CN1255554A - 淀积膜形成系统和方法 - Google Patents

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Abstract

淀积膜形成系统具有:至少一个真空容器;向真空容器输送膜形成用原料气体的装置;使原料气体成为等离子体的放电电极;以及供电导体,将高频功率施加至放电电极,该系统包括:接地屏蔽,在真空容器内围绕供电导体设置;和多个电介质材料部件,它们的至少部分设置在供电导体和接地屏蔽之间。还公开了采用这种淀积膜形成系统的方法。可以长时间地维持大面积均匀放电,并且可以在连续移动的带状基片上形成非常均匀的高质量淀积膜。

Description

淀积膜形成系统和方法
本发明涉及用于形成淀积膜的系统和方法。更具体地讲，它涉及这样的淀积膜形成系统和淀积膜形成方法，即，它们能够形成大面积均匀的等离子体，并且甚至在长时间放电时供电线路(power feeding course)中也不会发生困难。尤其是，本发明的淀积膜形成系统和方法优选用于采用非晶硅或非晶合金连续地制备半导体薄膜，这些薄膜构成诸如太阳能电池之类的光伏器件。
正如已有技术中所公知的，与晶体硅或多晶硅相比，非晶硅可以相对容易地形成大面积的半导体器件，因为大面积的半导体膜可以通过等离子体CVD(化学汽相淀积)制备。相应地，非晶硅膜被广泛地用于需要具有大的面积的半导体器件中，这些半导体器件例如用于太阳能电池的光伏器件、用于复印机的感光鼓、用于传真机的图像传感器以及用于液晶显示装置的薄膜晶体管。
与结晶半导体形成的器件诸如LSI和CCD器件相比，这些(非晶硅)器件都具有大的面积。例如，在太阳能电池的情况下，当具有10％的转换效率时，为了获得能够提供普通家庭中消耗的电功率的大约3kW的输出，它们对于每个家庭必须具有约30平方米大的面积。由此，构成太阳能电池的每个光伏器件需要具有相当大的面积。
在形成非晶硅膜的情况下，广泛地采用等离子体CVD，这是一种包括如下过程的工艺：使包含例如SiH4或Si2H6的原料气体分解为等离子体，并且在设置于等离子体中的基片上形成非晶硅膜。
作为一种通过这种等离子体CVD连续地制备非晶硅半导体器件的系统，采用双卷盘(roll-to-roll)结构的连续等离子体CVD系统是广泛地公知的，这种系统公开于例如美国专利4400409中。
这种系统具有布置成一排的多个辉光放电室，并且每个辉光放电室具有一个通道，一根具有要求的宽度的足够长的带状基片穿过每个辉光放电室的内部并沿通道设置，它在此通道中顺序地穿过这些辉光放电室的内部，带状基片在长度方向上被连续地传输，同时具有要求的导电类型的半导体膜形成在辉光放电室中的基片上，由此可以在基片的特定区间中以层叠方式形成各种半导体膜。结果，可以连续地形成具有半导体结的大面积器件。
采用这种双卷盘型连续等离子体CVD系统，使得能够在不停止制造系统的情况下长时间连续地制造器件。
现在，在按上述方式构成的双卷盘型系统中或者在用于在非带状基片的表面上形成淀积膜的系统中，本发明人试图改变频率，以使放电可以发生在较高的频率范围内。结果，这些系统已明显呈现出以下的困难。
即，通常在约13.56MHz的频率范围中使用的大面积平面电极使得难以形成大面积的和均匀的等离子体，因为阻抗不能被调整或者难以匹配而达到在较高的频率范围内产生放电。这种技术问题已经被发现。
为了解决这个问题，提出了这样一种方法，其中，为产生等离子体，采用天线形放电电极替代平面电极。这种方法的优点是，电功率集中于天线形放电电极，使得容易产生放电，并且还提高了淀积速率。然而，已经发现，在另一方面又产生了困难，即，当按这种方法长时间放电时，电功率通过供电线路传输至天线形放电电极，供电线路会达到高的温度，导致很大的功率损耗。结果，当较长时间地连续放电时，放电可能变得不均匀，导致所形成的淀积膜的膜厚和膜特性随时间变化，这便引起了另一问题，即可能产生缺陷，从而使成品率降低。
一种常规的手段是，对在放电空间中延伸的天线(形放电电极)部分进行冷却。但是，由于仅通过这种手段不能对整个供电线路进行冷却，因此还不能实现任何充分的温度控制。
本发明人对这些问题的起因做了彻底的研究。已经得出这样的结果，即，这些问题是归因于当向等离子体CVD系统的膜形成空间施加电功率时由所施加的功率引起的介质损耗，或者是以下原因所致：由于天线形放电电极暴露于膜形成空间中的等离子体，连接至天线形放电电极的供电线路会达到高的温度。其中，围绕供电线路的电介质材料部件是整体地设置的，其供电导体传导来自于放电电极的大量的热，并且不可避免地加热连接至供电导体的电源部分，并且甚至加热通过其壁设置供电导体的一个容器。由此，基于这种研究，本发明人已解决了上述问题并且已完成了如下面描述的本发明。
本发明的一个目的是要提供一种淀积膜形成系统和一种淀积膜形成方法，这种系统和方法能够使施加的功率的损耗较少、避免供电线路温度升高、甚至在长时间使用后也能够使放电容易产生、以及长时间地维持均匀的放电。更具体地讲，本发明的目的是要提供一种系统和一种方法，通过这种系统和方法，可以在连续移动的带状基片上的大的面积上形成高质量的和非常均匀的淀积膜。
为实现上述目的，本发明提供了一种淀积膜形成系统，它具有：至少一个真空容器；用于向真空容器输送膜形成用原料气体的装置；一个设在真空容器内的放电电极，它用于使原料气体成为等离子体；以及一个供电导体，它用于将高频功率施加至放电电极，该系统包括：
一个接地屏蔽，它在真空容器内围绕供电导体设置；和
多个电介质材料部件，它们的至少部分设置在供电导体和接地屏蔽之间。
本发明还提供了一种淀积膜形成方法，包括以下步骤：
向一个真空容器输送膜形成用原料气体，此真空容器内设置有一个放电电极；和
通过一个供电导体向放电电极施加高频功率，以使原料气体成为等离子体，从而在设置于真空容器内的一个基片上形成淀积膜；
高频功率是借助于以下组成部分通过供电导体传输至放电电极的：
一个接地屏蔽，它在真空容器内围绕供电导体设置；和
多个电介质材料部件，它们的至少部分设置在供电导体和接地屏蔽之间。
本发明进一步提供了一种淀积膜形成系统，它具有：至少一个真空容器；用于向真空容器输送膜形成用原料气体的装置；一个设在真空容器内的放电电极，它用于使原料气体成为等离子体；以及一个供电导体，它用于将高频功率施加至放电电极，该系统包括：
一个接地屏蔽，它在真空容器内围绕供电导体设置；
多个电介质材料部件，它们的至少部分设置在供电导体和接地屏蔽之间；和
冷却装置，用于冷却电介质材料部件。
本发明进一步提供了一种淀积膜形成方法，包括以下步骤：
向一个真空容器输送膜形成用原料气体，此真空容器内设置有一个放电电极；和
通过一个供电导体向放电电极施加高频功率，以使原料气体成为等离子体，从而在设置于真空容器内的一个基片上形成淀积膜；
高频功率是借助于以下组成部分通过供电导体传输至放电电极的：
一个接地屏蔽，它在真空容器内围绕供电导体设置；
多个电介质材料部件，它们的至少部分设置在供电导体和接地屏蔽之间；和
冷却装置，用于冷却电介质材料部件；
在由冷却装置冷却电介质材料部件的同时，供给高频功率。
本发明更进一步提供了一种淀积膜形成系统，它具有：至少一个真空容器；用于向真空容器输送膜形成用原料气体的装置；一个设在真空容器内的放电电极，它用于使原料气体成为等离子体；以及一个供电导体，它用于将高频功率施加至放电电极，该系统包括：
一个接地屏蔽，它在真空容器内围绕供电导体设置；
一个电介质材料部件，它设置在供电导体和接地屏蔽之间；和
冷却装置，用于冷却电介质材料部件。
本发明更进一步提供了一种淀积膜形成方法，包括以下步骤：
