[发明专利]氮化镓结晶、13族氮化物结晶、结晶基板、以及它们的制造方法

权利要求书

1.一种氮化镓结晶，其中，与c轴垂直的截面的形状为六边形或近六边形，c轴的长度L为9mm以上，与c轴垂直的截面的晶体直径d为100μm以上，c轴的长度L和与c轴垂直的截面的晶体直径d之比L/d为7以上。

2.根据权利要求1所述的氮化镓结晶，其中，在室温下通过电子射线或紫外光激发的发光光谱在大致为500nm~800nm的波长区域具有发光，所述发光的强度的峰值位于600nm~650nm的波长区域。

3.根据权利要求2所述的氮化镓结晶，其中，在所述600nm~650nm波长区域内的发光的峰值强度大于来自氮化镓的近带边的发光的峰值强度。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的氮化镓结晶，其m面表面的位错密度小于1×10⁶cm^-2。

5.一种13族氮化物结晶，其内部含有权利要求1~4中任一项所述的氮化镓结晶的至少一部分。

6.一种结晶基板，其是对权利要求5所述的13族氮化物结晶进行加工而得到的结晶基板，其内部含有权利要求1~4中任一项所述的氮化镓结晶的至少一部分。

7.一种13族氮化物结晶，其是在权利要求6所述的结晶基板的至少一个主面上使13族氮化物结晶叠层生长而得到的。

8.一种氮化镓结晶的制造方法，其是制造权利要求1~4中任一项所述的氮化镓结晶的制造方法，该方法包括下述工序，

混合熔液形成工序：在反应容器内形成至少包含钠和镓的混合熔液，使包含氮的气体与所述混合熔液接触，并使所述气体中的所述氮溶解在所述混合熔液中；以及

结晶生长工序：利用所述混合熔液中的镓和溶解在所述混合熔液中的所述氮，使氮化镓结晶沿该晶体的-c轴方向结晶生长，

其中，在所述混合熔液形成工序中，相对于所述混合熔液中的镓和钠的总量，钠的摩尔比在75%~90%的范围内，所述混合熔液的温度在860℃~900℃的范围内，所述气体中的氮分压在5MPa~8MPa的范围内。

9.根据权利要求8所述的氮化镓结晶的制造方法，其中，所述反应容器的与所述混合熔液接触的部位为BN烧结体。

10.一种13族氮化物结晶的制造方法，其是制造权利要求5所述的13族氮化物结晶的制造方法，该方法包括下述工序：

将权利要求1~4中任一项所述的氮化镓结晶作为晶种设置在反应容器内的工序；

混合熔液形成工序：在反应容器内形成碱金属和至少包含13族元素的物质的混合熔液，使包含氮的气体与所述混合熔液接触，并使所述气体中的所述氮溶解在所述混合熔液中；以及

结晶生长工序：利用所述混合熔液中的所述13族元素和所述混合熔液中溶解的所述氮，所述晶种沿与c轴垂直的方向结晶生长。

11.一种结晶基板的制造方法，其是由权利要求5所述的13族氮化物结晶来制造结晶基板的制造方法，该方法包括下述工序：

以包含权利要求1~4中任一项所述的氮化镓结晶的至少一部分的方式切出所述13族氮化物结晶。

12.一种13族氮化物结晶的制造方法，该方法包括下述工序：

在权利要求6所述的结晶基板的至少1个主面上使13族氮化物结晶叠层生长。

13.一种结晶基板的制造方法，其是由权利要求7所述的13族氮化物结晶来制造结晶基板的制造方法，该方法包括下述工序：

以不包含权利要求1~4中任一项所述的氮化镓结晶的方式切出所述13族氮化物结晶。

14.根据权利要求12所述的13族氮化物结晶的制造方法，其中，所述使13族氮化物结晶叠层生长的工序包括下述工序，

在反应容器内设置权利要求6所述的结晶基板的工序；

混合熔液形成工序：在所述反应容器内形成碱金属和至少包含13族元素的物质的混合熔液，使包含氮的气体与所述混合熔液接触，并使所述气体中的所述氮溶解在所述混合熔液中；以及

在所述结晶基板上，利用所述混合熔液中的所述13族元素和所述混合熔液中溶解的所述氮使13族氮化物结晶生长。