n型GaN结晶、GaN晶片以及GaN结晶、GaN晶片和氮化物半导体器件的制造方法与流程

本发明主要涉及n型gan结晶、gan晶片、以及gan结晶、gan晶片和氮化物半导体器件的制造方法。

背景技术：

1、gan(氮化镓)是iii-v族化合物半导体的一种，其具备属于六方晶系的纤锌矿型的晶体结构。

2、块状gan结晶的代表性生长方法具有hvpe(氢化物气相外延生长，hydride vaporphase epitaxy)、高压溶液生长法、氨热法和na助熔剂法(非专利文献1)。hvpe与其他方法相比，gan结晶的生长速率显著增高，目前市售的gan晶片几乎全部利用hvpe进行生长。

3、有报告指出，在利用氨热法生长的直径1英寸的c面gan晶种晶片上利用hvpe使gan结晶生长，由该gan结晶切出直径18mm的c面gan晶片(非专利文献2)。

4、有报告指出，在利用氨热法生长的c面gan晶种晶片上利用hvpe使gan结晶生长，进一步在由该hvpe生长的gan结晶切出的c面晶种晶片上利用hvpe使掺杂有si(硅)的gan结晶生长(非专利文献3)。该si掺杂gan结晶的(002)xrd摇摆曲线fwhm据称为32arcsec。

5、有报告指出，在利用氨热法生长的c面gan晶种晶片上利用hvpe使掺杂有ge(锗)的gan结晶生长(非专利文献4)。该ge掺杂gan结晶的(002)xrd摇摆曲线fwhm据称为67arcsec。

6、有报告指出，在利用酸性氨热法生长的m面gan晶种晶片上利用hvpe使5.6mm厚的gan结晶生长，由该hvpe生长的gan结晶切出直径2英寸的m面gan晶片(非专利文献5)。在该2英寸hvpe晶片的中央得到了13arcsec这样的(200)xrd摇摆曲线fwhm。

7、已知有下述导电性c面gan晶片：其由将nh4f(氟化铵)和nh4i(碘化铵)用于矿化剂并利用酸性氨热法生长的gan结晶构成，(004)xrd摇摆曲线fwhm为约10arcsec(专利文献1)。

8、上述所说的xrd为x射线衍射(x-ray diffraction)，fwhm为半峰全宽(full widthat half maximum)。

9、现有技术文献

10、专利文献

11、专利文献1：wo2018/030311a1

12、非专利文献

13、非专利文献1：h.amano,japanese journal of applied physics 52(2013)050001

14、非专利文献2：j.z.domagala,et al.,journal of crystal growth 456(2016)80

15、非专利文献3：m.iwinska,et al.,journal of crystal growth 456(2016)91

16、非专利文献4：m.iwinska,et al.,journal of crystal growth 480(2017)102

17、非专利文献5：y.tsukada,et al.,japanese journal of applied physics 55(2016)05fc01

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、本发明人考虑到，若能够利用量产性优异的hvpe生长出具有与利用氨热法生长的gan结晶相匹敌的20arcsec以下的(004)xrd摇摆曲线fwhm的gan结晶，则能够有助于将c面gan晶片用于基板而生产出的氮化物半导体器件的开发促进和低成本化。

3、用于解决课题的手段

4、本发明的一方面涉及n型gan结晶，另一方面涉及gan晶片，又一方面涉及gan晶片的制造方法，又一方面涉及外延晶片的制造方法，又一方面涉及外延晶片，又一方面涉及氮化物半导体器件的制造方法，又一方面涉及块状gan结晶的制造方法。

5、本发明的实施方式包含下述[a1]～[a26]，但并不限于这些。

6、[a1]一种n型gan结晶，其特征在于，以最高浓度含有的供体杂质为ge，具有小于0.03ω·cm的室温电阻率，并且(004)xrd摇摆曲线fwhm小于20arcsec、小于18arcsec、小于16arcsec、小于14arcsec或小于12arcsec。

7、[a2]如上述[a1]中所述的n型gan结晶，其中，该结晶具有朝向相互相反方向的2个主面，该2个主面的面积分别为3cm2以上，该2个主面中的一个为ga极性且相对于(0001)结晶面的倾斜为0度以上10度以下。

8、[a3]如上述[a2]中所述的n型gan结晶，其具有20mm以上、45mm以上、95mm以上或145mm以上的直径。

9、[a4]一种n型gan结晶，其具有朝向相互相反方向的2个主面，该2个主面中的一个为ga极性且相对于(0001)结晶面的倾斜为0度以上10度以下，其特征在于，以最高浓度含有的供体杂质为ge，具有小于0.03ω·cm的室温电阻率，并且在该一个主面上沿着至少1条线在40mm的长度上每隔1mm测定(004)xrd摇摆曲线时，全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的最大值为20arcsec以下。

10、[a5]如上述[a4]中所述的n型gan结晶，其中，上述全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的平均值为18arcsec以下、16arcsec以下、14arcsec以下、12arcsec以下或10arcsec以下。

11、[a6]一种n型gan结晶，其具有朝向相互相反方向的2个主面，该2个主面中的一个为ga极性且相对于(0001)结晶面的倾斜为0度以上10度以下，其特征在于，以最高浓度含有的供体杂质为ge，具有小于0.03ω·cm的室温电阻率，并且在该一个主面上分别沿着至少2条相互垂直的线在40mm的长度上每隔1mm测定(004)xrd摇摆曲线时，各线上的全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的最大值为20arcsec以下。

12、[a7]如上述[a6]中所述的n型gan结晶，其中，上述各线上的全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的平均值为18arcsec以下、16arcsec以下、14arcsec以下、12arcsec以下或10arcsec以下。

13、[a8]如上述[a2]～[a7]中任一项所述的n型gan结晶，其具有小于0.02ω·cm、小于0.015ω·cm或小于0.010ω·cm的室温电阻率。

14、[a9]如上述[a2]～[a7]中任一项所述的n型gan结晶，其载流子浓度为1×1018cm-3以上、2×1018cm-3以上、3×1018cm-3以上或4×1018cm-3以上。

