WO2023048150A1 - 結晶膜の製造方法および結晶膜 - Google Patents

結晶膜の製造方法および結晶膜 Download PDF

Info

Publication number
WO2023048150A1
WO2023048150A1 PCT/JP2022/035038 JP2022035038W WO2023048150A1 WO 2023048150 A1 WO2023048150 A1 WO 2023048150A1 JP 2022035038 W JP2022035038 W JP 2022035038W WO 2023048150 A1 WO2023048150 A1 WO 2023048150A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
crystal
plane
film
oxide
substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/035038
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐一 大島
孝 四戸
Original Assignee
株式会社Flosfia
国立研究開発法人物質・材料研究機構
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Flosfia, 国立研究開発法人物質・材料研究機構 filed Critical 株式会社Flosfia
Priority to JP2022563129A priority Critical patent/JPWO2023048150A1/ja
Publication of WO2023048150A1 publication Critical patent/WO2023048150A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B23/04—Pattern deposit, e.g. by using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate

Definitions

  • the present invention relates to a crystalline film manufacturing method and a crystalline film useful for semiconductor devices.
  • Patent Documents 10 and 11 describe that ELO crystal growth is performed using a PSS substrate to obtain a crystal film having a surface area of 9 ⁇ m 2 or more and a dislocation density of 5 ⁇ 10 6 cm ⁇ 2 .
  • Patent Document 12 describes that after performing ELO crystal growth, a film and a substrate are separated using a separation sacrificial layer.
  • Patent Documents 1 to 12 are all publications relating to patents or patent applications filed by the present applicants, and are still under investigation.
  • the means for forming the convex portion may be known means, for example, known patterning processing means such as photolithography, electron beam lithography, laser patterning, nanoimprinting, and subsequent etching (e.g., dry etching, wet etching, etc.). etc.
  • the convex portions are preferably stripe-shaped or dot-shaped, and more preferably dot-shaped.
  • it is preferable that the formation of the convex portion is performed by forming a mask layer on the crystal substrate.
  • the concave portion is not particularly limited, it may be made of the same material as the convex portion, or may be a substrate.
  • the recess is preferably a void layer provided on the surface of the substrate.
  • the means for forming the concave portion the same means as the means for forming the convex portion can be used.
  • the void layer can be formed on the surface of the substrate by forming grooves in the substrate by a known groove processing means.
  • the void layer can be preferably formed by, for example, forming a mask layer by sputtering, and then patterning using known patterning processing means such as photolithography.
  • the groove width, groove depth, terrace width and the like of the void layer are not particularly limited as long as they do not interfere with the object of the present invention, and can be appropriately set.
  • the “main component” means that the crystalline metal oxide is the atomic ratio of the first oxide crystal or It means that the content is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, still more preferably 90% or more, and may be 100%, based on the total components of the second oxide crystal.
  • a crystal film having a corundum structure can be obtained by performing the film formation using a substrate containing a corundum structure as the substrate.
  • the crystalline metal oxide may be single crystal or polycrystal, but is preferably single crystal in the embodiment of the present invention.
  • the upper limit of the thickness of the crystal film is not particularly limited. Although the lower limit of the thickness of the crystal film is not particularly limited, it is preferably 3 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m, and most preferably 20 ⁇ m.
  • the n + -type region 970a may be formed using, for example, a known patterning method, a known film formation method, or a known impurity introduction method.
  • Examples of the electrode 980a include metal materials selected from the group consisting of Al, Ti, Pt, Ru, Au, and alloys thereof.
  • the Schottky electrode 1020 may be a metal material selected from the group consisting of Ni, Pt, Au, and alloys thereof.
  • Ohmic electrode 1030 can be a metal material selected from the group consisting of Ti, In, and alloys thereof.
  • the dislocations extending from the windows intersect the crystal meeting planes reach the crystal film surface in one ELO growth. It can be seen that, unlike the conventional ELO, a high dislocation density region is not formed on the crystal film surface. Further, from the planar TEM image of the obtained film, it was found that the dislocation density of the obtained crystal film was 7.3 ⁇ 10 5 /cm 2 in an area of at least 50 ⁇ m 2 (low dislocation density region). .
  • the direction perpendicular to the plane of FIG. 9 (the a-axis direction) represents the direction of the a-axis projected onto the crystal growth plane (the plane perpendicular to the r-axis).

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

半導体装置等に有用な、転位が低減された高品質な結晶膜の製造方法および結晶品質に優れた結晶膜を提供する。結晶基板の結晶成長面上に、直接または他の層を介して、凹部または凸部からなる凹凸部を形成し、ついで、結晶膜を成膜する結晶膜の製造方法であって、　前記結晶成長面が、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面であり、前記凹凸部が、前記結晶成長面とｃ面との交線と平行な方向に沿って配置されている結晶膜の製造方法。

