(57)【要約】【課題】ＭＳＥ法を用いて、不純物濃度の面内分布のバラツキが充分に抑制されたＳｉＣエピタキシャル膜を作製することができるＳｉＣ半導体薄膜の作製方法および作製装置を提供する。【解決手段】準安定溶媒エピタキシャル法により、ＳｉＣ半導体薄膜を作製するＳｉＣ半導体薄膜の作製方法であって、基板設置治具上に、複数の底面スペーサを所定の間隔を設けて配置し、底面スペーサ上に、炭素原子供給基板、複数の上部スペーサ、Ｓｉ板および単結晶ＳｉＣ種基板を、順に積み重ね、その後、Ｓｉの融点よりも高い所定の温度まで昇温して、単結晶ＳｉＣ種基板上に、単結晶ＳｉＣ膜をエピタキシャル成長させて、ＳｉＣ半導体薄膜を作製するＳｉＣ半導体薄膜の作製方法および作製装置。【選択図】図１
2012020889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
準安定溶媒エピタキシャル法により、ＳｉＣ半導体薄膜を作製するＳｉＣ半導体薄膜の作製方法であって、
基板設置治具上に、複数の底面スペーサを所定の間隔を設けて配置し、
前記底面スペーサ上に、炭素原子供給基板、複数の上部スペーサ、Ｓｉ板および単結晶ＳｉＣ種基板を、順に積み重ね、
その後、Ｓｉの融点よりも高い所定の温度まで昇温して、前記単結晶ＳｉＣ種基板上に、単結晶ＳｉＣ膜をエピタキシャル成長させて、ＳｉＣ半導体薄膜を作製する
ことを特徴とするＳｉＣ半導体薄膜の作製方法。
【請求項２】
前記基板設置治具が、多結晶ＳｉＣ製または高純度カーボン製であることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣ半導体薄膜の作製方法。
【請求項３】
前記底面スペーサが、多結晶ＳｉＣ製または高純度カーボン製であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＳｉＣ半導体薄膜の作製方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＳｉＣ半導体薄膜の作製方法に用いられるＳｉＣ半導体薄膜の作製装置であって、
基板設置治具と、
前記基板設置治具の上に所定の間隔を設けて複数配置された、炭素原子供給基板載置用の底面スペーサとを備えていることを特徴とするＳｉＣ半導体薄膜の作製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ半導体薄膜の作製方法および作製装置に関し、詳しくは、準安定溶媒エピタキシャル法を用いたＳｉＣ半導体薄膜の作製方法および作製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電気機器の高効率化に対する厳しいユーザの要求の下、半導体デバイスにおいても一層の電気特性、耐圧特性等を有する半導体材料の開発が進められている。特に、炭化珪素（ＳｉＣ）は珪素（Ｓｉ）に比べてバンドギャップが大きいことから、次世代のパワーデバイスへの応用を目指して盛んに開発がなされている。
【０００３】
このようなＳｉＣ半導体デバイスを作製するためには、単結晶ＳｉＣからなるＳｉＣ半導体薄膜を作製する必要があり、緻密な温度制御を行うことなく、品質の高いＳｉＣ半導体薄膜を作製することができるＳｉＣ半導体薄膜の作製方法として、準安定溶媒エピタキシャル法（以下、「ＭＳＥ法」とも言う）（Ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ  Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｅｐｉｔａｘｙ）が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このＭＳＥ法によるＳｉＣ半導体薄膜（単結晶ＳｉＣ）の作製につき、図６を用いて説明する。図６は、従来のＭＳＥ法における一工程、具体的には、成膜材料の準備工程を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【０００５】
先ず、図６に示すように、反応炉（図示せず）内に設けられた基板設置治具５０の上に、順に、炭素原子供給基板４０、Ｓｉ板２０、単結晶ＳｉＣ基板１０を積み重ねる。このとき、Ｓｉ板２０と炭素原子供給基板４０の間に、複数の上部スペーサ３０を周方向に適宜配置して、加熱時に生成されるＳｉ融液が溜まる空間を設けておく。なお、上部スペーサ３０の厚みは、Ｓｉ融液に対流を発生させないように、Ｓｉ板２０の厚みに比べ薄く設定されている。
