JP2000182962A - 堆積膜形成装置および堆積膜形成方法 - Google Patents
堆積膜形成装置および堆積膜形成方法Info
- Publication number
- JP2000182962A JP2000182962A JP10355727A JP35572798A JP2000182962A JP 2000182962 A JP2000182962 A JP 2000182962A JP 10355727 A JP10355727 A JP 10355727A JP 35572798 A JP35572798 A JP 35572798A JP 2000182962 A JP2000182962 A JP 2000182962A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- deposited film
- gas
- source gas
- forming
- discharge vessels
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、堆積膜形成装置の小型化、簡略化お
よびコストダウンを図ることができ、各放電容器に導入
される原料ガスの組成比のばらつきを押さえ、均一な組
成比の堆積膜を連続して形成することが可能で、変換効
率の大幅な向上を図ることのできる堆積膜形成装置およ
び堆積膜形成方法を提供することを目的としている。 【解決手段】本発明は、複数の連続した放電容器内にプ
ラズマを生起させ、基体を移動させながら、前記基体表
面上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置または方法にお
いて、該複数の放電容器に原料ガスを導入して同一組成
比の堆積膜を形成するにあたり、同一の原料ガス混合器
によって堆積膜形成用の複数のガス種を混合した後、該
原料ガス混合器によって混合された同一組成比の原料ガ
スを、該複数の放電容器に分配導入することを特徴とす
るものである。
よびコストダウンを図ることができ、各放電容器に導入
される原料ガスの組成比のばらつきを押さえ、均一な組
成比の堆積膜を連続して形成することが可能で、変換効
率の大幅な向上を図ることのできる堆積膜形成装置およ
び堆積膜形成方法を提供することを目的としている。 【解決手段】本発明は、複数の連続した放電容器内にプ
ラズマを生起させ、基体を移動させながら、前記基体表
面上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置または方法にお
いて、該複数の放電容器に原料ガスを導入して同一組成
比の堆積膜を形成するにあたり、同一の原料ガス混合器
によって堆積膜形成用の複数のガス種を混合した後、該
原料ガス混合器によって混合された同一組成比の原料ガ
スを、該複数の放電容器に分配導入することを特徴とす
るものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマＣＶＤ法
により、複数の連続した真空容器に連続的に堆積膜を形
成する堆積膜形成装置および方法に関し、特に、同一組
成比の原料ガスを分配導入する原料ガス混合器を備えた
堆積膜形成装置および方法に関する。
により、複数の連続した真空容器に連続的に堆積膜を形
成する堆積膜形成装置および方法に関し、特に、同一組
成比の原料ガスを分配導入する原料ガス混合器を備えた
堆積膜形成装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、基板の表面上に、薄膜を連続して
形成する堆積膜形成装置としては、例えばロール・ツー
・ロール（Ｒｏｌ・ｔｏ・Ｒｏｌｌ）方式を採用した連
続プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置が、米国特許
第４，４００，４０９号明細書に開示されている。この
装置によれば、複数のグロー放電領域を設け、所望の幅
の十分に長い帯状基板を、該基板が前記各グロー放電領
域を順次貫通する経路に沿って配置し、前記各グロー放
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、前記基板をその長手方向に連続的に搬送せし
めることによって、半導体接合を有する大面積の素子を
連続的に形成することができるとされている。こうした
ことから、このロール・ツー・ロール方式は大面積の半
導体素子の量産に適する方法といえる。
形成する堆積膜形成装置としては、例えばロール・ツー
・ロール（Ｒｏｌ・ｔｏ・Ｒｏｌｌ）方式を採用した連
続プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置が、米国特許
第４，４００，４０９号明細書に開示されている。この
装置によれば、複数のグロー放電領域を設け、所望の幅
の十分に長い帯状基板を、該基板が前記各グロー放電領
域を順次貫通する経路に沿って配置し、前記各グロー放
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、前記基板をその長手方向に連続的に搬送せし
めることによって、半導体接合を有する大面積の素子を
連続的に形成することができるとされている。こうした
ことから、このロール・ツー・ロール方式は大面積の半
導体素子の量産に適する方法といえる。
【０００３】ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ・ｔｏ・