15、[a10]如上述[a2]～[a9]中任一项所述的n型gan结晶，其中，关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

16、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

17、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

18、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

19、[a11]如上述[a10]中所述的n型gan结晶，其中，满足关于杂质浓度的上述条件(a)～(c)中的全部条件。

20、[a12]如上述[a2]～[a11]中任一项所述的n型gan结晶，其中，o浓度为3×1016atoms/cm3以下、2×1016atoms/cm3以下或1×1016atoms/cm3以下。

21、[a13]如上述[a2]～[a12]中任一项所述的n型gan结晶，其中，ge浓度为1×1018atoms/cm3以上、并且si浓度为4×1017atoms/cm3以上。

22、[a14]如上述[a2]～[a13]中任一项所述的n型gan结晶，其中，除ge、si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

23、[a15]如上述[a2]～[a14]中任一项所述的n型gan结晶，其为利用hvpe生长的gan结晶。

24、[a16]一种gan晶片，其由上述[a2]～[a15]中任一项所述的n型gan结晶构成。

25、[a17]一种gan晶片，其在ga极性侧设有由上述[a2]～[a15]中任一项所述的n型gan结晶构成的第一区域，在n极性侧设有载流子浓度低于该n型gan结晶的第二区域。

26、[a18]如上述[a17]中所述的gan晶片，其中，上述第一区域的厚度为5μm以上250μm以下。

27、[a19]如上述[a17]或[a18]中所述的gan晶片，其中，上述第二区域中，关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

28、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

29、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

30、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

31、[a20]如上述[a19]中所述的gan晶片，其中，上述第二区域满足关于杂质浓度的上述条件(a)～(c)中的全部条件。

32、[a21]如上述[a17]～[a20]中任一项所述的gan晶片，其中，上述第二区域中的o浓度为3×1016atoms/cm3以下、2×1016atoms/cm3以下或1×1016atoms/cm3以下。

33、[a22]如上述[a17]～[a21]中任一项所述的gan晶片，其中，上述第二区域中的除si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

34、[a23]如上述[a17]～[a22]中任一项所述的gan晶片，其中，在上述第一区域与上述第二区域之间具有再生长界面。

35、[a24]一种外延晶片的制造方法，其包含准备上述[a16]～[a23]中任一项所述的gan晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的gan晶片上外延生长的步骤。

36、[a25]一种外延晶片，其含有上述[a16]～[a23]中任一项所述的gan晶片、以及外延生长在该gan晶片上的一个以上的氮化物半导体层。

37、[a26]一种氮化物半导体器件的制造方法，其包含：准备上述[a16]～[a23]中任一项所述的gan晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的gan晶片上外延生长的步骤。

38、本发明的实施方式进一步包含下述[b1]～[b29]。

39、[b1]一种n型gan结晶，其具有小于0.03ω·cm的室温电阻率，(004)xrd摇摆曲线fwhm小于20arcsec，关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

40、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

41、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

42、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

43、[b2]如上述[b1]中所述的n型gan结晶，其中，该结晶具有朝向相互相反方向的2个主面，该2个主面的面积分别为3cm2以上，该2个主面中的一个为ga极性且相对于(0001)结晶面的倾斜为0度以上10度以下。

44、[b3]如上述[b2]中所述的n型gan结晶，其具有20mm以上、45mm以上、95mm以上或145mm以上的直径。

45、[b4]一种n型gan结晶，其具有朝向相互相反方向的2个主面，该2个主面中的一个为ga极性且相对于(0001)结晶面的倾斜为0度以上10度以下，其特征在于，其具有小于0.03ω·cm的室温电阻率，在该一个主面上沿着至少1条线在40mm的长度上每隔1mm测定(004)xrd摇摆曲线时，全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的最大值为20arcsec以下，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

46、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

47、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

48、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

49、[b5]如上述[b4]中所述的n型gan结晶，其中，上述全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的平均值为18arcsec以下、16arcsec以下、14arcsec以下或12arcsec以下。

50、[b6]一种n型gan结晶，具有朝向相互相反方向的2个主面，该2个主面中的一个为ga极性且相对于(0001)结晶面的倾斜为0度以上10度以下，其特征在于，其具有小于0.03ω·cm的室温电阻率，在该一个主面上分别沿着至少2条相互垂直的线在40mm的长度上每隔1mm测定(004)xrd摇摆曲线时，各线上的全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的最大值为20arcsec以下，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

51、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

52、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

53、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

54、[b7]如上述[b6]中所述的n型gan结晶，其中，上述各线上的全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的平均值为18arcsec以下、16arcsec以下、14arcsec以下或12arcsec以下。

55、[b8]如上述[b2]～[b7]中任一项所述的n型gan结晶，其具有小于0.02ω·cm、小于0.015ω·cm或小于0.010ω·cm的室温电阻率。

56、[b9]如上述[b2]～[b7]中任一项所述的n型gan结晶，其中，载流子浓度为1×1018cm-3以上或2×1018cm-3以上。

57、[b10]如上述[b2]～[b9]中任一项所述的n型gan结晶，其中，关于杂质浓度，满足上述条件(a)～(c)中的全部条件。

58、[b11]如上述[b2]～[b10]中任一项所述的n型gan结晶，其中，o浓度为3×1016atoms/cm3以下、2×1016atoms/cm3以下或1×1016atoms/cm3以下。

59、[b12]如上述[b2]～[b11]中任一项所述的n型gan结晶，其中，以最高浓度含有的供体杂质为si。

60、[b13]如上述[b12]中所述的n型gan结晶，其中，除si以外的供体杂质的总浓度为si浓度的10％以下、5％以下或1％以下。

61、[b14]如上述[b13]中所述的n型gan结晶，其中，载流子浓度为si浓度的90％以上。

62、[b15]如上述[b2]～[b14]中任一项所述的n型gan结晶，其中，除si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

63、[b16]如上述[b2]～[b12]中任一项所述的n型gan结晶，其中，ge浓度为1×1018atoms/cm3以上、并且si浓度为4×1017atoms/cm3以上。

