[发明专利]Ga2O3系单晶基板及其制造方法

说明书

提供一种Ga₂O₃系单晶基板及其制造方法，该Ga₂O₃系单晶基板包括既抑制晶体质量的下降又具有高电阻之Ga₂O₃系单晶。根据本发明的一个实施方式，上述制造方法包括：将Fe添加至Ga₂O₃系原料中，培育含有比从上述Ga₂O₃系原料混入之施主杂质的浓度高的上述Fe之Ga₂O₃系单晶(5)；以及从Ga₂O₃系单晶(5)切出Ga₂O₃系单晶基板。

技术领域

本发明涉及Ga₂O₃系单晶基板及其制造方法。

背景技术

以往，作为提高Ga₂O₃(三氧化二镓)单晶的电阻率之方法，已知一种掺杂镁(Mg)、铍(Be)或锌(Zn)之方法(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，叙述一种技术，其使用FZ法(Floating zone method)，在培育Ga₂O₃单晶时添加0.01mol％或0.05mol％之 Mg，由此，可使Ga₂O₃单晶高电阻化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-102235号公报

发明内容

发明要解决的问题

作为Ga₂O₃单晶的原料来使用之Ga₂O₃粉末，广泛使用其纯度为 99.999质量％以下者。虽然要制造更高纯度之Ga₂O₃粉末在技术上亦可行，但从成本来看并不切实际。纯度为99.999质量％以下之Ga₂O₃粉末含有微量残留杂质Si(施主杂质)，使用该Ga₂O₃粉末所培育之 Ga₂O₃单晶显示n型导电性。从Ga₂O₃粉末混入之硅(Si)浓度，在 Ga₂O₃单晶中具有分布性，例如，以纯度为99.999质量％之Ga₂O₃粉末作为原料所培育之Ga₂O₃单晶，其最高浓度部分的浓度约为 5×10¹⁷cm^-3左右。

因此，为了制作高电阻Ga₂O₃基板，至少必须将5×10¹⁷cm^-3以上的量之受主杂质(acceptor impurity)掺杂于Ga₂O₃单晶。当Ga₂O₃单晶的原料使用更廉价的低纯度Ga₂O₃粉末时，就必须掺杂更高浓度的受主杂质。

一般而言，在尝试掺杂高浓度的杂质于单晶时有下列问题：目标浓度的杂质的掺杂是困难的，由于掺杂而导致单晶的晶体质量下降等。