KR102479398B1 - Ga2O3계 단결정 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, BOW, WARP, 혹은 TTV가 소정의 값을 초과하지 않는 형상성이 우수한 β-Ga203계 단결정 기판을 재현성 좋게 안정적으로 제공하는 것이다.
주면의 BOW가 -13㎛ 이상, 0㎛ 이하, 주면의 WARP가 25㎛ 이하, 혹은 주면의 TTV가 10㎛ 이하인 β-Ga203계 단결정 기판을 제공한다.

Description

Ga2O3계 단결정 기판{Ga2O3-BASED SINGLE CRYSTAL SUBSTRATE}
본 발명은, Ga203계 단결정 기판에 관한 것이다.
종래, 산화갈륨 단결정의 (100)면을 연마하는 산화갈륨 단결정 기판의 제조 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 의하면, 산화갈륨 단결정의 (100)면을 연마하여 박형화하는 랩핑 가공과, 평활하게 연마하는 폴리싱 가공을 행하고, 또한 화학 기계 연마함으로써 산화갈륨 단결정의 (100)면에 스텝과 테라스를 형성하는 것이 가능하다.
또한, 종래, 칩핑이나 크랙, 박리 등을 없앤, 산화갈륨 기판의 제조 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
특허문헌 2에 의하면, (100)면에 대해 90±5도로 교차하고, 또한 (100)면을 제외한 면으로 구성되는 주면(主面)에 대해서도 90±5도로 교차하고, 또한 형성 예정인 산화갈륨 기판의 주면 중심점을 통과하는 법선을 회전축으로 하여, 회전 각도로 하여 ±5도의 오차 내에서, 제1 오리엔테이션 플랫을 주면의 주연부에 형성하고, 또한 산화갈륨 기판의 주면 중심점을 대칭점으로 하여, 제2 오리엔테이션 플랫을, 제1 오리엔테이션 플랫과 점 대칭으로 배치되도록 다른 쪽의 주면 주연에 형성하고, 다음으로 제1 오리엔테이션 플랫 및 제2 오리엔테이션 플랫이 잔존하도록 산화갈륨 단결정을 원 펀칭 가공하고, 산화갈륨 기판의 직경을 WD, 제1 오리엔테이션 플랫과 제2 오리엔테이션 플랫의 각각의 직경 방향에 있어서의 깊이를 OL로 나타냈을 때, OL이 0.003×WD 이상 0.067×WD 이하의 범위로 되도록 산화갈륨 기판을 제조함으로써 칩핑이나 크랙, 박리 등을 없애는 것이 가능하다.
일본 특허 공개 제2008-105883호 공보 일본 특허 공개 제2013-67524호 공보
현재, 반도체 디바이스에 사용되고 있는 반도체 기판 혹은 반도체 지지 기판은, Si 기판(입방정계, 다이아몬드 구조), GaAs 기판(입방정계, 섬아연광형 구조), SiC 기판(입방정계, 육방정계), GaN 기판(육방정계, 우르츠광 구조), ZnO 기판(육방정계, 우르츠광 구조), 사파이어 기판(정확하게는 능면체정이지만, 일반적으로는 육방정으로 근사적으로 나타내어짐) 등이며, 이들은 대칭성이 좋은 결정계에 속해 있다. 그러나 산화갈륨 기판은, 단사정계라고 하는 대칭성이 좋지 않은 결정계에 속해 있는 것이나 벽개성이 매우 강하기 때문에 형상성이 우수한 기판을 안정적으로 제조할 수 있는지 여부도 알 수 없었다. 그로 인해, 직경 2인치의 Ga203 단결정 기판을 잘라낸 경우, 당해 기판 중심의 기준면에 대한 높이(BOW), 당해 기판의 기준면에 대한 최고점 및 최저점의 거리의 절대값의 합(WARP), 혹은 당해 기판의 평탄하게 된 이면에 대한 당해 기판의 두께 불균일(TTV)이 소정의 값을 초과하는 것도 고려되었다.
