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1. WO2021020539 - MONOCRISTAL DE SCALMGO4, SON PROCÉDÉ DE PRÉPARATION ET SUBSTRAT AUTOPORTEUR

Document

明 細 書

発明の名称 ScAlMgO4単結晶及びその作成方法並びに自立基板

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の開示

発明が解決しようとする課題

0005   0006   0007  

課題を解決するための手段

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018  

発明の効果

0019   0020   0021   0022  

図面の簡単な説明

0023  

符号の説明

0024  

発明を実施するための形態

0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051  

実施例

0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

図面

1  

明 細 書

発明の名称 : ScAlMgO4単結晶及びその作成方法並びに自立基板

技術分野

[0001]
本発明は、ScAlMgO 単結晶及びその作成方法並びに自立基板に係り、より詳細には結晶に転位の無い無転位ScAlMgO 単結晶及びその育成方法並びにその無転位単結晶を用いた無転位の半導体自立基板に関する。

背景技術

[0002]
ScAlMgO 単結晶はGaNとの格子不整が少なく、GaN自立基板の種、パワーデバイス用の結晶として注目されている。一般的に基板としてはAl 23が使用されているが、GaNとの格子不整が大きく、また転位欠陥が多い。その為、無転位で且つ格子不整の少ないScAlMgO 単結晶を使用する事でGaN用基板として高効率化が可能となる。無転位結晶は育成時初期の方法や炉内構造に大きく依存するため、育成方法、炉内構造を厳密に制御する事で結晶製造が可能となる。
[0003]
単結晶製造には一般的にチョクラルスキー法(以下「CZ法」という。)が用いられる(例えば、特許文献1、特許文献2)。CZ法とは坩堝内に投入した原料を加熱にて溶融させ、回転させた種結晶を溶融原料に接触させた後、引き上げて冷却し、単結晶を得る方法である。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2008-7353号公報
特許文献2 : 特開2011-105575号公報

発明の開示

発明が解決しようとする課題

[0005]
従来のチョクラルスキー法を用いた単結晶作成技術においては、ScAlMgO 単結晶作成の際、回転させた種結晶を溶融原料に接触させた後、引き上げて冷却し、単結晶作成を行う。
[0006]
上記単結晶を作成する際、種結晶と融液の接触部に転位欠陥が発生し、GaNのエピタキシャル成長の際の弊害となる。また結晶作成時においても転位欠陥が過剰に発生すると、クラックや多結晶化の原因となり、転位を減らす条件が必要である。本発明者は、転位欠陥の発生原因が種結晶と融液を接触させる際の温度差による熱衝撃であることを見出した。ScAlMgO 単結晶作成においてはSi単結晶作成と比べ、結晶を製造する速度が1/100と大きく差異があるが、Si単結晶製造で行われるネッキングという転位欠陥の除去工程が、ScAlMgO 単結晶作成における転位欠陥の除去に同様に有効であることが分かった。
[0007]
本発明ではScAlMgO 単結晶作成において、転位欠陥を無くし、より高効率・高需要なGaN用基板を作成する事を目的とする。