Ｒｏ１１）方式を採用した連続プラズマＣＶＤ法による
堆積膜形成装置は、各半導体層を通過する帯状基板搬送
速度が一定であるため、組成の異なった機能性堆積膜を
形成するような半導体接合素子、例えば太陽電池の量産
化には、その各半導体層の堆積膜厚の制御が大きな課題
である。また、こうしたＣＶＤ法においては、原料ガス
を分解し堆積膜を形成するためのグロー放電プラズマ励
起手段として、高周波（ＲＦ）放電が広く用いられてい
るために、原料ガスの流量の増加、導入電力の増加、カ
ソード電極の大面積化、帯状基板速度の変更による堆積
速度の制御は堆積速度の限界があることも、このことを
難しくしている原因になっている。
Ｒｏ１１）方式を採用した連続プラズマＣＶＤ法による
堆積膜形成装置は、各半導体層を通過する帯状基板搬送
速度が一定であるため、組成の異なった機能性堆積膜を
形成するような半導体接合素子、例えば太陽電池の量産
化には、その各半導体層の堆積膜厚の制御が大きな課題
である。また、こうしたＣＶＤ法においては、原料ガス
を分解し堆積膜を形成するためのグロー放電プラズマ励
起手段として、高周波（ＲＦ）放電が広く用いられてい
るために、原料ガスの流量の増加、導入電力の増加、カ
ソード電極の大面積化、帯状基板速度の変更による堆積
速度の制御は堆積速度の限界があることも、このことを
難しくしている原因になっている。
【０００４】通常ロール・ツー・ロール法を用いた堆積
膜形成装置では、多数の放電容器を使って、前記帯状基
板を長手方向に連続的に搬送せしめることで、所望の堆
積膜厚を得る方法が用いられている。また、ロール・ツ
ー・ロール（Ｒｏｌｌ・ｔｏ・Ｒｏｌｌ）方式を採用し
た連続プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置の量産化
には、前記帯状基板の搬送速度を増加することが必要不
可欠である。しかし、搬送速度を増加させる為には、各
反応容器で得られる堆積膜の堆積速度には、限界がある
ため、放電容器の数を増やして各半導体層の所望の膜厚
を得なくてはならない。このことが、堆積膜形成装置の
大型化、複雑化および高コスト化につながっている。
膜形成装置では、多数の放電容器を使って、前記帯状基
板を長手方向に連続的に搬送せしめることで、所望の堆
積膜厚を得る方法が用いられている。また、ロール・ツ
ー・ロール（Ｒｏｌｌ・ｔｏ・Ｒｏｌｌ）方式を採用し
た連続プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置の量産化
には、前記帯状基板の搬送速度を増加することが必要不
可欠である。しかし、搬送速度を増加させる為には、各
反応容器で得られる堆積膜の堆積速度には、限界がある
ため、放電容器の数を増やして各半導体層の所望の膜厚
を得なくてはならない。このことが、堆積膜形成装置の
大型化、複雑化および高コスト化につながっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のロ
ール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ・ｔｏ・Ｒｏｌｌ）方式
を採用した連続プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置
は、大面積の半導体素子の量産に適する方法といえる。
しかしながら、この方法を量産装置に用いる場合、成膜
速度の向上が大きな課題である。その課題を達成するた
めには、放電容器の延長および増加は避けられない。そ
のために、大規模な堆積膜成膜装置が必要となり、装置
の大型化、複雑化およびコストアップにつながり、特に
ガス供給装置の大型化、複雑化およびコストアップが大
きな問題となっている。また、各放電容器で得られる堆
積膜は、プラズマを発生させるための放電エネルギーの
種類や放電条件や真空容器内での原料ガスの組成比、流
量、流速、圧力などに影響を受ける。特に連続的に同一
の組成比の堆積膜を形成する上で、原料ガスの組成比の
ばらつきが、大きな問題となっている。
ール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ・ｔｏ・Ｒｏｌｌ）方式
を採用した連続プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置
は、大面積の半導体素子の量産に適する方法といえる。
しかしながら、この方法を量産装置に用いる場合、成膜
速度の向上が大きな課題である。その課題を達成するた
めには、放電容器の延長および増加は避けられない。そ
のために、大規模な堆積膜成膜装置が必要となり、装置
の大型化、複雑化およびコストアップにつながり、特に
ガス供給装置の大型化、複雑化およびコストアップが大
きな問題となっている。また、各放電容器で得られる堆
積膜は、プラズマを発生させるための放電エネルギーの
種類や放電条件や真空容器内での原料ガスの組成比、流
量、流速、圧力などに影響を受ける。特に連続的に同一
の組成比の堆積膜を形成する上で、原料ガスの組成比の
ばらつきが、大きな問題となっている。
【０００６】そこで、本発明は、上記した従来のロール
・ツー・ロール方式による半導体積層膜の連続形成装置
の課題を解決し、堆積膜形成装置の小型化、簡略化およ
びコストダウンを図ることができ、各放電容器に導入さ
れる原料ガスの組成比のばらつきを押さえ、均一な組成
比の堆積膜を連続して形成することが可能で、変換効率
の大幅な向上を図ることのできる堆積膜形成装置および
堆積膜形成方法を提供することを目的とするものであ
る。
