本發(fā)明涉及單晶碳化硅液相外延生長用單元和使用該單晶碳化硅液相外延生長用單元的單晶碳化硅的液相外延生長方法。
背景技術(shù)：
：碳化硅（SiC）是能夠?qū)崿F(xiàn)硅（Si）和砷化鎵（GaAs）等現(xiàn)有的半導(dǎo)體材料所無法實現(xiàn)的高溫耐性、高耐電壓性、耐高頻性和高耐環(huán)境性。因此，碳化硅作為新時代的電源設(shè)備用的半導(dǎo)體材料或高頻設(shè)備用半導(dǎo)體材料備受期待。一直以來，作為使單晶碳化硅生長的方法，例如，在下述的專利文獻(xiàn)1等中提出了升華再結(jié)晶法（改良Lely法）。在該改良Lely法中，在坩堝內(nèi)的低溫側(cè)區(qū)域配置由單晶碳化硅構(gòu)成的種晶件，在高溫側(cè)區(qū)域配置作為原料的含有Si的原料粉末。這樣，通過使坩堝內(nèi)形成不活潑性氣氛并且加熱到1450℃～2400℃的高溫，使配置于高溫側(cè)區(qū)域的原料粉末升華。其結(jié)果，能夠在配置于低溫側(cè)的種晶件的表面上使碳化硅外延生長。但是，改良Lely法是通過在氣相中設(shè)置溫度梯度使碳化硅結(jié)晶生長的方法。因此，使用改良Lely法時，碳化硅的外延生長需要大型的裝置，并且，碳化硅外延生長的工藝控制困難。因此，存在碳化硅外延生長膜的制造成本增高的問題。另外，氣相中的碳化硅外延生長是不平衡的。因此，存在形成的碳化硅外延生長膜容易產(chǎn)生結(jié)晶缺陷、以及結(jié)晶結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)皸裂的問題。作為改良Lely法以外的碳化硅的外延生長法，例如，可以列舉在專利文獻(xiàn)2等中提出的、作為在液相中使碳化硅外延生長的方法的亞穩(wěn)溶劑外延（MetastableSolventEpitaxy：MSE）法。在MSE法中，使由單晶碳化硅或多晶碳化硅等結(jié)晶性碳化硅構(gòu)成的種晶件、和由碳化硅構(gòu)成的供料件例如隔著100μm以下的小的間隔對置，在其間夾置Si的熔融層。這樣，通過在真空高溫環(huán)境中進(jìn)行加熱處理，使碳化硅在種晶件的表面上外延生長?？梢哉J(rèn)為在該MSE法中，由于種晶件的化學(xué)勢與供料件的化學(xué)勢之差引起溶解于Si熔融層的碳的濃度梯度，從而形成碳化硅外延生長膜。因此，與使用改良Lely法的情況不同，不一定要在種晶件與供料件之間設(shè)置溫度差。因此，在使用MSE法時，不僅能夠以簡易的裝置容易地控制碳化硅的外延生長工藝，也能夠穩(wěn)定地形成高品質(zhì)的碳化硅外延生長膜。另外，還有在具有大面積的種晶基板之上也能夠形成碳化硅外延生長膜的優(yōu)點，由于Si熔融層極薄，還有來自供料件的碳容易擴(kuò)散、實現(xiàn)碳化硅的外延生長工藝的低溫化的優(yōu)點。因此，可以認(rèn)為MSE法是作為單晶碳化硅的外延生長法極為有用的方法，對MSE的研究盛行?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-97040號公報專利文獻(xiàn)2：日本特開2008-230946號公報技術(shù)實現(xiàn)要素：發(fā)明所要解決的課題如上所述，可以認(rèn)為在MSE法中需要選擇供料件和種晶件，使得供料件的自由能高于種晶件的自由能。因此，例如，在上述專利文獻(xiàn)2中，記載了通過使供料基板與種晶基板的結(jié)晶多型不同來使供料基板與種晶基板的自由能不同。具體而言，記載了在由多晶3C-SiC基板構(gòu)成供料基板時，由自由能低于3C-SiC基板的單晶4H-SiC基板等構(gòu)成種晶基板。這里，多晶3C-SiC基板能夠容易地通過CVD法制作。因此，如專利文獻(xiàn)2所述，通過使用3C-SiC基板作為供料基板，能夠?qū)⑻蓟柰庋由L膜的形成成本抑制得較低。但是，在4H-SiC基板或3C-SiC基板等碳化硅基板中，3C-SiC基板具有最高的自由能。因此，不能使用3C-SiC基板作為要求自由能低的種晶基板。因此，專利文獻(xiàn)2中，使用制造困難且高成本的單晶4H-SiC基板作為種晶基板，存在碳化硅外延生長層的形成成本增高的問題。本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于降低單晶碳化硅的液相外延生長所需要的成本。用于解決課題的方法本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅材料中，存在容易發(fā)生向硅熔融層溶出的材料和難以發(fā)生溶出的材料，通過使用難以發(fā)生向硅熔融層的溶出的材料作為種晶件，使用容易發(fā)生向硅熔融層的溶出的材料作為供料件，適于進(jìn)行單晶碳化硅的液相外延生長。其結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明的單晶碳化硅液相外延生長用單元是單晶碳化硅的液相外延生長方法中使用的種晶件和供料件的單元，該供料件具有含有結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅的表層。供料件，通過表層的X射線衍射，作為與結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅對應(yīng)的衍射峰，觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰和與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰以外的衍射峰。種晶件具有含有結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅的表層。種晶件，通過表層的X射線衍射，作為與結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅對應(yīng)的衍射峰，觀察到與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰，觀察不到具有與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的衍射強度的10%以上的衍射強度的其他的一級衍射峰。