【０００６】
次に、Ａｒガスあるいは真空雰囲気下、加熱手段（図示せず）を用いて、反応炉内の温度をＳｉ融点（約１４００℃）よりも高い所定の温度（ＳｉＣ成長温度）まで昇温する。途中、炉内温度がＳｉ融点を超えると、Ｓｉ板２０が溶融してＳｉ融液となる。
【０００７】
Ｓｉ融液は上部スペーサ３０により設けられた空間に、Ｓｉ融液層を形成し、炭素原子供給基板４０からＳｉ融液層中に拡散した炭素と化合してＳｉＣが形成される。形成されたＳｉＣは、その後、単結晶ＳｉＣ基板１０の表面でエピタキシャル成長して、ＳｉＣ半導体薄膜が作製される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１２６２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＳｉＣエピタキシャル膜に微量の不純物が混入されることによりキャリアが形成され、ｎ型あるいはｐ型のＳｉＣ半導体薄膜となる。例えば、不純物が窒素（Ｎ）の場合にはｎ型ＳｉＣ半導体が、アルミニウム（Ａｌ）や硼素（Ｂ）の場合にはｐ型ＳｉＣ半導体となる。このため、ＳｉＣエピタキシャル膜中のキャリア濃度は、炭素原子供給基板に含まれるこれら不純物（Ｎ、Ｂ、Ａｌ）の濃度に依存する。
【００１０】
そして、不純物濃度の面内分布のバラツキが充分に抑制されたＳｉＣエピタキシャル膜を作製することにより、ＳｉＣ半導体デバイスを歩留りよく得ることができる。
【００１１】
このため、従来のＭＳＥ法においては、不純物の面内分布のバラツキが±５％程度のカーボン原料を炭素原子供給基板として使用し、ＳｉＣエピタキシャル膜のキャリア濃度の面内分布のバラツキを抑制することが図られた。
【００１２】
しかしながら、このように不純物の面内分布のバラツキが±５％程度のカーボン原料を炭素原子供給基板として用いた場合であっても、実際に得られたＳｉＣエピタキシャル膜においては、キャリア濃度面内分布のバラツキが±３０〜５０％程度と、遙かに大きな面内分布のバラツキを示していた。しかも、キャリア濃度は、ＳｉＣエピタキシャル膜の外周部で高く中央部で低くなっていた。
【００１３】
このように、従来のＭＳＥ法からは、キャリア濃度の面内分布のバラツキが充分に抑制されたＳｉＣエピタキシャル膜を作製することが困難であり、安定した電気的特性のＳｉＣ半導体デバイスを歩留りよく得ることが困難であった。
【００１４】
そこで、本発明は、ＭＳＥ法を用いて、キャリア濃度の面内分布のバラツキが充分に抑制されたＳｉＣエピタキシャル膜を作製することができ、安定した電気的特性のＳｉＣ半導体デバイスを歩留りよく得ることができるＳｉＣ半導体薄膜の作製方法および作製装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は、鋭意検討の結果、以下に示す請求項の発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。以下、各請求項の発明について説明する。
【００１６】
請求項１に記載の発明は、
準安定溶媒エピタキシャル法により、ＳｉＣ半導体薄膜を作製するＳｉＣ半導体薄膜の作製方法であって、
基板設置治具上に、複数の底面スペーサを所定の間隔を設けて配置し、
前記底面スペーサ上に、炭素原子供給基板、複数の上部スペーサ、Ｓｉ板および単結晶ＳｉＣ種基板を、順に積み重ね、
その後、Ｓｉの融点よりも高い所定の温度まで昇温して、前記単結晶ＳｉＣ種基板上に、単結晶ＳｉＣ膜をエピタキシャル成長させて、ＳｉＣ半導体薄膜を作製する
ことを特徴とするＳｉＣ半導体薄膜の作製方法である。
【００１７】
前記したように、従来のＭＳＥ法においては、不純物の面内分布のバラツキが小さな炭素原子供給基板を使用しているにも拘わらず、得られたＳｉＣエピタキシャル膜におけるキャリア濃度の面内分布のバラツキが大きかった。
【００１８】
本発明者は、キャリア濃度は不純物に依存するため、この従来のＭＳＥ法における大きなバラツキは炭素原子供給基板以外の影響も受けていると推測し、鋭意検討した。その結果、炭素原子供給基板、上部スペーサ、Ｓｉ板および単結晶ＳｉＣ種基板を載置した基板設置治具に含まれている不純物が、ＳｉＣエピタキシャル膜の外周部に混入して、この大きなバラツキを発生させていることが分かった。
【００１９】
この理由を図７を用いて説明する。図７は、ＭＳＥ法における一工程、具体的には高温時Ｓｉが溶融したときのＳｉ成長工程を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【００２０】
