JP2021116437A - ターゲット容器、成膜方法、ターゲット容器製造方法、及び、圧力センサー - Google Patents

Abstract

【課題】基板に形成される膜に不純物が混入することを効果的に抑制できるターゲット容器を提供する。【解決手段】ターゲット容器１００は、凹部３と、本体部１とを備える。凹部３には、スパッタリングターゲットＴＡである粉体材料ＭＴが配置されることが可能である。本体部１には、凹部３が形成される。凹部３は、凹部本体３３と、第１コーティング層３１とを含む。第１コーティング層３１は、凹部本体３３を覆い、粉体材料ＭＴに接触することが可能である。凹部本体３３は、第１コーティング層３１と異なる成分を有する。第１コーティング層３１は、粉体材料ＭＴと同じ成分からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分と気体との化合物からなるか、又は、粉体材料ＭＴと同じ成分と気体との化合物からなる。【選択図】図２

Description

本発明は、ターゲット容器、成膜方法、ターゲット容器製造方法、及び、圧力センサーに関する。

特許文献１に記載されたスパッタリングターゲット組立品は、容器型のバッキングプレートと、圧粉体のスパッタリングターゲットとを備える。バッキングプレートは充填部を備える。充填部は、内底面と、内底面から起立する内側面と、内側面の上端形状によって画定される開口面とを有する。充填部には、スパッタリングターゲットが充填される。

特開２０１９−５６１３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたスパッタリングターゲット組立品では、スパッタリング実行時に、スパッタリングターゲットにクラックが発生する場合がある。この場合、バッキングプレートもスパッタリングされて、バッキングプレートの材料がスパッタ粒子として基板に付着する場合がある。この場合、基板に形成される膜には、スパッタリングターゲットの材料だけでなく、バッキングプレートの材料が混入する。つまり、基板に形成される膜に不純物が混入する。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板に形成される膜に不純物が混入することを効果的に抑制できるターゲット容器、成膜方法、ターゲット容器製造方法、及び、圧力センサーを提供することにある。

本発明の一局面によれば、ターゲット容器は、凹部と、本体部とを備える。凹部には、スパッタリングターゲットである粉体材料が配置されることが可能である。本体部には、前記凹部が形成される。前記凹部は、凹部本体と、第１コーティング層とを含む。第１コーティング層は、前記凹部本体を覆い、前記粉体材料に接触することが可能である。前記凹部本体は、前記第１コーティング層と異なる成分を有する。前記第１コーティング層は、前記粉体材料と同じ成分からなるか、前記粉体材料に含まれる固体材料と同じ成分からなるか、前記粉体材料に含まれる固体材料と同じ成分と気体との化合物からなるか、又は、前記粉体材料と同じ成分と気体との化合物からなる。

本発明のターゲット容器において、前記本体部は、縁面を有することが好ましい。縁面は、前記凹部本体の開口縁から前記凹部本体の外方に向かって延びることが好ましい。ターゲット容器は、第２コーティング層をさらに備えることが好ましい。第２コーティング層は、前記第１コーティング層に連続しており、前記縁面を覆うことが好ましい。前記第２コーティング層は、前記第１コーティング層と同じ成分からなることが好ましい。

本発明のターゲット容器において、前記粉体材料は、レアメタル又はレアメタル化合物であることが好ましい。

本発明の他の局面によれば、ターゲット容器は、凹部と、本体部とを備える。凹部には、スパッタリングターゲットである粉体材料が配置されることが可能である。本体部には、前記凹部が形成される。前記凹部と前記本体部とは、単一の部材の部分を構成している。前記凹部及び前記本体部は、前記粉体材料と同じ成分からなるか、前記粉体材料に含まれる固体材料と同じ成分からなるか、前記粉体材料に含まれる固体材料と同じ成分と気体との化合物からなるか、又は、前記粉体材料と同じ成分と気体との化合物からなる。前記粉体材料は、レアメタル又はレアメタル化合物である。前記レアメタルは、チタンを含まない。

本発明の更に他の局面によれば、成膜方法は、上記ターゲット容器の前記凹部に前記粉体材料を配置する工程と、スパッタリングにより、前記粉体材料によって基板の表面に膜を形成する工程とを含む。

本発明の更に他の局面によれば、ターゲット容器製造方法は、スパッタリングターゲットである粉体材料が配置されることの可能なターゲット容器を製造する。ターゲット容器製造方法は、凹所を有する容器を用意する工程と、エアロゾルデポジッション法によって、所定材料を用いて、前記凹所にコーティング層を形成する工程とを含む。前記所定材料は、前記粉体材料と同じ成分からなるか、前記粉体材料に含まれる固体材料と同じ成分からなるか、前記粉体材料に含まれる固体材料と同じ成分と気体との化合物からなるか、又は、前記粉体材料と同じ成分と気体との化合物からなる。

本発明の更に他の局面によれば、成膜方法は、スパッタガスの圧力と、前記スパッタガスの組成と、成膜対象である窒化ガリウム膜が形成される基板の温度とを決定して、前記窒化ガリウム膜に生成する窒素欠損の程度を決定する工程と、スパッタリングターゲットである窒化ガリウムの粉体又はガリウムの粉体をターゲット容器に配置する工程と、前記窒素欠損の程度を決定する前記工程で決定された前記スパッタガスの圧力と前記スパッタガスの組成と前記基板の温度とに基づいてスパッタリングを実行して、前記粉体によって、前記窒化ガリウム膜を前記基板の表面に形成する工程とを含む。

本発明の更に他の局面によれば、圧力センサーは、窒化ガリウム膜を備える。前記窒化ガリウム膜の電気抵抗は、前記窒化ガリウム膜に加わる圧力に応じて変化する。

本発明の圧力センサーにおいて、前記圧力に応じた前記窒化ガリウム膜の前記電気抵抗の変化は、前記窒化ガリウム膜に前記圧力を加える気体の種類に応じて異なることが好ましい。

本発明によれば、基板に形成される膜に不純物が混入することを効果的に抑制できるターゲット容器、成膜方法、ターゲット容器製造方法、及び、圧力センサーを提供できる。

本発明の実施形態１に係るターゲット容器を示す斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 実施形態１に係るターゲット容器にスパッタリングターゲットが配置された状態を示す断面図である。 実施形態１に係るターゲット容器から第１コーティング層及び第２コーティング層を省略した状態を示す斜視図である。 実施形態１に係るエアロゾルデポジション装置を示す図である。 実施形態１に係るターゲット容器製造方法を示すフローチャートである。 実施形態１に係る高周波マグネトロンスパッタリング装置を示す図である。 実施形態１に係る成膜方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係るターゲット容器を示す斜視図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 実施形態２に係るターゲット容器にスパッタリングターゲットが配置された状態を示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る成膜方法を示すフローチャートである。 （ａ）は、本発明の実施例１に係る窒化ガリウム膜を示す写真である。（ｂ）は、本発明の実施例２に係る窒化ガリウム膜を示す写真である。 本発明の実施例３に係る窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性を示すグラフである（窒素ガス雰囲気：３０℃、５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃）。 本発明の実施例４に係る窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性を示すグラフである（窒素ガス雰囲気、ヘリウムガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気：５０℃）。 本発明の実施例５に係る窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性を示すグラフである（窒素ガス雰囲気、ヘリウムガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気：１００℃）。 本発明の実施例６に係る窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性を示すグラフである（窒素ガス雰囲気、ヘリウムガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気：１５０℃）。 本発明の実施例７に係る窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性を示すグラフである（ヘリウムガス雰囲気：２００℃）。 本発明の実施例８に係る窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性を示すグラフである（窒素ガス、ヘリウムガス雰囲気：２００℃）。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

（実施形態１）
図１〜図８を参照して、本発明の実施形態１に係るターゲット容器１００、ターゲット容器製造方法、及び、成膜方法を説明する。

まず、図１〜図４を参照して、実施形態１に係るターゲット容器１００を説明する。図１は、ターゲット容器１００を示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、ターゲット容器１００にスパッタリングターゲットＴＡ（以下、「ターゲットＴＡ」と記載する。）が配置された状態を示す断面図である。図４は、ターゲット容器１００から第１コーティング層３１及び第２コーティング層３２を省略した状態を示す視図である。

図１に示すターゲット容器１００は、スパッタリング装置に配置される。スパッタリング装置は、例えば、スパッタガスをチャンバーに導入し、かつ、ターゲットＴＡと基板（以下、「基板ＳＢ」と記載する。）との間に高電圧を印加して放電させて、スパッタガスのイオンをターゲットＴＡに衝突させることにより、ターゲットＴＡから飛散したターゲット粒子を基板ＳＢに堆積させる。その結果、基板ＳＢには、ターゲット粒子によって膜（例えば薄膜）が形成される。スパッタガスは、例えば、不活性ガスである。不活性ガスは、例えば、窒素、アルゴン、又は、ヘリウムである。

本明細書において、スパッタリング装置の種類は特に限定されない。スパッタリング装置は、例えば、直流スパッタリング装置、高周波スパッタリング装置、又は、マグネトロンスパッタリング装置である。直流スパッタリング装置は、ターゲットＴＡが導電体である場合に使用される。高周波スパッタリング装置は、ターゲットＴＡが絶縁体である場合に使用される。マグネトロンスパッタリング装置では、マグネットを用いて磁場の中に電子を囲い込むことで濃いプラズマ領域を形成して、スパッタガスのイオンがターゲットＴＡに衝突する確率を高める。その結果、基板ＳＢにターゲット粒子が堆積する速度を向上できる。なお、スパッタリング装置は、例えば、イオンビームスパッタリング装置であってもよい。イオンビームスパッタリング装置では、放電でプラズマを形成することが要求されない。

