JP2000303178A - Thin film forming device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に複数の薄
膜層を形成するための薄膜形成装置に係り、特にロール
・トゥ・ロール方式を用いた薄膜形成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film forming apparatus for forming a plurality of thin film layers on a substrate, and more particularly to a thin film forming apparatus using a roll-to-roll method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ｐ，ｉ，ｎ型の各非晶質半導体薄膜層を
積層することにより形成される非晶質太陽電池は、低コ
ストの太陽電池として実用化が進められている。斯かる
非晶質太陽電池を構成する各非晶質半導体薄膜層は、通
常薄膜形成装置を用いて形成される。2. Description of the Related Art Amorphous solar cells formed by laminating p, i, and n type amorphous semiconductor thin film layers are being put to practical use as low-cost solar cells. Each amorphous semiconductor thin film layer constituting such an amorphous solar cell is usually formed using a thin film forming apparatus.
【０００３】従来の薄膜形成装置として、ロール・トゥ
・ロール方式の装置が知られている。この装置は、ｐ，
ｉ，ｎの各非晶質半導体薄膜層を夫々独立して形成する
ための３つの反応室が直線状に連結され、その前後に巻
出ローラと巻取ローラとが配置されている。そして、巻
出ローラから巻出される長尺で可撓性の基板を巻取ロー
ラで巻取ることにより、基板を反応性プラズマが生起さ
れた夫々の反応室中に搬送し、基板上にｐ，ｉ，ｎの各
非晶質半導体薄膜層が積層して形成される。[0003] As a conventional thin film forming apparatus, a roll-to-roll type apparatus is known. This device has p,
Three reaction chambers for independently forming each of the amorphous semiconductor thin film layers i and n are linearly connected, and an unwind roller and a take-up roller are arranged before and after the three reaction chambers. Then, the long and flexible substrate unwound from the unwinding roller is wound by a winding roller, thereby transporting the substrate into each of the reaction chambers in which the reactive plasma has been generated, and p, p on the substrate. The respective amorphous semiconductor thin film layers i and n are formed by lamination.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、斯かる従来
のロール・トゥ・ロール方式の薄膜形成装置において、
隣接する反応室間は、基板を通過させるための通路が開
口されている。このため、隣接する反応室間において非
晶質半導体薄膜層の形成に使用する反応ガスの相互拡散
が生じる。特に、発電層として機能するｉ層を形成する
ための反応室に、隣接するｐ層或いはｎ層形成用の反応
室からボロンやリン等のドーパントガスの拡散が生じる
と、ｉ層の膜特性を著しく低下させる。このため、従来
ロール・トゥ・ロール方式の薄膜形成装置を用いた場合
には、良好な光電変換特性を有する非晶質太陽電池を形
成することができない。By the way, in such a conventional roll-to-roll thin film forming apparatus,
A passage for passing the substrate is opened between adjacent reaction chambers. For this reason, a reaction gas used for forming the amorphous semiconductor thin film layer is interdiffused between adjacent reaction chambers. In particular, when diffusion of a dopant gas such as boron or phosphorus occurs from a reaction chamber for forming an i-layer functioning as a power generation layer to an adjacent p-layer or reaction chamber for forming an n-layer, the film characteristics of the i-layer are reduced. Significantly lowers. Therefore, when a conventional roll-to-roll thin film forming apparatus is used, an amorphous solar cell having good photoelectric conversion characteristics cannot be formed.
【０００５】斯かる課題を解決するために、各反応室間
の間で一方向性のガスの流れを形成したり、反応室間に
専用の緩衝室を設けて差動排気することにより夫々の反
応室で使用される反応ガスを分離することが検討されて
いる（例えば、特開昭５８−２１６４７５号、特開昭５
９−３４６６８号）。然し乍ら、斯かる方法によっても
反応ガスの相互拡散を十分低減することはできなかっ
た。[0005] In order to solve this problem, a unidirectional gas flow is formed between the reaction chambers, or a dedicated buffer chamber is provided between the reaction chambers to perform differential evacuation. It has been studied to separate the reaction gas used in the reaction chamber (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-216475, Japanese Patent Application Laid-Open
9-34668). However, even by such a method, the mutual diffusion of the reaction gas could not be sufficiently reduced.
