"111方位の単結晶シリコンである下地基板の上に、前記下地基板の基板面に対し0001結晶面が略平行となるようにIII族窒化物層群を形成してなるエピタキシャル基板であって、AlNからなる第1組成層とAlxGa1-xN0≦x<1なる組成のIII族窒化物からなる第2組成層とを交互に積層してなる組成変調層と、AlyGa1-yN0≦y<1なる組成のIII族窒化物からなる第1中間層と、を含む第1の積層単位を複数備えるバッファ層と、前記バッファ層の上に形成された結晶層と、を備え、それぞれの前記組成変調層は、前記第1組成層と前記第2組成層の積層数をそれぞれnnは2以上の自然数とし、前記下地基板の側からi番目の前記第2組成層におけるxの値をxiとするときに、x1≧x2≧≧xn-1≧xnかつ、x1>xnであるように形成されてなり、かつ、それぞれの前記組成変調層においては、それぞれの前記第2組成層が前記第1組成層に対してコヒーレントな状態に形成されてなり、前記第1中間層は、前記組成変調層に対してコヒーレントな状態に形成されてなる、ことを特徴とするエピタキシャル基板。請求項1に記載のエピタキシャル基板であって、前記バッファ層は、前記第1の積層単位と第2の積層単位とを交互に積層したものであり、前記第2の積層単位は、AlNにて10nm以上150nm以下の厚みに形成されてなる実質的に無歪の中間層である、ことを特徴とするエピタキシャル基板。請求項1または請求項2に記載のエピタキシャル基板であって、前記第1中間層がAlyGa1-yN0.25≦y≦0.4なる組成のIII族窒化物にて形成されてなることを特徴とするエピタキシャル基板。請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のエピタキシャル基板であって、前記組成変調層の最上部に前記第1組成層と同じ組成を有する終端層が設けられてなることを特徴とするエピタキシャル基板。請求項4に記載のエピタキシャル基板であって、前記終端層の厚みが前記第1組成層の厚みよりも大きいことを特徴とするエピタキシャル基板。請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のエピタキシャル基板であって、前記下地基板の上に形成された、AlNからなる第1の下地層と、前記第1の下地層の上に形成され、AlpGa1-pN0≦p<1からなる第2の下地層と、をさらに備え、前記第1の下地層が、柱状あるいは粒状の結晶もしくはドメインの少なくとも一種から構成される多結晶欠陥含有性層であり、前記第1の下地層と前記第2の下地層との界面が3次元的凹凸面であり、前記第2の下地層の直上に前記バッファ層が形成されてなる、ことを特徴とするエピタキシャル基板。111方位の単結晶シリコンである下地基板の上に、前記下地基板の基板面に対し0001結晶面が略平行なIII族窒化物層群を形成してなる半導体素子用エピタキシャル基板の製造方法であって、AlNからなる第1組成層とAlxGa1-xN0≦x<1なる組成のIII族窒化物からなる第2組成層とを交互に積層することで組成変調層を形成する組成変調層形成工程と、AlyGa1-yN0≦y<1なる組成のIII族窒化物にて第1中間層を形成する第1中間層形成工程と、を複数回含むことで、前記組成変調層と前記第1中間層とを含む第1の積層単位を複数備えるバッファ層を形成するバッファ層形成工程と、前記バッファ層よりも上方にIII族窒化物からなる結晶層を形成する結晶層形成工程と、を備え、前記組成変調層形成工程においては、前記第1組成層と前記第2組成層の積層数をそれぞれnnは2以上の自然数とし、前記下地基板の側からi番目の前記第2組成層におけるxの値をxiとするときに、x1≧x2≧≧xn-1≧xnかつ、x1>xnであるように、かつ、それぞれの前記第2組成層が前記第1組成層に対してコヒーレントな状態になるように、前記組成変調層を形成し、前記第1中間層形成工程においては、前記第1中間層を、前記組成変調層に対してコヒーレントな状態になるように形成する、ことを特徴とするエピタキシャル基板の製造方法。請求項7に記載のエピタキシャル基板の製造方法であって、前記バッファ層形成工程は、前記第1の積層単位を形成する第1積層単位形成工程と、第2の積層単位を形成する第2積層単位形成工程とを交互に行うことで、前記第1の積層単位と前記第2の積層単位とが交互に積層された前記バッファ層を形成する工程であり、前記第2の積層単位工程においては、前記第2の積層単位として、AlNからなる中間層を10nm以上150nm以下の厚みに形成する、ことを特徴とするエピタキシャル基板の製造方法。請求項7または請求項8に記載のエピタキシャル基板の製造方法であって、前記第1中間層形成工程においては、前記第1中間層をAlyGa1-yN0.25≦y≦0.4なる組成のIII族窒化物にて形成することを特徴とするエピタキシャル基板の製造方法。請求項7ないし請求項9のいずれかに記載のエピタキシャル基板の製造方法であって、前記第1の積層単位を形成する工程が、前記組成変調層の最上部に前記第1組成層と同じ組成を有する終端層を設ける終端層形成工程を含み、前記終端層の上に前記第1中間層が形成される、ことを特徴とするエピタキシャル基板の製造方法。請求項10に記載のエピタキシャル基板の製造方法であって、前記終端層形成工程においては、前記終端層を前記第1組成層よりも厚く形成することを特徴とするエピタキシャル基板の製造方法。請求項7ないし請求項11のいずれかに記載のエピタキシャル基板の製造方法であって、前記下地基板の上に、AlNからなる第1の下地層を形成する第1下地層形成工程と、前記第1の下地層の上に、AlpGa1-pN0≦p<1からなる第2の下地層を形成する第2下地層形成工程と、をさらに備え、前記第1下地層形成工程においては、前記第1の下地層を、柱状あるいは粒状の結晶もしくはドメインの少なくとも一種から構成され、表面が三次元的凹凸面である多結晶欠陥含有性層として形成し、前記バッファ層形成工程においては、前記第2の下地層の直上に前記バッファ層を形成する、ことを特徴とするエピタキシャル基板の製造方法。<エピタキシャル基板の概略構成>図1は、本発明の実施の形態に係るエピタキシャル基板10の構成を概略的に示す模式断面図である。エピタキシャル基板10は、下地基板1と、下地層2と、それぞれ複数の組成変調層3と、終端層4と、第1中間層5と、第2中間層7とを備えるバッファ層8と、機能層9とを主として備える。