64、[b17]如上述[b16]中所述的n型gan结晶，其中，除ge、si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

65、[b18]如上述[b2]～[b17]中任一项所述的n型gan结晶，其为利用hvpe生长的gan结晶。

66、[b19]一种gan晶片，其由上述[b2]～[b18]中任一项所述的n型gan结晶构成。

67、[b20]一种gan晶片，其在ga极性侧设有由上述[b2]～[b18]中任一项所述的n型gan结晶构成的第一区域，在n极性侧设有载流子浓度低于该n型gan结晶的第二区域。

68、[b21]如上述[b20]中所述的gan晶片，其中，上述第一区域的厚度为5μm以上250μm以下。

69、[b22]如上述[b20]或[b21]中所述的gan晶片，其中，上述第二区域中，关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

70、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

71、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

72、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

73、[b23]如上述[b22]中所述的gan晶片，其中，上述第二区域满足关于杂质浓度的上述条件(a)～(c)中的全部条件。

74、[b24]如上述[b20]～[b23]中任一项所述的gan晶片，其中，上述第二区域中的o浓度为3×1016atoms/cm3以下、2×1016atoms/cm3以下或1×1016atoms/cm3以下。

75、[b25]如上述[b20]～[b24]中任一项所述的gan晶片，其中，上述第二区域中的除si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

76、[b26]如上述[b20]～[b25]中任一项所述的gan晶片，其中，在上述第一区域与上述第二区域之间具有再生长界面。

77、[b27]一种外延晶片的制造方法，其包含：准备上述[b19]～[b26]中任一项所述的gan晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的gan晶片上外延生长的步骤。

78、[b28]一种外延晶片，其含有上述[b19]～[b26]中任一项所述的gan晶片、以及外延生长在该gan晶片上的一个以上的氮化物半导体层。

79、[b29]一种氮化物半导体器件的制造方法，其包含：准备上述[b19]～[b26]中任一项所述的gan晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的gan晶片上外延生长的步骤。

80、本发明的实施方式进一步包含下述[c1]～[c44]。

81、[c1]一种n型gan结晶，其具有朝向相互相反方向的2个主面，该2个主面中的一个为ga极性且相对于(0001)结晶面的倾斜为0度以上10度以下，其特征在于，其具有45mm以上的直径，(004)xrd摇摆曲线fwhm小于20arcsec、小于18arcsec、小于16arcsec、小于14arcsec或小于12arcsec，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

82、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

83、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

84、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

85、[c2]如上述[c1]中所述的n型gan结晶，其具有95mm以上或145mm以上的直径。

86、[c3]一种n型gan结晶，其具有朝向相互相反方向的2个主面，该2个主面中的一个为ga极性且相对于(0001)结晶面的倾斜为0度以上10度以下，其特征在于，在该一个主面上沿着至少1条线在40mm的长度上每隔1mm测定(004)xrd摇摆曲线时，全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的最大值为20arcsec以下，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

87、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

88、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

89、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

90、[c4]如上述[c3]中所述的n型gan结晶，其中，上述全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的平均值为18arcsec以下、16arcsec以下、14arcsec以下、12arcsec以下或10arcsec以下。

91、[c5]一种n型gan结晶，其具有朝向相互相反方向的2个主面，该2个主面中的一个为ga极性且相对于(0001)结晶面的倾斜为0度以上10度以下，其特征在于，在该一个主面上分别沿着至少2条相互垂直的线在40mm的长度上每隔1mm测定(004)xrd摇摆曲线时，各线上的全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的最大值为20arcsec以下，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

92、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

93、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

94、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

95、[c6]如上述[c5]中所述的n型gan结晶，其中，上述各线上的全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的平均值为18arcsec以下、16arcsec以下、14arcsec以下、12arcsec以下或10arcsec以下。

96、[c7]如上述[c1]～[c6]中任一项所述的n型gan结晶，其中，关于杂质浓度，满足上述条件(a)～(c)中的全部条件。

97、[c8]如上述[c1]～[c7]中任一项所述的n型gan结晶，其中，si浓度为5×1017atoms/cm3以下。

98、[c9]如上述[c1]～[c8]中任一项所述的n型gan结晶，其中，除si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

99、[c10]如上述[c1]～[c9]中任一项所述的n型gan结晶，其中，o浓度为3×1016atoms/cm3以下、2×1016atoms/cm3以下或1×1016atoms/cm3以下。

100、[c11]如上述[c1]～[c10]中任一项所述的n型gan结晶，其具有小于5×1017cm-3的载流子浓度以及0.04ω·cm以上的室温电阻率中的至少一者。

101、[c12]如上述[c1]～[c11]中任一项所述的n型gan结晶，其为利用hvpe生长的gan结晶。

102、[c13]一种gan晶片，其由上述[c1]～[c12]中任一项所述的n型gan结晶构成。

103、[c14]一种双层gan晶片，其具有：由上述[c1]～[c12]中任一项所述的n型gan结晶构成的背层、以及隔着再生长界面形成在该n型gan结晶的ga极性侧的主面上的由gan构成的最小厚度20μm以上的表层，该表层中的至少距上表面的距离为5μm以内的部分包含在高载流子浓度区域中，该高载流子浓度区域是载流子浓度的下限为1×1018cm-3以上的区域。

104、[c15]如上述[c14]中所述的双层gan晶片，其中，上述表层中的至少距上表面20μm以内的部分包含在上述高载流子浓度区域中。

105、[c16]如上述[c14]或[c15]中所述的双层gan晶片，其中，上述高载流子浓度区域是载流子浓度的下限为2×1018cm-3以上、3×1018cm-3以上或4×1018cm-3以上的区域。

106、[c17]如上述[c14]～[c16]中任一项所述的双层gan晶片，其中，上述表层中，关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

107、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

108、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

109、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

110、[c18]如上述[c17]中所述的双层gan晶片，其中，上述表层满足关于杂质浓度的上述条件(a)～(c)中的全部条件。

111、[c19]如上述[c14]～[c18]中任一项所述的双层gan晶片，其中，上述表层中的o浓度为3×1016atoms/cm3以下、2×1016atoms/cm3以下或1×1016atoms/cm3以下。