【０００６】また、太陽電池の大面積化のために装置を
大型化すると、巻出ローラと巻取ローラとの間で生じる
基板のたわみが増大する。斯かる基板のたわみは、各反
応室内で形成される非晶質半導体薄膜の膜特性に不均一
性を生じさせ、その結果光電変換特性を低下させる。In addition, when the size of the apparatus is increased to increase the area of the solar cell, the deflection of the substrate generated between the unwind roller and the take-up roller increases. Such deflection of the substrate causes non-uniformity in the film characteristics of the amorphous semiconductor thin film formed in each reaction chamber, and consequently lowers the photoelectric conversion characteristics.
【０００７】さらに、ロール・トゥ・ロール方式の薄膜
形成装置においては、巻出ローラと巻取ローラとの間で
基板にテンションをかけた状態で反応を終了させる必要
がある。このため巻出ローラと巻取ローラとの間にテン
ションがかかった状態で張られた基板上には各非晶質半
導体薄膜層が最後まで形成されておらず、太陽電池とし
て使用することができない。この結果、基板の有効利用
を図ることができない。この問題は、装置の大きさが大
きくなるほど増大する。Further, in the roll-to-roll type thin film forming apparatus, it is necessary to terminate the reaction while tension is applied to the substrate between the unwinding roller and the winding roller. For this reason, each amorphous semiconductor thin film layer is not formed to the last on the substrate stretched under tension between the unwind roller and the take-up roller, and cannot be used as a solar cell. . As a result, effective utilization of the substrate cannot be achieved. This problem increases as the size of the device increases.
【０００８】本発明は、以上のような従来の課題を解決
し、良好な膜特性を有する薄膜を形成することのできる
薄膜形成装置を提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a thin film forming apparatus capable of forming a thin film having good film characteristics.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために、本発明薄膜形成装置は、基板上に複数の薄膜
層を形成するための薄膜形成装置であって、内部に設け
られた第１ローラと第２ローラとの間で長尺で可撓性を
有する帯状の基板をロール・トゥ・ロール方式で搬送す
ることのできる基板カセットと、前記複数の薄膜層を形
成するための、互いに独立した複数の反応室と、前記基
板カセットを前記複数の反応室内に移動させるための移
動手段と、を備えたことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned conventional problems, a thin film forming apparatus according to the present invention is a thin film forming apparatus for forming a plurality of thin film layers on a substrate, and is provided inside. A substrate cassette capable of transporting a long and flexible strip-shaped substrate between a first roller and a second roller by a roll-to-roll method; and a substrate cassette for forming the plurality of thin film layers. A plurality of reaction chambers independent of each other and a moving unit for moving the substrate cassette into the plurality of reaction chambers are provided.
【００１０】また、前記複数の反応室が、開閉可能な隔
壁を介して互いに連結されていることを特徴とする。Further, the plurality of reaction chambers are connected to each other via a partition which can be opened and closed.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態に係
る薄膜形成装置について、図１を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【００１２】図１は本実施形態に係る薄膜形成装置の構
成を説明するための構成図であり、（Ａ）は本薄膜形成
装置で使用する基板カセットの構成図、（Ｂ）は基板カ
セットを搬送した状態の反応室の構成図、また同図
（Ｃ）は本薄膜形成装置の全体構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram for explaining the configuration of a thin film forming apparatus according to the present embodiment. FIG. 1A is a configuration diagram of a substrate cassette used in the present thin film forming apparatus, and FIG. FIG. 1C is a configuration diagram of the reaction chamber in a transported state, and FIG. 1C is an overall configuration diagram of the thin film forming apparatus.
【００１３】図１（Ａ）を参照して、基板カセットＡ
は、その内部に第１ローラ１と第２ローラ２とを有して
いる。４及び５は、基板３のテンション及び水平度を調
整するために第１ローラ１側及び第２ローラＢ側に夫々
設けられた補助ローラである。そして、長尺で可撓性を
有する帯状の基板３はこれらの補助ローラ４及び５を介
して、第１及び第２ローラ１，２の間でロール・トゥ・
ロール方式で搬送される。また、基板３の搬送方向を反
転させるための反転手段（図示せず）を備えている。さ
らに、基板カセットＡの下方には車輪６が設けられ、移
動が容易な構成とされている。Referring to FIG. 1A, a substrate cassette A
Has a first roller 1 and a second roller 2 therein. Reference numerals 4 and 5 denote auxiliary rollers provided on the first roller 1 side and the second roller B side, respectively, for adjusting the tension and the horizontality of the substrate 3. The long and flexible band-shaped substrate 3 is roll-to-rolled between the first and second rollers 1 and 2 via these auxiliary rollers 4 and 5.