なお、以降においては、下地基板1の上に形成した各層を、エピタキシャル膜と総称することがある。また、III族元素中のAlの存在比率のことを、便宜上、Alモル分率とも称する場合がある。下地基板1は、p型の導電型を有する111面の単結晶シリコンウェハーである。下地基板1の厚みに特段の制限はないが、取り扱いの便宜上、数百μmから数mmの厚みを有する下地基板1を用いるのが好ましい。下地層2と、組成変調層3と、終端層4と、第1中間層5と、第2中間層7と、機能層9とは、それぞれ、ウルツ鉱型のIII族窒化物を0001結晶面が下地基板1の基板面に対し略平行となるように、エピタキシャル成長手法によって形成した層である。これらの層の形成は、有機金属化学気相成長法MOCVD法により行うのが好適な一例である。下地層2は、その上に上述の各層を良好な結晶品質で形成することを可能とするべく設けられる層である。具体的には、下地層2は、少なくともその表面近傍において組成変調層3との界面近傍において、転位密度が好適に低減されてなるとともに良好な結晶品質を有するように設けられる。これにより、組成変調層3さらにはその上に形成される各層においても、良好な結晶品質が得られる。本実施の形態においては、係る目的をみたすべく、以下に示すように、下地層2が、第1下地層2aと第2下地層2bとからなるものとする。第1下地層2aは、AlNからなる層である。第1下地層2aは、下地基板1の基板面に略垂直な方向成膜方向に成長した多数の微細な柱状結晶等柱状結晶、粒状結晶、柱状ドメインあるいは粒状ドメインの少なくとも一種から構成される層である。換言すれば、第1下地層2aは、エピタキシャル基板10の積層方向への一軸配向はしてなるものの、積層方向に沿った多数の結晶粒界もしくは転位を含有する、結晶性の劣った多欠陥含有性層である。なお、本実施の形態においては、便宜上、ドメイン粒界あるいは転位も含めて、結晶粒界と称することがある。第1下地層2aにおける結晶粒界の間隔は大きくても数十nm程度である。係る構成を有する第1下地層2aは、c軸傾き成分についてのモザイク性の大小もしくはらせん転位の多少の指標となる0002面のX線ロッキングカーブ半値幅が、0.5度以上1.1度以下となるように、かつ、c軸を回転軸とした結晶の回転成分についてのモザイク性の大小もしくは刃状転位の多少の指標となる10-10面のX線ロッキングカーブ半値幅が0.8度以上1.1度以下となるように、形成される。一方、第2下地層2bは、第1下地層2aの上に形成された、AlpGa1-pN0≦p<1なる組成のIII族窒化物からなる層である。また、第1下地層2aと第2下地層2bとの界面I1第1下地層2aの表面は、第1下地層2aを構成する柱状結晶等の外形形状を反映した三次元的凹凸面となっている。界面I1がこのような形状を有することは、例えば、エピタキシャル基板10のHAADF高角散乱電子像において、明瞭に確認される。なお、HAADF像とは、走査透過電子顕微鏡STEMによって得られる、高角度に非弾性散乱された電子の積分強度のマッピング像である。HAADF像においては、像強度は原子番号の二乗に比例し、原子番号が大きい原子が存在する箇所ほど明るく白く観察されるので、Gaを含む第2下地層2bが相対的に明るく、Gaを含まない第1下地層2aが相対的に暗く観察される。これにより、両者の界面I1が、三次元的凹凸面となっていることが容易に認識される。なお、図1の模式断面においては、第1下地層2aの凸部2cが略等間隔に位置するように示されているが、これは図示の都合にすぎず、実際には必ずしも等間隔に凸部2cが位置するわけではない。好ましくは、第1下地層2aは、凸部2cの密度が5×109/cm2以上5×1010/cm2以下であり、凸部2cの平均間隔が45nm以上140nm以下であるように形成される。これらの範囲をみたす場合、特に結晶品質の優れた機能層9の形成が可能となる。なお、本実施の形態において、第1下地層2aの凸部2cとは、表面界面I1において上に凸の箇所の略頂点位置のことを指し示すものとする。なお、本発明の発明者の実験および観察の結果、凸部2cの側壁を形成しているのは、AlNの10-11面もしくは10-12面であることが確認されている。第1下地層2aの表面に上記の密度および平均間隔を満たす凸部2cが形成されるには、平均膜厚が40nm以上200nm以下となるように第1下地層2aを形成することが好ましい。平均膜厚が40nmより小さい場合には、上述のような凸部2cを形成しつつAlNが基板表面を覆い尽くす状態を実現することが難しくなる。一方、平均膜厚を200nmより大きくしようとすると、AlN表面の平坦化が進行し始めるために上述のような凸部2cを形成することが難しくなる。なお、第1下地層2aの形成は、所定のエピタキシャル成長条件のもとで実現されるが、第1下地層2aをAlNにて形成することは、シリコンと液相化合物を形成するGaを含まないという点、および、横方向成長が比較的進みにくいので界面I1が三次元的凹凸面として形成されやすいという点において好適である。エピタキシャル基板10においては、下地基板1と第2下地層2bとの間に、上述のような態様にて結晶粒界を内在する多欠陥含有性層である第1下地層2aを介在させることにより、下地基板1と第2下地層2bとの間の格子ミスフィットが緩和され、係る格子ミスフィットに起因する歪みエネルギーの蓄積が抑制されている。上述した第1下地層2aについての0002面および10-10面のX線ロッキングカーブ半値幅の範囲は、この結晶粒界による歪みエネルギーの蓄積が好適に抑制される範囲として定まるものである。ただし、係る第1下地層2aが介在することで、第2下地層2bには、第1下地層2aの柱状結晶等の結晶粒界が起点となった非常に多数の転位が伝播する。本実施の形態においては、第1下地層2aと第2下地層2bとの界面I1を上述のように三次元的凹凸面とすることで、係る転位を効果的に低減させてなる。第1下地層2aと第2下地層2bとの界面I1が三次元的凹凸面として形成されていることにより、第1下地層2aで発生した転位のほとんどは、第1下地層2aから第2下地層2bへと伝播する貫通する際に、界面I1で屈曲され、第2下地層2bの内部において合体消失する。結果として、第1下地層2aを起点とする転位のうち、第2下地層2bを貫通する転位はごく一部となる。