"炭化ケイ素の単結晶からなり、イットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムのうち少なくとも1つを微量添加物として含む単結晶基板。前記微量添加物が、前記単結晶の炭素またはケイ素の一部の元素と置換されている請求項1に記載の単結晶基板。前記微量添加物は、第1主面から該第1主面と反対側の第2主面に向かうにつれて濃度が高くなっている請求項1または2に記載の単結晶基板。前記単結晶は、ドーパントを含むn型半導体である請求項1~3のいずれかに記載の単結晶基板。請求項4に記載の単結晶基板と、前記単結晶基板上に設けられた、炭化ケイ素からなるp型半導体層と、前記単結晶基板に設けられた第1電極と、前記p型半導体層に設けられた第2電極とを有する半導体素子。このような炭化ケイ素からなる単結晶の研究開発において、耐電圧特性をさらに向上させることが課題の一つとなっている。本発明は、このような事情を鑑みて案出されたものであり、耐電圧特性を向上させることが可能な炭化ケイ素の単結晶からなる単結晶基板を提供することを目的とする。本発明の単結晶基板は、炭化ケイ素の単結晶からなり、イットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムのうち少なくとも1つを微量添加物として含む。また、本発明の半導体素子は、上記の単結晶基板と、前記単結晶基板上に設けられた、炭化ケイ素からなるp型半導体層と、前記単結晶基板に設けられた第1電極と、前記p型半導体層に設けられた第2電極とを有する。本発明の単結晶基板によれば、イットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムのうち少なくとも1つを微量添加物として含む炭化ケイ素であることから、耐電圧特性を向上させることができる。また、本発明の半導体素子によれば、上記の単結晶基板上に、p型半導体層、単結晶基板に第1電極、およびp型半導体層に第2電極をそれぞれ設けることから、耐電圧特性を向上させることができる。<単結晶基板および半導体素子>単結晶基板本発明に係る単結晶基板の実施形態の一例について、適宜、図面を参照しつつ説明する。単結晶基板1は、炭化ケイ素の単結晶により構成されている。単結晶基板1は、厚みが、例えば05μm以上50mm以下となるように設定されている。ここで単結晶基板1の厚みhは、第1主面1Aから、第1主面1Aと反対側の第2主面1Bまでの距離を指す。なお、単結晶基板1は、直径が、例えば1インチ以上10インチ以下となるように設定されている。単結晶基板1は、平面視形状が、例えば、四角形状若しくは六角形状などの多角形状、または円形状などとなるように設定することができる。後述する通り、本実施形態の単結晶基板1は、溶液法により製造されたインゴットを切りだすことによって製造したり、インゴットを単結晶基板1として用いたりすればよい。単結晶基板1は、例えば3C、4H、6H、2H、または15Rなどの結晶面を有している。本実施形態では、単結晶基板1は、厚み方向が、主に4Hの結晶面となるように構成されている。また、単結晶基板1内には、厚み方向に延びる転位またはマイクロパイプなどを有していることがある。本実施形態に係る単結晶基板1の炭化ケイ素の単結晶内には、炭素よりも原子半径の大きな材料が微量添加されている。このような微量添加物としては、例えば、イットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムなどがある。微量添加物の濃度は、キャリアの移動度に影響を与えない程度に設定すればよく、例えば1×1015cm-3以下となるように設定することができる。このように本実施形態の単結晶基板1には、炭素よりも原子半径の大きな、イットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムのうち少なくとも1つの微量添加物が含まれていることによって、単結晶基板1を構成する炭化ケイ素の単結晶の格子定数が小さくなっている。微量添加物は、炭化ケイ素の単結晶を構成する結晶格子の間に入っている場合と、結晶格子を構成する炭素およびケイ素のいずれかと置き換わっている場合とがある。このように微量添加物が炭化ケイ素の単結晶内に含まれていることによって、当該微量添加物が、周囲に存在する結晶格子を歪ませることとなる。そのため、歪んだ結晶格子は、結晶格子同士の間隔が近くなり、格子定数が小さくなる。その結果、単結晶基板1全体の格子定数を、炭化ケイ素のものよりも小さくすることができる。ここで、炭化ケイ素からなる単結晶の格子定数とバンドギャップの関係について、図2に示す。図2において、2点鎖線は微量添加物を添加していない状態の格子定数およびバンドギャップ、および点線は微量添加物を添加した状態の格子定数およびバンドギャップをそれぞれ模式的に示している。