It is transported in a roll system. Further, a reversing means (not shown) for reversing the transport direction of the substrate 3 is provided. Further, wheels 6 are provided below the substrate cassette A, and are configured to be easily moved.
【００１４】同図（Ｂ）を参照して、１０は非晶質半導
体薄膜層を形成するための反応室である。該反応室１０
中には、一対の高周波電極１１及び接地電極１２が設け
られており、高周波電極１１は反応室１０外部に設けら
れた高周波電源に接続されている。また、図示しない
が、反応室１０に反応ガスを供給するための反応ガス供
給系、反応室１０内を真空状態に排気するための排気
系、及び基板を加熱するための加熱ヒータを備えてい
る。Referring to FIG. 1B, reference numeral 10 denotes a reaction chamber for forming an amorphous semiconductor thin film layer. The reaction chamber 10
Inside, a pair of high-frequency electrodes 11 and a ground electrode 12 are provided, and the high-frequency electrodes 11 are connected to a high-frequency power supply provided outside the reaction chamber 10. Although not shown, a reaction gas supply system for supplying a reaction gas to the reaction chamber 10, an exhaust system for evacuating the reaction chamber 10 to a vacuum state, and a heater for heating the substrate are provided. .
【００１５】斯かる反応室１０内に基板カセットＡを移
動させるにあたっては、上述した車輪６を利用し、図示
しない移動経路を介して紙面表裏方向から基板カセット
Ａを反応室１０内に移動し、基板３を高周波電極１１と
接地電極１２との間に挿入する。そして、反応室１０内
で所望の反応性プラズマを生起し、基板３を第１ローラ
１と第２ローラ２との間でロール・トゥ・ロール方式で
搬送しながら、基板３の表面に非晶質半導体薄膜層を形
成する。When the substrate cassette A is moved into the reaction chamber 10, the substrate cassette A is moved into the reaction chamber 10 from the front and back sides of the sheet of FIG. The substrate 3 is inserted between the high-frequency electrode 11 and the ground electrode 12. Then, a desired reactive plasma is generated in the reaction chamber 10, and while the substrate 3 is transported between the first roller 1 and the second roller 2 in a roll-to-roll manner, an amorphous surface is formed on the surface of the substrate 3. Forming a high quality semiconductor thin film layer.
【００１６】同図（Ｃ）を参照して、本実施形態に係る
薄膜形成装置は例えばｐ型非晶質半導体薄膜層（ｐ層）
形成用の反応室Ｂと、ｉ型非晶質半導体薄膜層（ｉ層）
形成用の反応室Ｃと、ｎ型非晶質半導体薄膜層（ｎ層）
形成用の反応室Ｄとを備えている。夫々の反応室Ｂ，
Ｃ，Ｄの構成は、図１（Ｂ）に示した反応室１０の構成
と同一である。各反応室Ｂ〜Ｄは例えばレール等により
構成された移動経路Ｅにより互いに連結されており、基
板カセットＡはこの移動経路Ｅを介して各反応室Ｂ，
Ｃ，Ｄ内に移動可能とされている。Referring to FIG. 1C, a thin film forming apparatus according to this embodiment is, for example, a p-type amorphous semiconductor thin film layer (p layer).
Reaction chamber B for formation and i-type amorphous semiconductor thin film layer (i-layer)
Reaction chamber C for formation and n-type amorphous semiconductor thin film layer (n-layer)
And a reaction chamber D for formation. Each reaction chamber B,
The configuration of C and D is the same as the configuration of the reaction chamber 10 shown in FIG. The reaction chambers B to D are connected to each other by a moving path E constituted by, for example, a rail, and the substrate cassette A is connected to each reaction chamber B,
It is possible to move into C and D.
【００１７】斯かる構成の薄膜形成装置を用いて非晶質
太陽電池を製造する工程について、以下に説明する。A process for manufacturing an amorphous solar cell using the thin film forming apparatus having such a configuration will be described below.