Description

結晶膜の製造方法および結晶膜
　本発明は、半導体装置に有用な結晶膜の製造方法および結晶膜に関する。
　高耐圧、低損失および高耐熱を実現できる次世代のスイッチング素子として、バンドギャップの大きな酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）を用いた半導体装置が注目されており、インバータなどの電力用半導体装置への適用が期待されている。また、広いバンドギャップからＬＥＤやセンサー等の受発光装置としての幅広い応用も期待されている。特に、酸化ガリウムの中でもコランダム構造を有するα―Ｇａ２Ｏ３等は、非特許文献１によると、インジウムやアルミニウムをそれぞれ、あるいは組み合わせて混晶とすることによりバンドギャップ制御することが可能であり、ＩｎＡｌＧａＯ系半導体として極めて魅力的な材料系統を構成している。ここでＩｎＡｌＧａＯ系半導体とはＩｎＸＡｌＹＧａＺＯ３（０≦Ｘ≦２、０≦Ｙ≦２、０≦Ｚ≦２、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１．５～２．５）を示し（特許文献９等）、酸化ガリウムを内包する同一材料系統として俯瞰することができる。
　しかしながら、酸化ガリウムは、最安定相がβガリア構造であるので、特殊な成膜法を用いなければ、準安定相であるコランダム構造の結晶膜を成膜することが困難であり、例えば、ヘテロエピタキシャル成長等に結晶成長条件が制約されることも多く、そのため、転位密度が高くなる傾向がある。また、コランダム構造の結晶膜に限らず、成膜レートや結晶品質の向上、クラックや異常成長の抑制、ツイン抑制、反りによる基板の割れ等においてもまだまだ課題が数多く存在している。このような状況下、現在、コランダム構造を有する結晶性半導体の成膜について、いくつか検討がなされている。
　特許文献１には、ガリウム又はインジウムの臭化物又はヨウ化物を用いて、ミストＣＶＤ法により、酸化物結晶薄膜を製造する方法が記載されている。特許文献２～４には、コランダム型結晶構造を有する下地基板上に、コランダム型結晶構造を有する半導体層と、コランダム型結晶構造を有する絶縁膜とが積層された多層構造体が記載されている。また、特許文献５～７のように、ＥＬＯ基板やボイド形成を用いて、ミストＣＶＤによる成膜も検討されている。
　特許文献８には、少なくとも、ガリウム原料と酸素原料とを用いて、ハライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）により、コランダム構造を有する酸化ガリウムを成膜することが記載されている。また、特許文献１０および１１には、ＰＳＳ基板を用いて、ＥＬＯ結晶成長を行い、表面積は９μｍ２以上であり、転位密度が５×１０６ｃｍ－２の結晶膜を得ることが記載されている。また、特許文献１２には、ＥＬＯ結晶成長を行った後に剥離犠牲層を用いて膜と基板とを剥離することが記載されている。
　なお、特許文献１～１２はいずれも本出願人らによる特許または特許出願に関する公報であり、現在も検討が進められている。
特許第５３９７７９４号 特許第５３４３２２４号 特許第５３９７７９５号 特開２０１４－７２５３３号公報 特開２０１６－１００５９２号公報 特開２０１６－９８１６６号公報 特開２０１６－１００５９３号公報 特開２０１６－１５５７１４号公報 国際公開第２０１４／０５０７９３号公報 米国公開第２０１９／００５７８６５号公報 特開２０１９－０３４８８３号公報 特開２０２１－０８０１２７号公報
金子健太郎、「コランダム構造酸化ガリウム系混晶薄膜の成長と物性」、京都大学博士論文、平成２５年３月
　本発明は、半導体装置等に有用な、転位が低減された高品質な結晶膜の製造方法および結晶品質に優れた結晶膜を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、結晶基板の結晶成長面上に、直接または他の層を介して、凹部または凸部からなる凹凸部を形成し、ついで、エピタキシャル膜を成膜して結晶性積層構造体を製造する方法において、前記結晶成長面が、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面であり、前記凹凸部が、前記結晶成長面とｃ面との交線と平行な方向に沿って配置されている製造方法を用いてエピタキシャル膜（結晶膜）を成膜すると、コランダム構造を有する結晶性酸化物半導体を主成分として含む結晶性酸化物膜であって、転位密度が１．０×１０６／ｃｍ２以下であり、表面積が５０μｍ２以上である結晶膜が得られることを知見し、このような結晶膜の製造方法および得られた結晶膜が上記した従来の問題を一挙に解決し得ることを見出した。
　また、本発明者らは、上記知見を得た後、さらに検討を重ねて本発明を完成させるに至った。
　すなわち、本発明は、以下の発明に関する。
［１］　結晶基板の結晶成長面上に、直接または他の層を介して、凹部または凸部からなる凹凸部を形成し、ついで、結晶膜を成膜する結晶膜の製造方法であって、前記結晶成長面が、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面であり、前記凹凸部が、前記結晶成長面とｃ面との交線と平行な方向に沿って配置されていることを特徴とする結晶膜の製造方法。
［２］　前記結晶基板がコランダム構造を有する前記［１］記載の製造方法。
［３］　前記結晶成長面が、ｃ面からａ面またはｍ面の方向に９０度未満の角度で傾いた面である前記［２］記載の製造方法。
［４］　前記交線がｍ軸またはａ軸と平行である前記［２］または［３］に記載の製造方法。
［５］　前記結晶成長面が｛１０－１ｎ｝面、｛－１０１ｎ｝面、｛１１－２ｍ｝面および｛－１－１２ｍ｝面（ｎ、ｍは１以上の自然数）のいずれかである前記［２］～［４］のいずれかに記載の製造方法。
［６］　前記結晶成長面がｒ面である前記［２］～［５］のいずれかに記載の製造方法。
［７］　前記凹凸部が、ｍ軸またはａ軸に沿って配置されている前記［２］～［６］のいずれかに記載の製造方法。
［８］　前記凹凸部がａ軸に沿って配置されている前記［２］～［７］のいずれかに記載の製造方法。
［９］　コランダム構造を有する結晶性酸化物半導体を主成分として含む結晶膜であって、転位密度が１．０×１０６／ｃｍ２以下である低転位領域を有し、該低転位領域の面積が５０μｍ２以上であることを特徴とする結晶膜。
［１０］　主面がｒ面である前記［９］記載の結晶膜。
［１１］　第１の酸化物結晶と、該第１の酸化物結晶上に隣接して配置されている第２の酸化物結晶とを少なくも含む結晶膜であって、前記第１の酸化物結晶と前記第２の酸化物結晶との会合面が前記結晶膜表面と垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする結晶膜。
［１２］　特定の方向に延びる転位線を含む第１の酸化物結晶と、前記第１の酸化物結晶上に隣接して配置されている第２の酸化物結晶とを少なくとも含む結晶膜であって、前記第１の酸化物結晶と前記第２の酸化物結晶との界面が前記転位線と交差していることを特徴とする結晶膜。
［１３］　前記第１の酸化物結晶および／または前記第２の酸化物結晶がコランダム構造を有する前記［１１］または［１２］に記載の結晶膜。
［１４］　前記第１の酸化物結晶および前記第２の酸化物結晶の主成分が同一である前記［１１］～［１３］のいずれかに記載の結晶膜。
［１５］　前記第１の酸化物結晶および／または前記第２の酸化物結晶が、ガリウムを少なくとも含む前記［１１］～［１４］のいずれかに記載の結晶膜。
［１６］　前記結晶膜表面が、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面である前記［９］～［１５］のいずれかに記載の結晶膜。
［１７］　電極および半導体層を少なくとも含む半導体装置であって、前記半導体層が、前記［９］～［１６］のいずれかに記載の結晶膜を含むことを特徴とする半導体装置。
　本発明の結晶膜の製造方法は、転位が低減された高品質の結晶膜を、簡単且つ容易に得ることができる。
本発明において好適に用いられるハライド気相成長（ＨＶＰＥ）装置を説明する図である。 本発明の実施態様において好適に用いられる結晶基板の結晶成長面上に形成された凹凸部の一態様を模式的に示す図である。 本発明の実施態様において好適に用いられる結晶基板の結晶成長面上に形成された凹凸部の一態様を模式的に示す図である。 本発明の実施態様において好適に用いられる結晶基板の結晶成長面上に形成された凹凸部の一態様を模式的に示す図である。 実施例におけるＳＥＭ像を示す図である。（ａ）が上面図、（ｂ）が鳥観図、（ｃ）が断面図である。 実施例におけるＳＥＭ像を示す図である。（ａ）が上面図、（ｂ）が鳥観図、（ｃ）が断面図である。 実施例におけるＳＥＭ像を示す図である。（ａ）が上面図、（ｂ）が鳥観図、（ｃ）が断面図である。 実施例におけるＳＥＭ像を示す図である。（ａ）が上面図、（ｂ）が鳥観図、（ｃ）が断面図である。 実施例における断面ＴＥＭ像を示す図である。 比較例におけるＳＥＭ像を示す図である。（ａ）が上面図、（ｂ）が鳥観図、（ｃ）が断面図である。 比較例におけるＳＥＭ像を示す図である。（ａ）が上面図、（ｂ）が鳥観図、（ｃ）が断面図である。 比較例における断面ＴＥＭ像を示す図である。 本発明の実施態様にかかる結晶膜を模式的に示す図である。 本発明の実施態様に係る結晶膜を備えたトランジスタを示す模式図である。 本発明の実施態様に係る結晶膜を備えた紫外線検出素子を示す模式図である。
　本発明の実施態様における結晶膜の製造方法は、結晶基板の結晶成長面上に、直接または他の層を介して、凹部または凸部からなる凹凸部を形成し、ついで、結晶膜を成膜する結晶膜の製造方法であって、前記結晶面が、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面であり、前記凹凸部が、前記結晶成長面とｃ面との交線と平行な方向に沿って配置して成膜を行うことを特長とする。ここで、ｃ面は、｛０００１｝面をいう。また、前記結晶成長面とは、前記結晶基板のうち、前記結晶膜が成膜される側の面（表面）をいう。
（結晶基板）
　前記結晶基板は、前記結晶基板の結晶成長面の少なくとも一部に結晶物を含む基板であれば、特に限定されず、公知の基板であってよい。本発明の実施態様においては、前記結晶基板が、結晶物を主成分として含む基板であるのが好ましい。前記結晶基板は、絶縁体基板であってもよいし、導電性基板であってもよいし、半導体基板であってもよい。また、前記結晶基板は、単結晶基板であってもよいし、多結晶基板であってもよい。本発明の実施態様においては、前記結晶基板が、単結晶基板であるのが好ましい。前記結晶基板としては、例えば、コランダム構造を有する結晶物を主成分として含む基板、またはβ－ガリア構造を有する結晶物を主成分として含む基板、六方晶構造を有する結晶物を主成分として含む基板などが挙げられる。本発明の実施態様においては、前記結晶基板が、｛１１－２０｝面（ａ面）または｛１０－１０｝面（ｍ面）を含む結晶構造を有するのが好ましい。｛１１－２０｝面（ａ面）または｛１０－１０｝面（ｍ面）を含む結晶構造としては、例えば、コランダム構造または六方晶構造（例えば、ε型構造、ウルツ鉱型構造等）等が挙げられる。なお、前記「主成分」とは、基板中の組成比で、前記結晶物を５０％以上含むものをいい、好ましくは７０％以上含むものであり、より好ましくは９０％以上含むものである。
