JP2000160345A - 機能性堆積膜形成方法及びその形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、高速搬送においても放電漏れやスパ
ークを減少させ、放電を安定させることができる機能性
堆積膜形成方法及びその形成装置、例えば形成速度を数
Å／ｓ以上という高速にしても、電気的、光学的特性に
優れ、量産時の素子の歩留りを向上させることのできる
非晶質シリコン膜を形成する方法及び装置を提供するこ
とを目的としている。 【解決手段】本発明は、真空気密の可能な反応容器内に
その一面が帯状部材で構成される成膜室を設け、前記成
膜室内に反応ガスを導入し、前記成膜室内を排気手段に
より排気して所望の圧力に維持し、前記成膜室内に高周
波電力を導入してプラズマを生起し、前記帯状部材を搬
送して前記帯状部材上に堆積膜を形成する堆積膜形成方
法または装置において、前記成膜室の一面を構成する帯
状部材の上部を導電性の天板で覆い、前記天板の成膜室
側の面と前記帯状部材の堆積膜形成面の裏面とを、線接
触または面接触させ、前記天板をアース電位として堆積
膜を形成することを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機能性堆積膜形成
方法及びその形成装置に関し、特に、ロール・ツー・ロ
ール方式によって、帯状部材上に大積層素子を形成する
堆積膜形成方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板上に光起電力素子等に用いる半導体
機能性堆積膜を連続的に形成する方法として、各種半導
体層を形成するための独立した成膜室を設け、これらの
各成膜室はゲートバルブを介したロードロック方式にて
連結され、基板を各成膜室へ順次移動して各種半導体層
を形成する方法が知られている。量産性を著しく向上さ
せる方法としては、米国特許第４，４００，４０９号明
細書には、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒ
ｏｌｌ）方式を採用した連続プラズマＣＶＤ法が開示さ
れている。この方法によれば、長尺の磁性体帯状部材を
基板として、複数のグロー放電領域において必要とされ
る導電型の半導体層を堆積形成しつつ、基板をその長手
方向に連続的に搬送することによって、半導体接合を有
する素子を連続形成することができるとされている。

【０００３】米国特許第４，４６２，３３号明細書に
は、ロール・ツー・ロール方式を採用した連続プラズマ
ＣＶＤ法において、開口を持つ一組の天板が基板端部を
覆う二重チャンバー方式を用いて堆積膜の形成を行う方
法の開示がある。また特開平９−１６２１３３号公報
「機能性堆積膜の連続的形成方法およびその装置」には
放電や活性ガスが漏洩、拡散することを防ぐ手段を有し
たプラズマＣＶＤ法で半導体膜を堆積する方法が示され
ている。この装置によれば、帯状部材が活性化領域を仕
切る部材を成し、帯状部材の幅方向外側の活性化領域を
仕切る部材が、前記帯状部材の堆積膜形成面の裏面に接
していることで放電や活性ガスが漏洩、拡散を防ぐ事が
できるとされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような、基板上に
光起電力素子等に用いる半導体機能性堆積膜を連続的に
形成する方法において、光電変換効率、特性安定性また
は特性均一性の向上、あるいは製造コストの低減等が図
られてきているが、これらにおいて、さらなる高速搬送
を行おうとすると、帯状部材が活性化領域を仕切る部材
を成しているため、帯状部材の幅方向端部での微少な波
打ちが、放電漏れの原因となり、特性均一性を損なう事
があった。また、高速搬送による帯状部材自体の振動が
放電漏れの原因となっていた。さらに、高周波パワーに
加えてバイアスを印加して半導体薄膜を形成する際は、
帯状部材の幅方向端部での微少な波打ちや、帯状部材自
体の振動がスパークの原因となっていた。