課題を解決するための手段

[0008]
種結晶をルツボ内の溶融原料に接触させ、該種結晶を回転させながら引き上げることによりScAlMgO 単結晶を作成するScAlMgO 単結晶の作成方法において、前記種結晶として転位欠陥の無い種結晶を用い、前記種結晶の周辺における垂直方向の温度勾配を、他の部分における垂直方法の温度勾配よりも大きくし、融液とする出発原料の組成比をSc :Al :MgO=25.5~28.5%:25.0~28.0%:42.0~50.0%とすることを特徴とするScAlMgO 単結晶の作成方法である。
[0009]
前記溶融原料周辺に耐火材ないし保温材を配置することにより、前記種結晶の周辺における垂直方向の温度勾配を、他の部分における垂直方向の温度勾配よりも大きくする前記のScAlMgO 単結晶の作成方法である。
[0010]
Zrを50~400ppm、Siを50~400ppmを共にもしくはどちらか一方を追加する請求項1記載のScAlMgO 単結晶の作成方法である。転位の増殖、すべり発生防止を目的とするものである。また、400ppmを超えて原料に追加することでも無転位結晶は作成可能であるが歩留まりを高くするためには400ppm以下が好ましい。
[0011]
ZrとSiは多くなるとサブグレインを生じさせる波状欠陥を作り易くする為、ネッキングを繰り返し不純物50ppm以下のZr、Siを共にもしくはどちらか一方が追加された原料で作成する前記のScAlMgO 単結晶の作成方法である。
[0012]
前記溶融原料の周辺表面を、Oリングにより覆うようにして結晶の形成を行う前記のScAlMgO 単結晶の作成方法である。
[0013]
前記ルツボと、前記種結晶を保持するためのホルダーと、前記ホルダーを引き上げるための引上げ用軸と、前記ルツボ内の原料を加熱溶融するための加熱手段を有するチョクラルスキー単結晶引上装置を用いて、前記種結晶への融液からの衝撃を防ぐため、最適な温度と±10℃以内とするScAlMgO 単結晶作成方法である。
[0014]
転位を有しないScAlMgO 単結晶である。
[0015]
請求項7記載のScAlMgO 単結晶上にScAlMgO と格子整合する転位欠陥の無いInGaN膜又はAlGaInN膜を作成し、そのテンプレート基板の上に作成された半導体自立基板とそのテンプレート基板である。
[0016]
前記のScAlMgO 単結晶のウェーハ加工品において、[0001]面にScとAlによるストリエーションが形成されている、ScAlMgO 基板である。
[0017]
本発明では、ScAlMgO とInGaN膜又はAlGaInN膜とでは、格子定数のミスマッチがないため歪みがなく、しかも転位欠陥の無いテンプレート基板を得ることができる。なお、InGaN膜又はAlGaInN膜は、分子線エピタキシーにより成膜すれば転位欠陥の無い膜を形成することができる。またこのテンプレート基板上にHVPE法でInGaN又はAlGaInNの自立基板を作成することが可能である。
[0018]
我々は様々な実験を行い、結晶内の転位欠陥の伝播を防ぐ為には、種結晶として使用している結晶に転位欠陥が限りなく少ない結晶を使用し、種付け時の熱衝撃による影響をネッキング処理する事で減らすことが必要となることを確認した。この際、種付けの温度を1880~1950℃の間とする。種付け時の温度はメルトの組成を最適化する事で調整する必要がある。育成中にコア状の歪みが中央部に発生すると転位欠陥が歪み周辺に発生する為、固液界面の形状を育成速度や回転数、メルト内の温度勾配で制御する必要がある。育成速度を0.2~0.7mm/hとし、回転数を3.0~8.0rpmとする事でコア状の欠陥を制御する事が可能となる。
また、結晶への不純物としてZrとSi、もしくは一方を50~200ppmを追加する事で結晶中の格子の隙間に入り、欠陥を低減する事を我々は発見した。
ScAlMgO 単結晶は結晶成長中の固液界面の形状が平坦であり、固液界面の形状制御も転位欠陥除去において必要と考えられる。固液界面を平坦とし、且つ種結晶への熱衝撃を減少させるには炉内温度勾配が重要となる。温度勾配が大きいと強制対流が強く発生し、種結晶中心部に転位欠陥が集まり、種結晶に欠陥が生じ、弊害となる。また温度勾配が小さいと種結晶が溶融し、結晶作製が困難となる。その為、最適な炉内構成の構築が必要となり、溶融原料周辺を耐火材や保温材を用いて温度勾配を小さくし、種結晶周辺の温度勾配を大きくする。使用する原料の組成を調整する事で種付け時、結晶育成時の多結晶の付着による巨視欠陥・波状欠陥を防ぐ事が出来、融点が低下する事で固液界面の制御が可能となる。
前記内容を踏まえ結晶作成する事で転位欠陥の無いScAlMgO 単結晶を得る事が出来る。ScAlMgO 単結晶は[0001]面にScとAlによるストリエーションが形成されている。我々の実験の結果、ストリエーションが強く表れている状態の結晶の方が、より転位欠陥が少なく、品質が優れている事を確認している。