因此，本發(fā)明的單晶碳化硅液相外延生長用單元的種晶件是相對難以發(fā)生向硅熔融層的溶出的材料，另一方面，供料件是相對容易發(fā)生向硅熔融層的溶出的材料。因此，通過使用本發(fā)明的單晶碳化硅液相外延生長用單元，能夠合適地進(jìn)行單晶碳化硅的液相外延生長。另外，在本發(fā)明中，由于種晶件和供料件雙方具有含有結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅的表層，因此，能夠通過CVD（ChemicalVaporDeposition，化學(xué)沉積法）容易且廉價地分別制造種晶件和供料件。因此，根據(jù)本發(fā)明，例如，與使用具有由4H-SiC或6H-SiC、單晶碳化硅構(gòu)成的表層的材料作為種晶件的情況相比，能夠降低單晶碳化硅的外延生長膜的形成成本。此外，可以認(rèn)為觀察不到具有與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的衍射強度的10%以上的衍射強度的其他的一級衍射峰時難以發(fā)生向硅熔融層的溶出，這是由于難以向硅熔融層溶出的（111）晶面的露出度高于其他晶面的緣故。另一方面，可以認(rèn)為在觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰以外的衍射峰時容易發(fā)生向硅熔融層的溶出，這是由于容易向硅熔融層溶出的（111）晶面以外的晶面的露出度高于（111）晶面的緣故。另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠形成具有優(yōu)異特性的六方晶的單晶碳化硅的外延生長膜。這是由于（111）晶面與六方晶的（0001）晶面等價，因而容易發(fā)生堆積錯誤（Stackingerror）。其結(jié)果，通過使用（111）晶面大量露出的種晶件，適于進(jìn)行六方晶的單晶碳化硅的外延生長。此外，本發(fā)明中“液相外延生長方法”是指通過在使種晶件與供料件隔著硅熔融層對置的狀態(tài)下進(jìn)行加熱，形成熔融于硅熔融層中的石墨的濃度梯度，利用該濃度梯度使單晶碳化硅在種晶件上外延生長的方法。在本發(fā)明中，“X射線衍射”是指使用8.048keV的X射線（CuKα射線）的衍射。在本發(fā)明中，“供料件”是指例如供給Si、C、SiC等作為單晶碳化硅外延生長的材料的物質(zhì)的部件。另一方面，“種晶件”是指單晶碳化硅在表面上生長的部件。在本發(fā)明中，“觀察到衍射峰”是指觀察到具有與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的峰強度的3%以上的峰強度的衍射峰。在本發(fā)明中，“與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰”包括與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰和多級衍射峰。優(yōu)選在供料件的表層的X射線衍射中，與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰是主衍射峰，在與結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅對應(yīng)的一級衍射峰中具有最大的衍射強度。優(yōu)選在供料件的表層的X射線衍射中觀察到的、與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰以外的衍射峰包括與（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中的至少一個對應(yīng)的衍射峰。根據(jù)該構(gòu)成，能夠更有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面與（111）晶面相比容易發(fā)生向硅熔融層的溶出的緣故。從進(jìn)一步有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度的觀點出發(fā)，更優(yōu)選在供料件的表層的X射線衍射中觀察到的、與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰以外的衍射峰包括與（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面分別對應(yīng)的衍射峰。優(yōu)選在供料件的表層的X射線衍射中，與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰以外的一級衍射峰的強度總和為全部一級衍射峰的強度總和的10%以上，更優(yōu)選為20%以上。根據(jù)該構(gòu)成，能夠進(jìn)一步提高反應(yīng)性高于（111）晶面的（111）晶面以外的晶面的比例。因此，能夠更有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度。優(yōu)選供料件和種晶件分別具有含有結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅的表層，通過該表層的X射線衍射，觀察到與（111）晶面、（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面中的至少一個對應(yīng)的一級衍射峰，由供料件的至少一個的一級衍射峰算出的平均微晶粒徑小于由種晶件的至少一個的一級衍射峰算出的平均微晶粒徑。根據(jù)該構(gòu)成，能夠更有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于種晶件與供料件相比，表層中容易向硅熔融層溶出的晶界所占的比例更小，所以能夠進(jìn)一步增大種晶件與供料件之間的向硅熔融層溶出的容易程度之差的緣故。