【０００５】そこで、本発明は、上記従来技術における
課題を解決し、高速搬送においても放電漏れやスパーク
を減少させ、放電を安定させることができる機能性堆積
膜形成方法及びその形成装置、例えば形成速度を数Å／
ｓ以上という高速にしても、電気的、光学的特性に優
れ、量産時の素子の歩留りを向上させることのできる非
晶質シリコン膜を形成する方法及び装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、機能性堆積膜形成方法及びその形成装置
を、つぎのように構成したことを特徴とするものであ
る。すなわち、本発明の機能性堆積膜形成方法は、真空
気密の可能な反応容器内にその一面が帯状部材で構成さ
れる成膜室を設け、前記成膜室内に反応ガスを導入し、
前記成膜室内を排気手段により排気して所望の圧力に維
持し、前記成膜室内に高周波電力を導入してプラズマを
生起し、前記帯状部材を搬送して前記帯状部材上に堆積
膜を形成する堆積膜形成方法において、前記成膜室の一
面を構成する帯状部材の上部を導電性の天板で覆い、前
記天板の成膜室側の面と前記帯状部材の堆積膜形成面の
裏面とを、線接触または面接触させ、前記天板をアース
電位として堆積膜を形成することを特徴としている。ま
た、本発明の機能性堆積膜形成方法は、前記成膜室にバ
イアスを印加して堆積膜を形成することを特徴としてい
る。また、本発明の機能性堆積膜形成方法は、前記高周
波電力は、その周波数が３０ＭＨｚ以上５００ＭＨｚ以
下であることを特徴としている。また、本発明の機能性
堆積膜形成装置は、堆積膜を形成するための帯状部材よ
りなる基板を連続的に搬送する手段と、該帯状部材によ
ってその一面が構成される成膜室を内部に備えた真空気
密の可能な反応容器と、前記成膜室内に反応ガスを導入
する手段と、前記成膜室内に高周波電源から高周波電力
を導入する手段と、前記成膜室内を排気する手段とを、
少なくとも有する堆積膜形成装置において、前記成膜室
の一面を構成する帯状部材の上部を導電性の天板で覆
い、前記天板の成膜室側の面と前記帯状部材の堆積膜形
成面の裏面とを、線接触または面接触させて、前記天板
を接地する構成としたことを特徴としている。また、本
発明の機能性堆積膜形成装置は、前記天板が、前記帯状
部材との接触面側に階段状の凹部を有し、該凹部におい
て該帯状部材と接触する構成とされていることを特徴と
しており、また、前記天板の階段状の形状が、前記帯状
部材の幅方向端部より外側において、前記帯状部材の幅
方向端部よりも成膜室の底部に近接していることを特徴
としている。また、本発明の機能性堆積膜形成装置は、
前記高周波電源は、その周波数が３０ＭＨｚ以上５００
ＭＨｚ以下の高周波電力を出力する高周波電源であるこ
とを特徴としている。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、上記構成により、放電
漏れやスパークを減少させ、放電を安定させることがで
きるようにしたものであるが、それは本発明者らが、前
記本発明の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果によ
るつぎのような知見に基づくものである。すなわち、本
発明者らは、導入する電磁波の周波数を高く設定するこ
とにより、とりわけそれをＶＨＦ帯域に設定することに
より、ガスの利用効率が高く、同時にある程度の堆積速
度が得られることを見いだした。この理由としては、Ｖ
ＨＦ帯域（３０ＭＨｚ以上５００ＭＨｚ以下）の周波数
とすることにより、原料ガスの分解性及び／又は分解し
た後の活性種の種類、割合、数を最適に制御できるため
であると推測される。一般に高周波プラズマにおいて、
導入する電磁波の周波数に応じてプラズマ中の電子密
度、或は該電子のエネルギー、さらに電極に発生するセ
ルフバイアス、基板に入射するイオンエネルギー等が変
化する。例えば、周波数が高くなると一般に電子温度は
高くなり、高エネルギー電子は増加する。また、入射イ
オンエネルギーは分布幅が狭くなる（但し分布の中心値
は圧力、パワー等によって変化する）。また、電極のセ
ルフバイアスは小さくなる。従って導入する電磁波の周
波数によってプラズマ中で生成される電子、イオン、ラ
ジカル等（以後これらを活性種と記す）の種類、割合、
或はプラズマ自体の安定性が変化する。これらの変化
が、本発明の効果の一助となっているものと考えられ
る。例えばＳｉＨ₄ガスが電磁波により分解する場合、
前述のようにイオン、ラジカル等の活性種が生成する
が、これらの活性種はその種類によって、反応性が異な
る。このうち不安定（反応性の高い）な活性種は気相中
での２次反応で失活したり、或は基板表面上で比較的短
時間で膜として堆積してしまう。このような場合、堆積
膜中のネットワーク形成時の緩和時間が不十分となり、
歪みの多い堆積膜となる場合が多いが、これに対して、
安定（反応性が低く比較的寿命の長い）な活性種は、堆
積膜中のネットワーク形成時の緩和時間が十分得られ、
歪みの少ない安定な堆積膜となる。従って、３０ＭＨｚ
〜５００ＭＨｚの周波数は、活性種の種類、割合、数等
を比較的好ましい条件に制御できるものと考えられる。