発明の効果

[0019]
本発明の効果を、本発明をなすに際して得た知見とともに説明する。
[0020]
ScAlMgO 単結晶育成する際に発生する種結晶への転位欠陥は、種結晶を溶融原料に接触させる際に接触部からの熱衝撃により、発生すると考えられる。その為、結晶製造において投入原料を融点まで昇温し、上記場合において溶融原料を最適な温度とする事で種結晶と溶融原料の接触部に熱衝撃を与えない調整が必要である。また最適な温度に対し、低く接触させると種結晶下部より多結晶が発生・付着し、単結晶育成の弊害となりうる。最適な温度とは種結晶の接触部の縁が一部溶融し、且つ融け離れない状態であり、接触部のメニスカスの横幅が1~2mm程度の状態を指す。熱衝撃による影響を小さくし、炉内温度勾配と炉内雰囲気のO を調整する事で転位欠陥の無い結晶を得る事が可能となる。しかし、種結晶に使用する結晶に転位欠陥が多いと上記方法においても転位欠陥が発生すると考えられる為、種結晶の転位欠陥の有無が最も重要と考えられる。種結晶用の結晶作製においてはネッキングが容易な温度勾配に調整し、1~3mm程度のネッキングを行う事で種結晶の転移欠陥を減らす事が出来、該結晶を種結晶として使用し、種結晶用の結晶作製する事で徐々に種結晶の転位を減らす事が出来る。作製した種結晶をX線トポグラフィで測定した所、一部転位も見られたが外周部は転位が無い部分も見られた。転位欠陥の無い部分を加工し、種結晶に用いる事で転位欠陥の無い結晶の量産が可能となる。
[0021]
本発明によれば次の効果が得られる。
[0022]
ScAlMgO 単結晶育成の転位欠陥の無い結晶を得る事が出来る。転位の無い結晶を種結晶に使用する事で無転位結晶の量産も可能となる。

図面の簡単な説明

[0023]
[図1] 本発明を実施するための形態に係る単結晶育成装置を示す概念図である。

符号の説明

[0024]
1 多孔質アルミナ製耐火材
2 ジルコニア耐火材
3 引き上げ軸
4 加熱用コイル
21 リング
22 ルツボ
23 種結晶保持用ホルダー
300 種結晶
301 結晶(インゴット)
302 融液原料

