CN103270202B

CN103270202B - 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

Info

Publication number: CN103270202B
Application number: CN201180062380.6A
Authority: CN
Inventors: 鸟见聪; 野上晓; 松本强资
Original assignee: Toyo Tanso Co Ltd
Current assignee: Toyo Tanso Co Ltd
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2031-06-29
Also published as: TW201226642A; KR101767295B1; WO2012086240A1; US20130263774A1; EP2657376A4; US9447517B2; JP5793816B2; TWI499698B; KR20140004108A; CN103270202A; JP2012136373A; EP2657376B1; EP2657376A1

Abstract

本发明提供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基板12具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层。通过表层的使激发波长为532nm的拉曼分光解析，作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的衍射峰，观察到T0峰和L0峰以外的峰。

Description

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

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）被认为能够实现硅（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、耐高频率性和高耐环境性。因此，碳化硅作为下一代的电力设备用的半导体材料和高频率设备用半导体材料备受期待。

目前，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（改良瑞利法(Modified-Lely method)）。该改良瑞利法中，在坩埚内的低温侧区域配置由单晶碳化硅构成的种晶件，在高温侧区域配置含有作为原料的Si的原料粉末。这样，通过使坩埚内为非活性气氛并且加热到1450℃～2400℃的高温，使配置于高温侧区域的原料粉末升华。其结果，能够使碳化硅在配置于低温侧的种晶件的表面上外延生长。

但是，改良瑞利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，使用改良瑞利法时，在碳化硅的外延生长中需要大型的装置，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费用变高的问题。另外，气相中的碳化硅外延生长是不平衡的。因此，在形成的碳化硅外延生长膜中，存在容易产生结晶缺陷以及容易在结晶结构出现粗糙不平的问题。

作为改良瑞利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等中提出的在液相中使碳化硅外延生长的方法即、亚稳溶剂外延生长（Metastable Solvent Epitaxy：MSE）法。

MSE法中，使含有单晶碳化硅或多晶碳化硅等结晶性碳化硅的种晶件和含有碳化硅的供料件例如隔着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。

该MSE法中可以认为，由于种晶件的化学势和供料件的化学势之差引起熔解于Si熔融层的碳的浓度梯度，由此形成碳化硅外延生长膜。因此，与使用改良瑞利法的情况不同，在种晶件和供料件之间并没有必要必须设置温度差。因此，使用MSE法时，不仅能够以简单的装置容易地控制碳化硅的外延生长工艺，还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，所以还有来自供料件的碳容易扩散、能够实现碳化硅的外延生长工艺的低温化的优点。

因此，MSE法可以认为是作为单晶碳化硅的外延生长法极为有用的方法，有关MSE法的研究正在盛行。

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和种晶基板的结晶多型不同，使供料基板和种晶基板中自由能不同。具体而言，记载了由多晶3C-SiC基板构成供料基板时，由具有低于3C-SiC基板的自由能的单晶4H-SiC基板等构成种晶基板。

这里，多晶3C-SiC基板能够通过CVD法容易地制作。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，可以认为作为要求自由能低的种晶基板不能使用3C-SiC基板。因此，专利文献2中，使用制造困难且成本高的单晶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变高的问题。

本发明是鉴于这些情况而作出的，其目的在于提供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的多晶碳化硅中，存在容易发生向硅熔融层溶出的多晶碳化硅和难以发生溶出的多晶碳化硅，难以发生向硅熔融层的溶出的多晶碳化硅能够适合用作单晶碳化硅的液相外延生长的种晶件。由此结果，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用于单晶碳化硅的液相外延生长方法的种晶件。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。通过该表层的使激发波长为532nm的拉曼分光解析，作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的衍射峰，观察到T0峰和L0峰以外的峰。该T0峰和L0峰以外的峰，优选在比T0峰更低波数侧观察到。

本发明中，种晶件通过表层的使激发波长为532nm的拉曼分光解析，作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的衍射峰，观察到T0峰和L0峰以外的峰。因此，从本发明的单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的表层难以发生向硅熔融层的溶出。因而，通过使用本发明的单晶碳化硅外延生长用种晶件，能够合适地形成硅熔融层中的浓度梯度，能够合适地进行碳化硅的液相外延生长。