【０００８】また、一方において、放電漏れが起きない
ように堆積膜を形成する為の原材料ガスを励起分解、ま
たは反応させて、または原材料を蒸発させた活性化領域
からの放電及び活性種の漏洩を防ぐことが重要であるこ
とが判明した。この点について、さらに検討を重ね、量
産の検討を行うと、上記構成には、別の問題点が存在す
ることも判明した。即ち、同一条件で成膜しているにも
関わらず、基板によっては、放電が不均一になる場合が
ある。さらに、放電自体も不安定となり、ひどい時には
放電切れが起こる場合がある。その結果、堆積膜の特性
が不均一になったり、悪化したり、さらには膜剥れが起
こる場合があることが判明した。この原因を検討した結
果、反応容器内の構造物および帯状部材のアース不良が
最も大きなものの１つであることが明らかになった。こ
こで反応容器内の構造物とは高周波導入手段の電極以外
の構造物の全てを指す。反応容器内の構造物が高周波に
対してアースが不安定であると、それが一種のアンテナ
の役割をして放電空間内に導入した高周波電力が構造物
を介して放電空間外部へ持ち出される場合がある。この
対策の１つとして反応容器内の構造物を高周波に対して
アース電位とすることによって高周波の伝播を抑制する
ことが考えられる。

【０００９】一般に、反応容器内の構造物はアース電位
とされている場合が多い。しかし高周波の場合、直流的
にアース電位とされていても必ずしも充分とはいえな
い。例えば導電性の長尺の構造物や基板の場合、一カ所
でも接地されていれば、直流的には全体がアース電位と
なっているとみなすことができる。しかし高周波から見
ると必ずしもアース電位とはならず、接地箇所から遠ざ
かるにつれて高周波に対するインピーダンスが増加して
しまいアース電位とならない場合がある。その結果、反
応容器内に導入した高周波電力は放電空間内に十分蓄積
されず、放電が成膜室の外に漏れる場合がある。特に反
応容器内を、帯状部材が高速で移動する場合、構造物及
び帯状部材が十分アース電位とされていないと、高周波
電力が局所的に損失するために放電が不均一なものとな
ってしまう場合が多い。また、放電が生起した後も、構
造物に伝播した電力の一部は構造物の周囲で生起する放
電に使われ、残りは構造物を介して損失してしまう。そ
して導入した高周波電力のロスが大きくなるばかりか、
放電の均一性が低下し、放電のマッチングにも影響を与
える場合がある。その結果、形成される非晶質シリコン
膜の特性及び膜厚も不均一なものとなってしまう場合が
ある。従って、反応容器内の構造物および帯状部材を、
高周波に対して十分アース電位とすること（高周波が乗
らない程度まで十分なアースとされること）が重要であ
る。