ここで、炭化ケイ素のバンドギャップは、その結晶構造によって、例えば22eV以上33eV以下となるように設定される。炭化ケイ素が4Hの結晶面によって構成されている場合には、例えば、a軸方向の格子定数が0307nm、バンドギャップが326eVとなる。本実施形態の単結晶基板1は、炭化ケイ素の単結晶に微量添加物を含んでいることによって、その周辺に位置する結晶格子の格子間隔が短くなり、格子定数が局所的に小さくなっている。局所的な格子定数の変化は、4Hの結晶においてシリコンと炭素との結晶格子の格子間隔が0307nmであることから、例えば0307nmよりも小さくなるように設定される。単結晶基板1は、局所的に格子定数が小さくなった変化領域、および格子定数がほとんど変化していない通常領域を有することとなる。その結果、単結晶基板1は、変化領域と通常領域を平均化した格子定数を有することとなる。そのため、微量添加物を含む単結晶基板1は、微量添加物を含まない炭化ケイ素の格子定数よりも、格子定数が小さくなっている。具体的に、単結晶基板1の格子定数は、例えば001nm程度小さくなる。そのため、図2に示すように、単結晶基板1は、バンドギャップが、微量添加物を含まない炭化ケイ素の単結晶よりも広くなっている。単結晶基板1の格子定数が、例えば00125nm小さくなった場合、バンドギャップは014eV程度広くなる。このようにバンドギャップを広くすることができることから、単結晶基板1の耐電圧特性を高くすることができる。ここで、単結晶基板1の電気特性とバンドギャップの関係を示す値として、バリガー指数Baligaindexがある。このバリガー指数を用いることによって、バンドギャップの変化から単結晶基板1の耐電圧特性の向上を確認することができる。なお、バリガー指数は、バンドギャップの変化の三乗に比例する値である。単結晶基板の変形例1微量添加物が、単結晶基板1を構成する単結晶の炭素またはケイ素の一部の元素と置換されていてもよい。微量添加物が単結晶基板1を構成する炭素またはケイ素の一部の元素と置換されていることによって、微量添加物を強固に固定することができる。このように微量添加物が固定されていることから、例えば500度以上の加熱などの高い熱負荷が単結晶基板1にかかった際にも、微量添加物を結晶格子内で移動しにくくすることができ、単結晶基板1の耐電圧特性の変動を抑制することができる。単結晶基板の変形例2微量添加物は、図3に示すように、第1主面1Aから当該第1主面1Aと反対側の第2主面1Bに向かうにつれて濃度が高くなっていてもよい。図3は、単結晶基板1を第1主面1Aの表面から厚み方向第2主面1Bに向かう方向の微量添加物の濃度分布を示す図である。第1主面1A付近の微量添加物の濃度と第2主面1A付近の微量添加物の濃度とは、例えば10倍以下の濃度差があるように設定することができる。単結晶基板1は、このような濃度分布を有していることから、第1主面1Aよりも第2主面1B付近に含まれている微量添加物の濃度が高くなっている。そのため、単結晶基板1の第1主面1Aに、単結晶基板1を構成する炭素およびケイ素からなる半導体層をエピタキシャル成長させる場合、第2主面1Bよりも微量添加物の濃度が低くなっていることから、格子定数のずれを抑制することができる。その結果、単結晶基板1の耐電圧特性を向上させるとともに、第1主面1Aに炭化ケイ素からなる半導体層を良好に成長させることができる。単結晶基板の変形例3単結晶基板1は、単結晶内にドーパントを含むn型半導体であってもよい。単結晶内に含まれるドーパントしては、例えば窒素等を用いることができる。このようなドーパント濃度は、例えば1×1018cm-3以上1×1020cm-3以下となるように設定することができる。後述する通り、本実施形態の炭化ケイ素からなる単結晶基板1は、溶液成長法によってイットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムのうち少なくとも1つの酸化物からなる坩堝を用いて製造してもよい。この場合、単結晶内にはp型のドーパントとして機能するアルミニウムが従来よりも少なくなっている。その結果、通常よりも少ないドーパント濃度で高品質のn型半導体の性質を呈する炭化ケイ素からなる単結晶基板1を提供することができる。半導体素子次に、図4を参照しつつ、半導体素子2の実施形態について説明する。本実施形態に係る半導体素子2は、主に、単結晶基板1、単結晶基板1上に設けられたp型半導体層3、単結晶基板1に設けられた第1電極4、およびp型半導体層3に設けられた第2電極5から構成されている。p型半導体層3は、単結晶基板1の第1主面1Aに設けられている。なお、単結晶基板1は、単結晶内にドーパントを含むことにより、n型半導体となっている。p型半導体層3は、厚みが、例えば100nm以上50μm以下となるように設定されている。