５３４又は１５３５に記載されたいずれかの発光素子。
項１５３７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下であることを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１、１５３２、１５３３、１５３４、１５３５又は１５３６に記載されたいずれかの発光素子。
項１５３８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることを特徴とする項１５３７に記載された発光素子。
項１５３９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下であることを特徴とする項１５３７又は１５３８に記載されたいずれかの発光素子。
項１５４０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であることを特徴とする項１５３７、１５３８又は１５３９に記載されたいずれかの発光素子。
項１５４１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であることを特徴とする項１５３７、１５３８、１５３９又は１５４０に記載されたいずれかの発光素子。
項１５４２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下であることを特徴とする項１５３７、１５３８、１５３９、１５４０又は１５４１に記載されたいずれかの発光素子。
項１５４３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下であることを特徴とする項１５３７、１５３８、１５３９、１５４０、１５４１又は１５４２に記載されたいずれかの発光素子。
項１５４４．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１、１５３２、１５３３、１５３４、１５３５、１５３６、１５３７、１５３８、１５３９、１５４０、１５４１、１５４２又は１５４３に記載されたいずれかの発光素子。
項１５４５．セラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１、１５３２、１５３３、１５３４、１５３５、１５３６、１５３７、１５３８、１５３９、１５４０、１５４１、１５４２又は１５４３に記載されたいずれかの発光素子。
項１５４６．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１５４５に記載された発光素子。
項１５４７．セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１、１５３２、１５３３、１５３４、１５３５、１５３６、１５３７、１５３８、１５３９、１５４０、１５４１、１５４２又は１５４３に記載されたいずれかの発光素子。
項１５４８．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１５４４、１５４５、１５４６又は１５４７に記載されたいずれかの発光素子。
項１５４９．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１、１５３２、１５３３、１５３４、１５３５、１５３６、１５３７、１５３８、１５３９、１５４０、１５４１、１５４２、１５４３、１５４４、１５４５、１５４６、１５４７又は１５４８に記載されたいずれかの発光素子。
項１５５０．セラミック材料を主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１、１５３２、１５３３、１５３４、１５３５、１５３６、１５３７、１５３８、１５３９、１５４０、１５４１、１５４２、１５４３、１５４４、１５４５、１５４６、１５４７、１５４８又は１５４９に記載されたいずれかの発光素子。
項１５５１．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有しかつ表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１、１５３２、１５３３、１５３４、１５３５、１５３６、１５３７、１５３８、１５３９、１５４０、１５４１、１５４２、１５４３、１５４４、１５４５、１５４６、１５４７、１５４８、１５４９又は１５５０に記載されたいずれかの発光素子。
項１５５２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子。
項１５５３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が１層からなることを特徴とする項１５５２に記載された発光素子。
項１５５４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも２以上の層からなることを特徴とする項１５５３に記載された発光素子。
項１５５５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも２以上の層からなり、少なくとも１層は単結晶であることを特徴とする項１５５４に記載された発光素子。
項１５５６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも２以上の層からなり、少なくとも１層は単結晶でありその他に無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する層からなることを特徴とする項１５５４又は１５５５に記載されたいずれかの発光素子。
項１５５７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１５５４、１５５５又は１５５６記載されたいずれかの発光素子。
項１５５８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１５５４、１５５５、１５５６又は１５５７に記載されたいずれかの発光素子。
項１５５９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも２以上の層からなり、該セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成された薄膜層が配向性多結晶であることを特徴とする項１５５４、１５５５、１５５６、１５５７又は１５５８に記載されたいずれかの発光素子。
項１５６０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも２以上の層からなり、すべての層が単結晶であることを特徴とする項１５５４、１５５５、１５５６又は１５５７に記載されたいずれかの発光素子。
項１５６１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも２以上の層からなり、最上層の薄膜が単結晶であることを特徴とする項１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９又は１５６０に記載されたいずれかの発光素子。
項１５６２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０又は１５６１に記載されたいずれかの発光素子。
項１５６３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜の厚みが２００μｍ以下であることを特徴とする項１５６２に記載された発光素子。
項１５６４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜が少なくとも０．１ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２又は１５６３に記載されたいずれかの発光素子。
項１５６５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜が少なくとも０．５ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１５６４に記載された発光素子。
項１５６６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜が少なくとも０．３μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１５６４又は１５６５に記載されたいずれかの発光素子。
項１５６７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜が少なくとも３．５μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１５６４、１５６５又は１５６６に記載されたいずれかの発光素子。
項１５６８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜が少なくとも１０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１５６４、１５６５、１５６６又は１５６７に記載されたいずれかの発光素子。
項１５６９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜が少なくとも５０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１５６４、１５６５、１５６６、１５６７又は１５６８に記載されたいずれかの発光素子。
項１５７０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含有するものであることを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８又は１５６９に記載されたいずれかの発光素子。
項１５７１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする単結晶薄膜を有することを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９又は１５７０に記載されたいずれかの発光素子。
項１５７２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜が窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１５７０又は１５７１に記載されたいずれかの発光素子。
項１５７３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜がＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（０＜ｙ≦１）で表わされる組成を有することを特徴とする項１５７０、１５７１又は１５７２に記載されたいずれかの発光素子。
項１５７４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜が窒化ガリウムを５０モル％以上含むを特徴とする項１５７０、１５７１、１５７２又は１５７３に記載されたいずれかの発光素子。
項１５７５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された最上層の単結晶薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３又は１５７４に記載されたいずれかの発光素子。
項１５７６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜が単結晶とその他に無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか１以上の結晶状態のものとが混在しているものであることを有することを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３、１５７４又は１５７５に記載されたいずれかの発光素子。
項１５７７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜が単一層あるいは少なくとも２以上の層からなり、該単結晶薄膜の少なくとも１以上の層が単結晶とその他に無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか１以上の結晶状態のものとが混在しているものからなることを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３、１５７４、１５７５又は１５７６に記載されたいずれかの発光素子。
項１５７８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下であることを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３、１５７４、１５７５、１５７６又は１５７７に記載されたいずれかの発光素子。
項１５７９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることを特徴とする項１５７８に記載された発光素子。
項１５８０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下であることを特徴とする項１５７８又は１５７９に記載されたいずれかの発光素子。
項１５８１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であることを特徴とする項１５７８、１５７９又は１５８０に記載されたいずれかの発光素子。
項１５８２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であることを特徴とする項１５７８、１５７９、１５８０又は１５８１に記載されたいずれかの発光素子。
項１５８３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下であることを特徴とする項１５７８、１５７９、１５８０、１５８１又は１５８２に記載されたいずれかの発光素子。
項１５８４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下であることを特徴とする項１５７８、１５７９、１５８０、１５８１、１５８２又は１５８３に記載されたいずれかの発光素子。
