CN1703533A - 薄膜形成方法及其装置 - Google Patents

薄膜形成方法及其装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1703533A
CN1703533A CNA2003801008848A CN200380100884A CN1703533A CN 1703533 A CN1703533 A CN 1703533A CN A2003801008848 A CNA2003801008848 A CN A2003801008848A CN 200380100884 A CN200380100884 A CN 200380100884A CN 1703533 A CN1703533 A CN 1703533A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
linearity conductor
linearity
conductor
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2003801008848A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100462477C (zh
Inventor
上田仁
高木朋子
伊藤宪和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Publication of CN1703533A publication Critical patent/CN1703533A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100462477C publication Critical patent/CN100462477C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明涉及一种太阳能电池以及适合其量产的薄膜形成方法及其装置。形成将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件。通过将上述多个天线元件在平面上排列成第一直线状导体和第二直线状导体交互等间隔排列，设置在腔室内，从而形成一个以上的阵列天线。将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，将上述各第二直线状导体的第二端接地。在上述阵列天线的两侧平行地、分别以和上述间隔相同的间距设置多个基板。在上述腔室内导入原料气体，进行成膜。

Description

薄膜形成方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池以及适合其量产的薄膜形成方法及其装置。
背景技术
太阳能电池作为一种清洁能源而受到世人的瞩目，为了使其广泛普及，就需要进一步降低其成本。为此，希望有一种能够在更大型的基板上形成高品质的、膜厚均一的非晶硅(以下称“a-Si”)薄膜的薄膜形成装置。
此外，层叠上述a-Si薄膜和微结晶硅(以下称“μc-Si”)薄膜的级联式结构的薄膜可以得到比上述单层a-Si薄膜更高的电力转换效率。因此，还希望有一种能够形成上述μc-Si薄膜的薄膜形成装置。
作为薄膜形成装置的技术，日本专利公开昭59-014633展示了电容耦合式的平行平板型等离子体CVD装置的技术。
一般说来，平行平板型等离子体CVD装置将连接高频电源的电极板和接地的电极板对向配置，成为一对，上述一对电极板之间的空间作为放电区域，使薄膜形成于上述接地电极板上设置的基板的表面上。在上述平行平板型等离子体CVD装置中，在上述一对电极板上，将1个基板或者分割成小块的多个基板仅设置在上述一对的电极板中的任何一个上。这是由于上述连接在高频电源上的电极板和上述设置电极板受到等离子体的作用不相同。这样，如果要同时在多个基板上形成薄膜，那么上述等离子体CVD装置的腔室必须预先备好多对电极板。上述腔室必须有广阔的内部空间。此外，如果设置3对以上电极，保养就非常困难了。因此，实际上，如果使用具有容纳最多2对电极板的腔室的装置，一次处理最多2个基板是比较合适的。
平行平板型等离子体CVD装置，由于原理上的制约，各电极板至少要比基板大。因此，为了在更大面积的基板上制膜，就必须有更大型的电极板，但是，要在大型电极板之间产生均匀的等离子体是很困难的。由于这些问题，在大型的基板上制成膜厚和性状均匀的薄膜是极其困难的。
发明内容
本发明是鉴于上述的这些问题点而提出的技术方案，其目的是为了提供一种能够在有限的空间内排列多个等离子体源，并且能够在各放电区域产生均匀的等离子体，从而能够在大型基板上形成高品质、均匀的薄膜的薄膜形成方法及其装置。
根据本发明的第一方案，薄膜形成方法是：形成将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，通过将上述多个天线元件在平面上排列成第一直线状导体和第二直线状导体交互等间隔排列，设置在腔室内，从而形成一个以上的阵列天线，将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，使上述各第二直线状导体的第二端接地，在上述阵列天线的两侧平行地、分别以和上述间隔相同的间距设置多个基板，并在上述各基板上进行成膜。最好是，上述腔室内的压力要保持在60Pa以下。
根据本发明的第二方案，薄膜形成方法是：形成将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，通过将上述多个天线元件在平面上排列成第一直线状导体和第二直线状导体交互等间隔排列，设置在腔室内，从而形成一个以上的阵列天线，将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，使上述各第二直线状导体的第二端接地，将上述腔室内的压力保持在60Pa以下，从而在上述各基板上进行成膜。