向一个真空容器输送膜形成用原料气体，此真空容器内设置有一个放电电极；和
通过一个供电导体向放电电极施加高频功率，以使原料气体成为等离子体，从而在设置于真空容器内的一个基片上形成淀积膜；
高频功率是借助于以下组成部分通过供电导体传输至放电电极的：
一个接地屏蔽，它在真空容器内围绕供电导体设置；
一个电介质材料部件，它设置在供电导体和接地屏蔽之间；和
冷却装置，用于冷却电介质材料部件；
在由冷却装置冷却电介质材料部件的同时，供给高频功率。
在本发明的淀积膜形成系统中，至少部分地围绕供电导体的电介质材料部件是分多个设置的，因此放电空间中产生的热可以被阻断，供电导体可以防止被加热，这样供电导体可以避免引起功率损耗。
在本发明的淀积膜形成系统中，围绕电介质材料部件的冷却装置还可以对由来自于放电空间的热加热的电介质材料部件进行冷却，因此放电空间中产生的热可以被阻断，供电导体可以防止被加热，这样供电导体可以避免引起功率损耗。
图1是根据本发明的一个实施例的具有供电线路的淀积膜形成系统的一个例子的剖视图。
图2是显示各种电介质材料的热导率随温度变化的曲线图。
图3是根据本发明的一个实施例的具有供电线路的淀积膜形成系统的另一个例子的剖视图。
图4是根据本发明的一个实施例的具有供电线路的淀积膜形成系统的又一个例子的剖视图。
图5是一种双卷盘型连续等离子体CVD系统的剖视图，其中采用根据本发明的具有供电线路的淀积膜形成系统作为i型层膜形成系统。
图6是在本发明的比较例中使用的具有供电线路的淀积膜形成系统的一个例子的剖视图。
图7是在本发明的实例中使用的具有供电线路的淀积膜形成系统的另一个例子的剖视图。
下面将参照附图对本发明进行描述。
图1是本发明的淀积膜形成系统的一个优选例的剖视图。如图1中所示，一个淀积膜形成系统101具有一个真空容器108、一个放电室109、一个天线形放电电极102、一个供电导体103、一个接地电屏蔽105、电介质材料部件104a、104b和104c(下面常总称为“电介质材料部件104”)以及可任选的冷却装置106。
放电室109设置在真空容器108的内部空间中。真空容器108与一个抽气装置(未示出)连接，并且其内部可以被抽气而形成真空状态。放电室109还将放电限制于此放电室本身的范围内，并且其壁的部分连通(未示出)到真空容器108，这样，当真空容器108的内部形成真空状态时，放电室109的内部也被抽真空。另外，放电室109的一个侧面在图1上观察到的纸表面侧保持敞开。
要通过放电处理的处理靶，即更具体地讲是一个基片，在图1中未示出。基片被保持在真空容器108的内部，并且被如此地设置：面对其中安装天线形放电电极102的放电室109并与之隔开一定的距离。更具体地讲，基片平行于放电室109的在图1中划有指示线109的侧面即如上所述的保持敞开的侧面放置，并且按这种方式放置：基片以一定的间距遮挡这个侧面并面对这个侧面，而且在这个侧面和天线形放电电极102之间没有任何阻碍。即，放电室109的任何壁均不设置在天线形放电电极102与放置基片的位置之间。换句话说，基片被设置为构成放电室109的一个壁表面。
天线形放电电极102呈棒形，其一端与供电导体103连接。供电导体103被设置成穿过真空容器108的一个壁，并且彼此连接的天线形放电电极102和供电导体103通过放电室109的一个孔如此设置：至少天线形放电电极102可以被置于放电室109内。
放电室109具有一个进气口110。在图1所示的系统中，进气口110是一个圆的小孔，它设置在放电室109的一个壁中，并且在此图中仅示出了其轮廓的一部分，因为在此图中观察时天线形放电电极102设置在进气口110的这一侧。进气口110是一个小孔，在例如等离子体CVD工艺中，诸如硅烷气之类的原料气体通过它输送至放电室109。
电介质材料部件104是这样设置的：至少其部分在放电室109和真空容器108彼此面对的空间中围绕供电导体103。电介质材料部件104被设置成封闭上述放电室109的孔周边与供电导体103之间的间隙，以保证气密性。
图1中所示的淀积膜形成系统具有这样的结构，其中：电介质材料部件104a、104b和104c的至少部分设置在天线形放电电极102与接地屏蔽105之间，这里以Al2O3陶瓷作为电介质材料部件104a，以BN陶瓷作为电介质材料部件104b，以聚四氟乙烯作为电介质材料部件104c，它们依次并排设置，其间留有0.5mm的间隙；其中电介质材料部件104a设置在暴露于在真空容器108内形成的放电空间的部分。另外，当放电空间被抽真空时，电介质材料部件之间的间隙也被抽真空。结果，由此抽真空的间隙具有隔热效果。
接地屏蔽105围绕电介质材料部件104的至少部分设置。接地屏蔽105使得所施加的功率可以高效地传送至天线形放电电极102。由于它围绕电介质材料部件104a、104b和104c的至少部分设置，于是它也围绕供电导体103。另外，可以如此选装冷却装置106，即它围绕在电介质材料部件104的至少部分的外侧，并且为了冷却电介质材料部件104，一种冷却材料107流入冷却装置，它具有循环的流动路径。
在图1所示的系统中，接地屏蔽105在真空容器108内围绕供电导体103设置，并且在接地屏蔽105和供电导体103之间，电介质材料部件104的至少部分进一步围绕供电导体103，如图中所示。更具体地讲，该系统是如此构成的：由接地屏蔽105、供电导体103和电介质材料部件104组成的一个供电线路从真空容器108的内壁向外伸出，并且通过此供电线路，高频功率施加至天线形放电电极102。由此，放电室109的对应壁可以保持与真空容器108分离，并且因此可以防止在放电室109内产生的任何尘埃等粘附至真空容器108的壁上。另外，当放电室109的构成适于其从真空容器108上拆卸时，可以将已粘附了尘埃的放电室109从真空容器108上拆卸下来，以便于去除尘埃。
如上所述，图1中所示的淀积膜形成系统101由以下部分构成：(1)天线形放电电极102和供电导体103；(2)接地屏蔽105；以及(3)电介质材料部件104。下面将对各组成部分进行详细地描述。
(1)天线形放电电极和供电导体：
在本发明中，高频功率是通过供电导体103引至天线形放电电极(高频供电装置)102的，天线形放电电极102设置在内部已抽真空的放电室109中，供电导体103设置在放电室109之外。供电导体103可以由同轴电缆或类似元件构成。就天线形放电电极102和基片(未示出)之间的距离以及天线形放电电极102和放电室109的壁表面之间的距离而言，这些部分可以优选按这样的距离设置，即，不会引起与放电压力有关的异常放电。至于所使用的电功率的频率，它可以在从射频(RF)至微波频率的频带范围内适当地选择。当为了获得较高的淀积速率，等离子体浓度必须较高时，可以选择较高的频率，而当需要使均匀度较高时，可以选择较低的频率，即具有较长的波长。在根据本发明的淀积膜形成系统和方法中，频率的优选范围是13.56MHz-2.45GHz。其更优选的范围是20MHz-500MHz，因为可以形成较高的淀积速率并且可以形成稳定的淀积膜。
放电电极102的天线形状可优选这样的结构：高频功率的辐射均匀地产生并且电场不大会集中于辐射表面。放电电极102的制造材料可以从那些具有良好的等离子体电阻和良好的辐射特性的材料中选择。例如，不锈钢材料可以用作放电电极，这在强度和等离子体电阻方面都能保证充分满足使用要求。为了提高辐射效率，不锈钢材料可以镀覆例如Ni或Ag，以提高导电性。
(2)接地屏蔽
接地屏蔽105围绕高频功率的传输路径设置，这样从高频电源(未示出)供给的高频功率可以高效地传输至天线形放电电极102。因此，非磁性导体适合用作构成接地屏蔽105的材料。