発明を実施するための形態

[0025]
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態についてより詳細に説明する。
[0026]
[結晶製造装置]
 本発明の技術を用いてSCAM単結晶を育成するには、一般的なCZ法に用いられるよる酸化物単晶育成装置を使用出来る。
[0027]
装置には炉体内を減圧する減圧手段、減圧をモニターする圧力測定手段、炉体温度を測定する温度測定手段、炉体内に不活性ガスを供給する手段が設けられており、装置上方には単結晶の重量を測定する機構、引き上げ軸3を1分間に10.0rpm以下で0.1rpm毎の制御が出来、また引き上げ速度は1時間に2.0mm以下で0.1mm毎の制御が可能な機構が必要となる。
[0028]
炉内は、ルツボ21と、該ルツボの周囲に配置したアルミナ製耐火材1とジルコニア耐火材2と高周波加熱用コイル4から構成される。ルツボ21上部にはリング22が設置されている。
[0029]
アルミナ耐火材1とジルコニア耐火材2に構成についてはリング22から上方向の温度勾配が1.5℃/mm~5.0℃/mmとなる様に組む事が望ましく、種結晶300に欠陥が発生することを防ぎ、且つ単結晶を育成する事が出来る。またルツボ21周りは間隔無く耐火材を設置する事が高品質な結晶を作製する上で必要となる。
[0030]
ルツボ21上部に設置したリング22については上方の温度勾配を作る目的で目標結晶に対して内径を1.1倍~2.0倍に設定し、ルツボ21の径は目標結晶に対して内径が1.5倍~3.0倍が望ましい。この範囲とすることにより容易にリング上方の温度勾配においては種結晶の温度勾配を1.5℃/mm~5.0℃/mmとすることができる。
[0031]
種結晶300が溶融原料からの輻射の影響で欠陥が発生する為、種結晶300を固定するホルダー23部は熱の輻射を防ぐ事が必要であり、また引き上げ軸3を水冷方式にする事が望ましい。
[0032]
高周波加熱電源と加熱用コイル4はルツボ21をScAlMgO 単結晶の育成に必要な2000℃まで加熱する事が出来る事が必要である。またルツボ21直径(φc)と加熱用コイル4直径(φw)の比を0.4<φc/φw<0.6とすることが好ましい。
[0033]
[結晶作製方法] 単結晶作製はルツボ21内の融液302に種結晶300を接触させた後に、種結晶300を回転させながら引き上げて単結晶301を育成させるCZ法を用いる。
[0034]
結晶の製造は次の様に行う。最初にルツボ21に組成比をSc :Al :MgO=25.5~28.5%:25.0~28.0%:42.0~50.0%とした原料を秤量・焼結し、充填する。その際、不純物としてZrとSi、又はどちらか一方を50~200ppm程度原料に追加する。高周波誘電加熱法にてルツボ21を加熱し、原料を溶融して融液原料302を得る。融液原料302を十分溶融したところで単結晶を棒状に加工した結晶を種結晶300とし、種結晶300を融液原料302表面に接触させて結晶成長を開始させる。この際、炉内にN ガス及びArガス等の不活性ガスを供給し、直胴作成時に不活性ガスに対しO ガスを0.1%~5.0%を混合させる。
[0035]
単結晶の育成は、上記の炉内構成の条件とする以外は、一般的な酸化物単結晶の製造方法に従い、種結晶300の回転数や引き上げ速度を調整して、結晶301のネック部及び肩部を形成し、その後、直胴部を形成する。結晶301を形成した後、融液原料302から育成した結晶301を切り離し、加熱元を徐々に降温させて結晶301の冷却を行う。
[0036]
以下、育成方法の詳細を説明する。
[0037]
<準備工程> 準備工程では種結晶300を用意して、引き上げ軸3の保持用治具であるホルダー15に取り付ける。続いてルツボ21を水平になり、且つ加熱用コイル4の中心に配置する。
[0038]
あらかじめ秤量しておいた原料をルツボ21内に充填し、ルツボ21を取り囲むようにジルコニア耐火材2とアルミナ耐火材1を組み立てる。
[0039]
この準備作業が終了した後に減圧機構にて炉内を減圧する。その後、ガス供給部から不活性ガス(N 若しくはAr)を供給し、炉内を不活性ガス雰囲気で常圧にする。
[0040]
<加熱工程>  溶融工程以降では、ガス供給部から不活性ガスを炉内に常時供給する。
[0041]
高周波電源で加熱用コイル4に高周波電流を供給し、加熱用コイル4で磁束が発生し、発熱体であるルツボ21には渦電流が発生する事で、ルツボ21をScAlMgO 結晶融点まで発熱させる。
[0042]
<種付け工程> 種付け工程では、O ガスを導入しない。
[0043]
引上げ駆動部は、ホルダー23に取り付けられた種結晶300の下端が、ルツボ21内の融液原料302と接触する位置まで引上げ軸3を下降させて停止させる。その状態で、コイル電源は、重量検出部からの重量信号をもとに加熱用コイル4に供給する高周波電流の電流値を調節する。
[0044]
<肩部形成工程> 肩部形成工程では、コイル電源が加熱用コイル4に供給する高周波電流を調節したのち、融液原料302の温度が安定するまでしばらくの間保持し、その後、引き上げ軸3を回転させながら引き上げる。すると、種結晶300は、その下端部が原料融液302に浸った状態で回転されつつ引き上げられることになり、種結晶300の下端には、肩部が形成されていく。肩部形成は高周波電流を調節する事で形状の制御が可能であり、肩部の形状をファセットレスに作製する事で結晶に発生するクラックの軽減やコア状欠陥を防ぐ事が出来、大口径化で結晶を作製する事も可能となる。
[0045]
肩部の目標径とする直径よりも数mm(1~5mm)ほど大きくなった時点で肩部形成工程を完了する。
[0046]
<直胴部形成工程> 直胴部形成工程では、加熱用コイル4に高周波電流の調節を行い、ルツボ21を介して原料融液302を加熱制御する事で直径が一定になる様に調整する。引き上げ駆動部は、引き上げ軸3の引き上げ速度、回転速度を変化させる事も出来る。また直胴作成以降に不活性ガスに対しO ガスを0.1%~5.0%を混合させる事でクラックの少ない結晶を作成する。
[0047]
<尾部形成工程> 尾部形成行程では、直胴部形成行程と同様に加熱用コイル4に高周波電流の調節を行い、ルツボ21を介して原料融液302を加熱制御する事で径を徐々に小さく調整する。その際、制御温度を一定にする事でも尾部形成は可能で、また引き上げ軸3の引き上げ速度を上げる事でも調整は可能である。目標径に到達した後、引き上げ速度を上げて結晶301下端から融液原料302を引き離す。
[0048]