上述薄膜形成方法，最好是使上述基板在和上述阵列平面平行，在与上述第一直线状导体和上述第二直线状导体正交的方向上往复运动。
根据本发明的第三方案，薄膜形成装置具有以下各部：具备原料气体的导入口和排气口的腔室；具备将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，在平面上排列成上述第一直线状导体和上述第二直线状导体交互等间隔排列，将上述各第一直线状导体的第二端和高频电源连接，使上述各第二直线状导体的第二端接地的、设置在上述腔室内的一个以上的阵列天线；为了在上述阵列天线的两侧平行地、分别以和上述间隔相同的间距设置多个基板而构成的基板托架。
上述薄膜形成装置，最好还具备分别覆盖上述第一直线状导体周围的电介质。
根据本发明的第四方案，太阳能电池的制造方法是：形成将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，通过将上述多个天线元件在平面上排列成第一直线状导体和第二直线状导体交互等间隔排列，设置在腔室内，从而形成一个以上的阵列天线，将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，使上述各第二直线状导体的第二端接地，在上述阵列天线的两侧平行地、分别以和上述间隔相同的间距设置多个基板，并在上述各基板上进行成膜。最好使上述腔室内的压力保持在60Pa以下。
根据本发明的第五方案，太阳能电池的制造方法是：形成将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，通过将上述多个天线元件在平面上排列成第一直线状导体和第二直线状导体交互等间隔排列，设置在腔室内，从而形成一个以上的阵列天线，将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，使上述各第二直线状导体的第二端接地，使上述腔室内的压力保持在60Pa以下，从而在上述各基板上进行成膜。
上述太阳能电池的制造方法最好还使上述基板在和上述阵列平面平行，和上述第一直线状导体和上述第二直线状导体正交的方向上往复运动。
根据本发明的第六方案，太阳能电池的制造装置具有以下各部：具备原料气体的导入口和排气口的腔室；具备将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，并将它们如上述第一直线状导体和上述第二直线状导体交互、等间隔排列那样平面排列，将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，使上述各第二直线状导体的第二端接地的、设置在上述腔室内的一个以上的阵列天线；为了在上述阵列天线的两侧平行地、分别以和上述间隔相同的间距设置多个基板而构成的基板托架。
上述太阳能电池的制造装置最好还具备分别覆盖上述第一直线状导体周围的电介质。
根据本发明的第七方案，太阳能电池具备了一种薄膜，这种薄膜是通过形成将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，将上述多个天线元件在平面上排列成第一直线状导体和第二直线状导体交互等间隔排列，设置在腔室内，从而形成一个以上的阵列天线，将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，使上述各第二直线状导体的第二端接地，并使上述腔室内的压力保持在60Pa以下，从而在基板的表面上形成的。上述薄膜最好是在上述腔室内的压力保持在60Pa以下而形成的。
上述薄膜还希望是通过使上述基板在和上述阵列平面平行，和上述第一直线状导体和上述第二直线状导体正交的方向上往复运动而形成。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式中的薄膜形成装置的模式正视图。
图2是上述实施方式的上述薄膜形成装置的侧视图。
图3是上述实施方式的天线元件的剖面图。
图4A是表示薄膜形成状况的模式图(形成均匀膜厚时)。
图4B是表示薄膜形成状况的模式图(形成不均匀膜厚时)。
图4C是表示薄膜形成状况的模式图，表示基板的冲程S和导体间的间距P之间的关系。
图5A是显示调查天线元件和基板的距离及膜质的关系的实验结果的图表。
图5B是显示调查天线元件和基板的距离及薄膜的形成速度的关系的实验结果的图表。
图5C是显示调查腔室内的压力和膜质及形成速度的关系的实验结果的图表。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的一个实施方式中的薄膜形成装置。薄膜形成装置1是天线式的电感耦合式等离子体CVD装置，并且是可以在适合例如电力用太阳能电池制造的大型(大面积)的基板上成膜的比较大型的装置，其具备成膜室10、设置在上述成膜室10内的阵列天线20、以及保持成膜用的基板40的基板托架50组成。
上述成膜室10具有为了能在例如超过1m见方的大型基板40上成膜所需的高度和宽度，并且，这种基板采用的结构是具有所需的进深的空间尺寸，以便能够一次同时形成数张薄膜(图示例中是6张)。
在上述成膜室10内，设置有多组阵列天线20(图示例中是3组阵列天线20a、20b、20c)，各阵列天线20由多个(图示例中是6个)天线元件30构成。
如图3所示，各天线元件30是将平行的2条直线状导体31、35的邻接的一端(例如下端)通过结合部件38电气式结合，形成大约U字形的往复平行线路状。上述一条直线状导体31的另一端(即上端)是用于连接高频电源的高频电力供给部，另一条直线状导体35的另一端(即上端)是用于接地的接地部。
直线状导体31，使用的是中间实心的棒，上述高频电力供给部通过例如成膜室10的壁面上具备的Al2O3等的电介质制的供料通道32，与成膜室10的外侧上设置的高频电源11连接。此外，在成膜室10内的直线状导体31的周围，设置有例如Al2O3等的筒状的电介质管33，上述电介质管33的壁厚是根据需要而适当设定的。