또한, 특허문헌 1 및 2에 개시되어 있는 산화갈륨 기판의 제조 방법에서는, 상업적으로 사용되는 2인치 사이즈 이상에서의 제조 방법의 기재가 없다.
본 발명은, 형상성이 우수한 Ga203계 단결정 기판을 재현성 좋게 안정적으로 제공하는 것에 목적을 갖는다.
본 발명의 일 형태는, 상기 목적을 달성하기 위해서, [1]∼[6]의 Ga203계 단결정 기판을 제공한다.
[1]
주면의 BOW가 -13㎛ 이상, 0㎛ 이하인 Ga203계 단결정 기판.
[2]
상기 주면의 WARP가 25㎛ 이하인 상기 [1]에 기재된 Ga203계 단결정 기판.
[3]
상기 주면의 TTV가 10㎛ 이하인 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 Ga203계 단결정 기판.
[4]
상기 주면의 평균 거칠기(Ra)가 0.05∼1㎚인 상기 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 Ga203계 단결정 기판.
[5]
상기 주면의 반대면의 평균 거칠기(Ra)가 0.1㎛ 이상인 상기 [4]에 기재된 Ga203계 단결정 기판.
[6]
Sn이 0.003∼1.0mol％ 첨가되어 있는 [1]∼[5] 중 어느 한 항에 기재된 Ga203계 단결정 기판.
본 발명에 따르면, 우수한 형상성을 갖는 Ga203계 단결정 기판을 재현성 좋게 안정적으로 제공할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 관한 EFG 결정 제조 장치의 일부의 수직 단면도.
도 2는 β-Ga203계 단결정의 성장 중의 상태를 도시하는 사시도.
도 3은 β-Ga203계 단결정 기판에 있어서, 3점 기준 평면을 정의하기 위한 3점 기준 R1, R2, R3을 도시하는 설명도.
도 4는 β-Ga203계 단결정 기판에 있어서, BOW의 측정 기준을 도시하는 설명도.
도 5는 β-Ga203계 단결정 기판에 있어서, WARP의 측정 기준을 도시하는 설명도.
도 6은 β-Ga203계 단결정 기판에 있어서, TTV의 측정 기준을 도시하는 설명도.
도 7은 BOW와 WARP와 기판 형상의 관계를 나타내는 설명도.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 관한 β-Ga203계 단결정 기판의 X선 회절 로킹 커브에 기초하는 반폭값(FWHM)을 나타내는 그래프.
도 9는 β-Ga203계 단결정으로부터 β-Ga203계 단결정 기판을 제조하는 공정을 나타내는 설명도.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 관한 β-Ga203계 단결정 기판을 나타내는 설명도.
〔실시 형태〕
본 실시 형태에 있어서는, 종결정을 사용하여, Sn이 첨가된 평판 형상의 β-Ga203계 단결정을 b축 혹은 c축 방향으로 성장시킨다. 이에 의해, b축 혹은 c축 방향에 수직인 방향의 결정 품질의 편차가 작은 β-Ga203계 단결정을 얻을 수 있다.
종래, 대부분의 경우, Ga203 결정에 첨가되는 도전형 불순물로서, Si가 사용되고 있다. Si는 Ga203 결정에 첨가되는 도전형 불순물 중에서 Ga203 단결정의 성장 온도에 있어서의 증기압이 비교적 낮고, 결정 성장 중의 증발량이 적기 때문에, Si 첨가량의 조정에 의한 Ga203 결정의 도전성 제어가 비교적 용이하다.
한편, Sn은 Si보다도 Ga203 단결정의 성장 온도에 있어서의 증기압이 높고, 결정 성장 중의 증발량이 많기 때문에, Ga203 결정에 첨가되는 도전형 불순물로서는 약간 다루기 어렵다.
