JP2001168044A - プラズマｃｖｄ装置およびそれを用いた薄膜製造方法並びに薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯の周波数を有する
高周波電力を用いて、大面積を有する基板上に大面積か
つ均一な薄膜を形成することができる高スループットな
プラズマＣＶＤ装置およびそれを用いた薄膜製造方法を
提供する。また、製造コストを低減できる薄膜太陽電池
の製造方法を提供する。 【解決手段】 反応室１内には、ガラス基板４を保持す
るアノード電極２を配置すると共に、アノード電極２に
対向するようにカソード電極３を配置する。アノード電
極２は、プラズマを励起するためのＶＨＦ帯またはＵＨ
Ｆ帯の周波数を有する高周波電力が印加されると共に、
複数の分割カソード電極を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子産業
における水素化アモルファスシリコン(以下、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈと記す)等の半導体薄膜や絶縁膜の製造に用いら
れるプラズマＣＶＤ(化学気相成長)装置およびそれを用
いた薄膜製造方法並びに薄膜太陽電池の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】今日、原料ガスをプラズマにより励起,
分解して気相状態で薄膜を堆積するプラズマＣＶＤ装置
は、電子デバイスの製造装置として広く用いられ、例え
ば結晶ウエハの表面上に金属膜、半導体膜および誘電体
膜の積層構造等を形成する。

【０００３】従来、プラズマＣＶＤ装置としては、図６
に示すように、電子デバイスを構成する半導体膜等の成
膜処理、あるいはエッチング処理を行うための反応室６
１と、この反応室６１内に配置された基板トレーを兼ね
るアノード電極６２と、そのアノード電極６２に対向す
るように反応室６１内に配置されたカソード電極６３と
を備えたものがある。なお、６５は、上記反応室６１の
一部に形成されたガス排気用口である。

【０００４】上記反応室６１内には、図示しないが、ア
ノード電極６２に対してカソード電極６３の配設部分の
反対側にヒーターを配置しており、また、アノード電極
６２に近接して、被処理部材６４の反応室６１内への搬
入及び搬出を行う基板トレーローラ搬送部を設けてい
る。上記アノード電極６２は、接地されていると共に、
カソード電極６３に対向する面において半導体ウエハ等
の被処理部材６４が装着可能となっている。また、上記
カソード電極６３は、高周波電源からマッチング回路を
介して、プラズマ励起のための高周波電力が印加され
る。また、上記カソード電極６３と反応室６１の周壁と
の間には絶縁物を介在させている。

【０００５】上記構成のプラズマＣＶＤ装置は、ＲＦ(r
adio frequency)または高周波ＨＦ(high frequency)と
呼ばれるラジオ波１３.５６ＭＨｚ、あるいは、ＭＷ(mi
cro wave)波と呼ばれるマイクロ波２.４５ＧＨｚの高周
波電力を用いて、プラズマを励起して薄膜を形成する。

【０００６】最近、プラズマ科学における精力的な研究
から、プラズマを生成するための励起電力の周波数とし
ては、ＨＦ波とＭＷ波との中間の周波数領域、例えば高
周波ＶＨＦ帯と呼ばれる数十ＭＨｚ程度の周波数、ある
いは、超高周波ＵＨＦ帯と呼ばれる数百ＭＨｚ程度の周
波数が、理論的にも実験的にも電子デバイスの製造に適
した特長を有することが明らかにされつつある。その特
長は、プラズマ密度が周波数の２乗に比例して増加する
ので高いプラズマ密度を得られる点と、このような高い
プラズマ密度が比較的低いプラズマポテンシャルによっ
て実現される点とが挙げられる。前者の特徴点は、成膜
装置において膜の堆積速度が周波数の２乗に比例して増
加することを意味する。また、後者の特長点は、高速処
理の条件下でも、プラズマ中のイオン種による膜あるい
は基板への損傷、いわゆるプラズマダメージを低く抑え
ることが可能になることを意味する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プラズマを
発生させるためにＶＨＦ帯またはＵＨＦ帯の周波数の高
周波電力を用いるのは、プラズマＣＶＤ装置の装置寸法
(反応空間)が、使用しているプラズマ励起周波数の波長
に比べて充分小さい場合、例えばプラズマ励起周波数１
００ＭＨｚの波長約３ｍに比べて十分小さい１０ｃｍ程
度かそれ以下の場合のみであった。