【００１０】本発明は、このようなことから、成膜室の
一面を構成する帯状部材の上部を導電性の天板で覆い、
前記天板の成膜室側の面と前記帯状部材の堆積膜形成面
の裏面とを、線接触または面接触させ、前記天板をアー
ス電位とすることにより、放電漏れやスパークを減少さ
せ、放電を安定させることができるようにしたものであ
る。成膜室を帯状部材の上部で覆った天板は、帯状部材
と接触させて帯状部材と共にアース電位とするため、材
質は導電性であり帯状部材との摩擦に耐える必要から、
Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｗ等の金属の単体あるいはス
テンレス等の合金であることが好ましく、導電性という
点でＣｕが、加工が容易という点でＡｌが、強度や耐久
性という点でステンレスが好ましい。また、その形状
は、平板、帯状部材に対して凹となるようにする事が好
ましい。また、成膜室に高周波と共に直流バイアス電圧
を印加する際には、凹となる面が階段状になり、帯状部
材の幅方向端部より外側において、前記帯状部材の幅方
向端部よりも成膜室の底部に近接させることが好まし
い。これは、帯状部材の成膜面に膜が付着している場
合、その応力により、帯状基盤の幅方向で若干の反りが
発生する事があり、天板と帯状部材の確実な接触を確保
する必要がある。また、放電圧力は、５〜１００ｍｔｏ
ｒｒの範囲が好ましく、５ｍｔｏｒｒより低圧では、放
電の維持が困難となり、１００ｍｔｏｒｒより高圧で
は、ポリシラン等の不都合な副生成物が生じる恐れがあ
る。

【００１１】堆積膜の原料ガスとしては、例えば、シラ
ン（ＳｉＨ₄）、ジシラン（Ｓｉ₂Ｈ ₆）等のアモルファ
スシリコン形成原料ガス、ゲルマン（ＧｅＨ₄）等の他
の機能性堆積膜形成原料ガス又は、それらの混合ガスが
挙げられる。希釈ガスとしては水素（Ｈ₂）、アルゴン
（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、等が挙げられる。又、ド
ーピングを目的としてジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）、フッ化硼素
（ＢＦ ₃）、ホスフィン（ＰＨ₃）等のドーパントガスを
同時に放電空間（成膜室）に導入しても本発明は同様に
有効である。帯状部材の材質としては、例えば、ステン
レス、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、
Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、これらの合金又
は表面を導電処理したポリカーボネート等の合成樹脂、
ガラス、セラミック、紙等が本発明では通常使用され
る。基体の短手方向は、１０ｍｍ以上が好ましく、特
に、２０ｍｍ以上５００ｍｍ以下が最適である。基板の
長さには特に制限はなく、長手方向に連続的に搬送しな
がら堆積膜を形成する。本発明での堆積膜形成時の基板
の温度はいずれの温度でも有効だが、特に２０℃以上５
００℃以下が好ましく、５０℃以上４５０℃以下がより
良好な効果を示すためより好ましい。

【００１２】本発明での高周波の反応容器までの導入方
法として例えば同軸ケーブルによる方法が挙げられ、成
膜室内への導入は、室内ヘアンテナまたは平板電極を設
置する方法が挙げられるが、より好ましくは多角形、円
形いずれでも良いが、電磁波を均一に導入するために、
例えば、円、正多角形等の対称形が良い。又、電極の断
面積としては、好ましくは１ｍｍ²以上８００ｃｍ²以
下、好ましくは３ｍｍ²以上５００ｃｍ²以下、最適には
５ｍｍ²以上３５０ｃｍ²以下が好ましい。さらに、円筒
状の電極とするときには、該電極断面の直径は、好まし
くは１ｍｍ以上１５ｃｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以
上１２ｃｍ以下、最適には３ｍｍ以上１０ｃｍ以下が好
ましい。