【００１８】まず、表面電極となるＩＴＯ膜が表面に形
成された長尺のポリイミド膜を基板３とする。そして、
この基板３が第１ローラ１に巻回された基板カセットＡ
を、移動経路Ｅを介してｐ層形成用の反応室Ｂ内に移動
する。そして、基板３を所定の温度まで昇温すると共
に、反応室Ｂ内を所定の真空状態にまで排気した後に、
該反応室Ｂ内に反応ガスとなるＳｉＨ4，ＣＨ4，Ｈ2及
びＢ2Ｈ6を導入する。高周波電１１に高周波電力を印可
してプラズマを生起した状態で、第１ローラ１から基板
３を巻出し、第２ローラ２で巻取ることにより基板３上
にｐ層を形成する。形成終了時には第１ローラ１と第２
ローラ２との間に基板３が張られた状態で終了する。こ
れは以下の工程についても同様である。First, a long polyimide film having an ITO film to be a surface electrode formed on the surface is used as a substrate 3. And
The substrate cassette A in which the substrate 3 is wound around the first roller 1
Is moved through the movement path E into the reaction chamber B for p-layer formation. After raising the temperature of the substrate 3 to a predetermined temperature and evacuating the reaction chamber B to a predetermined vacuum state,
SiH 4 , CH 4 , H 2 and B 2 H 6 serving as reaction gases are introduced into the reaction chamber B. In a state where high-frequency power is applied to the high-frequency power 11 to generate plasma, the substrate 3 is unwound from the first roller 1 and wound up by the second roller 2 to form a p-layer on the substrate 3. At the end of the formation, the first roller 1 and the second
The process ends when the substrate 3 is stretched between the rollers 2. This is the same for the following steps.
【００１９】次いで、基板３が第２ローラ２に巻回され
た基板カセットＡを、移動経路Ｅを介してｉ層形成用の
反応室Ｃ内に移動する。そして、基板３を所定の温度ま
で昇温すると共に、反応室Ｃ内を所定の真空状態にまで
排気した後に、反応室Ｃ内に反応ガスとなるＳｉＨ4を
導入する。高周波電極１１に高周波電力を印可してプラ
ズマを生起した状態で、第２ローラ２から基板３を巻出
し、第１ローラ１で巻取ることによりｐ層上にｉ層を形
成する。Next, the substrate cassette A in which the substrate 3 is wound around the second roller 2 is moved via the movement path E into the reaction chamber C for forming the i-layer. Then, the temperature of the substrate 3 is raised to a predetermined temperature, the inside of the reaction chamber C is evacuated to a predetermined vacuum state, and then SiH 4 as a reaction gas is introduced into the reaction chamber C. The substrate 3 is unwound from the second roller 2 in a state where plasma is generated by applying high-frequency power to the high-frequency electrode 11 and wound up by the first roller 1 to form an i-layer on the p-layer.
【００２０】次いで、基板３が第１ローラ１に巻回され
た基板カセットＡを、移動経路Ｅを介してｎ層形成用の
反応室Ｄに移動する。そして、基板３を所定の温度まで
昇温すると共に、反応室Ｄ内を所定の真空状態にまで排
気した後に、反応室Ｄ内に反応ガスとなるＳｉＨ4及び
ＰＨ3を導入する。高周波電極１１に高周波電力を印可
してプラズマを生起した状態で、第１ローラ１から基板
３を巻出し、第２ローラ２で巻取ることによりｉ層上に
ｎ層を形成する。Next, the substrate cassette A in which the substrate 3 is wound around the first roller 1 is moved to a reaction chamber D for forming an n-layer via a movement path E. Then, the temperature of the substrate 3 is raised to a predetermined temperature, the inside of the reaction chamber D is evacuated to a predetermined vacuum state, and then SiH 4 and PH 3 serving as reaction gases are introduced into the reaction chamber D. With the high-frequency power applied to the high-frequency electrode 11 to generate plasma, the substrate 3 is unwound from the first roller 1 and wound up by the second roller 2 to form an n-layer on the i-layer.
【００２１】そして、ｎ層上にアルミニウムや銀等の高
反射性の金属により裏面電極を形成し、非晶質太陽電池
とする。Then, a back electrode is formed of a highly reflective metal such as aluminum or silver on the n-layer to obtain an amorphous solar cell.
【００２２】以上の構成を有する薄膜形成装置によれ
ば、以下の効果を奏する。According to the thin film forming apparatus having the above configuration, the following effects can be obtained.