　コランダム構造を有する結晶物を主成分として含む基板としては、例えば、サファイア基板、α型酸化ガリウム基板などが挙げられる。前記β－ガリア構造を有する結晶物を主成分として含む基板としては、例えば、β－Ｇａ２Ｏ３基板、またはβ－Ｇａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３とを含む混晶体基板などが挙げられる。なお、β－Ｇａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３とを含む混晶体基板としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３が原子比で０％より多くかつ６０％以下含まれる混晶体基板などが好適な例として挙げられる。また、前記六方晶構造を有する基板としては、例えば、ＳｉＣ基板、ＺｎＯ基板、ＧａＮ基板またはＡｌＮ基板などが挙げられる。その他の結晶基板の例示としては、例えば、Ｓｉ基板などが挙げられる。
　本発明の実施態様においては、前記結晶基板が、サファイア基板であるのが好ましい。前記サファイア基板としては、例えば、ｃ面サファイア基板、ｍ面サファイア基板、ａ面サファイア基板、ｒ面サファイア基板などが挙げられる。本発明の実施態様においては、前記結晶基板が、ｒ面サファイア基板であるのが好ましい。また、前記サファイア基板はオフ角を有していてもよい。前記オフ角は、特に限定されないが、好ましくは０°～１５°である。なお、前記結晶基板の厚さは、特に限定されないが、好ましくは、５０～２０００μｍであり、より好ましくは２００～８００μｍである。
（凹凸部）
　本発明においては、前記結晶基板上に、直接または他の層を介して、凹部または凸部からなる凹凸部を形成し、ついで、該凹凸部上に前記結晶膜を形成する。前記凹凸部は、前記結晶基板の結晶成長面上に直接形成されてもよいし、前記結晶基板の結晶成長面上に他の層（例えば、バッファ層等）を介して形成されてもよい。前記凹凸部は、凹部または凸部からなるものであれば特に限定されず、凹部からなる凹凸部であってもよいし、凸部からなる凹凸部であってもよい。また、前記凹凸部は、規則的な凹部または凸部から形成されていてもよいし、不規則な凹部または凸部から形成されていてもよい。本発明においては、前記凹凸部が周期的に形成されているのが好ましく、周期的かつ規則的にパターン化されているのがより好ましい。前記凹凸部の形状としては、特に限定されず、例えば、ストライプ状、ドット状、メッシュ状またはランダム状などが挙げられるが、本発明においては、ドット状またはストライプ状が好ましい。また、凹凸部が周期的かつ規則的にパターン化されている場合には、前記凹凸部のパターン形状が、三角形、四角形（例えば正方形、長方形若しくは台形等）、五角形若しくは六角形等の多角形状、円状、楕円状などの形状であるのが好ましい。前記凹凸部の凹部または凸部の断面形状としては、特に限定されないが、例えば、コの字型、Ｕ字型、逆Ｕ字型、波型、または三角形、四角形（例えば正方形、長方形若しくは台形等）、五角形若しくは六角形などの多角形等が挙げられる。
　前記凸部の構成材料は、特に限定されず、公知の材料であってよい。絶縁体材料であってもよいし、導電体材料であってもよいし、半導体材料であってもよい。また、前記構成材料は、非晶であってもよいし、単結晶であってもよいし、多結晶であってもよい。前記凸部の構成材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｓｎ等の酸化物、窒化物または炭化物、カーボン、ダイヤモンド、金属、これらの混合物などが挙げられる。より具体的には、ＳｉＯ２、ＳｉＮまたは多結晶シリコンを主成分として含むＳｉ含有化合物、前記結晶性酸化物の結晶成長温度よりも高い融点を有する金属（例えば、白金、金、銀、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムなどの貴金属等）などが挙げられる。本発明の実施態様においては、前記凸部の構成材料が、ＳｉＯ２またはＴｉＯ２であるのが好ましい。なお、前記構成材料の含有量は、凸部中、組成比で、５０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましく、９０％以上が最も好ましい。
　前記凸部の形成手段としては、公知の手段であってよく、例えば、フォトリソグラフィー、電子ビームリソグラフィー、レーザーパターニング、ナノインプリント、その後のエッチング（例えばドライエッチングまたはウェットエッチング等）などの公知のパターニング加工手段などが挙げられる。本発明においては、前記凸部がストライプ状またはドット状であるのが好ましく、ドット状であるのがより好ましい。また、本発明においては、
　本発明の実施態様においては、前記凸部の形成を、前記結晶基板上にマスク層を形成することにより行うのが好ましい。マスク層は、例えば、真空蒸着法、ＣＶＤ法またはスパッタリング法等の公知の成膜手段によってマスク層の構成材料を成膜した後、上記した公知のパターグ加工手段によって加工することにより好適に形成することができる。前記マスク層の構成材料としては、前記凸部の構成材料として例示した材料等が挙げられる。本発明においては、前記マスク層を用いて結晶膜を製造する場合、多結晶を少なくとも前記マスク層上に形成するのが、より厚膜且つより大面積の前記結晶性酸化物層を得ることができるので、好ましい。
　前記凹部は、特に限定されないが、上記凸部の構成材料と同様のものであってもよいし、基板であってもよい。本発明においては、前記凹部が、基板の表面上に設けられた空隙層であるのが好ましい。前記凹部の形成手段としては、前記凸部の形成手段と同様の手段を用いることができる。前記空隙層は、公知の溝加工手段により、基板に溝を設けることで、前記基板の表面上に形成することができる。本発明においては、前記空隙層を、例えば、スパッタリングによりマスク層を設けた後、ついで、フォトリソグラフィー等の公知のパターンニング加工手段を用いてパターニング加工することにより、好適に形成することができる。空隙層の溝幅、溝深さ、テラス幅等は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されず、適宜に設定することができる。
　前記結晶成長面は、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面であれば、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されない。本発明の実施態様においては、ｃ面からａ面またはｍ面の方向に９０度未満の角度で傾いた面であるのが好ましい。前記結晶成長面のｃ面からの傾きの角度は、特に限定されない。本発明の実施態様においては、前記結晶成長面がｃ面から２５°以上（９０度未満）傾いた面であるのが好ましい。前記結晶成長面としては、例えば、｛１０－１ｎ｝面、｛－１０１ｎ｝面、｛１１－２ｍ｝面または｛－１－１２ｍ｝面（ｎ、ｍは１以上の自然数）等が挙げられる。本発明の実施態様においては、前記結晶成長面が、ｒ面（｛－１０１２｝面）、d面（｛－１０１４｝面）、η面（｛１０－１２｝）面、Ｒ面（｛１０－１４｝面）、Ｓ面（｛１０－１１｝）面またはｎ面（｛１１－２３｝面）であるの好ましく、ｒ面であるのがより好ましい。なお、前記結晶成長面は、オフ角（例えば、０°～１５°）を有していてもよい。また、前記凹凸部は、前記結晶成長面とｃ面との交線と平行な方向に沿って配置されているものであれば、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されない。本発明の実施態様においては、前記交線がｍ軸またはａ軸と平行であるのが好ましい。上記したような好ましい結晶成長面と、前記凹凸部の好ましい配置の方向とを組合わせることにより、表面に高転位密度領域を有しない高品質な結晶膜をより容易に得ることができる。なお、本明細書において表される「平行」とは、平行または略平行（±１０°以内）の方向の場合も含む。また、「方向に沿って配置されている」とは、特定の方向に平行または略平行（±１０°以内）の方向に沿って配置されることをいう。
　前記凹凸部は、上述のとおり、前記結晶成長面とｃ面との交線に平行な方向に沿って配置される。本発明の実施態様においては、前記結晶成長面が｛１０－１ｎ｝面または｛－１０１ｎ｝面（ｎは１以上の自然数）である場合、である場合、前記凹凸部がａ軸に沿って配置されるのが好ましい。また、前記結晶成長面が｛１１－２ｍ｝面または｛－１－１２ｍ｝面（ｍは１以上の自然数）である場合、前記凹凸部がｍ軸に沿って配置されるのが好ましい。
　以下、本発明の好ましい態様において用いられる結晶基板（凹凸部を含む）の例を、図面を用いて説明する。図２は、本発明の実施態様における結晶基板の結晶成長面上に設けられた凹凸部の一態様を示す。図２の凹凸部は、結晶基板１と、マスク層４とから構成されている。マスク層４は、結晶基板１の結晶成長面上にストライプ状に形成されており、マスク層４によって、凹部（溝）１ａがストライプ状に形成されている。なお、マスク層４は、フォトリソグラフィー等の公知の手段を用いて形成することができる。また、マスク層４の構成材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｓｎ、Ａｌ等の酸化物、窒化物または炭化物、カーボン、ダイヤモンド、金属、またはこれらの混合物等が挙げられる。本発明においては、前記マスク層４が、遷移金属の金属酸化物を含む場合、前記マスク層４が周期律表第４族金属を含むのが好ましく、Ｔｉを含むのがより好ましい。また、本発明の実施態様においては、前記マスク層４が、ＳｉＯ２またはＴｉＯ２を含むのが好ましい。
　凹凸部の凸部（マスク層）の幅および高さ、間隔、凹部の幅および深さ、間隔などは特に限定されないが、本発明の実施態様においては、前記凸部（マスク層）の幅が約１μｍ～約１ｍｍの範囲内であるのが好ましく、約５μｍ～約３００μｍの範囲内であるのがより好ましく、約１０μｍ～約１００μｍの範囲内であるの最も好ましい。また、本発明の実施態様においては、前記凸部（マスク層）の高さが、約１ｎｍ～約１μｍの範囲内であるのが好ましく、約５ｎｍ～約１μｍの範囲内であるのより好ましく、約１０ｎｍ～約１００ｎｍの範囲内であるのが最も好ましい。また、前記凸部（マスク層）の間隔は、約１０ｎｍ～約３００μｍの範囲内であるのが好ましく、約１００ｎｍ～約１００μｍの範囲内であるのがより好ましく、約１μｍ～約５０μｍの範囲内であるのが最も好ましい。また、本発明の実施態様においては、前記凹部の幅が、約１０ｎｍ～約３００μｍであるのが好ましく、約１００ｎｍ～約１００μｍであるのがより好ましく、約１μｍ～約５０μｍであるのが最も好ましい。また、本発明においては、前記凹部の深さが、約１ｎｍ～約１ｍｍであるのが好ましく、約１０ｎｍ～約３００μｍであるのがより好ましく、約２０ｎｍ～約１００μｍであるのが最も好ましい。また、前記凹部の間隔は、約１μｍ～約１ｍｍの範囲内であるのが好ましく、約５μｍ～約３００μｍの範囲内であるのがより好ましく、約１０μｍ～約１００μｍの範囲内であるのが最も好ましい。前記凹凸部をこれら好ましいものとすることにより、より優れた前記結晶性積層構造体をより容易に得ることができる。なお、前記凹凸部は前記結晶基板上に直接形成されていてもよいし、他の層を介して設けられていてもよい。
　本発明においては、前記結晶基板上に応力緩和層等を含むバッファ層を設けてもよく、バッファ層を設ける場合には、バッファ層上に前記凹凸部を形成してもよい。また、本発明においては、前記結晶基板が、表面の一部または全部に、バッファ層を有しているのが好ましい。前記バッファ層の形成手段は、特に限定されず、公知の手段であってよい。前記形成手段としては、例えば、スプレー法、ミストＣＶＤ法、ミスト・エピタキシー法、ＨＶＰＥ法、ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法、パルス成長法、ＡＬＤ法またはスパッタリング法等が挙げられる。本発明においては、前記バッファ層が、ミストＣＶＤ法により形成されているのが、前記バッファ層上に形成される前記結晶膜の膜質をより優れたものとでき、特に、チルト等の結晶欠陥を抑制できるため、好ましい。