p型半導体層3は、炭化ケイ素の単結晶から構成されており、例えばホウ素、アルミニウムまたはバナジウム等のドーパントが添加されている。ドーパントは、濃度が、例えば1×1018cm-3以上となるように設定されている。半導体素子2は、n型半導体の性質を呈する単結晶基板1上に、p型半導体層3が設けられていることによって、両者がpn接合されている。このような半導体素子2は、例えば高耐圧用のダイオードなどのパワーデバイスに用いることができる。本実施形態の半導体素子2は、従来よりも少ないドーパント濃度でn型半導体の性質を呈する単結晶基板1を作製することができることから、p型半導体層3との間で良好なpn接合を有することとなる。その結果、良好なダイオード特性を得ることが可能な半導体素子2を提供することができる。本実施形態では、単結晶基板1上にp型半導体層3を形成した半導体素子2について説明したが、p型半導体層3に換えてn-型半導体層を形成してもよい。このようにn-型半導体層を形成した半導体素子2は、ショットキーバリアダイオードとして用いることができる。このような半導体素子2は、単結晶基板1に、例えば1×1018cm-3以上1×1020cm-3以下の濃度のドーパントを添加したものを用いることができる。n-型半導体層は、例えば1×1016程度の濃度のドーパントを添加したものを用いることができる。この場合、単結晶基板1に含まれるn型のドーパント濃度が従来よりも小さくなっていることから、n-型半導体層を単結晶基板1上に結晶性よく成長させることができる。また、単結晶基板1に直接、第1電極4および第2電極5を形成して、ショットキーバリアダイオードとして用いてもよい。その場合、第1電極4および第2電極5は、単結晶基板1に対してオーミック接触となる材料およびショットキー接触となる材料を用いればよい。炭化ケイ素からなる単結晶基板1と接触すると、オーミック接触となる材料としては、例えばニッケルなどがある。炭化ケイ素からなる単結晶基板1と接触すると、ショットキー接触となる材料としては、例えばチタンなどがある。<単結晶基板および半導体素子の製造方法>単結晶基板の製造方法単結晶基板1の製造方法の一例について、図5を参照にしつつ説明する。単結晶基板1を構成する炭化ケイ素からなる単結晶は次のように溶液成長法によって製造することができる。炭化ケイ素からなる単結晶は、単結晶育成装置6によって製造することができる。単結晶育成装置6は、坩堝7、坩堝容器8、加熱機構9、搬送機構10、および制御部11を有して構成されている。この単結晶育成装置6では、溶液成長法を用いて単結晶の育成を行う。坩堝7は、育成する単結晶炭素またはケイ素の原料を内部で融解させる器としての機能を担っている。本実施形態では、この坩堝7の中で、単結晶の原料を融解させて、原料融液12として貯留する。また、溶液成長法を採用する本実施形態では、この坩堝7の内部で熱的平衡状態を作り出して、単結晶の育成を行う。坩堝7は、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムなどの酸化物によって構成されている。坩堝7は、このような酸化物のうち一つから形成されていてもよいし、複数の酸化物を混ぜて形成されていてもよい。また、炭素からなる坩堝の表面に、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムなど少なくとも一つの酸化物をコーティングしたものを坩堝7として用いてもよい。なお、酸化物をコーティングする坩堝の表面は、少なくとも原料融液12と接する表面を含むものである。坩堝7は、坩堝容器8の内部に配置されている。坩堝容器8は、坩堝7を保持する機能を担っている。この坩堝容器8と坩堝7との間には、加温部材13および保温材14が配置されている。この保温材14は、坩堝7の周囲を囲んでいる。保温材14は、坩堝7からの放熱を抑制し、坩堝7の温度を安定して保つことに寄与している。坩堝7は、加熱機構9で加熱した加温部材13によって、熱が加えられる。つまり、加熱機構9は、坩堝7を間接的に加熱する機能を担っている。本実施形態の加熱機構9は、電磁波によって加温部材13を加熱する電磁加熱方式を採用しており、コイル15および交流電源16を含んで構成されている。コイル15は、導体によって形成され、坩堝7の周囲を囲むように巻き回されている。交流電源16は、コイル15に交流電流を流すためのものであり、交流電流の周波数が高いものを用いることによって、坩堝7内の設定温度までの加熱時間を短縮することができる。加温部材13は、例えば、銅、白金、金、ニッケル、亜鉛などの金属材料などを用いることができる。加温部材13を用いることによって、坩堝7が上述の酸化物で構成されている場合であっても、電磁波で加温部材13を加熱して、坩堝7を良好に加熱することができる。本実施形態では、坩堝7を、次のようにして間接的に加熱している。