(3)电介质材料部件
由于电介质材料部件104的至少部分设置成围绕供电导体103的外周边，因此，优选用作电介质材料部件104的材料应具有良好的导热性、真空性能、强度、机械加工性能、电绝缘性能、耐热性能和低的介电常数等。尤其是，可以优选同时具有这些特性的陶瓷，例如，Al2O3、BN、AlN、MgO、Si3N4、TiO以及它们的复合烧结体。也可以采用主要由这些陶瓷中的任一种构成并掺入C、Al、Fe、Mg、B2O3或CaO的材料。
还可以采用包含具有良好的耐热性、电绝缘性能和机械加工性能的TFE(四氟乙烯)共聚物或聚酰亚胺(可从Du Pont公司得到)的聚合材料和环氧树脂作为电介质材料部件。
如图1中所示，电介质材料部件104可以由多个组成部分构成，例如第一电介质材料部件(对应于电介质材料部件104a)和第二电介质材料部件(包括图1中的电介质材料部件104b和104c)，第一电介质材料部件设置在暴露于真空容器108内形成的放电空间的位置，第二电介质材料部件设置在不暴露至放电空间的位置。当按这种方式构成时，要暴露于等离子体并且已知道会变成高温的第一电介质材料部件可以优选这样的材料，即，它具有良好的耐热性和导热性并且还具有弱的温度-导热性依赖关系。另一方面，围绕供电导体103并且需要抑制所施加的功率的损耗的第二电介质材料部件可以优选具有小的介质损耗的材料。在第一电介质材料部件和第二电介质材料部件之间可以留有一个间隙。当如此构成时，可以改善供电导体103与接地屏蔽105的绝缘。电介质材料部件的数量可以是3，如图1中所示，并且还可以设置更多的电介质材料部件。
图2是一个曲线图，它显示出多种电介质材料的热导率随温度变化的例子。采用具有这些不同的温度-热导率关系曲线的材料A-G，在带状部件上淀积薄膜，使用的淀积条件如下：SiH4流量为100sccm，H2流量为500sccm，高频功率为700W(频率：100MHz)，压力为20毫乇，基片温度为350℃。如此形成在带状部件上的薄膜按10m的间隔被切割，以检查其薄膜厚度分布。所得到的结果共同显示在表1中。这里，表1中所示的薄膜厚度分布对应于基片上每个位置处测量的薄膜厚度除以平均薄膜厚度得到的百分比。
从表1中所示的结果可以看出，在电介质材料A-G中，材料A、B、D、E和G具有12W/mK或更高的热导率。不过，虽然材料D具有80W/mK的热导率，但它具有±15％的薄膜厚度分布，由此其薄膜厚度分布大于10％。这是由于材料D的强的温度依赖性。电介质材料A-G中每种材料的热导率和温度之间的关系显示于图2的曲线图中。从此曲线图可以看出，材料D具有比其它电介质材料强的温度依赖性，并且呈现出大于一半(图2中纵坐标)的变化率。结果，材料D具有大的薄膜厚度分布。由此，业已发现，为了将薄膜厚度分布控制在10％或更小，适于用作本发明中的第一电介质材料部件的那些电介质材料应具有12W/mK或更高的热导率，并且还具有小的温度-热导率依赖性，即电介质材料呈现不大于一半的变化率。简单地讲，在电介质材料A-G中，材料A、B和E为优选的材料。
对于第二电介质材料部件，由于从供电导体103向天线形放电电极102传输的功率的损耗，其温度升高。因此，选择具有小的介质损耗(εtanδ)的材料是重要的。相应地，采用如表2中所示的具有不同的介质损耗的电介质材料H、I、J、K、L、M、N、O和P，在带状部件上形成薄膜，形成薄膜的条件与前述的条件相同，并且按相同的方式测量薄膜厚度分布。所得到的结果共同显示在表2中。
正如从表2中可以看出的，为了将薄膜厚度分布控制在10％或更小，适于用作本发明中的第二电介质材料部件的那些电介质材料应具有2×10-2或更低的介质损耗(εtanδ)。
关于上述的电介质材料，AlN陶瓷的特征是具有良好的机械加工性能、导热性、机械强度、电绝缘性能、低的热膨胀系数和低的介质损耗，因此它被优选作为本发明中的第一电介质材料部件。
Al2O3陶瓷具有良好的机械强度并且还具有良好的耐热性、导热性、电绝缘性能和介质损耗性能，因此它最适合用作本发明中的第一和第二电介质材料部件。
BN陶瓷在陶瓷材料中具有好的机械加工性能并且具有良好的电和热性能以及低的功率损耗。聚四氟乙烯在聚合物材料中具有良好的耐热性和良好的真空密封性能，并且它还是一种低介质损耗的材料。因此，这些材料最适合用作本发明中的第二电介质材料部件。
从这些电介质材料的特性还可以看出，虽然在供电导体103和接地屏蔽105之间可能只设置一种电介质材料，但除了这一种材料外，多种电介质材料均可起到这些作用。第一和第二电介质材料部件可以并排设置，其间的交界面处留有一个间隙。这对于供电线路的温度控制和进一步对放电稳定性是有效的。
面对放电空间的第一电介质材料部件还起到一个天线屏蔽的作用。这种天线屏蔽需要具有使供电线路中最靠近天线的面对表面之间的任何间隙均匀的功能，以防止异常放电。同时，第一电介质材料部件面对放电空间，因此需要是这样的材料，即，当暴露于等离子体时能够承受等离子体。在其面对放电空间一侧的表面上，第一电介质材料部件还具有一定的不平整度，这主要是为了防止淀积膜脱落以及防止可能产生的短路电流，因为天线-地定位在同一平面上。
还可以为电介质材料部件104设置冷却装置106。一种由气体或液体构成的冷却材料可以通过冷却装置106的内部循环，以冷却电介质材料部件104，这样在供电过程中就可以进一步防止电介质材料部件104温度升高。可以采用这种实施方式。作为冷却装置106的结构，它可以优选具有能够使电介质材料部件104高效冷却的任何结构，例如中空结构、蜂窝结构和内置绝缘管结构。它可以优选具有这样的结构，即，此结构允许冷却材料107尽可能地靠近电介质材料部件104传输并且还具有良好的强度。作为在冷却装置106内流动的冷却材料107，可以采用气体或者液体。气体可以优选例如空气以及常用的惰性气体，惰性气体例如氖气、氩气或氦气。在采用液体的情况下，可以优选例如水或低级醇(例如乙二醇)。另外，冷却装置106可以设置在接地屏蔽105和电介质材料部件104之间。
在本发明的淀积膜形成系统中，作为与上述实施例不同的一个实施例，电介质材料部件104a、104b和104c中的电介质材料部件104b可以由相同材料的多个更具体地讲是两个电介质材料部件构成，它们相互间隔开设置，如图3中所示。
顺便指出，电介质材料部件104a和104c中的任一电介质材料部件同样可以由相同材料的多个电介质材料部件构成，这些部件相互间隔开设置。
在本发明的淀积膜形成系统中，作为与上述实施例不同的实施例，在放电室109中设置的孔的形状不必是圆形的，并且可以是例如多边形的。另外，孔的数量也可以是两个或更多。
冷却装置106可以整体呈螺旋状，如图4中所示。更具体地讲，在冷却材料通过的区间中，冷却装置106围绕接地屏蔽105按螺旋方式设置。在此区间中，冷却装置106具有一个冷却材料输入部分和一个冷却材料输出部分。冷却装置106围绕电介质材料部件104的外周边设置。在图4中，冷却装置106的冷却材料通过的区间是以截面图形式示出的。
在此区间中，冷却装置106是管状的。由气体或液体构成的冷却材料107可以容纳在管中，并且可选择性地输入冷却装置106中，以便通过其中并在电介质材料部件104的周边外部输出，如图4中所示。
冷却材料输入的位置是一个远离放电室109的位置，即，电介质材料部件104中具有较低温度部分的一个位置。另外，冷却材料从电介质材料部件104的外周边输出的位置是一个靠近放电室109的位置，即，电介质材料部件104中具有较高温度部分的一个位置。这种定位方式是优选的，因为它具有以下优点：可以防止具有高的温度的电介质材料部件104因突然冷却而破裂。