　図３は、表面にバッファ層を介してマスク層が形成されている結晶基板を模式的に示す図である。図３の結晶基板１は、表面にバッファ層２を介してストライプ状の複数の窓を有するマスク層４が形成されており、前記マスク層の複数の窓２ａは、線状に配置されている。本発明の実施態様においては、前記結晶基板１の結晶成長面が、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面であり、前記凹凸部（マスク層４）が、前記結晶成長面とｃ面との交線と平行な方向に沿って配置されている。ここで、前記結晶成長面は、図３のｚ軸方向と垂直な面であって、前記結晶基板１のバッファ層２が形成されている側の面である。すなわち、図３に示す実施形態においては、図３のｚ軸方向に垂直な面（結晶成長面）が、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面となる。前記結晶成長面としては、例えば、｛１０－１ｎ｝面、｛－１０１ｎ｝面、｛１１－２ｍ｝面または｛－１－１２ｍ｝面（ｎ、ｍは１以上の自然数）等が挙げられる。本発明の実施態様においては、前記結晶成長面が、ｒ面、ｄ面、η面、Ｒ面、Ｓ面またはｎ面であるの好ましく、ｒ面であるのがより好ましい。また、前記凹凸部（マスク４）は、前記結晶成長面とｃ面との交線と平行な方向、すなわち、図３のｙ軸方向に沿って配置されている。図３のｙ軸方向は、例えば、ｍ軸（ｍ軸を結晶成長面上に投影した方向）またはａ軸方向（ａ軸を結晶成長面上に投影した方向）である。　
　前記窓の幅ＤＷは、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されない。本発明の実施態様においては、前記窓の幅が、約１０ｎｍ～約３００μｍの範囲内であるのが好ましく、約１００ｎｍ～約１００μｍの範囲内であるのがより好ましく、約１μｍ～約５０μｍの範囲内であるのが最も好ましい。また、前記マスクの幅ＤＭは、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されない。本発明の実施態様においては、前記マスクの幅ＤＭが、約１μｍ～約１ｍｍの範囲内であるのが好ましく、約５μｍ～約３００μｍの範囲内であるのがより好ましく、約１０μｍ～約１００μｍの範囲内であるのが最も好ましい。なお、前記窓の幅ＤＷは、前記マスクの幅ＤＭよりも小さいのが好ましい。前記窓の幅および前記マスクの幅をこのような好ましい範囲内の値に設定することにより、前記結晶膜の品質をより優れたものとすることができる。
　図４は、本発明の他の実施態様における、表面にバッファ層を介してマスクが形成されている基板を模式的に示す斜視図である。図４の結晶基板１は、表面にバッファ層２を介してドット状（円状）の複数の窓を有するマスク４が形成されており、前記マスクの複数の窓２ａは、線状に配置されている。本発明の実施態様においては、前記結晶基板１の結晶成長面が、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面であり、前記凹凸部（マスク層４）が、前記結晶成長面とｃ面との交線と平行な方向に沿って配置されている。ここで、前記結晶成長面は、図４のｚ軸方向と垂直な面であって、前記結晶基板１のバッファ層２が形成されている側の面である。すなわち、図４に示す実施形態においては、図４のｚ軸方向に垂直な面（結晶成長面）が、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面となる。前記結晶成長面としては、例えば、｛１０－１ｎ｝面、｛－１０１ｎ｝面、｛１１－２ｍ｝面または｛－１－１２ｍ｝面（ｎ、ｍは１以上の自然数）等が挙げられる。本発明の実施態様においては、前記結晶成長面が、ｒ面、ｄ面、η面、Ｒ面、Ｓ面またはｎ面であるの好ましく、ｒ面であるのがより好ましい。また、前記凹凸部（窓部２ａ）は、前記結晶成長面とｃ面との交線と平行な方向、すなわち、図４のｙ軸方向に沿って配置されている。図４のｙ軸方向は、例えば、ｍ軸（ｍ軸を結晶成長面上に投影した方向）またはａ軸方向（ａ軸を結晶成長面上に投影した方向）である。前記のドット状の複数の窓は、隣接する列と各ドットの位置が半周期ずれるような配置であってもよい。また、前記ドットの平面形状は、円状に限定されず、例えば、略矩形状であってもよい。また、同じ列内の隣接するドット同士の間隔と、隣接する列同士の間隔との大小関係も、特に限定されない。本発明の実施態様においては、同じ列内の隣接するドット同士の間隔が、隣接する列同士の間隔よりも小さいのが好ましい。
　本発明の実施態様においては、前記結晶基板の結晶成長面上に、直接または他の層を介して、前記凹凸部を形成した後、結晶膜を成膜する。前記結晶膜の成膜方法は、特に限定されず、公知の方法であってよい。前記結晶膜の成膜方法としては、例えば、ＨＶＰＥ法、ミストＣＶＤ法またはＭＯＣＶＤ法等が挙げられる。本発明の実施態様においては、前記結晶膜をＨＶＰＥ法を用いて成膜するのが好ましい。
　以下、前記結晶膜を成膜させる方法として、ＨＶＰＥ法を用いる場合を例として、本発明の実施態様をより詳細に説明する。前記ＨＶＰＥ法は、具体的には、例えば、図１に示す成膜装置を用いて、金属を含む金属源をガス化して金属ハロゲン化物ガスとし、ついで、前記金属ハロゲン化物ガスと、酸素含有原料ガスとを反応室の前記結晶基板に供給して成膜するのが好ましい。本発明の実施態様においては、反応性ガスを前記結晶基板上に供給し、前記成膜を前記反応性ガスの流通下で行うのも好ましい。
（金属源）
　前記金属源は、金属を含んでおり、ガス化が可能なものであれば、特に限定されず、金属単体であってもよいし、金属化合物であってもよい。前記金属としては、例えば、ガリウム、アルミニウム、インジウム、鉄、クロム、バナジウム、チタン、ロジウム、ニッケル、コバルトおよびイリジウム等から選ばれる１種または２種以上の金属等が挙げられる。本発明の実施態様においては、前記金属が、ガリウム、アルミニウムおよびインジウムから選らばれる１種または２種以上の金属であるのが好ましく、ガリウムであるのがより好ましく、前記金属源が、ガリウム単体であるのが最も好ましい。また、前記金属源は、気体であってもよいし、液体であってもよいし、固体であってもよい。
　前記ガス化の手段は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されず、公知の手段であってよい。本発明の実施態様においては、前記ガス化の手段が、前記金属源をハロゲン化することにより行われるのが好ましい。前記ハロゲン化に用いるハロゲン化剤は、前記金属源をハロゲン化できさえすれば、特に限定されず、公知のハロゲン化剤であってよい。前記ハロゲン化剤としては、例えば、ハロゲンまたはハロゲン化水素等が挙げられる。前記ハロゲンとしては、例えば、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素等が挙げられる。また、ハロゲン化水素としては、例えば、フッ化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素等が挙げられる。本発明の実施態様においては、前記ハロゲン化に、ハロゲン化水素を用いるのが好ましく、塩化水素を用いるのがより好ましい。本発明の実施態様においては、前記ガス化を、前記金属源に、ハロゲン化剤として、ハロゲンまたはハロゲン化水素を供給して、前記金属源とハロゲンまたはハロゲン化水素とをハロゲン化金属の気化温度以上で反応させてハロゲン化金属とすることにより行うのが好ましい。前記ハロゲン化反応温度は、特に限定されないが、本発明の実施態様においては、例えば、前記金属源がガリウムであり、前記ハロゲン化剤が、ＨＣｌである場合には、９００℃以下が好ましく、７００℃以下がより好ましく、４００℃～７００℃であるのが最も好ましい。前記金属ハロゲン化物ガスは、前記金属源の金属のハロゲン化物を含むガスであれば、特に限定されない。前記金属ハロゲン化物ガスとしては、例えば、前記金属のハロゲン化物（フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物など）等が挙げられる。
　本発明の実施態様においては、金属を含む金属源をガス化して金属ハロゲン化物ガスとした後、前記金属ハロゲン化物ガスと、前記酸素含有原料ガスとを、前記反応室内の基板上に供給する。また、本発明の実施態様においては、反応性ガスを前記基板上に供給する。前記結晶層の形成温度は、特に限定されないが、本発明の実施態様においては、例えば、前記金属源がガリウムであり、前記ハロゲン化剤が、ＨＣｌである場合には、９００℃以下が好ましく、７００℃以下がより好ましく、４００℃～７００℃であるのが最も好ましい。前記酸素含有原料ガスとしては、例えば、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、ＮＯガス、ＮＯ２ガス、Ｎ２Ｏガス、Ｈ２ＯガスまたはＯ３ガスから選ばれる１種または２種以上のガスである。本発明の実施態様においては、前記酸素含有原料ガスが、Ｏ２、Ｈ２ＯおよびＮ２Ｏからなる群から選ばれる１種または２種以上のガスであるのが好ましく、Ｏ２を含むのがより好ましい。前記反応性ガスは、通常、金属ハロゲン化物ガスおよび酸素含有原料ガスとは異なる反応性のガスであり、不活性ガスは含まれない。前記反応性ガスとしては、特に限定されないが、例えば、エッチングガス等が挙げられる。前記エッチングガスは、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されず、公知のエッチングガスであってよい。本発明の実施態様においては、前記反応性ガスが、ハロゲンガス（例えば、フッ素ガス、塩素ガス、臭素ガスまたはヨウ素ガス等）、ハロゲン化水素ガス（例えば、フッ酸ガス、塩酸ガス、臭化水素ガスまたはヨウ化水素ガス等）、水素ガスまたはこれら２種以上の混合ガス等であるのが好ましく、ハロゲン化水素ガスを含むのが好ましく、塩化水素を含むのが最も好ましい。なお、前記金属ハロゲン化物ガス、前記酸素含有原料ガス、前記反応性ガスは、キャリアガスを含んでいてもよい。前記キャリアガスとしては、例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガス等が挙げられる。また、前記金属ハロゲン化物ガスの分圧は特に限定されないが、本発明の実施態様においては、０．５Ｐａ～１ｋＰａであるのが好ましく、５Ｐａ～０．５ｋＰａであるのがより好ましい。前記酸素含有原料ガスの分圧は、特に限定されないが、本発明の実施態様においては、前記金属ハロゲン化物ガスの分圧の０．５倍～１００倍であるのが好ましく、１倍～２０倍であるのがより好ましい。前記反応性ガスの分圧も、特に限定されないが、本発明の実施態様においては、前記金属ハロゲン化物ガスの分圧の０．１倍～５倍であるのが好ましく、０．２倍～３倍であるのがより好ましい。