그러나, 본 발명의 발명자들은, 평판 형상의 β-Ga203계 단결정을 b축 혹은 c축 방향으로 성장시킨다고 하는 특정 조건하에 있어서, Si를 첨가함으로써, b축 혹은 c축 방향의 결정 구조는 일정해지지만, b축 혹은 c축에 수직인 방향의 결정 구조에 큰 편차가 발생한다고 하는 문제를 발견하였다. 그리고, 본 발명의 발명자들은, Si 대신에 Sn을 첨가함으로써, 그 문제를 해소할 수 있는 것을 발견하였다.
(β-Ga203계 단결정의 성장)
이하에, 평판 형상의 β-Ga203계 단결정을 성장시키는 방법의 일례로서, EFG(Edge-defined film-fed growth)법을 사용하는 경우의 방법에 대해 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 평판 형상의 β-Ga203계 단결정의 성장 방법은 EFG법에 한정되지 않고, 다른 성장 방법, 예를 들어 마이크로 PD(pulling-down)법 등의 인하법을 사용해도 된다. 또한, 브리지맨법에 EFG법의 다이와 같은 슬릿을 갖는 다이를 적용하여, 평판 형상의 β-Ga203계 단결정을 육성해도 된다.
도 1은, 본 실시 형태에 관한 EFG 결정 제조 장치의 일부의 수직 단면도이다. 이 EFG 결정 제조 장치(10)는, Ga203계 융액(12)을 수용하는 도가니(13)와, 이 도가니(13) 내에 설치된 슬릿(14a)을 갖는 다이(14)와, 슬릿(14a)의 개구부(14b)를 포함하는 다이(14)의 상부를 노출시키도록 도가니(13)의 상면을 폐색하는 덮개(15)와, β-Ga203계 종결정(이하, 「종결정」이라 함)(20)을 보유 지지하는 종결정 보유 지지구(21)와, 종결정 보유 지지구(21)를 승강 가능하게 지지하는 샤프트(22)를 갖는다.
도가니(13)는, Ga203계 분말을 용해시켜 얻어진 Ga203계 융액(12)을 수용한다. 도가니(13)는, Ga203계 융액(12)을 수용할 수 있는 내열성을 갖는 이리듐 등의 재료로 이루어진다.
다이(14)는, Ga203계 융액(12)을 모세관 현상에 의해 상승시키기 위한 슬릿(14a)을 갖는다.
덮개(15)는, 도가니(13)로부터 고온의 Ga203계 융액(12)이 증발하는 것을 방지하고, 또한 슬릿(14a)의 상면 이외의 부분에 Ga203계 융액(12)의 증기가 부착되는 것을 방지한다,
종결정(20)을 하강시켜, 슬릿(14a)의 개구부(14b)까지 상승한 Ga203계 융액(12)에 접촉시키고, Ga203계 융액(12)과 접촉한 종결정(20)을 인상함으로써, 평판 형상의 β-Ga203계 단결정(25)을 성장시킨다. β-Ga203계 단결정(25)의 결정 방위는 종결정(20)의 결정 방위와 동등하고, β-Ga203계 단결정(25)의 결정 방위를 제어하기 위해서는, 예를 들어 종결정(20)의 저면의 면 방위 및 수평면 내의 각도를 조정한다.
도 2는, β-Ga203계 단결정의 성장 중의 상태를 도시하는 사시도이다. 도 2 중의 면(26)은, 슬릿(14a)의 슬릿 방향과 평행한 β-Ga203계 단결정(25)의 주면이다. 성장시킨 β-Ga203계 단결정(25)을 잘라내어 β-Ga203계 기판을 형성하는 경우는, β-Ga203계 기판의 원하는 주면의 면 방위에 β-Ga203계 단결정(25)의 면(26)의 면 방위를 일치시킨다. 예를 들어, (-201)면을 주면으로 하는 β-Ga203계 기판을 형성하는 경우는, 면(26)의 면 방위를 (-201)로 한다. 또한, 성장시킨 β-Ga203계 단결정(25)은, 새로운 β-Ga203계 단결정을 성장시키기 위한 종결정으로서 사용할 수 있다. 도 1, 도 2에 나타내어지는 결정 성장 방향은, β-Ga203계 단결정(25)의 b축에 평행한 방향(b축 방향)이다. 또한, Ga203계 기판의 주면은, (-201)면에 한정되는 것은 아니며, 다른 면이어도 된다.