項１５８５．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３、１５７４、１５７５、１５７６、１５７７、１５７８、１５７９、１５８０、１５８１、１５８２、１５８３又は１５８４に記載されたいずれかの発光素子。
項１５８６．セラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３、１５７４、１５７５、１５７６、１５７７、１５７８、１５７９、１５８０、１５８１、１５８２、１５８３又は１５８４に記載されたいずれかの発光素子。
項１５８７．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１５８６に記載された発光素子。
項１５８８．セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３、１５７４、１５７５、１５７６、１５７７、１５７８、１５７９、１５８０、１５８１、１５８２、１５８３又は１５８４に記載されたいずれかの発光素子。
項１５８９．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１５８５、１５８６、１５８７又は１５８８に記載されたいずれかの発光素子。
項１５９０．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３、１５７４、１５７５、１５７６、１５７７、１５７８、１５７９、１５８０、１５８１、１５８２、１５８３、１５８４、１５８５、１５８６、１５８７、１５８８又は１５８９に記載されたいずれかの発光素子。
項１５９１．セラミック材料を主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３、１５７４、１５７５、１５７６、１５７７、１５７８、１５７９、１５８０、１５８１、１５８２、１５８３、１５８４、１５８５、１５８６、１５８７、１５８８、１５８９又は１５９０に記載されたいずれかの発光素子。
項１５９２．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有しかつ表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３、１５７４、１５７５、１５７６、１５７７、１５７８、１５７９、１５８０、１５８１、１５８２、１５８３、１５８４、１５８５、１５８６、１５８７、１５８８、１５８９、１５９０又は１５９１に記載されたいずれかの発光素子。
項１５９３．セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層が積層されている発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層のうちから選ばれた少なくともいずれかの層が単一層であることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１、１２２２、１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９、１２８０、１２８１、１２８２、１２８３、１２８４、１２８５、１２８６、１２８７、１２８８、１２８９、１２９０、１２９１、１２９２、１２９３、１２９４、１２９５、１２９６、１２９７、１２９８、１２９９、１３００、１３０１、１３０２、１３０３、１３０４、１３０５、１３０６、１３０７、１３０８、１３０９、１３１０、１３１１、１３１２、１３１３、１３１４、１３１５、１３１６、１３１７、１３１８、１３１９、１３２０、１３２１、１３２２、１３２３、１３２４、１３２５、１３２６、１３２７、１３２８、１３２９、１３３０、１３３１、１３３２、１３３３、１３３４、１３３５、１３３６、１３３７、１３３８、１３３９、１３４０、１３４１、１３４２、１３４３、１３４４、１３４５、１３４６、１３４７、１３４８、１３４９、１３５０、１３５１、１３５２、１３５３、１３５４、１３５５、１３５６、１３５７、１３５８、１３５９、１３６０、１３６１、１３６２、１３６３、１３６４、１３６５、１３６６、１３６７、１３６８、１３６９、１３７０、１３７１、１３７２、１３７３、１３７４、１３７５、１３７６、１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４、１３８５、１３８６、１３８７、１３８８、１３８９、１３９０、１３９１、１３９２、１３９３、１３９４、１３９５、１３９６、１３９７、１３９８、１３９９、１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７、１４１８、１４１９、１４２０、１４２１、１４２２、１４２３、１４２４、１４２５、１４２６、１４２７、１４２８、１４２９、１４３０、１４３１、１４３２、１４３３、１４３４、１４３５、１４３６、１４３７、１４３８、１４３９、１４４０、１４４１、１４４２、１４４３、１４４４、１４４５、１４４６、１４４７、１４４８、１４４９、１４５０、１４５１、１４５２、１４５３、１４５４、１４５５、１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１、１４７２、１４７３、１４７４、１４７５、１４７６、１４７７、１４７８、１４７９、１４８０、１４８１、１４８２、１４８３、１４８４、１４８５、１４８６、１４８７、１４８８、１４８９、１４９０、１４９１、１４９２、１４９３、１４９４、１４９５、１４９６、１４９７、１４９８、１４９９、１５００、１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１、１５３２、１５３３、１５３４、１５３５、１５３６、１５３７、１５３８、１５３９、１５４０、１５４１、１５４２、１５４３、１５４４、１５４５、１５４６、１５４７、１５４８、１５４９、１５５０、１５５１、１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３、１５７４、１５７５、１５７６、１５７７、１５７８、１５７９、１５８０、１５８１、１５８２、１５８３、１５８４、１５８５、１５８６、１５８７、１５８８、１５８９、１５９０、１５９１又は１５９２に記載されたいずれかの発光素子。
項１５９４．セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層が積層されている発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層のうちから選ばれた少なくともいずれかの層が少なくとも２以上の層からなることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１、１２２２、１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９、１２８０、１２８１、１２８２、１２８３、１２８４、１２８５、１２８６、１２８７、１２８８、１２８９、１２９０、１２９１、１２９２、１２９３、１２９４、１２９５、１２９６、１２９７、１２９８、１２９９、１３００、１３０１、１３０２、１３０３、１３０４、１３０５、１３０６、１３０７、１３０８、１３０９、１３１０、１３１１、１３１２、１３１３、１３１４、１３１５、１３１６、１３１７、１３１８、１３１９、１３２０、１３２１、１３２２、１３２３、１３２４、１３２５、１３２６、１３２７、１３２８、１３２９、１３３０、１３３１、１３３２、１３３３、１３３４、１３３５、１３３６、１３３７、１３３８、１３３９、１３４０、１３４１、１３４２、１３４３、１３４４、１３４５、１３４６、１３４７、１３４８、１３４９、１３５０、１３５１、１３５２、１３５３、１３５４、１３５５、１３５６、１３５７、１３５８、１３５９、１３６０、１３６１、１３６２、１３６３、１３６４、１３６５、１３６６、１３６７、１３６８、１３６９、１３７０、１３７１、１３７２、１３７３、１３７４、１３７５、１３７６、１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４、１３８５、１３８６、１３８７、１３８８、１３８９、１３９０、１３９１、１３９２、１３９３、１３９４、１３９５、１３９６、１３９７、１３９８、１３９９、１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７、１４１８、１４１９、１４２０、１４２１、１４２２、１４２３、１４２４、１４２５、１４２６、１４２７、１４２８、１４２９、１４３０、１４３１、１４３２、１４３３、１４３４、１４３５、１４３６、１４３７、１４３８、１４３９、１４４０、１４４１、１４４２、１４４３、１４４４、１４４５、１４４６、１４４７、１４４８、１４４９、１４５０、１４５１、１４５２、１４５３、１４５４、１４５５、１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１、１４７２、１４７３、１４７４、１４７５、１４７６、１４７７、１４７８、１４７９、１４８０、１４８１、１４８２、１４８３、１４８４、１４８５、１４８６、１４８７、１４８８、１４８９、１４９０、１４９１、１４９２、１４９３、１４９４、１４９５、１４９６、１４９７、１４９８、１４９９、１５００、１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１、１５３２、１５３３、１５３４、１５３５、１５３６、１５３７、１５３８、１５３９、１５４０、１５４１、１５４２、１５４３、１５４４、１５４５、１５４６、１５４７、１５４８、１５４９、１５５０、１５５１、１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３、１５７４、１５７５、１５７６、１５７７、１５７８、１５７９、１５８０、１５８１、１５８２、１５８３、１５８４、１５８５、１５８６、１５８７、１５８８、１５８９、１５９０、１５９１、１５９２又は１５９３に記載されたいずれかの発光素子。
項１５９５．Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層のうちから選ばれた少なくともいずれかの層が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするエピタキシャル成長した単結晶薄膜からなることを特徴とする項１５９３又は１５９４に記載されたいずれかの発光素子。
項１５９６．セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層が積層されている発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体とセラミック材料を主成分とする焼結体との間に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜によりバッファ層が形成されていることを特徴とする項１１８８、１１８９、１１９０、１１９１、１１９２、１１９３、１１９４、１１９５、１１９６、１１９７、１１９８、１１９９、１２００、１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５、１２０６、１２０７、１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１２、１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、１２２１、１２２２、１２２３、１２２４、１２２５、１２２６、１２２７、１２２８、１２２９、１２３０、１２３１、１２３２、１２３３、１２３４、１２３５、１２３６、１２３７、１２３８、１２３９、１２４０、１２４１、１２４２、１２４３、１２４４、１２４５、１２４６、１２４７、１２４８、１２４９、１２５０、１２５１、１２５２、１２５３、１２５４、１２５５、１２５６、１２５７、１２５８、１２５９、１２６０、１２６１、１２６２、１２６３、１２６４、１２６５、１２６６、１２６７、１２６８、１２６９、１２７０、１２７１、１２７２、１２７３、１２７４、１２７５、１２７６、１２７７、１２７８、１２７９、１２８０、１２８１、１２８２、１２８３、１２８４、１２８５、１２８６、１２８７、１２８８、１２８９、１２９０、１２９１、１２９２、１２９３、１２９４、１２９５、１２９６、１２９７、１２９８、１２９９、１３００、１３０１、１３０２、１３０３、１３０４、１３０５、１３０６、１３０７、１３０８、１３０９、１３１０、１３１１、１３１２、１３１３、１３１４、１３１５、１３１６、１３１７、１３１８、１３１９、１３２０、１３２１、１３２２、１３２３、１３２４、１３２５、１３２６、１３２７、１３２８、１３２９、１３３０、１３３１、１３３２、１３３３、１３３４、１３３５、１３３６、１３３７、１３３８、１３３９、１３４０、１３４１、１３４２、１３４３、１３４４、１３４５、１３４６、１３４７、１３４８、１３４９、１３５０、１３５１、１３５２、１３５３、１３５４、１３５５、１３５６、１３５７、１３５８、１３５９、１３６０、１３６１、１３６２、１３６３、１３６４、１３６５、１３６６、１３６７、１３６８、１３６９、１３７０、１３７１、１３７２、１３７３、１３７４、１３７５、１３７６、１３７７、１３７８、１３７９、１３８０、１３８１、１３８２、１３８３、１３８４、１３８５、１３８６、１３８７、１３８８、１３８９、１３９０、１３９１、１３９２、１３９３、１３９４、１３９５、１３９６、１３９７、１３９８、１３９９、１４００、１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６、１４０７、１４０８、１４０９、１４１０、１４１１、１４１２、１４１３、１４１４、１４１５、１４１６、１４１７、１４１８、１４１９、１４２０、１４２１、１４２２、１４２３、１４２４、１４２５、１４２６、１４２７、１４２８、１４２９、１４３０、１４３１、１４３２、１４３３、１４３４、１４３５、１４３６、１４３７、１４３８、１４３９、１４４０、１４４１、１４４２、１４４３、１４４４、１４４５、１４４６、１４４７、１４４８、１４４９、１４５０、１４５１、１４５２、１４５３、１４５４、１４５５、１４５６、１４５７、１４５８、１４５９、１４６０、１４６１、１４６２、１４６３、１４６４、１４６５、１４６６、１４６７、１４６８、１４６９、１４７０、１４７１、１４７２、１４７３、１４７４、１４７５、１４７６、１４７７、１４７８、１４７９、１４８０、１４８１、１４８２、１４８３、１４８４、１４８５、１４８６、１４８７、１４８８、１４８９、１４９０、１４９１、１４９２、１４９３、１４９４、１４９５、１４９６、１４９７、１４９８、１４９９、１５００、１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、１５０８、１５０９、１５１０、１５１１、１５１２、１５１３、１５１４、１５１５、１５１６、１５１７、１５１８、１５１９、１５２０、１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６、１５２７、１５２８、１５２９、１５３０、１５３１、１５３２、１５３３、１５３４、１５３５、１５３６、１５３７、１５３８、１５３９、１５４０、１５４１、１５４２、１５４３、１５４４、１５４５、１５４６、１５４７、１５４８、１５４９、１５５０、１５５１、１５５２、１５５３、１５５４、１５５５、１５５６、１５５７、１５５８、１５５９、１５６０、１５６１、１５６２、１５６３、１５６４、１５６５、１５６６、１５６７、１５６８、１５６９、１５７０、１５７１、１５７２、１５７３、１５７４、１５７５、１５７６、１５７７、１５７８、１５７９、１５８０、１５８１、１５８２、１５８３、１５８４、１５８５、１５８６、１５８７、１５８８、１５８９、１５９０、１５９１、１５９２、１５９３、１５９４又は１５９５に記載されたいずれかの発光素子。
