CN103270201B - 单晶碳化硅液相外延生长用种晶件和单晶碳化硅的液相外延生长方法 - Google Patents
单晶碳化硅液相外延生长用种晶件和单晶碳化硅的液相外延生长方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103270201B CN103270201B CN201180062376.XA CN201180062376A CN103270201B CN 103270201 B CN103270201 B CN 103270201B CN 201180062376 A CN201180062376 A CN 201180062376A CN 103270201 B CN103270201 B CN 103270201B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon carbide
- monocrystalline silicon
- crystal face
- top layer
- polycrystal carborundum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 150
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 103
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 39
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 title claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 10
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 190
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 156
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 58
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 58
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 39
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 38
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 37
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims description 9
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 7
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 17
- 238000004943 liquid phase epitaxy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 101
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 15
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000001835 Lely method Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 3
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 3
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000011335 coal coke Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- -1 natural graphite Chemical compound 0.000 description 2
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000006253 pitch coke Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005260 alpha ray Effects 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N dichlorosilicon Chemical compound Cl[Si]Cl BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/12—Liquid-phase epitaxial-layer growth characterised by the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B28/00—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B28/12—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure directly from the gas state
- C30B28/14—Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure directly from the gas state by chemical reaction of reactive gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/36—Carbides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
Abstract
本发明提供一种廉价的碳化硅液相外延生长用种晶件。单晶碳化硅液相外延生长用种晶件（12）具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层。通过表层的X射线衍射，作为与结晶多型为3C的多晶碳化硅对应的衍射峰，观察到与（111）晶面对应的一级衍射峰，观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他的一级衍射峰。
Description
技术领域
本发明涉及单晶碳化硅液相外延生长用种晶件和使用该单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的单晶碳化硅的液相外延生长方法。
背景技术
碳化硅（SiC）是能够实现硅（Si）和砷化镓（GaAs）等现有的半导体材料所无法实现的高温耐性、高耐电压性、耐高频性和高耐环境性。因此，碳化硅作为新时代的电源设备用的半导体材料或高频设备用半导体材料备受期待。
一直以来，作为使单晶碳化硅生长的方法，例如，在下述的专利文献1等中提出了升华再结晶法（改良Lely法）。在该改良Lely法中，在坩埚内的低温侧区域配置由单晶碳化硅构成的种晶件，在高温侧区域配置作为原料的含有Si的原料粉末。这样，通过使坩埚内形成不活泼性气氛并且加热到1450℃～2400℃的高温，使配置于高温侧区域的原料粉末升华。其结果，能够在配置于低温侧的种晶件的表面上使碳化硅外延生长。
但是，改良Lely法是通过在气相中设置温度梯度使碳化硅结晶生长的方法。因此，使用改良Lely法时，碳化硅的外延生长需要大型的装置，并且，碳化硅外延生长的工艺控制困难。因此，存在碳化硅外延生长膜的制造成本增高的问题。另外，气相中的碳化硅外延生长是不平衡的。因此，存在形成的碳化硅外延生长膜容易产生结晶缺陷、以及结晶结构容易出现皲裂的问题。
