-201)面的方向上具有优良的取向。
[0046] 当β -Ga2O3基单晶基板1的主面4取向为例如（-201)时，在垂直于（-201)面的 方向上具有优良的取向表示β-Ga 2O3基单晶的主面的取向是优良的。
[0047] 作为实验结果，发现来自具有（-201)取向的主面的P-Ga2O3基单晶基板1的 (-201)面的衍射峰的FWHM落在大约不小于14秒并且不大于100秒的范围内。该范围内 的FWHM主要根据用于生长要被切割为P-Ga 2O3基单晶基板1的P-Ga2O3基单晶（下述 IB-Ga2O3基单晶32)的籽晶（下述籽晶31)的晶体质量而变化。
[0048] 在此籽晶31的晶体质量是通过在横轴表示在籽晶31上的测量位置并且纵轴表示 籽晶31的转角ω的图上标绘X射线摇摆曲线峰位置来确定的。由一组标绘点形成的曲线 越接近直线，晶体质量被判断为越高。在X射线摇摆曲线测量中，测量例如通过籽晶31的 (010)面在（111)面的衍射。
[0049] 还发现特别当使用高晶体质量的籽晶31时，来自具有（-201)取向的主面的 β -Ga2O3基单晶基板1的（-201)面的衍射峰的FWHM落在大约不小于14秒并且不大于35 秒的范围内。
[0050] 另外，在对主面4不取向于（-201)，例如从（-201)面倾斜预定角度（偏置角，例 如，± Γ )的β -Ga2O3基单晶基板1进行的X射线摇摆曲线测量中，来自（-201)面的衍射 峰的FWHM范围与主面4取向于（-201)的情况基本相同。
[0051] 当例如从一个单晶锭切割出没有偏斜角的基板和具有偏斜角的基板时，唯一的差 别是在切片时在线锯和该单晶锭的主面之间形成的角度，并且构成基板的晶体的质量是相 同的，因此，来自相同晶面的衍射峰的FWHM相同。
[0052] 图4Α和图4Β是示出通过对具有（001)取向的主面4的2个β -Ga2O3基单晶基板 1进行X射线摇摆曲线测量而获得的X射线衍射谱的图。
[0053] 图4Α和图4Β中示出在每个β -Ga2O3基单晶基板1的主面4的中心点测得的X射 线衍射谱。
[0054] 在图4Α和图4Β中，横轴表示X射线在β-Ga2O3基单晶基板1上的入射角ω (度）， 纵轴表示X射线的衍射强度（任意单位）。
[0055] 图4Α和图4Β中所示的衍射峰归因于来自构成β -Ga2O3基单晶基板1的β -Ga2O3 基单晶的（001)面的衍射，并且其FWHM分别为36秒和87秒。β -Ga2O3基单晶基板1的小 FWHM意味着P-Ga2O3基单晶基板1在垂直于（001)面的方向上具有优良的取向。
[0056] 当β -Ga2O3基单晶基板1的主面4取向于例如（001)时，在垂直于（001)面的方 向上具有优良的取向表示β -Ga2O3基单晶的主面的取向优良。
[0057] 在P-Ga2O3基单晶中，（-201)面和（001)面二者都平行于〈010>轴方向，并且具 有相似的晶体取向。因此认为来自（001)面的衍射峰的FWHM范围与来自（-201)面的衍射 峰的FWHM范围基本相同。
[0058] 另外，在对主面4的取向不取向于（001)，例如从（001)面倾斜预定角度（偏置角， 例如，±1° )的P-Ga2O3基单晶基板1进行的X射线摇摆曲线测量中，来自（001)面的衍 射峰的FWHM范围与主面4取向于（001)的情况基本相同。
[0059] 构成β -Ga2O3基单晶基板1的β -Ga 203基单晶的晶体结构的畸变不只是在特定方 向上的取向的畸变。因此，来自β-Ga 2O3基单晶的任意晶面，例如来自（101)面的衍射峰的 FWHM范围与来自（-201)面的衍射峰的FWHM范围基本相同。
[0060] 并且两个具有（-201)取向的主面4的β -Ga2O3基单晶基板1的平均位错密度分 别为3. 9 X 104cm_2和7. 8 X 10 4cm_2,由此确认只包含少量位错。
[0061] 另一方面，具有（-201)取向的主面的传统β -Ga2O3基单晶基板的平均位错密度为 l.lX105cnT2。该传统P-Ga2O3基单晶基板是从由不具有下述后加热器20和反射板21的 传统EFG晶体制造设备生长的β -Ga2O3单晶切割出的基板。
[0062] 上述平均位错密度分别是从P-Ga2O3基单晶基板1的主面4上或者该传统 β-Ga2O3基单晶基板的主面上的蚀刻坑密度的平均值得出的。已经确认，P-Ga2O 3基单晶 基板1的主面4上的位错密度与蚀刻坑密度基本相同。