更優(yōu)選由供料件的表層的X射線衍射中觀察到的、與結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅對應(yīng)的一級衍射峰算出的平均微晶粒徑為以下。根據(jù)該構(gòu)成，能夠更有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于供料件的表層中多晶碳化硅晶體的具有高反應(yīng)性的晶界所占的比例大，從供料件的表層向硅熔融層的溶出更容易發(fā)生的緣故。另外，優(yōu)選通過供料件的表層的X射線衍射，觀察到與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰、和與（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中的至少一個對應(yīng)的一級衍射峰，（I1/I0）-1·D2為108以下。其中，I0：與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的強度、和與（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中的至少一個對應(yīng)的一級衍射峰的合計強度之和，I1：與（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中的至少一個對應(yīng)的一級衍射峰的合計強度，D：由與（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中的至少一個對應(yīng)的一級衍射峰算出的平均微晶粒徑。根據(jù)該構(gòu)成，能夠更有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于在供料件的表層中反應(yīng)性比較高的（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面的比例多、并且平均微晶粒徑小的緣故。另一方面，關(guān)于種晶件，優(yōu)選由表層的X射線衍射中觀察到的、與結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅對應(yīng)的一級衍射峰算出的平均微晶粒徑大于根據(jù)該構(gòu)成，能夠更有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于種晶件的表層中多晶碳化硅結(jié)晶的具有高反應(yīng)性的晶界所占的比例少，從種晶件的表層向硅熔融層的溶出難以發(fā)生的緣故。此外，本發(fā)明中，“微晶粒徑”是指基于下述式（1）所示的Hall式算出的微晶粒徑。β·（cosθ）／λ＝2η·（sinθ）／λ＋1／ε……（1）其中，β：半峰寬θ：衍射線的布拉格角λ：測定中使用的X射線的波長η：結(jié)晶的不均勻形變的值ε：微晶粒徑的平均大小。優(yōu)選通過表層的X射線衍射觀察到的（111）晶面中，供料件中取向角度為67.5°以上的晶面所占的比例小于種晶件。根據(jù)該構(gòu)成，能夠更有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于對于與使（111）晶面露出的結(jié)晶的（111）晶面相比穩(wěn)定性低的面的露出度而言，供料件高于種晶件，因而能夠進(jìn)一步增大種晶件與供料件之間的向硅熔融層溶出的容易程度之差。從更有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度的觀點出發(fā)，更優(yōu)選通過供料件的表層的X射線衍射觀察到的（111）晶面中，取向角度為67.5°以上的晶面所占的比例低于80%。另外，更優(yōu)選通過種晶件的表層的X射線衍射觀察到的（111）晶面中，取向角度為67.5°以上的晶面所占的比例為80%以上。另外，優(yōu)選供料件和種晶件的各個中，通過表層的使激發(fā)波長為532nm的拉曼分光解析觀察到來自結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅的L0峰，就L0峰的從972cm-1的位移量的絕對值而言，供料件小于種晶件。此時，更難以發(fā)生從種晶件向硅熔融層的溶出，另一方面，更容易發(fā)生從供料件向硅熔融層的溶出。其結(jié)果，能夠以更快的生長速度合適地形成單晶碳化硅的外延生長膜。其中，L0峰的從972cm-1的位移量的絕對值大時難以發(fā)生向硅熔融層的溶出，可以認(rèn)為這是因為表層中的內(nèi)部應(yīng)力增大，表層的致密性提高的緣故。另一方面，位移量的絕對值小時容易發(fā)生向硅熔融層的溶出，可以認(rèn)為這是因為表層中的內(nèi)部應(yīng)力減小，表層的致密性降低的緣故。另外，可以認(rèn)為通過提高種晶件的表層的致密性，也有助于在種晶件的表面露出的晶面的大部分形成為與六方晶（0001）晶面相似的形狀。此外，在本發(fā)明中，“來自多晶碳化硅的L0峰”是指來自碳化硅結(jié)晶中在Si-C兩原子間振動的光學(xué)模式中縱向光學(xué)（Longitudinaloptical）模式的峰，通常在3C多型體時為在972cm-1出現(xiàn)的峰。從進(jìn)一步提高單晶碳化硅的液相外延生長速度的觀點出發(fā)，優(yōu)選供料件的L0峰的從972cm-1的位移量的絕對值低于4cm-1。優(yōu)選種晶件的L0峰的從972cm-1的位移量的絕對值為4cm-1以上。另外，優(yōu)選供料件的L0峰的半峰寬為7cm-1以上。優(yōu)選種晶件的L0峰的半峰寬為15cm-1以下。其中，供料件的L0峰的半峰寬為7cm-1以上時能夠進(jìn)一步提高單晶碳化硅的液相外延生長速度，可以認(rèn)為這是由于L0峰的半峰寬越大，表層中的多晶碳化硅的結(jié)晶性越低、雜質(zhì)濃度越高，因而更容易發(fā)生從表層的溶出。另一方面，種晶件的L0峰的半峰寬為15cm-1以下時能夠進(jìn)一步提高單晶碳化硅的液相外延生長速度，可以認(rèn)為這是由于L0峰的半峰寬越小，表層中的多晶碳化硅的結(jié)晶性越高、雜質(zhì)濃度越低，因而更難以發(fā)生從表層的溶出。