また、スパッタリング装置が実行するスパッタリングは、反応性スパッタリングであってもよい。反応性スパッタリングとは、反応性ガス（例えば、窒素又は酸素）を含む雰囲気中でスパッタリングを実行して、反応性ガスとターゲット粒子とが化合した化合物膜（例えば、窒化物膜又は酸化物膜）を基板ＳＢに形成するスパッタリングのことである。本明細書において、スパッタガスは、例えば、不活性ガスだけからなるガスであってもよいし、反応性ガスだけからなるガスであってもよいし、不活性ガスと反応性ガスとを混合したガスであってもよい。

図１及び図２に示すように、ターゲット容器１００は、本体部１と、凹部３とを備える。本体部１には凹部３が形成されている。本体部１は、図１の例では、略円板形状又は略円柱形状を有する。なお、本体部１に凹部３を形成できる限りにおいては、本体部１の形状は、特に限定されず、例えば、略直方体形状であってもよい。

本体部１は、底面１１と、壁面１３とを有する。底面１１は略平坦である。底面１１は主面１１と記載することができる。壁面１３は、本体部１の外周面であり、凹部３の周りに位置している。壁面１３は、底面１１の外縁から起立している。

凹部３は、本体部１の凹所であり、本体部１の底面１１に向かって凹んでいる。凹部３は、開口３４を有している。

図３に示すように、凹部３には、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴが配置されることが可能である。従って、ターゲットＴＡを運搬する際又はスパッタリングを実行する際には、凹部３には、粉体材料ＭＴが配置される。

具体的には、凹部３には、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴが充填されることが可能である。従って、ターゲットＴＡを運搬する際又はスパッタリングを実行する際には、凹部３には、粉体材料ＭＴが充填される。

更に具体的には、凹部３には、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴが圧入されることが可能である。従って、ターゲットＴＡを運搬する際又はスパッタリングを実行する際には、凹部３には、粉体材料ＭＴが圧入される。ターゲット容器１００とターゲットＴＡとは、ターゲット物体１０を構成している。実施形態１では、ターゲットＴＡは、焼結されておらず、かつ、ターゲット容器１００のボンディングされていない。ターゲットＴＡへの不純物の混入を抑制するためである。

図１〜図３に示すように、凹部３は、第１コーティング層３１と、凹部本体３３とを含む。凹部本体３３は、ターゲット容器１００の本体部１の表面の一部である。図４に示すように、凹部本体３３は、底面３３１と、壁面３３２と、開口３３３とを有している。底面３３１は略平坦である。底面３３１は主面３３１と記載することができる。壁面３３２は、凹部本体３３の内周面であり、底面３３１の外縁から起立している。

図１〜図３に示すように、第１コーティング層３１は、凹部本体３３を覆っている。凹部本体３３は、第１コーティング層３１と異なる成分を有している。つまり、凹部本体３３の材料は、第１コーティング層３１の材料と異なる。第１コーティング層３１は、底面層３１１と、壁面層３１２とを有する。底面層３１１は略平坦であり、凹部本体３３の底面３３１を覆っている。壁面層３１２は、凹部本体３３の壁面３３２を覆っている。

第１コーティング層３１は、粉体材料ＭＴに接触することが可能である。従って、ターゲットＴＡを運搬する際又はスパッタリングを実行する際には、第１コーティング層３１には、粉体材料ＭＴが接触している。

凹部本体３３が第１コーティング層３１に覆われているため、ターゲットＴＡをスパッタリングする時にターゲットＴＡにクラックが発生した場合は、凹部本体３３及び本体部１ではなく、第１コーティング層３１に含有される固体材料がスパッタ粒子として基板ＳＢに付着又は堆積する。

一方、第１コーティング層３１は、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴと同じ成分からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分と気体との化合物からなるか、又は、粉体材料ＭＴと同じ成分と気体との化合物からなる。

従って、実施形態１によれば、第１コーティング層３１に含有される固体材料がスパッタ粒子として基板ＳＢに付着又は堆積した場合でも、ターゲットＴＡのスパッタリングによるスパッタ粒子によって基板ＳＢに形成される膜にとって、第１コーティング層３１に含有される固体材料は不純物にはならない。つまり、実施形態１では、第１コーティング層３１を有するターゲット容器１００に粉体材料ＭＴを配置することで、基板ＳＢに形成される膜に不純物が混入することを効果的に抑制できる。

また、スパッタリングを終了して、凹部３に配置された粉体材料ＭＴを回収する場合に、回収された粉体材料ＭＴに不純物が混入することを抑制できる。例えば、道具で凹部３から粉体材料ＭＴを回収する場合、道具は、凹部本体３３及び本体部１ではなく、第１コーティング層３１に接触又は当接するからである。

特に、実施形態１では、第１コーティング層３１は、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴと同じ成分からなるか、又は、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分からなることが更に好ましい。第１コーティング層３１にスパッタガスのイオンが衝突した場合でも、ターゲットＴＡのスパッタリングによるスパッタ粒子によって基板ＳＢに形成される膜の成分と異なる成分（以下、「相違成分ＣＭ」と記載する。）が、発生しないからである。この好ましい例によれば、ターゲットＴＡのスパッタリングによるスパッタ粒子によって基板ＳＢに形成される膜に対して、相違成分ＣＭが影響を与えることを抑制できる。

また、実施形態１では、図４に示すように、本体部１は、縁面１５をさらに有する。縁面１５は、凹部本体３３の開口縁３３４に沿った略環形状を有している。縁面１５は、略平坦である。縁面１５は、凹部本体３３の開口縁３３４から凹部本体３３の外方に向かって延びる。

そして、図１〜図３に示すように、ターゲット容器１００は、第２コーティング層３２をさらに備えることが好ましい。第２コーティング層３２は、本体部１の縁面１５を覆う。第２コーティング層３２は、第１コーティング層３１に連続している。実施形態１では、第１コーティング層３１と第２コーティング層３２とは、単一のコーティング層の部分である。

本体部１の縁面１５が第２コーティング層３２に覆われているため、ターゲットＴＡをスパッタリングする時に、スパッタガスのイオンが第２コーティング層３２に衝突した場合、本体部１の縁面１５ではなく、第２コーティング層３２に含有される固体材料がスパッタ粒子として基板ＳＢに付着又は堆積する。

一方、第２コーティング層３２は、第１コーティング層３１と同じ成分からなる。従って、実施形態１によれば、第２コーティング層３２に含有される固体材料がスパッタ粒子として基板ＳＢに付着又は堆積した場合でも、ターゲットＴＡのスパッタリングによるスパッタ粒子によって基板ＳＢに形成される膜にとって、第２コーティング層３２に含有される固体材料は不純物にはならない。つまり、実施形態１では、第１コーティング層３１に加えて第２コーティング層３２を有するターゲット容器１００に粉体材料ＭＴを配置することで、基板ＳＢに形成される膜に不純物が混入することを更に効果的に抑制できる。

次に、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴについて説明する。粉体材料ＭＴは、例えば、［１］レアメタル、［２］レアメタル化合物、［３］化合物半導体、及び、［４］化合物半導体を構成する固体材料、である。

［１］レアメタル
レアメタルは、ベースメタル（鉄、銅、亜鉛、及び、アルミニウム等）及び貴金属（金、及び、銀等）以外で、産業に利用されている非鉄金属を示す。レアメタルは、例えば、リチウム、ベリリウム、ホウ素、希土類元素（レアアース）、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、ガリウム、ゲルマニウム、セレン、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、インジウム、アンチモン、テルル、セシウム、バリウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、白金、タリウム、及び、ビスマスである。希土類元素（レアアース）は、例えば、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及び、ルテチウムである。

［２］レアメタル化合物
レアメタル化合物は、レアメタルと他の元素（例えば気体）との化合物である。レアメタル化合物は、例えば、レアメタルの窒化物（例えば、窒化ガリウム）、レアメタルの酸化物（例えば、酸化ガリウム（ＩＩＩ））、レアメタルのフッ化物（例えば、フッ化ガリウム）、及び、レアメタルのリン化物（例えば、リン化インジウム）である。レアメタル化合物は、例えば、ガリウム化合物である。ガリウム化合物は、ガリウムと他の元素との化合物である。ガリウム化合物は、例えば、窒化ガリウム、酸化ガリウム（ＩＩＩ）、及び、フッ化ガリウムである。

［３］化合物半導体
化合物半導体は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、及び、ＩＩ−ＶＩ族半導体である。ＩＩＩ−Ｖ族半導体は、ＩＩＩ族元素とＶ族元素とを用いた半導体である。ＩＩＩ族元素は、例えば、アルミニウム、ガリウム、及び、インジウムである。Ｖ族元素は、例えば、窒素、リン、ヒ素、及び、アンチモンである。その他、ＩＩＩ−Ｖ族半導体を構成する元素としては、例えば、ホウ素、タリウム、及び、ビスマスがある。ＩＩＩ−Ｖ族半導体は、例えば、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化インジウム、ガリウムヒ素、及び、リン化インジウムである。