112、[c20]如上述[c14]～[c19]中任一项所述的双层gan晶片，其中，上述高载流子浓度区域掺杂有si。

113、[c21]如上述[c20]所述的双层gan晶片，其中，上述表层中的除si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

114、[c22]如上述[c14]～[c20]中任一项所述的双层gan晶片，其中，上述高载流子浓度区域掺杂有ge。

115、[c23]如上述[c22]中所述的双层gan晶片，其中，上述表层中的除ge、si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

116、[c24]如上述[c14]～[c23]中任一项所述的双层gan晶片，其中，上述高载流子浓度区域中，沿着c轴方向的载流子浓度或供体杂质的总浓度的波动相对于中央值为±25％以内、±20％以内、±15％以内或±10％以内。

117、[c25]一种双层gan晶片，其具有：由上述[c1]～[c12]中任一项所述的n型gan结晶构成的背层、以及隔着再生长界面形成在该n型gan结晶的ga极性侧的主面上的由gan构成的最小厚度为20μm以上的表层，该表层中的至少距上表面的距离为5μm以内的部分包含在载流子补偿区域中，该载流子补偿区域是补偿杂质的总浓度的下限为1×1017atoms/cm3以上的区域。

118、[c26]如上述[c25]中所述的双层gan晶片，其中，上述表层中的至少距上表面20μm以内的部分包含在上述载流子补偿区域中。

119、[c27]如上述[c25]或[c26]中所述的双层gan晶片，其中，上述载流子补偿区域是补偿杂质的总浓度的下限为2×1017atoms/cm3以上、5×1017atoms/cm3以上、1×1018atoms/cm3以上、2×1018atoms/cm3以上或5×1018atoms/cm3以上的区域。

120、[c28]如上述[c25]～[c27]中任一项所述的双层gan晶片，其中，上述表层中，关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

121、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

122、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

123、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

124、[c29]如上述[c25]～[c28]中任一项所述的双层gan晶片，其中，在上述载流子补偿区域，沿着c轴方向的补偿杂质的总浓度的波动相对于中央值为±25％以内、±20％以内、±15％以内或±10％以内。

125、[c30]如上述[c14]～[c29]中任一项所述的双层gan晶片，其中，该双层gan晶片的厚度大于300μm，上述表层的最大厚度为300μm以下、250μm以下或200μm以下。

126、[c31]如上述[c14]～[c30]中任一项所述的双层gan晶片，其中，上述表层的最小厚度为50μm以上、75μm以上或100μm以上。

127、[c32]如上述[c14]～[c31]中任一项所述的双层gan晶片，其中，上述表层的最大厚度与最小厚度之差为200μm以下、100μm以下、50μm以下、25μm以下或10μm以下。

128、[c33]一种外延晶片的制造方法，其包含：准备上述[c13]～[c32]中任一项所述的晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的晶片上外延生长的步骤。

129、[c34]一种外延晶片，其含有上述[c13]～[c32]中任一项所述的晶片、以及外延生长在该gan晶片上的一个以上的氮化物半导体层。

130、[c35]一种氮化物半导体器件的制造方法，其包含：准备上述[c13]～[c32]中任一项所述的晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的晶片上外延生长的步骤。

131、[c36]一种双层gan晶片的制造方法，其具有：准备上述[c13]中所述的gan晶片的步骤、以及使厚度20μm以上的gan层在该准备出的gan晶片的ga极性侧的主面上外延生长的步骤，在该gan层设有高载流子浓度区域或载流子补偿区域，该高载流子浓度区域是载流子浓度的下限为1×1018cm-3以上的区域，该载流子补偿区域是补偿杂质的总浓度的下限为2×1017atoms/cm3以上的区域。

132、[c37]如上述[c36]中所述的制造方法，其中，在上述外延生长的步骤中，使上述gan层利用hvpe生长。

133、[c38]如上述[c36]或[c37]中所述的制造方法，其中，上述gan层的厚度为500μm以下。

134、[c39]如上述[c36]～[c38]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述高载流子浓度区域，上述高载流子浓度区域是载流子浓度的下限为2×1018cm-3以上、3×1018cm-3以上或4×1018cm-3以上的区域。

135、[c40]如上述[c36]～[c39]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述高载流子浓度区域，上述高载流子浓度区域掺杂有ge。

136、[c41]如上述[c36]～[c40]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述高载流子浓度区域，上述高载流子浓度区域故意掺杂有si。

137、[c42]如上述[c36]～[c38]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述载流子补偿区域，上述载流子补偿区域是补偿杂质的总浓度的下限为5×1017atoms/cm3以上、1×1018atoms/cm3以上、2×1018atoms/cm3以上或5×1018atoms/cm3以上的区域。

138、[c43]如上述[c36]～[c42]中任一项所述的制造方法，其进一步具有使上述外延生长的步骤中得到的层积体变薄的步骤。

139、[c44]一种块状gan结晶的制造方法，其具有准备上述[c13]中所述的gan晶片的步骤、以及使gan在该准备出的gan晶片上外延生长的步骤。

140、本发明的实施方式进一步包含下述[d1]～[d19]。

141、[d1]一种c面gan晶片，其特征在于，以最高浓度含有的供体杂质为ge，导电型为n型且具有小于0.03ω·cm的室温电阻率，并且(004)xrd摇摆曲线fwhm小于20arcsec、小于18arcsec、小于16arcsec、小于14arcsec或小于12arcsec。

142、[d2]如上述[d1]中所述的c面gan晶片，其具备面积3cm2以上的主面。

143、[d3]如上述[d1]中所述的c面gan晶片，其具有20mm以上、45mm以上、95mm以上或145mm以上的直径。

144、[d4]一种c面gan晶片，其特征在于，以最高浓度含有的供体杂质为ge，导电型为n型且具有小于0.03ω·cm的室温电阻率，并且在一个主面上沿着至少1条线在40mm的长度上每隔1mm测定(004)xrd摇摆曲线时，全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的最大值为20arcsec以下。