　本発明の実施態様においては、さらに、ドーパント含有原料ガスを前記基板に供給するのも好ましい。前記ドーパント含有原料ガスは、ドーパントを含んでいれば、特に限定されない。前記ドーパントも、特に限定されないが、本発明の実施態様においては、前記ドーパントが、ゲルマニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、バナジウム、ニオブおよびスズから選ばれる１種または２種以上の元素を含むのが好ましく、ゲルマニウム、ケイ素、またはスズを含むのがより好ましく、ゲルマニウムを含むのが最も好ましい。このようにドーパント含有原料ガスを用いることにより、得られる膜の導電率を容易に制御することができる。前記ドーパント含有原料ガスは、前記ドーパントを化合物（例えば、ハロゲン化物、酸化物等）の形態で有するのが好ましく、ハロゲン化物の形態で有するのがより好ましい。前記ドーパント含有原料ガスの分圧は、特に限定されないが、本発明の実施態様においては、前記金属含有原料ガスの分圧の１×１０－７倍～０．１倍であるのが好ましく、２．５×１０－６倍～７．５×１０－２倍であるのがより好ましい。なお、本発明の実施態様においては、前記ドーパント含有原料ガスを、前記反応性ガスとともに前記基板上に供給するのが好ましい。
　上記した本発明の実施態様にかかる製造方法によれば、例えば、コランダム構造を有する結晶性酸化物半導体を主成分として含む結晶膜であって、転位密度が１．０×１０６／ｃｍ２以下である低転位領域を有し、該低転位領域の面積が５０μｍ２以上であることを特徴とする結晶膜を得ることができる。また、上記した好ましい製造方法によれば、コランダム構造を有する結晶性酸化物半導体を主成分として含む結晶膜であって、転位密度が１．０×１０６／ｃｍ２以下であり、表面積が５０μｍ２以上である結晶膜を得ることができる。前記転位密度は、貫通転位の密度をいい、表面（平面）ＴＥＭ観察あるいはエッチピット観察によって測定できるものをいう。前記表面積は、通常、表面（平面）ＴＥＭ（透過電子顕微鏡）像、ＳＥＭ像、あるいは光学顕微鏡像から求められる面積をいう。本発明の実施態様においては、前記表面積が１００μｍ２以上であるのが好ましい。前記結晶膜の主面は、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面であるのが好ましく、｛１０－１ｎ｝面、｛－１０１ｎ｝面、｛１１－２ｍ｝面および｛－１－１２ｍ｝面（ｎ、ｍは１以上の自然数）のいずれかであるのがより好ましく、ｒ面であるのが最も好ましい。このような好ましい主面とすることにより、表面に高転位密度領域を有さない高品質な結晶膜を得ることができる。また、上記した本発明の実施態様にかかる製造方法によれば、例えば、第１の酸化物結晶と、該第１の酸化物結晶上に隣接して配置されている第２の酸化物結晶とを少なくも含む結晶膜であって、前記第１の酸化物結晶と前記第２の酸化物結晶との会合面が前記結晶膜表面と垂直な方向に対して傾斜していることを特長とする結晶膜を得ることができる。前記傾斜の角度は、特に限定されないが、本発明の実施態様においては、５°～７５°であるのが好ましく、２０°～６０°であるのがより好ましい。さらに、上記した本発明の実施態様に係る製造方法によれば、特定の方向に延びる転位線を含む第１の酸化物結晶と、前記第１の酸化物結晶上に隣接して配置されている第２の酸化物結晶とを少なくとも含む結晶膜であって、前記第１の酸化物結晶と前記第２の酸化物結晶との界面が前記転位線と交差していることを特長とする結晶膜を得ることができる。ここで、転位線は、通常貫通転位の転位線をいう。また、転位線の向き等は、ＴＥＭ（透過顕微鏡：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察法によって求められる。
　図１３（ａ）は、本発明の実施態様にかかる結晶膜を模式的に示す図である。図１３（ａ）の結晶膜１０は、特定に方向に延びる転位線６を含む第１の酸化物結晶５ａと、第１の酸化物結晶５ａ上に隣接して配置されている第２の酸化物結晶５ｂとを含む。また、図１３の結晶膜１０においては、前記第１の酸化物結晶５ａと前記第２の酸化物結晶５ｂとの界面７が、前記転位線６と交差している。このような構成によれば、前記転位線６は結晶膜１０の表面まで到達しないため、結晶膜１０の表面付近に高転位密度領域の無い高品質な結晶膜１０を得ることができる。また、図１３（ｂ）は、本発明の実施態様にかかる結晶膜の他の例を模式的に示す図である。図１３（ｂ）の結晶膜２０は、第１の酸化物結晶５ａと、前記第１の酸化物結晶５ａ上に隣接して配置されている第２の酸化物結晶５ｂとを少なくとも含む。また、図１３（ｂ）の結晶膜２０は、第１の酸化物結晶５ａと第２の酸化物結晶５ｂとの会合面７が結晶膜２０の表面と垂直な方向に対して傾斜している。前記結晶膜の表面とは、通常、平坦化させた後の結晶膜２０の表面をいう。なお、図１３（ｂ）の結晶膜２０は、その表面がＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等の公知の方法を用いて研磨等されて平坦化されているのが好ましい。また、図１３（ｂ）に示すとおり、第１の酸化物結晶５ａと第２の酸化物結晶５ｂとの会合面７は、結晶膜２０の表面まで到達していないものであってもよい。また、本発明の実施態様においては、図１３において、転位線６やマスク４、結晶基板（図示しない）等は研磨などの公知の方法によって結晶膜から取り除かれていてもよい。
　前記第１の酸化物結晶および／または前記第２の酸化物結晶は、通常、結晶性金属酸化物を主成分として含む。前記結晶性金属酸化物としては、例えば、アルミニウム、ガリウム、インジウム、鉄、クロム、バナジウム、チタン、ロジウム、ニッケル、コバルトおよびイリジウム等から選ばれる１種または２種以上の金属を含む金属酸化物などが挙げられる。本発明においては、前記結晶性金属酸化物が、インジウム、アルミニウムおよびガリウムから選ばれる１種または２種以上の元素を含有するのが好ましく、少なくともインジウムまたは／およびガリウムを含んでいるのがより好ましく、結晶性酸化ガリウムまたはその混晶であるのが最も好ましい。なお、本発明の実施形態における第１の酸化物結晶または第２の酸化物結晶において、「主成分」とは、前記結晶性金属酸化物が、原子比で、前記第１の酸化物結晶または第２の酸化物結晶の全成分に対し、好ましくは５０％以上、より好ましくは７０％以上、更に好ましくは９０％以上含まれることを意味し、１００％であってもよいことを意味する。本発明の実施形態においては、通常、前記基板として、コランダム構造を含む基板を用いて、前記成膜を行うことにより、コランダム構造を有する結晶膜を得ることができる。前記結晶性金属酸化物は、単結晶であってもよいし、多結晶であってもよいが、本発明の実施形態においては、単結晶であるのが好ましい。また、前記結晶膜の厚さの上限は特に限定されない。前記結晶膜の厚さの下限も特に限定されないが、３μｍであるのが好ましく、１０μｍであるのがより好ましく、２０μｍであるのが最も好ましい。
　本発明の実施態様にかかる結晶膜（結晶性積層構造体）は、特に、電極と半導体層とを少なくとも含む半導体装置に好適に用いることができ、とりわけ、パワーデバイスに有用である。本発明においては、前記結晶膜が半導体膜であり、前記半導体層として前記半導体膜が用いられているのが好ましい。前記積層構造体を用いて形成される半導体装置としては、ＭＩＳやＨＥＭＴ等のトランジスタやＴＦＴ、半導体‐金属接合を利用したショットキーバリアダイオード、他のＰ層と組み合わせたＰＮ又はＰＩＮダイオード、受発光素子が挙げられる。本発明においては、前記結晶膜をそのまま半導体装置等に用いてもよいし、前記基板等から剥離したり、マスク層や高転位密度領域を含む結晶層を除去したりする等の公知の手段を用いた後に、半導体装置等に適用してもよい。
　図１４は、本発明の実施態様にかかる結晶膜または結晶性酸化物膜（以下、単に「結晶膜」ともいう）を備えたトランジスタを示す模式図である。トランジスタ９００は、少なくとも本発明の実施態様にかかる結晶膜９１０と、結晶膜９１０の一方の主面の一部に形成されたソース９２０と、ソース９２０と対向して形成されたドレイン９３０と、ソース９２０とドレイン９３０との間に形成されたチャネル９４０と、チャネル９４０上に形成された絶縁膜９５０と、絶縁膜９５０上に形成されたゲート電極９６０とを備える。
　結晶膜９１０は、好ましくは、本発明の実施態様に係るα－Ｇａ２Ｏ３またはその混晶を含む単結晶膜である。本発明の実施態様においては、結晶膜９１０がｎ型の導電性を示すのが好ましい。また、結晶膜の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。
　ソース９２０は、結晶膜９１０の一部にドーパント元素を高濃度に導入されたｎ＋型領域９７０ａと、ｎ＋領域９７０ａ上に形成された電極９８０ａとを備える。前記ドーパントとしては、例えば、スズ、ゲルマニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、バナジウム、ニオブまたはこれらの２種以上の元素等のｎ型ドーパント等が挙げられる。また、ｎ＋型領域９７０ａのキャリア濃度は、例えば、１×１０１５／ｃｍ３以上１×１０２０／ｃｍ３以下の範囲内である。なお、ｎ＋型領域９７０ａは、例えば、公知のパターニング方法および公知の成膜方法あるいは公知の不純物導入方法を用いて形成してもよい。前記電極９８０ａとしては、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｕおよびこれらの合金からなる群から選択される金属材料等が挙げられる。
　ドレイン９３０は、結晶膜９１０の一部にドーパント元素を高濃度に導入したｎ＋型領域９７０ｂと、ｎ＋型領域９７０ｂ上に形成された電極９８０ｂとを備える。ｎ＋型領域９７０ａと同様に、前記ドーパントとしては、例えば、スズ、ゲルマニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、バナジウム、ニオブまたはこれらの２種以上の元素等のｎ型ドーパント等が挙げられる。また、ｎ＋型領域９７０ｂのキャリア濃度は、例えば、１×１０１５／ｃｍ３以上１×１０２０／ｃｍ３以下の範囲内である。なお、ｎ＋型領域９７０ｂは、例えば、公知のパターニング方法および公知の成膜方法あるいは公知の不純物導入方法を用いて形成してもよい。前記電極９８０ｂとしては、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｕおよびこれらの合金からなる群から選択される金属材料等が挙げられる。
　絶縁膜９５０は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＨｆＯ２、ＳｉＮ、および、ＳｉＯＮからなる群から選択される絶縁材料である。ゲート電極９６０としては、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｕ、およびこれらの合金からなる群から選択される金属材料である。絶縁膜９５０の厚さは、例えば、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
このようなトランジスタ９００の製造方法について説明する。トランジスタ９００は、既存のＬＳＩ製造プロセスによって製造される。例えば、トランジスタ９００は、実施の形態１で得たα－Ｇａ２Ｏ３単結晶９１０上に、フォトリソグラフィ技術を用いて、エピタキシャル成長等によりｎ＋領域９７０ａおよび９７０ｂを形成し、次いで、気相エピタキシャル成長法、液相エピタキシャル成長法、ハライド気相成長法、有機金属化学気相蒸着法（ＭＯＣＶＤ）等の既存の成長技術を用いて、絶縁膜９５０を形成し、次いで、真空蒸着、スパッタリング等の既存の電極形成技術により、電極９８０ａおよび９８０ｂならびにゲート電極９６０を形成することによって製造される。