・ツー・ロール方式による半導体積層膜の連続形成装置
の課題を解決し、堆積膜形成装置の小型化、簡略化およ
びコストダウンを図ることができ、各放電容器に導入さ
れる原料ガスの組成比のばらつきを押さえ、均一な組成
比の堆積膜を連続して形成することが可能で、変換効率
の大幅な向上を図ることのできる堆積膜形成装置および
堆積膜形成方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００７】
【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、堆積膜形成装置および堆積膜形成方法を、
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、本発明の堆積膜形成装置は、複数の連続した放
電容器に基体を移動させ、該放電容器内にプラズマを生
起させて該基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置に
おいて、前記複数の連続した放電容器は、同一組成比の
原料ガスを用いて堆積膜を形成するための複数の放電容
器を備え、該複数の放電容器には、堆積膜形成用の複数
のガス種の混合された同一組成比の原料ガスを分配導入
する同一の原料ガス混合器が、原料ガス導入管を介して
接続されていることを特徴としている。また、本発明の
堆積膜形成装置は、前記原料ガス導入管には、前記複数
の放電容器への前記原料ガスの分配比を調整するための
流量計および流量調整バルブが該複数の放電容器ごとに
設けられていることを特徴としている。また、本発明の
堆積膜形成装置は、前記流量調整バルブは、前記流量計
と前記ガス混合器との間に配されていることを特徴とし
ている。また、本発明の堆積膜形成装置は、前記ガス導
入管は、前記流量調整バルブから前記複数の放電容器ま
での長さおよび径が同一とされていることを特徴として
いる。また、本発明の堆積膜形成装置は、前記混合器に
は、加熱機構が設けられていることを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、複数の連続した放電
容器内にプラズマを生起させ、基体を移動させながら、
前記基体表面上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法にお
いて、該複数の放電容器に原料ガスを導入して同一組成
比の堆積膜を形成するにあたり、同一の原料ガス混合器
によって堆積膜形成用の複数のガス種を混合した後、該
原料ガス混合器によって混合された同一組成比の原料ガ
スを、該複数の放電容器に分配導入することを特徴とし
ている。また、本発明の堆積膜形成方法は、前記原料ガ
ス混合器によって混合された原料ガスは、該原料ガス混
合器によって加熱された後、前記複数の放電容器に導入
されることを特徴としている。
成するため、堆積膜形成装置および堆積膜形成方法を、
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、本発明の堆積膜形成装置は、複数の連続した放
電容器に基体を移動させ、該放電容器内にプラズマを生
起させて該基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置に
おいて、前記複数の連続した放電容器は、同一組成比の
原料ガスを用いて堆積膜を形成するための複数の放電容
器を備え、該複数の放電容器には、堆積膜形成用の複数
のガス種の混合された同一組成比の原料ガスを分配導入
する同一の原料ガス混合器が、原料ガス導入管を介して
接続されていることを特徴としている。また、本発明の
堆積膜形成装置は、前記原料ガス導入管には、前記複数
の放電容器への前記原料ガスの分配比を調整するための
流量計および流量調整バルブが該複数の放電容器ごとに
設けられていることを特徴としている。また、本発明の
堆積膜形成装置は、前記流量調整バルブは、前記流量計
と前記ガス混合器との間に配されていることを特徴とし
ている。また、本発明の堆積膜形成装置は、前記ガス導
入管は、前記流量調整バルブから前記複数の放電容器ま
での長さおよび径が同一とされていることを特徴として
いる。また、本発明の堆積膜形成装置は、前記混合器に
は、加熱機構が設けられていることを特徴としている。
また、本発明の堆積膜形成方法は、複数の連続した放電
容器内にプラズマを生起させ、基体を移動させながら、
前記基体表面上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法にお
いて、該複数の放電容器に原料ガスを導入して同一組成
比の堆積膜を形成するにあたり、同一の原料ガス混合器
によって堆積膜形成用の複数のガス種を混合した後、該
原料ガス混合器によって混合された同一組成比の原料ガ
スを、該複数の放電容器に分配導入することを特徴とし
ている。また、本発明の堆積膜形成方法は、前記原料ガ
ス混合器によって混合された原料ガスは、該原料ガス混
合器によって加熱された後、前記複数の放電容器に導入
されることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、上記したように同一組
成比の原料ガスを用いて堆積膜を形成するための複数の
放電容器を備えた堆積膜の形成装置また方法において、
これらの複数の放電容器に原料ガスを導入して、同一組
成比の堆積膜を形成するにあたり、同一の原料ガス混合
器によって堆積膜形成用の複数のガス種を混合した後、
該原料ガス混合器によって混合された同一組成比の原料