まず、交流電源16を用いてコイル15に電流を流して、加温部材13を含む空間に電磁場を発生させる。次に、この電磁場によって、金属材料からなる加温部材13に誘導電流が流れる。加温部材13に流れた誘導電流は、電気抵抗によるジュール発熱、およびヒステリシス損失による発熱などの種々の損失によって、熱エネルギに変換される。つまり、加温部材13は、誘導電流の熱損失によって加熱される。本実施形態では、加熱機構9として電磁加熱方式を採用しているが、他の方式を用いて坩堝7を加熱してもよい。加熱機構9および加温部材13に代えて、例えば、カーボンなどの発熱抵抗体で生じた熱を伝熱する方式などの他の方式を採用することができる。この伝熱方式の加熱機構を採用する場合は、加温部材13に代えて坩堝7と保温材14との間に発熱抵抗体が配置される。坩堝7の原料融液12には、搬送機構10によって単結晶の種結晶17が供給される。つまり、搬送機構10は、原料融液12の中に種結晶を搬入する機能を担っている。この搬送機構10は、原料融液12の中から育成した単結晶を搬出する機能も担っている。搬送機構10は、引き上げ軸10a、および動力源10bを含んで構成されている。この引き上げ軸10aによって、種結晶17および育成した単結晶の搬入出が行われる。種結晶17は、引き上げ軸10aの先端に取り付けられており、この引き上げ軸10aは、動力源10bによって上下方向D1,D2に移動が制御される。本実施形態では、D1方向が物理空間上の下方向を意味し、D2方向が物理空間上の上方向を意味する。単結晶育成装置6では、加熱機構9の交流電源16と、搬送機構10の動力源10bとが制御部11に接続されて制御されている。つまり、この単結晶育成装置6は、制御部11によって、原料融液12の加熱および温度制御と、種結晶17および種結晶の搬入出とが連動して制御されている。制御部11は、中央演算処理装置、およびメモリなどの記憶装置を含んで構成されており、例えば公知のコンピュータからなる。原料融液12は、育成する単結晶を構成する元素が溶媒として溶融している。原料融液12には、この溶媒中に育成する単結晶を構成する元素が溶質として溶解している。この溶質となる元素の溶解度は、溶媒となる元素の温度が高くなるほど大きくなる。このため、高温下の溶媒に多くの溶質を溶解させた原料融液12が冷えると、熱的な平衡を境に溶質が析出する。この熱的平衡による析出を利用して、本実施形態が採用している溶液成長法では、単結晶の育成を行っている。本実施形態の加熱機構9は、種結晶17が供給されるD1方向側において析出を好適に生じさせるため、種結晶17の周囲となるD2方向側の温度がD1方向側の温度に比べて低くように加熱している。具体的には、コイル15の巻数がD1方向側に比べてD2方向側で少なくなっている。コイル15の構成をこのようにすることによって、D1方向側で生じる誘導電流を多くして、D1方向側を相対的に高温にすることができる。このような単結晶育成装置6によって、炭化ケイ素からなる単結晶のインゴット塊が製造される。単結晶のインゴット塊は、例えば、引き上げた方向と垂直な方向に切断されることによって、単結晶基板1を作製することができる。インゴットを切断する方法としては、例えば、ワイヤーソー、ダイシングソーまたはブレード刃などを用いて物理的に切断する方法などがある。本実施形態では、坩堝7が、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムなどの酸化物によって構成されている。このような酸化物からなる坩堝7は、不純物として、p型の導電性が付与される材料が含まれにくくなっている。そのため、単結晶内に含まれるp型の導電性が付与される材料の濃度が、従来の炭化の坩堝を用いて成長させた単結晶と比較して低くなっている。その結果、p型の導電性が付与される材料の濃度が低い、真性またはn型の炭化ケイ素からなる単結晶を製造することができる。すなわち、炭化ケイ素からなる単結晶内に、p型のドーパントであるアルミニウムが含まれにくくなっている。また、このようにp型の導電性が付与される材料が含まれにくい酸化物を坩堝7として用いることから、炭化ケイ素の単結晶を厚みが厚くなるように長時間にわたって成長を行なった場合でも、原料融液に含まれるp型の導電性が付与される材料の濃度を小さくすることができる。そのため、単結晶の厚膜化を容易に行なうことができ、生産性を向上させることができる。従来の溶液成長法では、炭化ケイ素からなる単結晶を製造する際に、炭素を坩堝として用いていた。炭素からなる坩堝には不純物としてアルミニウムが含まれていたため、成長させた炭化ケイ素の単結晶には、1×1014cm-3以上の濃度のアルミニウムが含まれてしまう。そのため、アルミニウムが炭化ケイ素に対してp型のドーパントとして機能し、真性またはn型の炭化ケイ素単結晶を製造することが困難であった。特に、単結晶の厚みが厚い場合、従来の単結晶の製造では、長時間の坩堝の加熱によって原料融液に含まれるアルミニウムの濃度が増えるため、単結晶の厚膜化を行なうことが難しく、生産性が低かった。一方、本実施形態では、坩堝7を構成する酸化物の構成元素であるイットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムの一部が溶けだし、原料融液12内に混入しやすくなっている。その結果、成長させた単結晶内に、イットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムなどの坩堝7を構成する元素が含まれる。そのため、このような元素が単結晶基板1に含まれていた場合には、当該単結晶基板1の耐電圧特性を向上させることができる。イットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムなどの元素を、原料融液12に加えて、結晶成長を行なってもよい。このように原料融液12に、イットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムなどの元素を加えながら結晶成長させることによって、より確実に単結晶基板1の耐電圧特性を向上させることができる。また、これらの元素の濃度を調節しながら、容易に単結晶基板1内に含まれるイットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムなどの元素の濃度を調整することができる。単結晶基板の製造方法の変形例コイル15に流す交流電流の周波数の大きさまたは交流電流の電流密度を調節することによって、単結晶基板内に含まれるイットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムなどの元素の濃度を調節してもよい。具体的には、コイル15に流す交流電流の周波数を、単結晶を引き上げるにつれて大きくすることによって、坩堝7から原料融液12内に溶けだす元素の量を増やし、単結晶内に含まれる坩堝7を構成する元素の濃度を高くしてもよい。または、イットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムなどの元素を、原料融液12に投入して、成長させる単結晶内に含まれる当該元素の濃度を調整してもよい。具体的には、単結晶を引き上げるにつれて、原料融液12に投入する元素投入元素というの投入量を増やすことによって、原料融液12内の含まれる投入元素の濃度を高くし、単結晶内に含まれる投入元素の濃度を高くしてもよい。このようにして、イットリウム、ジルコニウム、マグネシウムおよびカルシウムなどの元素の濃度を、第1主面1Aから第1主面1Aと反対側の第2主面1Bに向かうにつれて高くなった単結晶基板1を製造することができる。半導体素子の製造方法次に、半導体素子2の製造方法の一実施形態について以下説明をする。半導体素子2は、図4に示す通り、単結晶基板1、p型半導体層3、第1電極4、および第2電極5から主に構成されている。p型半導体層3は、単結晶基板1の第1主面1A上に、結晶成長させることにより設けられる。p型半導体層3を成長させる方法としては、例えば分子線エピタキシー法、ハイドライド気相成長法またはパルスレーザデポジション法などを用いることができる。なお、導電型を半導体に付与する際には、光半導体層3を結晶成長させながら添加物を混ぜればよい。次に、第1電極4および第2電極5をそれぞれ形成する。第1電極4および第2電極5を形成する方法としては、例えば金属を用いる場合は、スパッタリング法または蒸着法などを用いることができる。なお、第1電極4および第2電極5となる金属を積層した後、アニールを行なうことによってそれぞれオーミック接触させてもよい。このようにして、半導体素子2を製造することができる。従来の半導体素子は、上述した通り、単結晶内にアルミニウムが含まれてしまい、ドーパントの添加量を抑制してn型の導電型が付与された単結晶基板を製造することが困難だったこと。そのため、例えば、多量のドーパントが添加されたn型の単結晶基板上に、p型半導体層を結晶成長させた場合、両者の格子定数がずれてしまい、結晶性の良いp型半導体層を形成できず、ダイオード特性を向上させることが難しかった。本実施形態の半導体素子2は、炭化ケイ素の単結晶内のアルミニウムが、例えば1×1014cm-3よりも低くなるように設定された、n型の単結晶基板1上にp型半導体層3を結晶成長させる。そのため、p型半導体層3の結晶性を向上させることができるとともに、単結晶基板1とp型半導体層3との格子定数が近いことから、両者の界面付近に良好なpn接合面を形成することができる。その結果、従来よりもダイオード特性を向上させることが可能な半導体素子を提供することができる。本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。"