項１５９７．バッファ層が単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜からなることを特徴とする項１５９６に記載された発光素子。
項１５９８．バッファ層が配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜からなることを特徴とする項１５９６又は１５９７に記載されたいずれかの発光素子。
項１５９９．バッファ層が無定形薄膜からなることを特徴とする項１５９６、１５９７又は１５９８に記載されたいずれかの発光素子。
項１６００．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜からなることを特徴とするフィールドエミッション材料。
項１６０１．窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型に半導体化された単結晶薄膜からなることを特徴とする項１６００に記載されたフィールドエミッション材料。
項１６０２．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜がさらに珪素を含むものであることを特徴とする項１６００又は１６０１に記載されたいずれかのフィールドエミッション材料。
元来本発明はセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成し得ることを見出すことによりなされたものである。またこのようなセラミック材料を主成分とする焼結体には窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶以外の例えば無定形、多結晶、配向異性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が形成し得る。本発明においては単結晶以外の各種結晶状態の薄膜を形成するための基板も提供し得る。以下それらについて説明する。
項１６０３．窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板がセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板。
項１６０４．セラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１６０３に記載された薄膜形成用基板。
項１６０５．セラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶であることを特徴とする項１６０３又は１６０４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６０６．セラミック材料を主成分とする焼結体からなる薄膜形成用基板に形成される窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜のすべてが単結晶であることを特徴とする項１６０３、１６０４又は１６０５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６０７．セラミック材料を主成分とする焼結体が基板状であることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５又は１６０６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６０８．セラミック材料が金属元素及び半金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素と非金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素との組成物、あるいは金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素と半金属元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素との組成物、あるいは半金属元素のうちから選ばれた少なくともいずれか２種以上の元素との組成物であることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６又は１６０７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６０９．半金属元素が硼素、炭素、珪素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、ビスマス、セレン、テルル、ポロニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１６０８に記載された薄膜形成用基板。
項１６１０．半金属元素が炭素、珪素のうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１６０６に記載された薄膜形成用基板。
項１６１１．非金属元素が窒素、りん、酸素、硫黄、フッ素、塩素、臭素、沃素、アスタチンのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１６０８、１６０９又は１６１０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６１２．非金属元素が窒素、酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１６１１に記載された薄膜形成用基板。
項１６１３．セラミック材料が窒化物、炭化物、酸化物、硼化物、及び珪化物のうちから選ばれた少なくともいずれかであることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１又は１６１２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６１４．セラミック材料が窒化物、炭化物、及び酸化物のうちから選ばれた少なくともいずれかであることを特徴とする項１６１３に記載された薄膜形成用基板。
項１６１５．セラミック材料が窒化アルミニウム、六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、及び結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３又は１６１４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６１６．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、及び窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする項１６１５に記載された薄膜形成用基板。
項１６１７．セラミック材料が窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、及び酸化イットリウムのうちから選ばれた少なくともいずれかであることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５又は１６１６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６１８．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６又は１６１７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６１９．セラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６又は１６１７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６２０．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、及び窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１６１９に記載された薄膜形成用基板。
項１６２１．セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、及び結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６又は１６１７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６２２．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、及び結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０又は１６２１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６２３．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有することを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１又は１６２２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６２４．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１％以上のものであることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１、１６２２又は１６２３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６２５．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率５％以上のものであることを特徴とする項１６２４に記載された薄膜形成用基板。
項１６２６．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１０％以上のものであることを特徴とする項１６２４又は１６２５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６２７．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率２０％以上のものであることを特徴とする項１６２４、１６２５又は１６２６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６２８．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率３０％以上のものであることを特徴とする項１６２４、１６２５、１６２６又は１６２７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６２９．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率４０％以上のものであることを特徴とする項１６２４、１６２５、１６２６、１６２７又は１６２８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６３０．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率５０％以上のものであることを特徴とする項１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８又は１６２９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６３１．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率６０％以上のものであることを特徴とする項１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９又は１６３０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６３２．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率８０％以上のものであることを特徴とする項１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０又は１６３１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６３３．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率８５％以上のものであることを特徴とする項１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０、１６３１又は１６３２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６３４．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率１％未満のものであることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１、１６２２又は１６２３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６３５．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過率０％のものであることを特徴とする項１６３４に記載された薄膜形成用基板。