作为改良Lely法以外的碳化硅的外延生长法，例如，可以列举在专利文献2等中提出的、作为在液相中使碳化硅外延生长的方法的亚稳溶剂外延（MetastableSolventEpitaxy：MSE）法。
在MSE法中，使由单晶碳化硅或多晶碳化硅等结晶性碳化硅构成的种晶件、和由碳化硅构成的供料件例如隔着100μm以下的小的间隔对置，在其间夹置Si的熔融层。这样，通过在真空高温环境中进行加热处理，使碳化硅在种晶件的表面上外延生长。
可以认为在该MSE法中，由于种晶件的化学势与供料件的化学势之差引起溶解于Si熔融层的碳的浓度梯度，从而形成碳化硅外延生长膜。因此，与使用改良Lely法的情况不同，不一定要在种晶件与供料件之间设置温度差。因此，在使用MSE法时，不仅能够以简易的装置容易地控制碳化硅的外延生长工艺，也能够稳定地形成高品质的碳化硅外延生长膜。
另外，还有在具有大面积的种晶基板之上也能够形成碳化硅外延生长膜的优点，由于Si熔融层极薄，还有来自供料件的碳容易扩散、实现碳化硅的外延生长工艺的低温化的优点。
因此，可以认为MSE法是作为单晶碳化硅的外延生长法极为有用的方法，对MSE的研究盛行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-97040号公报
专利文献2：日本特开2008-230946号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如上所述，可以认为在MSE法中需要选择供料件和种晶件，使得供料件的自由能高于种晶件的自由能。因此，例如，在上述专利文献2中，记载了通过使供料基板与种晶基板的结晶多型不同来使供料基板与种晶基板的自由能不同。具体而言，记载了在由多晶3C-SiC基板构成供料基板时，由自由能低于3C-SiC基板的单晶4H-SiC基板等构成种晶基板。
这里，多晶3C-SiC基板能够容易地通过CVD法制作。因此，如专利文献2所述，通过使用3C-SiC基板作为供料基板，能够将碳化硅外延生长膜的形成成本抑制得较低。
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基板作为要求自由能低的种晶基板。因此，专利文献2中，使用制造困难且高成本的单晶4H-SiC基板作为种晶基板，存在碳化硅外延生长层的形成成本增高的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种廉价的碳化硅液相外延生长用种晶件。
用于解决课题的方法
本发明的发明人进行了深入研究，结果发现，在结晶多型为3C的多晶碳化硅材料中，存在容易发生向硅熔融层溶出的材料和难以发生溶出的材料，难以发生向硅熔融层溶出的材料适合用作碳化硅的液相外延生长的种晶件。其结果，本发明的发明人完成了本发明。
即，本发明的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件是在单晶碳化硅的液相外延生长方法中使用的种晶件。本发明的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层。
通过表层的X射线衍射，作为与结晶多型为3C的多晶碳化硅对应的衍射峰，观察到与（111）晶面对应的一级衍射峰，观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他的一级衍射峰。因此，难以发生由本发明的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件向硅熔融层的溶出。因此，通过使用本发明的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，能够合适地形成硅熔融层的浓度梯度，能够合适地进行碳化硅的液相外延生长。此外，可以认为观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他的一级衍射峰时难以发生向硅熔融层的溶出，这是由于（111）晶面与其他晶面相比是难以向硅熔融层溶出的晶面的缘故。
另外，本发明的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的表层含有结晶多型为3C的多晶碳化硅。因此，与表层为含有结晶多形为4H或6H等的多晶碳化硅的材料、或为由单晶碳化硅构成的材料时不同，能够通过CVD（ChemicalVaporDeposition，化学沉积）法容易且廉价地制造。
即，通过使用本发明的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，能够容易且廉价地形成单晶碳化硅的外延生长膜。
另外，通过使用本发明的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，能够形成具有优异特性的六方晶的单晶碳化硅的外延生长膜。由于（111）晶面与六方晶的（0001）晶面等价，因而容易发生堆积错误（Stackingerror）。其结果，在（111）晶面大量露出时，适于进行六方晶的单晶碳化硅的外延生长。
在本发明中，“液相外延生长方法”是指通过在使种晶件与供料件隔着硅熔融层对置的状态下进行加热，形成熔融于硅熔融层中的石墨的浓度梯度，利用该浓度梯度使单晶碳化硅在种晶件上外延生长的方法。
在本发明中，“X射线衍射”是指使用8.048keV的X射线（CuKα射线）的衍射。
在本发明中，“供料件”是指例如供给Si、C、SiC等作为单晶碳化硅外延生长的材料的物质的部件。另一方面，“种晶件”是指单晶碳化硅在表面上生长的部件。
在本发明中，优选通过表层的X射线衍射，观察到与（111）晶面、（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面中的至少一个对应的一级衍射峰，由该至少一个的一级衍射峰算出的平均微晶粒径大于根据该构成，能够更有效地提高单晶碳化硅的外延生长速度。可以认为这是由于表层中多晶碳化硅结晶的具有高反应性的晶界所占的比例减少，更难以发生从表层向硅熔融层的溶出的缘故。
其中，在本发明中，“微晶粒径”是指基于下述式（1）所示的Hall式算出的微晶粒径。
β·（cosθ）／λ＝2η·（sinθ）／λ＋1／ε……（1）
其中，
β：半峰宽
θ：衍射线的布拉格角
λ：测定中使用的X射线的波长
η：结晶的不均匀形变的值
ε：微晶粒径的平均大小。
另外，在上述微晶粒径的计算中，使用与（111）晶面对应的衍射峰和（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中具有与（111）晶面对应的衍射峰的强度的3%以上的强度的衍射峰。
在本发明中，优选通过表层的X射线衍射观察到的（111）晶面中，取向角度为67.5°以上晶面的所占的比例为80%以上。根据该构成，能够更有效地提高单晶碳化硅的外延生长速度。可以认为这是由于能够降低使（111）晶面露出的结晶的、稳定性低于（111）晶面的面的露出度的缘故，从而能够抑制使（111）晶面露出的结晶的溶出的缘故。
在本发明中，通过表层的使激发波长为532nm的拉曼分光解析观察到来自结晶多型为3C的多晶碳化硅的L0峰，该L0峰的从972cm-1的位移量的绝对值为4cm-1以上。此时，难以发生从种晶件向硅熔融层的溶出。因此，通过使用该构成的种晶件，能够合适地形成硅熔融层中的浓度梯度，能够更合适地进行碳化硅的液相外延生长。
另外，通过使用该构成的种晶件，能够形成具有更优异的特性的六方晶的单晶碳化硅的外延生长膜。可以认为这是由于表层的致密性提高，有助于在表层的表面露出的晶面的大部分形成为与六方晶（0001）晶面相似的形状，更适合进行六方晶的单晶碳化硅的外延生长的缘故。
此外，L0峰的从972cm-1的位移量的绝对值为4cm-1以上时难以发生向硅熔融层的溶出，可以认为这是因为种晶件的表层的内部应力增大，表层的致密性增高的缘故。
在本发明中，“来自多晶碳化硅的L0峰”是指来自碳化硅结晶中在Si-C两原子间振动的光学模式中纵向光学（Longitudinaloptical）模式的峰，通常在3C多型体时为在972cm-1出现的峰。
优选L0峰的从972cm-1的位移量为4cm-1以上。
