O3基单晶32基本相同的宽度和厚度。因此，可以生长P-Ga2O 3基单晶32而不加宽 其宽度方向W和厚度方向T上的肩部。
[0080] 由于P-Ga2O3基单晶32的生长不涉及在宽度方向W上加宽肩部的过程，所以 β -Ga2O3基单晶32的孪晶化被抑制。并且不像在宽度方向W上肩部加宽那样，在厚度方向 T上加宽肩部时不太可能形成孪晶，因此β -Ga2O3基单晶32的生长可涉及在厚度方向T上 加宽肩部的过程。然而，在不进行在厚度方向T上加宽肩部的过程的情况下，基本上整个 β -Ga2O3基单晶32都成为能够切割成基板的板状区域，这使得基板制造成本降低。因此， 优选地不进行在厚度方向T上加宽肩部的过程，而是使用厚的籽晶31以确保如图6中所示 的β -Ga2O3基单晶32的足够厚度。
[0081] 另外，当在生长β-Ga2O3基单晶的同时加宽其肩部时，根据加宽肩部的角度可能 出现晶体取向的劣化或位错的增加。相比之下，由于β -Ga2O3基单晶32的生长至少不涉及 在宽度方向W上加宽肩部的过程，所以可以抑制由肩部加宽引起的晶体取向的劣化或位错 的增加。
[0082] 籽晶31的面向水平方向的表面33的取向与β -Ga2O3基单晶32的主面34的取向 一致。因此，为了从β -Ga2O3基单晶32获得具有例如（-201)取向的主面4的β -Ga 203基 单晶基板1，在籽晶31的表面33取向于（-201)的状态下生长β -Ga2O3基单晶32。
[0083] 接下来，描述使用四棱柱形状的窄宽度籽晶形成宽度与β -Ga2O3基单晶32的宽度 相等的宽籽晶31的方法。
[0084] 图7是示出生长要被切割为籽晶31的β -Ga2O3基单晶36的状态立体图。
[0085] 籽晶31是从β -Ga2O3基单晶36的没有或者几乎没有孪晶面的区域切割出的。因 此，β -Ga2O3基单晶36的宽度（宽度方向W上的尺寸）大于籽晶31的宽度。
[0086] 并且β -Ga2O3基单晶36的厚度（厚度方向T上的尺寸）可以小于籽晶31的厚 度。在此情况下，不直接从I^ -Ga2O3基单晶36切割出轩晶31。而是首先从由I^-Ga2O 3基 单晶36切割出的籽晶生长β -Ga2O3基单晶，同时在厚度方向T上加宽肩部，然后将其切割 成籽晶31。
[0087] 为了生长β -Ga2O3基单晶36,可以使用具有与用于生长β -Ga2O3基单晶32的EFG 晶体制造设备10基本相同结构的EFG晶体制造设备100。然而，因为β -Ga2O3基单晶36的 宽度或者宽度和厚度与β -Ga2O3基单晶32的宽度或者宽度和厚度不同，所以EFG晶体制造 设备100的模具112的宽度或者宽度和厚度与EFG晶体制造设备10的模具12的宽度或者 宽度和厚度不同。模具112的开口 112b的尺寸可以与模具12的开口 12b的尺寸相同。
[0088] 籽晶35是宽度比要生长的β -Ga2O3基单晶36的宽度小的四棱柱状的β -Ga2O3基 单晶。
[0089] 为了生长β -Ga2O3基单晶36,首先，将坩埚11中的Ga 203基熔液30通过模具112 的狭缝引出到模具112的开口 112b，然后在籽晶35的水平方向上的位置在宽度方向W上 偏离模具112的宽度方向W上的中心的状态下，使籽晶35接触存在于模具112的开口 112b 中的Ga2O3基熔液30。在这一点上，更优选地，在籽晶35的水平方向上的位置处于模具112 的宽度方向W上的边缘的状态下，使籽晶35接触覆盖模具112的顶表面的Ga 2O3基熔液30。
[0090] 接下来，将与Ga2O3基熔液30接触的籽晶35垂直向上拉起，由此生长β -Ga 203基 单晶36。
[0091] 如上所述，该P-Ga2O3基单晶在（100)面具有高可裂解性，并且在晶体生长期间在 肩部加宽过程中可能形成以（100)面为孪晶面（对称面）的孪晶。因此，优选地，在（100) 面平行于P-Ga 2O3基单晶32的生长方向的方向上，例如在b轴方向或C轴方向上生长 β -Ga2O3基单晶32,从而使从β -Ga 203基单晶32切割出的没有孪晶的晶体的尺寸最大化。
[0092] 特别优选地，在b轴方向上生长β -Ga2O3基单晶32,因为β -Ga2O3基单晶易于在 b轴方向上生长。
[0093] 并且在宽度方向上加宽肩部的过程期间生长的P-Ga2O3基单晶形成孪晶的情况 下，孪晶面可能形成在靠近籽晶的区域，并且不太可能形成在远离籽晶的位置。