優(yōu)選供料件和種晶件中的至少一個中，表層含有結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅作為主成分，優(yōu)選實質(zhì)上由結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅構(gòu)成。根據(jù)該構(gòu)成，能夠更有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度。其中，在本發(fā)明中，“主成分”是指含有50質(zhì)量%以上的成分。在本發(fā)明中，“實質(zhì)上由結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅構(gòu)成”是指除了雜質(zhì)以外，不含有結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅以外的成分。通?！皩嵸|(zhì)上由結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅構(gòu)成”時所含的雜質(zhì)為5質(zhì)量%以下。供料件和種晶件中的至少一個可以具備支撐件和形成于所述支撐件之上、構(gòu)成表層的多晶碳化硅膜。此時，優(yōu)選多晶碳化硅膜的厚度在30μm～800μm的范圍內(nèi)。另外，供料件和種晶件中的至少一個可以由含有結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅的多晶碳化硅材料構(gòu)成。本發(fā)明的單晶碳化硅的液相外延生長方法是使用上述本發(fā)明的單晶碳化硅液相外延生長用單元的單晶碳化硅的液相外延生長方法。在本發(fā)明的單晶碳化硅的液相外延生長方法中，在種晶件的表層與供料件的表層隔著硅熔融層對置的狀態(tài)下進(jìn)行加熱，從而使單晶碳化硅在種晶件的表層上外延生長。根據(jù)該方法，能夠廉價地形成單晶碳化硅的外延生長膜。另外，不一定要在種晶件與供料件之間設(shè)置溫度差。因此，不僅能夠以簡易的裝置容易地控制單晶碳化硅的外延生長工藝，而且能夠穩(wěn)定地形成高品質(zhì)的單晶碳化硅外延生長膜。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠降低單晶碳化硅的液相外延生長所需要的成本。附圖說明圖1是用于說明本發(fā)明的一個實施方式中的單晶碳化硅的外延生長方法的示意圖。圖2是本發(fā)明的一個實施方式的供料基板的截面示意圖。圖3是本發(fā)明的一個實施方式的種晶基板的截面示意圖。圖4是變形例的供料基板的截面示意圖。圖5是變形例的種晶基板的截面示意圖。圖6是樣品1～4的X射線衍射圖。圖7是用于說明（111）晶面的取向性的測定方法的示意圖。圖8是表示樣品1的（111）晶面的取向性的圖。圖9是表示樣品2的（111）晶面的取向性的圖。圖10是表示樣品3的（111）晶面的取向性的圖。圖11是表示樣品4的（111）晶面的取向性的圖。圖12是表示樣品1～4的表層的拉曼分光解析結(jié)果的圖。圖13是表示樣品1～4的L0峰的從972cm-1的位移量（Δω）和L0峰的半峰寬（FWHM）的圖。圖14是表示樣品1、2和4的單晶碳化硅外延生長膜的生長速度的圖。圖15是表示樣品3、4的單晶碳化硅外延生長膜的生長速度的圖。圖16是實施例的液相外延生長實驗實施后的種晶基板（樣品3）的SEM照片。圖17是比較例的液相外延生長實驗實施后的種晶基板（樣品2）的SEM照片。具體實施方式下面，對實施本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的一例進(jìn)行說明。但是以下的實施方式僅用于例示。本發(fā)明不受以下的實施方式任何限定。圖1是用于說明本實施方式中單晶碳化硅的外延生長方法的示意圖。在本實施方式中，對于使用MSE法形成單晶碳化硅的外延生長膜的例子進(jìn)行說明。在本實施方式中，如圖1所示，在容器10內(nèi)，將具有作為種晶件的種晶基板12和作為供料件的供料基板11的單晶碳化硅液相外延生長用單元14，以種晶基板12的主面12a與供料基板11的主面11a隔著硅板對置的方式配置。在該狀態(tài)下，對種晶基板12和供料基板11進(jìn)行加熱，使硅板熔融。通過這樣操作，形成種晶基板12與供料基板11隔著硅熔融層13對置的狀態(tài)。通過維持該狀態(tài)，硅、碳、碳化硅等原料從種晶基板12側(cè)向硅熔融層13溶出。由此，在硅熔融層13形成濃度梯度。其結(jié)果，單晶碳化硅在種晶基板12的主面12a上外延生長，形成單晶碳化硅外延生長膜20。其中，硅熔融層13的厚度極薄，例如能夠為10μm～100μm左右。圖2表示供料基板11的截面示意圖。圖3表示種晶基板12的截面示意圖。供料基板11和種晶基板12分別具有含有結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅的表層。具體而言，如圖2和圖3所示，在本實施方式中，供料基板11和種晶基板12分別具有由石墨構(gòu)成的支撐件11b、12b和多晶碳化硅膜11c、12c。由石墨構(gòu)成的支撐件11b、12b具有能夠充分耐受碳化硅的外延生長工藝的高耐熱性。另外，由石墨構(gòu)成的支撐件11b、12b具有與單晶碳化硅外延生長膜20相仿的熱膨脹率。因此，通過使用由石墨構(gòu)成的支撐件11b、12b，能夠合適地形成碳化硅外延生長膜20。此外，作為石墨的具體例，例如，可以列舉天然石墨、人造石墨、石油焦炭、煤焦炭、瀝青焦炭、炭黑、中間相碳等。由石墨構(gòu)成的支撐件12b的制造方法，例如，可以列舉日本特開2005-132711號公報中記載的制造方法等。多晶碳化硅膜11c、12c以覆蓋支撐件11b、12b的主面和側(cè)面的方式形成。多晶碳化硅膜11c、12c含有多晶碳化硅。利用該多晶碳化硅膜11c、12c形成供料基板11或種晶基板12的表層。其中，本實施方式中的多晶碳化硅膜11c、12c優(yōu)選含有多晶3C-SiC作為主成分，優(yōu)選實質(zhì)上由多晶3C-SiC形成。即，在本實施方式中，供料基板11和種晶基板12各自的表層優(yōu)選含有多晶3C-SiC作為主成分，優(yōu)選實質(zhì)上由多晶3C-SiC形成。