本發(fā)明涉及單晶的培育方法、半導體基板的制造方法以及半導體基板。
背景技術：
1、以往，已知通過垂直布里奇曼法(vb法)來培育氧化鎵單晶的技術(例如，參照專利文獻1)。一般來說，為了防止包括pt系材料的坩堝的破損等，由垂直布里奇曼法或垂直溫度梯度凝固(vgf)法進行的氧化鎵系半導體的單晶的培育在氧化性氣氛下實施。
2、現(xiàn)有技術文獻
3、專利文獻
4、專利文獻1：日本特開2020-164415號公報
技術實現(xiàn)思路
1、發(fā)明要解決的問題
2、在氧化鎵系半導體的熔體生長中，熔體容易分解為ga2o氣體和o2氣體，若它們被取入到培育過程中的晶體內(nèi)，則會形成空隙(void)。另外，也會有如下情況：由于熔體中與晶體中的氧的固溶極限之差被排出到固液界面的氧形成氣泡，該氣泡被取入到進行生長的晶體內(nèi)而成為空隙。在使用培育出的氧化鎵系半導體的晶體來制造器件的情況下，空隙有可能會對器件特性造成影響。
3、例如，已知在培育與氧化鎵系半導體同為高熔點氧化物的藍寶石的晶體的情況下，通過使用還原性氣體，能夠降低晶體中的空隙的密度。然而，如上所述，由vb法等進行的氧化鎵系半導體的晶體的培育需要在氧化性氣氛下實施，無法使用還原性氣體來降低空隙的密度。
4、本發(fā)明的目的在于，提供一種單晶的培育方法、使用由該培育方法培育出的單晶的半導體基板的制造方法、以及由該制造方法制造出的半導體基板，該單晶的培育方法是在氧氣氛下培育氧化鎵系半導體的單晶的方法，能夠控制單晶中的空隙的狀態(tài)，以抑制對使用培育出的單晶來制造的器件的特性的影響。
5、用于解決問題的方案
6、為了達成上述目的，本發(fā)明的一個方面提供下述的單晶的培育方法、半導體基板的制造方法以及半導體基板。
7、[1]一種單晶的培育方法，是氧化鎵系半導體的單晶的培育方法，包含從所述單晶的原料熔融而成的熔體在氧化性氣氛下生長所述單晶的工序，通過所述單晶的si濃度與sn濃度的相對值，來控制所述單晶中的空隙的密度和平均長度。
8、[2]根據(jù)上述[1]所述的單晶的培育方法，其中，通過將從所述si濃度減去所述sn濃度所得的值在-2.8×1018～3.0×1018cm-3的范圍內(nèi)進行調整，來將所述空隙的密度和平均長度分別控制在56～57000cm-2、14～85μm的范圍內(nèi)。
9、[3]根據(jù)上述[1]所述的單晶的培育方法，其中，通過將所述si濃度在低于4.0×1018cm-3的范圍內(nèi)，將從所述si濃度減去所述sn濃度所得的值在-2.8×1018～3.0×1018cm-3的范圍內(nèi)進行調整，來將所述空隙的密度和平均長度分別控制在56～57000cm-2、14～85μm的范圍內(nèi)。
10、[4]一種半導體基板的制造方法，是包括氧化鎵系半導體的單晶的半導體基板的制造方法，包含：從所述單晶的原料熔融而成的熔體在氧化性氣氛下生長所述單晶的工序；以及從所述單晶切出所述半導體基板的工序，通過所述單晶的si濃度與sn濃度的相對值，來控制所述單晶中的空隙的密度和平均長度。
11、[5]根據(jù)上述[4]所述的半導體基板的制造方法，其中，為了抑制所述空隙將所述半導體基板的兩個主面之間貫通，根據(jù)所述半導體基板的厚度和面方位來控制所述空隙的平均長度。
12、[6]根據(jù)上述[4]或[5]所述的半導體基板的制造方法，其中，通過將從所述si濃度減去所述sn濃度所得的值在-2.8×1018～3.0×1018cm-3的范圍內(nèi)進行調整，來將所述空隙的密度和平均長度分別控制在56～57000cm-2、14～85μm的范圍內(nèi)。
13、[7]根據(jù)上述[4]或[5]所述的半導體基板的制造方法，其中，通過將所述si濃度在低于4.0×1018cm-3的范圍內(nèi)，將從所述si濃度減去所述sn濃度所得的值在-2.8×1018～3.0×1018cm-3的范圍內(nèi)進行調整，來將所述空隙的密度和平均長度分別控制在56～57000cm-2、14～85μm的范圍內(nèi)。
14、[8]一種半導體基板，是包括氧化鎵系半導體的單晶的半導體基板，從si濃度減去sn濃度所得的值處于-2.8×1018～3.0×1018cm-3的范圍內(nèi)，包含密度和平均長度分別處于56～57000cm-2、14～85μm的范圍內(nèi)的空隙。
15、[9]根據(jù)上述[8]所述的半導體基板，其中，所述空隙是未將兩個主面之間貫通的。
16、[10]根據(jù)上述[8]或[9]所述的半導體基板，其中，所述si濃度高于2×1017cm-3，所述sn濃度高于2×1016cm-3。
17、發(fā)明效果
18、根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種單晶的培育方法、使用由該培育方法培育出的單晶的半導體基板的制造方法、以及由該制造方法制造出的半導體基板，該單晶的培育方法是在氧氣氛下培育氧化鎵系半導體的單晶的方法，能夠控制單晶中的空隙的狀態(tài)，以抑制對使用培育出的單晶來制造的器件的特性的影響。
1.一種單晶的培育方法，是氧化鎵系半導體的單晶的培育方法，其特征在于，
2.根據(jù)權利要求1所述的單晶的培育方法，其中，
3.根據(jù)權利要求1所述的單晶的培育方法，其中，
4.一種半導體基板的制造方法，是包括氧化鎵系半導體的單晶的半導體基板的制造方法，其特征在于，包含：
5.根據(jù)權利要求4所述的半導體基板的制造方法，其中，
6.根據(jù)權利要求4或5所述的半導體基板的制造方法，其中，
7.根據(jù)權利要求4或5所述的半導體基板的制造方法，其中，
8.一種半導體基板，是包括氧化鎵系半導體的單晶的半導體基板，其特征在于，
9.根據(jù)權利要求8所述的半導體基板，其中，
10.根據(jù)權利要求8或9所述的半導體基板，其中，