直线状导体35，使用的是周围有很多孔36的空心管，其上端通过上述成膜室10的框架体接地，同时与上述成膜室10的外侧上设置的原料气体供给源12相连接。因此，上述各天线元件30的空心管状的直线状导体35的上述接地部，起到上述成膜室10的原料气体导入口的作用。
将上述多个(图示例中是6个)天线元件30与各高频电力供给部和各接地部交互排列，即与直线状导体31和直线状导体35交互排列。所有的直线状导体31、35在同一平面(以下称为“阵列平面”)上等间隔配置。这样形成各自的阵列天线20。上述的多组阵列天线20(图示例中是3组阵列天线20a、20b、20c)彼此间按规定的间隔隔开、平行设置在上述成膜室10内。因此，上述各阵列平面在上述成膜室10内彼此间按规定的间隔隔开平行配置。
上述基板托架50保持在上述阵列天线20的两侧成膜的2个上述基板40，使上述两个基板40和上述阵列天线20的上述阵列平面平行，并且，与上述阵列天线20的距离D(参照图2)定位于与上述直线状导体31、35之间的间距P相同距离(后面祥述)。图示的例中，由于设置有3组上述阵列天线20a、20b、20c，所以上述基板托架50需要保持上述各个阵列天线20的两侧各1个，共计6个上述基板40。所有的上述基板40，与对应的上述阵列天线20的上述阵列平面平行，并且，上述天线基板间的距离D定位于与上述直线状导体31、35之间的上述间距P(约35)相同距离。
这样的上述基板托架50，为了保持所有的上述基板40的状态下搬入、搬出上述成膜室10，采用在合适的搬送体(无图示)的支撑下可以搬入、搬出上述成膜室10的结构。因此，图1中虽然没有表示，但上述成膜室10的左右的侧板可以开闭，一方面，开放左右侧板中的一个(例如左侧)侧板，搬入上述基板托架50，另一方面，开放另一侧(例如右侧)的侧板搬出上述基板托架50。此外，虽然没有图示，但在上述成膜室10的比如下部，设有用于排气的排气口。
上述成膜室10具备用于抑制成膜中上述各基板40的温度上升的制热装置13。上述制热装置13由以下机构构成：通过辐射或者热传导从上述各基板40来吸收热量的合适的吸热体；通过辐射或者热传导将上述吸热体吸收的上述热量发散到上述成膜室10的上述侧壁等的机构。上述制热装置13也可以单独由具有将流体作为媒体的冷却功能的吸热体构成，甚至可以没有吸热体，而只由强制将上述成膜室10内的热量发散到外部的废热机构组成。
使用上述这种结构的上述薄膜形成装置1的时候，要将上述成膜室10内的压力保持在60Pa以下，再实施成膜工序。
即，首先在上述成膜室10内，利用上述基板托架50使所有(6个)上述基板40与其相对应的上述阵列天线20(20a、20b、20c)的上述阵列平面平行，并且将上述天线基板间距D定位于与上述直线状导体31、35之间的上述间距P(约35mm)相同距离(DP)。
其次，从设置在上述成膜室10外侧的上述原料气体供给源12，向上述阵列天线20(20a、20b、20c)的上述各天线元件30的所有上述直线状导体35内供给上述原料气体。上述原料气体从所有的上述直线状导体35的上述孔36放出并充满上述成膜室10内，从而将上述成膜室10内的压力变成60Pa以下的适当压力。
并且，一边保持上述成膜室10内的60Pa以下的适当压力，一边从设置在上述成膜室10外侧的上述高频电源11，向上述阵列天线20(20a、20b、20c)的上述各天线元件30的所有上述直线状导体31供给高频电力(例如85MHz的VHF电力)，在所有的上述直线状导体31以及通过上述结合部件38与之电气结合的所有上述直线状导体35的周围产生等离子体，从而实施成膜工序。
通过实施上述成膜工序，正如图4A中部分所示的那样，在所有(6个)的上述基板40的表面生成所需的薄膜。上述薄膜是在微结晶乃至非结晶状态下得到的。
将SiH4气体作为原料气体，实行上述成膜工序的时候，在上述成膜室10内的所有(6个)上述基板40上生成微结晶硅(μc-Si)薄膜，上述薄膜经确认：覆盖上述基板40的整个表面，膜质良好。并且，微结晶硅的成膜，每单位面积需要投入超过1kW的高频电力，因此成膜时暴露在高密度等离子体中，从而发生上述各基板40的温度上升的现象。但是，上述成膜室10由于具备上述制热装置13，经确认通过上述制热装置13的作用，上述膜特性并没有因为上述成膜中的上述各基板40的温度升高而发生劣化。
在上述成膜工序中，通过多次改变上述天线基板间距离D进行实验，得到的结果如图5A及5B所示。
即，如图5A所示，当上述天线基板间距离D设成和上述直线状导体31、35之间的上述间距P大约相同的35mm时，相对非晶硅(a-Si)，微结晶硅(μc-Si)的比例最大，因此能得到的薄膜结晶性好、膜质优良。如果上述天线基板间距离D比这再大一点，大约在47mm的时候，能得到相当优良的膜质。在图5A中没有显示当上述天线基板间距离D比35mm小的时候的结果，但经确认：在大约17mm左右的时候，能得到相当优良的膜质。从以上实验结果，可以得知：上述天线基板间距离D设成和上述直线状导体31、35之间的上述间距P大约相同的35mm时最合适，以此为中心±50％左右(大约17～47mm)是从膜质看的上述天线基板间距离D的允许范围。如果上述天线基板间距离D在上述允许范围内，经证实：电磁场可以高效地引起电离作用。
图4B表示上述天线基板间距离D接近最佳值(大约35mm)的允许范围的下限，约为17mm的时候的成膜实验结果。此时形成的膜厚，在上述阵列天线20的上述直线状导体31、35所对应的位置时比较厚，但随着从上述直线状导体31、35脱离就变薄，其结果是，对应于保持一定间隔而配置的上述直线状导体31、35，在上述各基板40上形成上述膜厚较厚的部分和较薄的部分交互的条纹模样。