【００２３】ｐ，ｉ，ｎ層を形成するための反応室が互
いに独立して設けられている。このため、従来反応室間
で生じていた不純物の相互拡散を完全に防止することが
でき、太陽電池の光電変換特性を向上させることができ
る。Reaction chambers for forming p, i, and n layers are provided independently of each other. For this reason, the mutual diffusion of impurities that has conventionally occurred between the reaction chambers can be completely prevented, and the photoelectric conversion characteristics of the solar cell can be improved.
【００２４】反応室を従来のように直線状に配置する必
要がなく、各反応室を自由に配置できるため、設置スペ
ースの有効利用を図ることができる。There is no need to arrange the reaction chambers linearly as in the prior art, and each reaction chamber can be freely arranged, so that the installation space can be effectively used.
【００２５】大面積の太陽電池を形成する場合にあって
も第１ローラと第２ローラとの間の間隔を一つの反応室
内に収まるサイズと小さくすることができる。従って、
基板に生じるたわみを大幅に低減でき、このたわみによ
り生じていた特性の低下を抑制できる。Even when a large area solar cell is formed, the distance between the first roller and the second roller can be reduced to a size that can be accommodated in one reaction chamber. Therefore,
The deflection generated in the substrate can be significantly reduced, and the deterioration of the characteristics caused by the deflection can be suppressed.
【００２６】第１ローラと第２ローラとの間の間隔を小
さくできるので、デバイスとして利用できない無効部分
の面積を従来よりも大幅に減少させることができ、基板
の利用効率を増大させることができる。Since the distance between the first roller and the second roller can be reduced, the area of an ineffective portion that cannot be used as a device can be greatly reduced as compared with the related art, and the utilization efficiency of the substrate can be increased. .
【００２７】一つの反応室で故障等の理由により反応で
きない事態が生じたときに、従来は全ての反応を停止し
て故障を修復する必要があったのに対し、本発明によれ
ば反応できない反応室での反応だけを停止すれば良い。
従って、例えばｉ層形成用の反応室で故障が生じた場合
にあっても、他の薄膜層の形成を行うことができるの
で、総合的なスループットの向上が図れる。In the case where a reaction chamber cannot react due to a failure or the like in a single reaction chamber, it has conventionally been necessary to stop all the reactions and repair the failure. Only the reaction in the reaction chamber needs to be stopped.
Therefore, for example, even if a failure occurs in the reaction chamber for forming the i-layer, another thin-film layer can be formed, so that the overall throughput can be improved.
【００２８】尚、上記の例では反応室としてｐ，ｉ，ｎ
各層形成用の反応室を備えるものについて説明したが、
ｐ，ｉ，ｎ各層の形成順序はｐ，ｉ，ｎの順に形成する
ものに限らず、ｎ，ｉ，ｐの順に形成しても良い。ま
た、表面電極及び裏面電極形成用の反応室を備えていて
も良い。In the above example, p, i, and n are used as reaction chambers.
Although the one having a reaction chamber for forming each layer has been described,
The order in which the p, i, and n layers are formed is not limited to the order in which the layers are formed in the order of p, i, and n. Further, a reaction chamber for forming the front electrode and the back electrode may be provided.
【００２９】さらに、本発明薄膜形成装置は、上述した
非晶質太陽電池の製造用の装置に限定されるものではな
い。本発明薄膜形成装置は、非晶質半導体薄膜に限ら
ず、絶縁性薄膜や導電性薄膜等の種々の薄膜層を複数層
組み合わせて形成するために使用することができる。Further, the thin film forming apparatus of the present invention is not limited to the above-described apparatus for manufacturing an amorphous solar cell. The thin film forming apparatus of the present invention is not limited to an amorphous semiconductor thin film, and can be used for forming various thin film layers such as an insulating thin film and a conductive thin film in combination with a plurality of layers.