また、第2下地層2bは、好ましくは、その成長初期こそ第1下地層2aの表面形状界面I1の形状に沿って形成されるものの、成長が進むにつれて徐々にその表面が平坦化されていき、最終的には、10nm以下の表面粗さを有するように形成される。なお、本実施の形態において、表面粗さは、AFM原子間力顕微鏡により計測した5μm×5μm領域についての平均粗さraで表すものとする。ちなみに、第2下地層2bが、横方向成長が比較的進みやすい、少なくともGaを含む組成のIII族窒化物にて形成されることは、第2下地層2bの表面平坦性を良好なものとするうえで好適である。また、第2下地層2bの平均厚みは、40nm以上とするのが好適である。これは、40nmより薄く形成した場合には、第1下地層2aに由来する凹凸が十分に平坦化しきれないことや、第2下地層2bに伝播した転位の相互合体による消失が十分に起こらない、などの問題が生じるからである。尚、平均厚みが40nm以上となるように形成した場合には、転位密度の低減や表面の平坦化が効果的になされるので、第2下地層2bの厚みの上限については特に技術上の制限はないが、生産性の観点からは数μm以下程度の厚みに形成するのが好ましい。以上のように、第2下地層2bの表面は、低転位でかつ優れた平坦性を有するものとなっているので、その上に形成される各層は、良好な結晶品質を有するものとなる。バッファ層8は、少なくとも、それぞれが組成変調層3と終端層4と第1中間層5をこの順に積層してなる複数の単位構造体6を複数備える。好ましくは、バッファ層8は、図1に示すように、それぞれの単位構造体6の間に第2中間層7を介在させた構成を有する。この場合、第2中間層7は個々の単位構造体6の間に境界層として設けられているともいえる。あるいは、換言すれば、バッファ層8は、最下部と最上部を単位構造体6とする態様にて、第1の積層単位である単位構造体6と第2の積層単位である第2中間層7とが繰り返し交互に積層された構成を有するともいえる。図1においては、4つの単位構造体66a、6b、6c、6dと3つの第2中間層77a、7b、7cを備える場合を例示しているが、単位構造体6と第2中間層7の数はこれに限られず、単位構造体6の積層数が3~6程度であればよい。組成変調層3は、AlNからなる第1組成層31とAlxGa1-xN0≦x<1なる組成のIII族窒化物からなる第2組成層32とを、交互に積層することにより形成されてなる部位である。なお、本実施の形態においては、下地基板1の側からi番目の第1組成層31を31<i>と表記し、下地基板1の側からi番目の第2組成層32を32<i>と表記する。ただし、第2組成層32は、第1組成層31と第2組成層32の層数がそれぞれnnは2以上の自然数であり、下地基板1の側からi番目の第2組成層32<i>における第2組成層32におけるAlモル分率xをxiとするときに、x1≧x2≧≧xn-1≧xn式1かつ、x1>xn式2であるように形成される。すなわち、組成変調層3は、第2組成層32<1>よりも第2組成層32<n>におけるAlモル分率が小さく、かつ、少なくとも一部において、下地基板1から離れるほど第2組成層32におけるAlモル分率xが段階的に小さくなるように、構成されてなる。より好ましくは、x1≧0.8かつxn≦0.2である。式1および式2は、典型的には、下地基板1から離れた第2組成層32ほど小さいAlモル分率を有するようにつまりはGaリッチであるように組成変調層3が形成されることで満たされる。そこで、本実施の形態においては、以降、同じAlモル分率xを有する第2組成層32<i-1>と第2組成層32<i>とが存在する場合も含めて、下地基板1から離れた第2組成層32ほどAlモル分率が小さくなるように形成されてなるとみなすものとする。また、このような第2組成層32の形成態様を、第2組成層32に組成傾斜を与えるなどとも称する。なお、第1組成層31がAlNからなり第2組成層32がAlxGa1-xNなる組成のIII族窒化物からなることで、第1組成層31と第2組成層32とは、前者を構成するIII族窒化物AlNよりも後者を構成するIII族窒化物AlxGa1-xNの方が無歪の状態バルク状態における面内格子定数格子長が大きい、という関係をみたすように形成されてなる。また、組成変調層3においては、第2組成層32が、第1組成層31に対してコヒーレントな状態に形成されてなる。第1組成層31は、3nm~20nm程度の厚みに形成されるのが好ましい。典型的には5nm~10nmである。一方、第2組成層32は、10nm~25nm程度の厚みに形成されるのが好適である。典型的には、15nm~35nmである。また、nの値は、10~40程度である。終端層4は、組成変調層3の最上部に終端部に、第1組成層31と同じ組成のIII族窒化物にて形成される層である。終端層4は、第1組成層31の厚み以上の厚みに形成される。かつ、終端層4は、第1中間層5をその上にコヒーレントな状態に形成し得る範囲の厚みに形成される。具体的には、3nm~100nm程度の厚みに形成されるのが好ましい。典型的には、5nm~70nmの厚みに形成される。より好ましくは、終端層4は、第1組成層31の厚みより大きな厚みに形成される。具体的には、30nm~70nmの厚みに形成される。第1中間層5はAlyGa1-yN0≦y<1なる組成のIII族窒化物からなる層である。第1中間層5は、第1組成層31および終端層4を構成するIII族窒化物よりも無歪の状態における面内格子定数が大きいIII族窒化物にて構成される。好ましくは、第1中間層5は、AlyGa1-yN0.25≦y≦0.4なる組成のIII族窒化物にて構成される。第1中間層5は、終端層4に対してコヒーレントな状態に形成されてなる。第1中間層5は、概ね100nm以上500nm以下の厚みを有するのが好適である。より好ましくは、100nm以上300nm以下の厚みに形成される。第2中間層7は、第1中間層5を構成するIII族窒化物よりも無歪の状態における面内格子定数が小さいIII族窒化物にて構成される層である。好ましくは、第2中間層7は、組成変調層3の第1組成層31と同じ組成つまりはAlNで形成される。なお、後述するように、エピタキシャル基板10における高耐電圧化を実現するにあたっては、第2中間層7は必須の構成要素ではない。第2中間層7は、概ね10nm以上150nm以下の厚みに形成されるのが好適である。