【０００８】その理由は、本願発明者らの所見では、プ
ラズマＣＶＤ装置の反応空間が、ＶＨＦ帯あるいはＵＨ
Ｆ帯の励起周波数の波長と同程度の寸法になると、その
励起周波数の高周波電源により生成される電磁界は反応
空間を伝搬する波としての特質を現わし、これに起因す
る反応空間の電磁界的変化が複雑なプラズマを発生させ
るために、プラズマの制御が不可能であったからである
と考えられる。したがって、ＶＨＦ帯またはＵＨＦ帯の
周波数の高周波電力を使用する場合、反応室６１を大型
化できないために、大面積を有する基板を用いることが
できないという問題があった。

【０００９】また、ａ−Ｓｉ：Ｈ系薄膜を用いた太陽電
池や液晶表示素子等のいわゆるジャイアントマイクロエ
レクトロニクスと呼ばれるような電子産業分野では、基
板の寸法、例えば基板の一辺の長さが４０ｃｍ〜６０ｃ
ｍと長尺である。このような長尺の基板に対しても、従
来のような基板を複数枚一度に処理できる大きな反応室
が、装置の高スループット化のために不可欠となってき
ている。

【００１０】また、通常のＬＳＩ等の半導体デバイスを
製造する場合においても、高いスループットを実現する
には、多数の基板を一度に処理することが非常に重要で
あるので、反応室を大型化する必要がある。

【００１１】そこで、本発明の目的は、ＶＨＦ帯あるい
はＵＨＦ帯の周波数を有する高周波電力を用いて、大面
積を有する基板上に大面積かつ均一な薄膜を形成するこ
とができる高スループットなプラズマＣＶＤ装置および
それを用いた薄膜製造方法を提供することにある。ま
た、製造コストを低減できる薄膜太陽電池の製造方法を
提供することにある。

【００１２】より詳しくは、プラズマ処理を行う反応室
内の空間の大きさと、プラズマ励起用の高周波電力の波
長とが同程度の寸法になっても、反応室内の所望の領
域、つまりカソード電極とアノード電極との間の領域
に、ＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯の周波数の高周波電力で
プラズマを良好に発生させて、そのプラズマを大面積に
わたって利用して、量産レベルの処理が可能なプラズマ
ＣＶＤ装置を提供すると共に、そのような装置を用い
て、太陽電池、液晶表示素子およびセンサー等に用いら
れる高品質なａ−Ｓｉ:Ｈ合金薄膜等を高速で堆積させ
ることができる薄膜製造方法を提供することにある。ま
た、そのような高品質なａ−Ｓｉ:Ｈ合金薄膜を用い
て、製造コストを低減できる薄膜太陽電池の製造方法を
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、成膜用ガスが供給
され、被処理部材に対して成膜処理を施す反応室と、上
記反応室内に配置され、上記被処理部材を保持するアノ
ード電極と、上記アノード電極に対向するように配置さ
れ、プラズマを励起するためのＶＨＦ帯またはＵＨＦ帯
の周波数を有する高周波電力が印加されるカソード電極
とを備えたプラズマＣＶＤ装置において、上記カソード
電極は、複数の分割カソード電極を有することを特徴と
している。