[0094] 第一实施方式中的生长β -Ga2O3基单晶36的方法利用β -Ga 203基单晶的这种孪 晶化属性。在第一实施方式中，由于P-Ga2O 3基单晶36是在籽晶35的水平方向上的位置 在宽度方向W上偏离模具112的宽度方向W上的中心的状态下生长的，所以与在籽晶35的 水平方向上的位置处于模具112的宽度方向W的中心的状态下生长β -Ga2O3基单晶36的 情况相比，在β -Ga2O3基单晶36中产生离籽晶35的距离大的区域（图7中所示的水平方 向上加宽）。在这种区域不太可能形成孪晶面，因此可以切割出宽的籽晶31。
[0095] 为了使用籽晶35生长β -Ga2O3基单晶36并且为了将β -Ga 203基单晶36切割为 籽晶，可以使用日本专利申请2013-102599号中公开的技术。
[0096] 接下来，描述将所生长的β -Ga2O3基单晶32切割为β -Ga2O3基单晶基板1的示例 性方法。
[0097] 首先，生长出具有例如18mm厚度的β-Ga2O3基单晶32,然后将其退火，缓解单晶 生长期间的热应力，并且改善电特性。例如在诸如氮气的惰性气氛下并且在1400至1600°C 的温度保持6至10小时进行退火。
[0098] 接下来，通过利用金刚石刀片切割将籽晶31和β -Ga2O3基单晶32分开。首先，在 中间利用热恪赌将P-Ga 2O3基单晶32固定于碳台。将固定于碳台的IB-Ga2O3基单晶32置 于切割机上，并且将其切割来分开。刀片的粒度优选为大约#200至#600 (由JIS B 4131 定义），并且切割速率优选为每分钟大约6至10_。切割之后，通过加热使β -Ga2O3基单晶 32脱离碳台。
[0099] 接下来，利用超声加工装置或者电火花线切割机将P-Ga2O3基单晶32的边缘成形 为圆形。可以在圆形的P-Ga 2O3基单晶32的边缘形成取向平面。
[0100] 接下来，利用多线锯将圆形的β -Ga2O3基单晶32切成大约Imm厚的片，从而获得 β-Ga2O3基单晶基板1。在该过程中，可以以期望的偏置角切片。优选使用固结磨料线锯。 切片速率优选为每分钟大约0. 125至0. 3mm。
[0101] 接下来，将β -Ga2O3基单晶基板1退火，以减小加工应力并且改善电特性以及渗透 性。在温度升高期间在氧气氛下并且在温度升高之后保持温度时在诸如氮气氛的惰性气氛 下进行退火。在此保持的温度优选为1400至1600°C。
[0102] 接下来，以期望的角度将β -Ga2O3基单晶基板1的边缘去角（倒角处理）。
[0103] 接下来，利用金刚石磨料研磨轮将β -Ga2O3基单晶基板1研磨到期望的厚度。该 研磨轮的粒度优选为大约#800至#1000 (由JIS Β4131定义）。
[0104] 接下来，使用转台和金刚石浆将该PGa2O3基单晶基板抛光到期望的厚度。优选 使用由金属基或玻璃基材料形成的转台。金刚石浆的颗粒尺寸优选为大约〇. 5 μ m。
[0105] 接下来，使用抛光布和CMP(化学机械抛光）浆抛光β -Ga2O3基单晶基板1，直到 获得原子级的平坦度。由尼龙、丝纤维或尿烷等形成的抛光布是优选的。优选使用硅胶浆。 CMP处理后的β -Ga2O3基单晶基板1的主面具有大约Ra = 0. 05至0.1 nm的平均粗糙度。
[0106] 第二实施方式
[0107] 第二实施方式是包括第一实施方式中的β -Ga2O3基单晶基板1的半导体多层结构 的实施方式。
[0108] 半导体多层结构的构成
[0109] 图8是示出第二实施方式中的半导体多层结构40的垂直剖面图。半导体多层结 构40具有β -Ga2O3基单晶基板1和通过外延晶体生长形成在β -Ga 203基单晶基板1的主 面4上的氮化物半导体层42。优选地，如图8中所示，在P-Ga 2O3基单晶基板1和氮化物 半导体层42之间还设置缓冲层41，以减小β -Ga2O3基单晶基板1和氮化物半导体层42之 间的晶格失配。
[0110] β-Ga2O3基单晶基板1可以包含导电杂质，如Si。β-Ga2O 3基单晶基板1的厚度 例如为400 μm。如第一实施方式中所述，β -Ga2O3基单晶基板1具有优良的晶体取向和较 少的位错。因此，通过外延生长形成在P-Ga 2O3基单晶基板1上的氮化物半导体层42也具 有优良的晶体取向和较少的位错。
[0111] 缓冲层41由AlxGayInzN(0彡X彡1,0彡y彡1,0彡ζ彡1，x+y+z =