JP2001288573A - Deposited film forming method and deposited film forming equipment - Google Patents

Deposited film forming method and deposited film forming equipment

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JP2001288573A
JP2001288573A JP2000103591A JP2000103591A JP2001288573A JP 2001288573 A JP2001288573 A JP 2001288573A JP 2000103591 A JP2000103591 A JP 2000103591A JP 2000103591 A JP2000103591 A JP 2000103591A JP 2001288573 A JP2001288573 A JP 2001288573A
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antenna
discharge electrode
discharge
deposited film
substrate
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JP2000103591A
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Japanese (ja)
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Atsushi Koike
淳 小池
Hiroshi Sukai
浩士 須貝
Masahiro Kanai
正博 金井
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a homogeneous deposited film on a strip-like substrate 207. SOLUTION: The inside of a vacuum vessel 203 for keeping its inside in a reduced pressure state has a bar-shaped antenna-like discharge electrode 101 having a hollow part connected to a gas-introducing pipe 211b and a plurality of outlet holes 107 communicating from the hollow part to the outside. While discharging source gas to be a raw material for the deposit film via the outlet holes 107, high frequency power is introduced to the discharge electrode 101 to make it discharge electricity. By this procedure, the source gas is formed into plasmic state in the vicinity of the surface of the discharge electrode 101, and the resultant plasmic source gas is practically uniformly introduced to the deposit-film-formation surface of the strip-like substrate 207, by which the homogeneous deposited film can be formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光起電力素子など
となる半導体薄膜を、プラズマCVD法により形成する
ための堆積膜形成方法および堆積膜形成装置に関する。
特に、例えば、アモルファスシリコンやアモルファス合
金を用いた太陽電池などの光起電力素子の半導体薄膜
を、連続的に作成する堆積膜形成方法および堆積膜形成
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deposited film forming method and a deposited film forming apparatus for forming a semiconductor thin film, such as a photovoltaic element, by a plasma CVD method.
In particular, the present invention relates to a deposited film forming method and a deposited film forming apparatus for continuously forming a semiconductor thin film of a photovoltaic element such as a solar cell using amorphous silicon or an amorphous alloy.

【0002】[0002]

【従来の技術】アモルファスシリコンについては、Si
4やSi26などのSiを含有する原料ガスを高周波
放電によって分解しプラズマ状態にして、これを、この
プラズマ中に置かれた基板上に堆積させて成膜させる、
プラズマCVD法によって薄膜を形成する方法が、一般
に用いられている。このアモルファスシリコン膜につい
ては、プラズマCVD法によって大面積の薄膜を形成す
る事ができるため、結晶シリコンや多結晶シリコンに比
べて、大面積の半導体デバイスを比較的容易に形成する
事ができる。このため、アモルファスシリコン膜は、大
きな面積を必要とする半導体デバイス、具体的には、太
陽電池、複写機の感光ドラム、ファクシミリのイメージ
センサー、液晶ディスプレー用の薄膜トランジスタなど
に多く用いられている。
2. Description of the Related Art For amorphous silicon, Si
A raw material gas containing Si such as H 4 or Si 2 H 6 is decomposed by high-frequency discharge into a plasma state, which is deposited on a substrate placed in the plasma to form a film,
A method of forming a thin film by a plasma CVD method is generally used. Since this amorphous silicon film can be formed into a large-area thin film by a plasma CVD method, a semiconductor device having a large area can be formed relatively easily as compared with crystalline silicon or polycrystalline silicon. For this reason, amorphous silicon films are widely used in semiconductor devices requiring a large area, specifically, solar cells, photosensitive drums of copying machines, image sensors of facsimile machines, thin film transistors for liquid crystal displays, and the like.

【0003】アモルファスシリコンを含む大面積の半導
体デバイスを製造する装置としては、米国特許4,40
0,409号明細書などに記載されている、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装置が知られている。
An apparatus for manufacturing a semiconductor device having a large area containing amorphous silicon is disclosed in US Pat.
A continuous plasma CVD apparatus adopting a roll-to-roll method described in Japanese Patent No. 0,409 or the like is known.

【0004】この連続プラズマCVD装置は、十分に長
い帯状基体の搬送手段と、帯状基体の搬送経路に沿って
複数設けられているグロー放電室とを有している。この
連続プラズマCVD装置によれば、各グロー放電室にお
いて、必要とされる導電型の半導体膜を堆積形成させつ
つ、帯状基体をその長手方向に連続的に搬送させる。こ
れにより、複数のグロー放電室での半導体層形成を順次
行って、複数の半導体層が、半導体接合を有するように
順次積層された、大面積の半導体デバイスを連続的に形
成することができる。
[0004] This continuous plasma CVD apparatus has a sufficiently long belt-like substrate transfer means, and a plurality of glow discharge chambers provided along the belt-like substrate transfer path. According to this continuous plasma CVD apparatus, in each glow discharge chamber, the strip-shaped substrate is continuously transported in the longitudinal direction thereof while depositing and forming a required conductive semiconductor film. Thus, semiconductor layers are sequentially formed in a plurality of glow discharge chambers, and a large-area semiconductor device in which a plurality of semiconductor layers are sequentially stacked so as to have a semiconductor junction can be continuously formed.

【0005】このようにロール・ツー・ロール方式の連続
プラズマCVD装置を用いれば、製造装置の起動、停止
を繰り返すことなく、長時間連続して運転して、大面積
の半導体デバイスを効率的に製造することができるの
で、高い生産性を得ることができる。
As described above, by using the roll-to-roll type continuous plasma CVD apparatus, a large-area semiconductor device can be efficiently operated by continuously operating for a long time without repeatedly starting and stopping the manufacturing apparatus. Since it can be manufactured, high productivity can be obtained.

【0006】プラズマCVD法によってアモルファスシ
リコン膜を形成する場合、放電用の高周波としては、従
来、RF周波数(13.56MHz近傍)の高周波が一
般に用いられてきた。しかし、近年、VHF周波数(約
30〜300MHz)の高周波を用いたプラズマCVD
が注目されている。
In the case of forming an amorphous silicon film by the plasma CVD method, a high frequency of an RF frequency (around 13.56 MHz) has been generally used as a high frequency for discharge. However, recently, plasma CVD using a high frequency of VHF frequency (about 30 to 300 MHz)
Is attracting attention.

【0007】例えば、「Amorphous Sili
con Technology」1992,p.15〜
26(Materials Research Soc
iety Symposium Proceeding
s Volume 258)には、放電用の高周波とし
てVHF周波数の高周波を用いることにより、13.5
6MHzのRF周波数の高周波を用いる場合に比べ、成
膜速度を格段に高めることができ、高速で良好な堆積膜
を形成可能であることが記載されている。
For example, "Amorphous Sili"
con Technology "1992, p. 15 ~
26 (Materials Research Soc
iety Symposium Proceeding
s Volume 258) is 13.5 by using the high frequency of the VHF frequency as the high frequency for discharge.
It is described that a film formation rate can be remarkably increased as compared with a case where a high frequency of an RF frequency of 6 MHz is used, and a good deposited film can be formed at a high speed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大面積
の堆積膜を形成するロール・ツー・ロール方式の連続プラ
ズマCVD装置において、放電用の高周波としてVHF
周波数の高周波を用いると以下の様な問題が生じた。
However, in a roll-to-roll type continuous plasma CVD apparatus for forming a large-area deposited film, VHF is used as a high frequency for discharge.
The use of a high frequency has the following problems.

【0009】1つの問題は、大面積に均一な放電を生起
しようとして、RF周波数での放電において一般的に用
いられる大面積の平板放電電極を、VHF周波数での放
電に用いると、短波長化に起因して放電電極表面での電
位分布が不均一になることにより、放電電極全体に一様
で安定な放電を生起させることができず、大面積の領域
に均一なプラズマを生成ることができないという問題で
ある。
One problem is that, in order to generate a uniform discharge over a large area, if a large-area flat plate discharge electrode generally used in discharge at an RF frequency is used for discharge at a VHF frequency, the wavelength becomes shorter. As a result, the potential distribution on the surface of the discharge electrode becomes non-uniform, so that a uniform and stable discharge cannot be generated over the entire discharge electrode, and uniform plasma can be generated in a large area. The problem is that you can't.