优选L0峰的半峰宽为15cm-1以下。通过使用具有该构成的种晶件，能够进一步提高单晶碳化硅的外延生长速度。
在L0峰的半峰宽为15cm-1以下时能够进一步提高单晶碳化硅的外延生长速度，可以认为这是由于L0峰的半峰宽越小，表层中的多晶碳化硅的结晶性越高、杂质浓度越低，因而更难以发生从表层的溶出的缘故。
在本发明中，优选表层含有结晶多型为3C的多晶碳化硅作为主成分，更优选实质上由结晶多型为3C的多晶碳化硅构成。根据该构成，能够更有效地提高单晶碳化硅的外延生长速度。
其中，在本发明中，“主成分”是指含有50质量%以上的成分。
在本发明中，“实质上由结晶多型为3C的多晶碳化硅构成”是指除了杂质以外，不含有结晶多型为3C的多晶碳化硅以外的成分。通常“实质上由结晶多型为3C的多晶碳化硅构成”时所含的杂质为5质量%以下。
本发明的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件可以具备支撑件和形成于支撑件之上、构成表层的多晶碳化硅膜。此时，优选多晶碳化硅膜的厚度在30μm～800μm的范围内。
另外，本发明的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件可以由含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的多晶碳化硅基板等的多晶碳化硅元件构成。
在本发明的单晶碳化硅的液相外延生长方法中，通过在上述本发明的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的表层和具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层的供料件的表层隔着硅熔融层对置的状态下进行加热，使单晶碳化硅在种晶件的表层上外延生长。根据该方法，能够廉价地形成单晶碳化硅的外延生长膜。另外，不一定要在种晶件与供料件之间设置温度差。因此，不仅能够以简易的装置容易地控制单晶碳化硅的外延生长工艺，而且能够稳定地形成高品质的单晶碳化硅外延生长膜。
发明的效果
根据本发明，能够提供廉价的碳化硅液相外延生长用种晶件。
附图说明
图1是用于说明本发明的一个实施方式中的单晶碳化硅的外延生长方法的示意图。
图2是本发明的一个实施方式的供料基板的截面示意图。
图3是本发明的一个实施方式的种晶基板的截面示意图。
图4是变形例的供料基板的截面示意图。
图5是变形例的种晶基板的截面示意图。
图6是样品1～4的X射线衍射图。
图7是用于说明（111）晶面的取向性的测定方法的示意图。
图8是表示样品1的（111）晶面的取向性的图。
图9是表示样品2的（111）晶面的取向性的图。
图10是表示样品3的（111）晶面的取向性的图。
图11是表示样品4的（111）晶面的取向性的图。
图12是表示样品1～4的L0峰的从972cm-1的位移量（Δω）和L0峰的半峰宽（FWHM）的图。
图13是表示样品1、2和4的单晶碳化硅外延生长膜的生长速度的图。
图14是表示样品1、2和4的单晶碳化硅外延生长膜的生长速度的图。
图15是表示样品3、4的单晶碳化硅外延生长膜的生长速度的图。
图16是实施例的液相外延生长实验实施后的种晶基板（样品3）的SEM照片。
图17是比较例的液相外延生长实验实施后的种晶基板（样品2）的SEM照片。
具体实施方式
下面，对实施本发明的优选实施方式的一例进行说明。但是以下的实施方式仅用于例示。本发明不受以下的实施方式任何限定。
图1是用于说明本实施方式中单晶碳化硅的外延生长方法的示意图。
在本实施方式中，对于使用MSE法形成单晶碳化硅的外延生长膜的例子进行说明。
在本实施方式中，如图1所示，在容器10内，将作为种晶件的种晶基板12和作为供料件的供料基板11，以种晶基板12的主面12a与供料基板11的主面11a隔着硅板对置的方式配置。在该状态下，对种晶基板12和供料基板11进行加热，使硅板熔融。通过这样操作，形成种晶基板12与供料基板11隔着硅熔融层13对置的状态。通过维持该状态，硅、碳、碳化硅等原料从种晶基板12侧向硅熔融层13溶出。由此，在硅熔融层13形成浓度梯度。其结果，单晶碳化硅在种晶基板12的主面12a上外延生长，形成单晶碳化硅外延生长膜20。其中，硅熔融层13的厚度极薄，例如能够为10μm～100μm左右。
（种晶基板12）
种晶基板12具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层。具体而言，如图3所示，在本实施方式中，种晶基板12具有由石墨构成的支撑件12b和多晶碳化硅膜12c。由石墨构成的支撑件12b具有能够充分耐受碳化硅的外延生长工艺的高耐热性。另外，由石墨构成的支撑件12b具有与单晶碳化硅外延生长膜20相仿的热膨胀率。因此，通过使用由石墨构成的支撑件12b，能够合适地形成单晶碳化硅外延生长膜20。
此外，作为石墨的具体例，例如，可以列举天然石墨、人造石墨、石油焦炭、煤焦炭、沥青焦炭、炭黑、中间相碳等。由石墨构成的支撑件12b的制造方法，例如，可以列举日本特开2005-132711号公报中记载的制造方法。
多晶碳化硅膜12c以覆盖支撑件12b的主面和侧面的方式形成。多晶碳化硅膜12c含有多晶碳化硅。利用该多晶碳化硅膜12c形成种晶基板12的表层。其中，本实施方式中的多晶碳化硅膜12c优选含有多晶3C-SiC作为主成分，优选实质上由多晶3C-SiC形成。即，在本实施方式中，种晶基板12的表层优选含有多晶3C-SiC作为主成分，优选实质上由多晶3C-SiC形成。这样能够提高单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度。
多晶碳化硅膜12c的厚度t12优选在30μm～800μm的范围内，更优选在40μm～600μm的范围内，更加优选在100μm～300μm的范围内。如果多晶碳化硅膜12c的厚度t12过薄，在单晶碳化硅外延生长膜20的形成时，有时由石墨构成的支撑件12b会露出，由于从支撑件12b的溶出而导致不能得到合适的单晶碳化硅外延生长膜20。另一方面，如果多晶碳化硅膜12c的厚度t12过厚，有时多晶碳化硅膜12c上容易产生裂缝。
多晶碳化硅膜12c的形成方法没有特别限定。多晶碳化硅膜12c，例如，能够通过CVD（ChemicalVaporDeposition，化学沉积）法或溅射法等形成。特别是在本实施方式中，由于多晶碳化硅膜12c含有多晶3C-SiC，因此能够容易且廉价地通过CVD法形成致密的多晶碳化硅膜12c。
构成种晶基板12的表层的多晶碳化硅膜12c，通过X射线衍射，作为与结晶多型为多晶3C-SiC对应的衍射峰，观察到与（111）晶面对应的一级衍射峰，观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他的一级衍射峰。
另外，对构成种晶基板12的表层的多晶碳化硅膜12c进行激发波长为532nm的拉曼分光解析，观察到来自结晶多型为3C的多晶碳化硅的L0峰。该L0峰的从972cm-1的位移量的绝对值为4cm-1以上。
在现有技术中，如上所述，需要选择供料件和种晶件，使得供料件的自由能高于种晶件的自由能，在使用自由能低的3C-SiC基板作为供料基板时，不能使用3C-SiC基板作为种晶基板，需要使用4H-SiC基板或6H-SiC基板等具有其他结晶多型的碳化硅基板作为种晶基板。
但是，本发明的发明人进行了深入研究，结果发现，在3C-SiC基板中，存在容易发生向硅熔融层溶出的基板和难以发生向硅熔融层溶出的基板，难以发生向硅熔融层溶出的基板适合用作碳化硅的液相外延生长的种晶件。并且，本发明的发明进一步深入研究，结果发现，通过X射线衍射，作为与结晶多型为多晶3C-SiC对应的衍射峰观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他一级衍射峰时，难以发生向硅熔融层的溶出。根据该见解，本发明的发明人，使用具有表层的基板作为种晶基板12，该表层通过X射线衍射作为与结晶多型为多晶3C-SiC对应的衍射峰观察到与（111）晶面对应的一级衍射峰、观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他一级衍射峰。这样一来，使用表层含有多晶3C-SiC、能够通过CVD法廉价地制作的种晶基板12时，也能够使碳化硅合适地液相外延生长。其中，观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他一级衍射峰时难以发生向硅熔融层的溶出，可以认为这是由于（111）晶面是比其他晶面难以发生向硅熔融层的溶出的晶面的缘故。