【００３０】基板カセットＡを各反応室Ｂ〜Ｄ内に移動
するにあたり、真空状態を保持したままで移動させるよ
うにすると、各非晶質半導体薄膜層の形成を大気に触れ
ることなく連続して行うことができる。このため大気に
触れたときに生じる塵・埃や不純物の付着を防止するこ
とができるので、太陽電池の光電変換特性をさらに向上
させることができる。この例を、図２に示す。When the substrate cassette A is moved into each of the reaction chambers B to D while maintaining a vacuum state, the formation of each amorphous semiconductor thin film layer can be continuously performed without exposure to the atmosphere. It can be carried out. For this reason, adhesion of dust, dust, and impurities that occur when the solar cell is exposed to the atmosphere can be prevented, so that the photoelectric conversion characteristics of the solar cell can be further improved. This example is shown in FIG.
【００３１】図２は、本発明の別の実施の形態に係る薄
膜形成装置の構成を説明するための斜め方向から見た切
り欠き図である。同図に示すように、各反応室Ｂ，Ｃ，
Ｄは直線状に隣接して配置されており、各反応室の間は
開閉可能な隔壁Ｇ１，Ｇ２によって分離されている。こ
の隔壁Ｇ１，Ｇ２は、いずれかの反応室で非晶質半導体
薄膜層形成時には閉とされ、基板カセットＡの移動時に
のみ開とされる。FIG. 2 is a cutaway view seen from an oblique direction for describing the configuration of a thin film forming apparatus according to another embodiment of the present invention. As shown in the figure, each reaction chamber B, C,
D is linearly arranged adjacent to each other, and each reaction chamber is separated by partition walls G1 and G2 which can be opened and closed. The partition walls G1 and G2 are closed when the amorphous semiconductor thin film layer is formed in any one of the reaction chambers, and are opened only when the substrate cassette A is moved.
【００３２】各反応室Ｂ，Ｃ，Ｄ内には、例えば床面に
ローラからなる移動手段（図示せず）が設けられてお
り、基板カセットＡはこの移動手段により各反応室Ｂ，
Ｃ，Ｄ内に移動可能とされている。基板カセットＡの移
動方向は、図中矢印Ｘで示す方向である。また、基板３
の搬送方向は、図中矢印Ｙで示す方向であり、基板カセ
ットＡの移動方向とは直交する方向である。In each of the reaction chambers B, C and D, a moving means (not shown) composed of, for example, a roller is provided on the floor surface, and the substrate cassette A is moved by the moving means.
It is possible to move into C and D. The moving direction of the substrate cassette A is a direction indicated by an arrow X in the figure. Also, the substrate 3
Is a direction indicated by an arrow Y in the figure, and is a direction orthogonal to the moving direction of the substrate cassette A.
【００３３】斯かる薄膜形成装置によれば、反応室Ｂ内
で基板３上にｐ層形成後、隔壁Ｇ１を開けて基板カセッ
トＡを反応室Ｃに移動し、該反応室Ｃ内で基板３上にｉ
層を形成する。そして、ｉ層形成後、ゲートバルブＧ２
を開けて基板カセットＡを反応室Ｄに移動し、該反応室
Ｄ内でｎ層を形成する。According to such a thin film forming apparatus, after the p-layer is formed on the substrate 3 in the reaction chamber B, the partition G1 is opened, and the substrate cassette A is moved to the reaction chamber C. I on
Form a layer. Then, after forming the i-layer, the gate valve G2
Is opened, the substrate cassette A is moved to the reaction chamber D, and an n-layer is formed in the reaction chamber D.
【００３４】斯かる装置によれば、基板３を大気に晒す
ことなく各非晶質半導体薄膜層を形成できるので、光電
変換特性の向上した太陽電池を形成することができる。According to such an apparatus, since each amorphous semiconductor thin film layer can be formed without exposing the substrate 3 to the atmosphere, a solar cell with improved photoelectric conversion characteristics can be formed.
【００３５】表１に、斯かる薄膜形成装置を用いて形成
した太陽電池の光電変換特性を示す。また、比較のため
に従来のロール・トゥ・ロール方式の薄膜形成装置を用
いて形成した太陽電池の光電変換特性を示す。尚、反応
は同一の形成条件で行った。Table 1 shows the photoelectric conversion characteristics of a solar cell formed using such a thin film forming apparatus. For comparison, the photoelectric conversion characteristics of a solar cell formed using a conventional roll-to-roll thin film forming apparatus are shown. The reaction was performed under the same forming conditions.