                              实例
下面将通过给出一些例子对本发明做进一步描述。但本发明绝不局限于这些例子。(例1)
图7是根据例1的具有供电线路的淀积膜形成系统的剖视图。如图7中所示，一个冷却装置106围绕电介质材料部件104的外周边设置。参考数字101表示淀积膜形成系统；102表示天线形放电电极；103表示供电导体；104表示电介质材料部件；105表示接地屏蔽；106表示冷却装置；107表示冷却材料流动的方向；108表示(抽)真空容器的壁的一部分。在这个系统中，电介质材料部件104可以如图7中所示的那样一体地围绕供电导体103设置，或者如前述的那样分成多个部件围绕供电导体103设置。
在这个例子中，如图7中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统101是如此改进的，即，它可以被用作如图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统中的i型层形成系统(构成淀积室101)。采用这个系统，在一个由带状部件构成的基片上，连续地制备单一种类的光伏器件。这里，设置在i型层形成系统(淀积室101)中的供电线路是由天线形放电电极102和电介质材料部件104构成的，天线形放电电极102主要由Ni形成，电介质材料部件104包括并排设置的两种材料AlN和BN。水作为冷却材料107在冷却装置106中循环，以冷却电介质材料部件104。两种电介质材料部件相互分割开设置。
光伏器件是根据下面详细描述的程序制备的。
(1)首先，如图5中所示，一个卷筒206被设置于一个真空室201中，卷筒206上卷绕带状部件207，带状部件207是由SUS30BA不锈钢(300mm宽、200m长和0.13mm厚)制成的，这种不锈钢已经被很好地去油和清洗处理并且其上已经真空淀积有100nm厚的银薄膜和1μm厚的ZnO薄膜，这些薄膜是以这种不锈钢作为低电位电极通过溅射工艺形成的，真空室201具有一个基片进给机构。带状部件207通过气门208a、用于形成第一导电类型层的淀积室202、气门208b、用于形成i型层的淀积室101、气门208c、用于形成第二导电类型层的淀积室204以及气门208d，到达具有一个带状部件卷绕机构的真空室205，并且其张紧力被调整为使带状部件不松弛。
(2)此后，借助于真空泵(未示出)，真空室或淀积室201、202、101、204和205被抽气，以达到1×10-4乇或更低的真空状态。
(3)下一步，通过各个门气(gate gas)输送管209a-209d，700sccm的H2作为门气流入气门208a-208d，并且借助于红外加热灯210a-210c，带状部件207被加热至350℃。
(4)接下来，通过气体输送装置211a，160sccm的SiH4气体、120sccm的PH3/H2气体(P浓度为2％)和700sccm的H2气体被输送至淀积室202。另外，通过气体输送装置211b，100sccm的SiH4气体和500sccm的H2气体被输送至淀积室101。还有，通过气体输送装置211c，10sccm的SiH4气体、250sccm的BF3/H2气体(BF3浓度为2％)和1000sccm的H2气体被输送至淀积室204。在气体如此输送至各室之后，通过在观察压力计(未示出)的同时控制节气阀212a和212c的孔，淀积室202和204内的压力被调整为1.02乇。通过在观察压力计(未示出)的同时控制节气阀212b的孔，淀积室101内的压力被调整为16毫乇。
(5)随后，分别向淀积室202和204以及淀积室101供给频率为13.56MHz的电功率以及频率为100MHz的电功率。
(6)下一步，带状部件207被传输，以在带状部件上顺序形成第一导电类型层、i型层和第二导电类型层。
(7)接着，对其上按这种方式连续地叠置形成这些薄膜的单元进行切割。在每个第二导电类型层上，通过真空淀积工艺淀积70nm厚的ITO(In2O3+SnO2)，作为透明电极，并且通过真空淀积工艺淀积2μm厚的Al，作为集电极(收集极)。由此，光伏器件(器件号码：例1)就制成了。
制备上述的光伏器件(器件号码：例1)的条件概括于表3中。(比较例1)
本比较例与例1的区别在于：替代图7中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统，采用图6中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统作为i型层形成系统101。图6中所示的供电线路具有这样的结构：在天线形放电电极(502)和接地屏蔽(510)之间不设置任何电介质材料部件。在图6中，参考数字501表示淀积膜形成系统；502表示天线形放电电极；508表示真空容器的壁的一部分；509表示放电室，510表示接地屏蔽105。
在除了上述区别之外与例1相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件。由此，制成了光伏器件(器件号码：比较例1)。
对例1中制成的光伏器件(器件号码：例1)和比较例1中制成的光伏器件(器件号码：比较例1)的特性一致性和效率进行测量。
特性一致性是通过检查光伏器件(器件号码：例1和器件号码：比较例1)的光电转换效率随时间的变化进行测量的，这两种光伏器件均是按10m间隔切割成每个5cm见方的尺寸，并且被置于AM 1.5(100mW/cm2)光的照射之下，以测量其光电转换效率。
光伏器件(器件号码：例1和器件号码：比较例1)的特性随时间的变化以及效率显示于表4中。这里，在表4中示出的特性随时间的变化是以比较例1中制成的光伏器件(器件号码：比较例1)的值为基础计算相应光伏器件(器件号码：例1和器件号码：比较例1)的光电转换效率随时间变化的幅度的倒数所得到的结果。
从表4中可以看出，例1的光伏器件(器件号码：例1)在特性一致性和效率方面均优于比较例1的光伏器件(器件号码：比较例1)。还查明：制造比较例1的光伏器件(器件号码：比较例1)时使用的供电线路具有高的温度并且在放电过程中导致不稳定的状态，例如放电闪烁，而制造例1的光伏器件(器件号码：例1)时使用的供电线路仅呈现小的温升并且维持稳定的放电。(例2)
这个例子与例1的区别在于：采用图1中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统作为i型层形成系统101。图1中所示的淀积膜形成系统具有这样的结构，其中，作为至少部分地设置在天线形放电电极102和接地屏蔽105之间的电介质材料部件104，Al2O3陶瓷104a、BN陶瓷104b和聚四氟乙烯104c依次并排设置，其间留有0.5mm的间隙；陶瓷104a设置在暴露于真空容器108内形成的放电空间的部分。
在除了上述区别之外与例1相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件。由此，制成了光伏器件(器件号码：例2)。
按照与例1中相同的方式，对光伏器件(器件号码：例2)的特性一致性和效率进行测量。得到的结果显示于表5中。
从表5中可以看出，例2的光伏器件(器件号码：例2)在特性一致性和效率方面均优于比较例1的光伏器件(器件号码：比较例1)。另外，与表4中所示的例1的光伏器件(器件号码：例1)的结果相比，特性一致性和效率也有了进一步的提高。这种差异被推测为归因于热绝缘特性的改善，这种改善是通过在电介质材料部件之间设置由间隙形成的真空密闭的热绝缘层引起的。(例3)