這樣能夠提高單晶碳化硅外延生長膜20的生長速度。多晶碳化硅膜11c、12c的厚度t11、t12分別優(yōu)選在30μm～800μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在40μm～600μm的范圍內(nèi)，更加優(yōu)選在100μm～300μm的范圍內(nèi)。如果多晶碳化硅膜11c、12c的厚度t11、t12過薄，在單晶碳化硅外延生長膜20的形成時，有時由石墨構(gòu)成的支撐件12b會露出，由于從支撐件11b、12b的溶出而導(dǎo)致不能得到合適的單晶碳化硅外延生長膜20。另一方面，如果多晶碳化硅膜11c、12c的厚度t11、t12過厚，有時多晶碳化硅膜12c上容易產(chǎn)生裂縫。多晶碳化硅膜11c、12c的形成方法沒有特別限定。多晶碳化硅膜12c，例如，能夠通過CVD（ChemicalVaporDeposition，化學(xué)沉積）法或濺射法等形成。特別是在本實施方式中，由于多晶碳化硅膜11c、12c含有多晶3C-SiC，因此能夠容易且廉價地通過CVD法形成致密的多晶碳化硅膜11c、12c。構(gòu)成供料基板11的表層的多晶碳化硅膜11c，通過X射線衍射，作為與結(jié)晶多型為多晶3C-SiC對應(yīng)的衍射峰，觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰，并且觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰以外的衍射峰。優(yōu)選多晶碳化硅膜11c，通過X射線衍射，作為與結(jié)晶多型為多晶3C-SiC對應(yīng)的衍射峰，觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰，并且觀察到具有與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的衍射強度的10%以上的衍射強度的與（111）晶面以外的晶面對應(yīng)的一級衍射峰。作為與結(jié)晶多型為多晶3C-SiC對應(yīng)的衍射峰，如以下的表1所示，可以列舉與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰、與（200）晶面對應(yīng)的衍射峰、與（220）晶面對應(yīng)的衍射峰、與（311）晶面對應(yīng)的衍射峰。因此，具體而言，多晶碳化硅膜11c，通過X射線衍射，作為與結(jié)晶多型為多晶3C-SiC對應(yīng)的衍射峰，觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰，并且觀察到與（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面中的至少一個對應(yīng)的衍射峰。另一方面，作為構(gòu)成種晶基板12的表層的多晶碳化硅膜12c，通過X射線衍射，作為與結(jié)晶多型為多晶3C-SiC對應(yīng)的衍射峰，觀察到與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰，觀察不到具有與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的衍射強度的10%以上的衍射強度的其他的一級衍射峰。[表1]對應(yīng)的晶面2θ（°）（111）35.6（200）41.4(220)60.0(311)71.7因此，種晶件12相對難以發(fā)生向硅熔融層13的溶出，而供料件11相對容易發(fā)生向硅熔融層13的溶出。因此，通過使用本實施方式的單晶碳化硅液相外延生長用單元14，能夠合適地形成單晶碳化硅的液相外延生長膜20。另外，種晶件12和供料件11雙方具有含有結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅的表層，因此，能夠通過CVD發(fā)分別容易且廉價地制造種晶件12和供料件11。因此，與使用由4H-SiC或6H-SiC、單晶碳化硅構(gòu)成的表層的材料作為種晶件的情況相比，能夠降低單晶碳化硅的外延生長膜20的形成成本。此外，可以認(rèn)為在觀察不到具有與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的衍射強度的10%以上的衍射強度的其他的一級衍射峰時難以發(fā)生向硅熔融層13的溶出，這是由于比其他晶面更難以向硅熔融層溶出的（111）晶面的露出度增多的緣故。另一方面，可以認(rèn)為在觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰以外的衍射峰時容易發(fā)生向硅熔融層13的溶出，這是由于與（111）晶面相比容易向硅熔融層溶出的（111）晶面以外的晶面的露出度增多的緣故。另外，通過使用本實施方式的單晶碳化硅液相外延生長用單元14，能夠形成具有優(yōu)異特性的六方晶的單晶碳化硅的外延生長膜20?？梢哉J(rèn)為這是由于（111）晶面與六方晶的（0001）晶面等價，因而通過使用（111）晶面大量露出的種晶件12，適于進(jìn)行六方晶的單晶碳化硅的外延生長。其中，作為六方晶的單晶碳化硅的代表例，可以列舉結(jié)晶多型為4H或6H的單晶碳化硅。這些結(jié)晶多型為4H或6H的單晶碳化硅（4H-SiC、6H-SiC）與其他結(jié)晶多型的碳化硅相比，具有帶隙寬、能夠?qū)崿F(xiàn)具有優(yōu)異的耐熱性的半導(dǎo)體設(shè)備的優(yōu)點。此外，優(yōu)選多晶碳化硅膜11c通過X射線衍射作為與結(jié)晶多型為多晶3C-SiC對應(yīng)的衍射峰觀察到的多個一級衍射峰中，與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰為具有最大衍射強度的主衍射峰。