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，与含有结晶多型为4H或6H等的多晶碳化硅的表层、或由单晶碳化硅构成的表层时不同，能够通过CVD（Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积法）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，本发明中，由于通过种晶件表层的使激发波长为532nm的拉曼分光解析，作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的衍射峰，观察到T0峰和L0峰以外的峰，所以能够合适地形成六方晶的单晶碳化硅外延生长膜。

这里，源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的T0峰和L0峰以外的峰，可以认为是源自3C（立方晶）的结构缺陷的峰。因此，在作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的峰观察到T0峰和L0峰以外的峰时，可以认为在3C的结晶结构中存在结构缺陷。

例如，可以认为，在3C的结晶结构不存在结构缺陷的情况下，在种晶件的表层上使单晶碳化硅外延生长时，种晶件的表层的结晶结构以高的概率接续，容易形成结晶结构为3C的单晶碳化硅外延生长膜。

相对于此，可以认为，在3C的结晶结构存在结构缺陷时，在种晶件的表面，产生具有类似于六方晶的结晶结构的部分，以该部分作为核，可以适合地形成结晶结构为六方晶的单晶碳化硅外延生长膜。

由此事实，优选源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的T0峰和L0峰以外的峰的峰强度高。具体而言，优选源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的T0峰和L0峰以外的峰的峰强度为T0峰的峰强度的0.3倍以上。

此外，本发明中“液相外延生长方法”是指通过将种晶件和供料件在隔着硅熔融层对置的状态进行加热，形成熔融于硅熔融层中的石墨的浓度梯度，通过该浓度梯度，使单晶碳化硅在种晶件上外延生长的方法。

本发明中，“源自多晶碳化硅的L0峰”是指源自碳化硅结晶中的Si-C两原子间振动的光学模式中纵光学（Longitudinal optical）模式的峰，通常在3C多晶型时，为在972cm^-1出现的峰。

另一方面，本发明中，“源自多晶碳化硅的T0峰”是指源自碳化硅结晶中的Si-C两原子间振动的光学模式中横光学（transverse optical）模式的峰，通常在3C多晶型时，为在796cm^-1出现的峰。

本发明中，“供料件”是指供给例如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”是指在表面上生长单晶碳化硅的部件。

本发明中，优选L0峰的从972cm^-1的位移量的绝对值为4cm^-1以上，更优选L0峰的从972cm^-1的位移量为4cm^-1以上。此时能够更加提高单晶碳化硅的外延生长速度。这可以认为是因为L0峰的从972cm^-1的位移量的绝对值为4cm^-1以上时，种晶件的表层的内部应力增大，表层的致密性提高，从而难以发生向硅熔融层的溶出的缘故。

本发明中，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液相外延生长速度。

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，可以认为是由于L0峰的半峰宽越小，则表层中多晶碳化硅的结晶性越高或杂质浓度越低，从而更难以发生从表层的溶出的缘故。

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，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，能够更加有效地提高单晶碳化硅的外延生长速度。

此外，本发明中，“主成分”是指含有50质量%以上的成分。

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的意思。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多晶碳化硅材料构成。

本发明的单晶碳化硅的液相外延生长方法，通过以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进行加热，使单晶碳化硅在种晶件的表层上外延生长。

根据本发明的单晶碳化硅的液相外延生长方法，能够廉价地形成单晶碳化硅的外延生长膜。另外，在种晶件和供料件之间并不必要必须设置温度差。因此，不仅能够以简单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。

另外，根据本发明的单晶碳化硅的液相外延生长方法，能够合适地形成六方晶的单晶碳化硅的外延生长膜。

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简要图的剖面图。

图3是本发明的一个实施方式的种晶基板的简要图的剖面图。

图4是变形例的供料基板的简要图的剖面图。

图5是变形例的种晶基板的简要图的剖面图。

图6是表示样品1～4的表层的拉曼分光解析结果的曲线图。

图7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）的曲线图。

图8是表示样品1、2和4中单晶碳化硅外延生长膜的生长速度的曲线图。

图9是表示样品3、4中单晶碳化硅外延生长膜的生长速度的曲线图。

图10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11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