ガスを、該複数の放電容器に分配導入するようにした構
成により、放電容器に原料ガスを供給する混合器を単一
化することが可能となり、また、流量調整バルブによっ
て、流量を変えて導入し、あるいは複数のガス種が導入
されたガス混合器を一度加熱した後、各放電容器に導入
するように構成することができ、これらによって、ガス
供給装置を大幅に小型化し、簡略化することができ、ま
たコストダウンを図ることができ、各放電容器に導入さ
れる原料ガスの組成比のばらつきを押さえ、均一な組成
比の堆積膜を形成することが可能となる。したがって、
本発明の堆積膜の形成装置また方法によって、光起電力
素子等の機能性堆積膜を形成することにより、その大幅
な変換効率の向上を図ることができる。
成比の原料ガスを用いて堆積膜を形成するための複数の
放電容器を備えた堆積膜の形成装置また方法において、
これらの複数の放電容器に原料ガスを導入して、同一組
成比の堆積膜を形成するにあたり、同一の原料ガス混合
器によって堆積膜形成用の複数のガス種を混合した後、
該原料ガス混合器によって混合された同一組成比の原料
ガスを、該複数の放電容器に分配導入するようにした構
成により、放電容器に原料ガスを供給する混合器を単一
化することが可能となり、また、流量調整バルブによっ
て、流量を変えて導入し、あるいは複数のガス種が導入
されたガス混合器を一度加熱した後、各放電容器に導入
するように構成することができ、これらによって、ガス
供給装置を大幅に小型化し、簡略化することができ、ま
たコストダウンを図ることができ、各放電容器に導入さ
れる原料ガスの組成比のばらつきを押さえ、均一な組成
比の堆積膜を形成することが可能となる。したがって、
本発明の堆積膜の形成装置また方法によって、光起電力
素子等の機能性堆積膜を形成することにより、その大幅
な変換効率の向上を図ることができる。
【０００９】以下に、本発明における半導体積層膜の連
続形成装置により、アモルファスシリコンゲルマニウム
（以下ａ−ＳｉＧｅとする）層をｉ層（光電変換層）に
用いたａ−ＳｉＧｅ単層（シングル）セル太陽電池を作
製する例を取り挙げ、その概略を図に基づいて説明す
る。ここでは、図１に示すロール・ツー・ロール方式の
連続プラズマＣＶＤ装置を使用した。図１において、基
本的には帯状基板の巻き出し室１０１、高周波プラズマ
ＣＶＤ法によるｎ型半導体層真空容器１０２、ｐ型半導
体層真空容器１０３、内部に２個の放電容器を有するｉ
型半導体層真空容器１０４，１０５，１０６、帯状基板
の巻き取り室１０７から構成されており、各真空容器
（１０１〜１０７）間はそれぞれガスゲート１０８によ
って接続されている。
続形成装置により、アモルファスシリコンゲルマニウム
（以下ａ−ＳｉＧｅとする）層をｉ層（光電変換層）に
用いたａ−ＳｉＧｅ単層（シングル）セル太陽電池を作
製する例を取り挙げ、その概略を図に基づいて説明す
る。ここでは、図１に示すロール・ツー・ロール方式の
連続プラズマＣＶＤ装置を使用した。図１において、基
本的には帯状基板の巻き出し室１０１、高周波プラズマ
ＣＶＤ法によるｎ型半導体層真空容器１０２、ｐ型半導
体層真空容器１０３、内部に２個の放電容器を有するｉ
型半導体層真空容器１０４，１０５，１０６、帯状基板
の巻き取り室１０７から構成されており、各真空容器
（１０１〜１０７）間はそれぞれガスゲート１０８によ
って接続されている。
【００１０】次に、本装置の原料ガス供給手段について
述べる。図１において、１０９ａ〜１１３ａは各々堆積
膜形成の原料となるガスが充填されているガスボンベで
あり、１０９ａはＳｉＨ4ガス、１１０ａはＨ2ガス、１
１１ａはＢＦ3ガス、１１２ａはＧｅＨ4ガス、１１３ａ
はＰＨ3ガスが充墳されている。各々のガスは開閉バル
ブ１０９ｂ〜１１３ｂ、減圧器１０９ｃ〜１１３ｃおよ
びマスフローコントローラー１１４ａ〜１１４ｃ，１１
５ａ〜１１５ｃ，１１６ａ〜１１６ｃを通ってガス混合
器１１７，１１８，１１９に導かれる。ガス混合器で所
望の混合比とされた原料ガスは、加熱された後、ガス導
入管１２０，１２１ａ〜１２１ｆ，１２２、流量調整バ
ルブ１３４，１３４ａ〜１３４ｆ，１３５およびマスフ
ローメーター１２３，１２４ａ〜１２４ｆ，１２５を通
って各成膜室内（１０２〜１０６）に噴出する。帯状基
板１２６は帯状基板１２６の送り出し室１０１内のボビ
ン１２７からアイドリングローラ１４０を経て巻き出さ
れ、帯状基板１２６の巻き取り室１０７内のアイドリン
グローラ１４１を経てボビン１２８に巻き取られるまで
にガスゲート１０８で接続された７個の真空容器１０１
〜１０７を通過しながら移動させられ、その間に表面に
ｎｉｐ構造の半導体の積層膜を形成される。
述べる。図１において、１０９ａ〜１１３ａは各々堆積
膜形成の原料となるガスが充填されているガスボンベで
あり、１０９ａはＳｉＨ4ガス、１１０ａはＨ2ガス、１
１１ａはＢＦ3ガス、１１２ａはＧｅＨ4ガス、１１３ａ
はＰＨ3ガスが充墳されている。各々のガスは開閉バル
ブ１０９ｂ〜１１３ｂ、減圧器１０９ｃ〜１１３ｃおよ
びマスフローコントローラー１１４ａ〜１１４ｃ，１１
５ａ〜１１５ｃ，１１６ａ〜１１６ｃを通ってガス混合
器１１７，１１８，１１９に導かれる。ガス混合器で所
望の混合比とされた原料ガスは、加熱された後、ガス導
入管１２０，１２１ａ〜１２１ｆ，１２２、流量調整バ
ルブ１３４，１３４ａ〜１３４ｆ，１３５およびマスフ
ローメーター１２３，１２４ａ〜１２４ｆ，１２５を通
って各成膜室内（１０２〜１０６）に噴出する。帯状基
板１２６は帯状基板１２６の送り出し室１０１内のボビ