【0010】そこで、棒状やラダー型のアンテナ状放電
電極を用いると、放電電極部材の直上においては均一な
プラズマを生成できるものの、例えば、1本の棒状の放
電電極を用いる場合には、放電電極から離れるにしたが
って急速にプラズマ密度が低下してしまい、また複数本
の放電電極を用いる場合には、棒状の放電電極の中間の
領域やラダーの空隙部など、放電電極部材から離れた領
域でのプラズマ密度が顕著に低下してしまう。このた
め、半導体膜の堆積速度が、放電電極部材の直上と放電
電極部材から離れた領域とで大きく相違してしまう。堆
積速度の相違は、とりもなおさず膜質の相違をもたら
す。したがって、帯状基体には、搬送されるにしたがっ
て異なる膜質の半導体膜が順次形成され、異なる膜質の
複数の半導体膜が積層された構造を有するようになって
しまう。本来、1つのグロー放電室で形成される半導体
膜は、均質で界面のないことが重要であり、半導体層に
前述のような構造が形成されてしまうと、半導体デバイ
スの特性に、好ましくない影響が現れてしまう。
Therefore, when a rod-shaped or ladder-type antenna-shaped discharge electrode is used, a uniform plasma can be generated directly above the discharge electrode member. The plasma density rapidly decreases as the distance from the discharge electrode increases, and when multiple discharge electrodes are used, the distance between the discharge electrode members, such as the middle area between the rod-shaped discharge electrodes and the gap of the ladder, is reduced. The plasma density is significantly reduced. For this reason, the deposition rate of the semiconductor film is greatly different between a region immediately above the discharge electrode member and a region apart from the discharge electrode member. The difference in the deposition rate leads to the difference in the film quality. Therefore, a semiconductor film having a different film quality is sequentially formed on the belt-shaped substrate as it is transported, and a structure in which a plurality of semiconductor films having different film qualities are stacked is obtained. Originally, it is important that the semiconductor film formed in one glow discharge chamber is uniform and has no interface. If the above-described structure is formed in the semiconductor layer, the characteristics of the semiconductor device are unfavorably affected. Will appear.

【0011】もう1つの問題は、アンテナ状放電電極に
VHF周波数の電圧を印加すると、RF周波数の電圧を
印加する場合には発生しなかった局所加熱が発生してし
まうということである。放電時の放電室内の圧力、投入
電力によっては、放電電極の先端部分、根元部分など、
放電電極のある一部分が、そこに定在波が立ったよう
に、放電中に赤熱する。このような局所加熱が発生する
と、放電電極の加熱した部分からの輻射熱により帯状基
体が加熱されて、帯状基体上の温度分布が不均一にな
り、このために半導体膜の堆積速度分布も不均一にな
り、また経時的な堆積速度も変化して、膜質の均一性が
損なわれてしまう。また、放置すれば、放電電極の赤熱
部分が変形し、さらには、赤熱部の機械強度が低下して
放電電極の重量に耐えられなくなり、折れ曲がるなど、
堆積膜形成装置に重度の損傷をもきたすことになってし
まう。
Another problem is that when a voltage of a VHF frequency is applied to an antenna-like discharge electrode, local heating that does not occur when a voltage of an RF frequency is applied occurs. Depending on the pressure in the discharge chamber and the input power at the time of discharge, the tip of the discharge electrode, the root, etc.
A portion of the discharge electrode glows during discharge, as if a standing wave had risen there. When such local heating occurs, the band-shaped substrate is heated by radiant heat from the heated portion of the discharge electrode, and the temperature distribution on the band-shaped substrate becomes non-uniform, so that the deposition rate distribution of the semiconductor film is also non-uniform. And the deposition rate over time also changes, thereby deteriorating the uniformity of the film quality. Also, if left undisturbed, the red-hot portion of the discharge electrode will be deformed, and furthermore, the mechanical strength of the red-hot portion will be reduced and will not be able to withstand the weight of the discharge electrode, causing bending, etc.
This will result in severe damage to the deposited film forming apparatus.

【0012】そこで、本発明の目的は、大面積にわたっ
て均一な放電を、安定して長時間維持でき、放電室内の
放電電極上を移動する基板上に、大面積にわたって、高
品質で優れた均一性を有する堆積膜を形成できる堆積膜
形成方法および堆積膜形成装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to stably maintain a uniform discharge over a large area for a long period of time, and to provide a high-quality and excellent uniformity over a large area on a substrate moving on a discharge electrode in a discharge chamber. It is an object of the present invention to provide a deposited film forming method and a deposited film forming apparatus capable of forming a deposited film having a property.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明による堆積膜形成方法は、原料ガスを、内部
を減圧状態に保った真空容器内に、ガス導入管を介して
導入しつつ、真空容器内に配置されている放電電極に電
力を導入して放電させて、プラズマ化させる工程と、プ
ラズマ化させた原料ガスを、真空容器内に配置されてい
る基体上に堆積させる工程とを有する、プラズマCVD
法による堆積膜形成方法において、放電電極として、ガ
ス導入管に接続された中空部と、中空部から外部に連通
する複数の放出孔とを有する、アンテナ状放電電極を設
け、原料ガスを、中空部を介して放出孔から放出させる
ことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a method for forming a deposited film according to the present invention comprises introducing a raw material gas into a vacuum vessel whose inside is kept under reduced pressure through a gas introduction pipe. A step of introducing electric power to a discharge electrode disposed in the vacuum vessel to discharge the plasma, thereby forming a plasma; and a step of depositing the plasma-converted source gas on a substrate disposed in the vacuum vessel. Plasma CVD having
In the method of forming a deposited film by a method, as a discharge electrode, an antenna-like discharge electrode having a hollow portion connected to a gas inlet tube and a plurality of emission holes communicating from the hollow portion to the outside is provided, and the raw material gas is hollow. It is characterized in that it is released from the discharge hole through the part.

【0014】この方法によれば、放出孔から放出させた
原料ガスを、アンテナ状放電電極の表面付近で効率的に
プラズマ化させ、複数の放出孔から放出することによ
り、基体上に実質的に均等にプラズマ化させた原料ガス
を導入することができる。
According to this method, the raw material gas released from the discharge hole is efficiently turned into plasma near the surface of the antenna-like discharge electrode, and is discharged from the plurality of discharge holes. The source gas uniformly converted into plasma can be introduced.

【0015】基体上に実質的に均等にプラズマ化させた
原料ガスを供給するより具体的な方法としては、棒状の
形状であり、放出孔が長手方向に1列または複数列並ん
で配置されているアンテナ状放電電極を用いる方法があ
る。このようにすることにより、原料ガスを、アンテナ
状放電電極の長手方向に実質的に均等に導入できる。さ
らに、アンテナ状放電電極の長手方向の幅を上回る幅に
わたって基体に配置されている放出孔から原料ガスを放
出させることにより、原料ガスを、基体の全幅にわたっ
て、アンテナ状放電電極の長手方向に実質的に均等に導
入できる。
A more specific method of supplying the raw material gas which has been substantially uniformly turned into plasma onto the substrate is a rod-like shape, in which discharge holes are arranged in one or more rows in the longitudinal direction. There is a method using an antenna-like discharge electrode. By doing so, the source gas can be introduced substantially uniformly in the longitudinal direction of the antenna-like discharge electrode. Further, by discharging the source gas from the emission holes arranged in the base over a width exceeding the width in the longitudinal direction of the antenna-like discharge electrode, the source gas is substantially distributed in the longitudinal direction of the antenna-like discharge electrode over the entire width of the base. Can be introduced evenly.

【0016】また、アンテナ状放電電極から基体の堆積
膜形成面に向かう複数の方向に向かって開口している放
出孔から原料ガスを放出させることにより、原料ガス
を、基体の堆積膜形成面の全面にわたって実質的に均等
に導入することができる。
Further, by discharging the source gas from the discharge holes opened in a plurality of directions from the antenna-like discharge electrode toward the deposition film forming surface of the substrate, the source gas is released from the deposition film forming surface of the substrate. It can be introduced substantially evenly over the entire surface.

【0017】本発明において、アンテナ状放電電極を、
500℃での熱伝導率が70W/(m・K)以上の材料
から構成することにより、アンテナ状放電電極の局所加
熱を効果的に緩和させることができる。アンテナ状放電
電極の材料としては、このように熱伝導率が高く、さら
に、長時間にわたって放電を行うことにより高温になっ
ても変形しにくいように、融点温度が高い金属材料を用
いることが望ましく、具体的には、タングステン、モリ
ブデン、ニッケルの内の1種か、少なくともこれら金属
のうち1種を含む合金、またはこれら金属、合金に様々
な特性改善のための添加物を加えた改質金属、改質合金
を用いることが望ましい。
In the present invention, the antenna-like discharge electrode is
By using a material having a thermal conductivity of at least 70 W / (m · K) at 500 ° C., local heating of the antenna-like discharge electrode can be effectively reduced. As the material of the antenna-like discharge electrode, it is desirable to use a metal material having a high melting point, so that it has a high thermal conductivity and is not easily deformed even at a high temperature by performing discharge for a long time. Specifically, one of tungsten, molybdenum, and nickel, or an alloy containing at least one of these metals, or a modified metal obtained by adding additives for improving various properties to these metals or alloys It is desirable to use a modified alloy.