以下，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的单晶碳化硅的外延生长方法的示意图。

本实施方式中，说明使用MSE法形成单晶碳化硅的外延生长膜的例子。

本实施方式中，如图1所示，在容器10内，配置作为种晶件的种晶基板12和作为供料件的供料基板11，使得种晶基板12的主面12a和供料基板11的主面11a隔着硅板对置。在该状态下，加热种晶基板12和供料基板11，使硅板熔融。通过这样操作，形成种晶基板12和供料基板11隔着硅熔融层13对置的状态。通过维持该状态，从种晶基板12侧向硅熔融层13溶出硅、碳、碳化硅等原料。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，本实施方式中，种晶基板12具有由石墨形成的支撑件12b和多晶碳化硅膜12c。由石墨形成的支撑件12b具有能够充分耐受碳化硅的外延生长的高耐热性。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相近的热膨胀率。因此，通过使用由石墨形成的支撑件12b，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。由石墨形成的支撑件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等。

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。此外，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构成。即，本实施方式中，种晶基板12的表面优选含有多晶3C-SiC作为主成分，优选实质上由多晶3C-SiC构成。通过这样操作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，则单晶碳化硅外延生长膜20形成时，有时露出由石墨形成的支撑件12b，从支撑件12b的溶出引起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，有时容易在多晶碳化硅膜12c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（Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积）法或溅射法等形成。特别在本实施方式中，由于多晶碳化硅膜12c含有多晶3C-SiC，所以能够通过CVD法容易且廉价地形成致密的多晶碳化硅膜12c。

本实施方式中，对构成种晶基板12的表层的多晶碳化硅膜12c进行使激发波长为532nm的拉曼分光解析，作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的衍射峰，观察到T0峰和L0峰以及T0峰和L0峰以外的峰。因此，从多晶碳化硅膜12c难以发生向硅熔融层13的溶出。因此，通过使用本发明的种晶基板12，能够合适地形成硅熔融层13中的浓度梯度，能够合适地进行碳化硅的液相外延生长。

另外，构成种晶基板12表层的多晶碳化硅膜12c含有结晶多型为3C的多晶碳化硅。因此，多晶碳化硅膜12c与含有结晶多型为4H或6H等的多晶碳化硅的多晶碳化硅膜或由单晶碳化硅构成的单晶碳化硅膜不同，能够通过CVD（Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积）法容易且廉价地制造。

即，通过使用种晶基板12，能够容易且廉价地形成单晶碳化硅的外延生长膜。

另外，由于通过多晶碳化硅膜12c的拉曼分光解析，作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的衍射峰，观察到T0峰和L0峰以外的峰，所以，能够合适地形成六方晶的单晶碳化硅外延生长膜。

这里，T0峰和L0峰以外的峰，可以认为是源自3C（立方晶）的结构缺陷的峰。因此，在观察到T0峰和L0峰以外的峰时，可以认为在3C的结晶结构存在结构缺陷。

例如，可以认为，在3C的结晶结构不存在结构缺陷的情况下，在多晶碳化硅膜12c上使单晶碳化硅外延生长时，多晶碳化硅膜12c的表面的结晶结构以高的概率接续，容易形成结晶结构为3C的单晶碳化硅外延生长膜20。

相对于此，可以认为，如本实施方式，在3C的结晶结构存在结构缺陷时，在多晶碳化硅膜12c的表面，产生向六方晶的结晶结构迁移的部分，以该部分作为核，合适地形成结晶结构为六方晶的单晶碳化硅外延生长膜20。

由此事实，优选T0峰和L0峰以外的峰的峰强度高。具体而言，优选T0峰和L0峰以外的峰的峰强度为T0峰的峰强度的0.3倍以上。

此外，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（Bandgap）宽、能够实现具有优异的耐热性的半导体设备的优点。

此外，观察到T0峰和L0峰以外的峰的位置没有特别限定，优选T0峰和L0峰以外的峰在比T0峰更低波数侧观察到。

优选L0峰的从972cm^-1的位移量的绝对值为4cm^-1以上，更优选L0峰的从972cm^-1的位移量为4cm^-1以上。此时能够提高单晶碳化硅外延生长膜20的外延生长速度。

