提供能够提高发光效率的氧化镓单晶和氧化镓单晶衬底；氧化镓单晶(13)的位错密度为3.5×106个/cm2以下；氧化镓单晶(13)是利用EFG法而制造；另外，EFG法的晶种接触温度为1930℃以上且1950℃以下；氧化镓单晶(13)的晶颈部(13a)的直径为0.8mm以下；氧化镓单晶衬底(21)由氧化镓单晶(13)构成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供能够提高发光效率的氧化镓单晶和氧化镓单晶衬底；氧化镓单晶（13)的位错密度为3.5X106个/cm2以下；氧化镓单晶（13)是利用EFG法而制造；另外，EFG法的晶种接触温度为193CTC以上且195CTC以下；氧化镓单晶（13)的晶颈部（13a)的直径为0.8mm以下；氧化镓单晶衬底（21)由氧化镓单晶（13)构成。【专利说明】氧化镓单晶和氧化镓单晶衬底
本专利技术涉及氧化镓单晶和氧化镓单晶衬底。
技术介绍
由氧化镓（Ga2O3)单晶构成的Ga2O 3衬底被使用于例如对GaN系的薄膜器件进行成 膜而制造发光元件等中。虽提出了利用各种方法制造上述Ga2O 3单晶，但作为用于制造大型 的单晶衬底的晶体生长法，EFG法（Edge Defined Film Fed Growth、导模法）受到关注。 例如，在专利文献1中记载有：设有坚立设置于收容Ga2O3熔融液的坩埚中且具有 缝隙的模具，并且，通过使晶种与沿着设置于模具截面内的缝隙上升的Ga 2O3熔融液接触后 提拉晶种，从而得到具有规定的尺寸、形状的Ga2O 3单晶。 【现有技术文献】 【专利文献】 专利文献1 :日本公报、特开2004-56098号
技术实现思路
但是，在GaN系薄膜器件的生长衬底中所使用的例如Ga2O3单晶的晶体中，虽优选 原子呈理想的周期性排列，但是在实际的晶体生长中，由于使晶种与熔融液接触时的热冲 击、或以不当的晶体生长速度进行生长，而导致存在排列于直线上的原子的位置集中发生 偏移这一情况，如此的线状的晶体缺陷被称为"位错"。 -般情况下，为了得到高发光效率而优选使用不存在位错的Ga2O3单晶衬底，但是 获得无位错的单晶衬底是困难的，利用目前的晶体生长技术所得到的Ga 2O3单晶含有有限 的位错。在使用上述单晶制作衬底时，根据晶体中的位错方向与切断晶体的方向之间的关 系，位错显示于衬底主面上的方式不同，例如在与位错方向垂直地切断晶体并进行切片加 工时，如图4(a)至图4(c)中以虚线所示，衬底主面上显示出大量位错。 在表面存在有位错的Ga2O3衬底上制作器件、例如GaN系LED时，存在下述问题： 艮P，如图5所示，Ga 2O3衬底上的位错（虚线部分）也传播至阴影线所示的生长的GaN层（包 括发光层），从而发光层中的位错密度变大而发光效率降低。 本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够提高发光效率的氧化镓单 晶和氧化嫁单晶衬底。 为了达成上述目的，本专利技术第一观点涉及的氧化镓单晶的特征在于，位错密度为 3. 5 X IO6 个 /cm2 以下。 本专利技术的氧化镓单晶优选利用EFG法、即导模法而制造，且晶颈直径为0. 8mm以 下。 另外，优选EFG法的晶种接触温度为1930°C以上且1950°C以下。 本专利技术第二观点涉及的氧化镓单晶衬底的特征在于，其由第一观点涉及的氧化镓 单晶构成。 另外，本专利技术的氧化镓单晶衬底优选至少为一英寸。 (专利技术效果） 根据本专利技术，能够提高发光效率。 【专利附图】【附图说明】 图1中的（a)是对利用EFG法的氧化镓单晶制造方法的一例的生长炉进行说明的 模式剖面图；(b)是对（a)中的晶种和氧化镓单晶以及模具顶部上的氧化镓熔融液部分进 行表示的部分放大图。 图2是利用EFG法制造的氧化镓单晶的概略图。 图3是表示缩颈条件与氧化镓单晶的位错密度之间的关系的图。 