【0018】本発明において、アンテナ状放電電極の中
空部とガス導入管とに連通しているガス導入通路を有し
ており、給電導体が接続されておりこの給電導体からの
電力をアンテナ状放電電極に伝達する、アンテナ状放電
電極を支持する導電性電極支持体を設け、真空容器内
に、アンテナ状放電電極と前記導電性電極支持体との接
続部を囲むように誘電体を設け、誘電体をさらに囲むよ
うにアースシールドを設けることにより、不必要な個所
での放電を防止し、かつ電力導入経路の容量成分を抑制
し、したがって電力損失を低減して効率的に電力を導入
することができる。
In the present invention, a gas introduction passage communicating with the hollow portion of the antenna-like discharge electrode and the gas introduction pipe is provided, and a power supply conductor is connected. Providing a conductive electrode support for transmitting the antenna-like discharge electrode to the electrodes, and providing a dielectric so as to surround a connection between the antenna-like discharge electrode and the conductive electrode support in a vacuum vessel; By providing an earth shield so as to further surround the body, preventing discharge at unnecessary places and suppressing the capacitance component of the power introduction path, thus reducing power loss and efficiently introducing power. Can be.

【0019】本発明による堆積膜形成方法は、長時間に
わたって安定して均質な堆積膜を形成することができる
特徴を有しているので、特に、基体として帯状基体を用
い、帯状基体を、搬送機構により、アンテナ状放電電極
の近くを通過するように連続的に搬送させつつ、帯状基
体上に堆積膜を連続的に堆積させる堆積膜形成方法に対
して、好適に適用することができる。
The method for forming a deposited film according to the present invention has a feature that a uniform deposited film can be formed stably over a long period of time. The mechanism can be suitably applied to a deposition film forming method in which a deposition film is continuously deposited on a belt-shaped substrate while being continuously transported so as to pass near an antenna-shaped discharge electrode.

【0020】また、本発明による堆積膜形成方法は、ア
ンテナ状放電電極を用いているので、平板放電電極を用
いた場合には均等なプラズマを発生させることが困難
な、約30〜300MHzのVHF周波数の電力を、プ
ラズマ発生用の電力として用いる堆積膜形成方法に対し
て、好適に適用することができる。
In the method of forming a deposited film according to the present invention, since an antenna-like discharge electrode is used, it is difficult to generate a uniform plasma when a flat discharge electrode is used. The present invention can be suitably applied to a method of forming a deposited film using power of a frequency as power for plasma generation.

【0021】本発明による堆積膜形成装置は、内部を減
圧状態に保つための真空容器と、原料ガスを真空容器内
に導入するためのガス導入管と、放電により原料ガスを
プラズマ化させるための、真空容器内に配置されている
放電電極とを有し、プラズマCVD法により、真空容器
内に配置した基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置
において、放電電極が、アンテナ状放電電極であり、ガ
ス導入管に接続されている中空部と、中空部から外部に
連通する複数の放出孔とを有していることを特徴とす
る。
The deposition film forming apparatus according to the present invention comprises a vacuum vessel for keeping the inside of the vacuum vessel in a reduced pressure state, a gas introduction pipe for introducing the raw material gas into the vacuum vessel, and a plasma for converting the raw material gas into plasma by electric discharge. A discharge electrode disposed in a vacuum vessel, and a deposition film forming apparatus for forming a deposited film on a substrate disposed in the vacuum vessel by a plasma CVD method, wherein the discharge electrode is an antenna-like discharge electrode. In addition, it has a hollow portion connected to the gas inlet tube and a plurality of discharge holes communicating from the hollow portion to the outside.

【0022】本発明による堆積膜形成装置は、投入電力
を、比較的高い周波数にすることにより、プラズマ密度
を上げて、より高い速度で堆積膜を形成させ、一方、比
較的低い周波数に、すなわち比較的長い波長にすること
により、より均一性の高い堆積膜を形成させられるよう
に、アンテナ状放電電極に供給する電力の周波数を、1
3.56MHz〜2.45GHzの間で適宜選択可能で
あることが望ましい。
In the deposited film forming apparatus according to the present invention, the input power is set to a relatively high frequency, thereby increasing the plasma density and forming the deposited film at a higher speed. By setting the wavelength to be relatively long, the frequency of the power supplied to the antenna-like discharge electrode is set to 1 so that a more uniform deposited film can be formed.
It is desirable to be able to select appropriately from 3.56 MHz to 2.45 GHz.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を、図1〜3を
参照して説明する。また、本発明を完成するに際して得
た知見、その作用などについても述べる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the knowledge obtained upon completing the present invention, its operation, and the like will also be described.

【0024】図1は、本実施形態の堆積膜形成装置の、
アンテナ状放電電極101が設けられている真空容器2
03部分の模式図であり、図1(a)は水平方向の断面
図、図1(b)は図1(a)のB−B線断面図である。
図2は、図1のアンテナ状放電電極101の詳細形状
を、寸法例と共に示す図であり、図2(a)は平面図、
図2(b)は図2(a)のA−A線断面図である。図3
は、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll)方
式の連続プラズマCVD装置である、本実施形態の堆積
膜形成装置の全体の模式図である。なお、図1は、概念
図であり、加熱手段210などの詳細部については、一
部省略して記載している。
FIG. 1 shows the structure of a deposited film forming apparatus according to this embodiment.
Vacuum container 2 provided with antenna-like discharge electrode 101
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of FIG. 1A, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a detailed shape of the antenna-like discharge electrode 101 of FIG. 1 together with a dimension example. FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. FIG.
1 is an overall schematic diagram of a deposited film forming apparatus of the present embodiment, which is a roll-to-roll type continuous plasma CVD apparatus. FIG. 1 is a conceptual diagram, and details of the heating unit 210 and the like are partially omitted.

【0025】図3に示すように、この堆積膜形成装置
は、半導体膜を形成するための帯状基体207が巻き取
られているボビン206が配置され、帯状基体207の
送り出し機構が配置されている真空容器201と、半導
体膜が形成された帯状基体205の巻き取り機構が配置
されている真空容器205とを有しており、真空容器2
01と真空容器205との間に帯状基体207の搬送経
路が形成されている。帯状基体207の搬送経路に沿っ
て、第1の導電型の半導体層作成用の真空容器202
と、i型の半導体層作成用の真空容器203と、第2の
導電型の半導体層作成用の容器204とが順に配置され
ている。真空容器201〜205のそれぞれの間には、
帯状基体207が通過可能な狭い通路が設けられ、各通
路には、ゲートガスを導入するためのゲートガス導入管
209a,209b,209c,209dがそれぞれ設
けられており、これらによって、ゲートガスを流すこと
により、各真空容器201〜205間で気体が流通しな
いようにするための、ガスゲート208a,208b,
208c,208dが形成されている。
As shown in FIG. 3, in this deposited film forming apparatus, a bobbin 206 around which a band-shaped substrate 207 for forming a semiconductor film is wound is disposed, and a feeding mechanism of the band-shaped substrate 207 is disposed. A vacuum vessel 201 having a vacuum vessel 201 and a vacuum vessel 205 in which a winding mechanism for a strip-shaped substrate 205 on which a semiconductor film is formed is disposed;
A transport path for the band-shaped substrate 207 is formed between the vacuum chamber 205 and the vacuum container 205. Along the transport path of the band-shaped substrate 207, a vacuum container 202 for forming a semiconductor layer of the first conductivity type.
And a vacuum container 203 for forming an i-type semiconductor layer and a container 204 for forming a second conductive type semiconductor layer. Between each of the vacuum containers 201 to 205,
Narrow passages through which the band-shaped substrate 207 can pass are provided, and each passage is provided with a gate gas introduction pipe 209a, 209b, 209c, 209d for introducing a gate gas, respectively. Gas gates 208a, 208b, and 208 are provided for preventing gas from flowing between the vacuum vessels 201 to 205.
208c and 208d are formed.

【0026】各真空容器202〜204には、内部を減
圧状態にするための不図示の真空ポンプが接続されてい
る排気管が設けられており、排気管には、内部の圧力を
調節するためのスロットルバルブ212a,212b,
212cが設けられている。各真空容器202〜204
内には、帯状基体207の上面に対向する位置に、帯状
基体207を処理に適した温度に加熱するための加熱手
段210a,210b,210cが設けられている。
Each of the vacuum vessels 202 to 204 is provided with an exhaust pipe connected to a vacuum pump (not shown) for reducing the pressure inside the exhaust pipe. The exhaust pipe is provided for adjusting the internal pressure. Throttle valves 212a, 212b,
212c is provided. Each vacuum vessel 202-204
Inside, heating means 210a, 210b, 210c for heating the band-shaped substrate 207 to a temperature suitable for processing is provided at a position facing the upper surface of the band-shaped substrate 207.