<冷却工程> 冷却工程では、ガス供給部からO ガスの供給を止め、不活性ガスのみ供給を行う。
[0049]
尾部形成工程が終わった後、引き上げ軸3の回転、引き上げを停止させる。
[0050]
高周波加熱電流を徐々に下げ、炉内の温度が急激に下がらない様に降温を行う。この際、急激に降温を行った場合、結晶内外で熱膨張の差が生じ、クラックの原因となり、また結晶内部に歪みが発生し欠陥となる。
[0051]
ルツボ21内には、結晶301を形成しなかった融液原料302として残存している。このため、加熱の停止に伴って、ルツボ21中の原料融液302は徐々に冷却され、原料の融点を下回った後にルツボ21中で固化し、ScAlMgO 多結晶の固体となる。そして、炉内が十分に冷却された状態で、炉内から結晶301が取り出される。
実施例
[0052]
(実施例1) 
高周波誘導加熱型チョクラルスキー炉を用いてScAlMgO 単結晶を育成した。
[0053]
外径φ120mmのIr製ルツボの上部に外径φ125mm内径φ90mmのIr製のリングを設置し、出発原料として4N(99.99%)のスカンジウム、アルミニウム、マグネシウムを規定at%に配合した原料3500g投入した。
[0054]
原料を投入したルツボを前記育成炉に投入し、炉内を真空にした後にN ガスを導入し、炉内が大気圧となった時点で、装置の加熱を開始し、融液に達するまで、23時間かけて加熱した。その後、原料が融液になった所でN ガスに0.5%の割合でO ガスを混合させた。
[0055]
<001>方位に切り出したScAlMgO 単結晶を種結晶として用い、種結晶を融液近くまで下降させた。その後O ガスの導入を止め、種結晶を5rpmで回転させながら徐々に降下させ、種結晶の先端を融液に接触させた。その後、種結晶を5mm溶解させてから温度を徐々に降下させ、引上速度0.5mm/Hrの速度で種結晶を上昇させて結晶成長を行った。その結果、直径50mm、直胴部の長さ30mmの単結晶が得られた。得られたScAlMgO 単結晶をX線にて反射トポグラフ観察した所、転位欠陥は見られず、無転位であることが確認された。
[0056]
(比較例1) 
本例では、温度勾配を大きくし試験を行った。温度勾配以外上記内容と同様に結晶成長を行ったが、結果として種結晶から転位欠陥が多く入り、結晶へ影響を与えた事で高品質な結晶を得ることは出来なかった。
[0057]
(実施例2) 
高周波誘導加熱型チョクラルスキー炉を用いてSCAM単結晶を育成した。
[0058]
外径φ120mmのIr製ルツボの上部に外径φ125mm内径φ90mmのIr製のリングを設置し、出発原料として4N(99.99%)のスカンジウム、アルミニウム、マグネシウムを規定at%に配合した原料3500g投入した。
[0059]
原料を投入したルツボを前記育成炉に投入し、炉内を真空にした後にN ガスを導入し、炉内が大気圧となった時点で、装置の加熱を開始し、融液に達するまで、24時間かけて加熱した。その際、O ガスの導入は行わなかった。
[0060]
<001>方位に切り出したSCAM単結晶を種結晶として用い、種結晶を融液近くまで下降させた。この種結晶を5rpmで回転させながら徐々に降下させ、種結晶の先端を融液に接触させた。その後、種結晶を5mm溶解させてから温度を徐々に降下させ、引上速度0.5mm/Hrの速度で種結晶を上昇させて結晶成長を行った。その結果、直径50mm、直胴部の長さ30mmの単結晶が得られた。得られたScAlMgO 単結晶は表面に白濁が見られたが、結晶内部をX線にて反射トポグラフ観察した所、転位欠陥は見られず、無転位であることが確認された。
[0061]
(実施例3)
高周波誘導加熱型チョクラルスキー炉を用いてSCAM単結晶を育成した。
[0062]
外径φ150mmのIr製ルツボの上部に外径φ155mm内径φ120mmのIr製のリングを設置し、出発原料として4N(99.99%)のスカンジウム、アルミニウム、マグネシウムを規定at%に配合した原料6800g投入した。
[0063]
原料を投入したルツボを前記育成炉に投入し、炉内を真空にした後にN ガスを導入し、炉内が大気圧となった時点で、装置の加熱を開始し、融液に達するまで、24時間かけて加熱した。その際、O ガスの導入は行わなかった。
[0064]
<001>方位に切り出したSCAM単結晶を種結晶として用い、種結晶を融液近くまで下降させた。この種結晶を5rpmで回転させながら徐々に降下させ、種結晶の先端を融液に接触させた。その後、種結晶を5mm溶解させてから温度を徐々に降下させ、引上速度0.5mm/Hrの速度で種結晶を上昇させて結晶成長を行った。その結果、直径80mm、直胴部の長さ30mmの単結晶が得られた。得られたScAlMgO 単結晶をウェーハ加工し、X線にて反射トポグラフ観察した所、転位欠陥は見られず、無転位であることが確認された。
[0065]
(実施例4)
 高周波誘導加熱型チョクラルスキー炉を用いてSCAM単結晶を育成した。
[0066]
外径φ80mmのIr製ルツボの上部に外径φ80mm内径φ60mmのIr製のリングを設置し、出発原料として4N(99.99%)のスカンジウム、アルミニウム、マグネシウムを規定at%に配合した原料950g投入した。その際、不純物としてZr、Siを10ppm、50ppm、100ppm、200ppm、300ppm、400ppmを追加して試験を実施した。
[0067]
原料を投入したルツボを前記育成炉に投入し、炉内を真空にした後にN ガスを導入し、炉内が大気圧となった時点で、装置の加熱を開始し、融液に達するまで、16時間かけて加熱した。その際、O ガスの導入は行わなかった。
[0068]
<001>方位に切り出したSCAM単結晶を種結晶として用い、種結晶を融液近くまで下降させた。この種結晶を5rpmで回転させながら徐々に降下させ、種結晶の先端を融液に接触させた。その後、種結晶を5mm溶解させてから温度を徐々に降下させ、引上速度1.0mm/Hrの速度で種結晶を上昇させて結晶成長を行った。不純物がZr、Si50ppm以下ではストリエーションもなく、転位密度が10 /cm 以上みられ、Zr、Si共に300ppm以上となると結晶はサブグレインやクラックの欠陥が入りやすくなった。Zr、Si共に50~200ppmの範囲ではストリエーションが入るが、転位は減少した。Siは転位の増殖を防止し、Zrはすべり転位の伝播を防ぐ効果があったと推測される。シーディング、ネッキングをうまく行うことが出来ればZr、Si共が100ppm以下においても無転位結晶が得られる為、より望ましい。