機能層9は、バッファ層8の上に形成された、III族窒化物により形成される少なくとも1つの層であり、エピタキシャル基板10の上にさらに所定の半導体層や電極などを形成することで半導体素子を構成する場合において、所定の機能を発現する層である。それゆえ、機能層9は、当該機能に応じた組成および厚みを有する1または複数の層にて形成される。図1においては、機能層9が単一の層からなる場合を例示しているが、機能層9の構成はこれに限られるものではない。例えば、高抵抗のGaNからなる数μm厚のチャネル層と、AlGaNやInAlNなどからなる数十nm厚のバリア層とを機能層9として積層すれば、HEMT素子用のエピタキシャル基板10が得られる。すなわち、バリア層の上に、図示を省略するゲート電極、ソース電極、およびドレイン電極を形成することで、HEMT素子が得られる。これらの電極形成には、フォトリソグラフィープロセスなどの公知の技術を適用可能である。また、係る場合において、チャネル層とバリア層との間にAlNからなる1nm程度の厚みのスペーサ層を設ける態様であってもよい。あるいは、機能層9として、1つのIII族窒化物層例えばGaN層を形成し、その上に図示を省略するアノードとカソードとを形成することで、同心円型ショットキーバリアダイオードが実現される。これらの電極形成にも、フォトリソグラフィープロセスなどの公知の技術を適用可能である。<エピタキシャル基板の製造方法>次に、MOCVD法を用いる場合を例として、エピタキシャル基板10を製造する方法について概説する。まず、下地基板1として111面の単結晶シリコンウェハーを用意し、希フッ酸洗浄により自然酸化膜を除去し、さらにその後、SPM洗浄を施してウェハー表面に厚さ数Å程度の酸化膜が形成された状態とする。これをMOCVD装置のリアクタ内にセットする。そして所定の加熱条件とガス雰囲気のもとで各層を形成する。まず、AlNからなる第1下地層2aは、基板温度を800°C以上、1200°C以下の所定の初期層形成温度に保ち、リアクタ内圧力を0.1kPa~30kPa程度とした状態で、アルミニウム原料であるTMAトリメチルアルミニウムバブリングガスとNH3ガスとを適宜のモル流量比にてリアクタ内に導入し、成膜速度を20nm/min以上、目標膜厚を200nm以下、とすることによって、形成させることができる。第2下地層2bの形成は、第1下地層2aの形成後、基板温度を800°C以上1200°C以下の所定の第2下地層形成温度に保ち、リアクタ内圧力を0.1kPa~100kPaとした状態で、ガリウム原料であるTMGトリメチルガリウムバブリングガスとTMAバブリングガスとNH3ガスとを、作製しようとする第2下地層2bの組成に応じた所定の流量比にてリアクタ内に導入し、NH3とTMAおよびTMGとを反応させることにより実現される。バッファ層8を構成する各層、すなわち、組成変調層3を構成する第1組成層31および第2組成層32、終端層4、第1中間層5、第2中間層7の形成は、第2下地層2bの形成に続いて、基板温度を800°C以上1200°C以下の各層に応じた所定の形成温度に保ち、リアクタ内圧力を0.1kPa~100kPaの各層に応じた所定の値に保った状態で、NH3ガスとIII族窒化物原料ガスTMA、TMGのバブリングガスとを、各層において実現しようとする組成に応じた流量比でリアクタ内に導入することによって実現される。その際、設定膜厚に応じたタイミングで流量比を切り替えることで、それぞれの層が連続的にかつ所望の膜厚で形成される。機能層9の形成は、バッファ層8の形成後、基板温度を800°C以上1200°C以下の所定の機能層形成温度に保ち、リアクタ内圧力を0.1kPa~100kPaとした状態で、TMIバブリングガス、TMAバブリングガス、あるいはTMGバブリングガスの少なくとも1つとNH3ガスとを、作製しようとする機能層9の組成に応じた流量比にてリアクタ内に導入し、NH3とTMI,TMA、およびTMGの少なくとも1つとを反応させることにより実現される。機能層9が形成された後、エピタキシャル基板10は、リアクタ内で常温まで降温される。その後、リアクタから取り出されたエピタキシャル基板10は、適宜、後段の処理電極層のパターニングなどに供される。<バッファ層の作用効果>本実施の形態もそうであるように、一般に、単結晶シリコンウェハーの上にIII族窒化物からなる結晶層を所定の形成温度でエピタキシャル成長させてエピタキシャル基板を得ようとする場合、III族窒化物の方がシリコンよりも熱膨張係数が大きい例えば、シリコン:3.4×10-6/K、GaN:5.5×10-6/Kことから、結晶成長後、常温にまで降温される過程において、結晶層には面内方向に引張応力が生じる。この引張応力は、エピタキシャル基板におけるクラック発生や、反りの要因となる。本実施の形態においては、係る引張応力を低減させ、クラック発生や反りを抑制する目的で、エピタキシャル基板10にバッファ層8が設けられている。より具体的には、バッファ層8を構成する各層がそれぞれに奏する作用効果によって、エピタキシャル基板10におけるクラックの発生と反りとが抑制されてなる。以下、詳細に説明する。組成変調層図2は、組成変調層3において第1組成層31の上に第2組成層32が形成されるときの結晶格子の様子を示すモデル図である。いま、第2組成層32を構成するAlxGa1-xNの無歪状態における面内方向の格子長をa0、実際の格子長をaとする。本実施の形態においては、図2a、bに示すように、第2組成層32は第1組成層31の結晶格子に対して整合を保ちつつ結晶成長していく。このことは、結晶成長時に、第2組成層32の面内方向にs=a0-aだけの圧縮歪が生じることを意味している。すなわち、第2組成層32の結晶成長は歪みエネルギーを保持した状態で進行する。ただし、成長が進むにつれて、エネルギー的な不安定さが増していくため、第2組成層32には歪みエネルギーを解放するべく徐々にミスフィット転位が導入されていく。やがて、ある臨界状態に達すると、第2組成層32に保持されていた歪みエネルギーは全て解放されてしまうことになる。このとき、図2cに示すようにa=a0となる。ところが、この図2cに示す状態に達するまでの、図2bに示すようなa0>aの状態で第2組成層32の形成を終了させてしまえば、第2組成層32は歪みエネルギーを保持したまま圧縮歪を含んだままとなる。本実施の形態においては、このような歪みエネルギーを含んだままの結晶成長を、コヒーレントな状態での結晶成長と称する。