項１６３６．光透過性あるいは光透過率が少なくとも波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の光に対してのものであることを特徴とする項１６２３、１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０、１６３１、１６３２、１６３３、１６３４又は１６３５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６３７．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍ以下であることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１、１６２２、１６２３、１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０、１６３１、１６３２、１６３３、１６３４、１６３５又は１６３６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６３８．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍ以下であることを特徴とする項１６３７に記載された薄膜形成用基板。
項１６３９．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下であることを特徴とする項１６３７又は１６３８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６４０．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０ｎｍ以下であることを特徴とする項１６３７、１６３８又は１６３９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６４１．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０ｎｍ以下であることを特徴とする項１６３７、１６３８、１６３９又は１６４０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６４２．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ５ｎｍ以下であることを特徴とする項１６３７、１６３８、１６３９、１６４０又は１６４１に載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６４３．セラミック材料を主成分とする焼結体が表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１、１６２２、１６２３、１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０、１６３１、１６３２、１６３３、１６３４、１６３５、１６３６、１６３７、１６３８又は１６３９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６４４．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ７０ｎｍ以上であることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１、１６２２、１６２３、１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０、１６３１、１６３２、１６３３、１６３４、１６３５、１６３６、１６３７、１６３８、１６３９又は１６４３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６４５．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ１０００ｎｍより大きいことを特徴とする項１６４４に記載された薄膜形成用基板。
項１６４６．セラミック材料を主成分とする焼結体の平均表面粗さがＲａ２０００ｎｍより大きいことを特徴とする項１６４４又は１６４５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６４７．セラミック材料を主成分とする焼結体の表面が焼き放し（ａｓ−ｆｉｒｅ）、ラップ研磨、ブラスト研磨、鏡面研磨、化学腐食及びプラズマガスによる腐食のうちから選ばれた少なくともいずれかの状態であることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１、１６２２、１６２３、１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０、１６３１、１６３２、１６３３、１６３４、１６３５、１６３６、１６３７、１６３８、１６３９、１６４０、１６４１、１６４２、１６４３、１６４４、１６４５又は１６４６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６４８．セラミック材料を主成分とする焼結体の表面が鏡面研磨された状態であることを特徴とする項１６４７に記載された薄膜形成用基板。
項１６４９．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有しかつ表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１、１６２２、１６２３、１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０、１６３１、１６３２、１６３３、１６３４、１６３５、１６３６、１６３７、１６３８、１６３９、１６４３、１６４４、１６４５又は１６４６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６５０．セラミック材料を主成分とする焼結体が導電性を有することを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１、１６２２、１６２３、１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０、１６３１、１６３２、１６３３、１６３４、１６３５、１６３６、１６３７、１６３８、１６３９、１６４０、１６４１、１６４２、１６４３、１６４４、１６４５、１６４６、１６４７、１６４８又は１６４９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６５１．セラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０４Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１、１６２２、１６２３、１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０、１６３１、１６３２、１６３３、１６３４、１６３５、１６３６、１６３７、１６３８、１６３９、１６４０、１６４１、１６４２、１６４３、１６４４、１６４５、１６４６、１６４７、１６４８、１６４９又は１６５０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６５２．セラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０２Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１６５１に記載された薄膜形成用基板。
項１６５３．セラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０１Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１６５１又は１６５２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６５４．セラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１００Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１６５１、１６５２又は１６５３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６５５．セラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０−１Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１６５１、１６５２、１６５３又は１６５４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６５６．セラミック材料を主成分とする焼結体が室温において１×１０−２Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする項１６５１、１６５２、１６５３、１６５４又は１６５５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６５７．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性を有しかつ導電性を有することを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１、１６２２、１６２３、１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０、１６３１、１６３２、１６３３、１６３４、１６３５、１６３６、１６３７、１６３８、１６３９、１６４０、１６４１、１６４２、１６４３、１６４４、１６４５、１６４６、１６４７、１６４８、１６４９、１６５０、１６５１、１６５２、１６５３、１６５４、１６５５又は１６５６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６５８．セラミック材料を主成分とする焼結体が光透過性及び導電性を有しさらに表面粗さの大きいものであることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１、１６２２、１６２３、１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０、１６３１、１６３２、１６３３、１６３４、１６３５、１６３６、１６３７、１６３８、１６３９、１６４３、１６４４、１６４５、１６４６、１６４７、１６４８、１６４９、１６５０、１６５１、１６５２、１６５３、１６５４、１６５５、１６５６又は１６５７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６５９．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成したものであることを特徴とする項１６０３、１６０４、１６０５、１６０６、１６０７、１６０８、１６０９、１６１０、１６１１、１６１２、１６１３、１６１４、１６１５、１６１６、１６１７、１６１８、１６１９、１６２０、１６２１、１６２２、１６２３、１６２４、１６２５、１６２６、１６２７、１６２８、１６２９、１６３０、１６３１、１６３２、１６３３、１６３４、１６３５、１６３６、１６３７、１６３８、１６３９、１６４０、１６４１、１６４２、１６４３、１６４４、１６４５、１６４６、１６４７、１６４８、１６４９、１６５０、１６５１、１６５２、１６５３、１６５４、１６５５、１６５６、１６５７又は１６５８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６６０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１６５９に記載された薄膜形成用基板。
項１６６１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の少なくとも一部が単結晶からなることを特徴とする項１６５９又は１６６０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６６２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶だけからなることを特徴とする項１６５９、１６６０又は１６６１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６６３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単一層であることを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１又は１６６２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６６４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも２以上の層から構成されていることを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１又は１６６２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６６５．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜の各層がそれぞれ単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形の中から選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１６６４に記載された薄膜形成用基板。