为此，在成膜中通过使上述基板40在和上述阵列平面平行、和上述直线状导体31、35正交的方向上按规定冲程往复运动，就可以避免上述条纹模样的形成。往复运动冲程S，如图4C所示，其长度最好是上述直线状导体31、35之间的上述间距P(大约35mm)的2倍左右(S2P)，即相当于上述阵列天线20的相邻的上述天线元件30间的间距(70mm)的长度。这是因为，虽然上述基板40上的上述直线状导体31所对应的位置和上述直线状导体35所对应的位置，严格来说成膜状态是不同的，但是期待从一个直线状导体31到与其临近的直线状导体31，或者从一个直线状导体35到与其临近的直线状导体35，即在被认为成膜状态相同的2点间往复运动，就能够在上述各基板40的表面形成没有条纹模样的均匀的微结晶薄膜。
经实验结果确认：通过在成膜中将上述基板40，按与阵列天线20的相邻的上述天线元件30间的间距(70mm)长度相当的冲程进行往复运动，在上述各基板40的表面上会形成没有条纹模样的均匀的微结晶薄膜。
经确认：如果将上述天线基板间距离D设定在以上述直线状导体31、35之间的上述间距P(35mm)大约相同的最适值为中心±50％左右的允许范围内，并在最佳值附近时，成膜中不使上述基板40往复运动，良好膜质的微结晶薄膜也会形成均匀的膜厚。即使偏离最适值但在允许范围内时，通过在成膜中将基板40按照规定的冲程进行往复运动，也会以均匀的膜厚形成没有条纹模样的、具有良好膜质的微结晶薄膜。
关于成膜速度，如图5B所示，当上述天线基板间距离D为大约40mm时取得最大值，当上述天线基板间距离D比这大或者小的时候，上述成膜速度就会下降。
关于上述膜质，如图5A所示，当上述天线基板间距离D取和上述直线状导体31、35之间的间距P大致相同的大约35mm时，得到最佳值，与此相对，关于上述成膜速度，如图5B所示，当上述天线基板间距离D在比最佳值的距离约35mm还要远的大约40mm时，得到最大值。其原因之一是考虑到，如果上述基板40太靠近上述阵列天线20时，上述阵列天线20的上述直线状导体31、35的周围产生的电磁场会穿过上述基板40而泄露。
因此，将上述天线基板间距离D设在允许范围内，并且比最适值(35mm)要窄的时候，最好在上述基板40的背面设置一个金属制的背板。因为通过金属制的上述背板使上述电磁场反射，就能够有效地将VHF电力吸收到上述等离子体中。
另外，在上述成膜工序中，在上述成膜工序中，通过多次改变上述成膜室10内的压力进行实验，得到的结果如图5C所示。
即，如图5C所示，当上述成膜室10内的压力在大约20Pa以下时，相对于a-Si，μc-Si的比重突然增大，因此能得到的薄膜结晶性好、膜质优良。而且，成膜速度在上述成膜室10内的压力比较低的时候也变快了一些。虽然图5C中没有明示，但只要上述成膜室10内的压力超过60Pa并继续变高时，在上述各基板40上，上述阵列天线20的上述直线状导体31、35所对应的位置时比较厚，但随着从上述直线状导体31、35脱离就变薄，对应于保持一定间隔而配置的上述直线状导体31、35，形成膜厚较厚的部分和较薄的部分交互的条纹模样。并且确认为：如果上述成膜室10内的原料气体压力在60Pa以下时，就不会形成上述的条纹模样，并能得到良好的膜质，以及实用的成膜速度。
上述的各种事项，关于上述μc-Si薄膜的成膜，通过实验已经得到确认，关于这些实验中得到的确认事项，在形成其他的薄膜(例如a-Si、SiN、DLC等)的时候，也得到了同样的倾向。
上述的说明，由于上述直线状导体31、35之间的上述间距P大约在35mm，因而上述天线基板间距离D的最佳值是大约35mm，允许范围在大约17mm～47mm之间；但如果上述直线状导体31、35之间的上述间距P是在此以外的数值，当然上述天线基板间距离D的最佳值还是上述数值，并且允许范围也是以上述天线基板间距离D为中心±50％左右。
如上所述，在使用上述薄膜形成装置1(天线式的电感耦合式等离子体CVD装置)进行成膜时，一次能够在1组阵列天线20的2侧各1个，即在2个上述基板40的表面成膜。如图所示，上述薄膜形成装置1具备3组阵列天线20a、20b、20c的场合，则一次可以在每组阵列天线20的2侧，共6个上述基板40的表面成膜。
上述各阵列天线20，是由上述多个天线元件30构成的，上述天线元件30的个数(图示例中是6个)只要是在上述成膜室10的容积允许的范围内，原则上增加几个都可以。这样，不仅将上述各基板40大型化，而且在图1中原则上没有左右方向的限制。
一方面，在图1中的上下方向上，为了将上述各基板40大型化，就必须延长上述各天线元件30的上述直线状导体31、35。在上述直线状导体31的周围设置的上述电介质管33在延长上述直线状导体31、35时非常有效。在没有上述电介质管33的场合，由于上述高频是从上述直线状导体31的上述上端供给，上述等离子体只产生在到下方的比较短的距离内。由于有了上述电介质管33，使上述直线状导体31、35变长的话，与此相对应，上述等离子体的产生区域也延长到了下方。
并且，通过按部位适当地调整上述电介质管33的厚度，就能够保证上述等离子体的密度分布均匀。改变电介质管33的厚度，实际上等价于调整上述天线基板间距离D，因此可以利用于控制所得的薄膜的结晶性和生成速度。
另外，根据上述等离子体的介电常数和上述天线的形状的关系，不能取得阻抗整合的时候，例如通过改变上述供料通道32的厚度调整介电常数，或者在上述各天线元件30的上述直线状导体31、35的端部或者上述结合部件38上装配适当的阻抗元件，就能够取得阻抗整合。
如上所述，上述薄膜形成装置1可用作在大型基板上形成高品质、均匀膜厚的a-Si薄膜的薄膜形成装置。上述a-Si薄膜做太阳能电池非常合适，即上述薄膜形成装置1适合作为太阳能电池的制造装置。此外，由于上述a-Si薄膜，与a-Si单层的膜相比能得到更高的转换效率，所以也可用作能够形成a-Si薄膜和μc-Si薄膜层叠的级联式结构的薄膜的薄膜形成装置。
在上述的实施方式中，只图示了1个上述成膜室来进行了说明，但并不限定于此，例如排列分别是p型成膜用、I型成膜用、n型成膜用的多个成膜室10，通过在上述各成膜室10内反复进行上述基板搬送体60的搬入、搬出，就可以高效制造例如电力用太阳能电池。
以上叙述了本发明合适的实施例，但本发明并非仅限于上述的实施例。根据上述发明的内容，具有该技术领域的一般技术的人，可以通过对实施例进行修改或者变型，来实施本发明。
产业上利用的可能性