这个例子与例1的区别在于：形成i型层时施加的电功率的频率由100MHz改变为12MHz。
在除了上述区别之外与例1相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件，在此等离子体CVD系统中，采用图7中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统作为i型层形成系统101。由此，制成了光伏器件(器件号码：例3)。(比较例2)
这个比较例与比较例1的区别在于：形成i型层时施加的电功率的频率由100MHz改变为12MHz。
在除了上述区别之外与比较例1相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件，在此等离子体CVD系统中，采用图6中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统作为i型层形成系统101。由此，制成了光伏器件(器件号码：比较例2)。
按照与例1中相同的方式，对这些光伏器件(器件号码：例3和器件号码：比较例2)的特性一致性和效率进行测量。得到的结果显示于表6中。这里，在表6中示出的特性随时间的变化是以比较例2中制成的光伏器件(器件号码：比较例2)的值为基础计算相应光伏器件(器件号码：例3和器件号码：比较例2)的光电转换效率随时间变化的幅度的倒数所得到的结果。(例4)
这个例子与例1的区别在于：形成i型层时施加的电功率的频率由100MHz改变为750MHz。
在除了上述区别之外与例1相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件，在此等离子体CVD系统中，采用图7中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统作为i型层形成系统101。由此，制成了光伏器件(器件号码：例4)。(比较例3)
这个比较例与比较例1的区别在于：形成i型层时施加的电功率的频率由100MHz改变为750MHz。
在除了上述区别之外与比较例1相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件，在此等离子体CVD系统中，采用图6中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统作为i型层形成系统101。由此，制成了光伏器件(器件号码：比较例3)。
按照与例1中相同的方式，对这些光伏器件(器件号码：例4和器件号码：比较例3)的特性一致性和效率进行测量。得到的结果显示于表7中。这里，在表7中示出的特性随时间的变化是以比较例3中制成的光伏器件(器件号码：比较例3)的值为基础计算相应光伏器件(器件号码：例4和器件号码：比较例3)的光电转换效率随时间变化的幅度的倒数所得到的结果。
从表6和7中可以看出，对应例子的光伏器件(器件号码：例3和器件号码：例4)在特性一致性和效率方面均优于对应的比较例的光伏器件(器件号码：比较例2和器件号码：比较例3)。由此，已经很清楚，即使在形成i型层时施加的电功率的频率改变，采用根据本发明的供电线路制造光伏器件的系统和方法也能够有效地工作，因为根据本发明的供电线路具有这样的结构，即，其中电介质材料部件的至少部分设置在天线形放电电极和接地屏蔽之间。(例5)
这个例子与例1的区别在于：在i型层形成系统中设置的如图1中所示的供电线路中，电介质材料部件104是采用两个Al2O3部件，Al2O3具有良好的耐热性和低的介质损耗，这两个Al2O3部件并排设置并且其间留有0.5mm的间隙。
在除了上述区别之外与例1相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件。由此，制成了光伏器件(器件号码：例5)。
按照与例1中相同的方式，对此光伏器件(器件号码：例5)的特性一致性和效率进行测量。得到的结果显示于表8中。
从表8中可以看出，例5的光伏器件(器件号码：例5)在特性一致性和效率方面均优于比较例1的光伏器件(器件号码：比较例1)。从这个结果，已经变得很清楚，当Al2O3用作设置在暴露于真空容器108内形成的放电空间的部分的第一电介质材料部件，并且Al2O3还用作设置在不暴露于真空容器108内形成的放电空间的部分的第二电介质材料部件，以及在电介质材料部件之间提供由间隙形成的真空密闭的热绝缘层时，可以提高特性一致性和效率。(例6)
在这个例子中，如图4中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统101是如此改进的，即，它可以被用作如图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统中的i型层形成系统101。采用这个系统，在一个由带状部件构成的基片上，连续地制备单一种类的光伏器件。这里，设置在i型层形成系统(淀积室101)中的供电线路是由天线形放电电极102和电介质材料部件104构成的，天线形放电电极102主要由Ni形成，电介质材料部件104包括并排设置的两种材料AlN陶瓷和BN陶瓷。空气作为冷却材料107在冷却装置106中循环，以冷却电介质材料部件104。两种电介质材料部件相互分开设置。
用作电介质材料部件104的AlN陶瓷还具有使供电线路中最靠近天线的面对表面之间的任何间隙均匀的功能，以防止异常放电。另外，设置在暴露于放电空间的侧面上的AlN陶瓷具有良好的耐热性和机械强度，并且在其面对放电空间一侧的表面上具有一定的不平整度，这主要是为了防止淀积膜脱落以及防止可能产生的短路电流，因为天线-地定位是在同一平面上。
光伏器件是根据下面详细描述的程序制备的。
(1)首先，如图5中所示，一个卷筒206被设置于一个真空室201中，卷筒206上卷绕带状部件207，带状部件207是由SUS30BA不锈钢(300mm宽、200m长和0.13mm厚)制成的，这种不锈钢已经被很好地去油和清洗处理并且其上已经真空淀积有100nm厚的银薄膜和1μm厚的ZnO薄膜，这些薄膜是以这种不锈钢作为低电位电极通过溅射工艺形成的，真空室201具有一个基片进给机构。带状部件207通过气门208a、用于形成第一导电类型层的淀积室202、气门208b、用于形成i型层的淀积室101、气门208c、用于形成第二导电类型层的淀积室204以及气门208d，到达具有一个带状部件卷绕机构的真空室205，并且其张紧力被调整为使带状部件不松弛。
(2)此后，借助于真空泵(未示出)，真空室或淀积室201、202、101、204和205被抽气，以达到1×10-4乇或更低的真空状态。
(3)下一步，通过各个门气(gate gas)输送管209a-209d，700sccm的H2作为门气流入气门208a-208d，并且借助于红外加热灯210a-210c，带状部件207被加热至350℃。
(4)接下来，通过气体输送装置211a，160sccm的SiH4气体、120sccm的PH3/H2气体(P浓度为2％)和700sccm的H2被输送至淀积室202。另外，通过气体输送装置211b，100sccm的SiH4气体和500sccm的H2被输送至淀积室101。还有，通过气体输送装置211c，10sccm的SiH4气体、250sccm的BF3/H2气体(BF3浓度为2％)和1000sccm的H2被输送至淀积室204。在气体如此输送至各室之后，通过在观察压力计(未示出)的同时控制节气阀212a和212c的孔，淀积室202和204内的压力被调整为1.02乇。通过在观察压力计(未示出)的同时控制节气阀212b的孔，淀积室101内的压力被调整为16毫乇。