従来のＭＳＥ法においては、前記したように、上部スペーサ３０の厚みは、Ｓｉ板２０の厚みに比べ、薄く設定されている。このため、成長過程において、図７に示すように、Ｓｉ融液は、Ｓｉ融液層２０ａを形成すると共に、余剰のＳｉ融液Ａが外部に溢れて、炭素原子供給基板４０の外周面を伝って流れ落ち、基板設置治具５０上にＳｉ融液溜まり７０を形成する。
【００２１】
一方、基板設置治具としては、高温雰囲気で融解、昇華、変形しないこと、Ｓｉ蒸気と反応しないこと、ＳｉＣの形成に影響するような不純物を高濃度で含まないこと、加工が容易なこと等を考慮して、従来から、高純度化処理されたカーボン加工品が用いられている。しかし、このように高純度化処理されたカーボン加工品であっても、ＳｉＣの電気特性に影響を及ぼす不純物が含まれており、その濃度は、通常、炭素原子供給基板の不純物濃度よりも高い。
【００２２】
このため、高温時、基板設置治具に含有される不純物が、基板設置治具に接している余剰のＳｉ融液Ａや炭素原子供給基板に向けて拡散する。余剰のＳｉ融液Ａ内に拡散された不純物は、さらに、Ｓｉ融液層にまで拡散して行く。
【００２３】
そして、Ｓｉ融液層の厚みは３００μｍ以下と非常に薄いため、Ｓｉ融液層には温度分布が殆ど存在せず、Ｓｉ融液の対流が起きにくい。このため、Ｓｉ融液層まで移動してきた不純物はＳｉ融液層の中央部まで入り込むことができず、単結晶ＳｉＣ種基板に形成された単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜の外周部だけに拡散していく。その結果、得られた単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜における不純物の濃度は、外周部で高く中央部で低くなり、面内分布のバラツキを大きくさせている。
【００２４】
これに対して、本請求項の発明においては、基板設置治具と炭素原子供給基板との間に、複数の底面スペーサを所定の間隔を設けて加熱を行い、ＳｉＣのエピタキシャル成長を図っている。
【００２５】
この様子を図１および図２を用いて、詳しく説明する。図１は、本発明に係るＭＳＥ法における一工程、具体的には、成膜材料の準備工程を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。また、図２は、本発明に係るＭＳＥ法における一工程、具体的には、高温時Ｓｉが溶融したときのＳｉＣ成長工程を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明においては、基板設置治具５上に、複数の底面スペーサ６、炭素原子供給基板４、複数の上部スペーサ３、Ｓｉ板２および単結晶ＳｉＣ種基板１が、順に積み重ねられている。底面スペーサ６を介在させることにより、基板設置治具５と炭素原子供給基板４との間に空間が設けられる。またこれらの複数の底面スペーサは所定の間隔を設けて配置されており、図１の場合は４つのスペーサ６が９０度毎に配置されている。
【００２７】
この状態で、Ｓｉの融点よりも高い所定の温度まで昇温させるが、炉内温度がＳｉの融点を超えると、Ｓｉ板２が溶融してＳｉ融液となり、図２に示すように、上部スペーサ３０により設けられた空間に、Ｓｉ融液層２ａが形成されると共に、余剰のＳｉ融液Ａが外部に溢れ出る。
【００２８】
溢れ出た余剰のＳｉ融液Ａは、炭素原子供給基板の外周面全体を伝って流れ落ちる従来のＭＳＥ法の場合と異なり、新たに設けられた底面スペーサ６を伝って流れ落ちる。また、基板設置治具５上に形成されたＳｉ融液溜まり７を介して、基板設置治具から不純物がＳｉ融液層２ａにまで拡散して行く経路は、所定の間隔を設けて配置された複数の底面スペーサ６を伝っていく経路に限定され、基板設置治具５からＳｉ融液層２ａへの不純物の拡散が抑制される。
【００２９】
また、底面スペーサ６を設けることにより、基板設置治具５とＳｉ融液層２ａとの間隔が従来のＭＳＥ法の場合よりも広くなるため、基板設置治具５からＳｉ融液層２ａまで拡散される不純物の量が抑制され、さらに溢れ出た余剰のＳｉ融液Ａで対流が発生して、不純物の拡散がさらに抑制される。
【００３０】
このように、本発明によれば、基板設置治具からＳｉ融液層への不純物の拡散が充分に抑制されるため、ＳｉＣエピタキシャル膜の外周部で不純物の濃度が高くなることを抑制することができる。この結果、不純物濃度の面内分布のバラツキが充分に抑制されたＳｉＣエピタキシャル膜を作製することができ、安定した電気的特性のＳｉＣ半導体デバイスを歩留りよく得ることができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明は、