項１６６６．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有することを特徴とする項１６６４又は１６６５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６６７．セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が無定形であることを特徴とする項１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６５又は１６６６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６６８．セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が多結晶であることを特徴とする項１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６５又は１６６６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６６９．セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が配向性多結晶であることを特徴とする項１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６５又は１６６６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６７０．セラミック材料を主成分とする焼結体に直接形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６５又は１６６６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６７１．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９又は１６７０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６７２．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶、配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１６７１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６７３．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶、多結晶、無定形のうちから選ばれる少なくともいずれかの結晶状態を有する薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１６７２に記載された薄膜形成用基板。
項１６７４．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする無定形薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１６７２又は１６７３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６７５．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする多結晶薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１６７２又は１６７３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６７６．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜が少なくとも１層以上形成され、さらにその上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする項１６７２又は１６７３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６７７．少なくとも２以上の層から構成されている薄膜においてすべての層が単結晶だけから構成されていることを特徴とする項１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５又は１６７６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６７８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の最上層は単結晶薄膜であることを特徴とする項１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６又は１６７７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６７９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のＣ軸がセラミック材料を主成分とする焼結体面に対して垂直な方向に形成されていることを特徴とする項１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７又は１６７８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６８０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のＣ軸がセラミック材料を主成分とする焼結体面に対して水平な方向に形成されていることを特徴とする項１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７又は１６７８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６８１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜のＣ軸がセラミック材料を主成分とする焼結体面に対して垂直な方向に形成されていることを特徴とする項１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７又は１６７８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６８２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする配向性多結晶薄膜のＣ軸がセラミック材料を主成分とする焼結体面に対して水平な方向に形成されていることを特徴とする項１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７又は１６７８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６８３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が導電性を有することを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７、１６７８、１６７９、１６８０、１６８１又は１６８２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６８４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率が１×１０４Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７、１６７８、１６７９、１６８０、１６８１、１６８２又は１６８３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６８５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率が１×１０２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１６８３又は１６８４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６８６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率が１×１０１Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１６８３、１６８４又は１６８５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６８７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の室温における抵抗率が１×１００Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする項１６８３、１６８４、１６８５又は１６８６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６８８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含有するものであることを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７、１６７８、１６７９、１６８０、１６８１、１６８２、１６８３、１６８４、１６８５、１６８６又は１６８７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６８９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜を有することを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７、１６７８、１６７９、１６８０、１６８１、１６８２、１６８３、１６８４、１６８５、１６８６、１６８７又は１６８８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６９０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１６８８又は１６８９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６９１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜がＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（０＜ｙ≦１）で表わされる組成を有することを特徴とする項１６８８、１６８９又は１６９０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６９２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が窒化ガリウムを５０モル％以上含むを特徴とする項１６８８、１６８９、１６９０又は１６９１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６９３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態であることを特徴とする項１６８８、１６８９、１６９０、１６９１又は１６９２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６９４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする薄膜が単結晶であることを特徴とする項１６９３に記載された薄膜形成用基板。
項１６９５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜の最上層が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とするものであることを特徴とする項１６８８、１６８９、１６９０、１６９１、１６９２、１６９３又は１６９４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６９６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜の最上層が少なくとも窒化ガリウムを含むかあるいは窒化ガリウムを主成分とする単結晶であることを特徴とする項１６９５に記載された薄膜形成用基板。
項１６９７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１．０）の化学式であらわされる組成物を主成分とするものであることを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７、１６７８、１６７９、１６８０、１６８１、１６８２、１６８３、１６８４、１６８５、１６８６、１６８７、１６８８、１６８９、１６９０、１６９１、１６９２、１６９３、１６９４、１６９５又は１６９６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６９８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが３００μｍ未満であることを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７、１６７８、１６７９、１６８０、１６８１、１６８２、１６８３、１６８４、１６８５、１６８６、１６８７、１６８８、１６８９、１６９０、１６９１、１６９２、１６９３、１６９４、１６９５、１６９６又は１６９７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１６９９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が少なくとも単結晶薄膜層を有し該単結晶薄膜層の厚みが２００μｍ以下であることを特徴とする項１６９８に記載された薄膜形成用基板。