ＩＩ−ＶＩ族半導体は、ＩＩ族元素とＶＩ族元素とを用いた半導体である。ＩＩ族元素（第２族元素及び第１２族元素）は、例えば、マグネシウム、亜鉛、カドミウム、及び、水銀である。ＶＩ族元素（第１６族元素）は、例えば、酸素、硫黄、セレン、及び、テルルである。ＩＩ−ＶＩ族半導体は、例えば、酸化亜鉛、テルル化カドミウム、及び、セレン化亜鉛である。

［４］化合物半導体を構成する固体材料
化合物半導体を構成する固体材料は、例えば、ＩＩＩ族元素、Ｖ族元素、ＩＩ族元素、及び、ＶＩ族元素である。

特に、レアメタル、及び、化合物半導体を構成する固体材料は、希少及び／又は高価であることが多い。従って、レアメタル、及び、化合物半導体を構成する固体材料を、ターゲットＴＡに含有させる場合には、ターゲットＴＡの厚みを薄くせざるを得ない場合がある。この場合、ターゲットＴＡにクラックが発生し易い。従って、少なくとも第１コーティング層３１を有するターゲット容器１００を使用することで、スパッタ粒子にターゲット容器１００の本体部１の材料が含まれることを抑制できる。その結果、成膜した膜に不純物が混入することを効果的に抑制できる。このように、実施形態１では、ターゲットＴＡが、レアメタル、又は、化合物半導体を構成する固体材料を含む場合に、特に有効である。

また、実施形態１では、ターゲット容器１００の全体ではなく、少なくとも第１コーティング層３１が、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴと同じ成分からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分と気体との化合物からなるか、又は、粉体材料ＭＴと同じ成分と気体との化合物からなるだけである。従って、ターゲットＴＡが、レアメタル、又は、化合物半導体を構成する固体材料を含む場合に、ターゲット容器１００のコストを低減できる。

次に、ガリウムを例に挙げて、図１に示す第１コーティング層３１及び第２コーティング層３２を説明する。

スパッタリングにより、窒化ガリウムを成膜する場合、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴは、窒化ガリウム又はガリウムである。この場合、第１コーティング層３１及び第２コーティング層３２は、粉体材料ＭＴと同じ成分（窒化ガリウム又はガリウム）からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料（ガリウム）と同じ成分（ガリウム）からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分（ガリウム）と気体（例えば酸素）との化合物（例えば酸化ガリウム）からなるか、又は、粉体材料ＭＴと同じ成分（窒化ガリウム又はガリウム）と気体（例えば酸素）との化合物（例えば酸化ガリウム）からなる。

スパッタリングにより、酸化ガリウムを成膜する場合、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴは、酸化ガリウム又はガリウムである。この場合、第１コーティング層３１及び第２コーティング層３２は、粉体材料ＭＴと同じ成分（酸化ガリウム又はガリウム）からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料（ガリウム）と同じ成分（ガリウム）からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分（ガリウム）と気体（例えば窒素）との化合物（例えば窒化ガリウム）からなるか、又は、粉体材料ＭＴと同じ成分（酸化ガリウム又はガリウム）と気体（例えば窒素）との化合物（例えば窒化ガリウム）からなる。

次に、図４を参照して、ターゲット容器１００の本体部１の材料を説明する。図４に示す本体部１は、第１コーティング層３１及び第２コーティング層３２と異なる成分を有する。つまり、本体部１の材料は、第１コーティング層３１の材料及び第２コーティング層３２の材料と異なる。

本体部１の材料は、例えば、銅（例えば無酸素銅）、銅合金、銀、銀合金、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、及び、鉄合金がある。本体部１の材料は、導電性及び熱伝導性の高い材料であることが好ましい。

次に、図２及び図４〜図６を参照して、実施形態１に係るターゲット容器製造方法を説明する。ターゲット容器製造方法では、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴが配置されることの可能なターゲット容器１００を製造する。ターゲット容器製造方法では、例えば、スパッタリング法、化学気相成長法（ＣＶＤ法：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法）、又は、エアロゾルデポジッション法（以下、「ＡＤ法」と記載する。）によって、第１コーティング層３１及び第２コーティング層３２を形成する。以下、好適な例として、ＡＤ法を説明する。

ＡＤ法は、エアロゾル化した微粒子を原料として膜（例えば薄膜）を形成する技術である。ＡＤ法では、高温の熱処理を伴わず、原料微粒子を固体状態のまま常温で基板に衝突させ緻密な膜を形成する。ＡＤ法では、原料微粒子をガスと混合してエアロゾル化し、ノズルを通じて加速された原料微粒子は基板に吹き付けられる。そして、原料微粒子が衝突及び／又は粉砕して基板上に堆積する。衝突及び／又は粉砕した原料微粒子が常温で膜を形成する現象は、常温衝撃固化現象（ＲＴＩＣ ： Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｉｍｐａｃｔ Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）と呼ばれている。ＡＤ法の主な特徴は、下記（１）〜（８）の通りである。

（１）ＡＤ法では、不純物が混入する過程が、ほとんど無いか、又は、全く無いため、高純度の膜の成膜（膜を形成すること）が可能である。具体的には、ＡＤ法は、常温で実行され、熱を加える工程を含まない。従って、熱に基づく拡散現象が発生しない。その結果、基板から、成膜した膜に、基板の成分が拡散することが防止されて、膜に不純物が混入することが防止される。

（２）ＡＤ法では、常温で成膜が可能である。

（３）ＡＤ法では、成膜される膜は原料微粒子と同じ結晶構造を維持する。

（４）ＡＤ法では、成膜される膜と基板との間にバインダーが不要である。

（５）ＡＤ法では、エアロゾルの供給量が一定であれば成膜速度も一定となり、膜厚の制御を容易に行うことができる。

（６）ＡＤ法では、基板又はノズルを走査することにより成膜範囲の制御が容易に行える。

（７）ＡＤ法では、スパッタリング法等の他の成膜法と比べて成膜速度が速く、例えば、数百ｎｍ以上数十μｍ以下の膜厚の膜の形成が容易である。

（８）ＡＤ法では、成膜段階で加熱を必要としないので、プラスチック等の熱可塑性を持つ基板上への膜の形成が可能である。

ここで、ＡＤ法は、エアロゾルデポジッション装置２００（以下、「ＡＤ装置２００」と記載する。）によって実行される。

図５は、実施形態１に係るＡＤ装置２００を示す図である。図５に示すように、ＡＤ装置２００は、ガスボンベ６１と、圧力調整器６２と、マスフローコントローラー６３、６５と、エアロゾルチャンバー６７と、エアー駆動振動装置６９と、エアーコンプレッサー７１と、成膜チャンバー７３と、保持部７５と、ノズル７７と、バルブ７９と、メカニカルブースターポンプ８１と、油封止回転真空ポンプ８３と、チューブＰ１〜Ｐ４とを備える。

チューブＰ１は、圧力調整器６２を介してガスボンベ６１に接続される。チューブＰ２、Ｐ３は、チューブＰ１から分岐している。チューブＰ２は、マスフローコントローラー６３を介して、エアロゾルチャンバー６７に接続される。チューブＰ２は、エアロゾル巻き上げ用である。チューブＰ３は、マスフローコントローラー６５を介して、エアロゾルチャンバー６７に接続される。チューブＰ３は、エアロゾル搬送用である。チューブＰ４は、エアロゾルチャンバー６７からノズル７７まで延びる。ノズル７７は、チューブＰ４の先端に取り付けられる。ノズル７７及び保持部７５は、成膜チャンバー７３の内部に配置される。成膜チャンバー７３には、バルブ７９を介して、メカニカルブースターポンプ８１及び油封止回転真空ポンプ８３が接続される。

エアロゾルチャンバー６７には、乾燥した原料微粒子ＭＴＡが封入される。原料微粒子ＭＴＡを「所定材料ＭＴＡ」と記載する場合がある。原料微粒子ＭＴＡは、実施形態１では、図１に示す第１コーティング層３１及び第２コーティング層３２の原料である。

エアロゾルチャンバー６７は、容器と、蓋又はフランジとを含む。容器と、蓋又はフランジとは、例えば、スクリュー又はクランプで固定される。容器は、例えば、ソーダ石灰ガラス又はホウケイ酸ガラスによって形成されている。蓋又はフランジには、チューブＰ２〜Ｐ４が通っている。チューブＰ１〜Ｐ４は、例えば、ポリテトラフルオロエチレンによって形成される。チューブＰ１〜Ｐ４の外径は、例えば、１／４インチである。

ガスボンベ６１にはガスが収容されている。ガスは、例えば、不活性ガス（例えば窒素ガス）である。マスフローコントローラー６３、６５は、バルブを含み、バルブの開閉を調整して、ガスの流量を調整する。マスフローコントローラー６３、６５は、手動調整又は電子制御される。マスフローコントローラー６３、６５によって、例えば、０．００Ｌ／ｍｉｎ以上１０．００Ｌ／ｍｉｎ以下の範囲で、ガスの流量を調整できる。チューブＰ２は、エアロゾルを巻き上げるためのガスをエアロゾルチャンバー６７に供給する。チューブＰ３は、エアロゾルを搬送するためのガスをエアロゾルチャンバー６７に供給する。