【００１３】本発明において、電極における高周波電力
の電力密度としては、好ましくは０．０１〜５０Ｗ／ｃ
ｍ²、より好ましくは、０．１〜３０Ｗ／ｃｍ²、最適に
は０．５〜１０Ｗｃｍ²である。電力密度が０．０１Ｗ
／ｃｍ²より小さいと、本発明の効果が小さくなり、逆
に５０Ｗ／ｃｍ²より大きいと、放電が不安定となり、
異常放電を起こし易くなる。また電極の長さとしては、
基板の長さによって異なるが好ましくは基板の長さに対
して５％以上２００％以下、より好ましくは１０％以上
１８０％以下、最適には２０％以上１５０％以下が好ま
しい。また、電極の材質としては、電磁波を伝送可能な
ものであれば特に制限はなく、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｂ、
Ｆｅ、等の金属、およびこれらの合金、たとえばステン
レス（例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３００系、４００系）等
が挙げられる。パワー条件としては、堆積膜形成速度が
飽和する際のエネルギーの好ましくは５％以上２００％
以下であり、より好ましくは１５％以上１５０％以下で
ある。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるもので
はない。 ［実施例１］図１に本発明を具体的に説明する為にｉ層
反応容器の帯状部材幅方向の断面図の例を示す。帯状部
材は反応容器１０１の内部に形成される成膜室内を同図
前後方向に搬送可能に設置し、帯状部材を覆う形で成膜
室を形づくる天板と接触させる。成膜室を構成する壁、
天板を少なくとも１個所以上で反応容器と電気的に接続
し、接地する。帯状部材は天板と線または面で接してい
るため、堆積膜形成のために帯状部材を搬送させても帯
状部材を高周波に対してアース電位にできる。天板はヒ
ーター１０７により加熱し、更に基板を加熱して所定の
温度に加熱される。原料ガス導入管１０４を通して、反
応容器１０１下部より成膜室１０９内部に原料ガスが導
入される。原料ガスは排気ポンプ（不図示）を使って同
図前後方向へと排気される。高周波電力は高周波電源１
０５から、高周波電極１０３を通して成膜室１０９内部
へ導入され原料ガスを分解・励起しプラズマを発生させ
る。この例では帯状部材上部を覆う天板が帯状部材の成
膜面の裏面で接触することで、長時間の成膜、より高速
での帯状部材の搬送が可能となり、装置の生産性を向上
させる効果がある。図２にロール・ツー・ロール方式に
よる堆積膜形成装置の例を示す。送り出し用真空容器２
０２、ｎ層反応容器２４３、ｎ／ｉバッファ層（ｉ型
層）反応容器２４１、ｉ層反応容器２３９、ｐ／ｉバッ
ファ層（ｉ型層）反応容器２３６、ｐ層反応容２３４、
巻き取り用真空容器２３１はガスゲート２０４，２０
９，２１４，２２０，２２５，２３０で接続され排気口
２０５，２１０，２１９，２２１，２２６より排気ポン
プ（不図示）で真空に排気されている。帯状部材２０３
は送り出し用ボビン２０１に巻かれておりｎ層反応容器
２４３、ｎ／ｉバッファ層（ｉ型層）反応容器２４１、
ｉ層反応容器２３９、ｐ／ｉバッファ層（ｉ型層）反応
容器２３６、ｐ層反応容２３４へ搬送される。そして各
真空容器内で成膜等の処理が行なわれた帯状部材２０３
は巻き取り用ボビン２３２により巻き取られる。ここで
ガスゲー卜２０４，２０９，２１４，２２０，２２５，
２３０より掃気用ガスが流されており各真空容器間でガ
スが混入するのを防いでいる。