145、[d5]如上述[d4]中所述的c面gan晶片，其中，上述全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的平均值为18arcsec以下、16arcsec以下、14arcsec以下、12arcsec以下或10arcsec以下。

146、[d6]一种c面gan晶片，其特征在于，以最高浓度含有的供体杂质为ge，导电型为n型且具有小于0.03ω·cm的室温电阻率，并且在一个主面上分别沿着至少2条相互垂直的线在40mm的长度上每隔1mm测定(004)xrd摇摆曲线时，各线上的全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的最大值为20arcsec以下。

147、[d7]如上述[d6]中所述的c面gan晶片，其中，上述各线上的全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的平均值为18arcsec以下、16arcsec以下、14arcsec以下、12arcsec以下或10arcsec以下。

148、[d8]如上述[d1]～[d7]中任一项所述的c面gan晶片，其中，穿过正面的中心的沿着x方向延伸的线上的偏切角的x方向分量的波动幅度和穿过正面的中心的沿着与该x方向垂直的y方向延伸的线上的偏切角的y方向分量的波动幅度在长度40mm的区间内分别为0.15度以下、0.1度以下、或0.08度以下。

149、[d9]如上述[d1]～[d8]中任一项所述的c面gan晶片，其具有小于0.02ω·cm、小于0.015ω·cm或小于0.010ω·cm的室温电阻率。

150、[d10]如上述[d1]～[d8]中任一项所述的c面gan晶片，其中，载流子浓度为1×1018cm-3以上、2×1018cm-3以上、3×1018cm-3以上或4×1018cm-3以上。

151、[d11]如上述[d1]～[d10]中任一项所述的c面gan晶片，其中，关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

152、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

153、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

154、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

155、[d12]如上述[d11]中所述的c面gan晶片，其满足关于杂质浓度的上述条件(a)～(c)中的全部条件。

156、[d13]如上述[d1]～[d12]中任一项所述的c面gan晶片，其中，o浓度为3×1016atoms/cm3以下、2×1016atoms/cm3以下或1×1016atoms/cm3以下。

157、[d14]如上述[d1]～[d13]中任一项所述的c面gan晶片，其中，ge浓度为1×1018atoms/cm3以上、并且si浓度为4×1017atoms/cm3以上。

158、[d15]如上述[d1]～[d14]中任一项所述的c面gan晶片，其中，除ge、si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

159、[d16]如上述[d1]～[d15]中任一项所述的c面gan晶片，其由利用hvpe生长的gan结晶构成。

160、[d17]一种外延晶片的制造方法，其包含：准备上述[d1]～[d16]中任一项所述的c面gan晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的c面gan晶片上外延生长的步骤。

161、[d18]一种外延晶片，其含有上述[d1]～[d16]中任一项所述的gan晶片、以及外延生长在该gan晶片上的一个以上的氮化物半导体层。

162、[d19]一种氮化物半导体器件的制造方法，其包含：准备上述[d1]～[d16]中任一项所述的gan晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的gan晶片上外延生长的步骤。

163、本发明的实施方式进一步包含下述[e1]～[e20]。

164、[e1]一种c面gan晶片，其特征在于，导电型为n型且具有小于0.03ω·cm的室温电阻率，(004)xrd摇摆曲线fwhm小于20arcsec，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

165、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

166、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

167、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

168、[e2]如上述[e1]中所述的c面gan晶片，其具备面积为3cm2以上的主面。

169、[e3]如上述[e1]中所述的c面gan晶片，其具有20mm以上、45mm以上、95mm以上或145mm以上的直径。

170、[e4]一种c面gan晶片，其特征在于，导电型为n型且具有小于0.03ω·cm的室温电阻率，在一个主面上沿着至少1条线在40mm的长度上每隔1mm测定(004)xrd摇摆曲线时，全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的最大值为20arcsec以下，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

171、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

172、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

173、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

174、[e5]如上述[e4]中所述的c面gan晶片，其中，上述全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的平均值为18arcsec以下、16arcsec以下、14arcsec以下或12arcsec以下。

175、[e6]一种c面gan晶片，其特征在于，导电型为n型且具有小于0.03ω·cm的室温电阻率，在一个主面上分别沿着至少2条相互垂直的线在40mm的长度上每隔1mm测定(004)xrd摇摆曲线时，各线上的全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的最大值为20arcsec以下，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

176、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

177、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

178、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

179、[e7]如上述[e6]中所述的c面gan晶片，其中，上述各线上的全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的平均值为18arcsec以下、16arcsec以下、14arcsec以下或12arcsec以下。

180、[e8]如上述[e1]～[e7]中任一项所述的c面gan晶片，其中，穿过正面的中心的沿着x方向延伸的线上的偏切角的x方向分量的波动幅度和穿过正面的中心的沿着与该x方向垂直的y方向延伸的线上的偏切角的y方向分量的波动幅度在长度40mm的区间内分别为0.15度以下、0.1度以下、或0.08度以下。

181、[e9]如上述[e1]～[e8]中任一项所述的c面gan晶片，其具有小于0.02ω·cm、小于0.015ω·cm或小于0.010ω·cm的室温电阻率。

182、[e10]如上述[e1]～[e8]中任一项所述的c面gan晶片，其中，载流子浓度为1×1018cm-3以上或2×1018cm-3以上。

183、[e11]如上述[e1]～[e10]中任一项所述的c面gan晶片，其中，关于杂质浓度，满足上述条件(a)～(c)中的全部条件。

184、[e12]如上述[e1]～[e11]中任一项所述的c面gan晶片，其中，o浓度为3×1016atoms/cm3以下、2×1016atoms/cm3以下或1×1016atoms/cm3以下。

185、[e13]如上述[e1]～[e12]中任一项所述的c面gan晶片，其中，以最高浓度含有的供体杂质为si。

186、[e14]如上述[e13]中所述的c面gan晶片，其中，除si以外的供体杂质的总浓度为si浓度的10％以下、5％以下或1％以下。

187、[e15]如上述[e14]中所述的c面gan晶片，其中，载流子浓度为si浓度的90％以上。

188、[e16]如上述[e1]～[e15]中任一项所述的c面gan晶片，其中，除si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