ガスがエアロゾルチャンバー６７に供給されている期間において、エアー駆動振動装置６９は、エアーコンプレッサー７１によって駆動されて、エアロゾルチャンバー６７に振動を与えることで、凝集した原料微粒子ＭＴＡを攪拌し、ガスと原料微粒子ＭＴＡとを混合する。その結果、原料微粒子ＭＴＡがエアロゾル化される。

メカニカルブースターポンプ８１及び油封止回転真空ポンプ８３は、エアロゾルチャンバー６７及び成膜チャンバー７３を例えば数Ｐａ程度まで排気する。メカニカルブースターポンプ８１は、オイルレスで高排気速度を有する真空ポンプである。成膜チャンバー７３と排気系との間にはダストフィルター（不図示）が備えられている。ダストフィルターは、排気に含まれる微粒子を除去する。

エアロゾルチャンバー６７及び成膜チャンバー７３の排気の後、チューブＰ４によって、エアロゾルチャンバー６７から成膜チャンバー７３にエアロゾル化された原料微粒子ＭＴＡが供給される。エアロゾル化した原料微粒子ＭＴＡは、スリット状のノズル７７を通過することで音速程度に加速され、保持部７５に保持された成膜対象物３００に吹きつけられる。その結果、成膜対象物３００に、原料微粒子ＭＴＡからなる膜（例えば薄膜）が形成される。ノズル７７の開口部のサイズは、例えば、０．３ｍｍ×５ｍｍである。

ノズル７７の開口部から一定距離（例えば、約１０ｍｍ〜２０ｍｍ）の位置に成膜対象物３００が設置されている。成膜対象物３００は、保持部７５に固定され、成膜中は静止している。保持部７５は、ステッピングモーターにより、エアロゾル化された原料微粒子ＭＴＡが噴出する方向に対して垂直な平面内を縦横に移動可能である。保持部７５は、例えば、Ｘ−Ｙステージ又はＸ−Ｙ−Ｚステージを含む。成膜対象物３００に対する成膜範囲と膜厚とは、保持部７５の位置を制御するコンピュータープログラムを調整することで任意に設定できる。

なお、シャッター（不図示）が、ノズル７７と保持部７５との間に配置されてもよい。シャッターは、任意のタイミングで開閉が可能であり、成膜と非成膜とを制御可能である。

実施形態１では、成膜対象物３００は、ターゲット容器１００（図１）の元になる容器４０（図４）である。また、原料微粒子ＭＴＡは、第１コーティング層３１及び第２コーティング層３２の原料である。従って、ノズル７７が容器４０にエアロゾル化した原料微粒子ＭＴＡを吹き付けることによって、容器４０の表面に第１コーティング層３１及び第２コーティング層３２が形成される。その結果、ターゲット容器１００が製造される。

図６は、実施形態１に係るターゲット容器製造方法を示すフローチャートである。図６に示すように、ターゲット容器製造方法は、工程Ｓ１と、工程Ｓ２とを含む。

工程Ｓ１において、成膜対象物３００である容器４０（図４）を用意する。具体的には、図５に示すように、ＡＤ装置２００の成膜チャンバー７３に、容器４０が設置される。更に具体的には、保持部７５が、容器４０を保持する。容器４０は、図４に示すように、ターゲット容器１００（図１）の元になる物である。つまり、容器４０は、ターゲット容器１００の本体部１に相当する。従って、容器４０の材料は、ターゲット容器１００の本体部１の材料と同じである。

具体的には、容器４０は、容器本体部４１と、凹所４３とを有する。凹所４３は、容器本体部４１に形成されており、凹んでいる部分である。凹所４３は、ターゲット容器１００の凹部本体３３に相当する。容器本体部４１は、ターゲット容器１００の本体部１に相当する。容器本体部４１は縁面４５を有する。縁面４５は、略環形状を有し、凹所４３の開口縁４７から凹所４３の外方に向かって延びる。縁面４５は、ターゲット容器１００の縁面１５に相当する。

特に、工程Ｓ１では、図５に示す保持部７５は、容器４０の凹所４３がノズル７７の配置される側を向くように、容器４０を略水平に保持する。

工程Ｓ２において、ＡＤ法によって、所定材料ＭＴＡを用いて、容器４０の凹所４３に第１コーティング層３１を形成する。第１コーティング層３１は「コーティング層」の一例に相当する。実施形態１では、ＡＤ法によって、所定材料ＭＴＡを用いて、凹所４３に第１コーティング層３１を形成するとともに、縁面４５に第２コーティング層３２を形成する。

具体的には、図５に示すように、ノズル７７が、エアロゾル化された所定材料ＭＴＡを凹所４３に吐出して、凹所４３に第１コーティング層３１を形成する。実施形態１では、ノズル７７が、エアロゾル化された所定材料ＭＴＡを凹所４３に吐出して、凹所４３に第１コーティング層３１を形成するとともに、エアロゾル化された所定材料ＭＴＡを縁面４５に吐出して、縁面４５に第２コーティング層３２を形成する。

所定材料ＭＴＡは、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴ（図３）と同じ成分からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分と気体との化合物からなるか、又は、粉体材料ＭＴと同じ成分と気体との化合物からなる。

従って、第１コーティング層３１及び第２コーティング層３２は、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴ（図３）と同じ成分からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分と気体との化合物からなるか、又は、粉体材料ＭＴと同じ成分と気体との化合物からなる。

すなわち、工程Ｓ２を終了することで、ターゲット容器１００が製造される。つまり、ＡＤ装置２００がＡＤ法によってターゲット容器１００を製造する。

特に、ＡＤ法では、不純物が混入する過程が、ほとんど無いか、又は、全く無いため、高純度の第１コーティング層３１及び高純度の第２コーティング層３２の形成が可能である。従って、実施形態１によれば、スパッタリング装置によるスパッタリングの実行時にターゲットＴＡにクラックが発生して第１コーティング層３１に含有される固体材料がスパッタ粒子として基板ＳＢに付着又は堆積した場合でも、ターゲットＴＡのスパッタリングによるスパッタ粒子によって基板ＳＢに形成される膜の純度の低下を抑制できる。

また、実施形態１によれば、スパッタリング装置によるスパッタリングの実行時に第２コーティング層３２に含有される固体材料がスパッタ粒子として基板ＳＢに付着又は堆積した場合でも、ターゲットＴＡのスパッタリングによるスパッタ粒子によって基板ＳＢに形成される膜の純度の低下を抑制できる。

次に、図７及び図８を参照して、実施形態１に係る成膜方法を説明する。図７及び図８の例では、成膜方法を実行するスパッタリング装置として、高周波マグネトロンスパッタリング装置４００（以下、「ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００」と記載する。）を説明する。

図７は、実施形態１に係るＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００を示す図である。図７に示すように、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００は、チャンバー９１と、スパッタガス導入口９３と、排気口９５と、高周波電源９７と、マグネット９９とを有する。チャンバー９１の内部に、基板ＳＢ、図３に示すターゲット物体１０、及び、マグネット９９が設置される。基板ＳＢとターゲット物体１０とは、互いに対向する。ターゲット物体１０を構成するターゲット容器１００の底面１１に対向してマグネット９９が配置される。ターゲット容器１００にはターゲットＴＡである粉体材料ＭＴが配置（具体的には、充填又は圧入）されている。

ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００は、排気口９５を通してチャンバー９１から真空排気を実行しつつ、スパッタガス導入口９３からチャンバー９１にスパッタガスを導入する。そして、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００は、基板ＳＢとターゲットＴＡとの間に高周波電源９７によって交流電圧を印加して、基板ＳＢとターゲットＴＡとの間にプラズマを発生させる。プラズマにはスパッタガスのイオン５００が含まれる。一方、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００は、ターゲットＴＡをマグネット９９による磁場中に配置し、磁場の作用でターゲットＴＡの表面にプラズマを集中させる。その結果、プラズマ中のスパッタガスのイオン５００がターゲットＴＡに衝突する確率を高まる。

ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００は、スパッタガスのイオン５００をターゲットＴＡに衝突させることにより、ターゲットＴＡから飛散したターゲット粒子６００を基板ＳＢに付着及び堆積させる。ターゲット粒子６００は、粉体材料ＭＴからなる。その結果、基板ＳＢには、ターゲット粒子６００である粉体材料ＭＴによって膜ＴＦ（例えば、薄膜）が形成される。

なお、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００は、反応性スパッタリングを実行してもよい。この場合は、ターゲット粒子６００である粉体材料ＭＴと反応性ガスとが化合した化合物膜ＴＦ（例えば、窒化物膜又は酸化物膜）が基板ＳＢに形成される。また、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００は、ヒーター（不図示）を備えており、ヒーターによって基板ＳＢの温度を調節することができる。

図８は、実施形態１に係る成膜方法を示すフローチャートである。図８に示すように、成膜方法は、工程Ｓ１１と、工程Ｓ１２とを含む。

工程Ｓ１１において、配置装置（不図示）によって、図１及び図２を参照して説明したターゲット容器１００の凹部３に粉体材料ＭＴを配置する。具体的には、充填装置（不図示）によって、ターゲット容器１００の凹部３に粉体材料ＭＴが充填される。更に具体的には、圧入装置（不図示）によって、ターゲット容器１００の凹部３に粉体材料ＭＴが圧入される。

工程Ｓ１２において、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００は、マグネトロンスパッタリングにより、ターゲット粒子６００である粉体材料ＭＴによって基板ＳＢの表面に膜ＴＦを形成する。マグネトロンスパッタリングは、「スパッタリング」の一例に相当する。

