系单晶的培养方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及β - Ga2O3系单晶的培养方法。
【背景技术】
[0002] 以往已知利用导模法（EFG法）使Ga2O3单晶生长的方法（例如参照专利文献1)。 根据专利文献1所记载的方法，一边使Ga 2O3单晶从与晶种接触的部分向下方缓慢地扩展宽 度，即一边扩肩一边使Ga2O 3单晶生长，由此能得到宽度比晶种大的板状的晶体。
[0003] 现有抟术f献
[0004] 专利f献
[0005] 专利文献1 :特开2006 - 312571号公报
【发明内容】
[0006] 发明要解决的问题
[0007] 但是，在专利文献1所公开的方法中，存在在扩肩的工序中Ga2O3单晶容易双晶化 的问题。另外，在为了省略扩肩工序而使用宽度较宽的板状的晶种的情况下，很可能发生生 长的Ga 2O3晶体的一部分多晶化、晶体品质下降等。
[0008] 因此，本发明的目的在于提供能得到晶体品质高的板状的β - Ga2O3系单晶的 β - Ga2O3系单晶的培养方法。
[0009] 用于解决问题的方案
[0010] 为了达到上述目的，本发明的一方式提供[1]~[4]的β - Ga2O3系单晶的培养 方法。
[0011] [ 1 ] -种β - Ga2O3系单晶的培养方法，使用导模法，所述β - Ga 203系单晶的培 养方法包含：使板状的晶种与Ga2O 3系熔体接触的工序和提拉所述晶种使β - Ga2O3系单 晶生长的工序，所述板状的晶种由全部区域的缺陷密度为5X10 5/cm2以下的β -Ga2O3系 单晶构成。
[0012] [2]在所述[1]记载的β - Ga2O3系单晶的培养方法中，将所述晶种向b轴方向 提拉，不进行宽度方向的扩肩来使所述β - Ga2O3系单晶生长。
[0013] [3]在所述[1]或[2]记载的β - Ga2O3系单晶的培养方法中，所述β - Ga2O3系 单晶是以（101)面或者（一 201)面为主面的板状的单晶。
[0014] [4]在所述[1]或[2]记载的β - Ga2O3系单晶的培养方法中，所述晶种的宽度 为模具的狭缝的开口部的长度方向的宽度以上，所述模具使坩埚内的所述Ga2O3系熔体上 升到与所述晶种接触的位置。
[0015] 发明效果
[0016] 根据本发明，能提供如下β - Ga2O3系单晶的培养方法：能得到晶体品质高的板状 的β - Ga2O3系单晶。
【附图说明】
[0017] 图1是实施方式的EFG晶体制造装置的局部垂直截面图。
[0018] 图2是表示β - Ga2O3系单晶的生长中的情况的立体图。
[0019] 图3是表示晶种的缺陷密度和β - Ga2O3系单晶的多晶化成品率的关系的坐标 图。
[0020] 图4是表示晶种的缺陷密度和β - Ga2O3系单晶的缺陷密度的关系的坐标图。
【具体实施方式】
[0021] 〔实施方式〕
[0022] 图1是本实施方式的EFG晶体制造装置的局部垂直截面图。该EFG晶体制造装置 10具有：坩埚13,其容纳Ga 2O3系熔体12 ;模具14,其设置在该坩埚13内，具有狭缝14Α ; 盖15,其将除狭缝14Α的开口部14Β之外的坩埚13的上表面封闭；晶种保持器21，其保持 β - Ga2O3系晶种（以下称为"晶种"）20 ;以及轴22,其以能升降的方式支撑晶种保持器 21〇
[0023] 坩埚13收纳使β - Ga2O3系粉末溶解而得到的Ga 203系熔体12。坩埚13由能收 纳Ga2O3系熔体12的具有耐热性的铱等金属材料构成。
[0024] 模具14具有用于使Ga2O3系熔体12利用毛细管现象上升的狭缝14A。
[0025] 盖15防止高温的Ga2O3系熔体12从坩埚13蒸发，而且防止Ga 203系熔体12的蒸 气附着于狭缝14A的上表面以外的部分。
[0026] 使晶种20下降，使其与利用毛细管现象在模具14的狭缝14A内上升到开口部14B 的Ga2O3系熔体12接触，提拉与Ga2O3系熔体12接触的晶种20,由此使平板状的β - Ga2O3 系单晶25生长。β - Ga2O3系单晶25的晶向与晶种20的晶向相同，为了控制β - Ga2O3 系单晶25的晶向，例如可调整晶种20的底面的面方位和水平面内的角度。
[0027] 图2是表示β - Ga2O3系单晶的生长中的情况的立体图。图2中的面26是与狭 缝14Α的狭缝方向平行的β - Ga2O3系单晶25的主面。在切出生长的β - Ga2O3系单晶 25并形成β - Ga2O3系基板的情况下，使β - Ga2O3系单晶25的面26的面方位与β - Ga2O3系基板的期望的主面的面方位一致。例如，在形成以（101)面为主面的β - Ga2O3系 基板的情况下，将面26的面方位设为（101)。
[0028] β - Ga2O3系单晶25和晶种20是β - Ga2O3单晶或者添加有Cu、Ag、Zn、Cd、Al、 In、Si、Ge、Sn等元素的β -Ga2O3单晶。β -Ga2O3晶体具有属于单斜晶系的β-gallia 结构，其典型的晶格常数为 a。= 12.23/^、b〇=3.04A、c〇=5.8〇A、α = γ = 90。、β = 103. 8。。
[0029] 构成晶种20的β - Ga2O3系单晶的全部区域的缺陷密度为5Χ 10 5/cm2以下。通 过满足该条件，在晶种20是宽度较大的板状的晶体的情况下也能抑制生长的Ga 2O3晶体的 一部分多晶化以及晶体品质下降。
[0030] 晶种20是例如通过对培养的多个β - Ga2O3系单晶进行缺陷密度的评价，选出全 部区域的缺陷密度为5Χ IOVcm2以下的单晶而得到。以下示出该缺陷密度的评价方法的一 例。
[0031] 首先，将β - Ga2O3系单晶的一部分相对于培养方向垂直地切断，切出薄板状的 单晶。接着，对薄板状的单晶的与培养方向垂直的面进行镜面研磨，用热磷酸等进行化学蚀 亥|J。此时，在缺陷部分蚀刻速度增大，因此产生凹坑（蚀刻坑：etch pit)。计算该蚀刻坑的 每单位面积的数量，由此调查缺陷密度。此外，缺陷在β - Ga2O3系单晶的培养方向传播， 因此通过调查1片薄板状的单晶的缺陷密度，就能调查β - Ga2O3系单晶的整体缺陷密度。
[0032] 另外，通过使用宽度较宽的板状的晶种20,如图2所示，不进行扩肩就能得到宽度 较宽的板状的β - Ga2O3系单晶25。因此，能避免伴随单晶的扩肩产生的问题、例如宽度 方向w的扩肩时晶体的双晶化等。
[0033] 具体地，在将板状的β - Ga2O3系单晶25向b轴方向提拉进行培养的情况下，进 行宽度方向w的扩肩，由此有可能β - Ga2O3系单晶25双晶化。根据本实施方式，能不进 行宽度方向w的扩肩而不使其双晶化，例如，