其中，作为与结晶多型为多晶3C-SiC对应的衍射峰，可以列举以下的表1中所示的峰。
[表1]
| 对应的晶面 | 2θ(°） |
| （111） | 35.6 |
| (200) | 41.4 |
| (220) | 60.0 |
| (311) | 71.7 |
另外，在使用本实施方式的种晶基板12时，能够形成具有优异特性的六方晶的单晶碳化硅的外延生长膜。可以认为这是由于（111）晶面与六方晶的（0001）晶面等价，因而（111）晶面大量露出时适于进行六方晶的单晶碳化硅的外延生长。
其中，作为六方晶的单晶碳化硅的代表例，可以列举结晶多型为4H或6H的单晶碳化硅。这些结晶多型为4H或6H的单晶碳化硅（4H-SiC、6H-SiC）与其它结晶多型的碳化硅相比，具有带隙宽、能够实现具有优异的耐热性的半导体设备的优点。
另外，优选多晶碳化硅膜12c，由通过X射线衍射观察到的、与结晶多型为3C的多晶碳化硅对应的一级衍射峰算出的平均微晶粒径大于此时，能够进一步提高单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度。可以认为这是由于多晶碳化硅膜12c中多晶碳化硅结晶的具有高反应性的晶界所占的比例减少，难以发生从多晶碳化硅膜12c向硅熔融层的溶出的缘故。
另外，优选多晶碳化硅膜12c的通过X射线衍射观察到的（111）晶面中，取向角度为67.5°以上的晶面所占的比例为80%以上。此时，能够更有效地提高单晶碳化硅的外延生长膜20的生长速度。可以认为这是由于能够降低使（111）晶面露出的结晶的、稳定性低于（111）晶面的面的露出度，从而能够抑制使（111）晶面露出的结晶的溶出的缘故。
另外，多晶碳化硅膜12c，通过使激发波长为532nm的拉曼分光解析观察到来自结晶多型为3C的多晶碳化硅的L0峰，优选该L0峰的从972cm-1的位移量的绝对值为4cm-1以上。因此，更难以发生向硅熔融层的溶出，更适于进行液相外延生长。其中，L0峰的从972cm-1的位移量的绝对值为4cm-1以上时难以发生向硅熔融层的溶出，可以认为这是由于种晶件12的表层中的内部应力增大，表层的致密性增高的缘故。
另外，L0峰的从972cm-1的位移量的绝对值为4cm-1以上时，由于多晶碳化硅膜12c的致密性进一步提高，在多晶碳化硅膜12c的表面露出的结晶大部分形成为与六方晶的（0001）晶面相似的形状，更适于进行六方晶的单晶碳化硅的外延生长。
在本实施方式中，优选L0峰的从972cm-1的位移量为4cm-1以上。
另外，优选L0峰的半峰宽为15cm-1以下。此时，能够进一步提高单晶碳化硅的外延生长速度。
L0峰的半峰宽为15cm-1以下时能够进一步提高单晶碳化硅的液相外延生长速度，可以认为这是由于L0峰的半峰宽越小，种晶基板12的表层中多晶碳化硅的结晶性越高、杂质浓度越低，因而更难以发生从种晶基板12的表层的溶出的缘故。
（供料基板11）
在本实施方式中，供料基板11只要是比种晶基板12难以发生向硅熔融层13的溶出的材料即可，没有特别限定。因此，作为供料基板11，例如，适合使用具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层，通过其表层的X射线衍射观察到与（111）晶面对应的衍射峰，并且观察到与（111）晶面对应的衍射峰以外的衍射峰的基板。
另外，作为供料基板11，例如，更适合使用具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层，其表层的通过使激发波长为532nm的拉曼分光解析观察到的L0峰的从972cm-1的位移量的绝对值低于4cm-1的基板。
图2表示本实施方式的供料基板11的截面示意图。具体而言，如图2所示，在本实施方式中，供料基板11具有由石墨构成的支撑件11b和多晶碳化硅膜11c。由石墨构成的支撑件11b具有能够充分耐受碳化硅的外延生长工艺的高耐热性。另外，由石墨构成的支撑件11b具有与单晶碳化硅外延生长膜20相仿的热膨胀率。因此，通过使用由石墨构成的支撑件11b，能够合适地形成碳化硅外延生长膜20。
此外，作为石墨的具体例，例如，可以列举天然石墨、人造石墨、石油焦炭、煤焦炭、沥青焦炭、炭黑、中间相碳等。由石墨构成的支撑件11b的制造方法，例如，可以列举日本特开2005-132711号公报中记载的制造方法等。
多晶碳化硅膜11c以覆盖支撑件11b的主面和侧面的方式形成。多晶碳化硅膜11c含有多晶碳化硅。利用该多晶碳化硅膜11c形成供料基板11的表层。其中，多晶碳化硅膜11c优选含有多晶3C-SiC作为主成分，优选实质上由多晶3C-SiC形成。即，供料基板11的表层优选含有多晶3C-SiC作为主成分，优选实质上由多晶3C-SiC形成。这样能够提高单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度。
多晶碳化硅膜11c的厚度t11优选在30μm～800μm的范围内，更优选在40μm～600μm的范围内，更加优选在100μm～300μm的范围内。如果多晶碳化硅膜11c的厚度t11过薄，在单晶碳化硅外延生长膜20的形成时，有时由石墨构成的支撑件11b会露出，由于从支撑件11b的溶出而导致不能得到合适的单晶碳化硅外延生长膜20。另一方面，如果多晶碳化硅膜11c的厚度t11过厚，有时多晶碳化硅膜11c上容易产生裂缝。
多晶碳化硅膜11c的形成方法没有特别限定。多晶碳化硅膜11c，例如，能够通过CVD（ChemicalVaporDeposition，化学沉积）法或溅射法等形成。特别是在本实施方式中，由于多晶碳化硅膜11c含有多晶3C-SiC，因此能够容易且廉价地通过CVD法形成致密的多晶碳化硅膜11c。
构成供料基板11的表层的多晶碳化硅膜11c，通过X射线衍射，作为与结晶多型为多晶3C-SiC对应的衍射峰，观察到与（111）晶面对应的衍射峰，并且观察到与（111）晶面对应的衍射峰以外的衍射峰。具体而言，多晶碳化硅膜11c，通过X射线衍射，作为与结晶多型为多晶3C-SiC对应的衍射峰，观察到与（111）对应的衍射峰，并且观察到与（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面中的至少一个对应的衍射峰。因此，在本实施方式中，能够以快的生长速度形成单晶碳化硅外延生长膜20。作为其理由，可以认为这是由于与（111）晶面相比，容易从（111）晶面以外的晶面发生向硅熔融层13的溶出。
优选多晶碳化硅膜11c，通过X射线衍射，作为与结晶多型为多晶3C-SiC对应的衍射峰，观察到与（111）晶面对应的衍射峰，并且观察到与（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面中的至少一个对应的衍射峰，更优选分别观察到与（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面分别对应的衍射峰。此时，能够进一步提高单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度。可以认为这是由于（111）晶面以外的晶面中，（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面具有特别高的反应性，更容易发生向硅熔融层13的溶出的缘故。
另外，优选与（111）晶面对应的一次衍射峰以外的一级衍射峰的强度总和为全部一级衍射峰的强度总和的10%以上，更优选为20%以上。此时，能够进一步提高单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度。
另外，优选多晶碳化硅膜11c，通过X射线衍射，作为与结晶多型为多晶3C-SiC对应的衍射峰观察到的多个一级衍射峰中，与（111）晶面对应的一级衍射峰是具有最大衍射强度的主衍射峰。