項１７００．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．１ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７、１６７８、１６７９、１６８０、１６８１、１６８２、１６８３、１６８４、１６８５、１６８６、１６８７、１６８８、１６８９、１６９０、１６９１、１６９２、１６９３、１６９４、１６９５、１６９６、１６９７、１６９８又は１６９９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７０１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．５ｎｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１７００に記載された薄膜形成用基板。
項１７０２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも０．３μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１７００又は１７０１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７０３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも３．５μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１７００、１７０１又は１７０２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７０４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも１０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１７００、１７０１、１７０２又は１７０３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７０５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が少なくとも５０μｍ以上の厚みを有することを特徴とする項１７００、１７０１、１７０２、１７０３又は１７０４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７０６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の厚みが１０００μｍ以下であることを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７、１６７８、１６７９、１６８０、１６８１、１６８２、１６８３、１６８４、１６８５、１６８６、１６８７、１６８８、１６８９、１６９０、１６９１、１６９２、１６９３、１６９４、１６９５、１６９６、１６９７、１６９８、１６９９、項１７００、１７０１、１７０２、１７０３、１７０４又は１７０５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７０７．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜の厚みが５００μｍ以下であることを特徴とする項１７０６に記載された薄膜形成用基板。
項１７０８．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものからなることを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７、１６７８、１６７９、１６８０、１６８１、１６８２、１６８３、１６８４、１６８５、１６８６、１６８７、１６８８、１６８９、１６９０、１６９１、１６９２、１６９３、１６９４、１６９５、１６９６、１６９７、１６９８、１６９９、１７００、１７０１、１７０２、１７０３、１７０４、１７０５、１７０６又は１７０７に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７０９．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された薄膜が単一層あるいは少なくとも２以上の層からなり、該薄膜の少なくとも１以上の層が単結晶、無定形、多結晶、配向性多結晶のうちから選ばれた少なくともいずれか２以上の結晶状態が同時に混在しているものからなることを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７、１６７８、１６７９、１６８０、１６８１、１６８２、１６８３、１６８４、１６８５、１６８６、１６８７、１６８８、１６８９、１６９０、１６９１、１６９２、１６９３、１６９４、１６９５、１６９６、１６９７、１６９８、１６９９、１７００、１７０１、１７０２、１７０３、１７０４、１７０５、１７０６、１７０７又は１７０８に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７１０．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３６００秒以下であることを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７、１６７８、１６７９、１６８０、１６８１、１６８２、１６８３、１６８４、１６８５、１６８６、１６８７、１６８８、１６８９、１６９０、１６９１、１６９２、１６９３、１６９４、１６９５、１６９６、１６９７、１６９８、１６９９、１７００、１７０１、１７０２、１７０３、１７０４、１７０５、１７０６、１７０７、１７０８又は１７０９に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７１１．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が３００秒以下であることを特徴とする項１７１０に記載された薄膜形成用基板。
項１７１２．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２４０秒以下であることを特徴とする項１７１０又は１７１１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７１３．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が２００秒以下であることを特徴とする項１７１０、１７１１又は１７１２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７１４．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１５０秒以下であることを特徴とする項１７１０、１７１１、１７１２又は１７１３に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７１５．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１３０秒以下であることを特徴とする項１７１０、１７１１、１７１２、１７１３又は１７１４に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７１６．セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜のミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下であることを特徴とする項１７１０、１７１１、１７１２、１７１３、１７１４又は１７１５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７１７．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成したものであることを特徴とする項１６５９、１６６０、１６６１、１６６２、１６６３、１６６４、１６６５、１６６６、１６６７、１６６８、１６６９、１６７０、１６７１、１６７２、１６７３、１６７４、１６７５、１６７６、１６７７、１６７８、１６７９、１６８０、１６８１、１６８２、１６８３、１６８４、１６８５、１６８６、１６８７、１６８８、１６８９、１６９０、１６９１、１６９２、１６９３、１６９４、１６９５、１６９６、１６９７、１６９８、１６９９、１７００、１７０１、１７０２、１７０３、１７０４、１７０５、１７０６、１７０７、１７０８、１７０９、１７１０、１７１１、１７１２、１７１３、１７１４又は１７１５に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
また、上記項１〜項７０で示された本発明による薄膜形成用基板に用いられるセラミック材料を主成分とする焼結体及び光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体ついてより詳細に説明する。
項１７１８．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８又は７０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７１９．セラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９又は７０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７２０．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１７１９に記載された薄膜形成用基板。
項１７２１．セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８又は７０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７２２．セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１７１８、１７１９、１７２０又は１７２１に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７２３．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする項２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８又は７０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７２４．セラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする項２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９又は７０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７２５．六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１７２４に記載された薄膜形成用基板。
項１７２６．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８又は７０に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
項１７２７．光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化イットリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする項１７２３、１７２４、１７２５又は１７２６に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
また本発明は、上記項１〜項４０９、及び項１６０３〜項１７１７に記載された本発明による薄膜形成用基板として、「窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板」、を提供し得る。また上記セラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜として無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものを提供し得る。
また上記本発明による薄膜形成用基板は、「窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板」、を含む。また上記光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜として無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものを提供し得る。
また上記本発明による薄膜形成用基板は、「窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板は表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板」、を含む。
また上記本発明による薄膜形成用基板は、「窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板」、を含む。また上記表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜として無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものを提供し得る。
また上記本発明による薄膜形成用基板は、「窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板は光透過性を有しかつ表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板」、を含む。
また上記本発明による薄膜形成用基板は、「窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板は窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された光透過性を有しかつ表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板」、を含む。また上記光透過性を有しかつ表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成された窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜として無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものを提供し得る。