すなわち、工程Ｓ１２を終了することで、膜ＴＦが形成される。つまり、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００が膜ＴＦを形成する。

特に、実施形態１に係る成膜方法では、図１及び図２を参照して説明したターゲット容器１００を使用しているため、基板ＳＢに形成される膜ＴＦに不純物が混入することを効果的に抑制できる。

（実施形態２）
図９〜図１１を参照して、本発明の実施形態２に係るターゲット容器１００Ａを説明する。実施形態２に係るターゲット容器１００の全体がターゲットＴＡである粉体材料ＭＴと同じ成分からなる点で、実施形態２は実施形態１と主に異なる。以下、実施形態２が実施形態１と異なる点を主に説明する。

図９は、実施形態２に係るターゲット容器１００Ａを示す斜視図である。図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図１１は、ターゲット容器１００ＡにターゲットＴＡが配置された状態を示す断面図である。

図９及び図１０に示すように、ターゲット容器１００Ａは、本体部１Ａと、凹部３Ａとを備える。本体部１Ａには凹部３Ａが形成されている。

本体部１Ａは、図９及び図１０の例では、略円板形状又は略円柱形状を有する。なお、本体部１Ａに凹部３Ａを形成できる限りにおいては、本体部１Ａの形状は、特に限定されず、例えば、略直方体形状であってもよい。

本体部１Ａは、底面１１Ａと、壁面１３Ａと、縁面３２Ａとを有する。底面１１Ａは略平坦である。底面１１Ａは主面１１Ａと記載することができる。壁面１３Ａは、本体部１Ａの外周面であり、凹部３Ａの周りに位置している。壁面１３Ａは、底面１１Ａの外縁から起立している。縁面３２Ａは、略平坦である。

凹部３Ａは、開口３３３Ａを有している。そして、縁面３２Ａは、凹部３Ａの開口縁３３４Ａに沿った略環形状を有している。また、縁面３２Ａは、凹部３Ａの開口縁３３４Ａから凹部３Ａの外方に向かって延びる。

凹部３Ａは、本体部１Ａの凹所であり、本体部１Ａの底面１１Ａに向かって凹んでいる。凹部３Ａは、本体部１Ａの表面の一部である。凹部３Ａは、底面３１１Ａと、壁面３１２Ａとを有する。底面３１１Ａは略平坦である。底面３１１Ａは主面３１１Ａと記載することができる。壁面３１２Ａは、凹部３Ａの内周面であり、底面３１１Ａの外縁から起立している。

図１１に示すように、凹部３Ａには、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴが配置されることが可能である。従って、凹部３Ａには、粉体材料ＭＴが配置される。具体的には、凹部３Ａには、粉体材料ＭＴが充填されることが可能である。従って、凹部３Ａには、粉体材料ＭＴが充填される。更に具体的には、凹部３Ａには、粉体材料ＭＴが圧入されることが可能である。従って、凹部３Ａには、粉体材料ＭＴが圧入される。ターゲット容器１００ＡとターゲットＴＡとは、ターゲット物体１０Ａを構成している。

凹部３Ａは、粉体材料ＭＴに接触することが可能である。従って、ターゲットＴＡを運搬する際又はスパッタリングを実行する際には、凹部３Ａには、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴが接触している。

ターゲットＴＡをスパッタリングする時にターゲットＴＡにクラックが発生した場合は、凹部３Ａに含有される固体材料がスパッタ粒子として基板ＳＢに付着又は堆積する。また、ターゲットＴＡをスパッタリングする時に、スパッタガスのイオンが本体部１Ａの縁面３２Ａに衝突した場合、本体部１Ａに含有される固体材料がスパッタ粒子として基板ＳＢに付着又は堆積する。

一方、凹部３Ａと本体部１Ａとは、単一の部材の部分を構成している。つまり、凹部３Ａと本体部１Ａとは、一体成形品である。そして、凹部３Ａ及び本体部１Ａは、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴと同じ成分からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分からなるか、粉体材料ＭＴに含まれる固体材料と同じ成分と気体との化合物からなるか、又は、粉体材料ＭＴと同じ成分と気体との化合物からなる。

従って、実施形態２によれば、凹部３Ａ及び／又は本体部１Ａの縁面３２Ａに含有される固体材料がスパッタ粒子として基板ＳＢに付着又は堆積した場合でも、ターゲットＴＡのスパッタリングによるスパッタ粒子によって基板ＳＢに形成される膜にとって、凹部３Ａ及び本体部１Ａの縁面３２Ａに含有される固体材料は不純物にはならない。つまり、実施形態２では、凹部３Ａ及び本体部１Ａからなるターゲット容器１００Ａに粉体材料ＭＴを配置することで、基板ＳＢに形成される膜に不純物が混入することを効果的に抑制できる。

特に、実施形態２では、凹部３Ａ及び本体部１Ａは、ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴと同じ成分からなるか、又は、粉体材料ＭＴに含有される固体材料と同じ成分からなることが更に好ましい。凹部３Ａ及び／又は本体部１Ａの縁面３２Ａにスパッタガスのイオンが衝突した場合でも、ターゲットＴＡのスパッタリングによるスパッタ粒子によって基板ＳＢに形成される膜の成分と異なる相違成分ＣＭが、発生しないからである。この好ましい例によれば、ターゲットＴＡのスパッタリングによるスパッタ粒子によって基板ＳＢに形成される膜に対して、相違成分ＣＭが影響を与えることを抑制できる。

また、実施形態２では、実施形態１と同様に、スパッタリングを終了して、凹部３Ａに配置された粉体材料ＭＴを回収する場合に、回収された粉体材料ＭＴに不純物が混入することを抑制できる。

なお、図７及び図８を参照して説明したＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００及び成膜方法において、実施形態２に係るターゲット容器１００Ａを使用できる。

（実施形態３）
図７及び図１２を参照して、本発明の実施形態３に係る成膜方法を説明する。実施形態３に係る成膜方法では、窒化ガリウム膜の窒素欠損を制御する。

窒化ガリウムは、ワイドギャップ半導体であり、ダイヤモンドと同程度の電気絶縁性を有する。従って、窒化ガリウムを「電気に関する物理量を取り出す素子」として使用するためには、窒化ガリウムの電気抵抗を低下させる必要がある。「電気に関する物理量を取り出す素子」は、例えば、圧力に応じて変化する電気抵抗を有する圧力センサーである。

そこで、窒化ガリウムの純度を低下させることによって、窒化ガリウムの電気抵抗を低下させることができる。この場合、窒化ガリウムに不純物を導入して窒化ガリウムの純度を低下させることで、窒化ガリウムの電気抵抗を低下させることができる。この場合の不純物は、窒素及びガリウム以外の原子又は分子である。しかしながら、不純物を窒化ガリウムに導入すると、「電気に関する物理量を取り出す素子」としての精度及び性能が低下する場合がある。従って、不純物を窒化ガリウムに導入することなく、窒化ガリウムの電気抵抗を低下させることが要望される。

そこで、実施形態３では、窒化ガリウム膜に生成する窒素欠損の程度を調節して、窒化ガリウム膜の電気抵抗（具体的には電気抵抗率）を低下させ、かつ、窒化ガリウム膜の電気抵抗を所望の値に設定する。窒素欠損の程度は、例えば、単位体積当たりの窒素欠損量によって示される。窒化ガリウム膜に生成された窒素欠損の程度が大きい程、窒化ガリウム膜の電気抵抗が低下する。

次に、図１２を参照して、実施形態３に係る成膜方法を説明する。実施形態３では、好適な例として、図７を参照して説明したＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００を使用する。

図１２は、実施形態３に係る成膜方法を示すフローチャートである。図１２に示すように、成膜方法は、工程Ｓ２１〜工程Ｓ２３を含む。

工程Ｓ２１において、スパッタガスの圧力と、スパッタガスの組成と、成膜対象である窒化ガリウム膜が形成される基板ＳＢの温度とを決定して、窒化ガリウム膜に生成する窒素欠損の程度を決定する。

スパッタガスの圧力とは、チャンバー９１内における「スパッタガスを含むガス」の全圧を示す。ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴが窒化ガリウムの場合は、スパッタガスは、例えば、窒素だけからなるガスであってもよいし、アルゴン等の不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスであってもよいし、アルゴン等の不活性ガスだけからなるガスであってもよい。ターゲットＴＡである粉体材料ＭＴがガリウムの場合は、スパッタガスは、例えば、窒素だけからなるガスであってもよいし、アルゴン等の不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスであってもよい。

スパッタガスの組成に関しては、スパッタガスに占めるアルゴン等の不活性ガスの割合が大きくなる程、窒化ガリウム膜の窒素欠損の程度が大きくなって、窒化ガリウム膜の電気抵抗が低下する。

基板ＳＢの温度に関しては、基板ＳＢの温度が高い程、窒化ガリウム膜の窒素欠損の程度が大きくなって、窒化ガリウム膜の電気抵抗が低下する。

工程Ｓ２２において、配置装置（不図示）によって、ターゲット容器１００の凹部３に、窒化ガリウムの粉体（粉体材料ＭＴ）又はガリウムの粉体（粉体材料ＭＴ）を配置する。具体的には、充填装置（不図示）によって、ターゲット容器１００の凹部３に、窒化ガリウムの粉体又はガリウムの粉体が充填される。更に具体的には、圧入装置（不図示）によって、ターゲット容器１００の凹部３に、窒化ガリウムの粉体又はガリウムの粉体が圧入される。