另外，优选多晶碳化硅膜11c，由通过X射线衍射观察到的、与结晶多型为3C的多晶碳化硅对应的一级衍射峰算出的平均微晶粒径为以下。此时，能够更进一步提高单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度。可以认为这是由于多晶碳化硅膜11c中多晶碳化硅的具有高反应性的晶界所占的比例增大，更容易发生从多晶碳化硅膜11c的溶出的缘故。
另外，优选多晶碳化硅膜11c，通过X射线衍射观察到与（111）晶面对应的一级衍射峰、和与（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面的至少一个对应的一级衍射峰，（I1/I0）-1·D2为108以下。
其中，
I0：与（111）晶面对应的一级衍射峰的强度、和与（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中的至少一个对应的一级衍射峰的合计强度之和，
I1：与（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中的至少一个对应的一级衍射峰的合计强度，
D：由与（200）晶面、（220）晶面以及（311）晶面中的至少一个对应的一级衍射峰利用Hall式算出的平均微晶粒径。
此时，能够进一步提高单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度。可以认为这是由于多晶碳化硅膜11c中反应性比较高的（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面的比例增多、并且平均微晶粒径减小的缘故。
另外，优选多晶碳化硅膜11c，通过X射线衍射观察到的（111）晶面中，取向角度为67.5°以上的晶面所占的比例低于80%。此时，能够更有效地提高单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度。可以认为这是由于使（111）晶面露出的结晶的、稳定性低于（111）晶面的面的露出度提高，因而使（111）晶面露出的结晶的反应性增高的缘故。
构成供料基板11的表层的多晶碳化硅膜11c，通过使激发波长为532nm的拉曼分光解析观察到的L0峰的从972cm-1的位移量的绝对值低于4cm-1。因此，在本实施方式中，能够以快的生长速度形成单晶碳化硅外延生长膜20。
其中，在上述实施方式中，对供料基板11和种晶基板12分别由支撑件11b、12b和多晶碳化硅膜11c、12c构成的例子进行了说明。但是，本发明不限定于该构成。例如，可以如图4所示，供料基板11由含有碳化硅的碳化硅基板构成。可以如图5所示，种晶基板12由含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的多晶硅基板构成。
此外，碳化硅基板例如能够通过利用CVD法在石墨基板上覆盖多晶碳化硅，然后以机械或化学方式除去石墨来制作。另外，碳化硅基板也能够通过使石墨材料与硅酸气体反应使石墨材料转化为碳化硅来制作。另外，碳化硅基板还能够通过在碳化硅粉末中添加烧结助剂，以1600℃以上的高温进行烧结来制作。
以下，基于具体例对本发明进行进一步说明，但是本发明不受以下具体例任何限定。
（制作例1）
使用体积密度1.85g/cm3、灰分5ppm以下的高纯度各向同性石墨材料构成的石墨件（15mm×15mm×2mm）作为基材。将该基材放入CVD反应装置中，通过CVD法在基材上形成厚度30μm的多晶碳化硅被膜，制作样品1。其中，作为原料气体，使用四氯化硅和丙烷气体。成膜在常压、1200℃进行。成膜速度为30μm/h。
（制作例2）
除了使反应温度为1400℃、成膜速度为60μm/h以外，与上述制作例1同样操作，在石墨件的表面上形成50μm的多晶碳化硅被膜，制作样品2。
（制作例3）
除了使反应温度为1250℃、成膜速度为10μm/h、使用CH3SiCl3代替四氯化硅以外，与上述制作例1同样操作，在石墨件的表面上形成50μm的多晶碳化硅被膜，制作样品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气体、使反应温度为1300℃、成膜速度为10μm/h以外，与上述制作例1同样操作，在石墨件的表面上形成50μm的多晶碳化硅被膜，制作样品4。其中，样品4中多晶碳化硅被膜的厚度约为1mm。
（X射线衍射测定）
进行上述制作的样品1～4的表层的X射线衍射。其中，X射线衍射使用Rigaku公司制Ulutima进行。在图6中表示测定结果。
如图6所示，在样品1、2中，观察到与（111）晶面对应的衍射峰（2θ=35.6°），并且观察到具有与（111）晶面对应的衍射峰的强度的10%以上的强度的（111）晶面以外的晶面对应的衍射峰。具体而言，在样品1、2中，除了观察到与（111）晶面对应的衍射峰（2θ=35.6°）以外，还观察到具有与（111）晶面对应的衍射峰的强度的10%以上的强度的与（200）晶面对应的衍射峰（2θ=41.4°）、与（220）晶面对应的衍射峰（2θ=60.0°）、与（311）晶面对应的衍射峰（2θ=71.7°）。
另一方面，在样品3、4中，观察到与（111）晶面对应的一级衍射峰（2θ=35.6°）、和作为其多级衍射峰的与（222）晶面对应的衍射峰（2θ=75.5°），但是除此以外没有观察到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的强度的10%以上的强度的一级衍射峰。
在以下表2中，总结了样品1～4中以与（111）晶面对应的一级衍射峰的强度为100时的与各晶面对应的一级衍射峰的相对强度。
[表2]
（算出平均微晶粒径）
基于上述X射线衍射测定的结果，使用Hall式，算出样品1～4各自的平均微晶粒径。其中，在计算中，使用（111）晶面、（200）晶面、（220）晶面和（311）晶面相关的衍射峰的数据。在下述的表3中表示结果。
[表3]
由上述表3所示的结果可知，在样品1、2中平均微晶粒径为以下，更详细而言为以下，另一方面，在样品3、4中平均微晶粒径大于更详细而言为以上。
（（111）晶面的取向性评价）
接着，对于样品1～4，如图7所示，边使样品旋转边测定（111）面的衍射峰呈现的角度。在图8～图11表示结果。其中，在图8～图11所示的图中，横轴为图7所示的取向角度（α）。纵轴为强度。
另外，在下述表4中表示取向角度（α）为67.5°以上的区域的强度积分值相对于取向角度（α）为15°～90°的全部区域的强度积分值的比例（（取向角度（α）为67.5°以上的区域的强度积分值）/（取向角度（α）为15°～90°的全部区域的强度积分值））。其中，（（取向角度（α）为67.5°以上的区域的强度积分值）/（取向角度（α）为15°～90°的全部区域的强度积分值））相当于通过X射线衍射观察到的（111）晶面中取向角度为67.5°以上的晶面所占的比例。
[表4]
如图8和图9以及上述表4所示，在样品1、2中取向角度（α）低于67.5°的区域中也存在大的强度分布，（111）晶面中取向角度（α）为67.5°以上的晶面的比例低于80%。相对于此，在样品3、4中，如图10和图11以及上述表4所示，取向角度（α）低于67.5°的区域中不存在大的强度分布，取向角度（α）为67.5°以上的晶面的比例为80%以上。
（拉曼分光解析）
进行上述制作的样品1～4的表层的拉曼分光解析。其中，拉曼分光解析中使用532nm的激发波长。在图12中表示测定结果。
接着，由图12所示的测定结果求出样品1～4的L0峰的从972cm-1的位移量（Δω）和L0峰的半峰宽（FWHM）。在图13中表示结果。
如图13所示，样品3、4的Δω的绝对值为4cm-1以上，FWHM为7cm-1以上。另一方面，样品1、2的FWHM与样品3、4同样为7cm-1以上，但是Δω的绝对值低于4cm-1。
（单晶碳化硅液相外延生长膜的生长速度评价）
通过上述实施方式中说明的液相外延生长方法，使用样品1～4作为供料基板，以下述条件制作单晶碳化硅外延生长膜20。接着，通过使用光学显微镜观察单晶碳化硅外延生长膜20的截面，测定单晶碳化硅外延生长膜20的厚度。通过用测得的厚度除以进行碳化硅外延生长的时间，求出单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度。