【0027】RF周波数でのプラズマCVD処理を行う
ための真空容器202,204内には、帯状基体207
の下面に対向する位置に、不図示の高周波電源に接続さ
れている平板放電電極213a,213bが設けられて
いる。また、真空容器202,204には、半導体膜の
原料となる原料ガスを、不図示のガス導入手段から平板
放電電極213a,213b付近に導入するためのガス
導入管211a,211cが設けられている。
In the vacuum chambers 202 and 204 for performing the plasma CVD process at the RF frequency, a belt-like substrate 207 is provided.
The flat plate discharge electrodes 213a and 213b connected to a high-frequency power source (not shown) are provided at positions facing the lower surface of the flat plate. Further, the vacuum vessels 202 and 204 are provided with gas introduction pipes 211a and 211c for introducing a source gas serving as a raw material of the semiconductor film from the gas introduction means (not shown) to the vicinity of the flat plate discharge electrodes 213a and 213b. .

【0028】これに対して、真空容器203は、本発明
の特徴である、VHF周波数でのプラズマCVD処理を
行うためのものである。以下に、この真空容器203内
のプラズマ発生用の電力導入経路の周りの構成について
説明する。
On the other hand, the vacuum vessel 203 is for performing a plasma CVD process at a VHF frequency, which is a feature of the present invention. Hereinafter, a configuration around a power supply path for plasma generation in the vacuum container 203 will be described.

【0029】図1〜3に示すように、真空容器203内
の、帯状基体207の下面に対向する位置には、帯状基
体207の搬送方向に実質的に直交する方向に延びる、
先が丸い円柱形状のアンテナ状放電電極101が設けら
れている。図1,2に示すように、アンテナ状放電電極
101の周りに原料ガスを導入するために、アンテナ状
放電電極101には、内部に中空部が設けられており、
中空部から外部に連通する放出孔107が設けられてい
る。放出孔107は、アンテナ状放電電極101の長手
方向に並ぶように2列配置され、各列の放出孔107
が、垂直上方向から左右にそれぞれ約45°傾いた方向
に向くように配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, at a position in the vacuum vessel 203 facing the lower surface of the band-shaped substrate 207, the tube extends in a direction substantially perpendicular to the transport direction of the band-shaped substrate 207.
A cylindrical antenna-shaped discharge electrode 101 having a rounded tip is provided. As shown in FIGS. 1 and 2, a hollow portion is provided inside the antenna-like discharge electrode 101 in order to introduce a raw material gas around the antenna-like discharge electrode 101.
A discharge hole 107 communicating from the hollow portion to the outside is provided. The emission holes 107 are arranged in two rows so as to be arranged in the longitudinal direction of the antenna-like discharge electrode 101, and the emission holes 107 of each row are arranged.
Are disposed so as to face in directions inclined about 45 ° to the left and right from the vertical upper direction.

【0030】アンテナ状放電電極101は、給電導体1
04およびガス導入管211bが接続されている導電性
電極支持体102により支持されている。ガス導入管2
11bは、真空容器203の外部に配置されている、不
図示の原料ガス供給源まで延びている。導電性電極支持
体102の内部には、アンテナ状放電電極101内部の
中空部およびガス導入管211bに連通しているガス導
入通路が設けられており、原料ガスは、ガス供給源から
ガス導入管211b、導電性電極支持体102を介し
て、アンテナ状放電電極101に供給され、アンテナ状
放電電極101の周りに放出される。
The antenna-like discharge electrode 101 is connected to the power supply conductor 1.
04 and the gas introduction pipe 211b are supported by the conductive electrode support 102 connected thereto. Gas inlet pipe 2
Reference numeral 11b extends to a source gas supply source (not shown) disposed outside the vacuum vessel 203. Inside the conductive electrode support 102, a gas introduction passage communicating with the hollow portion inside the antenna-like discharge electrode 101 and the gas introduction pipe 211b is provided, and the source gas is supplied from the gas supply source to the gas introduction pipe. 211b, is supplied to the antenna-like discharge electrode 101 through the conductive electrode support 102, and is emitted around the antenna-like discharge electrode 101.

【0031】真空容器203の内側、アンテナ状放電電
極101の周りには、不必要な領域で膜堆積が生じない
ように、放電によって生じるプラズマを閉じ込めるため
の放電箱106が配置されている。
Inside the vacuum vessel 203, around the antenna-shaped discharge electrode 101, a discharge box 106 for confining plasma generated by discharge is arranged so that film deposition does not occur in unnecessary regions.

【0032】アンテナ状放電電極101と導電性電極支
持体102との接続部の周りには、円筒状の誘電体10
3が、さらにその周りには、アースシールド105が、
それぞれ間隙を置いて取り囲むように配置されている。
Around the connecting portion between the antenna-like discharge electrode 101 and the conductive electrode support 102, a cylindrical dielectric 10
3, and further around it, an earth shield 105,
Each is arranged so as to surround it with a gap.

【0033】次に、各構成要素についてさらに詳細に述
べる。 (1)アンテナ状放電電極、導電性電極支持体および給
電導体 給電導体104としては、同軸ケーブルなどが用いられ
る。給電導体104は、高周波電力を供給するための、
真空容器203の外部に配置されている不図示の高周波
電源まで延びており、高周波電力は、高周波電源から給
電導体104、導電性電極支持体102を介して、アン
テナ状放電電極101に供給される。
Next, each component will be described in more detail. (1) Antenna-shaped discharge electrode, conductive electrode support, and power supply conductor As the power supply conductor 104, a coaxial cable or the like is used. The power supply conductor 104 is for supplying high frequency power.
The high-frequency power extends to a high-frequency power supply (not shown) arranged outside the vacuum vessel 203, and the high-frequency power is supplied to the antenna-like discharge electrode 101 from the high-frequency power supply via the power supply conductor 104 and the conductive electrode support 102. .

【0034】アンテナ状放電電極101と帯状基体20
7との距離や、アンテナ状放電電極101と放電箱10
6の壁面との距離は、放電時の真空容器203内の圧力
や放電電力などを考慮して、異常放電が発生しない距離
に設定することが望ましい。
The antenna-like discharge electrode 101 and the belt-like base 20
7, the antenna-like discharge electrode 101 and the discharge box 10
It is preferable that the distance from the wall surface 6 is set to a distance that does not cause abnormal discharge in consideration of the pressure in the vacuum vessel 203 at the time of discharge, discharge power, and the like.

【0035】放電箱106を設けることにより、不必要
な領域での膜堆積を防止して、メンテナンスに要する時
間を短縮できるメリットが得られるが、放電箱106を
設けずに、真空容器203の壁面に、壁面への膜堆積を
防止するための防着板を直接設置してもよい。この場合
には、防着板面とアンテナ状放電電極101との距離
を、異常放電が発生しない距離に設定することが望まし
い。
The provision of the discharge box 106 has the advantage that film deposition in unnecessary areas can be prevented and the time required for maintenance can be shortened. However, without providing the discharge box 106, the wall of the vacuum vessel 203 can be provided. In addition, a deposition-preventing plate for preventing film deposition on a wall surface may be directly installed. In this case, it is desirable to set the distance between the deposition-preventing plate surface and the antenna-like discharge electrode 101 to a distance where abnormal discharge does not occur.

【0036】導電性電極支持体102は、アンテナ状放
電電極101と接続されて1つの電力導入経路を形成す
ることから、この電力導入経路中にインピーダンスの急
変部位を形成しないように、電力の伝播方向と直交する
断面の外形形状が、アンテナ状放電電極101の断面の
外形形状と極力同一であることが望ましい。導電性電極
支持体102の材質は、一般にはステンレス材で十分で
あるが、電力の伝播効率を向上させるために、例えばA
gメッキ処理などの伝導率を向上させる処理を施しても
構わない。
Since the conductive electrode support 102 is connected to the antenna-like discharge electrode 101 to form one power introduction path, the electric power propagation is performed so as not to form a sudden impedance change portion in this power introduction path. It is desirable that the outer shape of the cross section orthogonal to the direction be as identical as possible to the outer shape of the cross section of the antenna-like discharge electrode 101. The material of the conductive electrode support 102 is generally a stainless steel material. However, in order to improve the power transmission efficiency, for example, A
A treatment for improving conductivity, such as a plating treatment, may be performed.