　図示しないが、ｎ型半導体として本発明の実施態様にかかる結晶膜を用いて、ｐｎ接合（ヘテロ接合であってもよい）を形成し、ダイオードを製造することができる。
　図１５は、本発明の実施態様に係る結晶膜を備えた紫外線検出素子を示す模式図である。
　  図１５（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、紫外線検出素子１０００ａ、１０００ｂは、少なくとも、本発明の結晶膜１０１０と、結晶膜１０１０上に形成されたショットキー電極１０２０と、結晶膜１０１０に形成されたオーミック電極１０３０とを備える。詳細には、図１５（Ａ）の紫外線検出素子１０００ａによれば、ショットキー電極１０２０は、α－Ｇａ２Ｏ３単結晶１０１０の一方の主面上に形成され、オーミック電極１０３０は、結晶膜１０１０のもう一方の主面（図１５では裏面）上に形成される。一方、図１５（Ｂ）の紫外線検出素子１０００ｂによれば、後述するように、サファイア基板１０４０上に結晶膜１０１０が位置するので、ショットキー電極１０２０およびオーミック電極１０３０は、いずれも結晶膜１０１０の同一の主面上に形成される。
　  結晶膜１０１０は、好ましくは、本発明の実施態様に係るα－Ｇａ２Ｏ３またはその混晶を含む単結晶膜である。本発明の実施態様においては、結晶膜１０１０がｎ型の導電性を示すのが好ましい。また、結晶膜の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。
　ショットキー電極１０２０は、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕ、および、これらの合金からなる群から選択される金属材料であってもよい。オーミック電極１０３０は、Ｔｉ、Ｉｎ、および、これらの合金からなる群から選択される金属材料でありうる。
  このような紫外線検出素子１０００の製造方法について説明する。紫外線検出素子１０００は、既存の大規模集積回路（ＬＳＩ）製造プロセスによって製造される。例えば、紫外線検出素子１０００は、本発明の実施態様における結晶膜１０１０の主面および裏面にそれぞれショットキー電極１０２０およびオーミック電極１０３０を、真空蒸着、スパッタリング等の既存の金属膜製膜技術とフォトリソグラフィとにより形成することによって製造される。紫外線検出素子１０００ｂも、同様に、サファイア基板１０４０上に形成されたα－Ｇａ２Ｏ３単結晶１０１０の主面に、ショットキー電極１０２０およびオーミック電極１０３０を上述の金属膜成膜技術とフォトリソグラフィとにより形成すればよい。
　以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
１．バッファ層の形成
１－１．ＨＶＰＥ装置
　図１を用いて、本実施例で用いたハライド気相成長（ＨＶＰＥ）装置５０を説明する。ＨＶＰＥ装置５０は、反応室５１と、金属源５７を加熱するヒータ５２ａおよび基板ホルダ５６に固定されている基板を加熱するヒータ５２ｂとを備え、さらに、反応室５１内に、酸素含有原料ガス供給管５５ｂと、反応性ガス供給管５４ｂと、基板を設置する基板ホルダ５６とを備えている。そして、反応性ガス供給管５４ｂ内には、金属含有原料ガス供給管５３ｂが備えられており、二重管構造を形成している。なお、酸素含有原料ガス供給管５５ｂは、酸素含有原料ガス供給源５５ａと接続されており、酸素含有原料ガス供源５５ａから酸素含有原料ガス供給管５５ｂを介して、酸素含有原料ガスが基板ホルダ５６に固定されている基板に供給可能なように、酸素含有原料ガスの流路を構成している。また、反応性ガス供給管５４ｂは、反応性ガスが基板ホルダ５６に固定されている基板に供給可能なように、反応性ガスの流路を構成している。金属含有原料ガス供給管５３ｂは、ハロゲン含有原料ガス供給管５３ａと接続されており、ハロゲン含有原料ガスが金属源に供給されて金属含有原料ガスとなり金属含有原料ガス排出部５９が設けられている。
１－２．成膜準備
　金属含有原料ガス供給管５３ｂ内にガリウム（Ｇａ）金属源５７（純度９９．９９９９９％以上）を配置し、反応室５１内の基板ホルダ５６上に、基板として、ｒ面（（－１０１２）面）サファイア基板を設置した。その後、ヒータ５２ａおよび５２ｂを作動させて反応室５１内の温度を５２０℃まで昇温させた
　金属含有原料ガス供給管５３ｂ内部に配置したガリウム（Ｇａ）金属５７に、ハロゲン含有原料ガス供給源５３ａから、塩化水素（ＨＣｌ）ガス（純度９９．９９９％以上）を供給した。Ｇａ金属と塩化水素（ＨＣｌ）ガスとの化学反応によって、塩化ガリウム（ＧａＣｌ／ＧａＣｌ３）を生成した。得られた塩化ガリウム（ＧａＣｌ／ＧａＣｌ３）と、酸素含有原料ガス供給源５５ａから供給されるＯ２ガス（純度９９．９９９９５％以上）とを、それぞれ金属含有原料供給管５３ｂおよび酸素含有原料ガス供給管５５ｂを通して前記基板上まで供給した。そして、塩化ガリウム（ＧａＣｌ／ＧａＣｌ３）およびＯ２ガスを基板上で大気圧下、５２０℃にて反応させて、基板上に成膜した。なお、成膜時間は１０分であった。なお、キャリアガスとしてＮ２ガスを用いた。ここで、ハロゲン含有原料ガス供給源５３ａから供給されるＨＣｌガスの分圧を１００Ｐａ、酸素含有原料ガス供給源５５から供給されるＯ２ガスの分圧を１ｋＰａに、それぞれ維持した。また、反応性ガス供給菅から供給されるＨＣｌガスの分圧を１００Ｐａとした。得られた膜につき、薄膜用ＸＲＤ回折装置を用いて、１５度から９５度の角度で２θ／ωスキャンを行うことによって、膜の同定を行った。測定は、ＣｕＫα線を用いて行った。その結果、得られた膜は、α―Ｇａ２Ｏ３であった。
２．マスク形成
　上記１．で得られたバッファ層付きのサファイア基板上にＲＦスパッタリングおよびフォトリソグラフィを用いて、マスク層としてＳｉＯ２（厚さ４０ｎｍ）を形成した。なお、マスクパターンは、窓幅２．５μｍ、マスク幅７．５μｍとし、結晶成長面（ｒ面）とｃ面との交線に平行な方向（ａ軸方向）に沿ったストライプパターンとした。
３．結晶膜の成長
３－１．ＨＶＰＥ装置
　結晶膜の成膜には、図１に示すハライド気相成長（ＨＶＰＥ）装置５０を用いた。
３－２．成膜準備
　金属含有原料ガス供給管５３ｂ内部にガリウム（Ｇａ）金属源５７（純度９９．９９９９９％以上）を配置し、反応室５１内の基板ホルダ５６上に、基板として、上記２．で得られたサファイア基板を設置した。その後、ヒータ５２ａおよび５２ｂを作動させて反応室５１内の温度を５２０℃にまで昇温させた。
３－３．成膜
　金属含有原料ガス供給管５３ｂ内部に配置したガリウム（Ｇａ）金属５７に、ハロゲン含有原料ガス供給源５３ａから、塩化水素（ＨＣｌ）ガス（純度９９．９９９％以上）を供給した。Ｇａ金属と塩化水素（ＨＣｌ）ガスとの化学反応によって、塩化ガリウム（ＧａＣｌ／ＧａＣｌ３）を生成した。得られた塩化ガリウム（ＧａＣｌ／ＧａＣｌ３）と、酸素含有原料ガス供給源５５ａから供給されるＯ２ガス（純度９９．９９９９５％以上）とを、それぞれ金属含有原料供給管５３ｂおよび酸素含有原料ガス供給管５５ｂを通して前記基板上まで供給した。そして、塩化ガリウム（ＧａＣｌ／ＧａＣｌ３）およびＯ２ガスを基板上で大気圧下、５２０℃にて反応させて、基板上に成膜した。ここで、ハロゲン含有原料ガス供給源５３ａから供給されるＨＣｌガスの分圧を１００Ｐａ、酸素含有原料ガス供給源５５から供給されるＯ２ガスの分圧を１ｋＰａに、それぞれ維持した。また、反応性ガス供給菅から供給されるＨＣｌガスの分圧を１００Ｐａとした。なお、キャリアガスとしてＮ２ガスを用いた。得られた膜につき、薄膜用ＸＲＤ回折装置を用いて、１５度から９５度の角度で２θ／ωスキャンを行うことによって、膜の同定を行った。測定は、ＣｕＫα線を用いて行った。その結果、得られた膜は、α―Ｇａ２Ｏ３であった。
（評価）
　得られた結晶膜の成膜開始から１５分間後、３０分間後、１時間後および２時間後のＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像をそれぞれ図５～８に示す。図５～図８の（ａ）が上面図、（ｂ）が鳥観図、（ｃ）が断面図をそれぞれ示す。図５～図８から明らかなように、窓部から成長した結晶が、隣の窓部から成長した結晶を覆うように成長して結晶膜表面が波形状となっていることが分かる。また、図９に得られた膜（２時間成長後）の断面ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像を示す。図９から明らかなように、窓部から伸びた転位線が結晶の会合面と交差しているため、１回のＥＬＯ成長でもって基板側の結晶成長面から伸びる転位が結晶膜表面に到達するのを防ぐことができ、従来のＥＬＯと異なり、高転位密度領域が結晶膜表面に形成されないことが分かる。さらに、得られた膜の平面ＴＥＭ像から、得られた結晶膜の転位密度が、少なくとも５０μｍ２以上の面積（低転位密度領域）において７．３×１０５／ｃｍ２であることが分かった。図９の紙面垂直方向（ａ軸方向）は、ａ軸を結晶成長面（ｒ軸と垂直な面）に投影した方向を表す。なお、得られた結晶膜表面をＣＭＰ等の公知の方法によって研磨することにより、第１の酸化物結晶と該第１の酸化物結晶上に隣接して配置されている第２の酸化物結晶とを少なくとも含む結晶膜であって、前記第１の酸化物結晶と前記第２の酸化物結晶との会合面が前記結晶膜表面と垂直な方向に対して傾斜している結晶膜を得ることができる。
（比較例１）
　基板上へのマスクの形成を、マスクパターンが、結晶成長面（ｒ面）とｃ面との交線に平行な方向（ａ軸方向）に垂直な方向に沿ったストライプパターンとしたこと以外は、実施例１と同様にして、結晶性積層構造体を得た。得られた結晶性積層構造体の結晶膜の３０分間後及び２時間後のＳＥＭ像をそれぞれ図１０、図１１に示す。また、得られた結晶膜の断面ＴＥＭ像を図１２に示す。図１０～図１２から明らかなように、本比較例においては、従来のＥＬＯと同様に、窓部から成長した結晶は、隣の窓部から成長した結晶を覆うことなく結晶成長が行われていることが分かる。なお、図１２におけるａ軸方向は、ａ軸を結晶成長面に投影した方向を示している。
　本発明の積層構造体は、半導体（例えば化合物半導体電子デバイス等）、電子部品・電気機器部品、光学・電子写真関連装置、工業部材などあらゆる分野に用いることができるが、特に、半導体装置等に有用である。
　　１　　　　　基板（サファイア基板）
　　１ａ　　　　凹部（結晶成長面）
　　２　　　　　バッファ層
　　２ａ　　　　バッファ層表面（凹部）
　　４　　　　　マスク層（凸部）
　　５ａ　　　　第１の酸化物結晶
　　５ｂ　　　　第２の酸化物結晶
　　６　　　　　転位線
　　７　　　　　会合面（界面）
　　１０　　　　結晶膜
　　２０　　　　結晶膜
　　５０　　　　ハライド気相成長（ＨＶＰＥ）装置
　　５１　　　　反応室
　　５２ａ　　　ヒータ
　　５２ｂ　　　ヒータ
　　５３ａ　　　ハロゲン含有原料ガス供給源
　　５３ｂ　　　金属含有原料ガス供給管
　　５４ａ　　　反応性ガス供給源
　　５４ｂ　　　反応性ガス供給管
　　５５ａ　　　酸素含有原料ガス供給源
　　５５ｂ　　　酸素含有原料ガス供給管
　　５６　　　　基板ホルダ
　　５７　　　　金属源
　　５８　　　　保護シート
　　５９　　　　ガス排出部
　　９００　　　トランジスタ
　　９２０　　　ソース
　　９３０　　　ドレイン
　　９４０　　　チャネル
　　９５０　　　絶縁膜
　　９６０　　　ゲート電極
　　９７０ａ　　ｎ＋領域
　　９７０ｂ　　ｎ＋領域
　　９８０ａ　　電極
　　９８０ｂ　　電極
　　１０００ａ　紫外線検出素子
　　１０００ｂ　紫外線検出素子
　　１０２０ 　ショットキー電極
　　１０３０ 　オーミック電極

