晶体的典型晶格常数是a〇=12.23A, b〇=3.04A, c〇=5.8〇A, α = γ = 90°以及β =103. 8。。
[0048] 图2Α中所示的没有孪晶的β -Ga2O3基单晶基板1的直径优选不小于2英寸。 β -Ga2O3基单晶基板1是从通过下述新方法生长的β -Ga 203基单晶切割出的，并且不含或 者几乎不含孪晶。因此，可以切割出不含孪晶的不小于2英寸的大基板作为P-Ga 2O3基单 晶基板1。
[0049] 该β -Ga2O3基单晶在（100)面具有高可裂解性，并且在晶体生长期间可能形成以 (100)面为孪晶面（对称面）的孪晶。
[0050] 图2Β中所示的具有少量孪晶的β -Ga2O3基单晶基板1优选具有不小于2英寸的 直径，更优选具有宽度Ws不小于2英寸且不含孪晶面3的区域2。在此区域2的宽度Ws是 在垂直于孪晶面3与P-Ga 2O3基单晶基板1的主面的交叉线的方向上的最大宽度。区域2 的宽度Ws优选较大，因为具有孪晶面3的区域优选不作为用于外延晶体生长的基底。
[0051] 图3Α和图3Β是示出具有少量孪晶的β -Ga2O3基单晶基板1的剖面图。图3Α和 图3Β各示出穿过β -Ga2O3基单晶基板1的中心并且垂直于孪晶面3的剖面。在图的右侧 示出的轴表示作为β -Ga2O3基单晶基板1的基材的β -Ga 203单晶的a、b和c轴的方向。
[0052] 图3A示出在β -Ga2O3基单晶基板1的一侧存在孪晶面3时的区域2的例子，图3B 示出在β -Ga2O3基单晶基板1的两侧都存在孪晶面3时的区域2的另一个例子。在图3A 和图3B中，作为例子示出以（-201)面为主面的P-Ga2O3基单晶基板1的剖面。
[0053] 图4是示出当β -Ga2O3基单晶基板1包含孪晶时具有不同面取向的区域出现在主 面4上的视图。该图中的每个四边形5示意性示出P-Ga 2O3单晶的单位格子。
[0054] 孪晶化晶体的晶体结构就对称面的孪晶面而言呈镜面对称。因此，P-Ga2O 3基单 晶基板1的主面4上出现的β -Ga2O3基单晶的面在主面4和孪晶面的交叉线的一侧和另 一侧取向于不同方向。当在一侧的区域中面取向例如是（101)时，在另一侧的区域中面取 向为（-201)。类似地，当在一侧的区域中面取向是（310)时，在另一侧的区域中面取向为 (3-10)〇
[0055] 当β -Ga2O3基单晶基板1包含孪晶并且具有不同面取向的多个区域存在于主面4 上时，在整个区域上外延生长高质量的氮化物半导体层42是非常困难的。显然，使用氮化 物半导体层42的不良晶体质量区域制造诸如LED元件的半导体元件是不优选的。使用具 有孪晶面的区域制造诸如LED元件的半导体元件也是不优选的。
[0056] 因此，需要β -Ga2O3基单晶基板1不含孪晶面3,并且在具有孪晶面3的情况下， 需要β -Ga2O3基单晶基板1具有不含孪晶面3并且在垂直于孪晶面3与主面4的交叉线的 方向上的最大宽度不小于2英寸的区域。
[0057] (制造 β-Ga2O3基单晶基板的方法）
[0058] 下面是制造不含孪晶或者具有不含孪晶的宽区域的β -Ga2O3基单晶基板1的方法 的例子。
[0059] 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。
[0060] EFG晶体制造设备10具有包含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。
[0061] 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。
[0062] 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。
[0063] 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。
[0064] 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。
[0065] 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。
[0066] 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-Ga2O3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。
[0067] 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的生长可包括在厚度方向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。
[0068] 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。
[0069] 接下来，描述使用四棱柱形状的窄宽度的籽晶形成宽度与β -Ga2O3基单晶32的宽 度相等的宽籽晶31的方法。
[0070] 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。
[0071] 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。
[0072] 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。
[0073] 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，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。
[0074] 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。
[0075] 为了生长β -Ga2O3基单晶36,首先，将坩埚11中的Ga2O3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。
[0076] 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。
[0077] 如上所述，该β -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