JP2001119049A - 光電変換装置の製造方法および製造装置 - Google Patents

光電変換装置の製造方法および製造装置

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JP2001119049A
JP2001119049A JP29397599A JP29397599A JP2001119049A JP 2001119049 A JP2001119049 A JP 2001119049A JP 29397599 A JP29397599 A JP 29397599A JP 29397599 A JP29397599 A JP 29397599A JP 2001119049 A JP2001119049 A JP 2001119049A
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film forming
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holder
forming chamber
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Hideo Yamagishi
英雄 山岸
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製膜される基板の温度管理を、短時間で容易
に、かつ低コストで行うことを可能とする光電変換装置
の製造方法および製造装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 基板を保持するホルダーを、インライン
に配列された複数の製膜室に順次導入し、それぞれの製
膜室内において基板表面に半導体薄膜を製膜する工程を
含む光電変換装置の製造方法において、最初の製膜室に
導入される、ホルダ―に保持された基板の温度を、大気
圧下において一定に制御することを特徴とする

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換装置の製
造方法および製造装置に係り、特に、ホルダー循環系の
一部に温度制御機構を設けたインラインCVD製膜方法
および製膜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】非晶質シリコン太陽電池をはじめとする
非単結晶太陽電池は、その大部分がシラン、ジシラン、
ゲルマン、メタンなどの原料ガスを、必要に応じてジボ
ラン、フォスフィン、アルシンなどのドーピングガスと
ともに高周波電力などによるプラズマ中で分解し、所望
の基板上に堆積するいわゆるグロー放電分解法によって
pin接合を形成することによって形成されている。
【0003】その際、高い性能を得るためには、i層中
の不純物濃度を極力低減する必要があることは公知とな
っている。p層やn層を形成するためのボロンやリンな
ども性能の低下を引き起こすため、最近では、p層、i
層、n層をそれぞれ専用の製膜室で形成するいわゆる分
離形成法が一般的となっている。
【0004】この分離形成法は、各製膜室をインライン
に配列し、各層を形成後、真空中で他の製膜室に基板を
搬送するシステムを有するインライン多室分離型製膜装
置が必要となる。また、最初の製膜室の前にローディン
グ室を設けて、そこでホルダーに基板を保持させ、最後
の製膜室の後にアンローディング室を設けて、そこでホ
ルダーから基板を外し、ホルダーは循環してローディン
グ室に戻して、繰返し使用するものである。
【0005】このようなインライン多室分離型製膜装置
では、製膜室内に設置されたヒーターにより基板を20
0℃程度に加熱して、製膜が行われるが、真空中での加
熱には長時間を要し、かつコストが高いという問題があ
る。また、基板は順次移動するため、製膜室内で基板温
度をモニターすることは非常に困難である。
【0006】更に、ホルダーの繰返し使用により、ホル
ダーが蓄熱したり、環境温度により影響を受けたりする
など、ローディング室に投入される基板の温度が一定と
ならず、そのため製膜室内の基板の温度を一定に制御す
ることが困難となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点に鑑みなされたもので、製膜される基板の
温度管理を、短時間で容易に、かつ低コストで行うこと
を可能とする光電変換装置の製造方法および製造装置を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、基板を保持するホルダーを、インライン
に配列された複数の製膜室に順次導入し、それぞれの製
膜室内において基板表面に半導体薄膜を製膜する工程を
含む光電変換装置の製造方法において、最初の製膜室に
導入される、ホルダ―に保持された基板の温度を、大気
圧下において一定に制御することを特徴とする光電変換
装置の製造方法を提供する。
【0009】また、本発明は、インラインに配列された
複数の製膜室と、基板を保持するホルダーと、このホル
ダーを、前記複数の製膜室に順次導入し、循環搬送する
手段と、それぞれの製膜室内において基板表面に半導体
薄膜を製膜する手段と、最初の製膜室に導入される、ホ
ルダ―に保持された基板の温度を、大気圧下において一
定に制御する手段とを具備することを特徴とする光電変
換装置の製造装置を提供する。
【0010】本発明の光電変換装置の製造方法および製
造装置において、最初の製膜室に導入される基板の温度
と、最後の製膜室から排出される基板の温度をモニター
することが出来る。また、このようにモニターされた、
最初の製膜室に導入される基板の温度に応じて、複数の
製膜室内の温度を制御することが出来る。なお、基板の
温度のモニターは、ホルダーに温度計を取り付けること
により行うことが出来る。
【0011】最初の製膜室に導入される、ホルダ―に保
持された基板の温度は、基板に熱風を吹き付けること、
基板に高圧水蒸気を吹き付けること、または基板に赤外
線を照射することにより、制御することが出来る。これ
らの中では、基板に熱風を吹き付けることが、簡易な手
段であってコストも低く、短時間での昇温が可能である
ことから、最も好ましい。