【００１４】上記構成のプラズマＣＶＤ装置によれば、
上記反応室内において、プラズマを励起するための高周
波電力が印加されるカソード電極が分割カソード電極を
有するので、カソード電極とアノード電極との間の領域
を、高周波電力の定在波が生じない程度の小さい領域に
分割することにより、反応室内の反応空間と、プラズマ
励起用の高周波電力の波長とが同レベルの大きさでも、
カソード電極とアノード電極との間の領域にプラズマを
生成させることができる。したがって、上記反応室を大
きくすることにより、一度に複数の被処理部材を処理し
てスループットを向上できると共に、その反応室内に大
面積の被処理部材を収容できる。その結果、上記被処理
部材の表面に大面積かつ均一な薄膜を形成することがで
きる。

【００１５】また、上記カソード電極に印加する高周波
電力の周波数がＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯の周波数であ
るので、より均一な薄膜を形成できると共に、薄膜の堆
積速度を向上できる。

【００１６】また、一実施形態のプラズマＣＶＤ装置
は、上記分割カソード電極の各々に順次電圧を印加する
順次電圧印加手段を備えたことを特徴とする。

【００１７】上記一実施形態のプラズマＣＶＤ装置は、
上記分割カソード電極を有することにより、装置内の反
応空間を複数の領域に分割したからＶＨＦ帯あるいはＵ
ＨＦ帯の周波数の高周波電力を印加できるようになった
が、分割カソード電極の全てを同時に放電させれば装置
内の反応空間が複数の領域に分割されていないのと同様
にＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯の周波数の高周波電力は印
加できない。そのため、上記分割カソード電極の各々に
順次電圧を印加する順次電圧印加手段を備えていること
によって、各分割カソード電極の放電を時間的にずらす
ので、ＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯の周波数をもつ高周波
電力を使用することができる。

【００１８】また、本発明の薄膜製造方法は、本発明の
プラズマＣＶＤ装置を用いた薄膜製造方法であって、上
記複数の分割カソード電極の夫々に順次電圧をかけて薄
膜を形成することを特徴としている。

【００１９】上記薄膜製造方法によれば、上記分割カソ
ード電極を有することにより、装置内の反応空間を複数
の領域に分割したからＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯の周波
数の高周波電力を印加できるようになったが、分割カソ
ード電極の全てを同時に放電させれば装置内の反応空間
が複数の領域に分割されていないのと同様にＶＨＦ帯あ
るいはＵＨＦ帯の周波数をもつ高周波電力は印加できな
い。そのため、上記複数の分割カソード電極の夫々に順
次電圧をかけることによって、時間的に放電をずらすの
で、ＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯の周波数をもつ高周波電
力を使用することができる。

【００２０】また、一実施形態の発明の薄膜製造方法
は、上記複数の分割カソード電極からパルス放電させて
薄膜を形成することを特徴とすることを特徴としてい
る。

【００２１】上記一実施形態の発明の薄膜製造方法によ
れば、上記複数の分割カソード電極からパルス放電させ
るので、薄膜形成時に発生するパウダーを抑制すること
ができる。

【００２２】また、一実施形態の発明の薄膜製造方法
は、隣合った上記分割カソード電極ではなく空間的に離
れた場所の上記分割カソード電極を順次パルス放電させ
ることを特徴としている。

【００２３】上記一実施形態の発明の薄膜製造方法によ
れば、もし、短いパルス間隔で隣接した分割カソード電
極が連続して放電すると、隣接した分割カソード電極が
同時に放電したの同様の状態になり、パウダーの発生や
膜質の低下といった問題が発生するので、パルス間隔を
短縮できない。しかし、上記パルス間隔(パルス放電の
ｏｆｆ時間)をできるだけ短縮することは、薄膜の堆積
速度を向上させるために必要である。そこで、上記複数
の分割カソード電極の夫々に順次電圧をかけてパルス放
電により薄膜を形成する場合に、隣合った分割カソード
電極ではなく空間的に離れた場所の分割カソード電極を
順次パルス放電させることによって、隣接した分割カソ
ード電極が連続して放電するのを防止して、パルス放電
の間隔を短くする。したがって、薄膜の堆積速度を向上
させることができる。