【００１５】帯状部材２０３は各成膜室上部を通過しな
がら、各反応容器のヒーターにより所望の温度に加熱さ
れている。ｎ層反応容器２４３では、高周波電力は高周
波電源２０７から、高周波電極２０６を通して成膜室内
部へ導入され原料ガスを分解・励起しプラズマを発生さ
せる。ここではｎ型非晶質シリコン膜を形成する。ｎ／
ｉバッファ層（ｉ型層）反応容器２４１では同様にして
ｉ型非晶質シリコン膜を形成する。ｐ／ｉバッファ層
（ｉ型層）反応容器２３６では同様にしてｉ型非晶質シ
リコン膜を形成する。またｐ層反応容器２３４では同様
にしてｐ型非晶質シリコン膜を形成する。図２に示す装
置を用いてｐ，ｐ／ｉ，ｉ，ｎ／ｉ，ｎの５層からなる
光起電力素子を作製し、その光電変換効率を測定するこ
とによって評価した。ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／ｃｍ
²）光照射下に設置し、光電変換効率を測定した。ｐ，
ｐ／ｉ，ｉ，ｎ／ｉ，ｎ型光起電力素子の構成を図５に
示す。まず、ステンレス基板５０１上に裏面反射層とし
て、銀膜５０２を７５００Å、酸化亜鉛膜５０３を１μ
ｍこの順に堆積した。その後、ｎ型非晶質シリコン膜５
０４を約３００Å、ｎ／ｉバッファ層（ｉ型層）として
ｉ型非晶質シリコン膜５０５を約１００Å、前述のｉ型
層としてａ−ＳｉＧｅ膜５０６を約１０００Å、ｐ／ｉ
バッファ層（ｉ型層）としてｉ型非晶質シリコン膜５０
７を約６０Å、ｐ型非晶質シリコン膜５０８を約１００
Å、この順に堆積した。それぞれの膜の形成条件を表１
に示した。帯状部材の搬送速度は６３５ｍｍ／分とし、
実施例、比較例共に１００メートルの帯状部材上に連続
成膜した。

【００１６】

【表１】 続いて、反射防止膜兼表面電極として酸化インジウムス
ズ膜５０９を７００Å堆積し、最後に集電電極５１０と
してＣｒを２０００Å、Ａｇを８０００Å、Ｃｒを２０
０Åこの順に堆積した。

【００１７】（比較例１−１）ｉ層成膜室の天板を図３
に示した従来の開口を持つ１組の天板３０９であること
以外は実施例１と全く同様に、図２の製造装置を用い、
実施例１と同様の手順で表１の条件で基板３０２上に図
５に示したｐ，ｐ／ｉ，ｉ，ｎ／ｉ，ｎの５層からなる
光起電力素子を作製した。特性均一性、放電切れ回数は
比較例１−１の光起電力素子の測定結果を基準１．００
にして、特性の比較を行なった。表２の特性比較表に示
すように、比較例１−１の光起電力素子に対して、実施
例１の光起電力素子は、変換効率のバラツキにおいて優
れており、ｉ層成膜中に発生した放電切れ回数も大幅に
優れていた。本発明の作製装置により作製した光起電力
素子が優れた特性を有することが判明し、本発明の効果
が実証された。

【００１８】

【表２】 ［実施例２］本実施例では図２のｉ層反応容器を図４の
ｉ層反応容器に代えて、実施例１と同様の手順で表１の
条件でｐ，ｐ／ｉ，ｉ，ｎ／ｉ，ｎの５層からなる光起
電力素子を作製した。図１との違いは、ｉ層成膜室の高
周波電極に、直列バイアス電圧を印加する構成とした点
である。印加した電圧は＋３００Ｖである以外は実施例
１と同様である。

【００１９】（比較例２−１）ｉ層成膜室の天板は、実
施例２と同じ帯状部材を上部で覆うが、帯状部材と天板
を接触させないで帯状部材を搬送し成膜する以外は実施
例２と同様の手順で表１の条件でｐ，ｐ／ｉ，ｉ，ｎ／
ｉ，ｎの５層からなる光起電力素子を作製した。実施例
１と同様に光電変換効率を測定し、比較例２−１の光起
電力素子のバラツキを基準１．００にして、特性バラツ
キとｉ型層の成膜中の放電切れの比較を行なった。表３
の特性比較表に示すように、比較例２−１の光起電力素
子に対して、実施例２の光起電力素子は、変換効率のバ
ラツキにおいて優れており、ｉ層成膜中に発生したスパ
ーク発生回数も大幅に優れていた。本発明の作製装置に
より作製した光起電力素子が優れた特性を有することが
判明し、本発明の効果が実証された。