【0012】なお、熱風は、清浄化されたクリーンエア
ーであることが好ましい。最初の製膜室に導入される、
ホルダ―に保持された基板の温度は、製膜室における製
膜は160℃〜240℃の温度下で行われるので、この
範囲内の製膜温度より低いが、この製膜温度に近い温度
であるとともに、100℃を越える温度、例えば100
〜150℃に制御されることが好ましい。
【0013】以上のように構成される本発明の光電変換
装置の製造方法および製造装置によると、最初の製膜室
に導入される、ホルダ―に保持された基板の温度を、大
気圧下において一定に制御することにより、製膜室内の
基板の温度管理を、短時間で容易に、かつ低コストで行
うことが可能である。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。図1は、本発明の一実施
形態に係るインラインCVD製膜装置の模式図である。
図1において、p層製膜室1、i層製膜室2、およびn
層製膜室3が一列に配列され、その前後にローディング
室4およびアンローディング室5が設置されている。
【0015】これらローディング室4、 p層製膜室
1、i層製膜室2、n層製膜室3、およびアンローディ
ング室5内を、製膜される基板6を支持するホルダー7
が、ホルダー循環系8によって搬送され、循環され、繰
返し使用されている。
【0016】ローディング室4において、ホルダー7上
に保持された基板6は、熱風吹き付けノズル9から熱風
を吹き付けられ、所定の温度に加熱される。所定の温度
とは、通常、100〜150℃である。このような温度
が得られるように、熱風の温度、吹き付け時間等が制御
される。なお、温度制御は、ホルダー自体の温度および
周囲温度を考慮してなされる必要がある。また、後述す
る、最後の製膜室から排出されるホルダーの温度も考慮
される。
【0017】ローディング室4内は大気圧下にあり、熱
風の吹き付けによる基板の所定の温度への昇温は、短時
間で容易に行うことが出来る。
【0018】所定の温度に加熱された基板は、p層製膜
室1、i層製膜室2、およびn層製膜室3内において、
順次、p型半導体層、i型半導体層、およびn型半導体
層が製膜される。製膜は、各室に設けられたヒーターに
より200℃の下で行われるが、 基板6は、p層製膜
室1に導入される前に、あらかじめ100〜150℃の
一定の温度に加熱制御されているため、200℃への昇
温は、正確に、かつ極めて短時間で行うことが出来る。
【0019】なお、ホルダー7には温度計が取付けられ
ていて、 p層製膜室1に導入される際の温度と、 n層
製膜室3から出る際の温度がモニタ―されており、その
値に応じて、各製膜室内のヒーターの温度がコントロー
ルされる。
【0020】なお、図1に示す製膜装置において、各製
膜室間の一部またはすべてに、不純物の混入を防ぐため
にさらに中間室を設けることが可能である。また、製膜
される半導体層の厚さ、製膜時間の相違を考慮して、同
一の半導体層を複数の製膜室で製膜するようにすること
も可能である。
【0021】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を示し、本発
明についてさらに詳しく説明する。図1に示す、複数の
平行平板容量結合型グロー放電分解製膜室をインライン
に配置したCVD製膜装置を用い、以下のように、Sn
付ガラス基板上にp層、i層およびn層の各非晶質
半導体層の製膜を行った。まず、ローディング室4内に
おいて、ホルダー7上にSnO付ガラス基板6を配置
した。次いで、大気圧下で、熱風ノズル9から200℃
の熱風を300秒間吹き付け、基板温度を120℃とし
た。基板温度は、ホルダー7に取付けられた温度計によ
りモニターされている。
【0022】次に、基板6を保持したホルダー7をp層
製膜室1に搬送し、減圧下でヒーター温度180℃で加
熱した後、SiH300sccm、CH700sc
cm、 B5sccm、H1000sccm を
導入し、反応圧力1torr、 RFパワー30mW/
cmでp層を10nm製膜した。
【0023】続いて、 p層製膜室1内の残留ガスを排
気した後、基板6を保持したホルダー7を、隣接するi
層製膜室2に搬送し、減圧下でヒーター温度200℃で
加熱した後、 SiH500sccmを導入し、反応
圧力0.3torr、 RFパワー50mW/cm
i層を300nm製膜した。
【0024】更に、 i層製膜室2内の残留ガスを排気
した後、基板6を保持したホルダー7を、隣接するn層
製膜室1に搬送し、減圧下でヒーター温度200℃で加
熱した後、SiH200sccm、PH5scc
m、H4000sccmを導入し、反応圧力1tor
r、 RFパワー100mW/cmでn層を20nm
製膜した。
【0025】このようにして、 SnO付ガラス基板
6上に、pin接合を有する3層の非晶質半導体層を製
膜した。その後、製膜された基板6をホルダーから外し
て、次の工程に搬送し、ホルダー7はそのまま搬送され
て、ローディング室4に戻された。
【0026】以上のような製膜工程においては、基板6
は、p層製膜室1に導入される前に、熱風で加熱され、
所定の温度に制御されており、この温度はホルダー7に
取付けられた温度計によりモニターされ、この温度に応
じて、 p層製膜室1内のヒーターの温度が設定されて
いる。
【0027】そのため、 p層製膜室1内の基板6の温
度は、製膜に必要な温度に正確に、かつ短時間で達成さ
れ、それによって、製膜室内の基板の温度管理を容易に
行うことが可能となった。
【0028】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よると、最初の製膜室に導入される、ホルダ―に保持さ
れた基板の温度を、大気圧下において一定に制御するこ
とにより、製膜室内の基板の温度管理を、短時間で容易
に、かつ低コストで行うことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るインラインCVD製
膜装置を概略的に示す図。
【符号の説明】
1…p層製膜室 2…i層製膜室 3…n層製膜室 4…ローディング室 5…アンローディング室 6…基板 7…ホルダー 8…ホルダー循環系 9…熱風吹き付けノズル