【００３６】[0036]
【表１】 [Table 1]
【００３７】表１から明らかなように、本発明装置を用
いて製造した太陽電池のほうが高い光電変換特性を得る
ことができた。この理由は、本発明によれば従来非晶質
半導体薄膜層形成時に生じていた不純物の相互拡散を低
減できたことに因る。As is evident from Table 1, solar cells manufactured using the device of the present invention were able to obtain higher photoelectric conversion characteristics. The reason for this is that, according to the present invention, the interdiffusion of impurities which has conventionally occurred during the formation of the amorphous semiconductor thin film layer can be reduced.
【００３８】尚、本発明において基板カセットＡの構成
は上述した構成に限られるものではなく、基板をロール
・トウ・ローラ方式で搬送できるものであれば、他の構
成のものも用いることができる。この一例を図３の概念
図に示す。In the present invention, the configuration of the substrate cassette A is not limited to the above-described configuration, and any other configuration may be used as long as the substrate can be transported by a roll-to-roller system. . An example of this is shown in the conceptual diagram of FIG.
【００３９】図３は、本発明の他の実施の形態に係る薄
膜形成装置の構成を説明するための構成図であり、同図
（Ａ）は基板カセットＡの構成図、（Ｂ）は該基板カセ
ットＡを移動した状態の反応室１０内の構成を示す構成
図である。FIG. 3 is a configuration diagram for explaining a configuration of a thin film forming apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 3A is a configuration diagram of a substrate cassette A, and FIG. FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration inside a reaction chamber in a state where a substrate cassette is moved.
【００４０】同図（Ａ）を参照して、本実施形態に係る
基板カセットＡは第１ローラ１及び第２ローラ２のみを
備えている。また、基板３はいずれか一方のローラに完
全に巻き取られる構成となっている。Referring to FIG. 1A, a substrate cassette A according to the present embodiment includes only a first roller 1 and a second roller 2. In addition, the substrate 3 is configured to be completely wound around one of the rollers.
【００４１】同図（Ｂ）を参照して、４１，４２及び５
１，５２は、夫々基板３にテンションを持たせるため及
び基板３の水平度を調整するために、第１ローラ１側及
び第２ローラ２側に夫々設けられた第１及び第２の補助
ローラである。これらの補助ローラ４１，４２，５１，
５２は反応室１０内に設けられている。また、図示しな
いが基板カセットＡには第１又は第２ローラ１，２に巻
き取られた基板３の端部を送出する機構が設けられ、ま
た反応室１０側には基板カートリッジＡから送り出され
た基板３を受けて、補助ローラ４１，４２又は５１，５
２に導入する機構を有している。斯かる構成の基板カセ
ットＡ及び反応室１０を有するものであっても、同様の
効果を奏する。Referring to FIG. 4B, reference numerals 41, 42 and 5
Reference numerals 1 and 52 denote first and second auxiliary rollers provided on the first roller 1 side and the second roller 2 side, respectively, for imparting tension to the substrate 3 and adjusting the horizontality of the substrate 3. It is. These auxiliary rollers 41, 42, 51,
52 is provided in the reaction chamber 10. Although not shown, the substrate cassette A is provided with a mechanism for sending out the end of the substrate 3 wound up by the first or second roller 1 or 2, and is sent out from the substrate cartridge A to the reaction chamber 10 side. Receiving the substrate 3, the auxiliary rollers 41, 42 or 51, 5
2 is provided. The same effect can be obtained even with the substrate cassette A and the reaction chamber 10 having such a configuration.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、ロ
ール・トゥ・ロール方式で基板が搬送される基板カセッ
トを、各反応室内に移動させる構成を有している。As described above, according to the present invention, a substrate cassette for transferring substrates in a roll-to-roll system is moved into each reaction chamber.
【００４３】従って、各薄膜層を形成するための反応室
を互いに独立して設けている。このため、従来反応室間
で生じていた不純物の相互拡散を完全に防止することが
でき、形成された薄膜層の膜特性を向上させることがで
きる。Therefore, the reaction chambers for forming the respective thin film layers are provided independently of each other. Therefore, the interdiffusion of impurities that has conventionally occurred between the reaction chambers can be completely prevented, and the film characteristics of the formed thin film layer can be improved.
【００４４】また、反応室を従来のように直線状に配置
する必要がなく、各反応室を自由に配置できるため、設
置スペースの有効利用を図ることができる。Further, it is not necessary to arrange the reaction chambers linearly as in the conventional case, and each reaction chamber can be freely arranged, so that the installation space can be effectively used.