前記基板設置治具が、多結晶ＳｉＣ製または高純度カーボン製であることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣ半導体薄膜の作製方法である。
【００３２】
多結晶ＳｉＣ製や高純度カーボン製の基板設置治具は、高温雰囲気で融解、昇華、変形せず、またＳｉ蒸気と反応せず、さらに、ＳｉＣの形成に影響する不純物が高濃度に含まれていないため、基板設置治具として好ましい。
【００３３】
請求項３に記載の発明は、
前記底面スペーサが、多結晶ＳｉＣ製または高純度カーボン製であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＳｉＣ半導体薄膜の作製方法である。
【００３４】
前記のように多結晶ＳｉＣ製や高純度カーボン製のスペーサは、高温雰囲気で融解、昇華、変形せず、また、Ｓｉ蒸気と反応せず、さらに、ＳｉＣの形成に影響するような不純物を高濃度で含まないため、底面スペーサとして好ましい。
【００３５】
請求項４に記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＳｉＣ半導体薄膜の作製方法に用いられるＳｉＣ半導体薄膜の作製装置であって、
基板設置治具と、
前記基板設置治具の上に所定の間隔を設けて複数配置された、炭素原子供給基板載置用の底面スペーサとを備えていることを特徴とするＳｉＣ半導体薄膜の作製装置である。
【００３６】
本請求項の発明は、方法の発明である請求項１の発明を、装置の面より捉えたものであり、本装置を用いることにより、不純物濃度の面内分布のバラツキが小さなＳｉＣエピタキシャル膜を提供することができ、安定した電気的特性のＳｉＣ半導体を歩留まりよく得ることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、ＭＳＥ法を用いて、不純物濃度の面内分布のバラツキが充分に抑制されたＳｉＣエピタキシャル膜（ＳｉＣ半導体薄膜）を作製することができ、安定した電気的特性のＳｉＣ半導体を歩留まりよく提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るＭＳＥ法における一工程を模式的に示す図である。
【図２】本発明に係るＭＳＥ法における他の一工程を模式的に示す図である。
【図３】ＳｉＣ半導体薄膜のＮ濃度の測定箇所を示す図である。
【図４】ＳｉＣ半導体薄膜および基板設置治具のＮ濃度の測定結果を示す図である。
【図５】ＳｉＣ半導体薄膜のＮ濃度の測定結果を示す図である。
【図６】従来のＭＳＥ法における一工程を模式的に示す図である。
【図７】従来のＭＳＥ法における他の一工程を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。
【００４０】
（実施の形態）
本発明に係るＳｉＣ半導体薄膜（単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜）の作製工程について、実施の形態に基づいて具体的に説明する。
【００４１】
（１）準備工程
【００４２】
最初に、図１に示すように、基板設置治具５の上に、順に、複数の底面スペーサ６、炭素原子供給基板４、複数の上部スペーサ３、Ｓｉ板２、単結晶ＳｉＣ種基板１を積み重ねていき、その後、図示しない反応炉内に収納する。複数の上部スペーサは９０度毎に４つ設けられている。
【００４３】
単結晶ＳｉＣ種基板１としては、別途作製されたバルク状の単結晶ＳｉＣを所定サイズに切り出したものが使用され、成長させたい面方位、例えば、［０００１］面を炭素原子供給基板４に対向させるように配置される。
【００４４】
Ｓｉ板２は、シリコン原料であり、高温処理時、溶融して、単結晶ＳｉＣ種基板１と炭素原子供給基板４との間、即ち、上部スペーサ３により形成される空間にＳｉ融液層を形成する。厚みとしては、単結晶ＳｉＣのエピタキシャル成長の間、Ｓｉ融液層を前記空間に形成しておく必要があるため、また、その間に予測されるＳｉ融液の蒸発量を見込んで、上部スペーサ３の厚みに比べ、充分厚いものが好ましい。
【００４５】
上部スペーサ３は、前記した通り、高温処理時、単結晶ＳｉＣ種基板１と炭素原子供給基板４との間の厚みを制御して、Ｓｉ融液層を形成するために設けられ、炭素原子供給基板４上の周方向に等間隔で、３個以上配置され、図１においては、４個配置されている。厚みとしては２０〜１００μｍ程度が好ましい。