在有限的空间内设置多对电极，由于可以在各电极间分别产生均匀的等离子体，所以一次可以在多个基板上生成具有均匀的膜厚和性质的薄膜，从而可以提高薄膜的生产效率。

Claims (15)

1.一种薄膜形成方法，其特征在于：
形成将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，
通过将上述多个天线元件在平面上排列成第一直线状导体和第二直线状导体交互等间隔排列，设置在腔室内，从而形成一个以上的阵列天线，
将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，将上述各第二直线状导体的第二端接地，
在上述阵列天线的两侧平行地、分别以和上述间隔相同的间距设置多个基板，在上述各基板上进行成膜。
2.一种薄膜形成方法，其特征在于：
形成将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，
通过将上述多个天线元件在平面上排列成第一直线状导体和第二直线状导体交互等间隔排列，设置在腔室内，从而形成一个以上的阵列天线，
将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，将上述各第二直线状导体的第二端接地，
将上述腔室内的压力保持在60Pa以下，在各基板上进行成膜。
3.根据权利要求1所述的薄膜形成方法，其特征在于：
还将上述腔室内的压力保持在60Pa以下。
4.根据权利要求1至3任何一项所述的薄膜形成方法，其特征在于：
还使上述基板在与上述阵列平面平行、与上述第一直线状导体和上述第二直线状导体正交的方向上往复运动。
5.一种薄膜形成装置，其特征在于，具有：
具备原料气体的导入口和排气口的腔室；
具备将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，并在平面上排列成上述第一直线状导体和上述第二直线状导体交互等间隔排列，将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，将上述各第二直线状导体的第二端接地而设置在上述腔室内的一个以上的阵列天线；
为了在上述阵列天线的两侧平行地、分别以和上述间隔相同的间距设置多个基板而构成的基板托架。
6.根据权利要求5所述的薄膜形成装置，其特征在于：
还具备分别覆盖上述第一直线状导体周围的电介质。
7.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于：
形成将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，
通过将上述多个天线元件在平面上排列成第一直线状导体和第二直线状导体交互等间隔排列，设置在腔室内，从而形成一个以上的阵列天线，
将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，将上述各第二直线状导体的第二端接地，
在上述阵列天线的两侧平行地、分别以和上述间隔相同的间距设置多个基板，在上述各基板上进行成膜。
8.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于：
形成将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，
通过将上述多个天线元件在平面上排列成第一直线状导体和第二直线状导体交互等间隔排列，设置在腔室内，从而形成一个以上的阵列天线，
将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，将上述各第二直线状导体的第二端接地，
将上述腔室内的压力保持在60Pa以下，在各基板上进行成膜。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
还将上述腔室内的压力保持在60Pa以下。
10.根据权利要求7至9任何一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
还使上述基板在与上述阵列平面平行，与上述第一的直线状导体和上述第二直线状导体正交的方向上往复运动。
11.一种太阳能电池的制造装置，其特征在于，具有：
具备原料气体的导入口和排气口的腔室；
具备将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，在平面上排列成上述第一直线状导体和上述第二直线状导体交互等间隔排列，将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，将上述各第二直线状导体的第二端接地而设置在上述腔室内的一个以上的阵列天线；
为了在上述阵列天线的两侧平行地、分别以和上述间隔相同的间距设置多个基板而构成的基板托架。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
还具备分别覆盖上述第一直线状导体周围的电介质。
13.一种具备薄膜的太阳能电池，其特征在于：
形成将第一直线状导体和第二直线状导体的各自的第一端互相电连接的多个天线元件，
通过将上述多个天线元件在平面上排列成第一直线状导体和第二直线状导体交互等间隔排列，设置在腔室内，从而形成一个以上的阵列天线，
将上述各第一直线状导体的第二端与高频电源连接，将上述各第二直线状导体的第二端接地，
将上述腔室内的压力保持在60Pa以下，在基板的表面生成薄膜。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池，其特征在于：
上述薄膜是将上述腔室内的压力保持在60Pa以下而形成的。
15.根据权利要求13以及14中的任何一项中所述的太阳能电池，其特征在于：
上述薄膜是通过使上述基板在与上述阵列平面平行，与上述第一直线状导体和上述第二直线状导体正交的方向上往复运动而形成的。