換言すれば、歪みエネルギーが完全に解放されてしまう臨界膜厚よりも小さい厚みに第2組成層32を形成する限りにおいては、第2組成層32は第1組成層31に対してコヒーレントな状態にあるといえる。あるいは、第2組成層32の最上面直上の第1組成層31と接する面の格子長aについてa0>aが成り立つ限りにおいては、第2組成層32は第1組成層31に対してコヒーレントな状態にあるということもできる。なお、第2組成層32が上述した態様にて歪みエネルギーを含んでいる限りにおいては、第2組成層32において部分的にa0=aになっていたとしても、第2組成層32は第1組成層31に対してコヒーレントな状態にあるといえる。第1組成層31を構成するAlNの面内格子定数は第2組成層32を構成するAlxGa1-xNの面内格子定数よりも小さいので、この歪みエネルギーを保持したままの第2組成層32の上に第1組成層31を形成させたとしても、コヒーレントな状態は保たれ、直下の第1組成層31に保持された歪みエネルギーが解放されることもない。そして、この第1組成層31の上に再び、第2組成層32をコヒーレントな状態に成長させれば、係る第2組成層32においても、上述と同様の圧縮歪が生じることとなる。以降、同様に、コヒーレントな状態での成長を維持したままで第1組成層31と第2組成層32の形成を交互に行うと、それぞれの第2組成層32に歪みエネルギーが保持される。しかも、本実施の形態においては、式1および式2を満たすように、すなわち、下地基板1から離れた第2組成層32<i>ほどAlモル分率xiが小さくなるように組成変調層3を形成してなる。それゆえ、下地基板1から離れるほど、第2組成層32を構成するAlxGa1-xNの面内格子定数と当該第2組成層32を挟む第1組成層31を構成するAlNの面内格子定数との差が大きいので、上方に形成される第2組成層32ほど、大きな圧縮歪を内在してなる。それゆえ、組成変調層3は、下地基板1から離れるほど大きな圧縮歪を内在するように構成された歪導入層であるともいえる。なお、組成変調層3におけるこのような態様での圧縮歪の導入は、x1≧0.8かつxn≦0.2である場合により好適に実現される。係る圧縮歪は、熱膨張係数差に起因して生じる引張応力とは正反対の向きに作用するので、降温時において、該引張応力を相殺する作用がある。概略的にいえば、n個の第2組成層32における圧縮歪の大きさの総和に比例する力で、引張応力が相殺されることになる。なお、第1組成層31は、2つの第2組成層32の間に介在することになるが、その厚みが小さすぎる場合は、第2組成層32に生じる圧縮歪が小さくなって逆に第1組成層31自体に引張応力を内在しやすくなり好ましくない。一方、厚みが大きすぎる場合は、第2組成層32自体が引張方向の力を受けやすくなってやはり好ましくない。上述した、3nm~20nm程度の厚みという要件は、このような不具合が生じないという点から好適なものである。終端層終端層4は、組成変調層3の最上部に、第1組成層31と同じ組成のIII族窒化物にて、つまりは、第2組成層32を形成するIII族窒化物よりも面内格子定数が小さいIII族窒化物にて、第1組成層31の厚み以上の厚みで形成されてなる。係る態様にて終端層4が存在することで、組成変調層3に導入された圧縮歪は、後述する態様にて第1中間層5を設ける場合においても好適に維持される。ただし、終端層4の厚みが大きすぎる場合、その格子定数がバルク状態に近づくために、この上に形成される第1中間層5において格子緩和が生じる。この場合、後述するように本来であれば歪強化層として機能させるべく設けられる第1中間層5が、その作用効果を奏しなくなるため、好ましくない。一方、終端層4の厚みが小さすぎる場合は、2つの第2組成層32の間に介在する第1組成層31と同様に、終端層4に引張応力を内在しやすくなり好ましくない。上述した、第1組成層31の厚み以上の厚みに形成するという要件、および、3nm~100nm程度の厚みという要件は、このような不具合が生じないという点から好適なものである。また、終端層4の厚みを第1組成層31の厚みよりも大きくした場合には、エピタキシャル基板10の反りがより効果的に低減される。係る態様は、特に、高耐電圧であってかつ反りの抑制されたエピタキシャル基板10を得る上で好適である。第1中間層第1中間層5は、終端層4の上に、終端層4を構成するIII族窒化物よりも無歪の状態における面内格子定数が大きいAlyGa1-yN0≦y<1なる組成のIII族窒化物にて形成されてなる。係る第1中間層5は、単に終端層4に対してコヒーレントな状態に形成されるだけでなく、上方ほど大きな歪を内在してなる組成変調層3の上に設けられることで、それ自体が強い圧縮歪を有するものとなっている。結果として、第1中間層5はバッファ層8において、組成変調層3に導入された圧縮歪を強める歪強化層として機能する。係る第1中間層5を備えることで、エピタキシャル基板10においては、引張応力がより効果的に相殺される。なお、第1中間層5の厚みが大きくなりすぎると、エピタキシャル基板10の反り量は増大する。これは、結晶が成長するにつれて歪みエネルギーの蓄積に限界が生じて圧縮歪が弱まってくとともに、格子がコヒーレントな状態を保って成長するのが困難となっていき、やがては臨界膜厚を越えて歪みエネルギーが開放されてしまうためである。係る反り量の増加はクラック発生の要因となる。具体的には、第1中間層5の厚みが500nmを越えると第1中間層5を設けない場合よりも反り量が大きくなる。また、第1中間層5の厚みが100nmを下回る場合は第1中間層5を設けることによる歪強化の効果が十分に得られない。結果として、第1中間層5の厚みが100nm以上300nm以下の範囲であればバッファ層8における圧縮歪が好適に強められる。第2中間層組成変調層3と終端層4と第1中間層5とが上述した態様にて形成されることで、単位構造体6は全体として圧縮歪を内在することになる。それゆえ、複数の単位構造体6を積層すれば、クラック発生防止に十分な、大きな圧縮歪が得られることになるはずである。しかしながら、実際には、ある単位構造体6の直上に別の単位構造体6を形成したとしても、上側の単位構造体6においては十分な圧縮歪が得られない。これは、下側の単位構造体6の最上層である第1中間層5を構成するIII族窒化物の方が、上側の単位構造体6の最下層である第1組成層31を構成するIII族窒化物よりも無歪の状態における面内格子定数が大きく、かつ、第1組成層31がせいぜい3nm~20nm程度の厚みに形成されるに過ぎないために、第1中間層5の上に直接、第1組成層31を形成すると、第1組成層31が引張歪を内在してしまい、組成変調層3に十分な圧縮歪が導入されなくなるためである。