優(yōu)選多晶碳化硅膜11c通過X射線衍射作為與結(jié)晶多型為多晶3C-碳化硅對應(yīng)的衍射峰，觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰，并且觀察到與（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面中的至少一個對應(yīng)的衍射峰，更優(yōu)選觀察到與（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面分別對應(yīng)的衍射峰。此時，能夠進(jìn)一步提高單晶碳化硅外延生長膜20的生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于在（111）晶面以外的晶面中，（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面具有特別高的反應(yīng)性，因而更容易發(fā)生向硅熔融層13的溶出的緣故。另外，更優(yōu)選與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰以外的一級衍射峰的強度總和為全部一級衍射峰的強度總和的10%以上，更優(yōu)選為20%以上。此時，能夠進(jìn)一步提高單晶碳化硅外延生長膜20的生長速度。（多晶碳化硅膜11c、12c中的多晶碳化硅的平均微晶粒徑）優(yōu)選多晶碳化硅膜11c的由通過X射線衍射觀察到的一級衍射峰算出的平均微晶粒徑小于多晶碳化硅膜12c的由通過X射線衍射觀察到的一級衍射峰算出的平均微晶粒徑。根據(jù)該構(gòu)成，能夠更有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于多晶碳化硅膜12c與多晶碳化硅膜11c相比，容易向硅熔融層溶出的晶界所占的比例更小，因而能夠進(jìn)一步增大種晶件12與供料件11之間的向硅熔融層13溶出的容易程度之差的緣故。優(yōu)選多晶碳化硅膜11c，由通過X射線衍射觀察到的、與結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅對應(yīng)的一級衍射峰算出的平均晶粒徑為以下。此時，能夠進(jìn)一步提高單晶碳化硅外延生長膜20的生長速度。可以認(rèn)為這是由于多晶碳化硅膜11c中多晶碳化硅的具有高反應(yīng)性的晶界所占的比例大，因而從多晶碳化硅膜11c的溶出更容易發(fā)生的緣故。另外，優(yōu)選多晶碳化硅膜11c通過X射線衍射觀察到與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰、和與（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中的至少一個對應(yīng)的一級衍射峰，（I1/I0）-1·D2為108以下。其中，I0：與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的強度、和與（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中的至少一個對應(yīng)的一級衍射峰的合計強度之和，I1：與（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中的至少一個對應(yīng)的一級衍射峰的合計強度，D：由與（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中的至少一個對應(yīng)的一級衍射峰利用Hall式算出的平均微晶粒徑。此時，能夠更有效地提高單晶碳化硅外延生長膜20的生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于多晶碳化硅膜11c中反應(yīng)性比較高的（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面的比例增多、并且平均微晶粒徑減小的緣故。另一方面，優(yōu)選多晶碳化硅膜12c由通過X射線衍射觀察到的、與結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅對應(yīng)的一級衍射峰算出的平均微晶粒徑大于此時，能夠進(jìn)一步提高單晶碳化硅外延生長膜20的生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于多晶碳化硅膜12c中多晶碳化硅結(jié)晶的具有高反應(yīng)性的晶界所占的比例減少，更難以發(fā)生多晶碳化硅膜12c向硅熔融層的溶出的緣故。（多晶碳化硅膜11c、12c中的（111）晶面的取向角度）優(yōu)選通過X射線衍射觀察到的（111）晶面中，對于取向角度為67.5°以上的晶面所占的比例而言，多晶碳化硅膜11c小于多晶碳化硅膜12c。此時，能夠更有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于對于使（111）晶面露出的結(jié)晶的（111）晶面相比穩(wěn)定性低的面的露出度而言，多晶碳化硅膜11c高于多晶碳化硅膜12c，因而能夠進(jìn)一步增大種晶件12和供料件11之間的向硅熔融層13溶出的容易程度之差的緣故。從更有效地提高單晶碳化硅的外延生長速度的觀點出發(fā)，更優(yōu)選多晶碳化硅膜11c的通過X射線衍射觀察到的（111）晶面中，取向角度為67.5°以上的晶面所占的比例低于80%。另外，更優(yōu)選多晶碳化硅膜12c的通過X射線衍射觀察到的（111）晶面中，取向角度為67.5°以上的晶面所占的比例為80%以上。另外，在本實施方式中，優(yōu)選以如下方式構(gòu)成種晶基板12和供料基板11，就通過使激發(fā)波長為532nm的拉曼分光解析觀察到的、來自結(jié)晶多型為3C的多晶碳化硅的L0峰的從972cm-1的位移量的絕對值而言，構(gòu)成供料基板11的表層的多晶碳化硅膜11c小于構(gòu)成種晶基板12的表層的多晶碳化硅膜12c。因此，從種晶基板12向硅熔融層13的溶出更難以發(fā)生，而從供料件11向硅熔融層13的溶出更容易發(fā)生。其結(jié)果，能夠以更快的生長速度合適地形成單晶碳化硅的外延生長膜。