189、[e17]如上述[e1]～[e16]中任一项所述的c面gan晶片，其由利用hvpe生长的gan结晶构成。

190、[e18]一种外延晶片的制造方法，其包含：准备上述[e1]～[e17]中任一项所述的c面gan晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的gan晶片上外延生长的步骤。

191、[e19]一种外延晶片，其含有上述[e1]～[e17]中任一项所述的c面gan晶片、以及外延生长在该c面gan晶片上的一个以上的氮化物半导体层。

192、[e20]一种氮化物半导体器件的制造方法，其包含：准备上述[e1]～[e17]中任一项所述的c面gan晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的c面gan晶片上外延生长的步骤。

193、本发明的实施方式进一步包含下述[f1]～[f25]。

194、[f1]一种c面gan晶片，其特征在于，导电型为n型，具有45mm以上的直径，(004)xrd摇摆曲线fwhm小于20arcsec、小于18arcsec、小于16arcsec、小于14arcsec或小于12arcsec，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

195、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

196、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

197、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

198、[f2]如上述[f1]中所述的c面gan晶片，其具有95mm以上或145mm以上的直径。

199、[f3]一种c面gan晶片，其特征在于，导电型为n型，在一个主面上沿着至少1条线在40mm的长度上每隔1mm测定(004)xrd摇摆曲线时，全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的最大值为20arcsec以下，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

200、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

201、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

202、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

203、[f4]如上述[f3]中所述的c面gan晶片，其中，上述全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的平均值为18arcsec以下、16arcsec以下、14arcsec以下、12arcsec以下或10arcsec以下。

204、[f5]一种c面gan晶片，其特征在于，导电型为n型，在一个主面上分别沿着至少2条相互垂直的线在40mm的长度上每隔1mm测定(004)xrd摇摆曲线时，各线上的全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的最大值为20arcsec以下，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

205、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

206、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

207、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

208、[f6]如上述[f5]中所述的c面gan晶片，其中，上述各线上的全部测定点间的(004)xrd摇摆曲线fwhm的平均值为18arcsec以下、16arcsec以下、14arcsec以下、12arcsec以下或10arcsec以下。

209、[f7]如上述[f1]～[f6]中任一项所述的c面gan晶片，其中，穿过正面的中心的沿着x方向延伸的线上的偏切角的x方向分量的波动幅度和穿过正面的中心的沿着与该x方向垂直的y方向延伸的线上的偏切角的y方向分量的波动幅度在长度40mm的区间内分别为0.15度以下、0.1度以下、或0.08度以下。

210、[f8]如上述[f1]～[f7]中任一项所述的c面gan晶片，其中，关于杂质浓度，满足上述条件(a)～(c)中的全部条件。

211、[f9]如上述[f1]～[f8]中任一项所述的c面gan晶片，其中，si浓度为5×1017atoms/cm3以下。

212、[f10]如上述[f1]～[f9]中任一项所述的c面gan晶片，其中，除si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

213、[f11]如上述[f1]～[f10]中任一项所述的c面gan晶片，其中，o浓度为3×1016atoms/cm3以下、2×1016atoms/cm3以下或1×1016atoms/cm3以下。

214、[f12]如上述[f1]～[f11]中任一项所述的c面gan晶片，其具有小于5×1017cm-3的载流子浓度以及0.04ω·cm以上的室温电阻率中的至少任一者。

215、[f13]如上述[f1]～[f12]中任一项所述的c面gan晶片，其由利用hvpe生长的gan结晶构成。

216、[f14]一种外延晶片的制造方法，其包含：准备上述[f1]～[f13]中任一项所述的c面gan晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的c面gan晶片上外延生长的步骤。

217、[f15]一种外延晶片，其含有上述[f1]～[f13]中任一项所述的c面gan晶片、以及外延生长在该c面gan晶片上的一个以上的氮化物半导体层。

218、[f16]一种氮化物半导体器件的制造方法，其包含：准备上述[f1]～[f13]中任一项所述的c面gan晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的c面gan晶片上外延生长的步骤。

219、[f17]一种双层gan晶片的制造方法，其具有：准备上述[f1]～[f13]中任一项所述的c面gan晶片的步骤、以及使厚度20μm以上的gan层在该准备出的c面gan晶片的ga极性侧的主面上外延生长的步骤，在该gan层设有高载流子浓度区域或载流子补偿区域，该高载流子浓度区域是载流子浓度的下限为1×1018cm-3以上的区域，该载流子补偿区域是补偿杂质的总浓度的下限为2×1017atoms/cm3以上的区域。

220、[f18]如上述[f17]中所述的制造方法，其中，上述外延生长的步骤中，使上述gan层利用hvpe生长。

221、[f19]如上述[f17]或[f18]中所述的制造方法，其中，上述gan层的厚度为500μm以下。

222、[f20]如上述[f17]～[f19]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述高载流子浓度区域，上述高载流子浓度区域是载流子浓度的下限为2×1018cm-3以上、3×1018cm-3以上或4×1018cm-3以上的区域。

223、[f21]如上述[f17]～[f20]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述高载流子浓度区域，上述高载流子浓度区域掺杂有ge。

224、[f22]如上述[f17]～[f21]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述高载流子浓度区域，上述高载流子浓度区域故意掺杂有si。

225、[f23]如上述[f17]～[f19]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述载流子补偿区域，上述载流子补偿区域是补偿杂质的总浓度的下限为5×1017atoms/cm3以上、1×1018atoms/cm3以上、2×1018atoms/cm3以上或5×1018atoms/cm3以上的区域。

226、[f24]如上述[f17]～[f23]中任一项所述的制造方法，其进一步具有使上述外延生长的步骤中得到的层积体变薄的步骤。

227、[f25]一种块状gan结晶的制造方法，其具有：准备上述[f1]～[f13]中任一项所述的c面gan晶片的步骤、以及使gan在该准备出的c面gan晶片上外延生长的步骤。