【００２０】

【表３】 ［実施例３］本実施例では図４のｉ層反応容器を用い、
実施例１と同様の手順で表１の条件でｐ，ｐ／ｉ，ｉ，
ｎ／ｉ，ｎの５層からなる光起電力素子を作製した。実
施例２との違いは、ｉ層成膜室の天板が図６に示す帯状
部材側で階段状になった天板を平板の天板に代えた以外
は実施例２と同様である。

【００２１】（比較例３−１）ｉ層成膜室の天板は、実
施例１の比較例で用いた図３の従来の開口を持つ１組の
天板３０９である。これ以外は実施例３と全く同様の手
順で表１の条件でｐ，ｐ／ｉ，ｉ，ｎ／ｉ，ｎの５層か
らなる光起電力素子を作製した。実施例１と同様に光電
変換効率を測定し、比較例３−１の光起電力素子のバラ
ツキを基準１．００にして、特性バラツキとｉ型層の成
膜中の放電切れ回数とスパーク発生回数の比較を行なっ
た。表４の特性比較表に示すように、比較例３−１の光
起電力素子に対して、実施例３の光起電力素子は、変換
効率のバラツキにおいて優れており、ｉ層成膜中に発生
した放電切れ回数、スパーク発生回数も大幅に優れてい
た。本発明の作製装置により作製した光起電力素子が優
れた特性を有することが判明し、本発明の効果が実証さ
れた。

【００２２】

【表４】

【００２３】

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
成膜室の一面を構成する帯状部材の上部を導電性の天板
で覆い、前記天板の成膜室側の面と前記帯状部材の堆積
膜形成面の裏面とを、線接触または面接触させ、前記天
板をアース電位とすることで、成膜室からの放電や活性
ガスが漏洩、拡散を防止し、成膜中の放電切れやスパー
クの発生を防ぐことができ、長尺の帯状部材上への機能
性堆積膜、とりわけ光起電力素子の形成、生産に際し、
素子特性と装置の生産性の向上を図ることができる。ま
た、本発明によると、前記天板を接触面側で前記帯状部
材に対して階段状の凹部とすることで、前記天板と前記
帯状部材との接触を確実なものとする事ができ、さら
に、前記天板の階段状の形状を、前記帯状部材の幅方向
端部より外側において、前記帯状部材の幅方向端部より
も成膜室の底部に近接していることで、成膜室にバイア
スを印加する際にも帯状部材へのスパークの発生を大幅
に削減でき、基板材質や裏面反射層の成膜室への混入を
押さえられ、高品質な膜を高速で形成でき、生産時のス
ループットを一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の機能性堆積膜形成装置におけるｉ層反
応容器の一例を示す帯状部材幅方向の断面図である。