β-Ga203계 단결정(25) 및 종결정(20)은, β-Ga203 단결정, 또는 Al, In 등의 원소가 첨가된 Ga203 단결정이다. 예를 들어, Al 및 In이 첨가된 β-Ga203 단결정인 (GaxAlyIn(1-x-y))203(0＜x≤1, 0≤y≤1, 0＜x＋y≤1) 단결정이어도 된다. Al을 첨가한 경우에는 밴드 갭이 넓어지고, In을 첨가한 경우에는 밴드 갭이 좁아진다.
β-Ga203계 원료에, 원하는 농도의 Sn이 첨가되는 양의 Sn 원료를 첨가한다. 예를 들어, LED용 기판을 잘라내기 위한 β-Ga203계 단결정(25)을 성장시키는 경우는, 농도 0.003mol％ 이상 또한 1.0mol％ 이하의 Sn이 첨가되는 양의 SnO2를 β-Ga203계 원료에 첨가한다. 농도 0.003mol％ 미만의 경우, 도전성 기판으로서 충분한 특성이 얻어지지 않는다. 또한, 1.0mol％를 초과하는 경우, 도핑 효율의 저하, 흡수 계수 증가, 수율 저하 등의 문제가 발생하기 쉽다.
이하에, 본 실시 형태의 β-Ga203계 단결정(25)의 육성 조건의 일례에 대해 서술한다.
예를 들어, β-Ga203계 단결정(25)의 육성은, 질소 분위기하에서 행해진다.
도 1, 도 2에 나타내어지는 예에서는, 수평 단면의 크기가 Ga203계 단결정(25)과 거의 동일한 크기의 종결정(20)을 사용하고 있다. 이 경우, Ga203계 단결정(25)의 폭을 넓히는 견부 확대 공정을 행하지 않으므로, 견부 확대 공정에 있어서 발생하기 쉬운 쌍정화를 억제할 수 있다.
또한, 이 경우, 종결정(20)은 통상의 결정 육성에 사용되는 종결정보다도 크고, 열충격에 약하기 때문에, Ga203계 융액(12)에 접촉시키기 전의 종결정(20)의 다이(14)로부터의 높이는, 어느 정도 낮은 것이 바람직하고, 예를 들어 10㎜이다. 또한, Ga203계 융액(12)에 접촉시킬 때까지의 종결정(20)의 강하 속도는, 어느 정도 낮은 것이 바람직하고, 예를 들어 1㎜/min이다.
종결정(20)을 Ga203계 융액(12)에 접촉시킨 후의 인상 때까지의 대기 시간은, 온도를 보다 안정시켜 열충격을 방지하기 위해, 어느 정도 긴 것이 바람직하고, 예를 들어 10min이다.
도가니(13) 중의 원료를 녹일 때의 승온 속도는, 도가니(13) 주변의 온도가 급상승하여 종결정(20)에 열충격이 가해지는 것을 방지하기 위해, 어느 정도 낮은 것이 바람직하고, 예를 들어 11시간에 걸쳐 원료를 녹인다.
(β-Ga203계 단결정 기판의 잘라내기)
도 3은, 평판 형상으로 성장된 β-Ga203계 단결정(25)을 잘라내어 형성된 β-Ga203계 단결정 기판(100)을 도시한다. 당해 기판(100)은 직경이 2인치이고, 후술하는 BOW 및 WARP를 측정하기 위한 3점 기준 평면을 형성할 때의 3점 기준 R1, R2 및 R3이, 외주로부터 직경의 3％ 내측의 위치이며 120°의 간격으로 정의된다.