ン１２７からアイドリングローラ１４０を経て巻き出さ
れ、帯状基板１２６の巻き取り室１０７内のアイドリン
グローラ１４１を経てボビン１２８に巻き取られるまで
にガスゲート１０８で接続された７個の真空容器１０１
〜１０７を通過しながら移動させられ、その間に表面に
ｎｉｐ構造の半導体の積層膜を形成される。
【００１１】各真空容器１０２〜１０６には基板を加熱
する加熱ヒーター１２９、前記ガス供給手段から供給さ
れる成膜ガスを放電容器に導入するガス導入管１２０，
１２１ａ〜１２１ｆ，１２２、不図示の排気手段により
放電容器を排気する排気管１３０、排気速度を調整する
排気調整バルブ１３１が設けられている。ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法を用いる真空容器１０２〜１０６内には、原料
ガスにＲＦ電力を印加するカソード１３２が設けられ、
ＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜の形成が行われる。
ガスゲート１０８は、各真空容器を分離独立させ、前記
帯状基板１２６を各放電領域の中を貫通させ、連続的に
搬送する目的で設けたものである。ゲートガス導入管１
３３からゲートガスを導入し、隣り合う真空容器の原料
ガスが混合することを防ぐことにより、異なる組成の良
質な堆積膜を多層形成することができる。
する加熱ヒーター１２９、前記ガス供給手段から供給さ
れる成膜ガスを放電容器に導入するガス導入管１２０，
１２１ａ〜１２１ｆ，１２２、不図示の排気手段により
放電容器を排気する排気管１３０、排気速度を調整する
排気調整バルブ１３１が設けられている。ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法を用いる真空容器１０２〜１０６内には、原料
ガスにＲＦ電力を印加するカソード１３２が設けられ、
ＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜の形成が行われる。
ガスゲート１０８は、各真空容器を分離独立させ、前記
帯状基板１２６を各放電領域の中を貫通させ、連続的に
搬送する目的で設けたものである。ゲートガス導入管１
３３からゲートガスを導入し、隣り合う真空容器の原料
ガスが混合することを防ぐことにより、異なる組成の良
質な堆積膜を多層形成することができる。
【００１２】
【実施例】次に、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。図１に示した装置を用いて、本発明の堆積膜形
成装置について行われた実験について、その手順にした
がって説明する。 （実験１）まず、実験１として図１に示すようなｎｉｐ
型のシングルセルを形成することが可能なロール・ツー
・ロールプラズマＣＶＤ装置を用いて、以下の実験を行
った。成膜条件を表１に示す。
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。図１に示した装置を用いて、本発明の堆積膜形
成装置について行われた実験について、その手順にした
がって説明する。 （実験１）まず、実験１として図１に示すようなｎｉｐ
型のシングルセルを形成することが可能なロール・ツー
・ロールプラズマＣＶＤ装置を用いて、以下の実験を行
った。成膜条件を表１に示す。
【００１３】
【表１】 基板送り出し機構を有する真空容器１０１に、下部電極
として、スパッタリング法により、アルミニウム薄膜
（０．２μｍ）、ＺｎＯ薄膜（１．２μｍ）を蒸着して
あるＳＵＳ４３０製帯状基板１２６の巻き付けられたボ
ビン１２７をセットし、前記帯状基板をガスゲート１０
８、ｎ型半導体層真空容器１０２、ｉ型半導体層真空容
器１０４〜１０６、ｐ型半導体層真空容器１０３を介し
て、帯状基板１２６の巻き取り室１０７まで通し、たる
みの無い程度に張力調整を行った。また、各真空容器１
０１〜１０７を不図示の排気装置で、１×１０-6Ｔｏｒ
ｒまで減圧した。
として、スパッタリング法により、アルミニウム薄膜
（０．２μｍ）、ＺｎＯ薄膜（１．２μｍ）を蒸着して
あるＳＵＳ４３０製帯状基板１２６の巻き付けられたボ
ビン１２７をセットし、前記帯状基板をガスゲート１０
８、ｎ型半導体層真空容器１０２、ｉ型半導体層真空容
器１０４〜１０６、ｐ型半導体層真空容器１０３を介し
て、帯状基板１２６の巻き取り室１０７まで通し、たる
みの無い程度に張力調整を行った。また、各真空容器１
０１〜１０７を不図示の排気装置で、１×１０-6Ｔｏｒ
ｒまで減圧した。
【００１４】その後、前記ガス供給手段から供給される
成膜ガスを放電容器に導入するガス導入管１２０，１２
１ａ〜１２１ｆ，１２２を通じて、原料ガスを導入し
た。不図示の排気手段により放電容器を排気する排気管
１３０から、排気調整バルブ１３１により、排気速度を
調整した。成膜時の加熱処理として、ガスゲート１０８
にゲートガス導入管１３３から、ゲートガスとしてＨ2
をそれぞれ１０００ｓｃｃｍを導入し、基板加熱用ヒー
ター１２９により、帯状基板１２６を３００℃に加熱し
た。帯状基板を静止させた状態で、ＲＦ発振器１３４か
ら放電容器内にＲＦ電力を印加して、成膜領域にプラズ
マ放電を生起し、帯状基板１２６上にｉ型のａ−ＳｉＧ
ｅ膜の静止成膜サンプルを形成した。各放電容器で得ら
れた静止成膜サンプルのａ−ＳｉＧｅ中に含まれるＧｅ
濃度分布を測るためにＸＭＡ分析を行った。その結果を
表２に示す。６個の放電容器で作製された静止サンプル
に含まれるＧｅ濃度分布は一定であることが確認でき
た。
成膜ガスを放電容器に導入するガス導入管１２０，１２