そこで、本実施の形態においては、単位構造体6の間に第2中間層7を設けることによって、上述のような引張歪の導入に伴う不具合を生じさせないようにするとともに、個々の単位構造体6に十分な圧縮歪が内在されるようにしている。具体的には、単位構造体6の最上層である第1中間層5の上に、該第1中間層5を構成するIII族窒化物よりも無歪の状態における面内格子定数が小さいIII族窒化物にて、第2中間層7が形成されてなる。係る態様にて設けられる第2中間層7は、第1中間層5との界面近傍に第1中間層5との格子定数差に起因したミスフィット転位を内在するが、少なくともその表面近傍においては、格子緩和して、引張応力が作用することのない実質的に無歪状態が実現されてなる。ここで、実質的に無歪であるとは、少なくとも直下の第1中間層5との界面近傍以外のところにおいてはバルク状態における格子定数と実質的に同一の格子定数を有することを意味している。このような実質的に無歪の第2中間層7の上に形成した単位構造体6においては、その最下層となる第1組成層31に引張応力が作用することはないので、該単位構造体6も、第2中間層7の直下の単位構造体6と同様に、圧縮歪を好適に内在する態様にて形成されてなる。好ましくは、第1組成層31と同じく第2中間層7もAlNにて形成される。係る場合、第2中間層7と第1組成層31とを連続的に形成することで、両者が実質的に1つの層を構成することになるので、第1組成層31に引張応力が作用することがより確実に防止される。ただし、エピタキシャル基板10におけるクラックの発生を抑制するためには、第2中間層7は、10nm以上150nm以下の厚みに形成される必要がある。第2中間層7の厚みが10nmを下回る場合、第1中間層5の上に直接に第1組成層31<1>を形成する場合と同様に、第2中間層7に引張応力が作用してしまい、その影響のもとで組成変調層3を形成することになるため、組成変調層3に好適に圧縮歪が内在されなくなり好ましくない。一方、第2中間層7の厚みが150nmを上回る場合、第2中間層7自体の、下地基板1であるシリコンとの間の熱膨張係数差の影響を無視できなくなって、第2中間層7に係る熱膨張係数差に起因した引張応力が作用してしまうことになり、好ましくない。いずれの場合も、エピタキシャル基板10にクラックが生じてしまう。10nm以上150nm以下の厚みに形成されることで、第2中間層7は実質的に無歪の状態となり、その直上の第1組成層31<1>に引張応力が作用しない状態が実現され、結果として、クラックフリーなエピタキシャル基板10が実現される。さらに多くの単位構造体6を設ける場合も、上述と同様の態様にてそれぞれの単位構造体6の間に第2中間層7を介在させることで、全ての単位構造体6に圧縮歪が好適に内在された状態が実現されてなる。以上のような態様にて構成されたバッファ層8を備えるエピタキシャル基板10においては、該バッファ層8が大きな圧縮歪を内在していることで、シリコンとIII族窒化物との熱膨張係数差に起因して生じる引張応力が、好適に相殺された状態が実現されている。これにより、エピタキシャル基板10においては、クラックフリーが実現され、かつ、反り量が100μm以下にまで抑制されてなる。なお、上述した、第1組成層31および第2組成層32の積層数であるnの値が40~100程度であり、単位構造体6の積層数が3~6程度であり、x1≧0.8かつxn≦0.2であるという要件は、バッファ層8において充分な圧縮歪を得て、熱膨張係数差に起因して生じる引張応力を相殺するうえにおいて好適なものである。すなわち、本実施の形態に係るエピタキシャル基板10においては、歪導入層である組成変調層3の上に終端層4と歪強化層としての第1中間層5を形成した単位構造体6と、実質的に無歪の第2中間層7とを交互に積層する態様にてバッファ層8を設けることで、バッファ層8に大きな圧縮歪を内在させ、シリコンとIII族窒化物との熱膨張係数差に起因してエピタキシャル基板10に生じる引張応力を、好適に低減させてなる。これにより、エピタキシャル基板10においては、クラックフリーが実現され、かつ、反りが低減されてなる。なお、バッファ層8は、上述したように歪みエネルギーの蓄積が抑制された状態の第2下地層2bの上に形成されることから、引張応力の相殺効果が、第2下地層2bに蓄積された歪みエネルギーを原因として阻害されることはない。また、単位構造体6と第2中間層7とを繰り返し積層することは、エピタキシャル膜自体の総膜厚を増大させることになる。一般に、エピタキシャル基板10を用いてHEMT素子を作製する場合、その総膜厚が大きいほど該HEMT素子の絶縁破壊電圧が大きくなるので、本実施の形態に係るエピタキシャル基板10の構成は、係る絶縁破壊電圧の増大にも資するものである。<エピタキシャル基板の高耐電圧化>本実施の形態に係るエピタキシャル基板10は、また、上述した態様のバッファ層8をより具体的には、単位構造体6を有することで、高い耐電圧性を有する点でも特徴的である。例えば、x1≧0.8かつxn≦0.2であるように組成変調層3を形成してなり、下地基板1を除いたエピタキシャル膜全体の総膜厚が4.0μm以下であるエピタキシャル基板10において、600V以上という高い耐電圧が実現される。なお、係る高耐電圧の実現にあたっては、エピタキシャル基板10に第2中間層7を設けることは必須ではないが、上述したように、第2中間層7を10nm以上150nm以下の範囲の厚みに形成すれば、クラックフリーでかつ高耐電圧化されたエピタキシャル基板10が得られる。なお、本実施の形態において、耐電圧とは、エピタキシャル基板10に対し、0Vから値を増大させつつ電圧を印加したときに、1mA/cm2の漏れ電流が生じた電圧値であるとする。また、第1中間層5をAlyGa1-yN0.25≦y≦0.4なる組成のIII族窒化物にて形成した場合には、900V以上という、さらに高い耐電圧のエピタキシャル基板10が実現される。あるいは、組成変調層3の繰り返し積層数や、エピタキシャル膜全体の総膜厚および第2組成層32の総膜厚を適宜に設定することでも、さらに高い耐電圧を有するエピタキシャル基板10を得ることも可能である。