다음으로, 육성한 β-Ga203계 단결정(25)으로부터 β-Ga203계 단결정 기판(100)을 제조하는 방법의 일례에 대해 서술한다.
도 9는, β-Ga203계 단결정 기판의 제조 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다. 이하, 이 흐름도를 사용하여 설명한다.
우선, 예를 들어 평판 형상의 부분의 두께가 18㎜인 β-Ga203계 단결정(25)을 육성한 후, 단결정 육성시의 열변형 완화와 전기 특성의 향상을 목적으로 하는 어닐링을 행한다(스텝 S1). 분위기는 질소 분위기가 바람직하지만, 아르곤이나 헬륨 등의 다른 불활성 분위기여도 된다. 어닐링 유지 온도는 1400∼1600℃의 온도가 바람직하다. 유지 온도에서의 어닐링 시간은 6∼10시간 정도가 바람직하다.
다음으로, 종결정(20)과 β-Ga203계 단결정(25)의 분리를 행하기 위해, 다이아몬드 블레이드를 사용하여 절단을 행한다(스텝 S2). 우선, 카본계의 스테이지에 열왁스를 통해 β-Ga203계 단결정(25)을 고정한다. 절단기에 카본계 스테이지에 고정된 β-Ga203계 단결정(25)을 세팅하고, 절단을 행한다. 블레이드의 입도는 #200∼#600(JISB4131에 의한 규정) 정도인 것이 바람직하고, 절단 속도는 매분 6∼10㎜ 정도가 바람직하다. 절단 후에는, 열을 가하여 카본계 스테이지로부터 β-Ga203계 단결정(25)을 제거한다.
다음으로, 초음파 가공기나 와이어 방전 가공기를 사용하여 β-Ga203계 단결정(25)의 테두리를 환형으로 가공한다(스텝 S3). 또한, 테두리의 원하는 장소에 오리엔테이션 플랫을 형성하는 것도 가능하다.
다음으로, 멀티 와이어 소어에 의해 환형으로 가공된 β-Ga203계 단결정(25)을 1㎜ 정도의 두께로 슬라이스하여, β-Ga203계 단결정 기판(100)을 얻는다(스텝 S4). 이 공정에 있어서, 원하는 오프셋각으로 슬라이스를 행할 수 있다. 와이어 소어는, 고정 지립 방식의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 슬라이스 속도는 매분 0.125∼0.3㎜ 정도가 바람직하다.
다음으로, 가공 변형 완화 및 전기 특성 향상, 투과성 향상을 목적으로 하는 어닐링을 β-Ga203계 단결정 기판(100)에 실시한다(스텝 S5). 승온시에는 산소 분위기에서의 어닐링을 행하고, 승온 후에 온도를 유지하는 동안은 질소 분위기로 전환하여 어닐링을 행한다. 온도를 유지하는 동안의 분위기는 아르곤이나 헬륨 등의 다른 불활성 분위기여도 된다. 유지 온도는 1400∼1600℃가 바람직하다.
다음으로, β-Ga203계 단결정 기판(100)의 에지에 원하는 각도로 모따기(베벨) 가공을 실시한다(스텝 S6).
다음으로, 다이아몬드의 연삭 지석을 사용하여, 원하는 두께로 될 때까지 β-Ga203계 단결정 기판을 연삭한다(스텝 S7). 지석의 입도는 #800∼1000(JISB4131에 의한 규정) 정도인 것이 바람직하다.
다음으로, 연마 정반과 다이아몬드 슬러리를 사용하여, 원하는 두께로 될 때까지 β-Ga203계 단결정 기판을 연마한다(스텝 S8). 연마 정반은 금속계나 글래스계의 재질인 것이 바람직하다. 다이아몬드 슬러리의 입경은 0.5㎛ 정도가 바람직하다.