图4中的（a)是对Ga2O3单晶表面上显示出位错的状态进行说明的说明图；(b)是 表示将（a)的Ga 2O3单晶与位错方向垂直地进行切片加工的状态的说明图；（c)是用于说明 在衬底表面上显示有位错的状态的图，且是表示包含有穿透位错的Ga 2O3单晶衬底的说明 图。 图5是用于说明发光效率降低的状态的图。 (符号说明） 1…氧化镓单晶制造装置 2…氧化镓熔融液 3…坩埚 4…支撑台 5…模具 5A…缝隙 5B…开口 6 …盖 7…热电偶 8…绝热材料 9…加热部 10…晶种 11…晶种保持件（夹具） 12 …轴 13…氧化镓单晶 21…氧化镓单晶衬底 【具体实施方式】 以下，参照附图对本专利技术的氧化镓（Ga2O3)单晶和氧化镓单晶衬底进行说明。 本专利技术的氧化镓单晶的位错密度为3. 5X106个/cm2以下。如此，在使用位错密度 小（位错少）的氧化镓单晶制作氧化镓单晶衬底并在该氧化镓单晶衬底上制作GaN外延膜 时，能够将来自GaN薄膜发光层的发光效率的损失抑制在10%以下。因此，通过将氧化镓单 晶的位错密度设定为3. 5 X IO6个/cm2以下，能够提高发光效率。 氧化镓单晶的位错密度优选为3. 5X IO6个/cm2以下，更优选为I X IO6个/cm2以 下，最优选为5X105个/cm2以下。通过设定为上述范围，能够进一步提高发光效率。另外， 对于氧化镓单晶的位错密度的下限值，只要是在能够制造（生长）氧化镓单晶的范围内，便 没有特别的限定，但视为设定为超过〇个/cm 2。 本专利技术中的氧化镓单晶的位错密度是通过下述方式测定：S卩，利用透射电子显微 镜（TEM)并以深浅图案来观察位错，并计量位错的数量，由此测定位错密度。当位错密度为 IO4个/cm2以下时，通过利用X射线形貌术（XRT)进行X射线衍射强度的测绘（mapping)， 从而也能够以深浅图案的方式来测定位错。 另外，通过适当地选择晶颈直径（neck diameter)和晶种接触温度（seed-touch temperature)，能够控制位错密度。作为获得含有上述位错密度的氧化镓单晶的方法之一， 优选使晶颈直径（后述的晶颈部13a的直径）为I. 4mm以下。这是因为：通过缩小氧化镓 单晶的晶颈直径而容易降低位错密度。氧化镓单晶的晶颈直径更优选为1.2mm以下，进一 步优选为I. Omm以下。尤其是，在使氧化镓单晶的晶颈直径为〇. 8mm以下时，能够容易地将 氧化镓单晶的位错密度控制为3. 5X IO6个/cm2以下。 另外，对于氧化镓单晶的晶颈直径的下限值，只要是能够制造（生长）氧化镓单晶 的直径，便没有特别的限定，但是考虑到生长出的单晶的搬运，优选为〇. 2_以上。 本专利技术的氧化镓单晶衬底是将位错密度为3. 5X IO6个/cm2以下的氧化镓单晶 切成规定尺寸、例如1英寸而成的衬底。在将氧化镓单晶衬底用于半导体器件衬底时，需 要将其表面平坦成原子级。在用于将表面平坦成原子级的精加工中适用CMP(Chemical Mechanical Polish、化学机械抛光）加工。另外，CMP加工是将化学蚀刻效果与机械加工 组合的加工。 接着，对上述的氧化镓单晶和氧化镓单晶衬底的制造方法进行说明。在本实施方 式中，以通过利用EFG法（Edge Defined Film Fed Growth、导模法）的晶体生长来制造氧化 镓单晶的情况为例进行说明。 所谓的EFG法，是指将氧化镓原料投入收容有具备缝隙（slit)的模具（die)的坩 埚内并进行加热，并使经由缝隙溢出至本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧化镓单晶，其特征在于，位错密度为3.5×106个/cm2以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：会田英雄，西口健吾，小山浩司，池尻宪次朗，中村元一，
申请(专利权)人：并木精密宝石株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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