例えば、エピタキシャル膜全体の総膜厚が5μmで耐電圧が1000V以上のエピタキシャル基板や、エピタキシャル膜全体の総膜厚が7μmで耐電圧が1400V以上のエピタキシャル基板なども、実現可能である。加えて、終端層4の厚みを第1組成層31の厚みより大きくした場合には、高耐電圧でかつ反りが好適に抑制されたエピタキシャル基板が実現される。以上、説明したように、本実施の形態によれば、下地基板と機能層との間に、第1組成層と第2組成層とを交互に、かつ上方ほど第2組成層におけるAlモル分率が小さくなる態様にて積層してなる組成変調層と第1中間層からなる単位構造体と、実質的に無歪の中間層とを、交互に積層してなるバッファ層を設けるようにしたことで、安価で大口径のものを入手容易なシリコン基板を下地基板とし、かつ、耐電圧の高いエピタキシャル基板を、得ることができる。しかも、第2中間層を10nm以上150nm以下の範囲の厚みに形成することで、クラックフリーであり、反り量が60μm~70μm程度にまで低減され、かつ、耐電圧の高いエピタキシャル基板が実現される。<変形例>エピタキシャル基板10は、下地基板1と第1下地層2aの間に図示しない界面層を備える態様であってもよい。界面層は、数nm程度の厚みを有し、アモルファスのSiAluOvNwからなるのが好適な一例である。下地基板1と第1下地層2aとの間に界面層を備える場合、下地基板1と第2下地層2bなどとの格子ミスフィットがより効果的に緩和され、その上に形成される各層の結晶品質がさらに向上する。すなわち、界面層を備える場合には、第1下地層2aであるAlN層が、界面層を備えない場合と同様の凹凸形状を有しかつ界面層を備えない場合よりも内在する結晶粒界が少なくなるように形成される。特に0002面でのX線ロッキングカーブ半値幅の値が改善された第1下地層2aが得られる。これは、下地基板1の上に直接に第1下地層2aを形成する場合に比して、界面層の上に第1下地層2aを形成する場合の方が第1下地層2aとなるAlNの核形成が進みにくく、結果的に、界面層が無い場合に比べて横方向成長が促進されることによる。なお、界面層の膜厚は5nmを超えない程度で形成される。このような界面層を備えた場合、第1下地層2aを、0002面のX線ロッキングカーブ半値幅が、0.5度以上0.8度以下の範囲となるように形成することができる。この場合、0002面のX線ロッキングカーブ半値幅が800sec以下であり、らせん転位密度が1×109/cm2以下であるという、さらに結晶品質の優れた機能層9を形成することができる。なお、界面層の形成は、シリコンウェハーが第1下地層形成温度に達した後、第1下地層2aの形成に先立って、TMAバブリングガスのみをリアクタ内に導入し、ウェハーをTMAバブリングガス雰囲気に晒すようすることによって実現される。また、第1下地層2aの形成時に、Si原子とO原子の少なくとも一方が第1下地層2aに拡散固溶してなる態様や、N原子とO原子の少なくとも一方が下地基板1に拡散固溶してなる態様であってもよい。また、バッファ層8を構成するそれぞれの組成変調層3における層構成組成傾斜の与え方などは同じである必要はなく、互いに異なっていてもよい。実施例として、バッファ層8の層構成が異なる複数種のエピタキシャル基板10を作製した。実施例に係るエピタキシャル基板10の基本構成、具体的には各層の形成材料および膜厚を、表1に示している。表1に示すように、本実施例においては、下地基板1、下地層2第1下地層2aおよび第2下地層2b、機能層9は全てのエピタキシャル基板10について同じ材料および膜厚にて形成した。なお、機能層9はチャネル層とバリア層との2層構成とした。一方、第1組成層31、終端層4、および第2中間層7はいずれもAlNにて形成したが、膜厚は試料によって違えた。表1においては第1組成層31の膜厚を変数Anmとして示し、終端層の膜厚を変数Cnmとして示し、第2中間層7の膜厚を変数Enmとして示している。同様に、第2組成層32の膜厚を変数Bnmとして、第1中間層5の膜厚を変数Dnmとして示している。また、nは、第1組成層31と第2組成層32の層数である。Kは単位構造体6の繰り返し数である。実施例1本実施例では、B、D、E、n、およびKの値と、組成傾斜の態様とを種々に違えることで、計23種のエピタキシャル基板10試料No.1~No.19、No.28~31を作製した。なお、いずれの試料においても、A=C=5nmとした。また、比較例として、全ての第2組成層32におけるAlモル分率が同じである組成変調層3を1つのみ備え、第1中間層5および第2中間層7をともに備えないエピタキシャル基板10を8種試料No.20~No.27作製した。なお、比較例においては、第2組成層32以外の作製条件は全て実施例と同様とした。それぞれの試料についてのAC、B、D、E、n、およびKの値、下地基板1の側からi番目の第2組成層32におけるAlモル分率xiの値、第1中間層5におけるAlモル分率yの値、組成変調層3の総厚、およびエピタキシャル膜の総厚を表2に示す。それぞれのエピタキシャル基板10の具体的な作製プロセスは以下の通りである。まず、第2下地層2bの形成まではいずれの試料についても同様の手順で行った。まず、下地基板1として基板厚みが525μmのp型の導電型を有する4インチ111面単結晶シリコンウェハー以下、シリコンウェハーを用意した。用意したシリコンウェハーに、フッ化水素酸/純水=1/10体積比なる組成の希フッ酸による希フッ酸洗浄と硫酸/過酸化水素水=1/1体積比なる組成の洗浄液によるSPM洗浄とを施して、ウェハー表面に厚さ数Åの酸化膜が形成された状態とし、これをMOCVD装置のリアクタ内にセットした。次いで、リアクタ内を水素窒素混合雰囲気とし、リアクタ内圧力を15kPaとして、基板温度が第1下地層形成温度である1100°Cとなるまで加熱した。基板温度が1100°Cに達すると、リアクタ内にNH3ガスを導入し、1分間、基板表面をNH3ガス雰囲気に晒した。その後、TMAバブリングガスを所定の流量比にてリアクタ内に導入し、NH3とTMAを反応させることによって表面が三次元的凹凸形状を有する第1下地層2aを形成した。その際、第1下地層2aの成長速度成膜速度は20nm/minとし、第1下地層2aの目標平均膜厚は100nmとした。