【0037】アンテナ状放電電極101への投入電力
を、比較的高い周波数にすることにより、プラズマ密度
を上げて、より高い速度で堆積膜を形成することができ
る。一方、投入電力を比較的低い周波数に、すなわち比
較的長い波長にすることにより、より均一性の高い堆積
膜を形成することもできる。そこで、アンテナ状放電電
極101に投入する電力の周波数は、13.56MHz
以上、2.45GHz以下の間で、必要に応じて適宜選
択可能であることが望ましい。
By setting the power supplied to the antenna-like discharge electrode 101 to a relatively high frequency, the plasma density can be increased and a deposited film can be formed at a higher speed. On the other hand, by setting the input power to a relatively low frequency, that is, a relatively long wavelength, a more uniform deposited film can be formed. Therefore, the frequency of the power supplied to the antenna-like discharge electrode 101 is 13.56 MHz.
As described above, it is desirable that the frequency can be appropriately selected as required from 2.45 GHz or less.

【0038】アンテナ状放電放電電極101の形状は、
高周波電力の放射が円滑に進み、放射面の特定の箇所に
電解が集中することが少ない構造とすることが好まし
い。また、原料ガスの放出孔107は、アンテナ状放電
電極101の長手方向に、一列もしくは複数列、帯状基
体207の幅を上回る長さにわたって形成することが望
ましい。放出孔107の孔径は、各放出孔107からの
ガス放出により、アンテナ状放電電極101の内部のガ
ス圧分布が大きな影響を受けないように、できるだけ小
さくすることが望ましい。放出孔107の形成間隔も、
放出孔107に間隔があることによって帯状基体207
への堆積速度に大きなムラが生じないように、可能な限
り小さくすることが望ましい。
The shape of the antenna-like discharge electrode 101 is as follows.
It is preferable to adopt a structure in which the radiation of the high-frequency power smoothly proceeds and the concentration of the electrolysis is less likely to be concentrated on a specific portion of the radiation surface. Further, it is desirable that the source gas discharge holes 107 are formed in one or more rows in the longitudinal direction of the antenna-like discharge electrode 101, over a length exceeding the width of the strip-shaped base 207. It is desirable that the diameter of the discharge holes 107 be as small as possible so that the gas pressure distribution inside the antenna-like discharge electrode 101 is not significantly affected by gas release from each of the discharge holes 107. The formation interval of the discharge holes 107 is also
Since the discharge holes 107 have an interval, the band-shaped substrate 207 is formed.
It is desirable to make the deposition rate as small as possible so as not to cause a large unevenness in the deposition rate on the substrate.

【0039】アンテナ状放電電極101の材質について
は、装置構造などに起因する電力導入経路のインピーダ
ンス急変部位などにおけるアンテナ状放電電極101の
局所加熱を緩和できるように、熱伝導率の高い材質にす
ることが望ましい。そこで、熱伝導率がそれぞれ異なる
A〜Eの材料のアンテナ状放電電極101を設けた堆積
膜形成装置を用いて、次のような比較を行った。すなわ
ち、原料ガスとして、SiH4を100sccm(sc
cm:標準状態の気体で1cm3/minに相当する流量)、
2を500sccmで供給し、周波数100MHzで
700Wの高周波電力を供給し、真空容器203内の圧
力を20mTorr(2.67Pa)、帯状基体207
の温度を350℃として、帯状基体207上に薄膜を堆
積させ、作成した帯状基体207を10mおきに切り出
し、切り出した帯状基体207上の薄膜の膜厚分布を調
べた。その結果得られた、帯状基体207上の各位置で
測定した膜厚を平均膜厚で割った比率である膜厚偏差
を、表1に纏めて示す。
The material of the antenna-like discharge electrode 101 is made of a material having a high thermal conductivity so that local heating of the antenna-like discharge electrode 101 at a sudden change in the impedance of the power introduction path due to the device structure or the like can be eased. It is desirable. Therefore, the following comparison was made using a deposited film forming apparatus provided with the antenna-like discharge electrodes 101 made of materials A to E having different thermal conductivities. That is, 100 sccm (sc) of SiH 4 is used as a source gas.
cm: flow rate corresponding to 1 cm 3 / min with gas in a standard state),
H 2 is supplied at 500 sccm, a high frequency power of 700 W at a frequency of 100 MHz is supplied, the pressure in the vacuum vessel 203 is set to 20 mTorr (2.67 Pa), and the belt-like substrate 207 is supplied.
At a temperature of 350 ° C., a thin film was deposited on the band-shaped substrate 207, the prepared band-shaped substrate 207 was cut out every 10 m, and the thickness distribution of the thin film on the cut-out band-shaped substrate 207 was examined. Table 1 summarizes the resulting film thickness deviations, which are the ratios obtained by dividing the film thickness measured at each position on the belt-shaped substrate 207 by the average film thickness.

【0040】[0040]

【表1】 【table 1】

【0041】表1の結果から、熱伝導率が高い材料を用
いることにより、膜圧偏差を小さく抑えることが可能で
あることが分かる。本発明の堆積膜形成装置において
は、特に、膜厚偏差を±10%以下とすることができ
る、500℃での熱伝導率が70W/(m・K)以上の
材料が、アンテナ状放電電極101の材料として望まし
い。
From the results shown in Table 1, it can be seen that the use of a material having a high thermal conductivity makes it possible to keep the film pressure deviation small. In the deposited film forming apparatus of the present invention, in particular, a material having a thermal conductivity at 500 ° C. of 70 W / (m · K) or more, which can make the film thickness deviation ± 10% or less, is used as the antenna-like discharge electrode. Desirable as the material of 101.

【0042】このように、アンテナ状放電電極101に
は、長時間にわたって放電を行っても局所的な過熱の発
生を抑えることができるように、熱伝導性が高く、さら
に、高融点で高温条件下での機械強度が高い金属材料を
用いることが望ましく、このような材料として、タング
ステン、モリブデン、ニッケルのうちの1種か、少なく
ともこれら金属の内の1種を含む合金、またはこれら金
属、合金に様々な特性改善のための添加物を加えた改質
金属、改質合金を用いることが好ましい。 (2)アースシールド アースシールド105は、アンテナ状放電電極101へ
効率よく送電を行うために、高周波電源から供給される
高周波電力の、不必要な個所での放電を防止する機能を
担っている。そのため、アースシールド105の構成材
料としては、磁性を有さない導体が適している。 (3)誘電体 導電性電極支持体102とアースシールド105との間
に、誘電体103を設けることにより、導電性電極支持
体102とアースシールド105との間隔を広げ、異常
放電を抑制しながら、かつ電力導入経路の容量成分を抑
制でき、結果として投入電力損失を少なくすることがで
きる。
As described above, the antenna-like discharge electrode 101 has a high thermal conductivity, a high melting point and a high melting point, so that the occurrence of local overheating can be suppressed even if the discharge is performed for a long time. It is desirable to use a metal material having a high mechanical strength underneath, such as tungsten, molybdenum, nickel, an alloy containing at least one of these metals, or a metal, alloy It is preferable to use a modified metal or a modified alloy to which various additives for improving characteristics are added. (2) Earth Shield The earth shield 105 has a function of preventing high-frequency power supplied from the high-frequency power supply from being discharged at unnecessary places in order to efficiently transmit power to the antenna-like discharge electrode 101. Therefore, as a constituent material of the earth shield 105, a conductor having no magnetism is suitable. (3) Dielectric By providing the dielectric 103 between the conductive electrode support 102 and the earth shield 105, the distance between the conductive electrode support 102 and the earth shield 105 is increased, and the abnormal discharge is suppressed. In addition, the capacity component of the power introduction path can be suppressed, and as a result, the input power loss can be reduced.

【0043】誘電体103の構成材料としては、導電性
電極支持体103を取り囲むように配置されているた
め、熱伝導性、真空特性(ガス放出特性)、機械強度、
加工性、電気絶縁性、耐熱性、高周波特性などに優れた
材料を用いることが望ましい。このような特性を兼ね備
えた材料として、特に、セラミックスを好適に用いるこ
とができる。
As a constituent material of the dielectric 103, since it is arranged so as to surround the conductive electrode support 103, thermal conductivity, vacuum characteristics (gas release characteristics), mechanical strength,
It is desirable to use a material that is excellent in workability, electrical insulation, heat resistance, high-frequency characteristics, and the like. In particular, ceramics can be suitably used as a material having such characteristics.

【0044】誘電体103の構造に関しては、特にプラ
ズマに曝される部位に関して、次の点が重要である。 (a)放電電極に接触しない構造とする。
With respect to the structure of the dielectric 103, the following points are particularly important, particularly with respect to a portion exposed to plasma. (A) The structure does not contact the discharge electrode.