228、本发明的实施方式进一步包含下述[g1]～[g29]。

229、[g1]一种c面gan晶片，其特征在于，导电型为n型，一个主面上的位错密度为2×105cm-2以下、1×105cm-2以下或5×104cm-2以下，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

230、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

231、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

232、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

233、[g2]如上述[g1]中所述的c面gan晶片，其中，关于杂质浓度，满足上述条件(a)～(c)中的全部条件。

234、[g3]如上述[g1]或[g2]中所述的c面gan晶片，其中，o浓度为3×1016atoms/cm3以下、2×1016atoms/cm3以下或1×1016atoms/cm3以下。

235、[g4]如上述[g1]～[g3]中任一项所述的c面gan晶片，其中，穿过正面的中心的沿着x方向延伸的线上的偏切角的x方向分量的波动幅度和穿过正面的中心的沿着与该x方向垂直的y方向延伸的线上的偏切角的y方向分量的波动幅度在长度40mm的区间内分别为0.15度以下、0.1度以下或0.08度以下。

236、[g5]如上述[g1]～[g4]中任一项所述的c面gan晶片，其具有小于5×1017cm-3的载流子浓度以及0.04ω·cm以上的室温电阻率中的至少任一者。

237、[g6]如上述[g1]～[g5]中任一项所述的c面gan晶片，其中，si浓度为5×1017atoms/cm3以下。

238、[g7]如上述[g6]所述的c面gan晶片，其中，除si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

239、[g8]如上述[g1]～[g4]中任一项所述的c面gan晶片，其具有小于0.03ω·cm、小于0.02ω·cm、小于0.015ω·cm或小于0.010ω·cm的室温电阻率。

240、[g9]如上述[g1]～[g4]中任一项所述的c面gan晶片，其中，载流子浓度为1×1018cm-3以上、2×1018cm-3以上、3×1018cm-3以上或4×1018cm-3以上。

241、[g10]如上述[g8]或[g9]中所述的c面gan晶片，其中，ge浓度为1×1018atoms/cm3以上、并且si浓度为4×1017atoms/cm3以上。

242、[g11]如上述[g8]～[g10]中任一项所述的c面gan晶片，其中，以最高浓度含有的供体杂质为ge。

243、[g12]如上述[g10]或[g11]中所述的c面gan晶片，其中，除ge、si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

244、[g13]如上述[g8]或[g9]中任一项所述的c面gan晶片，其中，以最高浓度含有的供体杂质为si。

245、[g14]如上述[g13]所述的c面gan晶片，其中，除si以外的供体杂质的总浓度为si浓度的10％以下、5％以下或1％以下。

246、[g15]如上述[g14]所述的c面gan晶片，其中，载流子浓度为si浓度的90％以上。

247、[g16]如上述[g13]～[g15]中任一项所述的c面gan晶片，其中，除si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

248、[g17]如上述[g1]～[g16]中任一项所述的c面gan晶片，其由利用hvpe生长的gan结晶构成。

249、[g18]一种外延晶片的制造方法，其包含：准备上述[g1]～[g17]中任一项所述的c面gan晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的c面gan晶片上外延生长的步骤。

250、[g19]一种外延晶片，其含有上述[g1]～[g17]中任一项所述的c面gan晶片、以及外延生长在该c面gan晶片上的一个以上的氮化物半导体层。

251、[g20]一种氮化物半导体器件的制造方法，其包含：准备上述[g1]～[g17]中任一项所述的c面gan晶片的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的c面gan晶片上外延生长的步骤。

252、[g21]一种双层gan晶片的制造方法，其具有：准备上述[g1]～[g7]中任一项所述的c面gan晶片的步骤、以及使厚度20μm以上的gan层在该准备出的c面gan晶片的ga极性侧的主面上外延生长的步骤，在该gan层设有高载流子浓度区域或载流子补偿区域，该高载流子浓度区域是载流子浓度的下限为1×1018cm-3以上的区域，该载流子补偿区域是补偿杂质的总浓度的下限为2×1017atoms/cm3以上的区域。

253、[g22]如上述[g21]所述的制造方法，其中，在上述外延生长的步骤中，使上述gan层利用hvpe生长。

254、[g23]如上述[g21]或[g22]所述的制造方法，其中，上述gan层的厚度为500μm以下。

255、[g24]如上述[g21]～[g23]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述高载流子浓度区域，上述高载流子浓度区域是载流子浓度的下限为2×1018cm-3以上、3×1018cm-3以上或4×1018cm-3以上的区域。

256、[g25]如上述[g21]～[g24]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述高载流子浓度区域，上述高载流子浓度区域掺杂有ge。

257、[g26]如上述[g21]～[g25]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述高载流子浓度区域，上述高载流子浓度区域故意掺杂有si。

258、[g27]如上述[g21]～[g23]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述载流子补偿区域，上述载流子补偿区域是补偿杂质的总浓度的下限为5×1017atoms/cm3以上、1×1018atoms/cm3以上、2×1018atoms/cm3以上或5×1018atoms/cm3以上的区域。

259、[g28]如上述[g21]～[g27]中任一项所述的制造方法，其进一步具有使上述外延生长的步骤中得到的层积体变薄的步骤。

260、[g29]一种块状gan结晶的制造方法，其具有：准备上述[g1]～[g7]中任一项所述的c面gan晶片的步骤、以及使gan在该准备出的c面gan晶片上外延生长的步骤。

261、本发明的实施方式进一步包含下述[h1]～[h32]。

262、[h1]一种n型gan结晶，其具有朝向相互相反方向的2个主面，该2个主面中的一个为ga极性且相对于(0001)结晶面的倾斜为0度以上10度以下，其特征在于，得到至少一个10mm×10mm的正方形区域的x射线异常透射图像，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

263、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

264、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

265、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

266、[h2]一种n型gan结晶，其具有朝向相互相反方向的2个主面，该2个主面中的一个为ga极性且相对于(0001)结晶面的倾斜为0度以上10度以下，其特征在于，得到至少一个15mm×15mm的正方形区域的x射线异常透射图像，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