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，可以认为是由于L0峰的半峰宽越小，则种晶基板12的表层中多晶碳化硅的结晶性越高或杂质浓度越低，从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）

本实施方式中，供料基板11只要是比种晶基板12更难以发生向硅熔融层13的溶出的部件即可，没有特别限定。因此，作为供料基板11，例如，能够适合使用如下基板：具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层，通过该表层的使激发波长为532nm的拉曼分光解析，作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的峰，实质上仅观察到L0峰和T0峰，并且L0峰的从972cm^-1的位移量的绝对值低于4cm^-1。

图2中表示供料基板11的简要图的剖面图。如图2所示，本实施方式中，具体而言，供料基板11具有由石墨形成的支撑件11b和多晶碳化硅膜11c。由石墨形成的支撑件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相近的热膨胀率。因此，通过使用由石墨形成的支撑件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。由石墨形成的支撑件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。

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。此外，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构成。即，供料基板11的表面优选含有多晶3C-SiC作为主成分，优选实质上由多晶3C-SiC形成。通过这样操作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分别优选在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，则单晶碳化硅外延生长膜20形成时，有时露出由石墨形成的支撑件11b，从支撑件11b的溶出引起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，有时容易在多晶碳化硅膜11c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（Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积）法或溅射法等形成。特别在本实施方式中，由于多晶碳化硅膜11c含有多晶3C-SiC，因此能够通过CVD法容易且廉价地形成致密的多晶碳化硅膜11c。

构成供料基板11表层的多晶碳化硅膜11c含有结晶多型为3C的多晶碳化硅，通过使激发波长为532nm的拉曼分光解析，作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的峰，实质上仅观察到L0峰和T0峰，并且L0峰的从972cm^-1的位移量的绝对值低于4cm^-1。因此，本实施方式中，能够以高生长速度形成单晶碳化硅外延生长膜20。

此外，上述实施方式中，对分别由支撑件11b、12b和多晶碳化硅膜11c、12c构成供料基板11和种晶基板12的例子进行了说明。但是，本发明不限定于该构成。例如，也可以如图4所示，供料基板11由含有碳化硅的碳化硅基板构成。另外，也可以如图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在石墨基板利用CVD法包覆多晶碳化硅，然后以机械或化学的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，使石墨材料转化成碳化硅来制作。另外，碳化硅基板也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，根据具体例，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）

使用容积密度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材料（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。此外，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，在石墨材料的表面上形成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，在石墨材料的表面上形成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，在石墨材料的表面上形成50μm的多晶碳化硅被膜，制作样品4。此外，样品4中，多晶碳化硅被膜的厚度约为1mm。

（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。此外，拉曼分光解析中，使用532nm的激发波长。在图6中表示测定结果。

如图6所示，在样品1、2中，作为源自结晶多型为多晶3C的多晶碳化硅的峰，实质上仅观察到L0峰和T0峰。相对于此，在样品3、4中，作为源自结晶多型为多晶3C的多晶碳化硅的峰，除了L0峰和T0峰，还观察到在比T0峰更低波数侧的其它的峰。在样品3中，该其它的峰的峰强度为T0峰的峰强度的0.97倍。在样品4中，该其它的峰的峰强度为T0峰的峰强度的0.82倍。

接着，从图6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7中表示结果。

如图7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碳化硅外延生长膜20的剖面，测定碳化硅外延生长膜20的厚度。通过将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8和图9中表示结果。此外，图8和图9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8和图9所示的结果，使用观察到L0峰和T0峰以外的峰的样品3、4时，单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度低。另一方面，使用实质上没有观察到L0峰和T0峰以外的峰的样品1、2时，单晶碳化硅外延生长膜20的生长速度高。从该结果可知，观察到L0峰和T0峰以外的峰时，难以发生向硅熔融层的溶出。

（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）

作为供料基板11使用上述制作的样品1，作为种晶基板12使用上述制作的样品3，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的表面的扫描型电子显微镜（SEM）照片。在图10表示样品3的表面的SEM照片。根据图10所示的照片可知，通过使用作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的峰观察到L0峰和T0峰以外的峰的样品3作为种晶基板12，能够得到六方晶的单晶碳化硅外延生长膜。