また上記本発明による薄膜形成用基板に用いるセラミック材料を主成分とする焼結体、光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体及び表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体として、「窒化アルミニウム、六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体」、を含む。
上記六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体としては少なくとも酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体が用い得る。
希土類酸化物を主成分とする焼結体としては少なくとも酸化イットリウムを主成分とする焼結体が用い得る。
さらに本発明は、「セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されている薄膜基板」、を提供し得る。また上記セラミック材料を主成分とする焼結体に形成されている窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜として無定形、多結晶、配向性多結晶、単結晶のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶状態を有するものを提供し得る。
は、本発明による薄膜形成用基板及びその上に形成された単結晶薄膜の結晶方位を示す図である。 は、本発明による薄膜形成用基板上に形成された単結晶薄膜によるＸ線回折を示す図である。 は、本発明による導通ビアを有する薄膜形成用基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による薄膜形成用基板及びその上に形成された単結晶薄膜の結晶方位を示す図である。 は、本発明による薄膜形成用基板及び薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による導通ビア有する薄膜形成用基板及び薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による導通ビア有する薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による窒化アルミニウム焼結体の光透過率を示す図である。 は、本発明による薄膜導電性材料が形成された薄膜形成用基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による薄膜導電性材料が形成された薄膜形成用基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による薄膜導電性材料が形成された導通ビアを有する薄膜形成用基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明によるパターン形状の薄膜導電性材料が形成された薄膜形成用基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による薄膜導電性材料の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による薄膜導電性材料及び窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜がそれぞれ異なる面に形成された薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による薄膜導電性材料の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されさらに異なる面に薄膜導電性材料が形成された薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜の上に薄膜導電性材料が形成された薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明によるあらかじめ薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されその上にさらに薄膜導電性材料が形成された薄膜基板の1例を示す斜視図である。 は、本発明によるあらかじめ薄膜導電性材料が形成された導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されさらに薄膜の表面に薄膜導電性材料が形成された薄膜基板の1例を示す斜視図である。 は、本発明によるあらかじめ薄膜導電性材料が形成された窒化アルミニウムを主成分とする焼結体にさらに窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されさらに薄膜の表面に薄膜導電性材料が形成された薄膜基板の1例を示す斜視図である。 は、本発明による窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により二次元光導波路が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による二次元光導波路の上にクラッド層が形成され薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による二次元光導波路が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による三次元光導波路が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による三次元光導波路が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明によるリッジ型の三次元光導波路が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による二次元光導波路に誘電体材料を形成することで二次元光導波路中に三次元光導波路を形成した薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による二次元光導波路に金属材料を直接形成することで二次元光導波路中に三次元光導波路を形成した薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による二次元光導波路にバッファ層を介して電極を形成し該電極間に電位を印加することで三次元光導波路を形成した薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜に埋め込み型の三次元光導波路が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による埋め込み型の三次元光導波路が形成されさらに電極が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による埋め込み型の三次元光導波路が形成されさらに電極が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による埋め込み型の三次元光導波路が形成されさらに電極が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による三次元光導波路が形成されさらに電気回路が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による埋め込み型の三次元光導波路が形成されさらに電気回路が形成されている薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による薄膜形成用基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による薄膜導電性材料の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、本発明による薄膜導電性材料の上に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成された導通ビアを有する薄膜基板の１例を示す斜視図である。 は、発光素子の構成の１例を示す断面図である。 は、従来からの基板を用いた発光素子の１例を示す断面図である。 は、従来からの基板を用いた発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す斜視図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す斜視図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の発光の様子を推測した１例を示す断面図である。 は、本発明による発光素子の発光の様子を推測した１例を示す斜視図である。 は、本発明による発光素子の１例を示す斜視図である。 は、ＡｌＮ薄膜の結晶状態が無定形である場合のＸ線回折図形の１例を示す図である。 は、ＡｌＮ薄膜の結晶状態が多結晶である場合のＸ線回折図形の１例を示す図である。 は、ＡｌＮ薄膜の結晶状態が基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された配向性多結晶である場合のＸ線回折図形の１例を示す図である。 は、ＡｌＮ薄膜の結晶状態が基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶である場合のＸ線回折図形の１例を示す図である。 は、基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成されたＡｌＮ単結晶薄膜のωスキャンによって計測されたミラー指数（００２）の格子面のＸ線回折線ロッキングカーブの１例を示す図形である。 は、ＧａＮ薄膜の結晶状態が基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶である場合のＸ線回折図形の１例を示す図である。 は、ＩｎＮ薄膜の結晶状態が基板面に対してＣ軸が垂直な方向に形成された単結晶である場合のＸ線回折図形の１例を示す図である。 は、本発明による薄膜導電性材料の１例を示す正面図である。 は、本発明による薄膜導電性材料の１例を示す正面図である。 は、比較的不規則な凹凸表面を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面状態の１例を示す模式図である。 は、規則的な凹凸表面を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面状態の１例を示す斜視図である。 は、規則的な凹凸表面を有するセラミック材料を主成分とする焼結体の表面状態の１例を示す斜視図である。
符号の説明
１：窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板
２：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜
３：導通ビア
４：窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板
５：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜
６：薄膜基板
７：導通ビアを有する薄膜基板
８：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜
９：導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体、及び炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウムなどの六方晶結晶系及び酸化アルミニウムなどの三方晶結晶系あるいは六方晶系として分類できる結晶構造を有する各種セラミック材料を主成分とする焼結体、及びその他各種セラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板
１０：導通ビアを有する窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板
１１：薄膜導電性材料
１２：回路パターン形状の薄膜導電性材料
１３：窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板
１４：窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなる基板
１５：薄膜導電性材料が形成された薄膜基板
１６：薄膜導電性材料が形成された導通ビアを有する薄膜基板
１７：薄膜導電性材料が形成された導通ビアを有する薄膜基板
１８：薄膜導電性材料が形成された薄膜基板
１９：薄膜導電性材料が形成された薄膜基板
２０：薄膜導電性材料が形成された導通ビアを有する薄膜基板
２１：薄膜導電性材料が形成された薄膜基板
２４：薄膜導電性材料に形成された空間
３０：発光素子作製用基板
３１：バッファ層
３２：発光素子
３２−１：薄膜
３２−２：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜
３３：従来からの発光素子作製用基板
３４：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３４−１：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３４−１−１：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３４−１−２：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３４−２：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３４−２−１：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３４−２−２：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３５：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＰ型半導体特性又はＮ型半導体特性を有する薄膜層