另外，以如下方式構(gòu)成種晶基板12和供料基板11，就L0峰的從972cm-1的位移量的絕對值而言，構(gòu)成供料基板11的表層的多晶碳化硅膜11c小于構(gòu)成種晶基板12的表層的多晶碳化硅膜12c。因此，更適于進(jìn)行六方晶的單晶碳化硅的外延生長?？梢哉J(rèn)為這是由于種晶基板12的表層的致密性提高，有助于在表層的表面露出的晶面的大部分形成為與六方晶（0001）的晶面相似的形狀的緣故。從進(jìn)一步提高單晶碳化硅的液相外延生長速度的觀點出發(fā)，優(yōu)選供料基板11的L0峰的從972cm-1的位移量的絕對值低于4cm-1。此時，由于更容易發(fā)生從供料基板11向硅熔融層13的溶出，因而能夠進(jìn)一步提高液相外延生長速度。另外，優(yōu)選種晶基板12的L0峰的從972cm-1的位移量的絕對值為4cm-1以上。此時，由于更難以發(fā)生從種晶基板12向硅熔融層13的溶出，因而能夠進(jìn)一步提高液相外延生長速度。另外，優(yōu)選種晶基板12的L0峰的從972cm-1的位移量為4cm-1以上。優(yōu)選供料基板11中L0峰的半峰寬為7cm-1以上。此時，能夠進(jìn)一步提高單晶碳化硅的液相外延生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于L0峰的半峰寬越大，表層中多晶碳化硅的結(jié)晶性越低、雜質(zhì)濃度越高，因而更容易發(fā)生從表層的溶出的緣故。另一方面，優(yōu)選種晶基板12中L0峰的半峰寬為15cm-1以下。此時，能夠進(jìn)一步提高單晶碳化硅的液相外延生長速度?？梢哉J(rèn)為這是由于L0峰的半峰寬越小，種晶基板12的表層中多晶碳化硅的結(jié)晶性越高、雜質(zhì)濃度越低，因而更難以發(fā)生從種晶基板12的表層的溶出的緣故。因此，優(yōu)選供料基板11的L0峰的半峰寬小于種晶基板12的L0峰的半峰寬。其中，在上述實施方式中，對供料基板11和種晶基板12分別由支撐件11b、12b和多晶碳化硅膜11c、12c構(gòu)成的例子進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明不限定于該構(gòu)成。例如，也可以如圖4和圖5所示，供料基板11和種晶基板12分別由含有多晶碳化硅的多晶硅基板構(gòu)成。此外，碳化硅基板例如能夠通過利用CVD法在石墨基板上覆蓋多晶碳化硅，然后以機械或化學(xué)方式除去石墨來制作。另外，碳化硅基板也能夠通過使石墨材料與硅酸氣體反應(yīng)使石墨材料轉(zhuǎn)化為碳化硅來制作。另外，碳化硅基板還能夠通過在碳化硅粉末中添加燒結(jié)助劑，以1600℃以上的高溫進(jìn)行燒結(jié)來制作。以下，基于具體例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明不受以下具體例任何限定。（制作例1）使用體積密度1.85g/cm3、灰分5ppm以下的高純度各向同性石墨材料構(gòu)成的石墨件（15mm×15mm×2mm）作為基材。將該基材放入CVD反應(yīng)裝置中，通過CVD法在基材上形成厚度30μm的多晶碳化硅被膜，制作樣品1。其中，作為原料氣體，使用四氯化硅和丙烷氣體。成膜在常壓、1200℃進(jìn)行。成膜速度為30μm/h。（制作例2）除了使反應(yīng)溫度為1400℃、成膜速度為60μm/h以外，與上述制作例1同樣操作，在石墨件的表面上形成50μm的多晶碳化硅被膜，制作樣品2。（制作例3）除了使反應(yīng)溫度為1250℃、成膜速度為10μm/h、使用CH3SiCl3代替四氯化硅以外，與上述制作例1同樣操作，在石墨件的表面上形成50μm的多晶碳化硅被膜，制作樣品3。（制作例4）除了使用二氯硅烷（SiH2Cl2）和乙炔代替四氯化硅和丙烷氣體、使反應(yīng)溫度為1300℃、成膜速度為10μm/h以外，與上述制作例1同樣操作，在石墨件的表面上形成50μm的多晶碳化硅被膜，制作樣品4。其中，樣品4中多晶碳化硅被膜的厚度約為1mm。（X射線衍射測定）進(jìn)行上述制作的樣品1～4的表層的X射線衍射。其中，X射線衍射使用Rigaku公司制Ulutima進(jìn)行。在圖6中表示測定結(jié)果。如圖6所示，在樣品1、2中，觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰（2θ=35.6°），并且觀察到與（111）晶面以外的晶面對應(yīng)的衍射峰。具體而言，在樣品1、2中，除了觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰（2θ=35.6°）以外，還觀察到與（200）晶面對應(yīng)的衍射峰（2θ=41.4°）、與（220）晶面對應(yīng)的衍射峰（2θ=60.0°）、與（311）晶面對應(yīng)的衍射峰（2θ=71.7°）。另一方面，在樣品3、4中，觀察到與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰（2θ=35.6°）、和作為其多級衍射峰的與（222）晶面對應(yīng)的衍射峰（2θ=75.5°），但是除此以外沒有觀察到具有與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的強度的10%以上的強度的一級衍射峰。在以下表2中，總結(jié)了樣品1～4中以與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的強度為100時的與各晶面對應(yīng)的一級衍射峰的相對強度。[表2]（算出平均微晶粒徑）基于上述X射線衍射測定的結(jié)果，使用Hall式，算出樣品1～4各自的平均微晶粒徑。其中，在計算中，使用（111）晶面、（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面相關(guān)的衍射峰的數(shù)據(jù)。在下述的表3中表示結(jié)果。[表3]由上述表3所示的結(jié)果可知，在樣品1、2中平均微晶粒徑為以下，更詳細(xì)而言為以下，另一方面，在樣品3、4中平均微晶粒徑大于更詳細(xì)而言為以上。