【００４６】
炭素原子供給基板４としては、前記した通り、不純物を含まないカーボン原料が好ましく、例えば、多結晶ＳｉＣや高純度カーボン等が用いられる。
【００４７】
底面スペーサ６の材質としては、多結晶ＳｉＣや高純度カーボン等が好ましく、炭素原子供給基板４の下面側の周方向に、等間隔で、３個以上配置され、図１においては、４個配置されている。なお、上部スペーサ３と同じ位置に配置されていることが好ましい。厚みとしては、高温処理時において、炭素原子供給基板４や基板設置治具５が変形しても、両者の間で部分的な接触が発生することがないように、８００μｍ以上が好ましい。
【００４８】
基板設置治具５の材質としては、不純物を含まないものが好ましく、高純度カーボン等が用いられる。厚みとしては、各成膜材料および底面スペーサ６を載置した状態で、高温処理時においても反り等の変形が発生しない厚みが好ましい。
【００４９】
（２）単結晶ＳｉＣ成長工程
以下、図２を用いて、単結晶ＳｉＣ成長工程を説明する。２０００〜１０００００ＰａのＡｒガスあるいは真空雰囲気下、反応炉内を、１０〜４０℃／ｍｉｎの昇温速度で室温から１５００〜１８００℃まで昇温させる。Ｓｉ融点（約１４００℃）を超えた時点で、Ｓｉ板が溶融してＳｉ融液が形成される。Ｓｉ融液は上部スペーサ３により設けられた空間に、Ｓｉ融液層２ａを形成すると共に、余剰のＳｉ融液Ａが炭素原子供給基板４の外周部から溢れる。
【００５０】
そして、１５００〜１８００℃の温度を３〜６時間保持することにより、単結晶ＳｉＣ基板１０の表面で単結晶ＳｉＣがエピタキシャル成長して、ＳｉＣ半導体薄膜が作製される。
【００５１】
その後、５℃／ｍｉｎ以下の降温速度で１５００〜１８００℃から１４００℃まで降温させ、さらに、１０℃／ｍｉｎ以下の降温速度で室温まで降温させた後、反応炉より取り出す。
【００５２】
炭素原子供給基板４の外周部から溢れ出た余剰Ｓｉ融液Ａは、底面スペーサ６を伝って基板設置治具５に流れ落ち、Ｓｉ融液溜まり７を形成する。このＳｉ融液溜まり７を介して基板設置治具５からＳｉ融液層２ａに不純物が拡散するが、前記の通り、拡散して行く経路は、９０度毎に設けられた底面スペーサ６に限られるため、不純物の拡散が抑制される。
【００５３】
この結果、単結晶ＳｉＣのエピタキシャル成長に際して、不純物の混入が抑制されて、キャリア濃度の面内分布のバラツキを抑制することができる。
【００５４】
（実施例）
実施例１と実施例２は、Ｎ濃度が異なる炭素原子供給基板を使用した実施例であり、基板設置治具の高純度カーボンのＮ濃度９．７０Ｅ＋１７ａｔｍｓ／ｃｍ３と比較して、実施例１では、それより低いＮ濃度５．８０Ｅ＋１６ａｔｍｓ／ｃｍ３の炭素原子供給基板を使用している。一方、実施例２では、前記基板設置治具より高いＮ濃度７．１０Ｅ＋１８ａｔｍｓ／ｃｍ３の炭素原子供給基板を使用している。
【００５５】
単結晶ＳｉＣ種基板１としては、直径２インチの円板形状の４Ｈ単結晶ＳｉＣ製ウエハを用いた。Ｓｉ板２としては、直径２インチ、厚み２８０μｍのＳｉ板を用いた。また、炭素原子供給基板４としては、直径２インチ、厚み５５０μｍの多結晶ＳｉＣ基板を用いた。
【００５６】
上部スペーサ３としては、平面サイズ３×６ｍｍ、厚み１００μｍの高純度カーボン製板材を用い、炭素原子供給基板４の外周部に４５度の間隔で８個配置した。
【００５７】
底面スペーサ６としては、平面サイズ３×６ｍｍ、厚み８００μｍ高純度カーボン製板材を用い、上部スペーサ３の位置に合わせて、８個配置した。
【００５８】
７００００Ｐａの真空雰囲気下で、３０℃／ｍｉｎの昇温速度で室温から１８００℃まで昇温させた。この昇温により、Ｓｉ融点（約１４００℃）を超えた時点でＳｉ融液層２ａが形成された。
【００５９】
次に、真空雰囲気下で、１８００℃の温度を６時間保持することにより、単結晶ＳｉＣをエピタキシャル形成させ、単結晶ＳｉＣ種基板１の表面に厚み２５〜４０μｍの単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜を作製した。
【００６０】
その後、５℃／ｍｉｎの降温速度で１８００℃から１５００℃まで降温した。
【００６１】
さらに、１℃／ｍｉｎの降温速度で１５００℃から１１００℃まで降温させた後、１０℃／ｍｉｎの降温速度で１１００℃から６００℃まで降温させ、その後、室温まで自然冷却させた後、反応炉から取り出し、実施例１、２の単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜を得た。