CNB2003801008848A 2002-10-04 2003-10-03 薄膜形成方法及其装置 Expired - Fee Related CN100462477C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP292948/2002 2002-10-04
JP2002292948 2002-10-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1703533A true CN1703533A (zh) 2005-11-30
CN100462477C CN100462477C (zh) 2009-02-18

Family

ID=32063936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2003801008848A Expired - Fee Related CN100462477C (zh) 2002-10-04 2003-10-03 薄膜形成方法及其装置

Country Status (9)

Country Link
US (2) US8034418B2 (zh)
EP (1) EP1548151B1 (zh)
JP (2) JP4120546B2 (zh)
KR (2) KR20050053729A (zh)
CN (1) CN100462477C (zh)
AU (1) AU2003271089B2 (zh)
CA (1) CA2500898C (zh)
TW (1) TWI275662B (zh)
WO (1) WO2004031443A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102560440A (zh) * 2006-03-29 2012-07-11 株式会社Ihi 微晶硅膜形成方法以及太阳电池
CN102668031A (zh) * 2009-10-28 2012-09-12 应用材料公司 用于等离子体增强化学气相沉积的腔室
CN102859708A (zh) * 2010-04-28 2013-01-02 诺基亚公司 光伏电池装置
CN106571407A (zh) * 2016-10-11 2017-04-19 南京奥依菲光电科技有限公司 具有聚拢太阳能特性的微纳米天线太阳能电池及工作方法

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1830952A2 (en) * 2004-11-17 2007-09-12 Velocys Inc. Process for making or treating an emulsion using microchannel technology
JP2006237469A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Toray Eng Co Ltd プラズマｃｖｄ装置及びプラズマｃｖｄ方法
KR100909750B1 (ko) * 2005-03-01 2009-07-29 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치 및 반도체 디바이스의 제조 방법
WO2008100314A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Applied Materials, Inc. System and method for chemical vapor deposition process control
JP5413202B2 (ja) * 2007-02-15 2014-02-12 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 平坦及び３次元のｐｅｃｖｄ被覆において局所的分圧を制御するための局所的直線マイクロ波ソースアレイポンピング
EP2360716A1 (en) * 2008-11-20 2011-08-24 Evatech Co., Ltd. Plasma processing apparatus
JP4818483B2 (ja) * 2010-03-03 2011-11-16 三井造船株式会社 薄膜形成装置
KR101932578B1 (ko) * 2010-04-30 2018-12-28 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 수직 인라인 화학기상증착 시스템
JP5609661B2 (ja) * 2011-01-17 2014-10-22 株式会社Ihi 誘導結合型の二重管電極及びアレイアンテナ式のｃｖｄプラズマ装置
JP5582050B2 (ja) * 2011-01-31 2014-09-03 株式会社Ｉｈｉ アンテナ搬送体およびアレイアンテナ式プラズマｃｖｄ装置
JP5699644B2 (ja) * 2011-01-31 2015-04-15 株式会社Ihi アンテナ搬送体、アレイアンテナ式プラズマｃｖｄ装置、並びに、アレイアンテナ式プラズマｃｖｄ装置のアレイアンテナユニット取り付け方法
DE102011013467A1 (de) * 2011-03-09 2012-09-13 Manz Ag Vorrichtung und Verfahren zum plasmaunterstützten Behandeln zumindest zweier Substrate
JP5780023B2 (ja) * 2011-07-07 2015-09-16 株式会社Ihi プラズマｃｖｄ装置およびプラズマｃｖｄ装置を用いた成膜方法
JP2013044044A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Ihi Corp アレイアンテナ式のｃｖｄプラズマ装置