請求の範囲

[請求項1]
種結晶をルツボ内の溶融原料に接触させ、該種結晶を回転させながら引き上げることによりScAlMgO 単結晶を作成するScAlMgO 単結晶の作成方法において、前記種結晶として無転位の種結晶を用い、前記種結晶の周辺における垂直方向の温度勾配を、他の部分における垂直方法の温度勾配よりも大きくし、融液とする出発原料の組成比をSc :Al :MgO=25.5~28.5%:25.0~28.0%:42.0~50.0%とすることを特徴とするScAlMgO 単結晶の作成方法。
[請求項2]
前記溶融原料周辺に耐火材ないし保温材を配置することにより、前記種結晶の周辺における垂直方向の温度勾配を、他の部分における垂直方向の温度勾配よりも大きくする請求項1記載のScAlMgO 単結晶の作成方法。
[請求項3]
ZrとSiまたはどちらか一方を、Zrを50~400ppm、Siを50~400ppm追加する請求項1記載のScAlMgO 単結晶の作成方法。
[請求項4]
ネッキングを繰り返し不純物50ppm以下のZr、Siを共にもしくはどちらか一方が追加された原料で作成する請求項1記載のScAlMgO 単結晶の作成方法。
[請求項5]
前記溶融原料の周辺表面を、Oリングにより覆うようにして結晶の形成を行う請求項1ないし3のいずれか1項記載のScAlMgO 単結晶の作成方法。
[請求項6]
前記ルツボと、前記種結晶を保持するためのホルダーと、前記ホルダーを引き上げるための引上げ用軸と、前記ルツボ内の原料を加熱溶融するための加熱手段を有するチョクラルスキー単結晶引上装置を用いて、引上げ温度を±10℃以内とするScAlMgO 単結晶作成方法。
[請求項7]
転位を有しないScAlMgO 単結晶。
[請求項8]
請求項7記載のScAlMgO 単結晶上にScAlMgO と格子整合する転位欠陥の無いInGaN膜又はAlGaInN膜が形成されるテンプレート基板。
[請求項9]
請求項8のテンプレート基板の上に半導体が作成された半導体自立基板。
[請求項10]
請求項6記載のScAlMgO 単結晶のウェーハ加工品において、[0001]面にScとAlによるストリエーションが形成されている、ScAlMgO 基板。

図面

[ 図 1]