【0045】堆積膜形成時には、帯状基体207以外
の、プラズマに曝される堆積膜形成装置の部材表面に、
プラズマ化された原料ガスの一部が堆積膜を形成してし
まう場合がある。このように堆積膜が形成されてしまっ
た場合、特に、伝導性半導体膜の形成時において、接地
電位の部材に、特にアンテナ状放電電極101の近くに
配置されている誘電体103に、導電性の堆積膜が形成
されてしまうと、アンテナ状放電電極101と誘電体1
03との間の絶縁性が低下してしまう。また、絶縁性の
堆積膜が形成されてしまった場合においても、放電によ
って高温になったアンテナ状放電電極101と接触する
ことにより、誘電体103が昇温すれば、誘電体103
の誘電正接が著しく増加し、さらに、このために、局所
的な誘電加熱が発生して、安定した放電を維持できなく
なってしまう危惧がある。
At the time of forming the deposited film, the surface of the member of the deposited film forming apparatus which is exposed to the plasma, except for the band-shaped substrate 207,
A part of the source gas converted into plasma may form a deposited film. In the case where the deposited film is formed in this manner, particularly when the conductive semiconductor film is formed, the conductive material is applied to the member at the ground potential, particularly to the dielectric 103 arranged near the antenna-like discharge electrode 101. Is formed, the antenna-like discharge electrode 101 and the dielectric 1
03 is deteriorated. Also, even when an insulating deposited film is formed, if the dielectric 103 is heated by contacting the antenna-shaped discharge electrode 101 which has been heated by the discharge, the dielectric 103 is heated.
, The dielectric loss tangent of the first electrode may be significantly increased, and furthermore, local dielectric heating may occur, so that stable discharge may not be maintained.

【0046】このような誘電体103への堆積膜の形成
による悪影響を抑止するために、誘電体103の構造
を、アンテナ状放電電極101に接触しない構造とする
ことが望ましい。このことは、特に導電性半導体膜を形
成する堆積膜形成装置においては、アンテナ状放電電極
101と誘電体103との間の絶縁劣化を回避する対策
として必須である。 (b)鋭いエッジが無い端面形状とする。
In order to suppress such adverse effects due to the formation of the deposited film on the dielectric 103, it is desirable that the structure of the dielectric 103 does not contact the antenna-like discharge electrode 101. This is indispensable as a measure for avoiding insulation deterioration between the antenna-like discharge electrode 101 and the dielectric 103, particularly in a deposition film forming apparatus for forming a conductive semiconductor film. (B) An end face shape having no sharp edges.

【0047】誘電体103の表面に伝導性半導体膜など
が堆積され、この導体部分が帯電すると、電荷が端面の
鋭いエッジ部に集まって、強電界部位が形成され、この
部位と、対極となるアンテナ状放電電極101との間に
異常放電が発生する危惧がある。そこで、(a)の対策
と合わせて、誘電体103の端面に面取り加工、R加工
などの処理を行い、鋭いエッジが無い端面形状にするこ
とで、伝導性の堆積膜が形成されてしまった場合の、ア
ンテナ状放電電極101と誘電体103との間の、堆積
膜を介しての絶縁劣化を、より効果的に防止することが
できる。
When a conductive semiconductor film or the like is deposited on the surface of the dielectric 103 and this conductor portion is charged, the charges gather at the sharp edge of the end face to form a strong electric field portion, which is a counter electrode to this portion. There is a concern that abnormal discharge may occur between the antenna-shaped discharge electrode 101 and the antenna-shaped discharge electrode 101. Therefore, in addition to the countermeasure (a), the end face of the dielectric 103 is subjected to processing such as chamfering and R processing to form an end face shape without sharp edges, thereby forming a conductive deposited film. In this case, insulation deterioration between the antenna-like discharge electrode 101 and the dielectric 103 via the deposited film can be more effectively prevented.

【0048】特にセラミックスでは、メンテナンス時の
作業時にカケ、割れが生じて、鋭いエッジ部が形成さ
れ、この部分が異常放電の発生部位となる危惧があるの
で、面取り加工、R加工などの処理を十分丁寧に行う必
要がある。
In particular, in the case of ceramics, chips and cracks may occur during maintenance work, and sharp edges may be formed. This portion may become a site of abnormal discharge. You need to be careful enough.

【0049】次に、本実施形態の堆積膜形成装置による
堆積膜形成方法について、作成手順に従い説明する。
Next, a method of forming a deposited film by the deposited film forming apparatus of the present embodiment will be described in accordance with a preparation procedure.

【0050】まず、真空容器201内に、帯状基体20
7が巻きつけられたボビン206をセットし、帯状基体
207を、ガスゲート208a、第1の導電型の半導体
層作製用の真空容器202、ガスゲート208b、 i
型の半導体層作製用の真空容器203、ガスゲート20
8c、第2の導電型の半導体層作製用の真空容器20
4、ガスゲート208dを介して、真空容器205まで
通し、たるみのない程度に張力調整を行う。
First, the belt-like substrate 20 is placed in the vacuum vessel 201.
The bobbin 206 around which the wire 7 is wound is set, and the belt-shaped substrate 207 is placed on the gas gate 208a, the vacuum chamber 202 for forming a semiconductor layer of the first conductivity type, and the gas gate 208b, i
Vacuum container 203 and gas gate 20 for forming mold semiconductor layer
8c, Vacuum container 20 for producing second conductive type semiconductor layer
4. Pass the gas through the gas gate 208d to the vacuum vessel 205, and adjust the tension to a level that does not cause slack.

【0051】そこで、各真空容器201〜205内を、
不図示の真空ポンプで真空引きし、所定の圧力まで減圧
させる。
Therefore, the inside of each of the vacuum vessels 201 to 205 is
A vacuum is drawn by a vacuum pump (not shown) to reduce the pressure to a predetermined pressure.

【0052】次に、ガスゲート208a〜208dに、
ゲートガス導入管209a〜209dより、ゲートガス
としてH2を所定の流量で流し、加熱手段210a〜2
10dにより、帯状基体207をそれぞれの堆積膜形成
に適した所定の温度に加熱する。そして、ガス導入手段
211a〜211cに、それぞれの堆積膜の原料となる
原料ガスを所定の流量で導入する。この際、ガスを導入
している状態で、真空容器202〜204内の圧力を、
プラズマCVD処理に適した所定の圧力となるように、
圧力計(不図示)を見ながらスロットルバルブ212a
〜212cの開度を変えて、調整する。
Next, the gas gates 208a to 208d are
From gate gas inlet pipe 209A~209d, flushed with H 2 at a predetermined flow rate as a gate gas, heating means 210a~2
By 10d, the belt-like substrate 207 is heated to a predetermined temperature suitable for forming each deposited film. Then, a raw material gas serving as a raw material of each deposited film is introduced into the gas introducing means 211a to 211c at a predetermined flow rate. At this time, while the gas is being introduced, the pressure in the vacuum vessels 202 to 204 is increased.
In order to have a predetermined pressure suitable for plasma CVD processing,
While looking at the pressure gauge (not shown), the throttle valve 212a
Adjustment is made by changing the opening of 212c.

【0053】その後、真空容器202,204の平板放
電電極213a,cに、所定の出力のRF周波数の電力
を導入し、真空容器203のアンテナ状放電電極101
に、所定の出力のVHF周波数の電力を導入する。そし
て、帯状基体207を搬送させることにより、帯状基体
207上に、第1の導電型の半導体層、i型の半導体
層、第2の導電型の半導体層を順に積層させる。
Thereafter, electric power of a predetermined output RF frequency is introduced into the flat plate discharge electrodes 213a and 213c of the vacuum vessels 202 and 204, and the antenna-like discharge electrode 101 of the vacuum vessel 203 is introduced.
Then, power of a predetermined output VHF frequency is introduced. Then, by transporting the belt-like substrate 207, a first conductive type semiconductor layer, an i-type semiconductor layer, and a second conductive type semiconductor layer are sequentially stacked on the belt-like substrate 207.

【0054】本実施形態の堆積膜形成装置では、VHF
周波数での放電を行うアンテナ状放電電極101におい
て、放出孔107から原料ガスを放出させているため、
放出される原料ガスを、アンテナ状放電電極101の表
面付近で効率的にプラズマ化させ、プラズマ化された原
料ガスを、帯状基体207に向かって効果的に分散させ
て供給することができる。これにより、アンテナ状放電
電極101の直上のみならず、アンテナ状放電電極10
1から離れた領域にも、プラズマ化された原料ガスを実
質的に均等に供給し、均一な堆積速度で、均一な膜質の
堆積膜を形成することができる。
In the deposition film forming apparatus of this embodiment, VHF
In the antenna-like discharge electrode 101 which performs discharge at a frequency, since the source gas is released from the discharge hole 107,
The released source gas can be efficiently turned into plasma near the surface of the antenna-shaped discharge electrode 101, and the source gas that has been turned into plasma can be effectively dispersed toward the belt-shaped substrate 207 and supplied. As a result, the antenna-like discharge electrode 10 is not only positioned directly above the antenna-like discharge electrode
The source gas in the form of plasma can be supplied substantially evenly to a region away from the first region, and a deposited film of uniform film quality can be formed at a uniform deposition rate.