在图14和图15中表示结果。其中，在图14和图15中，纵轴为单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度，横轴为硅熔融层13的厚度（L）的倒数（1/L）。
根据图14和图15所示的结果，构成供料基板11的表层的多晶碳化硅膜11c，使用通过X射线衍射作为与结晶多型为多晶3C-SiC对应的衍射峰观察到与（111）晶面对应的衍射峰、并且观察到与（111）晶面对应的衍射峰以外的衍射峰的样品1、2时，单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度快。另一方面，构成供料基板11的表层的多晶碳化硅膜11c，使用通过X射线衍射作为与结晶多型为多晶3C-SiC对应的衍射峰仅观察到与（111）晶面对应的衍射峰、除了与（111）晶面对应的一级衍射峰以外观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的强度的10%以上的强度的一级衍射峰的样品3、4时，单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度慢。由此可知，从样品3、4难以发生向硅熔融层13的溶出。
（单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度的测定条件）
种晶基板：结晶多型为4H的碳化硅基板
气氛的压力：10-6～10-4Pa
气氛温度：1900℃
（实施例）
使用上述制作的样品1作为供料基板11，使用上述制作的样品3作为种晶基板12，以与上述生长速度评价实验同样的条件进行单晶碳化硅的液相外延生长实验。之后，拍摄作为种晶基板12的样品3的表面的扫描电子显微镜（SEM）照片。在图16表示样品3的表面的SEM照片。根据图16所示的照片可知，作为种晶基板12，使用多晶碳化硅膜通过X射线衍射作为与结晶多型为多晶3C-SiC对应的一级衍射峰观察到与（111）晶面对应的衍射峰、观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他的一级衍射峰的样品3，由此，能够得到六方晶的单晶碳化硅外延生长膜。
（比较例）
使用上述制作的样品1作为供料基板，使用上述制作的样品2作为种晶基板，以与上述生长速度评价实验同样的条件进行单晶碳化硅的液相外延生长实验。之后，拍摄作为种晶基板的样品2的表面的扫描电子显微镜（SEM）照片。在图17表示样品2的表面的SEM照片。根据图17所示的照片可知，作为种晶基板，使用多晶碳化硅膜通过X射线衍射作为与结晶多型为多晶3C-SiC对应的衍射峰观察到与（111）晶面对应的一级衍射峰、并且观察到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他的一级衍射峰的样品2，在这种情况下，几乎不进行外延生长，并且不能合适地得到六方晶的单晶碳化硅外延生长膜。
符号说明
10：容器；11：供料基板；11a：主面；11b：支撑件；11c：多晶碳化硅膜；12：种晶基板；12a：主面；12b：支撑件；12c：多晶碳化硅膜；13：硅熔融层；20：单晶碳化硅外延生长膜。
Claims (11)
1.一种单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，其在单晶碳化硅的液相外延生长方法中使用，所述种晶件的特征在于：
具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层，
通过所述表层的X射线衍射，作为与结晶多型为3C的多晶碳化硅对应的衍射峰，观察到与(111)晶面对应的一级衍射峰，观察不到具有所述与(111)晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10％以上的衍射强度的其他的一级衍射峰，
通过所述表层的使激发波长为532nm的拉曼分光解析观察到来自结晶多型为3C的多晶碳化硅的L0峰，所述L0峰的从972cm-1的位移量的绝对值为4cm-1以上。
2.如权利要求1所述的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，其特征在于：
通过所述表层的X射线衍射，观察到与(111)晶面、(200)晶面、(220)晶面和(311)晶面中的至少一个对应的一级衍射峰，
由所述至少一个的一级衍射峰算出的平均微晶粒径大于
3.如权利要求1或2所述的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，其特征在于：
通过所述表层的X射线衍射观察到的所述(111)晶面中，取向角度为67.5°以上的晶面所占的比例为80％以上。
4.如权利要求1或2所述的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，其特征在于：
所述L0峰的从972cm-1的位移量为4cm-1以上。
5.如权利要求1或2所述的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，其特征在于：
所述L0峰的半峰宽为15cm-1以下。
6.如权利要求1或2所述的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，其特征在于：
所述表层含有结晶多型为3C的多晶碳化硅作为主成分。
7.如权利要求6所述的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，其特征在于：
所述表层实质上由结晶多型为3C的多晶碳化硅构成。
8.如权利要求1或2所述的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，其特征在于：
具备支撑件和形成于所述支撑件之上、构成所述表层的多晶碳化硅膜。
9.如权利要求8所述的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，其特征在于：
所述多晶碳化硅膜的厚度在30μm～800μm的范围内。
10.如权利要求1或2所述的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件，其特征在于：
由含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的多晶碳化硅材料构成。
11.一种单晶碳化硅的液相外延生长方法，其特征在于：
在权利要求1～10中任一项所述的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的表层与具有由碳化硅构成的表层的供料件的表层隔着硅熔融层对置的状态下进行加热，使单晶碳化硅在所述种晶件的表层上外延生长。
Applications Claiming Priority (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010288473A JP5793815B2 (ja) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用シード材及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 |
| JP2010-288473 | 2010-12-24 | ||
| JP2010-288477 | 2010-12-24 | ||
| JP2010288477A JP5793817B2 (ja) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用シード材及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 |
| JP2010-288467 | 2010-12-24 | ||