(5)随后，分别向淀积室202和204以及淀积室101供给频率为13.56MHz的电功率以及频率为100MHz的电功率。
(6)下一步，带状部件207被传输，以在带状部件上顺序形成第一导电类型层、i型层和第二导电类型层。
(7)接着，对其上按这种方式连续地叠置形成这些薄膜的单元进行切割。在每个第二导电类型层上，通过真空淀积工艺淀积70nm厚的ITO(In2O3+SnO2)，作为透明电极，并且通过真空淀积工艺淀积2μm厚的Al，作为集电极(收集极)。由此，光伏器件(器件号码：例6)就制成了。
制备上述的光伏器件(器件号码：例6)的条件概括于表9中。(例7)
这个例子与例6的区别在于：在图4中所示的供电线路中，没有通过冷却装置106对电介质材料部件104进行冷却。
在除了上述区别之外与例6相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件。由此，制成了光伏器件(器件号码：例7)。
对例6中制成的光伏器件(器件号码：例6)和例7中制成的光伏器件(器件号码：例7)的特性一致性和效率进行测量。
特性一致性是通过检查光伏器件(器件号码：例6和器件号码：例7)的光电转换效率随时间的变化进行测量的，这两种光伏器件均是按10m间隔切割成每个5cm见方的尺寸，并且被置于AM 1.5(100mW/cm2)光的照射之下，以测量其光电转换效率。
光伏器件(器件号码：例6和器件号码：例7)的特性随时间的变化以及效率显示于表10中。这里，在表10中示出的特性随时间的变化是以例7中制成的光伏器件(器件号码：例7)的值为基础计算相应光伏器件(器件号码：例6和器件号码：例7)的光电转换效率随时间变化的幅度的倒数所得到的结果。
从表10中可以看出，例6的光伏器件(器件号码：例6)在特性一致性和效率方面均优于例7的光伏器件(器件号码：例7)。
现在，将根据例7的光伏器件与根据比较例1的光伏器件进行比较，若以根据比较例1的光伏器件的光电转换效率为基础，根据例7的光伏器件的特性随时间变化的值为1.29，因此认为它优于根据比较例1的光伏器件。
将根据例6的光伏器件与根据比较例1的光伏器件进行比较，根据例6的光伏器件的特性随时间变化的值为1.29×1.29≈1.66，因此认为它显著优于根据比较例1的光伏器件。(例8)
这个例子与例6的区别在于：在图4中所示的供电线路中，当通过冷却装置106对电介质材料部件104进行冷却时，以水替代空气作为冷却材料107(在冷却装置106中)循环。
在除了上述区别之外与例6相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件。由此，制成了光伏器件(器件号码：例8)。
按照与例1中相同的方式，对光伏器件(器件号码：例8)的特性一致性和效率进行测量。得到的结果显示于表11中。
从表11中可以看出，例8的光伏器件(器件号码：例8)在特性一致性和效率方面均优于例7的光伏器件(器件号码：例7)。从这个结果可以得出这样的结论：当通过冷却装置106对电介质材料部件104进行冷却时，若以水替代空气作为冷却材料107(在冷却装置106中)循环，也可以得到大致相同的效果。
还查明：制造例7的光伏器件(器件号码：例7)时使用的供电线路具有高的温度并且在放电过程中导致不稳定的状态，例如放电闪烁，而制造例6和8的光伏器件(器件号码：例6和器件号码：例8)时使用的供电线路仅呈现小的温升并且维持稳定的放电。(例9)
这个例子与例6的区别在于：形成i型层时施加的电功率的频率由100MHz改变为10MHz。
在除了上述区别之外与例6相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件，在此等离子体CVD系统中，采用图4中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统作为i型层形成系统101。由此，制成了光伏器件(器件号码：例9)。(例10)
这个例子与例7的区别在于：形成i型层时施加的电功率的频率由100MHz改变为10MHz。
在除了上述区别之外与例7相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件，在此等离子体CVD系统中，采用图4中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统作为i型层形成系统101。由此，制成了光伏器件(器件号码：例10)。
按照与例6中相同的方式，对这些光伏器件(器件号码：例9和器件号码：例10)的特性一致性和效率进行测量。得到的结果显示于表12中。这里，在表12中示出的特性随时间的变化是以例10中制成的光伏器件(器件号码：例10)的值为基础计算相应光伏器件(器件号码：例9和器件号码：例10)的光电转换效率随时间变化的幅度的倒数所得到的结果。(例11)
这个例子与例6的区别在于：形成i型层时施加的电功率的频率由100MHz改变为750MHz。
在除了上述区别之外与例6相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件，在此等离子体CVD系统中，采用图4中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统作为i型层形成系统101。由此，制成了光伏器件(器件号码：例11)。(例12)
这个例子与例7的区别在于：形成i型层时施加的电功率的频率由100MHz改变为750MHz。
在除了上述区别之外与例7相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件，在此等离子体CVD系统中，采用图4中所示的具有供电线路的淀积膜形成系统作为i型层形成系统101。由此，制成了光伏器件(器件号码：例12)。
按照与例6中相同的方式，对这些光伏器件(器件号码：例11和器件号码：例12)的特性一致性和效率进行测量。得到的结果显示于表13中。这里，在表13中示出的特性随时间的变化是以例12中制成的光伏器件(器件号码：例12)的值为基础计算相应光伏器件(器件号码：例11和器件号码：例12)的光电转换效率随时间变化的幅度的倒数所得到的结果。
从表12和13中可以看出，例9和11的光伏器件(器件号码：例9和器件号码：例11)在特性一致性和效率方面均优于例10和12的光伏器件(器件号码：例10和器件号码：例12)。另外，已经很清楚，即使在形成i型层时施加的电功率的频率改变，采用根据本发明的供电线路制造光伏器件的系统和方法也能够有效地工作，因为根据本发明的供电线路具有这样的结构，即，其中电介质材料部件的至少部分设置在天线形放电电极和接地屏蔽之间并且电介质材料部件还被冷却。(例13)
这个例子与例6的不同在于：采用图7中所示的淀积膜形成系统101替代图4中所示的淀积膜形成系统。最大区别在于，在图4的淀积膜形成系统101中，接地屏蔽105设置在电介质材料部件104和冷却装置106之间，而在图7的淀积膜形成系统中，冷却装置106直接与电介质材料部件104接触。另外，在这个例子中，采用水替代空气作为冷却材料107在冷却装置106中循环。
在除了上述区别之外与例6相同的条件下，采用图5中所示的双卷盘型连续等离子体CVD系统，在由带状部件构成的基片上连续地制备单一种类的光伏器件。由此，制成了光伏器件(器件号码：例13)。
按照与例6中相同的方式，对光伏器件(器件号码：例13)的特性一致性和效率进行测量。得到的结果显示于表14中。