１ａ〜１２１ｆ，１２２を通じて、原料ガスを導入し
た。不図示の排気手段により放電容器を排気する排気管
１３０から、排気調整バルブ１３１により、排気速度を
調整した。成膜時の加熱処理として、ガスゲート１０８
にゲートガス導入管１３３から、ゲートガスとしてＨ2
をそれぞれ１０００ｓｃｃｍを導入し、基板加熱用ヒー
ター１２９により、帯状基板１２６を３００℃に加熱し
た。帯状基板を静止させた状態で、ＲＦ発振器１３４か
ら放電容器内にＲＦ電力を印加して、成膜領域にプラズ
マ放電を生起し、帯状基板１２６上にｉ型のａ−ＳｉＧ
ｅ膜の静止成膜サンプルを形成した。各放電容器で得ら
れた静止成膜サンプルのａ−ＳｉＧｅ中に含まれるＧｅ
濃度分布を測るためにＸＭＡ分析を行った。その結果を
表２に示す。６個の放電容器で作製された静止サンプル
に含まれるＧｅ濃度分布は一定であることが確認でき
た。
【００１５】
【表２】 （実験２）次に、実験２としてガス導入までの行程は
（実験１）と同様に行い、帯状基板を１０００ｍｍ／ｍ
ｉｎの速度で搬送させ、ＲＦ発振器１３４から放電容器
内にＲＦ電力を印加して、成膜領域にプラズマ放電を生
起し、帯状基板上にｎｉｐ型のアモルファスシリコン膜
を形成した。得られた堆積膜をＳＩＭＳによる分析を行
い、ｉ層の深さ方向に対するＧｅ濃度分布を評価した。
得られた堆積膜のＧｅ濃度分布は深さ方向に均一である
ことが分かった。
（実験１）と同様に行い、帯状基板を１０００ｍｍ／ｍ
ｉｎの速度で搬送させ、ＲＦ発振器１３４から放電容器
内にＲＦ電力を印加して、成膜領域にプラズマ放電を生
起し、帯状基板上にｎｉｐ型のアモルファスシリコン膜
を形成した。得られた堆積膜をＳＩＭＳによる分析を行
い、ｉ層の深さ方向に対するＧｅ濃度分布を評価した。
得られた堆積膜のＧｅ濃度分布は深さ方向に均一である
ことが分かった。
【００１６】（実験３）次に、実験３として形成された
ｎｉｐ型のアモルファスシリコン膜上に、透明電極とし
てＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2）を真空蒸着により７０
ｎｍ蒸着し、さらに集電電極として、Ａｌを真空蒸着に
て２μｍ蒸着し、光起電力素子を作製した。形成された
光起電力素子の評価は、方向スペクトル感度特性および
ＡＭ値１．５、エネルギー密度１００ｍＷ／ｃｍ2の擬
似太陽光を照射したときの光電変換効率ηを測定するこ
とにより評価した。本発明の堆積膜形成装置を用いて、
作製された光起電力素子の変換効率は、大幅な変換効率
の向上が可能となり、変換効率８．２％を得ることがで
きた。
ｎｉｐ型のアモルファスシリコン膜上に、透明電極とし
てＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2）を真空蒸着により７０
ｎｍ蒸着し、さらに集電電極として、Ａｌを真空蒸着に
て２μｍ蒸着し、光起電力素子を作製した。形成された
光起電力素子の評価は、方向スペクトル感度特性および
ＡＭ値１．５、エネルギー密度１００ｍＷ／ｃｍ2の擬
似太陽光を照射したときの光電変換効率ηを測定するこ
とにより評価した。本発明の堆積膜形成装置を用いて、
作製された光起電力素子の変換効率は、大幅な変換効率
の向上が可能となり、変換効率８．２％を得ることがで
きた。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
上記したように同一組成比の原料ガスを用いて堆積膜を
形成するための複数の放電容器を備えた堆積膜の形成装
置また方法において、これらの複数の放電容器に原料ガ
スを導入して、同一組成比の堆積膜を形成するにあた
り、同一の原料ガス混合器によって堆積膜形成用の複数
のガス種を混合した後、該原料ガス混合器によって混合
された同一組成比の原料ガスを、該複数の放電容器に分
配導入するようにした構成により、放電容器に原料ガス
を供給する混合器を単一化することが可能となり、ま
た、流量調整バルブによって、流量を変えて導入し、あ
るいは複数のガス種が導入されたガス混合器を一度加熱
した後、各放電容器に導入するように構成することがで
き、これらによって、ガス供給装置を大幅に小型化し、
簡略化することができ、またコストダウンを図ることが
でき、各放電容器に導入される原料ガスの組成比のばら
つきを押さえ、均一な組成比の堆積膜を形成することが
可能となる。したがって、本発明の堆積膜の形成装置ま
た方法によって、光起電力素子等の機能性堆積膜を形成
することにより、組成比が均一で、変換効率が大幅に向
上した光起電力素子等の機能性堆積膜の形成装置また方
法を実現することができる。
上記したように同一組成比の原料ガスを用いて堆積膜を
形成するための複数の放電容器を備えた堆積膜の形成装
置また方法において、これらの複数の放電容器に原料ガ
スを導入して、同一組成比の堆積膜を形成するにあた
り、同一の原料ガス混合器によって堆積膜形成用の複数
のガス種を混合した後、該原料ガス混合器によって混合
された同一組成比の原料ガスを、該複数の放電容器に分
配導入するようにした構成により、放電容器に原料ガス
を供給する混合器を単一化することが可能となり、ま
た、流量調整バルブによって、流量を変えて導入し、あ
るいは複数のガス種が導入されたガス混合器を一度加熱
した後、各放電容器に導入するように構成することがで
き、これらによって、ガス供給装置を大幅に小型化し、
簡略化することができ、またコストダウンを図ることが
でき、各放電容器に導入される原料ガスの組成比のばら
つきを押さえ、均一な組成比の堆積膜を形成することが
