β-Ga制造技术

本发明专利技术提供一种能够有效地抑制双晶化的β‑Ga

【技术实现步骤摘要】
β-Ga2O3系单晶基板本申请是分案申请，原案申请的申请号为201280055743.8，国际申请号为PCT/JP2012/079265，申请日为2012年11月12日，专利技术名称为“β-Ga2O3系单晶的生长方法”。
本专利技术涉及β-Ga2O3系单晶的生长方法，特别涉及能够抑制双晶化的β-Ga2O3系单晶的生长方法。
技术介绍
以往，已知通过布里奇曼法使与晶种大致相同大小的InP单晶生长的晶体生长方法(例如，参照非专利文献1)。根据非专利文献1所记载的方法，能够得到不含双晶的InP单晶。现有技术文献非专利文献非专利文献1：F.Matsumoto,etal.JournalofCrystalGrowth132(1993)pp.348-350.
技术实现思路
但是，通过布里奇曼法使单晶生长时，晶体生长后需要将单晶与坩埚剥离，因此坩埚由与晶体的密合性高的材料构成时，难以取下生长的单晶。例如，Ga2O3晶体的生长通常使用由Ir构成的坩埚，但Ir对β-Ga2O3系单晶的密合性高。因此，使用布里奇曼法使β-Ga2O3系单晶生长时，难以从坩埚取下单晶。因此，本专利技术的目的是提供一种能够得到双晶化被抑制的β-Ga2O3系单晶的β-Ga2O3系单晶的生长方法。本专利技术的一个方式为了达成上述目的，提供[1]～[4]的β-Ga2O3系单晶的生长方法。[1]一种β-Ga2O3系单晶的生长方法，是使用EFG法的β-Ga2O3系单晶的生长方法，其中，包括使晶种与Ga2O3系熔液接触的工序，以及提拉上述晶种，且不进行缩颈工序地使β-Ga2O3系单晶生长的工序；在全部方向上述β-Ga2O3系单晶的宽度为上述晶种的宽度的110％以下。[2]根据上述[1]所述的β-Ga2O3系单晶的生长方法，其中，在全部方向上述β-Ga2O3系单晶的宽度为上述晶种的宽度的100％以下。[3]根据上述[2]所述的β-Ga2O3系单晶的生长方法，其中，在全部方向上述β-Ga2O3系单晶的宽度与上述晶种的宽度相等。[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的β-Ga2O3系单晶的生长方法，其中，使上述β-Ga2O3系单晶向其b轴方向生长。根据本专利技术，能够提供可有效地抑制双晶化的β-Ga2O3系单晶的生长方法。附图说明图1是实施方式所涉及的EFG晶体制造装置的一部分的垂直剖面图。图2是表示β-Ga2O3系单晶的生长中的情况的立体图。图3A是实施方式的晶种(宽度：W1)与β-Ga2O3系单晶(宽度：W2)的边界附近的(W1＝W2时的)部分放大图。图3B是实施方式的晶种(宽度：W1)与β-Ga2O3系单晶(宽度：W2)的边界附近的(W1＞W2时的)部分放大图。图3C是实施方式的晶种(宽度：W1)与β-Ga2O3系单晶(宽度：W2)的边界附近的(W1＜W2时的)部分放大图。图4是作为比较例的在边界附近具有颈部的晶种和β-Ga2O3系单晶的部分放大图。具体实施方式〔实施方式〕本实施方式中，通过EFG(Edge-definedfilm-fedgrowth)法，不进行缩颈、大幅度的扩肩工序地使β-Ga2O3系单晶生长。缩颈工序是指使晶种与晶体的原料的熔液接触时，形成细的颈部的工序。形成颈部后，一边扩大宽度直至成为所需的大小为止一边使晶体生长(扩肩工序)，其后，保持所需宽度地使晶体生长。通过进行缩颈工序，能够防止晶种所含的位错延续至生长晶体，但在使β-Ga2O3系单晶生长时进行缩颈工序的情况下，在缩颈工序后的大幅度的扩肩工序中容易产生双晶。另外，通过以提高晶体的提拉速度等方法在缩颈工序后将β-Ga2O3系单晶急剧冷却，能够抑制双晶化，但热冲击导致β-Ga2O3系单晶产生裂纹。