다음으로, 폴리싱 클로스와 CMP(Chemical Mechanical Polishing)용의 슬러리를 사용하여, 원자 레벨의 평탄성이 얻어질 때까지 β-Ga203계 단결정 기판(100)의 한쪽 면만을 연마한다(스텝 S9). 폴리싱 클로스는 나일론, 견섬유, 우레탄 등의 재질인 것이 바람직하다. 슬러리에는 콜로이달 실리카를 사용하는 것이 바람직하다. CMP 공정 후의 β-Ga203계 단결정 기판(100)의 주면의 평균 거칠기(Ra)는 0.05∼1㎚ 정도이다. 한편, 주면의 반대면의 평균 거칠기(Ra)는, 0.1㎛ 이상이다.
도 10은, 상기한 공정에 의해 β-Ga203계 단결정(25)으로부터 제조된 β-Ga203계 단결정 기판(100)의 사진이다. β-Ga203계 단결정 기판(100)은 쌍정을 포함하지 않고, 또한 주면의 평탄성이 우수하므로, 비쳐 보이는 β-Ga203계 단결정 기판(100)의 아래의 ＂β-Ga203＂의 문자에 끊김이나 변형이 보이지 않는다.
상기에 있어서, 이면 폴리쉬를 행하지 않으므로, β-Ga203계 단결정 기판의 이면(주면의 반대면)은, 전술한 바와 같이 0.1㎛ 이상의 표면 평균 거칠기(Ra)를 가진 β-Ga203계 단결정 기판(100)으로서 형성된다.
표 1은, β-Ga203계 단결정 기판(100)의 시료 1∼14의 BOW, WARP, 및 TTV의 측정 결과를 나타낸다.
Figure 112021100428293-pat00001
표 1에 있어서, -13㎛≤BOW≤0, WARP≤25㎛, TTV≤10㎛를 만족시키는 β-Ga203계 단결정 기판(100)이 바람직하다.
표 1에 나타낸 측정 결과, 및 이 측정을 행하기 위한 측정 기준에 대해서는 이하에 서술한다.
도 4는, β-Ga203계 단결정 기판(100)의 BOW의 측정 기준을 나타낸다. 도 4에 있어서, 점선 R은, 도 3에 나타낸 기판(100)의 3점 기준 R1, R2 및 R3을 통과하는 평면에 의해 정의되는 3점 기준 평면이며, BOW는 기판(100)의 중심 0의 기준 평면 R까지의 수직 거리 H이다. 도 4에서는, 중심 O가 기준 평면 R의 하측에 위치하므로, BOW의 값은 마이너스가 된다. 한편, 기판(100)의 중심 O가 기준 평면 R의 상측에 위치할 때는, BOW의 값은 플러스가 된다.
도 5는, β-Ga203계 단결정 기판(100)의 WARP의 측정 기준을 나타낸다. 도 5에 있어서, WARP는, 3점 기준 평면 R에 대한 기판(100)의 최고점까지의 거리 D1과, 기준 표면 R에 대한 기판(100)의 최저점까지의 거리 D2를 측정하고, 이들 측정값의 절대값의 합으로부터 결정된다. 즉, WARP＝│D1│＋│D2│이다.
도 6은, β-Ga203계 단결정 기판(100)의 TTV의 측정 기준을 나타낸다. 도 6에 있어서, TTV는, 흡착 척(도시하지 않음)에 의한 흡착에 의해 β-Ga203계 단결정 기판(100)의 이면(100B)을 평면으로 하고, 이면(100B)으로부터 최고점까지의 거리 T1로부터 이면(100B)으로부터 최저점까지의 거리 T2를 감산한 값 T이다. 즉, TTV＝T＝│T1－T2│이다.