第1下地層2aが形成されると、続いて、基板温度を1100°Cとし、リアクタ内圧力を15kPaとして、TMGバブリングガスをリアクタ内にさらに導入し、NH3とTMAならびにTMGとの反応により、第1下地層2bとしてのAl0.1Ga0.9N層を平均膜厚が40nm程度となるように形成した。第2下地層2bの形成に続き、表2に示すAC、B、D、E、n、K、xi、およびyの値に従って、バッファ層8を形成した。なお、バッファ層8の形成においては、基板温度を1100°Cとし、リアクタ内圧力を15kPaとした。用いた原料ガスは下地層2の形成に用いたものと同じである。実施例および比較例におけるA、B、D、E、n、K、およびyの具体的な設定値をまとめると、以下のようになる。AC:実施例5nm、比較例5nm;B:実施例15nm、25nm、比較例15nm、20nm、25nm、35nm;D:実施例120nm、180nm、300nm、比較例設定なし;E:実施例設定なし、15nm、25nm、60nm、140nm、200nm、比較例設定なし;n:実施例12、14、15、16、18、20、30、比較例50、70、80、100;K:実施例3、4、5、6、比較例1;y:実施例0、0.25、0.4、比較例設定なし。また、実施例に係る試料での第2組成層32における組成傾斜の与え方、すなわち、第2組成層32<1>から第2組成層32<n>までのそれぞれの第2組成層32<i>におけるAlモル分率xiの与え方は、以下の3通りに大別される。また、図3は、主な試料におけるAlモル分率の変化の様子を例示する図である。ただし、いずれの試料も、x1≧0.8かつxn≦0.2となるように形成した。No.1~13、28~31:Alモル分率xiが一定の割合で単調に減少するようにした;No.14~17:単調減少しつつも途中でAlモル分率xiの変化の割合が異なるようにした;No.18~19:Alモル分率xiがステップ状に変化するようにした。一方、比較例の試料については、第2組成層32におけるAlモル分率xの値を0、0.1、0.2、0.3、0.4のいずれかに固定した。実施例および比較例のいずれの試料においても、バッファ層8の形成後、機能層9としてGaNからなるチャネル層を700nmの厚みに形成し、さらにAl0.2Ga0.8Nからなるバリア層を25nmの厚みに形成した。機能層9の形成においては、基板温度を1100°Cとし、リアクタ内圧力を15kPaとした。いずれも、用いた原料ガスは下地層2の形成に用いたものと同じである。以上により、計31種のエピタキシャル基板10が得られた。得られたエピタキシャル基板10について、クラック発生の有無を目視により確認した。また、レーザー変位計によって反り量を測定した。さらに、耐電圧を測定した。なお、クラックの発生したエピタキシャル基板10についての耐電圧の測定は、クラックのない領域で行った。それぞれの測定結果を表3に示す。まず、耐電圧については、比較例に係る試料では最大でも600Vを下回ったのに対して、実施例に係る試料の耐電圧は全て600V以上であった。係る結果は、第2組成層32に組成傾斜を与える態様にて組成変調層3を形成することで、耐電圧の高いエピタキシャル基板が得られることを示している。加えて、第1中間層をAlyGa1-yN0.25≦x≦0.4なる組成のIII族窒化物にて形成することで、さらに高い耐電圧のエピタキシャル基板が得られることも確認された。また、クラックの発生状況に関しては、比較例に係る全ての試料において、外周20mmのところにクラックの発生が確認された。さらには、実施例に係る試料のうち、実施例のうちNo.28~31の試料においても同様に、外周20mmのところにクラックが発生していた。一方、No.1~19の試料においては、第2組成層32に対する組成傾斜の与え方によらず、いずれもクラックは確認されなかった。すなわち、実施例に係る試料では、第2中間層の厚みが10nm以上150nm以下である場合にはクラックは発生せず、第2中間層の厚みが当該範囲よりも薄すぎる場合も厚すぎる場合もクラックが発生していた。なお、クラックが発生した試料では反り量が最低でも135μmと100μmを大きく上回っていたのに対して、クラックが発生していなかった実施例に係る試料では反り量が60μm~70μm程度に抑制されていた。以上の結果は、第2組成層32に組成傾斜を与える態様にて第1組成層31と第2組成層32とを交互に積層してなる組成傾斜層と終端層と第1中間層とからなり、圧縮歪を内在する単位構造体と、10nm以上150nm以下の厚みの第2中間層とを、交互に積層してなるバッファ層8を設けることが、エピタキシャル基板10のクラックフリー化および反りの抑制に有効であることを示している。なお、比較例に係る試料の場合、第2組成層の厚みは比較的小さいので、第2組成層自体はコヒーレントな状態で成長しているものと推察される。それにも関わらず比較例においてはクラックが発生していることから、比較例のように第2組成層に組成傾斜を与えることなく第1組成層と第2組成層とを交互に積層するのみである場合、個々の第2組成層32に圧縮歪は導入されるものの、その総和は引張応力を相殺するには十分ではないと考えられる。実施例2本実施例では、実施例1のNo.4、10、11、14~19の試料における終端層4の厚みを第1組成層31の厚みよりも大きくした、9種のエピタキシャル基板10を実施例1と同様の手順で作製し、クラックの発生の有無の評価と、反り量の測定と、耐電圧の測定とを行った。対比の便宜のため、それぞれの試料を、No.4’、10’、11’、14’~19’とする。終端層4の厚みは、30nm、50nm、70nmの3水準で違えた。なお、いずれの試料においても、A=5nm、B=15nm、D=120nm、E=25mn、K=4である。それぞれの試料についてのC、nの値、下地基板1の側からi番目の第2組成層32におけるAlモル分率xiの値、第1中間層5におけるAlモル分率yの値、組成変調層3の総厚、およびエピタキシャル膜の総厚、さらには反り量および耐電圧の測定結果を、表4に示す。表4に示すように、No.4’、10’、11’、14’~19’のいずれの試料においても、終端層4の厚み以外の作製条件が同じである実施例1の試料No.4、10、11、14~19よりも、反り量がさらに抑制されている。なお、いずれの試料においても、クラックの発生は確認されなかった。一方で、耐電圧は同程度の値となっている。係る結果は、終端層4を第1組成層31よりも厚く形成することで、反り量がより低減されたエピタキシャル基板10が実現されることを示している。"