[0063] 当利用热磷酸等对镜面抛光后的β -Ga2O3基单晶基板1进行化学蚀刻时，在具有 缺陷的部分蚀刻速率增加，这导致形成凹陷（蚀刻坑）。在对蚀刻坑部分的缺陷评估中，注 意到位错一对一地对应于蚀刻坑部分。这揭示了可以从蚀刻坑密度估算位错密度。在光学 显微镜下在基板上的五个点（中心点及其周围的四个点）处计数每单位面积的蚀刻坑数 目，并且通过将计数出的数目平均来得出平均蚀刻坑密度。
[0064] 另外，当β-Ga2O3基单晶基板1的主面4的取向不是（-201)，例如是（101)或 (001)时，平均位错密度与主面4取向于（-201)的情况下基本相同。
[0065] β -Ga2O3基单晶基板1的X射线摇摆曲线的FWHM和平均位错密度可以减小到小 于前述非专利文献中公开的由传统EFG方法生长的β -Ga2O3基单晶的FWHM 75秒和平均位 错密度9X 104cm_2。该结果表明从由下述方法生长的β-Ga2O3基单晶切割出的β-Ga 203基 单晶基板1具有比从由该传统EFG方法生长的β -Ga2O3基单晶切割出的β -Ga2O3基单晶基 板更好的晶体取向和更少的位错。
[0066] 制诰P-Ga2(X基单晶基板的方法
[0067] 图5是示出第一实施方式中的EFG(Edge Defined Film Fed Growth :定边膜喂法） 晶体制造设备10的垂直剖面图。
[0068] EFG晶体制造设备10具有位于石英管18中且包含Ga2O3基熔液30的坩埚11、位 于坩埚11中并且具有狭缝12a的模具12、覆盖坩埚11的开口使得包括开口 12b的模具12 的顶表面露出的盖13、用于保持籽晶31的籽晶保持器14、可升降地支撑籽晶保持器14的 轴15、用于放置坩埚11的支座16、沿着石英管18的内壁设置的隔热体17、设置在石英管 18周围的用于高频感应加热的高频线圈19、用于支撑石英管18和隔热体17的基部22以 及装配于基部22的腿部23。
[0069] EFG晶体制造设备10还包括后加热器20和反射板21。后加热器20由Ir等形成， 并且设置为围绕坩埚11上方的生长β -Ga2O3基单晶32的区域。反射板21由Ir等形成， 并且盖状地设置在后加热器20上。
[0070] 坩埚11包含通过熔化Ga2O3基原料获得的Ga 203基熔液30。坩埚11由能够容纳 Ga2O3基熔液30的高耐热材料如Ir形成。
[0071] 模具12具有狭缝12a，以通过毛细作用引出坩埚11中的Ga2O3基熔液30。模具12 与坩埚11同样由高耐热材料如Ir形成。
[0072] 盖13防止高温Ga2O3基熔液30从坩埚11蒸发，并且还防止蒸发的物质粘附到位 于坩埚11外部的部件。
[0073] 高频线圈19螺旋形地围绕石英管18设置，并且通过从未示出的电源提供的高频 电流感应加热坩埚11和后加热器20。这导致坩埚中的Ga 2O3基原料熔化并且由此获得Ga203 基熔液30。
[0074] 隔热体17以预定的间隙设置在坩埚11周围。隔热体17具有保温性，因此能够抑 制被感应加热的坩埚11等的快速温度变化。
[0075] 后加热器20通过感应加热产生热，并且反射板21向下反射从后加热器20和坩埚 11辐射的热。本发明人确认后加热器20能够减小热区内的径向（水平方向）温度梯度，并 且反射板21能够减小热区内晶体生长方向上的温度梯度。
[0076] 通过将后加热器20和反射板21设置于EFG晶体制造设备10,可以减小β -Ga2O3 基单晶32的X射线摇摆曲线的FWHM和平均位错密度。这使得能够从β -Ga2O3基单晶32 获得具有小的X射线摇摆曲线的FWHM和小的平均位错密度的β -Ga2O3基单晶基板1。
[0077] 图6是示出第一实施方式中的β -Ga2O3基单晶32生长期间的状态的立体图。图 6中省略了 β -Ga2O3基单晶32周围部件的图示。
[0078] 为了生长β -Ga2O3基单晶32,首先将坩埚11中的Ga2O3基熔液30通过模具12的狭 缝12a引出到模具12的开口 12b，然后使籽晶31与存在于模具12的开口 12b中的Ga2O3基 熔液30接触。接下来，将与Ga2O 3基熔液30接触的籽晶31垂直向上拉起，由此生长β -Ga2O3 基单晶32。
[0079] 籽晶31是没有或者几乎没有孪晶面的β -Ga2O3基单晶。籽晶31具有与要生长的 β-Ga2