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板を保持するホルダーを、インラインに
    配列された複数の製膜室に順次導入し、それぞれの製膜
    室内において基板表面に半導体薄膜を製膜する工程を含
    む光電変換装置の製造方法において、最初の製膜室に導
    入される、ホルダ―に保持された基板の温度を、大気圧
    下において一定に制御することを特徴とする光電変換装
    置の製造方法。
  2. 【請求項2】最初の製膜室に導入される基板の温度と、
    最後の製膜室から排出される基板の温度をモニターする
    ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置の製造
    方法。
  3. 【請求項3】最初の製膜室に導入される基板の温度に応
    じて、前記複数の製膜室内の温度を制御することを特徴
    とする請求項1に記載の光電変換装置の製造方法。
  4. 【請求項4】最初の製膜室に導入される、ホルダ―に保
    持された基板の温度は、基板に熱風を吹き付けること、
    基板に高圧水蒸気を吹き付けること、基板に赤外線を照
    射することからなる群から選ばれた1種により、制御さ
    れることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかの項
    に記載の光電変換装置の製造方法。
  5. 【請求項5】最初の製膜室に導入される、ホルダ―に保
    持された基板の温度は、100〜150℃に制御される
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかの項に記
    載の光電変換装置の製造方法。
  6. 【請求項6】インラインに配列された複数の製膜室と、
    基板を保持するホルダーと、このホルダーを、前記複数
    の製膜室に順次導入し、循環搬送する手段と、それぞれ
    の製膜室内において基板表面に半導体薄膜を製膜する手
    段と、最初の製膜室に導入される、ホルダ―に保持され
    た基板の温度を、大気圧下において一定に制御する手段
    とを具備することを特徴とする光電変換装置の製造装
    置。
  7. 【請求項7】最初の製膜室に導入される基板の温度と、
    最後の製膜室から排出される基板の温度をモニターする
    手段を更に具備することを特徴とする請求項6に記載の
    光電変換装置の製造装置。
  8. 【請求項8】最初の製膜室に導入される基板の温度に応
    じて、前記複数の製膜室内の温度を制御することを特徴
    とする請求項6に記載の光電変換装置の製造装置。
  9. 【請求項9】最初の製膜室に導入される、ホルダ―に保
    持された基板の温度を、大気圧下において一定に制御す
    る手段は、基板に熱風を吹き付ける手段、基板に高圧水
    蒸気を吹き付ける手段、および赤外線ヒーターからなる
    群から選ばれた1種を有することを特徴とする請求項6
    ないし8のいずれかの項に記載の光電変換装置の製造装
    置。
  10. 【請求項10】最初の製膜室に導入される、ホルダ―に
    保持された基板の温度は、100〜150℃に制御され
    ることを特徴とする請求項6ないし9のいずれかの項に
    記載の光電変換装置の製造装置。
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AU22441/00A AU767161B2 (en) 1999-08-20 2000-03-21 Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
US09/531,933 US6461444B1 (en) 1999-08-20 2000-03-21 Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
ES00106258T ES2289980T3 (es) 1999-08-20 2000-03-22 Procedimiento para limpiar un aparato formador de peliculas semiconductoras delgadas de silicio.
EP00106258A EP1079422B1 (en) 1999-08-20 2000-03-22 Method of cleaning a silicon-based semiconductor film-forming apparatus
AT00106258T ATE368297T1 (de) 1999-08-20 2000-03-22 Verfahren zur säuberung einer vorrichtung zum herstellen von dünnfilm-silizium
DE60035648T DE60035648T2 (de) 1999-08-20 2000-03-22 Verfahren zur Säuberung einer Vorrichtung zum Herstellen von Dünnfilm-Silizium

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009246060A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Ihi Corp インライン型処理装置
JP2014130900A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Shimadzu Corp 加熱装置

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