可能となる。したがって、本発明の堆積膜の形成装置ま
た方法によって、光起電力素子等の機能性堆積膜を形成
することにより、組成比が均一で、変換効率が大幅に向
上した光起電力素子等の機能性堆積膜の形成装置また方
法を実現することができる。
【図１】本発明の実施例において、シングルセル作製の
ために用いたロール・ツー・ロール型プラズマＣＶＤ装
置の模式的概略図である。
ために用いたロール・ツー・ロール型プラズマＣＶＤ装
置の模式的概略図である。
１０１：基板送出し室 １０２：ｎ型半導体層真空容器 １０３：ｐ型半導体層真空容器 １０４：ｉ型半導体層真空容器 １０５：ｉ型半導体層真空容器 １０６：ｉ型半導体層真空容器 １０７：基板巻き取り容器 １０８：ガスゲート １０９ａ：ＳｉＨ4ガスボンベ １１０ａ：Ｈ2ガスボンベ １１１ａ：ＢＦ3ガスボンベ １１２ａ：ＧｅＨ4ガスボンベ １１３ａ：ＰＨ3ガスボンベ １０９ｂ：原料ガス開閉バルブ １１０ｂ：原料ガス開閉バルブ １１１ｂ：原料ガス開閉バルブ １１２ｂ：原料ガス開閉バルブ １１３ｂ：原料ガス開閉バルブ １０９ｃ：減圧器 １１０ｃ：減圧器 １１１ｃ：減圧器 １１２ｃ：減圧器 １１３ｃ：減圧器 １１４ａ〜１１４ｃ：マスフローコントローラー １１５ａ〜１１５ｃ：マスフローコントローラー １１６ａ〜１１６ｃ：マスフローコントローラー １１７〜１１８：ガス混合器 １２０：原料ガス導入管 １２１ａ〜１２１ｆ：原料ガス導入管 １２２：原料ガス導入管 １２３：マスフローメーター １２４ａ〜１２４ｆ：マスフローメーター １２５：マスフローメーター １２６：帯状基板 １２７：送出しボビン １２８：巻き取りボビン １２９：基板加熱ヒーター １３０：排気管 １３１：排気調整バルブ １３２：カソード １３３：ゲートガス導入管 １３４：ＲＦ発振器 １３４ａ〜１３４ｆ：流量調整バルブ １４０，１４１：アイドリングローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 直人 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 芳里 直 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 森山 公一朗 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 下田 寛嗣 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 EA24 EA25 EA30 4K030 AA06 AA17 BA30 CA02 CA17 EA01 FA01 FA03 GA14 HA04 JA06 KA08 KA25 LA16 5F045 AA08 AB01 AC01 AC19 BB04 BB08 CA13 DP22 DQ12 EE05 EE12 5F051 AA05 BA14 CA07 CA15 CA16 CA22 CA37 DA04
Claims (7)
- 【請求項１】複数の連続した放電容器に基体を移動さ
せ、該放電容器内にプラズマを生起させて該基体上に堆
積膜を形成する堆積膜形成装置において、 前記複数の連続した放電容器は、同一組成比の原料ガス
を用いて堆積膜を形成するための複数の放電容器を備
え、該複数の放電容器には、堆積膜形成用の複数のガス
種の混合された同一組成比の原料ガスを分配導入する同
一の原料ガス混合器が、原料ガス導入管を介して接続さ
れていることを特徴とする堆積膜形成装置。 - 【請求項２】前記原料ガス導入管には、前記複数の放電
容器への前記原料ガスの分配比を調整するための流量計
および流量調整バルブが該複数の放電容器ごとに設けら
れていることを特徴とする請求項１に記載の堆積膜形成
装置。 - 【請求項３】前記流量調整バルブは、前記流量計と前記
ガス混合器との間に配されていることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項４】前記ガス導入管は、前記流量調整バルブか
ら前記複数の放電容器までの長さおよび径が同一とされ
ていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか
１項に記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項５】前記混合器には、加熱機構が設けられてい
ることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項
に記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項６】複数の連続した放電容器内にプラズマを生
起させ、基体を移動させながら、前記基体表面上に堆積
膜を形成する堆積膜形成方法において、 該複数の放電容器に原料ガスを導入して同一組成比の堆
積膜を形成するにあたり、同一の原料ガス混合器によっ
て堆積膜形成用の複数のガス種を混合した後、該原料ガ
ス混合器によって混合された同一組成比の原料ガスを、
該複数の放電容器に分配導入することを特徴とする堆積
膜形成方法。 - 【請求項７】前記原料ガス混合器によって混合された原
料ガスは、該原料ガス混合器によって加熱された後、前
記複数の放電容器に導入されることを特徴とする請求項