从表14中可以看出，例13的光伏器件(器件号码：例13)在特性一致性和效率方面均优于例7的光伏器件(器件号码：例7)。另外，与表11中所示的例8(即水被用作淀积膜形成系统101中的冷却材料的情况)的结果相比较，例13的结果也是优越的。从这些结果，已经变得很清楚，图7中所示的淀积膜形成系统，即其中冷却装置106直接与电介质材料部件104接触，可以比图4中所示的淀积膜形成系统101更显著地达到本发明的效果。
由此，从例1-13和比较例1-3可以看出，与其中电介质材料部件不围绕供电导体的淀积膜形成系统相比，其中电介质材料部件围绕供电导体的淀积膜形成系统可以使特性随时间的变化更小并且可以达到更高的效率。
从例1-13和比较例1-3还可以看出，如此构成的淀积膜形成系统，即多个电介质材料部件的至少部分围绕供电导体，可以形成特性随时间的变化小的光伏器件，并且当电介质材料部件被冷却时，还可以得到特性随时间的变化更小的光伏器件。
从中还可以看出，如此构成的淀积膜形成系统，即冷却装置设置成与电介质材料部件直接接触，可以提供特性随时间的变化小得多的光伏器件。
如上所述，根据本发明，由于电介质材料部件的至少部分围绕构成半导体薄膜形成系统的供电线路的供电导体设置，当供给电功率时，可以产生小的功率损耗，并且虽然供电线路的一部分暴露于等离子体，但它可以避免温度升高，因此稳定的放电可以长时间地维持。由此，根据本发明的系统和方法可以大量地和高稳定性地制造诸如光伏器件之类的半导体薄膜器件，这些器件具有高的光电转换效率、高的质量和在大的面积上的优异的均匀性，并且具有较高的重现性和较少的缺陷。
在这样的实施方式中，即，其中第一和第二电介质材料部件并排设置或者第二电介质材料部件由两种材料构成，它们之间留有一个间隙以提供真空密闭的热绝缘层，可以避免产生电功率的损耗，同时有效地防止供电线路温度升高。
此外，根据本发明，在这样的实施方式中，即，电介质材料部件的至少部分围绕构成半导体薄膜形成系统的供电线路的供电导体设置，并且在此供电线路中还设置有用于冷却电介质材料部件的冷却装置，当供给电功率时，可以产生小的功率损耗，并且即使供电线路的一部分暴露于等离子体，但它也可以避免温度升高，因此稳定的放电可以长时间地维持。由此，根据本发明的系统和方法可以大量地和高稳定性地制造诸如光伏器件之类的半导体薄膜器件，这些器件具有高的光电转换效率、高的质量和在大的面积上的优异的均匀性，并且具有较高的重现性和较少的缺陷。
采用液体作为在冷却装置中循环的冷却材料还使得可以有效地冷却供电线路。
                     表1
电介质材料   热导率(W/mK)     薄膜厚度分布
 ABCDEFG     1709038033712     ±8％±9％±15％±15％±9％±12％±10％
                      表2
电介质材料     εtanδ     薄膜厚度分布
 HIJKLMN0P     6.5×10-42.4×10-35.5×10-25.7×10-32.0×10-32.0×10-29.5×10-33.5×10-24.2×10-2     ±7％±9％±14％±9％±8％±10％±8％±12％±12％
                     表3
基片：SUS430BA，0.13mm厚反射层：银(Ag)薄膜，100nm厚反射增强层：氧化锌(ZnO)薄膜，1μm厚门气：从每个门700sccm
  厚度  使用的气体和流速 频率  电功率 压力  基片温度(nm)          (sccm)  (MHz)  (W)    (乇)  (℃)
第一导电类型层：40    SiH4     160    13.56   200    1.02  350PH3/H2  120(2％浓度)H2       700i型层：100   SiH4     100     100    700    0.016 350H2       500第二导电类型层：5     SiH4     10      13.56  200    1.02  350BF3/H2  250(2％浓度)H2       1000
透明电极：ITO薄膜，70nm厚集电极：Al薄膜，2μm厚
                          表4
光伏器件 特性随时间的变化     效率(％)
器件号码：例1器件号码：比较例1     1.271.00     9368
                       表5
光伏器件 特性随时间的变化     效率(％)
器件号码：例2器件号码：比较例1     1.361.00     9568
                       表6
光伏器件 特性随时间的变化     效率(％)
器件号码：例3器件号码：比较例1     1.341.00     9669
                       表7
光伏器件 特性随时间的变化     效率(％)
器件号码：例4器件号码：比较例3     1.371.00     9466
                        表8
光伏器件 特性随时间的变化     效率(％)
器件号码：例5器件号码：比较例1     1.381.00     9668
                      表9
基片：SUS430BA，0.13mm厚反射层：银(Ag)薄膜，100nm厚反射增强层：氧化锌(ZnO)薄膜，1μm厚门气：从每个门700sccm
  厚度  使用的气体和流速 频率   电功率 压力   基片温度(nm)         (sccm)    (MHz)  (W)    (乇)   (℃)
第一导电类型层：40   SiH4    160       13.56  200    1.02   350PH3/H2 120(2％浓度)H2      700i型层：100  SiH4    100       100    700    0.016  350H2      500第二导电类型层：5    SiH4    10        13.56  200    1.02   350BF3/H2 250(2％浓度)H2      1000
透明电极：ITO薄膜，70nm厚集电极：Al薄膜，2μm厚
                      表10
光伏器件   特性随时间的变化   效率(％)
器件号码：例6器件号码：例7     1.291.00     9369
                      表11
光伏器件   特性随时间的变化     效率(％)
器件号码：例8器件号码：例7     1.341.00     9669
                       表12
光伏器件 特性随时间的变化     效率(％)
器件号码：例9器件号码：例10     1.331.00     9567
                      表13
光伏器件   特性随时间的变化     效率(％)
器件号码：例11器件号码：例12     1.351.00     9367
                      表14
光伏器件   特性随时间的变化     效率(％)
器件号码：例13器件号码：例7     1.371.00     9769

Claims (37)

1.一种淀积膜形成系统，它具有：至少一个真空容器；用于向真空容器输送膜形成用原料气体的装置；一个设在真空容器内的放电电极，它用于使原料气体成为等离子体；以及一个供电导体，它用于将高频功率施加至放电电极，该系统包括：