【0055】次に、以上説明した本発明による実施形態
の堆積膜形成方法により、具体的な半導体素子を形成す
る実施例について説明する。なお、以下の実施例は例示
であり、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。
Next, an example in which a specific semiconductor element is formed by the above-described method for forming a deposited film according to the embodiment of the present invention will be described. The following examples are exemplifications, and the present invention is not limited to these examples.

【0056】(実施例1)本実施例では、帯状基体20
7上に、シングル型光起電力素子を連続的に作成した例
を示す。この際、アンテナ状放電電極101としては、
図2に示すように、直径20mm、長さ600mmで、
長手方向に2列並んで配置されているガス放出孔107
を有するW(タングステン)製アンテナ状放電電極を用
いた。放出孔107は、孔径1.0mm、ピッチ50m
mとした。誘電体103としては、AlNを用い、誘電
体103とアンテナ状放電電極101との間には、1m
mの空隙を持たせた。
(Embodiment 1) In this embodiment, the belt-like substrate 20
7 shows an example in which single-type photovoltaic elements are continuously formed. At this time, as the antenna-like discharge electrode 101,
As shown in FIG. 2, the diameter is 20 mm, the length is 600 mm,
Gas emission holes 107 arranged in two rows in the longitudinal direction
(Tungsten) antenna-shaped discharge electrode having the following characteristics. The discharge hole 107 has a hole diameter of 1.0 mm and a pitch of 50 m.
m. AlN is used as the dielectric 103, and 1 m is provided between the dielectric 103 and the antenna-like discharge electrode 101.
m.

【0057】帯状基体207としては、幅300mm、
長さ200m、厚さ0.13mmのSUS430BA製
の基体に、十分に脱脂、洗浄を行った後、下部電極とし
て、スパッタリング法により、銀薄膜を100nm(反
射層)、ZnO薄膜を1μm(反射増加層)蒸着したも
のを用いた。
The band-like substrate 207 has a width of 300 mm,
After sufficiently degreased and washed a SUS430BA substrate having a length of 200 m and a thickness of 0.13 mm, a silver thin film of 100 nm (reflection layer) and a ZnO thin film of 1 μm (reflection increase) were formed as a lower electrode by sputtering. Layer) The thing which vapor-deposited was used.

【0058】帯状基体207をセットした後、各真空容
器201〜205を、不図示の真空ポンプにより真空引
きし、内部の圧力を1×10-4Torr(1.33×1
-4hPa)以下まで減圧させた。ゲートガスとして
は、H2を用い、各々のゲートガス導入管209a〜2
09dに、700sccmの流量で流した。帯状基体2
07は、各々の加熱手段210a〜210cで350℃
に加熱した。
After setting the belt-like substrate 207, each of the vacuum vessels 201 to 205 is evacuated by a vacuum pump (not shown), and the internal pressure is reduced to 1 × 10 −4 Torr (1.33 × 1
0 -4 hPa) or less. As the gate gas, H2 was used, and each of the gate gas introduction pipes 209a to 209a- 2 was used.
09d was flowed at a flow rate of 700 sccm. Strip-shaped substrate 2
07 is 350 ° C. in each of the heating means 210a to 210c.
Heated.

【0059】次に原料ガスとしては、ガス導入管211
aには、SiH4ガスを160sccm、PH3/H
2(PH3濃度2%)ガスを120sccm、H2ガスを
700sccm導入した。また、ガス導入管211bに
は、SiH4ガスを100sccm、H2ガスを500s
ccm導入した。また、ガス導入管211cには、Si
4ガスを10sccm、BF3/H2(BF3濃度2%)ガ
スを250sccm、H 2ガスを100sccm導入し
た。原料ガス導入後の真空容器202、204内の圧力
は、1.02Torr(1.36hPa)に、真空容器
203内の圧力は、16mTorr(2.13Pa)に
調整した。
Next, as a source gas, a gas introduction pipe 211 is used.
a is SiHFour160 sccm gas, PHThree/ H
Two(PHThreeConcentration 2%) gas at 120 sccm, HTwoGas
700 sccm was introduced. Also, the gas introduction pipe 211b
Is SiHFour100 sccm of gas, HTwo500 s of gas
ccm was introduced. In addition, Si gas is introduced into the gas introduction pipe 211c.
HFour10 sccm gas, BFThree/ HTwo(BFThreeConcentration 2%)
250 sccm, H TwoIntroduce 100 sccm of gas
Was. Pressure in vacuum vessels 202 and 204 after introduction of source gas
To 1.02 Torr (1.36 hPa)
The pressure in 203 is 16 mTorr (2.13 Pa)
It was adjusted.

【0060】プラズマ発生用の電力としては、平板放電
電極213a,213bには、13.56MHz、20
0Wの電力を、アンテナ状放電電極101には、100
MHz、700Wの電力を導入した。
The electric power for plasma generation is 13.56 MHz, 20 μm for the flat plate discharge electrodes 213a and 213b.
0 W of power is applied to the antenna-like discharge electrode 101 by 100
MHz, 700 W power was introduced.

【0061】以上の条件で、第1の導電型の半導体層、
i型の半導体層、第2の導電型の半導体層を順に、連続
的に積層した帯状基体207を切断して複数の基板を切
り出し、第2の導電型の半導体層の上に、透明電極とし
て、ITO(In23+SnO2)を真空蒸着にて70
nm蒸着させ、さらに集電電極として、Alを真空蒸着
にて2μm蒸着させて、光起電力素子を作成した。
Under the above conditions, a semiconductor layer of the first conductivity type,
The i-type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer are sequentially cut to cut a plurality of substrates by cutting the strip-shaped base 207 which is continuously laminated, and a transparent electrode is formed on the second conductivity type semiconductor layer. , ITO (In 2 O 3 + SnO 2 ) by vacuum evaporation
In addition, Al was vapor-deposited by vacuum vapor deposition to a thickness of 2 μm as a current collecting electrode to form a photovoltaic element.

【0062】以上の、実施例1の光起電力素子の作成条
件を表2に示す。
Table 2 shows the conditions for forming the photovoltaic element of Example 1 described above.

【0063】[0063]

【表2】 [Table 2]

【0064】(比較例1)実施例1に対する比較例1と
して、i型の半導体層を形成する際に導入する原料ガス
を、アンテナ状放電電極101からではなく、真空容器
210の底面(帯状基体207に対向する面)から放出
させて、シングル型光起電力素子を作成した。他の条件
は、実施例1と同様である。
(Comparative Example 1) As Comparative Example 1 with respect to Example 1, the source gas introduced when forming the i-type semiconductor layer was not supplied from the antenna-like discharge electrode 101 but to the bottom of the vacuum vessel 210 (band-like substrate). 207) to produce a single-type photovoltaic device. Other conditions are the same as in the first embodiment.

【0065】実施例1および比較例1により半導体層を
連続的に積層した帯状基体207のそれぞれから、10
mおきに5cm角で切り出して作成した、実施例1の光
起電力素子と比較例1の光起電力素子を、AM−1.5
(100mW/cm2)の光照射下に設置し、光電変換効
率を測定して、その光電変換効率の作成過程における経
時変化と歩留まりを評価した結果を、表3に示す。ここ
で、表3に示している、特性の作成過程における経時変
化を評価するための値である、光電変換効率の均一度と
は、実施例1の素子と比較例1の素子との、それぞれの
光起電力素子の光電変換効率の、複数切り出した素子間
でのばらつきの大きさ、すなわち作成過程における経時
変化の大きさを求め、その逆数の値を、比較例1で作成
した光起電力素子についての値を基準にして示してい
る。
According to Example 1 and Comparative Example 1, each of the band-shaped substrates 207 in which semiconductor layers were continuously laminated
The photovoltaic element of Example 1 and the photovoltaic element of Comparative Example 1, which were cut out at intervals of 5 cm into 5 cm squares, were prepared using AM-1.5
(100 mW / cm 2 ), the device was installed under light irradiation, the photoelectric conversion efficiency was measured, and the results of evaluating the change over time and the yield in the process of creating the photoelectric conversion efficiency are shown in Table 3. Here, the uniformity of the photoelectric conversion efficiency, which is a value for evaluating the change over time in the process of creating the characteristics shown in Table 3, is the value of the device of Example 1 and the device of Comparative Example 1 respectively. Of the photovoltaic efficiency of the photovoltaic element of Example 1 was determined for the magnitude of the variation among the plurality of cut-out elements, that is, the magnitude of the change over time in the production process. The values are shown based on the values of the elements.