６に記載の堆積膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10355727A JP2000182962A (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 堆積膜形成装置および堆積膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10355727A JP2000182962A (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 堆積膜形成装置および堆積膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000182962A true JP2000182962A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18445464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10355727A Pending JP2000182962A (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 堆積膜形成装置および堆積膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000182962A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021159900A (ja) * | 2020-04-03 | 2021-10-11 | 大陽日酸株式会社 | 混合ガス供給装置及び方法 |
-
1998
- 1998-12-15 JP JP10355727A patent/JP2000182962A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021159900A (ja) * | 2020-04-03 | 2021-10-11 | 大陽日酸株式会社 | 混合ガス供給装置及び方法 |
| JP7200166B2 (ja) | 2020-04-03 | 2023-01-06 | 大陽日酸株式会社 | 混合ガス供給装置及び方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2009009499A1 (en) | Hybrid chemical vapor deposition process combining hot-wire cvd and plasma-enhanced cvd | |
| JP2004006537A (ja) | 薄膜形成方法及び装置並びに太陽電池の製造方法並びに太陽電池 | |
| JP5089669B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPS62151573A (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JP2000182962A (ja) | 堆積膜形成装置および堆積膜形成方法 | |
| JPS62156813A (ja) | 薄膜半導体素子及びその形成法 | |
| US6877458B2 (en) | Apparatus for forming deposited film | |
| JPH10209479A (ja) | 半導体薄膜及び光起電力素子の作製装置 | |
| JP2849206B2 (ja) | 機能性堆積膜製造装置 | |
| CN207933525U (zh) | 一种真空反应装置及反应腔 | |
| JPS6296675A (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JPH05247655A (ja) | 堆積膜形成装置 | |
| JP2004056062A (ja) | Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法、それを用いて形成した膜、およびその膜を備えた薄膜デバイス | |
| JPS63940B2 (ja) | ||
| JP2637396B2 (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JP2637397B2 (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JP4794741B2 (ja) | 堆積膜形成方法および堆積膜形成装置 | |
| JPS6338581A (ja) | 機能性堆積膜形成装置 | |
| JPS6345374A (ja) | 機能性堆積膜形成装置 | |
| JP2001284254A (ja) | プラズマｃｖｄ装置および非単結晶半導体薄膜形成方法 | |
| JP3631021B2 (ja) | 堆積膜形成方法および堆積膜形成装置 | |
| JP3461314B2 (ja) | 基板処理方法及び基板処理装置 | |
| JP2019112725A (ja) | プラズマｃｖｄ装置 | |
| JP2001077036A (ja) | 半導体薄膜の形成方法、および形成装置 | |
| JP2000182963A (ja) | 堆積膜形成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040721 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040723 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041124 |