工程Ｓ２３において、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００は、工程Ｓ２１で決定されたスパッタガスの圧力とスパッタガスの組成と基板ＳＢの温度とに基づいてマグネトロンスパッタリングを実行して、ターゲットＴＡである窒化ガリウムの粉体又はガリウムの粉体によって、窒化ガリウム膜を基板ＳＢの表面に形成する。マグネトロンスパッタリングは、「スパッタリング」の一例に相当する。

具体的には、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００において、スパッタガスの圧力を、工程Ｓ２１で決定されたスパッタガスの圧力に設定する。加えて、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００において、スパッタガスの組成を、工程Ｓ２１で決定されたスパッタガスの組成に設定する。加えて、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００において、基板ＳＢの温度を、工程Ｓ２１で決定された基板ＳＢの温度に設定する。そして、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００は、マグネトロンスパッタリングを実行して、基板ＳＢに窒化ガリウム膜を形成する。

すなわち、工程Ｓ２３を終了することで、窒化ガリウム膜が形成される。つまり、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００が窒化ガリウム膜を形成する。

特に、実施形態３では、工程Ｓ２１において窒素欠損の程度を決定することで、窒素欠損の程度に応じて窒化ガリウムの電気抵抗を低下させて、窒化ガリウムの電気抵抗を所望の電気抵抗に設定できる。また、電気抵抗を低下させる際に窒化ガリウムへ不純物を導入していないため、窒化ガリウム膜に関し、「電気に関する物理量を取り出す素子」としての精度及び性能を向上できる。

さらに、実施形態３に係る成膜方法では、図１及び図２を参照して説明したターゲット容器１００を使用しているため、基板ＳＢに形成される窒化ガリウム膜に不純物が混入することを効果的に抑制できる。従って、窒化ガリウム膜の窒素欠損だけを調節することによって、窒化ガリウム膜の電気抵抗を所望の値に容易に設定できる。なお、窒化ガリウム膜に不純物が混入していると、窒化ガリウム膜の電気抵抗を変化させるパラメーター（窒素欠損＋不純物）が増えるため、窒化ガリウム膜の電気抵抗の調節が複雑になる可能性がある。

なお、実施形態３において、図９を参照して説明したターゲット容器１００Ａを使用してもよい。また、実施形態３に係る成膜方法において、工程Ｓ２１が実行される限りにおいては、図１のターゲット容器１００及び図９のターゲット容器１００Ａが使用されなくてもよい。また、実施形態３に係る成膜方法において、工程Ｓ２１が実行される限りにおいては、図７のＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００を使用しなくてもよく、他のスパッタリング装置を使用してもよい。さらに、工程Ｓ２１と工程Ｓ２２との順番は逆でもよい。

（実施形態４）
本発明の実施形態４に係る圧力センサー（以下、「圧力センサーＳＮ」と記載する。）を説明する。圧力センサーＳＮは、圧力を検出する。つまり、圧力センサーＳＮは、圧力を測定する。圧力センサーＳＮは、実施形態３に係る成膜方法によって形成された窒化ガリウム膜を備えている。窒化ガリウム膜の電気抵抗（具体的には電気抵抗率）は、窒化ガリウム膜に加わる圧力に応じて変化する。従って、実施形態４では、窒化ガリウム膜の電気抵抗を測定することで、窒化ガリウム膜に加わる圧力を検出できる。つまり、窒化ガリウム膜を圧力センサーＳＮの検知素子として効果的に機能させることができる。特に、実施形態４では、圧力センサーＳＮを絶対圧力センサーとして機能させることができる。絶対圧力センサーは、完全真空状態をゼロの基準とする絶対圧力を測定するセンサーである。

具体的には、窒化ガリウム膜の電気抵抗と圧力との関係を予め測定して記憶装置に記憶しておくことで、窒化ガリウム膜の電気抵抗を圧力に容易に変換できる。

特に、本願の発明者は、例えば後述する実施例３〜実施例８によって実証されたように、窒化ガリウムの未知の属性を発見し、発見した未知の属性により、窒化ガリウムが新たな用途である圧力センサーＳＮに適することを見出した。窒化ガリウムの未知の属性とは、窒化ガリウムの電気抵抗が、窒化ガリウムに加わる圧力に応じて変化することである。

また、一般的な圧力センサーでは、例えば、ダイアフラムゲージが、ダイアフラムに加わる圧力をダイアフラムの撓みとして検出する。つまり、一般的な圧力センサーでは、素子の撓みを伴う。しかしながら、実施形態４に係る圧力センサーＳＮでは、窒化ガリウム膜の撓みを伴わないので、圧力センサーＳＮの耐久性を向上できる。

さらに、実施形態４に係る窒化ガリウム膜は、実施形態３に係る成膜方法によって形成されているため、高純度である。従って、圧力の検知素子としての窒化ガリウム膜を備える圧力センサーＳＮの精度及び性能を向上できる。

さらに、スパッタリングによって窒化ガリウム膜（図７の膜ＴＦに相当）を形成する時の基板ＳＢ（図７）の温度が高い程、窒化ガリウム膜の電気抵抗（具体的には電気抵抗率）は低くなり、かつ、圧力を検知可能レンジが広くなる。この点は、例えば後述する実施例８によって実証された。

さらに、実施形態４では、圧力センサーＳＮにおいて、圧力に応じた窒化ガリウム膜の電気抵抗（具体的には電気抵抗率）の変化は、窒化ガリウム膜に圧力を加える気体の種類に応じて異なる。従って、実施形態４によれば、窒化ガリウム膜の電気抵抗の変化を測定することで、気体の種類を特定できる。つまり、窒化ガリウム膜を備える圧力センサーＳＮを、気体の種類を検知するセンサーとして効果的に機能させることができる。この点は、例えば後述する実施例４及び実施例７によって実証された。

具体的には、各種気体について、圧力の変化に応じた窒化ガリウム膜の電気抵抗の変化を予め測定して、気体の種類ごとに抵抗プロファイルを記憶装置に記憶しておくことで、抵抗プロファイルを参照して気体の種類を容易に特定できる。抵抗プロファイルは、圧力の変化に対する窒化ガリウム膜の電気抵抗の変化を表す情報である。

特に、本願の発明者は、例えば後述する実施例４及び実施例７から実証されたように、窒化ガリウムの未知の属性を発見し、発見した未知の属性により、窒化ガリウムが新たな用途である「気体の種類を検知するセンサー」に適することを見出した。窒化ガリウムの未知の属性とは、圧力に応じた窒化ガリウムの電気抵抗の変化が、窒化ガリウムに圧力を加える気体の種類に応じて異なることである。

なお、圧力センサーＳＮが備える窒化ガリウム膜の成膜方法は、特に限定されない。例えば、圧力センサーＳＮは、実施形態１に係る成膜方法（図８）によって形成された窒化ガリウム膜を備えていてもよいし、実施形態２に係るターゲット容器１００Ａを使用して形成された窒化ガリウム膜であってもよい。

次に、本発明が実施例に基づき具体的に説明されるが、本発明は以下の実施例によって限定されない。

（実施例１及び実施例２）
図５、図６、図１３（ａ）、及び、図１３（ｂ）を参照して、本発明の実施例１及び実施例２を説明する。実施例１及び実施例２では、図５及び図６を参照して説明したＡＤ装置２００及びターゲット容器製造方法を使用して、窒化ガリウム膜を成膜した。

実施例１では、銅板ＳＢ１に対して窒化ガリウム膜を成膜した。従って、実施例１では、成膜対象物３００（図５）が銅板ＳＢ１であった。銅板ＳＢ１を使用した理由は、ターゲット容器１００（図１）の元になる容器４０（図４）の材料として、高熱伝導性を有する銅が好ましかったからである。銅板ＳＢ１の厚みは０．５ｍｍであった。銅板ＳＢ１のサイズは、２５ｍｍ×２５ｍｍであった。

図１３（ａ）は、実施例１に係る窒化ガリウム膜７００を示す写真である。図１３（ａ）に示すように、ＡＤ法によって、銅板ＳＢ１の表面に窒化ガリウム膜７００を形成できたことを確認できた。よって、ＡＤ法によって、第１コーティング層３１及び第２コーティング層３２としての窒化ガリウム膜７００を、ターゲット容器１００の元になる容器４０に形成できることが推測できた。

実施例２では、銀板ＳＢ２に対して窒化ガリウムを成膜した。従って、実施例２では、成膜対象物３００が銀板ＳＢ２であった。銀板ＳＢ２を使用した理由は、ターゲット容器１００（図１）の元になる容器４０（図４）の材料として、高熱伝導性を有する銀が好ましかったからである。銀板ＳＢ２の厚み及びサイズは、それぞれ、実施例１の銅板ＳＢ１の厚み及びサイズと同じであった。

図１３（ｂ）は、実施例２に係る窒化ガリウム膜７００を示す写真である。図１３（ｂ）に示すように、ＡＤ法によって、銀板ＳＢ２の表面に窒化ガリウム膜７００を形成できたことを確認できた。よって、ＡＤ法によって、第１コーティング層３１及び第２コーティング層３２としての窒化ガリウム膜７００を、ターゲット容器１００の元になる容器４０に形成できることが推測できた。