CN103766004A (zh) * 2011-08-30 2014-04-30 株式会社Emd 等离子体处理装置用天线及使用该天线的等离子体处理装置
GB2489761B (en) * 2011-09-07 2015-03-04 Europlasma Nv Surface coatings
JP5757469B2 (ja) * 2011-10-13 2015-07-29 株式会社Ihi アレイアンテナ式のｃｖｄプラズマ装置
JP5617817B2 (ja) 2011-10-27 2014-11-05 パナソニック株式会社 誘導結合型プラズマ処理装置及び誘導結合型プラズマ処理方法
WO2013122954A1 (en) * 2012-02-13 2013-08-22 Applied Materials, Inc. Linear pecvd apparatus
JP2013214445A (ja) * 2012-04-03 2013-10-17 Ihi Corp プラズマ処理装置
JP6010981B2 (ja) * 2012-04-03 2016-10-19 株式会社Ihi プラズマ処理装置
KR101379701B1 (ko) * 2012-11-28 2014-04-01 한국표준과학연구원 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2014109060A (ja) * 2012-12-03 2014-06-12 Ihi Corp アレイアンテナ式のｃｖｄプラズマ装置
JP5482937B2 (ja) * 2013-05-13 2014-05-07 株式会社Ｉｈｉ 太陽電池の製造方法
JP6656656B2 (ja) * 2015-10-02 2020-03-04 株式会社Ihi 触媒の製造装置
JP7359839B2 (ja) * 2018-07-26 2023-10-11 ラム リサーチ コーポレーション 小型高密度プラズマ供給源

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3907660A (en) * 1970-07-31 1975-09-23 Ppg Industries Inc Apparatus for coating glass
JPS5914633A (ja) 1982-07-16 1984-01-25 Anelva Corp プラズマｃｖｄ装置
US4664951A (en) * 1985-07-31 1987-05-12 Energy Conversion Devices, Inc. Method provided for corrective lateral displacement of a longitudinally moving web held in a planar configuration
US4801474A (en) * 1986-01-14 1989-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Method for forming thin film multi-layer structure member
US5082696A (en) * 1986-10-03 1992-01-21 Dow Corning Corporation Method of forming semiconducting amorphous silicon films from the thermal decomposition of dihalosilanes
JPH07118464B2 (ja) * 1988-02-12 1995-12-18 株式会社島津製作所 プラズマ付着装置
JPH06248461A (ja) 1993-02-26 1994-09-06 Hitachi Zosen Corp プラズマｃｖｄ装置
US5456763A (en) * 1994-03-29 1995-10-10 The Regents Of The University Of California Solar cells utilizing pulsed-energy crystallized microcrystalline/polycrystalline silicon
TW320687B (zh) * 1996-04-01 1997-11-21 Toray Industries
JPH11135438A (ja) * 1997-10-28 1999-05-21 Nippon Asm Kk 半導体プラズマ処理装置
DE29821644U1 (de) * 1998-12-04 1999-02-18 Stocko Metallwarenfab Henkels Authentifikationssystem für PC-Cards
JP2000345351A (ja) 1999-05-31 2000-12-12 Anelva Corp プラズマｃｖｄ装置
DE19935046C2 (de) * 1999-07-26 2001-07-12 Schott Glas Plasma-CVD-Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer mikrokristallinen Si:H-Schicht auf einem Substrat sowie deren Verwendung
KR100732148B1 (ko) * 1999-09-09 2007-06-25 이시카와지마-하리마 주고교 가부시키가이샤 내부 전극 방식의 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리방법
KR100757717B1 (ko) * 2000-04-13 2007-09-11 도꾸리쯔교세이호진 상교기쥬쯔 소고겡뀨죠 박막 형성 방법, 박막 형성 장치 및 태양전지