（（111）晶面的取向性評價）接著，對于樣品1～4，如圖7所示，邊使樣品旋轉(zhuǎn)邊測定（111）面的衍射峰呈現(xiàn)的角度。在圖8～圖11表示結(jié)果。其中，在圖8～圖11所示的圖中，橫軸為圖7所示的取向角度（α）?？v軸為強度。另外，在下述表4中表示取向角度（α）為67.5°以上的區(qū)域的強度積分值相對于取向角度（α）為15°～90°的全部區(qū)域的強度積分值的比例（（取向角度（α）為67.5°以上的區(qū)域的強度積分值）/（取向角度（α）為15°～90°的全部區(qū)域的強度積分值））。其中，（（取向角度（α）為67.5°以上的區(qū)域的強度積分值）/（取向角度（α）為15°～90°的全部區(qū)域的強度積分值）相當(dāng)于通過X射線衍射觀察到的（111）晶面中取向角度為67.5°以上的晶面所占的比例。[表4]如圖8和圖9以及上述表4所示，在樣品1、2中取向角度（α）低于67.5°的區(qū)域中也存在大的強度分布，（111）晶面中取向角度（α）為67.5°以上的晶面的比例低于80%。相對于此，在樣品3、4中，如圖10和圖11以及上述表4所示，取向角度（α）低于67.5°的區(qū)域中不存在大的強度分布，取向角度（α）為67.5°以上的晶面的比例為80%以上。（拉曼分光解析）進(jìn)行上述制作的樣品1～4的表層的拉曼分光解析。其中，拉曼分光解析中使用532nm的激發(fā)波長。在圖12中表示測定結(jié)果。接著，由圖12所示的測定結(jié)果求出樣品1～4的L0峰的從972cm-1的位移量（Δω）和L0峰的半峰寬（FWHM）。在圖13中表示結(jié)果。如圖13所示，樣品3、4的Δω的絕對值為4cm-1以上，F(xiàn)WHM為7cm-1以上。另一方面，樣品1、2的FWHM與樣品3、4同樣為7cm-1以上，但是Δω的絕對值低于4cm-1。（單晶碳化硅液相外延生長膜的生長速度評價）通過上述實施方式中說明的液相外延生長方法，使用樣品1～4作為供料基板，以下述條件制作單晶碳化硅外延生長膜20。接著，通過使用光學(xué)顯微鏡觀察碳化硅外延生長膜20的截面，測定碳化硅外延生長膜20的厚度。通過用測得的厚度除以進(jìn)行碳化硅外延生長的時間，求出單晶碳化硅外延生長膜20的生長速度。在圖14和圖15中表示結(jié)果。其中，在圖14和圖15中，縱軸為單晶碳化硅外延生長膜20的生長速度，橫軸為硅熔融層13的厚度（L）的倒數(shù)（1/L）。根據(jù)圖14和圖15所示的結(jié)果，構(gòu)成供料基板11的表層的多晶碳化硅膜11c，使用通過X射線衍射作為與結(jié)晶多型為多晶3C-SiC對應(yīng)的衍射峰觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰、并且觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰以外的衍射峰的樣品1、2時，單晶碳化硅外延生長膜20的生長速度快。另一方面，構(gòu)成供料基板11的表層的多晶碳化硅膜11c，使用通過X射線衍射作為與結(jié)晶多型為多晶3C-SiC對應(yīng)的衍射峰僅觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰、除了與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰以外觀察不到具有與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的強度的10%以上的強度的一級衍射峰的樣品3、4時，單晶碳化硅外延生長膜20的生長速度慢。由此可知，從樣品3、4難以發(fā)生向硅熔融層13的溶出。（單晶碳化硅外延生長膜20的生長速度的測定條件）種晶基板：結(jié)晶多型為4H的碳化硅基板氣氛的壓力：10-6～10-4Pa氣氛溫度：1900℃（實施例）使用上述制作的樣品1作為供料基板11，使用上述制作的樣品3作為種晶基板12，以與上述生長速度評價實驗同樣的條件進(jìn)行單晶碳化硅的液相外延生長實驗。之后，拍攝作為種晶基板12的樣品3的表面的掃描電子顯微鏡（SEM）照片。在圖16表示樣品3的表面的SEM照片。根據(jù)圖16所示的照片可知，作為供料基板11，使用通過表層的X射線衍射作為與結(jié)晶多型為多晶3C-SiC對應(yīng)的衍射峰觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰、并且觀察到與（111）晶面對應(yīng)的衍射峰以外的衍射峰的樣品1、2，作為種晶基板12，使用通過表層的X射線衍射作為與結(jié)晶多型為多晶3C-SiC對應(yīng)的一級衍射峰觀察到與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰、觀察不到具有與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的衍射強度的10%以上的衍射強度的其他的一級衍射峰的樣品3，由此，能夠得到六方晶的單晶碳化硅外延生長膜。（比較例）使用上述制作的樣品1作為供料基板，使用上述制作的樣品2作為種晶基板，以與上述生長速度評價實驗同樣的條件進(jìn)行單晶碳化硅的液相外延生長實驗。之后，拍攝作為種晶基板的樣品2的表面的掃描電子顯微鏡（SEM）照片。在圖17表示樣品2的表面的SEM照片。根據(jù)圖17所示的照片可知，作為種晶基板，使用多晶碳化硅膜通過X射線衍射作為與結(jié)晶多型為多晶3C-SiC對應(yīng)的衍射峰觀察到與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰、并且觀察到具有與（111）晶面對應(yīng)的一級衍射峰的衍射強度的10%以上的衍射強度的其他的一級衍射峰的樣品2，在這種情況下，幾乎不進(jìn)行外延生長，并且不能合適地得到六方晶的單晶碳化硅外延生長膜。符號說明10：容器；11：供料基板；11a：主面；11b：支撐件；11c：多晶碳化硅膜；12：種晶基板；12a：主面；12b：支撐件；12c：多晶碳化硅膜；13：硅熔融層；14：單晶碳化硅液相外延生長用單元；20：單晶碳化硅外延生長膜。當(dāng)前第1頁1 2 3