Claims (17)

  1. 　結晶基板の結晶成長面上に、直接または他の層を介して、凹部または凸部からなる凹凸部を形成し、ついで、結晶膜を成膜する結晶膜の製造方法であって、
    　前記結晶成長面が、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面であり、前記凹凸部が、前記結晶成長面とｃ面との交線と平行な方向に沿って配置されていることを特徴とする結晶膜の製造方法。
  2. 　前記結晶基板がコランダム構造を有する請求項１記載の製造方法。
  3. 　前記結晶成長面が、ｃ面からａ面またはｍ面の方向に９０度未満の角度で傾いた面である請求項２記載の製造方法。
  4. 　前記交線がｍ軸またはａ軸と平行である請求項２または３に記載の製造方法。
  5. 　前記結晶成長面が｛１０－１ｎ｝面、｛－１０１ｎ｝面、｛１１－２ｍ｝面および｛－１－１２ｍ｝面（ｎ、ｍは１以上の自然数）のいずれかである請求項２～４のいずれかに記載の製造方法。
  6. 　前記結晶成長面がｒ面である請求項２～５のいずれかに記載の製造方法。
  7. 　前記凹凸部が、ｍ軸またはａ軸に沿って配置されている請求項２～６のいずれかに記載の製造方法。
  8. 　前記凹凸部がａ軸に沿って配置されている請求項２～７のいずれかに記載の製造方法。
  9. 　コランダム構造を有する結晶性酸化物半導体を主成分として含む結晶膜であって、転位密度が１．０×１０６／ｃｍ２以下である低転位領域を有し、該低転位領域の面積が５０μｍ２以上であることを特徴とする結晶膜。
  10. 　主面がｒ面である請求項９記載の結晶膜。
  11. 　第１の酸化物結晶と、該第１の酸化物結晶上に隣接して配置されている第２の酸化物結晶とを少なくも含む結晶膜であって、前記第１の酸化物結晶と前記第２の酸化物結晶との会合面が前記結晶膜表面と垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする結晶膜。
  12. 　特定の方向に延びる転位線を含む第１の酸化物結晶と、前記第１の酸化物結晶上に隣接して配置されている第２の酸化物結晶とを少なくとも含む結晶膜であって、前記第１の酸化物結晶と前記第２の酸化物結晶との界面が前記転位線と交差していることを特徴とする結晶膜。
  13. 　前記第１の酸化物結晶および／または前記第２の酸化物結晶がコランダム構造を有する請求項１１または１２に記載の結晶膜。
  14. 　前記第１の酸化物結晶および前記第２の酸化物結晶の主成分が同一である請求項１１～１３のいずれかに記載の結晶膜。
  15. 　前記第１の酸化物結晶および／または前記第２の酸化物結晶が、ガリウムを少なくとも含む請求項１１～１４のいずれかに記載の結晶膜。
  16. 　前記結晶膜表面が、ｃ面から９０度未満の角度で傾いた面である請求項９～１５のいずれかに記載の結晶膜。
  17. 　電極および半導体層を少なくとも含む半導体装置であって、前記半導体層が、請求項９～１６のいずれかに記載の結晶膜を含むことを特徴とする半導体装置。