【図２】ロール・ツー・ロール方式による堆積膜形成装
置の一例を示す図である。

【図３】従来の開口を持つ１組の天板からなるｉ層反応
容器の一例を示す帯状部材幅方向の断面図である。

【図４】典型的なロール・ツー・ロール方式連続成膜装
置である。

【図５】本発明のｐ，ｐ／ｉ，ｉ，ｎ／ｉ，ｎ型光起電
力素子の構成を示す図である。

【図６】本発明における階段状の凹部を有する天板の構
成の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０１，２３４，２３６，２３９，２４１，２４３，３
０１，４０１：反応容器 １０２，２０３，３０２，４０２，５０１，６０２：帯
状部材 １０３，２０６，２１１，２１８，２２７，３０３，４
０３：高周波電極 １０４，２０８，２１３，２１６，２２４，２２９，３
０４，４０４：原料ガス導入管 １０５，２０７，２１２，２１７，２２２，２２３，２
２８，３０５，４０５：高周波電源 １０６，２０５，３０７，４０７：成膜室側壁 １０７，２３３，２３５，２３８，２４０，２４２，３
０８，４０８：ヒーター １０８，２３７，３０９，４０９，６０１：天板 １０９，３１０，４１０：成膜室 ２０１：送り出し用ボビン ２０２：送り出し用真空容器 ２０４，２０９，２１４，２２０，２２５，２３０：ガ
スゲート ２０５，２１０，２１９，２２１，２２６：排気管 ２３１：巻き取り用真空容器 ２３２：巻き取り用ボビン ３０６，４０６：ＤＣ電源 ５０２：銀膜 ５０３：酸化亜鉛膜 ５０４：ｎ型非晶質シリコン膜 ５０５：ｉ型非晶質シリコン膜（ｎ／ｉバッファ層（ｉ
型層）） ５０６：ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム膜 ５０７：ｉ型非晶質シリコン膜（ｐ／ｉバッファ層（ｉ
型層）） ５０８：ｐ型非晶質シリコン膜 ５０９：酸化インジウムスズ膜 ５１０：集電電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 岡部 正太郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 幸田 勇蔵 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 矢島 孝博 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金井 正博 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H068 DA23 DA80 EA25 EA30 4K030 AA06 AA17 BA09 BA30 CA17 FA01 GA14 HA07 JA18 KA08 KA20 KA30 KA45 5F045 AA08 AB04 AC01 AC16 AC17 AD04 AD05 AD06 AD07 AD08 AD09 AF10 BB08 DA52 DP22 DQ15 EB02 EB03 EB08 EC05 EH20 HA24

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空気密の可能な反応容器内にその一面が
   帯状部材で構成される成膜室を設け、前記成膜室内に反
   応ガスを導入し、前記成膜室内を排気手段により排気し
   て所望の圧力に維持し、前記成膜室内に高周波電力を導
   入してプラズマを生起し、前記帯状部材を搬送して前記
   帯状部材上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法におい
   て、 前記成膜室の一面を構成する帯状部材の上部を導電性の
   天板で覆い、前記天板の成膜室側の面と前記帯状部材の
   堆積膜形成面の裏面とを、線接触または面接触させ、前
   記天板をアース電位として堆積膜を形成することを特徴
   とする機能性堆積膜形成方法。
2. 【請求項２】前記成膜室にバイアスを印加して堆積膜を
   形成することを特徴とする請求項１に記載の機能性堆積
   膜形成方法。
3. 【請求項３】前記高周波電力は、その周波数が３０ＭＨ
   ｚ以上５００ＭＨｚ以下であることを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載の機能性堆積膜形成方法。
4. 【請求項４】堆積膜を形成するための帯状部材よりなる
   基板を連続的に搬送する手段と、該帯状部材によってそ
   の一面が構成される成膜室を内部に備えた真空気密の可
   能な反応容器と、前記成膜室内に反応ガスを導入する手
   段および高周波電源から高周波電力を導入する手段と、
   前記成膜室内を排気する手段とを、少なくとも有する堆
   積膜形成装置において、 前記成膜室の一面を構成する帯状部材の上部を導電性の
   天板で覆い、前記天板の成膜室側の面と前記帯状部材の
   堆積膜形成面の裏面とを、線接触または面接触させて、
   前記天板を接地する構成としたことを特徴とする機能性
   堆積膜の形成装置。
5. 【請求項５】前記天板は、前記帯状部材との接触面側に
   階段状の凹部を有し、該凹部において該帯状部材と接触
   する構成とされていることを特徴とする請求項４に記載
   の機能性堆積膜の形成装置。
6. 【請求項６】前記天板の階段状の形状が、前記帯状部材
   の幅方向端部より外側において、前記帯状部材の幅方向
   端部よりも成膜室の底部に近接していることを特徴とす
   る請求項５に記載の機能性堆積膜の形成装置。
7. 【請求項７】前記高周波電源は、その周波数が３０ＭＨ
   ｚ以上５００ＭＨｚ以下の高周波電力を出力する高周波
   電源であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいず
   れか１項に記載の機能性堆積膜の形成装置。