| JP2010-288470 | 2010-12-24 | ||
| JP2010288470A JP5793814B2 (ja) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用シード材及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 |
| JP2010288467A JP5793813B2 (ja) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用シード材及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 |
| PCT/JP2011/064876 WO2012086238A1 (ja) | 2010-12-24 | 2011-06-29 | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用シード材及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103270201A CN103270201A (zh) | 2013-08-28 |
| CN103270201B true CN103270201B (zh) | 2016-02-10 |
Family
ID=46313525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201180062376.XA Expired - Fee Related CN103270201B (zh) | 2010-12-24 | 2011-06-29 | 单晶碳化硅液相外延生长用种晶件和单晶碳化硅的液相外延生长方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10358741B2 (zh) |
| EP (1) | EP2657375B1 (zh) |
| KR (1) | KR101788906B1 (zh) |
| CN (1) | CN103270201B (zh) |
| TW (1) | TWI498459B (zh) |
| WO (1) | WO2012086238A1 (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104593865A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-05-06 | 廖奇泊 | 碳化硅垒晶层的制造方法 |
| CN105586641B (zh) * | 2016-01-12 | 2018-02-09 | 山东大学 | 甲胺卤化铅酸盐化合物单晶微米薄片生长方法及生长装置 |
| KR101866869B1 (ko) | 2016-08-18 | 2018-06-14 | 주식회사 티씨케이 | SiC 소재 및 SiC 복합 소재 |
| JP7239432B2 (ja) * | 2019-09-27 | 2023-03-14 | 東海カーボン株式会社 | 多結晶ＳｉＣ成形体の製造方法 |
| CN112410870B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-02-01 | 中电化合物半导体有限公司 | 基于液相外延法生长碳化硅晶体的生长控制方法及系统 |
| CN115910755A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-04-04 | 宁波合盛新材料有限公司 | 一种碳化硅外延片及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5879450A (en) * | 1997-08-13 | 1999-03-09 | City University Of Hong Kong | Method of heteroepitaxial growth of beta silicon carbide on silicon |
| US6936102B1 (en) * | 1999-08-02 | 2005-08-30 | Tokyo Electron Limited | SiC material, semiconductor processing equipment and method of preparing SiC material therefor |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5838399B2 (ja) * | 1979-04-26 | 1983-08-23 | シャープ株式会社 | 炭化珪素結晶層の製造方法 |
| JPH0791153B2 (ja) | 1990-06-20 | 1995-10-04 | 三井造船株式会社 | α―ＳｉＣ単結晶の製造方法 |
| JPH10324599A (ja) | 1997-05-20 | 1998-12-08 | Denso Corp | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
| EP0967304B1 (en) | 1998-05-29 | 2004-04-07 | Denso Corporation | Method for manufacturing single crystal of silicon carbide |
| JP3414321B2 (ja) * | 1998-05-29 | 2003-06-09 | 株式会社デンソー | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
| JP2000160343A (ja) | 1998-08-27 | 2000-06-13 | Toyo Tanso Kk | 耐食性ＣＶＤ―ＳｉＣ及び耐食性ＣＶＤ―ＳｉＣ被覆材 |
| JP4786782B2 (ja) | 1999-08-02 | 2011-10-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 耐食性に優れたＣＶＤ−ＳｉＣおよびそれを用いた耐食性部材、ならびに処理装置 |
| US20060249073A1 (en) * | 2003-03-10 | 2006-11-09 | The New Industry Research Organization | Method of heat treatment and heat treatment apparatus |
| JP4431647B2 (ja) | 2003-09-25 | 2010-03-17 | 学校法人関西学院 | 単結晶炭化ケイ素基板の表面改良方法及び単結晶炭化ケイ素成長方法 |
| JP3764157B2 (ja) | 2003-10-10 | 2006-04-05 | 東洋炭素株式会社 | 高純度炭素系材料及びセラミックス膜被覆高純度炭素系材料 |
| JP5207427B2 (ja) * | 2006-08-03 | 2013-06-12 | 学校法人関西学院 | 単結晶炭化ケイ素の液相生成方法、単結晶炭化ケイ素基板の液相エピタキシャル生成方法、単結晶炭化ケイ素基板の生成方法 |
| JP5213096B2 (ja) | 2007-03-23 | 2013-06-19 | 学校法人関西学院 | 単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法、単結晶炭化ケイ素基板の製造方法、及び単結晶炭化ケイ素基板 |
| JP5793816B2 (ja) * | 2010-12-24 | 2015-10-14 | 東洋炭素株式会社 | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用シード材及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 |