一个接地屏蔽，它在真空容器内围绕供电导体设置；和
多个电介质材料部件，它们的至少部分设置在供电导体和接地屏蔽之间。
2.根据权利要求1的淀积膜形成系统，其中，电介质材料部件由第一电介质材料部件和第二电介质材料部件构成，第一电介质材料部件设置在暴露于真空容器内产生的放电空间的部分，第二电介质材料部件设置在不暴露于放电空间的部分。
3.根据权利要求2的淀积膜形成系统，其中，第一电介质材料部件是一种具有高的热导率的绝缘部件，第二电介质材料部件是一种具有小的介质损耗(εtanδ)的绝缘部件。
4.根据权利要求2的淀积膜形成系统，其中，在第一电介质材料部件和第二电介质材料部件之间设有一个间隙。
5.根据权利要求1的淀积膜形成系统，其中，电介质材料部件由设置在暴露于真空容器内产生的放电空间的部分的第一电介质材料部件和设置在不暴露于放电空间的部分的第一电介质材料部件构成，并且在这两个第一电介质材料部件之间设置有一个间隙。
6.根据权利要求5的淀积膜形成系统，其中，第一电介质材料部件是一种具有高的热导率的绝缘部件。
7.根据权利要求2的淀积膜形成系统，其中，第一电介质材料部件或第二电介质材料部件包括一种从下列材料组中选出的绝缘材料：Al2O3、BN、AlN、MgO、Si3N4、TiO以及它们的复合烧结体。
8.根据权利要求2的淀积膜形成系统，其中，第一电介质材料部件具有12W/mK或更高的热导率。
9.根据权利要求2的淀积膜形成系统，其中，第二电介质材料部件具有2×10-2或更低的介质损耗(εtanδ)。
10.根据权利要求3的淀积膜形成系统，其中，第一电介质材料部件包括AlN，第二电介质材料部件包括BN。
11.根据权利要求4的淀积膜形成系统，其中，第一电介质材料部件包括Al2O3，第二电介质材料部件包括并排设置的BN和聚四氟乙烯。
12.根据权利要求5的淀积膜形成系统，其中，第一电介质材料部件包括Al2O3。
13.一种淀积膜形成方法，包括以下步骤：
向一个真空容器输送膜形成用原料气体，此真空容器内设置有一个放电电极；和
通过一个供电导体向放电电极施加高频功率，以使原料气体成为等离子体，从而在设置于真空容器内的一个基片上形成淀积膜；
高频功率是借助于以下组成部分通过供电导体传输至放电电极的：
一个接地屏蔽，它在真空容器内围绕供电导体设置；和
多个电介质材料部件，它们的至少部分设置在供电导体和接地屏蔽之间。
14.根据权利要求13的淀积膜形成方法，其中，采用第一电介质材料部件和第二电介质材料部件作为所述电介质材料部件，第一电介质材料部件设置在暴露于真空容器内产生的放电空间的部分，第二电介质材料部件设置在不暴露于放电空间的部分，以在供电导体和接地屏蔽之间形成绝缘。
15.根据权利要求14的淀积膜形成方法，其中，采用具有高的热导率的绝缘部件作为第一电介质材料部件，并且采用具有小的介质损耗(εtanδ)的绝缘部件作为第二电介质材料部件。
16.根据权利要求14的淀积膜形成方法，其中，在第一电介质材料部件和第二电介质材料部件之间设有一个间隙，以在供电导体和接地屏蔽之间形成绝缘。
17.根据权利要求13的淀积膜形成方法，其中，采用设置在暴露于真空容器内产生的放电空间的部分的第一电介质材料部件和设置在不暴露于放电空间的部分的第一电介质材料部件作为所述电介质材料部件，并且在这两个第一电介质材料部件之间设置有一个间隙，以在供电导体和接地屏蔽之间形成绝缘。
18.根据权利要求17的淀积膜形成方法，其中，采用具有高的热导率的绝缘部件作为第一电介质材料部件。
19.根据权利要求14的淀积膜形成方法，其中，采用一种绝缘材料作为第一电介质材料部件或第二电介质材料部件，这样的绝缘材料是从下列材料组中选出的：Al2O3、BN、AlN、MgO、Si3N4、TiO以及它们的复合烧结体。
20.根据权利要求14的淀积膜形成方法，其中，采用具有12W/mK或更高的热导率的材料作为第一电介质材料部件。
21.根据权利要求14的淀积膜形成方法，其中，采用具有2×10-2或更低的介质损耗(εtanδ)的材料作为第二电介质材料部件。
22.一种淀积膜形成系统，它具有：至少一个真空容器；用于向真空容器输送膜形成用原料气体的装置；一个设在真空容器内的放电电极，它用于使原料气体成为等离子体；以及一个供电导体，它用于将高频功率施加至放电电极，该系统包括：
一个接地屏蔽，它在真空容器内围绕供电导体设置；
多个电介质材料部件，它们的至少部分设置在供电导体和接地屏蔽之间；和
冷却装置，用于冷却电介质材料部件。
23.根据权利要求22的淀积膜形成系统，其中，冷却装置包括一种由气体构成的冷却材料。
24.根据权利要求22的淀积膜形成系统，其中，冷却装置包括一种由液体构成的冷却材料。
25.根据权利要求22的淀积膜形成系统，其中，电介质材料部件为由陶瓷或聚合物材料构成的绝缘材料部件。
26.一种淀积膜形成方法，包括以下步骤：
向一个真空容器输送膜形成用原料气体，此真空容器内设置有一个放电电极；和
通过一个供电导体向放电电极施加高频功率，以使原料气体成为等离子体，从而在设置于真空容器内的一个基片上形成淀积膜；
高频功率是借助于以下组成部分通过供电导体传输至放电电极的：
一个接地屏蔽，它在真空容器内围绕供电导体设置；
多个电介质材料部件，它们的至少部分设置在供电导体和接地屏蔽之间；和
冷却装置，用于冷却电介质材料部件；
在由冷却装置冷却电介质材料部件的同时，供给高频功率。
27.根据权利要求26的淀积膜形成方法，其中，冷却装置采用气体作为冷却材料，以冷却电介质材料部件。
28.根据权利要求26的淀积膜形成方法，其中，冷却装置采用液体作为冷却材料，以冷却电介质材料部件。
29.根据权利要求26的淀积膜形成方法，其中，采用由陶瓷或聚合物材料构成的绝缘材料作为电介质材料部件，以在供电导体和接地屏蔽之间形成绝缘。
30.一种淀积膜形成系统，它具有：至少一个真空容器；用于向真空容器输送膜形成用原料气体的装置；一个设在真空容器内的放电电极，它用于使原料气体成为等离子体；以及一个供电导体，它用于将高频功率施加至放电电极，该系统包括:
一个接地屏蔽，它在真空容器内围绕供电导体设置；
一个电介质材料部件，它设置在供电导体和接地屏蔽之间；和
冷却装置，用于冷却电介质材料部件。
31.根据权利要求30的淀积膜形成系统，其中，冷却装置包括一种由气体构成的冷却材料。
32.根据叔利要求30的淀积膜形成系统，其中，冷却装置包括一种由液体构成的冷却材料。
33.根据权利要求30的淀积膜形成系统，其中，电介质材料部件为由陶瓷或聚合物材料构成的绝缘材料。
34.一种淀积膜形成方法，包括以下步骤：
向一个真空容器输送膜形成用原料气体，此真空容器内设置有一个放电电极；和
通过一个供电导体向放电电极施加高频功率，以使原料气体成为等离子体，从而在设置于真空容器内的一个基片上形成淀积膜；
高频功率是借助于以下组成部分通过供电导体传输至放电电极的：
一个接地屏蔽，它在真空容器内围绕供电导体设置；
一个电介质材料部件，它设置在供电导体和接地屏蔽之间；和
冷却装置，用于冷却电介质材料部件；
在由冷却装置冷却电介质材料部件的同时，供给高频功率。
35.根据权利要求34的淀积膜形成方法，其中，冷却装置采用气体作为冷却材料，以冷却电介质材料部件。
36.根据权利要求34的淀积膜形成方法，其中，冷却装置采用液体作为冷却材料，以冷却电介质材料部件。
37.根据权利要求34的淀积膜形成方法，其中，采用由陶瓷或聚合物材料构成的绝缘材料作为电介质材料部件，以在供电导体和接地屏蔽之间形成绝缘。
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