（比较例）

作为供料基板使用上述制作的样品1，作为种晶基板使用上述制作的样品2，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的表面的扫描型电子显微镜（SEM）照片。在图11表示样品2的表面的SEM照片。根据图11所示的照片可知，使用作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的峰实质上没有观察到L0峰和T0峰以外的峰的样品2作为种晶基板时，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

1.一种种晶件作为单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的应用，其特征在于：

所述种晶件在利用亚稳溶剂外延生长法的单晶碳化硅的液相外延生长方法中，隔着硅熔融层与供料件对置使用，

所述种晶件具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层，

通过所述表层的使激发波长为532nm的拉曼分光解析，作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的衍射峰，观察到T0峰和L0峰以外的峰。

2.如权利要求1所述的种晶件作为单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的应用，其特征在于：

所述T0峰和L0峰以外的峰，在比所述T0峰更低波数侧观察到。

3.如权利要求1或2所述的种晶件作为单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的应用，其特征在于：

所述T0峰和L0峰以外的峰的峰强度为所述T0峰的峰强度的0.3倍以上。

4.如权利要求1或2所述的种晶件作为单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的应用，其特征在于：

所述L0峰的从972cm^-1的位移量的绝对值为4cm^-1以上。

5.如权利要求4所述的种晶件作为单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的应用，其特征在于：

所述L0峰的从972cm^-1的位移量为4cm^-1以上。

6.如权利要求1或2所述的种晶件作为单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的应用，其特征在于：

所述L0峰的半峰宽为15cm^-1以下。

7.如权利要求1或2所述的种晶件作为单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的应用，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。

8.如权利要求7所述的种晶件作为单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的应用，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。

9.如权利要求1或2所述的种晶件作为单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的应用，其特征在于：

所述种晶件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。

10.如权利要求9所述的种晶件作为单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的应用，其特征在于：

所述多晶碳化硅膜的厚度在30μm～800μm的范围内。

11.如权利要求1或2所述的种晶件作为单晶碳化硅液相外延生长用种晶件的应用，其特征在于：

所述种晶件由含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的多晶碳化硅材料构成。

12.一种单晶碳化硅的液相外延生长方法，其特征在于：

通过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进行加热，使单晶碳化硅在所述种晶件的表层上利用亚稳溶剂外延生长法外延生长，

所述种晶件的表层含有结晶多型为3C的多晶碳化硅，通过使激发波长为532nm的拉曼分光解析，作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的衍射峰，观察到T0峰和L0峰以外的峰。

13.如权利要求12所述的单晶碳化硅的液相外延生长方法，其特征在于：

所述T0峰和L0峰以外的峰，在比所述T0峰更低波数侧观察到。

14.如权利要求12或13所述的单晶碳化硅的液相外延生长方法，其特征在于：

15.如权利要求12或13所述的单晶碳化硅的液相外延生长方法，其特征在于：

所述L0峰的从972cm^-1的位移量的绝对值为4cm^-1以上。

16.如权利要求15所述的单晶碳化硅的液相外延生长方法，其特征在于：

所述L0峰的从972cm^-1的位移量为4cm^-1以上。

17.如权利要求12或13所述的单晶碳化硅的液相外延生长方法，其特征在于：

所述L0峰的半峰宽为15cm^-1以下。

18.如权利要求12或13所述的单晶碳化硅的液相外延生长方法，其特征在于：

所述种晶件的表层含有结晶多型为3C的多晶碳化硅作为主成分。

19.如权利要求18所述的单晶碳化硅的液相外延生长方法，其特征在于：

所述种晶件的表层实质上由结晶多型为3C的多晶碳化硅构成。

20.如权利要求12或13所述的单晶碳化硅的液相外延生长方法，其特征在于：

21.如权利要求20所述的单晶碳化硅的液相外延生长方法，其特征在于：

所述多晶碳化硅膜的厚度在30μm～800μm的范围内。

22.如权利要求12或13所述的单晶碳化硅的液相外延生长方法，其特征在于：