图1是本实施方式所涉及的EFG晶体制造装置的一部分的垂直剖面图。该EFG晶体制造装置10具有：坩埚13，其容纳Ga2O3系熔液12；模具14，其具有设置于该坩埚13内的狭缝14A；盖15，其封闭除狭缝14A的开口14B以外的坩埚13的上面；晶种保持具21，其保持β-Ga2O3系晶种(以下称为“晶种”)20；以及轴22，其可升降地支撑晶种保持具21。坩埚13收容使β-Ga2O3系粉末熔解而得到的Ga2O3系熔液12。坩埚13由具有可收容Ga2O3系熔液12的耐热性的铱等金属材料构成。模具14具有用于利用毛细管现象使Ga2O3系熔液12上升的狭缝14A。盖15防止高温的Ga2O3系熔液12从坩埚13蒸发，进一步防止Ga2O3系熔液12的蒸气附着于狭缝14A的上面以外的部分。使晶种20下降而与利用毛细管现象上升的Ga2O3系熔液12接触，提拉与Ga2O3系熔液12接触的晶种20，从而使平板状的β-Ga2O3系单晶25生长。β-Ga2O3系单晶25的结晶方位与晶种20的结晶方位相同，为了控制β-Ga2O3系单晶25的结晶方位，例如，调整晶种20的底面的面方位和水平面内的角度。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14A的狭缝方向平行的β-Ga2O3系单晶25的主面。将生长的β-Ga2O3系单晶25切出而形成β-Ga2O3系基板时，使β-Ga2O3系单晶25的面26的面方位与β-Ga2O3系基板的所需的主面的面方位一致。例如，形成以(101)面为主面的β-Ga2O3系基板时，使面26的面方位为(101)。此外，生长的β-Ga2O3系单晶25可以作为用于使新的β-Ga2O3系单晶生长的晶种使用。β-Ga2O3系单晶25和晶种20是β-Ga2O3单晶或添加了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α＝γ＝90°，β＝103.8°。在β-Ga2O3系单晶的生长中产生的双晶由镜面对称的2个β-Ga2O3系晶体构成。β-Ga2O3系晶体的双晶的对称面(双晶面)是(100)面。利用EFG法使β-Ga2O3系单晶生长时，缩颈工序后的大幅度的扩肩工序中容易产生双晶。图3A～图3C是本实施方式的晶种与β-Ga2O3系单晶的边界附近的部分放大图。若将晶种20和β-Ga2O3系单晶25的宽度分别设为W1和W2，则图3A中W1＝W2，图3B中W1＞W2，图3C中W1＜W2。图3A～图3C中的任一个在晶种20与β-Ga2O3系单晶25的边界附近，均不存在通过缩颈工序形成的颈部。因此，β-Ga2O3系单晶25不含双晶，或即使含有也是少量的。另外，即使不进行缩颈工序时，若W2与W1的比变大，则也存在双晶化发展的趋势，因此要求W2为W1的110％以下。另外，上述W2与W1的关系对于晶种20与β-Ga2O3系单晶25的全部方向的宽度都成立。即，本实施方式中，在全部方向Ga2O3系单晶25的宽度为晶种20的宽度的110％以下。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种β-Ga

【技术特征摘要】
20111115 JP 2011-2498911.一种β-Ga2O3系单晶基板，其中，主面上的与生长轴垂直的方向的每1cm的双晶的平均数小于30.7个。
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【专利技术属性】
技术研发人员：兴公祥，松原春香，渡边信也，
申请(专利权)人：株式会社田村制作所，株式会社光波，
类型：发明
国别省市：日本;JP