267、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

268、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

269、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

270、[h3]一种n型gan结晶，其具有朝向相互相反方向的2个主面，该2个主面中的一个为ga极性且相对于(0001)结晶面的倾斜为0度以上10度以下，其特征在于，得到至少一个20mm×20mm的正方形区域的x射线异常透射图像，并且关于杂质浓度，满足选自下述(a)～(c)中的一个以上的条件：

271、(a)si浓度为5×1016atoms/cm3以上；

272、(b)o浓度为3×1016atoms/cm3以下；

273、(c)h浓度为1×1017atoms/cm3以下。

274、[h4]如上述[h1]～[h3]中任一项所述的n型gan结晶，其中，关于杂质浓度，满足上述条件(a)～(c)中的全部条件。

275、[h5]如上述[h1]～[h4]中任一项所述的n型gan结晶，其中，o浓度为3×1016atoms/cm3以下、2×1016atoms/cm3以下或1×1016atoms/cm3以下。

276、[h6]如上述[h1]～[h5]中任一项所述的n型gan结晶，其具有小于5×1017cm-3的载流子浓度以及0.04ω·cm以上的室温电阻率中的至少任一者。

277、[h7]如上述[h1]～[h6]中任一项所述的n型gan结晶，其中，si浓度为5×1017atoms/cm3以下。

278、[h8]如上述[h7]所述的n型gan结晶，其中，除si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

279、[h9]如上述[h1]～[h5]中任一项所述的n型gan结晶，其具有小于0.03ω·cm、小于0.02ω·cm、小于0.015ω·cm或小于0.010ω·cm的室温电阻率。

280、[h10]如上述[h1]～[h5]中任一项所述的n型gan结晶，其中，载流子浓度为1×1018cm-3以上、2×1018cm-3以上、3×1018cm-3以上或4×1018cm-3以上。

281、[h11]如上述[h9]或[h10]中所述的n型gan结晶，其中，ge浓度为1×1018atoms/cm3以上、并且si浓度为4×1017atoms/cm3以上。

282、[h12]如上述[h9]～[h11]中任一项所述的n型gan结晶，其中，以最高浓度含有的供体杂质为ge。

283、[h13]如上述[h11]或[h12]中所述的n型gan结晶，其中，除ge、si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

284、[h14]如上述[h9]或[h10]中所述的n型gan结晶，其中，以最高浓度含有的供体杂质为si。

285、[h15]如上述[h14]中所述的n型gan结晶，其中，除si以外的供体杂质的总浓度为si浓度的10％以下、5％以下或1％以下。

286、[h16]如上述[h15]中所述的n型gan结晶，其中，载流子浓度为si浓度的90％以上。

287、[h17]如上述[h14]～[h16]中任一项所述的n型gan结晶，其中，除si、o和h以外的各杂质的浓度为5×1015atoms/cm3以下。

288、[h18]如上述[h1]～[h17]中任一项所述的n型gan结晶，其由利用hvpe生长的gan结晶构成。

289、[h19]如上述[h1]～[h18]中任一项所述的n型gan结晶，其为gan晶片。

290、[h20]如上述[h19]中所述的n型gan结晶，其中，穿过正面的中心的沿着x方向延伸的线上的偏切角的x方向分量的波动幅度和穿过正面的中心的沿着与该x方向垂直的y方向延伸的线上的偏切角的y方向分量的波动幅度在长度40mm的区间内分别为0.15度以下、0.1度以下或0.08度以下。

291、[h21]一种外延晶片的制造方法，其包含：准备上述[h19]或[h20]中所述的n型gan结晶的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的n型gan结晶上外延生长的步骤。

292、[h22]一种外延晶片，其含有上述[h19]或[h20]中所述的n型gan结晶、以及外延生长在该n型gan结晶上的一个以上的氮化物半导体层。

293、[h23]一种氮化物半导体器件的制造方法，其包含：准备上述[h19]或[h20]中所述的n型gan结晶的步骤、以及使一个以上的氮化物半导体层在该准备出的n型gan结晶上外延生长的步骤。

294、[h24]一种双层gan晶片的制造方法，其具有：准备gan晶片的步骤，该gan晶片为上述[h1]～[h8]中任一项所述的n型gan结晶；以及使厚度20μm以上的gan层在该准备出的gan晶片的ga极性侧的主面上外延生长的步骤，在该gan层设有高载流子浓度区域或载流子补偿区域，该高载流子浓度区域是载流子浓度的下限为1×1018cm-3以上的区域，该载流子补偿区域是补偿杂质的总浓度的下限为2×1017atoms/cm3以上的区域。

295、[h25]如上述[h24]中所述的制造方法，其中，在上述外延生长的步骤中，使上述gan层利用hvpe生长。

296、[h26]如上述[h24]或[h25]中所述的制造方法，其中，上述gan层的厚度为500μm以下。

297、[h27]如上述[h24]～[h26]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述高载流子浓度区域，上述高载流子浓度区域是载流子浓度的下限为2×1018cm-3以上、3×1018cm-3以上或4×1018cm-3以上的区域。

298、[h28]如上述[h24]～[h27]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述高载流子浓度区域，上述高载流子浓度区域掺杂有ge。

299、[h29]如上述[h24]～[h28]中任一项所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述高载流子浓度区域，上述高载流子浓度区域故意掺杂有si。

300、[h30]如上述[h24]中所述的制造方法，其中，在上述gan层设有上述载流子补偿区域，上述载流子补偿区域是补偿杂质的总浓度的下限为5×1017atoms/cm3以上、1×1018atoms/cm3以上、2×1018atoms/cm3以上或5×1018atoms/cm3以上的区域。

301、[h31]如上述[h24]～[h30]中任一项所述的制造方法，其进一步具有使上述外延生长的步骤中得到的层积体变薄的步骤。

302、[h32]一种块状gan结晶的制造方法，其具有：准备gan晶片的步骤，该gan晶片为上述[h1]～[h8]中任一项所述的n型gan结晶；以及使gan在该准备出的gan晶片上外延生长的步骤。

303、发明的效果

304、根据优选实施方式之一，可提供利用hvpe生长、具有20arcsec以下的(004)xrd摇摆曲线半峰宽的gan结晶。