JP4509337B2 (ja) 2000-09-04 2010-07-21 株式会社Ｉｈｉ 薄膜形成方法及び薄膜形成装置
JP4462461B2 (ja) * 2000-04-13 2010-05-12 株式会社Ｉｈｉ 薄膜形成方法、薄膜形成装置及び太陽電池
KR100797423B1 (ko) * 2000-05-17 2008-01-23 가부시키가이샤 아이에이치아이 플라즈마 ｃｖｄ 장치 및 방법
JP2001332749A (ja) * 2000-05-23 2001-11-30 Canon Inc 半導体薄膜の形成方法およびアモルファスシリコン太陽電池素子
JP4770029B2 (ja) 2001-01-22 2011-09-07 株式会社Ｉｈｉ プラズマｃｖｄ装置及び太陽電池の製造方法
JP2002246619A (ja) 2001-02-13 2002-08-30 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜光電変換装置の製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102560440A (zh) * 2006-03-29 2012-07-11 株式会社Ihi 微晶硅膜形成方法以及太阳电池
CN102668031A (zh) * 2009-10-28 2012-09-12 应用材料公司 用于等离子体增强化学气相沉积的腔室
CN107359103A (zh) * 2009-10-28 2017-11-17 应用材料公司 用于等离子体增强化学气相沉积的腔室
CN102859708A (zh) * 2010-04-28 2013-01-02 诺基亚公司 光伏电池装置
US9209324B2 (en) 2010-04-28 2015-12-08 Nokia Technologies Oy Photovoltaic cell arrangements
CN102859708B (zh) * 2010-04-28 2016-04-13 诺基亚技术有限公司 光伏电池装置
CN106571407A (zh) * 2016-10-11 2017-04-19 南京奥依菲光电科技有限公司 具有聚拢太阳能特性的微纳米天线太阳能电池及工作方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1548151A4 (en) 2009-05-20
AU2003271089B2 (en) 2009-03-19
KR20050053729A (ko) 2005-06-08
WO2004031443A1 (ja) 2004-04-15
EP1548151B1 (en) 2014-04-23
AU2003271089A1 (en) 2004-04-23
CN100462477C (zh) 2009-02-18
TW200413563A (en) 2004-08-01
KR101096554B1 (ko) 2011-12-20
JP4120546B2 (ja) 2008-07-16
US20060011231A1 (en) 2006-01-19
CA2500898C (en) 2011-01-25
US8034418B2 (en) 2011-10-11
KR20110018942A (ko) 2011-02-24
CA2500898A1 (en) 2004-04-15
JP2004143592A (ja) 2004-05-20
TWI275662B (en) 2007-03-11
JP2008106362A (ja) 2008-05-08
US20110297089A1 (en) 2011-12-08
EP1548151A1 (en) 2005-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1703533A (zh) 薄膜形成方法及其装置
CN1324698C (zh) 陶瓷多层衬底及其制造方法
CN1615560A (zh) 分组单元传输通道链路终接组件
CN102024826A (zh) 薄膜型太阳能电池及其制造方法和组件、利用该组件的发电系统
CN1630932A (zh) 受热基板支撑器
CN1243676C (zh) 装备浮雕玻璃元件的玻璃基体
CN1269637A (zh) 母片、基片元件及其制造方法
CN85104934A (zh) 一种制造电子器件的方法
CN1901189A (zh) 平面倒装led集成芯片及制造方法
CN102480049B (zh) 基站天线
CN1457374A (zh) 硅薄膜的形成方法及硅薄膜太阳能电池
CN102570044B (zh) 基站天线
CN1327486A (zh) 薄膜成形设备
KR20120036900A (ko) 태양 전지의 제조 방법 및 제조 장치
CN1156937C (zh) 平衡不平衡变换电路
KR20130129574A (ko) 태양전지 및 태양전지의 제조방법
CN112134029A (zh) 一种拱形可拉伸天线阵列馈电网络
JP4219121B2 (ja) 薄膜光電変換モジュールの製造方法、並びに、製膜装置
CN112447509B (zh) 一种透明柔性Micro-LED显示系统及其制备方法
KR100999180B1 (ko) 태양 전지 및 이의 제조방법
CN116613234B (zh) 太阳能电池组件及其制备方法
CN1175562C (zh) 电介质分层装置及其制造方法
CN117412613A (zh) 一种钙钛矿电池组件及其制备方法和用电设备
TWM643892U (zh) 光伏電池結構改良
JP2010287849A (ja) 有機薄膜太陽電池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090218

Termination date: 20211003