【００２４】また、一実施形態の発明の薄膜製造方法
は、隣合った上記分割カソード電極ではなく空間的に離
れた場所の上記分割カソード電極を複数同時に放電させ
ながら上記複数の分割カソード電極を順次パルス放電さ
せることを特徴としている。

【００２５】上記一実施形態の発明の薄膜製造方法によ
れば、隣合った上記分割カソード電極ではなく空間的に
離れた場所の上記分割カソード電極を複数同時に放電さ
せながら上記複数の分割カソード電極を順次パルス放電
させるので、堆積速度をさらに向上させることができ
る。

【００２６】また、一実施形態の発明の薄膜製造方法
は、ａ−Ｓｉ：Ｈ合金薄膜を形成することを特徴として
いる。

【００２７】上記一実施形態の発明の薄膜製造方法は、
ａ−Ｓｉ：Ｈ合金薄膜の形成に適しているので、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ合金薄膜を高品質かつ高速に堆積させることがで
きる。

【００２８】また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法
は、本発明の薄膜製造方法によって形成されたａ−Ｓ
ｉ：Ｈ合金薄膜を用いたことを特徴としている。

【００２９】上記薄膜太陽電池の製造方法によれば、上
記ａ‐Ｓｉ:Ｈ合金薄膜を用いて薄膜太陽電池を製造す
ることによって、薄膜太陽電池の製造時間が長くなる原
因の一つであったａ‐Ｓｉ:Ｈ合金薄膜の製造時間が短
縮されて、薄膜太陽電池の製造時間を短縮することがで
きる。したがって、上記薄膜太陽電池を低コストで製造
することが可能となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のプラズマＣＶＤ装
置およびそれを用いた薄膜製造方法並びに薄膜太陽電池
の製造方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。

【００３１】図１は本発明の実施の一形態によるプラズ
マＣＶＤ装置の斜視図であり、図２は上記プラズマＣＶ
Ｄ装置のカソード電極の上面図である。上記プラズマＣ
ＶＤ装置は、電子デバイスを構成する半導体膜等の成膜
処理を、所定のラインに沿って搬送される被処理部材に
対して順次行う。

【００３２】上記プラズマＣＶＤ装置は、図１に示すよ
うに、成膜用ガスが供給され、被処理部材としてのガラ
ス基板４に対して成膜処理を施す反応室１と、この反応
室１内に配置され、ガラス基板４を保持するアノード電
極２と、このアノード電極２に対向するように配置さ
れ、プラズマを励起するためのＶＨＦ帯またはＵＨＦ帯
の周波数を有する高周波電力が印加されるインターナル
型のカソード電極３と、反応室１の一部に形成されたガ
ス排気用口５とを備えている。

【００３３】上記アノード電極２は、一辺が９０ｃｍの
正方形形状を有し、カソード電極３から２.５ｃｍの間
隔を隔てて設置されている。このアノード電極２は、正
方形形状のガラス基板４(寸法３０ｃｍ×６０ｃｍ)を２
枚装着することが可能である。

【００３４】上記カソード電極３は、図２に示すよう
に、複数の分割カソード電極２１,２２,…,３６を有し
ている。また、上記カソード電極３は、１辺が７０ｃｍ
の正方形形状である一方、分割カソード電極２１,２２,
…,３６は、一辺が１５ｃｍの正方形形状である。上記
分割カソード電極２１,２２,…,３６間には絶縁性部材
６を介在させている。この分割カソード電極２１,２２,
…,３６には、図示しないが、順次電圧印加手段として
の高周波電源からマッチング回路を介して、プラズマ励
起のための高周波電力が印加されるようになっている。
また、上記高周波電源は、マイクロ秒オーダーでのパル
ス放電が可能であると共に、マイクロ秒オーダーで分割
カソード電極２１,２２,…,３６の夫々に対してスイッ
チングが可能である。なお、上記分割カソード電極２
１,２２,…,３６の一辺が１５ｃｍの場合、９０ＭＨｚ
程度までの高周波電力を使用できることが分っている。
また、説明は省略するが、上述以外の構成は図６に示す
プラズマＣＶＤ装置と同様である。

【００３５】上記構成のプラズマＣＶＤ装置では、分割
カソード電極２１,２２,…,３６の全てを同時に放電さ
せると、２７ＭＨｚ程度の周波数の高周波電源までしか
使用できず、ＶＨＦ帯またはＵＨＦ帯の周波数の高周波
電源を用いることができない。上記ＶＨＦ帯またはＵＨ
Ｆ帯の周波数を有する高周波電源を用いるために、上記
分割カソード電極２１,２２,…,３６の夫々に順次電圧
をかけ、パルス放電でガラス基板４上に薄膜を形成す
る。具体的には、図３に示すように、上記分割カソード
電極２１の電極を放電させた後に、分割カソード電極２
２にスイッチングを行って、分割カソード電極２２を放
電させる。このとき、上記分割カソード電極２１が放電
している時間がｏｎ時間となり、分割カソード２１の放
電が終了してから分割カソード電極２２の放電が始まる
までの時間がｏｆｆ時間となる。そして、上記分割カソ
ード２３,２４,…,３６の夫々に対して図番号順にスイ
ッチングを行って、分割カソード２３,２４,…,３６を
順次放電させる。通常、ａ‐Ｓｉ:Ｈ膜を成膜する場
合、ｏｎ時間を数マイクロ秒から数１０マイクロ秒に設
定すると共に、そのｏｎ時間の数倍から１０倍程度にｏ
ｆｆ時間を設定するのが望ましい。また、上記ｏｎ,ｏ
ｆｆ時間は、言うまでもないが、任意に設定することが
可能である。

【００３６】このように、上記反応室１内において、プ
ラズマを励起するための高周波電力が印加されるカソー
ド電極３が分割カソード電極２１,２２,…,３６を有す
るので、カソード電極３とアノード電極２との間の領域
が、高周波電力の定在波が生じない程度の小さい領域に
分割されて、反応室１内の反応空間と、プラズマ励起用
の高周波電力の波長とが同レベルの大きさでも、カソー
ド電極３とアノード電極２との間の領域にプラズマが発
生する。したがって、上記反応室１を大きくすることに
より、一度に２枚のガラス基板４を処理してスループッ
トを向上できると共に、その反応室１内に大面積のガラ
ス基板４を収容できる。その結果、上記ガラス基板４の
表面に大面積かつ均一な薄膜を形成することができる。

【００３７】また、上記カソード電極３に印加する高周
波電力の周波数がＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯の周波数で
あるから、より均一な薄膜を形成できると共に、薄膜の
堆積速度を向上できる。

【００３８】上記実施の形態では、１６個の分割カソー
ド電極２１,２２,…,３６を用いていたが、分割カソー
ド電極２１,２２,…,３６の寸法を小さくして、１６個
以上の分割カソードを用いていもよい。この場合、より
高い周波数を有する高周波電力を使用することが可能に
なる。また、上記分割カソード電極２１,２２,…,３６
の形状および寸法が、上記実施の形態に限られないのは
言うまでもない。

【００３９】また、上記実施の形態では、分割カソード
電極２１,２２,〜,３６は図番号順に放電させていた
が、隣合った分割カソード電極２１,２２,〜,３６では
なく空間的に離れた場所の分割カソード電極２１,２２,
〜,３６を順次パルス放電させる方がより放電間隔(ｏｆ
ｆ時間)を短縮するには好ましい。これは、上記分割カ
ソード電極２１,２２,〜,３６を図番号順に放電させた
場合、十分なｏｆｆ時間を与える必要があるため、成膜
速度が向上する効果が低いためである。例えば、ｏｎ時
間が５マイクロ秒、スイッチングに必要な時間が２０マ
イクロ秒であると、２５マイクロ秒の待ち時間を設ける
必要がある。つまり、ｏｆｆ時間が少なくとも４５マイ
クロ秒必要となる。実際には、ｏｆｆ時間が５０マイク
ロ秒必要となる。しかし、空間的に離れた場所の分割カ
ソード電極２１,２２,〜,３６を順次パル放電させる場
合、待ち時間を設けずにすぐにパルス放電させることが
可能である、つまりｏｆｆ時間を短縮することができ
る。１６個の分割カソード電極２１,２２,〜,３６の場
合、例えば図４に示すような順で放電させれば待ち時間
を設定しなくてもよい。具体的には、上記分割カソード
電極２１を放電させた後、分割カソード電極３１、分割
カソード電極２３、分割カソード電極２９、分割カソー
ド電極２２、分割カソード電極３２、分割カソード電極
２４、分割カソード電極３０、分割カソード電極２８、
分割カソード電極３４、分割カソード電極２６、分割カ
ソード電極３６、分割カソード電極２５、分割カソード
電極３５、分割カソード電極２７、分割カソード電極３
３の順に放電させる。このような順で、上記分割カソー
ド電極２１,２２,〜,３６をパルス放電させると、待ち
時間を設ける必要がなくなる。したがって、薄膜の堆積
速度を向上させることができる。なお、上記分割カソー
ド電極２１,２２,〜,３６の夫々を順次パルス放電させ
る時の順番は、特に上記順番に制限されるものではな
い。

【００４０】また、上記分割カソード電極２１,２２,
〜,３６を１個づつ順次パルス放電させずに、隣合った
上記分割カソード電極２１,２２,〜,３６ではなく空間
的に離れた場所の分割カソード電極２１,２２,〜,３６
を複数同時に放電させながら複数の分割カソード電極２
１,２２,〜,３６を順次パルス放電させることによっ
て、さらに薄膜の堆積速度を向上できる。例えば、図５
に示すように、分割カソード電極２１,３６を同時にパ
ルス放電させた後、分割カソード電極２２,３５、分割
カソード電極２３,３４、分割カソード電極２４,３３、
分割カソード電極２８,２９、分割カソード電極３２,２
５、分割カソード電極２７、分割カソード電極３０、分
割カソード電極２６、分割カソード電極３１の順にパル
ス放電させることにより、さらに薄膜の堆積速度を高速
化できる。

【００４１】また、図１に示す上記プラズマＣＶＤ装置
は、４族水素化合物の原料ガスとしてモノシランを用い
て太陽電池用の半導体薄膜であるａ−Ｓｉ：Ｈ合金薄膜
を形成することもできる。この場合、図示しないが、上
記カソード電極３に対して、マッチング回路を介して高
周波電源と変調用電源とを接続する。また、上記高周波
電源の発振周波数を例えば８１.３６ＭＨｚに設定し、
基板温度を例えば２００℃に設定する。

【００４２】具体的には、上記ａ−Ｓｉ：Ｈ合金薄膜は
次のようにして製造する。

【００４３】 まず、流量コントローラを通して５０
０ｓｃｃｍのモノシランガスを反応室１に導入しつつ、
ガス排気用口５から一定の割合で排気して、反応室１内
の圧力０.６２Ｔｏｒｒに保つ。

【００４４】 次に、上記高周波電源の高周波電力
と、直流的にオン・オフの状態を一定周期で繰り返す変
調用電源の低周波電力とを重ね合わせて、８１.３６Ｍ
Ｈｚの高周波電力を周期的にオン・オフさせる。

【００４５】 そして、上記マッチング回路を介して
複数の分割カソード電極２１,２２,〜,３６の夫々に順
次電圧をかけて、分割カソード電極２１,２２,〜,３６
とアノード電極２との間にシランプラズマを発生させて
ガラス基板４上にａ−Ｓｉ：Ｈ合金薄膜を堆積させる。

【００４６】従来、一辺が７０ｃｍのカソード電極を用
いた場合、均一な膜が得られる周波数は２７.１２ＭＨ
ｚまでだったが、複数の分割カソード電極２１,２２,
〜,３６の夫々に順次電圧をかけることによって、８１.
３６ＭＨｚの放電が可能となった。したがって、従来の
発振周波数２７.１２ＭＨｚの高周波電源を用いた場合
に比べて、従来と同様の高品質なａ−Ｓｉ：Ｈ合金薄膜
を３倍の成膜速度で形成することができる。

【００４７】このように製造されたａ−Ｓｉ：Ｈ合金薄
膜は、薄膜太陽電池のｉ層(不純物を含まない層)として
用いることができる。したがって、上記ａ−Ｓｉ：Ｈ合
金薄膜は高品質かつ高速に製造できるので、薄膜太陽電
池の製造時間が長くなる原因の一つであったｉ層の製造
時間が短縮されて、薄膜太陽電池の製造時間を短縮する
ことができる。具体的には、ａ−Ｓｉ：Ｈ合金薄膜つま
りｉ層の成膜速度を従来の３倍の速度、具体的には６.
６Å/秒で形成することができた。つまり、上記薄膜太
陽電池の生産性が従来の３倍になった。その結果、上記
薄膜太陽電池を低コストで製造することが可能となる。

【００４８】なお、上記ａ−Ｓｉ：Ｈ合金薄膜を用いた
薄膜太陽電池の変換効率および光安定性は従来と同等で
ある。

【００４９】上記実施の形態では、高周波電力のオン・
オフを一定周期で繰り返したが、プラズマ生成のための
高周波電力を完全にオフせずとも、プラズマ生成のオン
・オフを行うことができればよい。

【００５０】また、原料ガスとしてモノシランガスを用
いたが、４族水素化合物の誘導体であるＳｉＨ₂Ｆ₂,Ｓ
ｉＨＦ₃,ＳｉＨ₂Ｃｌ₂を用いてもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上より明らかなように、本発明のプラ
ズマＣＶＤ装置は、プラズマを励起するための高周波電
力が印加されるカソード電極が分割カソード電極を有す
るので、反応室を大きくして、一度に複数の被処理部材
を処理してスループットを向上できると共に、その反応
室内に大面積の被処理部材を収容できる。その結果、上
記被処理部材の表面に大面積かつ均一な薄膜を形成する
ことができる。また、上記カソード電極に印加する高周
波電力の周波数がＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯の周波数で
あるから、より均一な薄膜を形成できると共に、薄膜の
堆積速度を向上できる。

【００５２】一実施形態の発明のプラズマＣＶＤ装置
は、上記分割カソード電極の各々に順次電圧を印加する
順次電圧印加手段を備えているので、各分割カソード電
極の放電を時間的にずらして、ＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ
帯の周波数をもつ高周波電力を使用することができる。

【００５３】本発明の薄膜製造法は、上記複数の分割カ
ソード電極の夫々に順次電圧をかけるので、時間的に放
電をずらして、ＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯の周波数をも
つ高周波電力を使用することができる。

【００５４】一実施形態の薄膜製造方法は、上記複数の
分割カソード電極からパルス放電させるので、薄膜形成
時に発生するパウダーを抑制することができる。

【００５５】一実施形態の薄膜製造方法は、隣合った上
記分割カソード電極ではなく空間的に離れた場所の分割
カソード電極を順次パルス放電させるので、パルス放電
の間隔を短くしてもパウダーの発生や膜質の低下といっ
た問題が起こらない。したがって、パルス放電の間隔を
短くして、堆積速度を向上させることができる。

【００５６】一実施形態の薄膜製造方法は、隣合った上
記分割カソード電極ではなく空間的に離れた場所の上記
分割カソード電極を複数同時に放電させながら上記複数
の分割カソード電極を順次パルス放電させるので、堆積
速度をさらに向上させることができる。

【００５７】一実施形態の薄膜製造方法は、ａ−Ｓｉ：
Ｈ合金薄膜の形成に適しているので、ａ−Ｓｉ：Ｈ合金
薄膜を高品質かつ高速に堆積させることができる。

【００５８】本発明の薄膜太陽電池の製造方法は、上記
ａ‐Ｓｉ:Ｈ合金薄膜を用いて薄膜太陽電池を製造する
ので、薄膜太陽電池の製造時間が長くなる原因の一つで
あったａ‐Ｓｉ:Ｈ合金薄膜の製造時間が短縮されて、
薄膜太陽電池の製造時間を短縮することができる。した
がって、上記薄膜太陽電池を低コストで製造することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施の一形態のプラズマＣＶ
Ｄ装置の要部の斜視図である。

【図２】 図２は上記プラズマＣＶＤ装置のカソード電
極の上面図である。

【図３】 図３は上記プラズマＣＶＤ装置のパルス放電
を説明するための図である。

【図４】 図４は上記プラズマＣＶＤ装置のパルス放電
の変形例を説明するための図である。

【図５】 図５は上記プラズマＣＶＤ装置のパルス放電
の変形例を説明するための図である。

【図６】 図６は従来のプラズマＣＶＤ装置の要部の斜
視図である。

【符号の説明】

１ 反応室 ２ アノード電極 ３ カソード電極 ４ ガラス基板 ２１,２２,…,３６ 分割カソード電極

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 AA03 AA04 AA06 BA30 BA31 FA03 JA11 JA16 JA18 KA15 KA30 LA16 5F045 AA08 AB04 AC01 AC05 AD06 AE19 AF07 BB02 BB08 BB09 CA13 EH04 EH14 EH20 5F051 AA05 BA12 CA16 CA23 GA03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成膜用ガスが供給され、被処理部材に対
   して成膜処理を施す反応室と、上記反応室内に配置さ
   れ、上記被処理部材を保持するアノード電極と、上記ア
   ノード電極に対向するように配置され、プラズマを励起
   するためのＶＨＦ帯またはＵＨＦ帯の周波数を有する高
   周波電力が印加されるカソード電極とを備えたプラズマ
   ＣＶＤ装置において、 上記カソード電極は、複数の分割カソード電極を有する
   ことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置に
   おいて、 上記分割カソード電極の各々に順次電圧を印加する順次
   電圧印加手段を備えたことを特徴とするプラズマＣＶＤ
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置を
   用いた薄膜製造方法であって、 上記複数の分割カソード電極の夫々に順次電圧をかけて
   薄膜を形成することを特徴とする薄膜製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の薄膜製造方法におい
   て、 上記複数の分割カソード電極からパルス放電させて薄膜
   を形成することを特徴とする薄膜製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の薄膜製造方法におい
   て、 隣合った上記分割カソード電極ではなく空間的に離れた
   場所の上記分割カソード電極を順次パルス放電させるこ
   とを特徴とする薄膜製造方法。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の薄膜製造方法におい
   て、 隣合った上記分割カソード電極ではなく空間的に離れた
   場所の上記分割カソード電極を複数同時に放電させなが
   ら上記複数の分割カソード電極を順次パルス放電させる
   ことを特徴とする薄膜製造方法。
7. 【請求項７】 請求項３乃至６のいずれか１つに記載の
   薄膜製造方法において、 水素化アモルファスシリコン合金薄膜を形成することを
   特徴とする薄膜製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の薄膜製造方法によって
   形成された水素化アモルファスシリコン合金薄膜を用い
   た薄膜太陽電池の製造方法。