도 7은, BOW와 WARP와 흑색선으로 나타내는 기판 형상의 관계를 나타낸다. 여기서, BOW가 양의 값을 갖는 경우는, 기판(100)이 볼록 형상으로 만곡되어 있는 것을 나타내고, 그때, WARP의 값이 커지면, 만곡의 정도가 커져 가는 것이 일반적이다.
또한, BOW가 0인 경우, WARP가 작은 값이면, 기판(100)이 평탄에 가까운 형상이고, WARP가 큰 값이면 기판(100)의 만곡이 중심을 경계로 하여 반대 방향으로 되는 것이 일반적이다.
또한, BOW가 음의 값인 경우, 기판(100)이 오목 형상으로 만곡되어 있는 것을 나타내고, 그때, WARP의 값이 커지면, 만곡의 정도가 커져 가는 것이 일반적이다.
전술한 표 1에 있어서, 시료 1∼5에 대해, BOW, WARP 및 TTV의 측정값을 기재하였다. 이 BOW, WARP 및 TTV는, 레이저광의 경사 입사 방식에 기초하는 평면도 측정 해석 장치(코닝·트로펠사제)에 의해 측정하였다.
이들 시료 1∼5에 대해, (-402)의 X선 회절의 로킹 커브 측정에 의해, 결정성이 평가되었다.
도 8은, 그 결정성의 평가 결과를 나타낸다. 당해 평가는, 반값폭(FWHM)이 17초라고 하는 양호한 것이었다.
(실시 형태의 효과)
본 실시 형태에 따르면, 쌍정이 없고, 크랙이나 입계가 발생하지 않는 결정성이 매우 우수한 β-Ga203계 단결정의 육성이 가능해졌다. 그로 인해, 슬라이스나 환형 가공, 연마 조건의 검토가 가능해져, BOW, WARP, 혹은 TTV가 소정의 값을 초과하지 않는, 형상성이 우수한 β-Ga203계 단결정 기판을 비로소 제공할 수 있게 되었다.
일례로서, Sn을 첨가하여, 길이 65.8㎜, 폭 52㎜ 이상의 평판 형상의 β-Ga203계 단결정을 성장시킴으로써, 종결정으로부터의 거리가 40㎜인 점을 중심으로 하는 영역으로부터, 직경 2인치의 결정 품질이 우수한 도전성 기판을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 효과는 Sn의 첨가 농도에는 의존하지 않고, 적어도 1.0mol％까지는 β-Ga203계 단결정의 b축에 수직인 방향의 결정 구조의 편차가 거의 변화되지 않는 것이 확인되어 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변형 실시가 가능하다.
또한, 상기에 기재한 실시 형태는 특허청구범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시 형태 중에서 설명한 특징의 조합 전부가 발명의 과제의 해결 수단에 필수라고는 할 수 없는 점에 유의해야 한다.
10 : EFG 결정 제조 장치
20 : 종결정
25 : β-Ga203계 단결정
100 : β-Ga203계 단결정 기판

Claims (9)

  1. Ga203계 단결정의 b축 혹은 c축에 평행한 주면을 가지며, 상기 주면의 TTV가 10㎛ 이하인, Ga203계 단결정 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주면의 WARP가 25㎛ 이하인, Ga203계 단결정 기판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    X선 회절의 로킹 커브 측정의 반값폭이 17초 이하인, Ga203계 단결정 기판.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    Sn을 0.003∼1.0mol％ 함유하는, Ga203계 단결정 기판.
  5. 제3항에 있어서,
    Sn을 0.003∼1.0mol％ 함유하는, Ga203계 단결정 기판.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 2인치의 직경을 가진, Ga203계 단결정 기판.
  7. 제4항에 있어서,
    적어도 2인치의 직경을 가진, Ga203계 단결정 기판.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 주면의 평균 거칠기(Ra) 값이 0.05~0.1nm인, Ga203계 단결정 기판.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 주면의 평균 거칠기(Ra) 값이 0.05~0.1nm인, Ga203계 단결정 기판.
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