【００６２】
（比較例）
底面スペーサを使用しない以外は、実施例と同じ条件の下で、ＳｉＣ半導体薄膜の作製を行い、比較例の単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜を得た。
【００６３】
（単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜の評価）
実施例および比較例で得られた単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜（ＳｉＣ半導体薄膜）につき、キャリア濃度を測定した。キャリア濃度はＮ濃度とほぼ同等と考えられる。なお、測定は、図３に○で示す１７箇所で行った。
【００６４】
具体的には、Ｃ―Ｖ測定よりキャリア濃度を算出した。測定結果を、図４に示す。図４において、（ａ）は比較例における測定結果、（ｂ）は実施例１における測定結果、（ｃ）は実施例２における測定結果である。なお、各図において、横軸は、中心からの距離を示しており、縦軸は、キャリア濃度を示している。
【００６５】
また、表１に、それぞれの実施例における炭素原子供給基板のＮ濃度と、得られた単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜のキャリア濃度の最大値、最小値、平均値、標準偏差およびバラツキを示す。
【００６６】
【表１】
2012020889.tif 000003
【００６７】
そして、表１に基づき、図５に、それぞれの実施例および比較例でのカーボン原料中のＮ濃度と、得られた単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜のキャリア濃度バラツキ幅、基板設置治具高純度カーボンのＮ濃度の関係を示した。
【００６８】
図４（ａ）に示すように、比較例の場合には、基板面内に於いて、ａ軸直径、ｍ軸直径、いずれの方向においても、キャリア濃度測定値に大きなバラツキが見られる。これに対して、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、実施例１、２の場合には、測定値に大きなバラツキが見られず、キャリア濃度の面内分布のバラツキが充分に抑制されていることが分かる。
【００６９】
そして、表１から分かるように、実施例１、２の場合、単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜のキャリア濃度のバラツキは、それぞれ±１０．６％および±８．９％であり、比較例における±３３．８％に比べ、大幅に改善されていることが分かる。
【００７０】
また、図５より、比較例、実施例１の単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜のキャリア濃度は、炭素原子供給基板のＮ濃度より高くなっている。逆に、実施例２の単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜のキャリア濃度は、炭素原子供給基板のＮ濃度より低くなっている。基板設置治具高純度カーボンのＮ濃度は、比較例、実施例１と実施例２の炭素原子供給基板のＮ濃度の間にある。このことより、単結晶ＳｉＣエピタキシャル膜のキャリア濃度は、基板設置治具高純度カーボン中のＮ濃度にも影響を受けていることが分かる。よって、底面スペーサの設置により、基板設置治具高純度カーボンのＮ濃度の影響が抑制できる有効性を示すことができる。 
【００７１】
以上より、底面スペーサを配置することによる効果を確認することができた。
【００７２】
なお、本発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１、１０          単結晶ＳｉＣ基板
２、２０          Ｓｉ板
２ａ、２０ａ      Ｓｉ融液層
３、３０          上部スペーサ
４、４０          炭素原子供給基板
５、５０          基板設置治具
６                底面スペーサ
７、７０          Ｓｉ融液溜まり
Ａ                余剰のＳｉ融液
【図１】
2012020889.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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