３５−１：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３５−１−１：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３５−１−２：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３５−２：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３５−２−１：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３５−２−２：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とするＮ型半導体特性又はＰ型半導体特性を有する薄膜層
３６：発光層
３７：従来からの基板を用いた発光素子
３８：電極
３８−１：電力供給用端子
３９：本発明による発光素子
４０：誘電体材料
５０：二次元光導波路
６０：三次元光導波路
６１：リッジ型三次元光導波路
６２：三次元光導波路
６３：三次元光導波路
６４：三次元光導波路
６５：埋め込み型三次元光導波路
６５’：光導波路の光導入部
６６：光導波路への導入光
６６’：光導波路からの放出光
７０：クラッド層
７１：クラッド層
８０：窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜
９０：電極
９１：電極
１００：金属材料
１１０：バッファ層
１２０：電極
１３０：導電性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなる基板
１４０：発光層から発せられた光
１４１：基板を透過して発光素子外部へ放出された光
１４２：薄膜層から発光素子外部へ放出された光
１４３：発光層から発光素子外部へ放出された光
１５０：基板と薄膜層との界面
１６０：基板と外部空間との界面
１７０：溝部
１７１：溝部

Claims (42)

  1. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成するための基板であって、該基板がセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板。
  2. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板であって、該基板が光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板。
  3. セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする特許請求項１又は２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
  4. セラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする特許請求項１又は２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
  5. 六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする特許請求項４に記載された薄膜形成用基板。
  6. セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする特許請求項１又は２に記載されたいずれかの薄膜形成用基板。
  7. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法であって、該基板が原料として酸化アルミニウムの還元法によるもの及び金属アルミニウムの直接窒化法によるもののなかから選ばれたいずれかをそれぞれ単独で用いるかあるいは酸化アルミニウムの還元法によるもの及び金属アルミニウムの直接窒化法によるものを混合して用いるか少なくともいずれかの原料を用いて製造される窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板の製造方法。
  8. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成するための基板の製造方法であって、該基板が窒化アルミニウムを主成分とする粉末成形体又は焼結体を非酸化性雰囲気中１５００℃以上の温度で１０分間以上焼成することで得られる窒化アルミニウムを主成分とする焼結体からなることを特徴とする薄膜形成用基板の製造方法。
  9. 希土類元素及びアルカリ土類金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分の含有量が元素換算で合計０．５重量％以下、酸素含有量が元素換算で０．９重量％以下、結晶相としてＡｌＮを９５％以上、窒化アルミニウム粒子の大きさが５μｍ以上、かつ光透過性を有することを特徴とする窒化アルミニウムを主成分とする焼結体。
  10. 少なくともアルミニウム成分を含みかつ光透過性を有する酸化亜鉛を主成分とする焼結体。
  11. 光透過性を有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
  12. 導電性を有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
  13. アルカリ土類金属及び希土類元素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
  14. 亜鉛、カドミウム、マグネシウム、ベリリウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、セレン、及びテルルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
  15. アルミニウム、インジウム、及び酸素のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
  16. 遷移金属のうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含有することを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする焼結体。
  17. 酸素含有量１０重量％以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末。
  18. 平均粒径１０μｍ以下の窒化ガリウムを主成分とする粉末。
  19. 金属ガリウムと窒素含有物質とを窒化反応せしめることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする粉末の製造方法。
  20. 酸化ガリウムを還元剤及び窒素含有物質とを用いて窒化反応せしめることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする粉末の製造方法。
  21. 気体状のガリウム化合物を窒素含有物質と窒化反応せしめることを特徴とする窒化ガリウムを主成分とする粉末の製造方法。
  22. セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板。
  23. 光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されていることを特徴とする薄膜基板。
  24. セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする特許請求項２２又は２３に記載されたいずれかの薄膜基板。
  25. セラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有するセラミック材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする特許請求項２２又は２３に記載されたいずれかの薄膜基板。
  26. 六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする特許請求項２５に記載された薄膜基板。
  27. セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする特許請求項２２又は２３記載されたいずれかの薄膜基板。
  28. 窒化アルミニウムを主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜により光導波路が形成されていることを特徴とする薄膜基板。
  29. セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜基板の製造方法であって、該薄膜がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む有機化合物を主原料としアンモニア、窒素、水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を反応ガスとして形成されるものであることを特徴とする薄膜基板の製造方法。
  30. セラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜を形成した薄膜基板の製造方法であって、該薄膜がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むハロゲン化物を主原料としアンモニア、窒素、水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を反応ガスとして形成されるものであることを特徴とする薄膜基板の製造方法。
  31. 光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した薄膜基板の製造方法であって、該薄膜がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含む有機化合物を主原料としアンモニア、窒素、水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を反応ガスとして形成されるものであることを特徴とする薄膜基板の製造方法。
  32. 光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜を形成した薄膜基板の製造方法であって、該薄膜がガリウム、インジウム、アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むハロゲン化物を主原料としアンモニア、窒素、水素のうちから選ばれた少なくとも１種以上を反応ガスとして形成されるものであることを特徴とする薄膜基板の製造方法。
  33. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分としさらにニオブ及びタンタルのうちから選ばれた少なくとも１種以上の成分を含むことを特徴とする光導波路。
  34. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体がセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子。
  35. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が光透過性を有するセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子。
  36. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が表面粗さの大きいセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子。
  37. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子。
  38. 窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする薄膜からなる少なくともＮ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層を含む積層体により構成される発光素子であって、該Ｎ型半導体層及び発光層及びＰ型半導体層の積層体が窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする単結晶薄膜が形成されたセラミック材料を主成分とする焼結体に形成されていることを特徴とする発光素子。
  39. セラミック材料を主成分とする焼結体が窒化アルミニウムを主成分とする焼結体であることを特徴とする特許請求項３４、３５、３６、３７又は３８に記載されたいずれかの発光素子。
  40. セラミック材料を主成分とする焼結体が六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体であることを特徴とする特許請求項３４、３５、３６、３７又は３８に記載されたいずれかの発光素子。
  41. 六方晶系又は三方晶系のうちから選ばれた少なくともいずれかの結晶構造を有する材料を主成分とする焼結体が酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ガリウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする特許請求項４０に記載された発光素子。
  42. セラミック材料を主成分とする焼結体が酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、アルミン酸マグネシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素酸化物、酸化トリウム、各種フェライト、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、結晶化ガラスのうちから選ばれた少なくとも１種以上を主成分とする焼結体であることを特徴とする特許請求項３４、３５、３６、３７又は３８に記載されたいずれかの発光素子。
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