【００４５】さらに、第１ローラと第２ローラとの間の
間隔を一つの反応室内に収まるサイズと小さくすること
ができる。従って、基板に生じるたわみを大幅に低減で
き、このたわみにより生じていた膜特性の低下を抑制で
きる。Further, the distance between the first roller and the second roller can be reduced to a size that can be accommodated in one reaction chamber. Therefore, the bending generated in the substrate can be greatly reduced, and the deterioration of the film characteristics caused by the bending can be suppressed.
【００４６】加えて、第１ローラと第２ローラとの間の
間隔を小さくできるので、デバイスとして利用できない
無効部分の面積を従来よりも大幅に減少させることがで
き、基板の利用効率を増大させることができる。In addition, since the distance between the first roller and the second roller can be reduced, the area of an ineffective portion that cannot be used as a device can be significantly reduced as compared with the related art, and the utilization efficiency of the substrate increases. be able to.
【００４７】さらには、一つの反応室で故障等の理由に
より反応できない事態が生じたときに、従来は全ての反
応を停止する必要があったのに対し、本発明によれば反
応できない反応室での反応だけを停止すれば良い。Further, when a situation occurs in which one reaction chamber cannot react due to a failure or the like, conventionally, it was necessary to stop all reactions, but according to the present invention, the reaction chamber which cannot react is used. It is only necessary to stop the reaction at.
【図１】本発明の実施の形態に係る薄膜形成装置の構成
を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の別の実施の形態に係る薄膜形成装置の
構成を説明するための斜め方向から見た切り欠き図であ
る。FIG. 2 is a cutaway view seen from an oblique direction for describing a configuration of a thin film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図３】本発明の他の実施の形態に係る薄膜形成装置の
構成を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of a thin film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
Ａ…基板カセット、Ｂ…ｐ層形成用反応室、Ｃ…ｉ層形
成用反応室、Ｄ…ｎ層形成用反応室、Ｅ…移動経路、１
…第１ローラ、２…第２ローラ、３…基板、１０…反応
室、１１…高周波電極、１２…設置電極A: substrate cassette, B: reaction chamber for forming p-layer, C: reaction chamber for forming i-layer, D: reaction chamber for forming n-layer, E: moving path, 1
... first roller, 2 ... second roller, 3 ... substrate, 10 ... reaction chamber, 11 ... high frequency electrode, 12 ... installed electrode
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA10 AA17 AA20 BA30 BB12 CA07 CA12 DA02 FA03 GA02 GA04 GA14 HA01 KA08 KA11 LA16 5F045 AA08 AB04 AC01 AC19 AF10 BB06 BB14 BB16 BB20 CA13 DA52 DP22 DQ14 EH13 EN05 HA24 5F051 AA05 BA14 BA15 CA16 CA22 CA24 DA04 GA05 Continued on the front page F-term (reference) 4K030 AA06 AA10 AA17 AA20 BA30 BB12 CA07 CA12 DA02 FA03 GA02 GA04 GA14 HA01 KA08 KA11 LA16 5F045 AA08 AB04 AC01 AC19 AF10 BB06 BB14 BB16 BB20 CA13 DA52 DP22 DQ14 EH15 EN05 HA05 CA24 DA04 GA05
Claims (2)
薄膜形成装置であって、 内部に設けられた第１ローラと第２ローラとの間で長尺
で可撓性を有する帯状の基板をロール・トゥ・ロール方
式で搬送することのできる基板カセットと、 前記複数の薄膜層を形成するための、互いに独立した複
数の反応室と、 前記基板カセットを前記複数の反応室内に移動させるた
めの移動手段と、を備えたことを特徴とする薄膜形成装
置。1. A thin film forming apparatus for forming a plurality of thin film layers on a substrate, comprising a long and flexible belt-shaped member between a first roller and a second roller provided inside. A substrate cassette capable of transporting substrates in a roll-to-roll manner; a plurality of reaction chambers independent of each other for forming the plurality of thin film layers; and moving the substrate cassette into the plurality of reaction chambers. A thin film forming apparatus comprising:
介して互いに連結されていることを特徴とする請求項１
記載の薄膜形成装置。2. The reaction chamber according to claim 1, wherein the plurality of reaction chambers are connected to each other via a partition that can be opened and closed.
The thin film forming apparatus as described in the above.
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