     
PCT/JP2022/035038 2021-09-22 2022-09-20 結晶膜の製造方法および結晶膜 WO2023048150A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022563129A JPWO2023048150A1 (ja) 2021-09-22 2022-09-20

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021154914 2021-09-22
JP2021-154914 2021-09-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023048150A1 true WO2023048150A1 (ja) 2023-03-30

Family

ID=85719487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/035038 WO2023048150A1 (ja) 2021-09-22 2022-09-20 結晶膜の製造方法および結晶膜

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2023048150A1 (ja)
TW (1) TW202319352A (ja)
WO (1) WO2023048150A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019151922A (ja) * 2018-02-28 2019-09-12 株式会社Flosfia 積層体および半導体装置
CN110534555A (zh) * 2019-08-26 2019-12-03 西安电子科技大学 基于r面Al2O3图形衬底的β-Ga2O3薄膜制作方法
WO2020217563A1 (ja) * 2019-04-24 2020-10-29 日本碍子株式会社 半導体膜
WO2021153609A1 (ja) * 2020-01-27 2021-08-05 株式会社Flosfia 半導体装置および半導体装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019151922A (ja) * 2018-02-28 2019-09-12 株式会社Flosfia 積層体および半導体装置
WO2020217563A1 (ja) * 2019-04-24 2020-10-29 日本碍子株式会社 半導体膜
CN110534555A (zh) * 2019-08-26 2019-12-03 西安电子科技大学 基于r面Al2O3图形衬底的β-Ga2O3薄膜制作方法
WO2021153609A1 (ja) * 2020-01-27 2021-08-05 株式会社Flosfia 半導体装置および半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202319352A (zh) 2023-05-16
JPWO2023048150A1 (ja) 2023-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7480937B2 (ja) 結晶膜、半導体装置および結晶膜の製造方法
CN109423690B (zh) 用于制造结晶膜的方法
JP6945119B2 (ja) 結晶性積層構造体およびその製造方法
JP7166522B2 (ja) 結晶膜の製造方法
JP6478020B2 (ja) 結晶成長用基板、結晶性積層構造体およびそれらの製造方法ならびにエピタキシャル成長方法
JP2016100593A (ja) 結晶性積層構造体
JP7163540B2 (ja) 結晶膜の製造方法
JP2019048766A (ja) α−Ｇａ２Ｏ３単結晶、α−Ｇａ２Ｏ３の製造方法、および、それを用いた半導体素子
JP7530054B2 (ja) 結晶膜の製造方法
WO2023048150A1 (ja) 結晶膜の製造方法および結晶膜
JP2021172553A (ja) 結晶性積層構造体および半導体装置
US11694894B2 (en) Crystalline film containing a crystalline metal oxide and method for manufacturing the same under partial pressure
US11804519B2 (en) Crystalline multilayer structure, semiconductor device, and method of manufacturing crystalline structure
WO2021066156A1 (ja) 結晶性積層構造体および半導体装置
KR102704230B1 (ko) 결정막, 결정막을 포함하는 반도체 장치, 및 결정막의 제조 방법
JP2022047720A (ja) 結晶膜の成長方法および結晶性酸化物膜
JP2021172552A (ja) 結晶膜
JP2021172554A (ja) 結晶性積層構造体の製造方法
JP7344426B2 (ja) 結晶性積層構造体
JP2021080127A (ja) 剥離方法および結晶性酸化物膜の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022563129

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22872902

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22872902

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1