| WO2012086237A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 東洋炭素株式会社 | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用ユニット及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 |
| EP2657377B1 (en) * | 2010-12-24 | 2018-11-21 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Method for epitaxial growth of monocrystalline silicon carbide |
-
2011
- 2011-06-29 CN CN201180062376.XA patent/CN103270201B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-06-29 KR KR1020137016264A patent/KR101788906B1/ko active IP Right Grant
- 2011-06-29 WO PCT/JP2011/064876 patent/WO2012086238A1/ja active Application Filing
- 2011-06-29 US US13/996,077 patent/US10358741B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-06-29 EP EP11850722.7A patent/EP2657375B1/en not_active Not-in-force
- 2011-07-14 TW TW100124887A patent/TWI498459B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5879450A (en) * | 1997-08-13 | 1999-03-09 | City University Of Hong Kong | Method of heteroepitaxial growth of beta silicon carbide on silicon |
| US6936102B1 (en) * | 1999-08-02 | 2005-08-30 | Tokyo Electron Limited | SiC material, semiconductor processing equipment and method of preparing SiC material therefor |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Applications of high purity SiC prepared by chemical vapor deposition;Y Chinone 等;《Springer Proceeding in Physics》;19891231;第43卷;第198-206页 * |
| Bias enhanced deposition of highly oriented β-SiC thin films using low pressure hot filament chemical vapour deposition technique;V.C. George 等;《Thin Solid Films》;20021231;第419卷;第114-117页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20130269597A1 (en) | 2013-10-17 |
| KR101788906B1 (ko) | 2017-10-20 |
| EP2657375A1 (en) | 2013-10-30 |
| CN103270201A (zh) | 2013-08-28 |
| TWI498459B (zh) | 2015-09-01 |
| US10358741B2 (en) | 2019-07-23 |
| EP2657375A4 (en) | 2014-05-07 |
| WO2012086238A1 (ja) | 2012-06-28 |
| TW201226639A (en) | 2012-07-01 |
| EP2657375B1 (en) | 2018-08-08 |
| KR20130132875A (ko) | 2013-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103270201B (zh) | 单晶碳化硅液相外延生长用种晶件和单晶碳化硅的液相外延生长方法 | |
| CN103270203B (zh) | 单晶碳化硅外延生长用供料件和单晶碳化硅的外延生长方法 | |
| CN103282557B (zh) | 单晶碳化硅液相外延生长用单元和单晶碳化硅的液相外延生长方法 | |
| CN103270202B (zh) | 单晶碳化硅液相外延生长用种晶件和单晶碳化硅的液相外延生长方法 | |
| JP5724122B2 (ja) | 単結晶炭化ケイ素エピタキシャル成長用フィード材及び単結晶炭化ケイ素のエピタキシャル成長方法 | |
| JP5724124B2 (ja) | 単結晶炭化ケイ素エピタキシャル成長用フィード材及び単結晶炭化ケイ素のエピタキシャル成長方法 | |
| JP5724123B2 (ja) | 単結晶炭化ケイ素エピタキシャル成長用フィード材及び単結晶炭化ケイ素のエピタキシャル成長方法 | |
| JP5644004B2 (ja) | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用ユニット及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 | |
| JP5793814B2 (ja) | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用シード材及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 | |
| JP5793815B2 (ja) | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用シード材及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 | |
| JP5707613B2 (ja) | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用ユニット及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 | |
| JP5793813B2 (ja) | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用シード材及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 | |
| JP5707612B2 (ja) | 単結晶炭化ケイ素液相エピタキシャル成長用ユニット及び単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法 | |
| JP2012136365A (ja) | 単結晶炭化ケイ素エピタキシャル成長用フィード材及び単結晶炭化ケイ素のエピタキシャル成長方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160210 Termination date: 20200629 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |