CN105264653A - 晶片载体和使用该晶片载体的外延生长装置 - Google Patents

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Abstract

提供晶片载体和使用该晶片载体的外延生长装置，能够不容易从与主轴结合的结合部即结合孔产生颗粒，并且即使产生颗粒也不容易扩散且能够容易地去除。晶片载体具有：上表面，其具有用于保持晶片的一个以上的腔室；下表面，其在中心具有结合孔，该结合孔用于以能够取下的方式插入旋转主轴的上端；以及外周部，其连接该上表面和该下表面，其中，所述结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面构成，具有贯通孔。

Description

晶片载体和使用该晶片载体的外延生长装置
技术领域
本发明涉及用于在晶片等的基板上使外延膜生长的晶片载体和使用该晶片载体的外延生长装置。
背景技术
在半导体产业中，作为得到品质优良的单晶晶片的方法，已知有外延生长法。半导体产业中所使用的气相外延生长是指，在CVD装置内的晶片载体上载置单晶晶片并供给原料气体，在单晶晶片的表面上堆积气相中的成分。
在专利文献1中记载了能够实现反应器循环(reactorcycle)的降低、构成部件的低成本和长寿命、高精度的温度控制的在晶片上蒸镀外延层的外延生长装置(反应器)。在专利文献1的外延生长装置中，晶片载体在安装位置L与蒸镀位置D之间移动。在蒸镀位置处，晶片载体能够在不需要中间基座的情况下以能够取下的方式安装于旋转式主轴的上端。专利文献1的反应器能够处理单一晶片或同时处理多个晶片。
具体而言，记载了以下内容。
通过将主轴的上端插入晶片载体的凹部，能够在主轴壁与凹部壁之间形成摩擦接合，不需要单独的保持单元就能够实现基于主轴的晶片载体的旋转。其结果，在蒸镀的过程中，主轴旋转，并使晶片载体和放置于腔室的晶片旋转。仅通过摩擦来保持主轴的上的晶片载体，由此，晶片载体-主轴的组装的机械惯性最小，其结果是主轴的变形减少。在主轴突然停止，作用于晶片载体的惯性力超过主轴的上端间的摩擦力的情况下，晶片载体独立于主轴而旋转，使主轴的变形减小。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2004-525056号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在所述记载的外延生长装置中，主轴和晶片载体通过摩擦接合而结合。因此，主轴与晶片载体之间的接合并不可靠，特别是在旋转开始时、停止时在主轴与晶片载体之间产生滑动，由于磨损而产生颗粒。
此外，示出了所述记载的外延生长装置的晶片载体由石墨(graphite)或钼制作的例子。然而，这些材料存在以下问题。石墨在a轴方向上通过共享结合形成碳原子的六角网面，在c轴方向上通过范德华力形成层叠的结晶构造。因此，石墨是在c轴方向上容易剥离且容易磨损的材料。磨损后的石墨成为颗粒而容易残留在凹部(结合孔)。此外，产生的石墨的颗粒容易落下而使装置内污染。钼是密度为10.28g/cm3、融点为2896K的金属。相对于石墨的密度而具有5倍以上的密度，因此对主轴的负担较大且旋转力矩较大，从而容易因摩擦而产生颗粒。
鉴于上述的课题，本发明的目的在于，提供一种晶片载体和使用该晶片载体的外延生长装置，不容易从与主轴的结合部即结合孔产生颗粒，并且即便产生颗粒也不容易扩散，从而能够容易地去除颗粒。
用于解决问题的手段
(1)为了解决所述课题，本发明的晶片载体由基材和陶瓷覆膜构成，该基材由石墨构成，且具有：上表面，其具有用于保持晶片的一个以上的腔室；下表面，其在中心具有结合孔，该结合孔用于以能够取下的方式插入旋转主轴的上端；以及外周部，其连接所述上表面和所述下表面，该陶瓷覆膜至少覆盖所述上表面、所述下表面和所述外周部，其中，所述结合孔是由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面构成的贯通孔。
根据本发明的晶片载体，结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面构成，因此，在结合孔内部难以形成颗粒容易附着的角部，即使在结合孔内部产生颗粒，也能够容易地去除。
(2)为了解决所述课题，本发明的晶片载体由基材和陶瓷覆膜构成，该基材由石墨构成，且具有：上表面，其具有用于保持晶片的一个以上的腔室；下表面，其在中心具有结合孔，该结合孔用于以能够取下的方式插入旋转主轴的上端；以及外周部，其连接所述上表面和所述下表面，该陶瓷覆膜至少覆盖所述上表面、所述下表面和所述外周部，其中，所述结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面，以及中央部比与所述壁面之间的边界深的底面构成。
根据本发明的晶片载体，结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面，以及中央部比与所述壁面之间的边界深的底面构成，因此，在结合孔内部不容易形成颗粒容易附着的角部，即使在结合孔内部产生颗粒，也能够容易地去除。
进而，本发明的晶片载体期望如下的方式。
(3)所述底面具有从与所述壁面之间的边界延伸的锥面。
当在底面具有从与壁面之间的边界延伸的锥面时，能够使由壁面和底面形成的角部进一步缓和。因此，能够使颗粒难以附着于角部部分。
(4)所述底面是从与所述壁面之间的边界延伸的圆顶状的面。
当底面是从与壁面之间的边界延伸的圆顶状的面时，能够使由壁面和底面形成的角部进一步缓和。因此，能够使颗粒难以附着于角部部分。
(5)所述壁面被所述陶瓷覆膜覆盖。
当所述壁面被所述陶瓷覆膜覆盖时，能够不容易通过与旋转主轴的摩擦而产生碳的颗粒。
(6)所述陶瓷覆膜是碳化硅。
当所述陶瓷覆膜是碳化硅时，由于是较硬的陶瓷覆膜，因此能够减少摩擦引起的磨损，能够进一步减少颗粒的产生量。此外，碳化硅具有导电性，因此不容易带电，能够使通过摩擦而产生的颗粒难以附着，能够容易地去除颗粒。
(7)由石墨构成的所述基材构成为一体。
由于由石墨构成的基材如金属那样具有低的固有电阻，因此，通过构成为一体，促进电荷移动并使电荷逃逸到外部，由此，能够防止颗粒的附着，并能够容易地去除暂时附着的颗粒。此外，在覆盖晶片载体的表面的陶瓷覆膜是具有导电性的碳化硅等的情况下，能够进一步发挥该效果。
(8)在所述外周部形成有具有朝向下侧的保持面的凸缘，所述陶瓷覆膜形成为，所述保持面处的厚度比所述上表面处的厚度薄。
为了防止原料气体对石墨的基材的腐蚀，将晶片载体的上表面的陶瓷覆膜设为较厚是重要的，但是，保持面并非被供给原料气体的区域，因此将保持面的陶瓷覆膜设为较厚的必要性较小。因此，通过在凸缘的保持面上较薄地形成固有电阻比石墨的基材高的陶瓷覆膜，能够在使用搬送夹具进行搬送时使电荷通过搬送夹具逃逸。因此，通过使在保持面上形成的陶瓷覆膜形成为比所述上表面的陶瓷覆膜薄，能够发挥带电防止效果。
(9)为了解决所述课题，本发明的外延生长装置具有：所述记载的晶片载体；在上端具有开口部的旋转主轴；对所述晶片载体进行加热的加热单元；以及在所述晶片载体的上方配置的原料气体的供给单元，所述开口部与吸引气体的吸引机构连接。
在本发明的外延生长装置中，通过使旋转主轴的开口部与吸引机构连接，能够在旋转主轴和晶片载体所形成的空间中蓄积的颗粒扩散到外延生长装置内部之前清除该颗粒。
发明的效果
根据本发明的晶片载体，结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面构成，因此，在结合孔内部难以形成颗粒容易附着的角部，即使在结合孔内部产生颗粒，也能够容易地去除。
此外，根据本发明的晶片载体，结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面，以及中央部比与所述壁面之间的边界深的底面构成，因此，在结合孔内部不容易形成颗粒容易附着的角部，即使在结合孔内部产生颗粒，也能够容易地去除。
此外，在本发明的晶片载体中，通过使旋转主轴的开口部与吸引机构连接，能够在旋转主轴和晶片载体所形成的空间中蓄积的颗粒扩散到外延生长装置内部之前，从装置内清除该颗粒。
附图说明
图1是外延生长装置的一例的剖视图。
图2是晶片载体的一例的立体图。
图3是示出图2的晶片载体的上表面的腔室的俯视图，(a)是实施方式1和实施方式2的腔室，(b)～(d)是其变形例。
图4是晶片载体的外周部的剖视图，(a)是实施方式1的晶片载体，(b)～(d)是其变形例。
图5是与晶片载体的结合孔相关的剖视图，(a)是本发明的实施方式1的晶片载体，(b)～(c)是其变形例。
图6是向实施方式1的晶片载体的变形例的结合孔插入销的剖视图。
图7是与晶片载体的结合孔相关的剖视图，(a)是实施方式2的晶片载体，(b)～(c)是其变形例。
图8是与实施方式2的晶片载体的陶瓷覆膜相关的剖视图，(a)是在上表面、下表面以及外周部具有陶瓷覆膜的晶片载体，(b)是还在结合孔的锥状的壁面上具有陶瓷覆膜的晶片载体。
图9是实施方式2的晶片载体的变形例，是晶片载体的上表面的中央突起、且结合孔的底面比晶片载体的上表面的载置晶片的面更靠上方的晶片载体。
图10是实施方式2的晶片载体的变形例，(a)是结合孔的开口部突出、且比晶片载体的下表面更靠下方的晶片载体，(b)是结合孔的开口部凹陷、且比晶片载体的下表面更靠上方的晶片载体。
图11是本发明的外延生长装置的剖视图。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式进行说明。
晶片载体在外延生长装置内被使用。图1示出外延生长装置的一例。外延生长装置100在内部具有载置晶片的晶片载体10，在晶片载体10的下方具有加热单元40。在旋转主轴20的上端具有晶片载体10。通过将原料气体导入外延生长装置内，从而在晶片上形成覆膜。图2是在图1的外延生长装置中所使用的晶片载体的立体图。
在实施方式1中，对结合孔5是贯通孔的晶片载体进行说明，在实施方式2中，对结合孔5是有底孔的晶片载体进行说明。在没有特别限定的情况下，能够应用于实施方式1和实施方式2双方。
实施方式1是权利要求1涉及的晶片载体，实施方式2是权利要求2涉及的晶片载体。此外，实施方式1和实施方式2分别具有变形例，适当进行说明。
在本说明书中，晶片载体的上下方向与被安装在外延生长装置上时的上下方向一致。即，形成有用于载置晶片的腔室的一侧为上方向，相反地形成有用于安装旋转主轴的结合孔的一侧为下方向。
本发明的实施方式1的晶片载体由基材1和陶瓷覆膜2构成，该基材1由石墨构成，且具有：上表面6，其具有用于保持晶片的一个以上的腔室6a；下表面7，其在中心具有结合孔5，该结合孔5用于以能够取下的方式插入旋转主轴20的上端；以及外周部4，其与所述上表面6和所述下表面7连接，该陶瓷覆膜2至少覆盖所述上表面、所述下表面和所述外周部，其中，所述结合孔5是由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面5a构成的贯通孔。
本实施方式的晶片载体10直接安装在旋转主轴20上。
本实施方式的晶片载体在晶片载体10的下表面的中心具有与旋转主轴20结合的结合孔5，以能够从外延生长装置100的外部通过自动加载器等进行搬送并容易地进行安装和取下。
本实施方式的晶片载体在上表面6具有用于载置晶片的腔室6a。腔室的形状、数量没有特别限定。腔室的形状例如与晶片的形状对应，除了圆形的腔室(参照图3(a))以外，作为变形例，还可以举出如下的腔室：为了在取出晶片时容易地将刮勺(spatula)从侧面插入而将大圆和小方形组合而成的腔室(参照图3(b))；将大圆和1个小圆组合而成的腔室(参照图3(c))；以及将大圆和2个小圆组合而成的腔室(参照图3(d))等，腔室的形状不做特别限定。
本实施方式的晶片载体由上表面6、下表面7、以及与上表面和下表面连接的外周部4构成。本发明的晶片载体10中，优选的是，除了用于载置晶片的腔室以外的部分是绕垂直于上表面和下表面的中心轴旋转对称的圆盘。换言之，本实施方式的晶片载体是如下形状：在构成为绕垂直于上表面和下表面的中心轴旋转对称的圆盘的上表面侧，形成有用于载置晶片的腔室。
本实施方式的晶片载体10的外周部4的形状没有特别限定。例如，关于外周部的形状，可举出垂直地连接上表面和下表面的圆筒的侧面(参照图4(a))、包含中心轴的剖视图为平滑地连接上表面和下表面的圆弧的曲面(参照图4(d))、形成有具有朝向下侧的保持面的凸缘(flange)的形状(图4(b)参照)、具有凸边(鍔)的形状(参照图4(c))等。其中，优选在中部也形成有具有朝向下侧的保持面的凸缘的形状。
当在本实施方式的晶片载体上形成有具有朝向下侧的保持面的凸缘时，能够使用如下的自动加载器容易地在外延生长装置中搬入和搬出晶片载体，其中，该自动加载器在前端具有用于搬送的保持器具的间隔大于下表面的直径且小于凸缘的直径的搬送夹具。
本实施方式的晶片载体10在下表面的中心具有结合孔5，该结合孔5用于以能够取下的方式插入旋转主轴20的上端。换言之，在构成晶片载体的圆盘的中心轴部分处形成有结合孔5。
本实施方式的晶片载体的结合孔5具有从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面5a。本实施方式的晶片载体的结合孔5是具有锥状的壁面的孔，因此，通过与对应的具有锥状的突起的旋转主轴20结合，能够形成适度的摩擦接合。因此，不需要单独的保持单元，就能够从旋转主轴20向晶片载体10传递旋转力，能够容易地安装和取下。
本实施方式的晶片载体10具有由石墨构成的基材1，以及覆盖上表面、下表面和外周部的陶瓷覆膜2。在本实施方式的晶片载体10中，基材1由石墨构成，因此，与钼等耐热性的金属相比，能够减轻重量且减小旋转力矩。因此，能够减小对结合孔5的负荷和扭矩。由此，能够减小对结合孔5的壁面5a的摩擦力，能够减小所产生的颗粒的量。
本实施方式的晶片载体10具有覆盖上表面、下表面和外周部的陶瓷覆膜2，因此，即使在使用了外延生长中所使用的氨、氢、有机金属等的情况下，也能够抑制原料气体对石墨的腐蚀。
实施方式1的晶片载体10的结合孔5是贯通孔。例如从上方对由于磨损而产生的颗粒吹送空气，以使其通过贯通孔，从而能够容易地去除该颗粒。此外，颗粒的去除的方法不限于吹送空气，由于是贯通孔，因此，通过用刷子、布等进行擦拭能够容易地进行去除。此外，实施方式1的晶片载体的结合孔是单一的锥面，以不形成容易蓄积颗粒的角部。(参照图5(a))作为其他变形例，例如可举出连续倾斜变化的曲面(参照图5(b))、缓和的倾斜角度的锥面(参照图5(c))等。无论哪种情况，结合孔都是贯通孔。此外，由于本发明的晶片载体的结合孔是贯通孔，因此，上表面侧开口。为了不使原料气体从开口侵入结合孔内部，也可以插入并使用销8(参照图6)。销8的材质没有特别限定，但是，优选与晶片载体10是相同的材料。当与晶片载体10是相同的材料时，热膨胀的动作相同，因此，在使用后不容易难以拔出或在使用中产生隙间从而导致振动等。销8能够在每次使用时洗净而重新利用。此外，也可以在每次使用时更换销8。
本实施方式的晶片载体10优选锥状的壁面5a被陶瓷覆膜2覆盖。图8(a)是结合孔的锥状的壁面未被陶瓷覆膜而使石墨露出的晶片载体。图8(b)是结合孔的锥状的壁面被陶瓷覆膜覆盖的晶片载体。另外，图8虽然不具有贯通孔，但是也能够同样应用于具有贯通孔的本实施方式。
本实施方式的晶片载体10的基材所使用的石墨在a轴方向上通过共享结合而形成碳原子的六角网面，在c轴方向上通过范德华力形成层叠的结晶构造。因此，石墨是在c轴方向上容易剥离且柔软的材料。
本实施方式的晶片载体10的锥状的壁面5a被所述陶瓷覆膜2覆盖，因此，能够通过陶瓷覆膜使石墨不易磨损。
本实施方式的晶片载体10使用轻量的石墨作为基材，锥状的壁面5a还被所述陶瓷覆膜2覆盖，因此，能够降低旋转主轴与晶片载体之间产生的摩擦力导致的磨损，能够降低由于磨损而产生的颗粒。
作为本实施方式的晶片载体的陶瓷覆膜2，可举出热分解碳覆膜、碳化硅覆膜等。这些陶瓷覆膜的形成方法没有特别限定，例如能够通过CVD法来形成。其中，碳化硅覆膜较硬且具有导电性，因此，如果用作覆盖锥状的壁面的陶瓷覆膜则存在如下的特征：由于是较硬的覆膜，因此，不容易由于与旋转主轴之间的摩擦力而产生磨损。进而，由于通过具有导电性的碳化硅覆膜覆盖固有电阻较低的石墨的表面，因此，不容易带电，且能够使摩擦产生的颗粒难以附着，能够容易地去除颗粒。
此外，覆盖本实施方式的晶片载体的锥状的壁面的碳化硅覆膜优选是β型。β型的碳化硅覆膜例如能够通过1100～1400℃的CVD法进行成膜来得到。β型的碳化硅的硬度为3000～4000Hv，因此能够适合利用。覆盖晶片载体的锥状的壁面的碳化硅覆膜的期望的表面粗糙度(Ra)是0.1～5μm。表面粗糙度(Ra)为0.1μm以上时，得到足够的摩擦力，因此，能够有效地将来自旋转主轴的旋转力传递到晶片载体。表面粗糙度(Ra)为5μm以下时，对旋转主轴进行研磨的能力不充分，因此能够减少颗粒的产生。通过CVD法得到的碳化硅与一般的烧结法的碳化硅相比，由于不使用烧结助剂，因此是高纯度。通过CVD法得到的β型的碳化硅覆膜具有导电性，因此，能够防止晶片载体的带电并防止颗粒的附着，进而，还能够容易地去除暂时附着的颗粒。此外，在向晶片载体插入旋转主轴并进行旋转的过程中由于摩擦而产生的颗粒大多数被蓄积在由旋转主轴和晶片载体形成的空间中。另外，碳化硅覆膜的期望的固有电阻是0.01～1Ωcm。如果为1Ωcm以下，则能够容易地使带电的晶片载体表面的电荷逃逸，能够使产生的颗粒难以附着。另外，通过参杂杂质能够容易地调整碳化硅的固有电阻。
本实施方式的晶片载体10的结合孔的锥状的壁面具有导电性，因此，能够使电荷通过旋转主轴20逃逸，能够容易地使产生的颗粒落下。在旋转主轴20为金属等导电体的情况下，电荷容易逃逸，而为有效。
本实施方式的晶片载体10优选石墨的基材构成为一体(monolithic)。石墨的基材如金属那样具有较低的固有电阻，因此，通过构成为一体，能够促进电荷移动并使电荷容易地逃逸到外部，能够防止颗粒的附着，并能够容易地去除暂时附着地颗粒。此外，在覆盖晶片载体10的表面的陶瓷覆膜2是具有导电性的碳化硅等的情况下，能够进一步维持该效果。
优选的是，本实施方式的晶片载体10在外周部4形成有具有朝向下侧的保持面的凸缘，陶瓷覆膜形成为，保持面处的厚度比上表面处的厚度薄。为了防止原料气体对石墨的基材的腐蚀，将晶片载体10的上表面的陶瓷覆膜2设为较厚是重要的，但是，由于原料气体不容易来到朝向下侧的保持面4b，因此，在保持面4b保护石墨的基材的必要性较小。因此，即使是固有电阻比石墨的基材高的陶瓷覆膜，通过较薄地覆盖凸缘的保持面，也能够在使用导电性的搬送夹具进行搬送时使电荷通过搬送夹具逃逸。因此，通过使保持面上形成的陶瓷覆膜形成为比所述上表面的陶瓷覆膜薄，能够发挥这样的效果。
接着，对本实施方式的外延生长装置进行说明。
本实施方式的外延生长装置100能够通过使用在上端具有开口部的旋转主轴20，捕集由于晶片载体10与旋转主轴20之间的摩擦而产生的颗粒。当使用在上端具有开口部的旋转主轴时，通过对开口部内部进行清扫能够容易地去除产生的颗粒。在上端具有开口部的旋转主轴20没有特别限定。旋转主轴可以是开口部较浅且仅在上端形成开口部的棒状的旋转主轴，也可以是开口部较深的管状的旋转主轴。
本发明的外延生长装置的旋转主轴20还具有从上端的开口部吸引气体的吸引机构30。通过具有吸引机构，能够在旋转主轴和晶片载体所形成的空间中蓄积的颗粒扩散到外延生长装置内部之前清除该颗粒。
接着，对实施方式2的晶片载体进行说明。
本发明的实施方式2的晶片载体由基材和陶瓷覆膜构成，该基材由石墨构成，且具有：上表面6，其具有用于保持晶片的一个以上的腔室6a；下表面7，其在中心具有结合孔5，该结合孔5用于以能够取下的方式插入旋转主轴的上端；以及外周部4，其与所述上表面和所述下表面连接，该陶瓷覆膜至少覆盖所述上表面、所述下表面和所述外周部，其中，所述结合孔5由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面，以及中央部比与所述壁面之间的边界深的底面构成。
本实施方式的晶片载体10直接安装在旋转主轴20上。
本实施方式的晶片载体10在晶片载体10的下表面的中心具有与旋转主轴20结合的结合孔5，以能够从外延生长装置100的外部通过自动加载器等进行搬送并容易地进行安装和取下。
本实施方式的晶片载体10在上表面具有用于载置晶片的腔室6a。腔室的形状、数量没有特别限定。腔室的形状例如与晶片的形状对应，除了圆形的腔室(参照图3(a))以外，作为变形例，还可以举出如下的腔室：为了在取出晶片时容易地将刮勺(spatula)从侧面插入而将大圆和小方形组合而成的腔室(参照图3(b))；将大圆和1个小圆组合而成的腔室(参照图3(c))；以及将大圆和2个小圆组合而成的腔室(参照图3(d))等，腔室的形状不做特别限定。
本实施方式的晶片载体10由上表面6、下表面7、以及与上表面和下表面连接的外周部4构成。本实施方式的晶片载体10中，优选的是，除了用于载置晶片的腔室以外的部分是绕垂直于上表面和下表面的中心轴旋转对称的圆盘。换言之，本实施方式的晶片载体是如下形状：在构成为绕垂直于上表面和下表面的中心轴旋转对称的圆盘的上表面侧，形成有用于载置晶片的腔室。
本实施方式的晶片载体10的外周部4的形状没有特别限定。例如，关于外周部4的形状，可举出垂直地连接上表面和下表面的圆筒的侧面(参照图4(a))、包含中心轴的剖视图为平滑地连接上表面和下表面的圆弧的曲面(参照图4(d))、形成有具有朝向下侧的保持面的凸缘的形状(图4(b)参照)、具有凸边的形状(参照图4(c))等。其中，优选在中部也形成有具有朝向下侧的保持面的凸缘。另外，图4的晶片载体具有贯通孔作为结合孔，但是，也能够同样应用于非贯通孔的实施方式2。
当在本实施方式的晶片载体上形成有具有朝向下侧的保持面的凸缘时，能够使用如下的自动加载器容易地在外延生长装置中搬入和搬出晶片载体，其中，该自动加载器在前端具有搬送装置的保持器具的间隔大于下表面的直径且小于凸缘的直径的搬送夹具。
本实施方式的晶片载体10在下表面的中心具有结合孔5，该结合孔5用于以能够取下的方式插入旋转主轴20的上端。换言之，在构成晶片载体的圆盘的中心轴部分处形成有结合孔。
本实施方式的晶片载体的结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面，以及中央部比与所述壁面之间的边界深的底面构成。本实施方式的晶片载体10的结合孔5是具有锥状的壁面5a的孔，因此，通过与具有锥状的突起的旋转主轴20结合，能够形成适度的摩擦接合。因此，不需要单独的保持单元，就能够从旋转主轴向晶片载体传递旋转力，能够容易地安装和取下。
本实施方式的晶片载体10具有由石墨构成的基材1，以及覆盖上表面6、下表面7和外周部4的陶瓷覆膜2。在本实施方式的晶片载体10中，基材由石墨构成，因此，与钼等耐热性的金属相比，能够减轻重量且减小旋转力矩。因此，能够减小对结合孔的负荷和扭矩。由此，能够减小对结合孔的壁面的摩擦力，能够减小所产生的颗粒的量。
本实施方式的晶片载体10具有覆盖上表面6、下表面7和外周部4的陶瓷覆膜2，因此，即使在使用了外延生长中所使用的氨、氢、有机金属等的情况下，也能够抑制原料气体对石墨的腐蚀。
本实施方式的晶片载体的结合孔5的底面5b的中央部比与壁面之间的边界深。中央部比与壁面5a之间的边界深是表示，相比于与结合孔的形状为锥状的壁面连接的部分，与中心轴之间的交点较深。优选的是，结合孔5的深度伴随从锥状的壁面5a朝向与中心轴之间的交点而逐渐变深。作为这样的形状，可举出底面具有从与壁面之间的边界延伸的锥面的情况(参照图7(b)、图7(c)))、底面是从与壁面之间的边界延伸的圆顶状的面的情况(图7(a)参照)等。
本实施方式的晶片载体10不限于这样的形状，例如，作为变形例，能够利用如下的晶片载体：晶片载体的上表面的中央突起，结合孔的底面比晶片载体的上表面的载置晶片的面更靠上方的晶片载体(参照图9)；结合孔的开口部突出且比晶片载体的下表面更靠下方的晶片载体(参照图10(a))；以及结合孔的开口部凹陷且比晶片载体的下表面更靠上的晶片载体(参照图10(a))等。
本实施方式的晶片载体10的结合孔5的底面具有从与壁面5a之间的边界延伸的锥面，或者是从与壁面之间的边界延伸的圆顶状的面，由此，能够消除容易使由磨损产生的颗粒附着的角部部分。例如通过对附着的颗粒吹送空气能够容易地去除颗粒。此外，颗粒的去除的方法不限于吹送空气，通过用刷子、布等进行擦拭能够容易地进行去除。
本实施方式的晶片载体10优选锥状的壁面5a被陶瓷覆膜2覆盖。图8(a)是结合孔的锥状的壁面未被陶瓷覆膜而使石墨露出的晶片载体。图8(b)是结合孔的锥状的壁面被陶瓷覆膜覆盖的晶片载体。
本实施方式的晶片载体10的基材所使用的石墨在a轴方向上通过共享结合而形成碳原子的六角网面，在c轴方向上通过范德华力形成层叠的结晶构造。因此，石墨是在c轴方向上容易剥离且柔软的材料。
本实施方式的晶片载体的锥状的壁面被所述陶瓷覆膜覆盖，由此，能够通过陶瓷覆膜使石墨不易磨损。
本实施方式的晶片载体10使用轻量的石墨作为基材，锥状的壁面5a还被所述陶瓷覆膜2覆盖，由此，能够降低旋转主轴20与晶片载体10之间产生的摩擦力导致的磨损，能够降低由于磨损而产生的颗粒。
作为本实施方式的晶片载体10的陶瓷覆膜2，可举出热分解碳覆膜、碳化硅覆膜等。这些陶瓷覆膜的形成方法没有特别限定，例如能够通过CVD法来形成。其中，碳化硅覆膜较硬且具有导电性，因此，如果用作覆盖锥状的壁面的陶瓷覆膜则存在如下的特征：由于是较硬的覆膜，因此，不容易由于与旋转主轴之间的摩擦力而产生磨损。进而，由于通过具有导电性的碳化硅覆膜覆盖固有电阻较低的石墨的表面，因此，不容易带电，且能够使摩擦产生的颗粒难以附着，能够容易地去除颗粒。
此外，覆盖本实施方式的晶片载体10的锥状的壁面5a的碳化硅覆膜优选是β型。β型的碳化硅覆膜例如能够通过1100～1400℃的CVD法进行成膜来得到。β型的碳化硅的硬度为3000～4000Hv，因此能够适合利用。覆盖晶片载体的锥状的壁面的碳化硅覆膜的期望的表面粗糙度(Ra)是0.1～5μm。表面粗糙度(Ra)为0.1μm以上时，得到足够的摩擦力，因此，能够有效地将来自旋转主轴的旋转力传递到晶片载体。表面粗糙度(Ra)为5μm以下时，对旋转主轴进行研磨的能力不充分，因此能够减少颗粒的产生。通过CVD法得到的碳化硅与一般的烧结法的碳化硅相比，由于不使用烧结助剂，因此是高纯度。通过CVD法得到的β型的碳化硅覆膜具有导电性，因此，能够防止晶片载体的带电并防止颗粒的附着，进而，还能够容易地去除暂时附着的颗粒。此外，在向晶片载体插入旋转主轴并进行旋转的过程中由于摩擦而产生的颗粒大多数被蓄积在由旋转主轴和晶片载体形成的空间中。另外，碳化硅覆膜的期望的固有电阻是0.01～1Ωcm。如果为1Ωcm以下，则能够容易地使带电的晶片载体表面的电荷逃逸，能够使产生的颗粒难以附着。另外，通过参杂杂质能够容易地调整碳化硅的固有电阻。
本实施方式的晶片载体的结合孔5的锥状的壁面5a具有导电性，由此，能够使电荷通过旋转主轴20逃逸，能够容易地使产生的颗粒落下。在旋转主轴20为金属等导电体的情况下，电荷容易逃逸，而更为有效。
本实施方式的晶片载体优选石墨的基材构成为一体(monolithic)。石墨的基材如金属那样具有较低的固有电阻，因此，通过构成为一体，能够促进电荷移动并使电荷容易地逃逸到外部，能够防止颗粒的附着，并能够容易地去除暂时附着地颗粒。此外，在覆盖晶片载体的表面的陶瓷覆膜是具有导电性的碳化硅等的情况下，能够进一步维持该效果。
本实施方式的晶片载体10在外周部4形成有具有朝向下侧的保持面4b的凸缘4a，陶瓷覆膜优选形成为，保持面处的厚度比上表面处的厚度薄。为了防止原料气体对石墨的基材的腐蚀，将晶片载体10的上表面的陶瓷覆膜2设为较厚是重要的，但是，由于原料气体不容易来到朝向下侧的保持面，由此，在保持面保护石墨的基材的必要性较小。因此，即使是固有电阻比石墨的基材高的陶瓷覆膜，通过较薄地覆盖凸缘的保持面4b，也能够在使用导电性的搬送夹具进行搬送时使电荷通过搬送夹具逃逸。因此，通过使保持面上形成的陶瓷覆膜形成为比所述上表面的陶瓷覆膜薄，能够发挥这样的效果。
接着，对本实施方式的外延生长装置100进行说明。图11是本实施方式的外延生长装置的剖视图。
本实施方式的外延生长装置100能够通过使用在上端具有开口部的旋转主轴20，捕集由于晶片载体10与旋转主轴20之间的摩擦而产生的颗粒。当使用在上端具有开口部的旋转主轴20时，通过对开口部内部进行清扫能够容易地去除产生的颗粒。
在本实施方式的外延生长装置所使用的晶片载体10中，结合孔的底面具有从与壁面之间的边界延伸的锥面，或者是从与壁面之间的边界延伸的圆顶状的面，由此，能够消除容易使由磨损产生的颗粒附着的角部部分。此外，晶片载体通过旋转主轴而高速旋转，因此，由于磨损而产生的颗粒通过离心力而集中在底部的周边部(与壁面之间的边界)。由于结合孔5中没有容易附着颗粒的角部部分，集中在周边部的颗粒大多落下而集中在旋转主轴20的开口部。进而，当具有导电性的碳化硅覆膜覆盖固有电阻较低的石墨的表面时，能够不容易带电。因此，能够使所产生的颗粒容易地落下至旋转主轴20的开口部，从而不容易在外延生长装置100内飞散。
上端具有开口部的旋转主轴20没有特别限定。可以是开口部较浅且仅在上端形成开口部的棒状的旋转主轴，也可以是开口部较深的管状的旋转主轴。
本发明的外延生长装置100的旋转主轴20还具有从上端的开口部吸引气体的吸引机构30。通过具有吸引机构，能够在旋转主轴和晶片载体所形成的空间中蓄积的颗粒扩散到外延生长装置内部之前清除该颗粒。
这样，通过组合本实施方式的晶片载体和外延生长装置，能够提供产生较少颗粒的外延生长装置。
标号说明
1：基材
2：陶瓷覆膜
4：外周部
4a：凸缘
4b：保持面
5：结合孔
5a：壁面
5b：底面
6：上表面
6a：腔室
7：下表面
8：销
10：晶片载体
20：旋转主轴
30：吸引机构
40：加热单元
50：原料气体的供给单元
100：外延生长装置。

Claims (9)

1.一种晶片载体，其由基材和陶瓷覆膜构成，该基材由石墨构成，且具有：上表面，其具有用于保持晶片的一个以上的腔室；下表面，其在中心具有结合孔，该结合孔用于以能够取下的方式插入旋转主轴的上端；以及外周部，其连接所述上表面和所述下表面，该陶瓷覆膜至少覆盖所述上表面、所述下表面和所述外周部，其特征在于，
所述结合孔是由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面构成的贯通孔。
2.一种晶片载体，其由基材和陶瓷覆膜构成，该基材由石墨构成，且具有：上表面，其具有用于保持晶片的一个以上的腔室；下表面，其在中心具有结合孔，该结合孔用于以能够取下的方式插入旋转主轴的上端；以及外周部，其连接所述上表面和所述下表面，该陶瓷覆膜至少覆盖所述上表面、所述下表面和所述外周部，其特征在于，
所述结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面、以及中央部比与所述壁面之间的边界深的底面构成。
3.根据权利要求2所述的晶片载体，其特征在于，
所述底面具有从与所述壁面之间的边界延伸的锥面。
4.根据权利要求2所述的晶片载体，其特征在于，
所述底面是从与所述壁面之间的边界延伸的圆顶状的面。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的晶片载体，其特征在于，
所述壁面被所述陶瓷覆膜覆盖。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的晶片载体，其特征在于，
所述陶瓷覆膜是碳化硅。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的晶片载体，其特征在于，
由所述石墨构成的基材构成为一体。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的晶片载体，其特征在于，
在所述外周部形成有具有朝向下侧的保持面的凸缘，
所述陶瓷覆膜形成为，所述保持面处的厚度比所述上表面处的厚度薄。
9.一种外延生长装置，其特征在于，该外延生长装置具有：
权利要求1至8中的任意一项所述的晶片载体；
在上端具有开口部的旋转主轴；
对所述晶片载体进行加热的加热单元；以及
在所述晶片载体的上方配置的原料气体的供给单元，
所述开口部与吸引气体的吸引机构连接。
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