次に、実施例１及び実施例２での実験条件を説明する。銅板ＳＢ１又は銀板ＳＢ２を洗浄後、銅板ＳＢ１又は銀板ＳＢ２を成膜チャンバー７３内の保持部７５にポリイミド製の両面テープで貼り付けて設置した。エアロゾルチャンバー６７の容器は、ソーダ石灰ガラスで形成されていた。エアロゾルチャンバー６７の容器の容積は、約４５０ｍＬであった。エアロゾルチャンバー６７の容器内に、１０ｇ〜２０ｇの窒化ガリウム微粒子（原料微粒子ＭＴＡに相当）と、攪拌・分散用の直径１ｍｍのイットリウム安定化ジルコニアボール（ＹＳＺボール）とを投入し、ガス流入・流出口を有する真空シール用のオーリングの付いた蓋で容器を密封した。

その後、メカニカルブースターポンプ８１（ＰＭＢ００３ＣＭ：ＵＬＶＡＣ製）と油封止回転真空ポンプ８３（ＶＤ３０１：ＵＬＶＡＣ製）とによって、エアロゾルチャンバー６７及び成膜チャンバー７３を２Ｐａ程度まで排気した。また、ガスボンベ６１から、エアロゾル巻き上げ用のチューブＰ２及び流入口を通して、窒素ガスをエアロゾルチャンバー６７に流入させた。そして、窒素ガスをエアロゾルチャンバー６７の底部から流出させて、窒化ガリウム微粒子及びＹＳＺボールに窒素ガスを吹き付けて竜巻のような運動をさせた。

さらに、エアロゾルチャンバー６７外に取り付けた空気駆動のエアー駆動振動装置６９に対して、エアーコンプレッサー７１から数気圧の空気を供給して、エアー駆動振動装置６９によってエアロゾルチャンバー６７を振動させて、窒化ガリウム微粒子の分散性の向上を図った。

エアロゾルチャンバー６７内に、レーザ光を照射して、チンダル現象を観察することにより、成膜に必要なエアロゾル（つまり、エアロゾル化した窒化ガリウム微粒子）が発生していることを確認した後、エアロゾルチャンバー６７の蓋に取り付けられた流出口のバルブを開くことにより、エアロゾルチャンバー６７内のエアロゾルを成膜チャンバー７３に供給することにより成膜を開始した。

窒素ガスの流量を変化させて、成膜の最適流量を調査した。銅板ＳＢ１と銀板ＳＢ２とでは、最適流量は異なった。実施例１の銅板ＳＢ１では、窒素ガスの流量は、約３．５Ｌ／ｍｉｎが最適であった。実施例２の銀板ＳＢ２では、窒素ガスの流量は、約２．０Ｌ／ｍｉｎが最適であった。

銅板ＳＢ１及び銀板ＳＢ２の各々に対して、５回走査して成膜を行った。成膜後、成膜チャンバー７３から、窒化ガリウム膜７００が成膜された銅板ＳＢ１又は窒化ガリウム膜７００が成膜された銀板ＳＢ２を取り出して、ビーカー内の水中に投入して、超音波洗浄機により超音波を照射して窒化ガリウム膜７００の付着力を検証した。このような処理を行った窒化ガリウム膜７００の写真を図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示した。検証の結果、十分な付着力を有する窒化ガリウム膜７００を成膜可能であることが確認できた。

また、Ｘ線回折装置を用いて窒化ガリウム膜７００の結晶構造解析を行った結果、窒化ガリウム膜７００が原料微粒子ＭＴＡと同じ結晶構造を有することが確認できた。

以上の結果、ターゲット容器１００の元になる容器４０（図４）を銅又は銀で作製して、容器４０を成膜チャンバー７３の保持部７５に保持させて、保持部７５を駆動するステッピングモーターで制御し、さらに、エアロゾル化された窒化ガリウム微粒子のノズル７７による吐出によって、容器４０の凹所４３及び縁面４５に均一に窒化ガリウム膜を成膜できることが推測できた。

（実施例３〜実施例８）
本発明の実施例３〜実施例８では、窒化ガリウム膜に加わる圧力を変化させながら、窒化ガリウム膜の電気抵抗を測定した。まず、実施例３〜実施例８に共通する実験条件を説明する。

窒化ガリウム膜は、図７に示すＲＦマグネトロンスパッタリング装置４００によって形成された。成膜条件は、高周波電源９７による放電電力が２００Ｗであり、成膜時間が２時間であり、スパッタガスが窒素ガスであり、スパッタガスの圧力が０．６Ｐａであった。成膜条件において、実施例３〜実施例６では、成膜時の基板ＳＢの温度が６００℃であった。実施例７での基板ＳＢの温度については後述する。成膜条件において、実施例８では、成膜時の基板ＳＢの温度が２００℃であった。

実施例３では、電気抵抗を測定した時の窒化ガリウム膜の雰囲気ガスの圧力は、マノメータ（絶対圧力計、日本エム・ケー・エス株式会社製、バラトロン２３７）により測定した。実施例４〜実施例８では、電気抵抗を測定した時の窒化ガリウム膜の雰囲気ガスの圧力は、マノメータ（絶対圧力計、日本エム・ケー・エス株式会社製、バラトロン２３７、バラトロン６２２）により測定した。実施例３〜実施例８において、圧力変化については、バリアブルリークバルブを使用して、圧力の低いほうから高いほうへ変化させた。

（実施例３）
図１４を参照して、本発明の実施例３に係る窒化ガリウム膜を説明する。実施例３では、電気抵抗を測定した時の窒化ガリウム膜の雰囲気ガスは、空気であった。

図１４は、実施例３に係る窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性を示すグラフである。横軸は、窒化ガリウム膜に加わる圧力（Ｐａ）を示し、縦軸は、窒化ガリウム膜の正規化した電気抵抗を示す。

図１４に示すように、曲線Ａ１は、窒化ガリウム膜の雰囲気の温度が３０℃であったときの窒化ガリウム膜の電気抵抗を示す。曲線Ａ２は、窒化ガリウム膜の雰囲気の温度が５０℃であったときの窒化ガリウム膜の電気抵抗を示す。曲線Ａ３は、窒化ガリウム膜の雰囲気の温度が１００℃であったときの窒化ガリウム膜の電気抵抗を示す。曲線Ａ４は、窒化ガリウム膜の雰囲気の温度が１５０℃であったときの窒化ガリウム膜の電気抵抗を示す。曲線Ａ５は、窒化ガリウム膜の雰囲気の温度が２００℃であったときの窒化ガリウム膜の電気抵抗を示す。

図１４の曲線Ａ１〜曲線Ａ５に示されるように、窒化ガリウム膜の電気抵抗は、圧力の増加にともなって低下した。また、窒化ガリウム膜の電気抵抗は、温度に依存することが確認できた。例えば、圧力が１０³Ｐａでは、温度が高い程、窒化ガリウム膜の電気抵抗が低くなった。

以上、図１４を参照して説明したように、窒化ガリウム膜の電気抵抗が圧力依存性を有するため、おおむね５０℃以上では、窒化ガリウム膜を圧力センサーとして効果的に利用できることが推測できた。

（実施例４〜実施例７）
図１５〜図１８を参照して、本発明の実施例４〜実施例７に係る窒化ガリウム膜を説明する。実施例４〜実施例６の各々において、３種類の雰囲気ガス（窒素ガス、ヘリウムガス、及び、アルゴンガス）中で、窒化ガリウムの電気抵抗を測定した。実施例７では、雰囲気ガスはヘリウムガスであった。

図１５〜図１７において、曲線Ｂ１は、窒素ガス雰囲気において測定された窒化ガリウム膜の電気抵抗を示す。曲線Ｂ２は、ヘリウムガス雰囲気において測定された窒化ガリウム膜の電気抵抗を示す。曲線Ｂ３は、アルゴンガス雰囲気において測定された窒化ガリウム膜の電気抵抗を示す。また、横軸は、窒化ガリウム膜に加わる圧力（Ｐａ）を示し、縦軸は、窒化ガリウム膜の電気抵抗（Ω）を示す。

まず、図１５を参照して実施例４を説明する。実施例４では、窒化ガリウム膜の雰囲気の温度が５０℃であったときの窒化ガリウム膜の電気抵抗を測定した。

図１５は、実施例４に係る窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性を示すグラフである。図１５の曲線Ｂ１〜曲線Ｂ３に示されるように、窒化ガリウム膜の電気抵抗は、圧力の変化に応じて変化した。特に、圧力が概ね３Ｐａよりも大きい範囲では、窒化ガリウム膜の電気抵抗は、圧力の増加にともなって低下した。

次に、図１６を参照して実施例５を説明する。実施例５では、窒化ガリウム膜の雰囲気の温度が１００℃であったときの窒化ガリウム膜の電気抵抗を測定した。

図１６は、実施例５に係る窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性を示すグラフである。図１６の曲線Ｂ１〜曲線Ｂ３に示されるように、窒化ガリウム膜の電気抵抗は、圧力の変化に応じて変化した。特に、圧力が概ね１Ｐａよりも大きい範囲では、窒化ガリウム膜の電気抵抗は、圧力の増加にともなって低下した。

次に、図１７を参照して実施例６を説明する。実施例６では、窒化ガリウム膜の雰囲気の温度が１５０℃であったときの窒化ガリウム膜の電気抵抗を測定した。

図１７は、実施例６に係る窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性を示すグラフである。図１７の曲線Ｂ１〜曲線Ｂ３に示されるように、窒化ガリウム膜の電気抵抗は、圧力の変化に応じて変化した。特に、圧力が概ね３Ｐａよりも大きい範囲では、窒化ガリウム膜の電気抵抗は、圧力の増加にともなって低下した。

以上、図１５〜図１７を参照して説明したように、窒化ガリウム膜の電気抵抗が圧力依存性を有するため、窒化ガリウム膜を圧力センサーとして利用できることが推測できた。

特に、図１５に示す実施例４では、圧力が概ね３Ｐａ〜１０²Ｐａの範囲において、雰囲気ガスの種類ごとに、窒化ガリウム膜の電気抵抗が異なっていた。従って、窒化ガリウム膜を、気体の種類を検知するセンサーとして利用できることが推測できた。具体的には、ヘリウムガス雰囲気（曲線Ｂ２）の窒化ガリウムの電気抵抗が最も高く、次に、アルゴンガス雰囲気（曲線Ｂ３）の窒化ガリウムの電気抵抗が高く、窒素ガス雰囲気（曲線Ｂ１）の窒化ガリウムの電気抵抗が最も低かった。

次に、図１８を参照して実施例７を説明する。実施例７では、ヘリウムガス雰囲気において、窒化ガリウム膜の雰囲気の温度が２００℃であったときの窒化ガリウム膜の電気抵抗を測定した。

図１８は、実施例７に係る窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性を示すグラフである。図１８において、曲線Ｂ２１及び曲線Ｂ２２は、ヘリウムガス雰囲気において測定された窒化ガリウム膜の電気抵抗を示す。成膜条件において、曲線Ｂ２１によって示される窒化ガリウム膜については、成膜時の基板ＳＢの温度が２００℃であった。成膜条件において、曲線Ｂ２２によって示される窒化ガリウム膜については、成膜時の基板ＳＢの温度が６００℃であった。横軸は、窒化ガリウム膜に加わる圧力（Ｐａ）を示す。左縦軸は、曲線Ｂ２１に対応し、成膜条件としての基板ＳＢの温度が２００℃のときの窒化ガリウム膜の電気抵抗（Ω）を示す。右縦軸は、曲線Ｂ２２に対応し、成膜条件としての基板ＳＢの温度が６００℃のときの窒化ガリウム膜の電気抵抗を示す（Ω）。曲線Ｂ２１及び曲線Ｂ２２に示されるように、ヘリウムガス雰囲気（２００℃）において、窒化ガリウム膜の電気抵抗は、０．１Ｐａの圧力から２Ｐａの圧力までは緩やかに増加し、２Ｐａの圧力から圧力の増大にともなって低下した。０．１Ｐａの圧力から２Ｐａの圧力までの電気抵抗の増加は、曲線Ｂ２１の方が曲線Ｂ２２よりも急であった。従って、窒化ガリウム膜のヘリウムガスセンサーとしての感度は、曲線Ｂ２１によって示される窒化ガリウム膜の方が、曲線Ｂ２２によって示される窒化ガリウム膜よりも高くなることが推測された。つまり、成膜条件としての基板ＳＢの温度が低い程、窒化ガリウム膜のヘリウムガスセンサーとしての感度が高くなると推測できた。

図１８の実施例７と、図１５〜図１７の実施例４〜実施例６とを比較すると、ヘリウムガス雰囲気（２００℃）での窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性は、窒素ガス雰囲気及びアルゴンガス雰囲気での窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性とは異なっていた。

特に、図１８に示すように、実施例７では、概ね１Ｐａ〜１０Ｐａの範囲において、窒化ガリウム膜の電気抵抗が緩やかに上昇した後に急に下降する特異な圧力依存性を示した。つまり、概ね１Ｐａ〜１０Ｐａの範囲において、ヘリウムガス雰囲気での窒化ガリウム膜の抵抗プロファイルは、窒素ガス雰囲気及びアルゴンガス雰囲気での窒化ガリウム膜の抵抗プロファイルと異なっていた。従って、窒化ガリウム膜を、ヘリウムガスを検出するセンサーとして利用できることが推測できた。

（実施例８）
図１９を参照して、本発明の実施例８に係る窒化ガリウム膜を説明する。実施例８では、２種類の雰囲気ガス（窒素ガス及びヘリウムガス）中で、窒化ガリウムの電気抵抗を測定した。また、実施例８では、窒化ガリウム膜の雰囲気の温度が２００℃であったときの窒化ガリウム膜の電気抵抗を測定した。

図１９は、実施例８に係る窒化ガリウム膜の電気抵抗の圧力依存性を示すグラフである。横軸は、窒化ガリウム膜に加わる圧力（Ｐａ）を示し、縦軸は、窒化ガリウム膜の電気抵抗（Ω）を示す。

図１９に示すように、曲線Ｂ１は、窒素ガス雰囲気において測定された窒化ガリウム膜の電気抵抗を示す。曲線Ｂ２は、ヘリウムガス雰囲気において測定された窒化ガリウム膜の電気抵抗を示す。

曲線Ｂ１と曲線Ｂ２との比較結果から、ヘリウムガス雰囲気での窒化ガリウム膜による圧力の検知可能レンジＲ１が、窒素ガス雰囲気での窒化ガリウム膜による圧力の検知可能レンジＲ２よりも広くなった。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、または、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。

また、図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明は、ターゲット容器、成膜方法、ターゲット容器製造方法、及び、圧力センサーを提供するものであり、産業上の利用可能性を有する。

１、１Ａ 本体部
３、３Ａ 凹部
１５ 縁面
３１ 第１コーティング層
３２ 第２コーティング層
１００、１００Ａ ターゲット容器
２００ アエロゾルデポジッション装置
４００ 高周波マグネトロンスパッタリング装置
ＴＡ スパッタリングターゲット
ＭＴ 粉体材料

Claims (9)

1. スパッタリングターゲットである粉体材料が配置されることの可能な凹部と、
   前記凹部が形成された本体部と
   を備え、
   前記凹部は、
   凹部本体と、
   前記凹部本体を覆い、前記粉体材料に接触することの可能な第１コーティング層と
   を含み、
   前記凹部本体は、前記第１コーティング層と異なる成分を有し、
   前記第１コーティング層は、前記粉体材料と同じ成分からなるか、前記粉体材料に含まれる固体材料と同じ成分からなるか、前記粉体材料に含まれる固体材料と同じ成分と気体との化合物からなるか、又は、前記粉体材料と同じ成分と気体との化合物からなる、ターゲット容器。
2. 前記本体部は、前記凹部本体の開口縁から前記凹部本体の外方に向かって延びる縁面を有し、
   前記第１コーティング層に連続しており、前記縁面を覆う第２コーティング層をさらに備え、
   前記第２コーティング層は、前記第１コーティング層と同じ成分からなる、請求項１に記載のターゲット容器。
3. 前記粉体材料は、レアメタル又はレアメタル化合物である、請求項１又は請求項２に記載のターゲット容器。
4. スパッタリングターゲットである粉体材料が配置されることの可能な凹部と、
   前記凹部が形成された本体部と
   を備え、
   前記凹部と前記本体部とは、単一の部材の部分を構成しており、
   前記凹部及び前記本体部は、前記粉体材料と同じ成分からなるか、前記粉体材料に含まれる固体材料と同じ成分からなるか、前記粉体材料に含まれる固体材料と同じ成分と気体との化合物からなるか、又は、前記粉体材料と同じ成分と気体との化合物からなり、
   前記粉体材料は、レアメタル又はレアメタル化合物であり、
   前記レアメタルは、チタンを含まない、ターゲット容器。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のターゲット容器の前記凹部に前記粉体材料を配置する工程と、
   スパッタリングにより、前記粉体材料によって基板の表面に膜を形成する工程と
   を含む、成膜方法。
6. スパッタリングターゲットである粉体材料が配置されることの可能なターゲット容器を製造するターゲット容器製造方法であって、
   凹所を有する容器を用意する工程と、
   エアロゾルデポジッション法によって、所定材料を用いて、前記凹所にコーティング層を形成する工程と
   を含み、
   前記所定材料は、前記粉体材料と同じ成分からなるか、前記粉体材料に含まれる固体材料と同じ成分からなるか、前記粉体材料に含まれる固体材料と同じ成分と気体との化合物からなるか、又は、前記粉体材料と同じ成分と気体との化合物からなる、ターゲット容器製造方法。
7. スパッタガスの圧力と、前記スパッタガスの組成と、成膜対象である窒化ガリウム膜が形成される基板の温度とを決定して、前記窒化ガリウム膜に生成する窒素欠損の程度を決定する工程と、
   スパッタリングターゲットである窒化ガリウムの粉体又はガリウムの粉体をターゲット容器に配置する工程と、
   前記窒素欠損の程度を決定する前記工程で決定された前記スパッタガスの圧力と前記スパッタガスの組成と前記基板の温度とに基づいてスパッタリングを実行して、前記粉体によって、前記窒化ガリウム膜を前記基板の表面に形成する工程と
   を含む、成膜方法。
8. 窒化ガリウム膜を備え、
   前記窒化ガリウム膜の電気抵抗は、前記窒化ガリウム膜に加わる圧力に応じて変化する、圧力センサー。
9. 前記圧力に応じた前記窒化ガリウム膜の前記電気抵抗の変化は、前記窒化ガリウム膜に前記圧力を加える気体の種類に応じて異なる、請求項８に記載の圧力センサー。

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