【0066】[0066]

【表3】 [Table 3]

【0067】表3に示すように、比較例1により作成し
た光起電力素子に対して、実施例1により作成した光起
電力素子は、特性の均一性および歩留まりの高さのいず
れにおいても優れていることが分かった。
As shown in Table 3, the photovoltaic element produced in Example 1 was superior to the photovoltaic element produced in Comparative Example 1 in both uniformity of characteristics and high yield. I knew it was.

【0068】このことは、本発明の堆積膜形成装置によ
る堆積膜形成では、半導体膜を、より均一な堆積速度、
膜質で堆積させることが可能であることを意味してい
る。すなわち、本発明の堆積膜形成装置による堆積膜形
成では、アンテナ状放電電極101の放電電極部材直上
のみならずアンテナ状放電電極部材101から離れた部
分をも含めて、均一な堆積膜を形成するこができる。
This means that, in the deposition film formation by the deposition film forming apparatus of the present invention, the semiconductor film is formed with a more uniform deposition rate,
This means that it is possible to deposit with film quality. That is, in forming a deposited film by the deposited film forming apparatus of the present invention, a uniform deposited film is formed not only immediately above the discharge electrode member 101 of the antenna-like discharge electrode 101 but also including a portion away from the antenna-like discharge electrode member 101. I can do this.

【0069】(実施例2)本実施例では、i型の半導体
層を形成する際に投入する電力の周波数を、実施例1の
100MHzに対して、10MHzに変えて、シングル
型光起電力素子を作成した。他の条件は、実施例1と同
様にした。
(Embodiment 2) In this embodiment, the frequency of the electric power applied when forming the i-type semiconductor layer is changed from 10 MHz to 10 MHz in the single-type photovoltaic device. It was created. Other conditions were the same as in Example 1.

【0070】(比較例2)実施例2に対する比較例2と
して、比較例1と同様に、i型の半導体層を形成する際
に導入する原料ガスを、アンテナ状放電電極101から
ではなく、真空容器210の底面から放出させて、シン
グル型光起電力素子を作成した。他の条件は、実施例2
と同様である。
(Comparative Example 2) As Comparative Example 2 with respect to Example 2, similarly to Comparative Example 1, the source gas introduced when forming the i-type semiconductor layer was not supplied from the antenna-like discharge electrode 101 but was applied to a vacuum. The single-type photovoltaic device was produced by discharging from the bottom of the container 210. Other conditions are the same as in Example 2.
Is the same as

【0071】実施例2により作成した光起電力素子と比
較例2により作成した光起電力素子について、実施例1
と比較例1との比較と同様に、特性均一性および歩留ま
りを評価した結果を表4に示す。なお、表4の光電変換
効率の均一度は、比較例2の光起電力素子についての値
を基準にして示している。
The photovoltaic element produced in Example 2 and the photovoltaic element produced in Comparative Example 2 are described in Example 1
Table 4 shows the results of evaluating the characteristic uniformity and the yield in the same manner as in the comparison with Comparative Example 1. The uniformity of the photoelectric conversion efficiency in Table 4 is shown based on the value of the photovoltaic element of Comparative Example 2.

【0072】[0072]

【表4】 [Table 4]

【0073】表4に示す結果から、アンテナ状放電電極
101への導入電力の周波数を10MHzとした場合に
おいても、比較例2により作成した光起電力素子に対し
て、本発明を適用した実施例2により作成した光起電力
素子のほうが、特性の均一性および歩留まりの高さのい
ずれにおいても優れていることが分かった。
From the results shown in Table 4, it can be seen that even when the frequency of the electric power introduced into the antenna-like discharge electrode 101 is set to 10 MHz, the embodiment in which the present invention is applied to the photovoltaic element prepared in Comparative Example 2 It was found that the photovoltaic element prepared in No. 2 was more excellent in both uniformity of characteristics and high yield.

【0074】(実施例3)本実施例では、i型の半導体
層を形成する際に投入する電力の周波数を、実施例1の
100MHzに対して、750MHzに変えて、シング
ル型光起電力素子を作成した。他の条件は、実施例1と
同様にした。
(Embodiment 3) In this embodiment, the frequency of the electric power applied when forming the i-type semiconductor layer is changed from 750 MHz to 100 MHz in the first embodiment, and It was created. Other conditions were the same as in Example 1.

【0075】(比較例3)実施例2に対する比較例2と
して、比較例1と同様に、i型半導体層を形成する際に
導入する原料ガスを、アンテナ状放電電極101からで
はなく、真空容器210の底面から放出させて、シング
ル型光起電力素子を作成した。他の条件は、実施例3と
同様である。
(Comparative Example 3) As Comparative Example 2 with respect to Example 2, as in Comparative Example 1, the source gas introduced when forming the i-type semiconductor layer was supplied not from the antenna-like discharge electrode 101 but from the vacuum vessel. The single-type photovoltaic device was produced by emitting light from the bottom surface of 210. Other conditions are the same as in the third embodiment.

【0076】実施例3により作成した光起電力素子と比
較例3により作成した光起電力素子について、実施例1
と比較例1との比較と同様に、特性均一性および歩留ま
りを評価した結果を表5に示す。なお、表5の光電変換
効率の均一度は、比較例3の光起電力素子についての値
を基準にして示している。
The photovoltaic element produced in Example 3 and the photovoltaic element produced in Comparative Example 3 are described in Example 1
Table 5 shows the results of evaluating the property uniformity and the yield as in the case of the comparison with Comparative Example 1. The uniformity of the photoelectric conversion efficiency in Table 5 is shown based on the value of the photovoltaic element of Comparative Example 3.

【0077】[0077]

【表5】 [Table 5]

【0078】表5の結果から、アンテナ状放電電極10
1への導入電力の周波数を750MHzとした場合にお
いても、比較例3により作成した光起電力素子に対し
て、本発明を適用した実施例3により作成した光起電力
素子のほうが、特性の均一性および歩留まりの高さのい
ずれにおいても優れていることが分かった。
From the results in Table 5, it can be seen that the antenna-like discharge electrode 10
Even when the frequency of the electric power introduced into 1 was set to 750 MHz, the photovoltaic element produced according to Example 3 to which the present invention was applied had more uniform characteristics than the photovoltaic element produced according to Comparative Example 3. It was found that both the properties and the yield were excellent.

【0079】実施例1〜3とこれに対応する比較例1〜
3とを比較した、表2〜4に示す結果から、本発明に係
る原料ガスの導入方法、すなわち、アンテナ状放電電極
101に設けられた放出孔107から原料ガスを導入す
る方法は、作成する光起電力素子の特性の均一性を向上
させ、また歩留まりを高くする効果があることが分か
り、この効果は、投入する高周波電力の周波数を変えて
も得られることが分かった。
Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to
Based on the results shown in Tables 2 to 4 in comparison with No. 3, the method for introducing the source gas according to the present invention, that is, the method for introducing the source gas from the emission hole 107 provided in the antenna-like discharge electrode 101 is prepared. It has been found that there is an effect of improving the uniformity of the characteristics of the photovoltaic element and increasing the yield, and this effect can be obtained even when the frequency of the high-frequency power to be supplied is changed.

【0080】(実施例4)本実施例では、実施例1に対
して、アンテナ状放電電極101の放出孔107の孔径
を0.5mm、ピッチを12.5mmに変更して、シン
グル型光起電力素子を作成した。他の条件は、実施例1
と同様にした。
(Embodiment 4) In this embodiment, as compared with the embodiment 1, the hole diameter of the emission hole 107 of the antenna-like discharge electrode 101 is changed to 0.5 mm and the pitch is changed to 12.5 mm, and the A power element was created. The other conditions are the same as in Example 1.
Same as.

【0081】本実施例により作成した光起電力素子と、
前述した比較例1により作成した光起電力素子とについ
て、実施例1と比較例1との比較と同様に、特性の均一
性および歩留まりを評価した結果を表6に示す。なお、
表6の光電変換効率の均一度は、比較例1の光起電力素
子についての値を基準にして示している。
The photovoltaic element manufactured according to the present embodiment,
Table 6 shows the results of evaluating the uniformity of the characteristics and the yield with respect to the photovoltaic element prepared in Comparative Example 1 described above, as in the comparison between Example 1 and Comparative Example 1. In addition,
The uniformity of the photoelectric conversion efficiency in Table 6 is shown based on the value of the photovoltaic element of Comparative Example 1.

【0082】[0082]

【表6】 [Table 6]

【0083】表6に示すように、比較例1により作成し
た光起電力素子に対して、実施例4により作成した光起
電力素子のほうが、特性の均一性および歩留まりの高さ
のいずれおいても優れていることが分かった。また、表
3に示した、実施例1により作成した光起電力素子と比
べても、本実施例により作成した光起電力素子の特性の
均一性および歩留まりの高さは優れており、放出孔10
7の孔径、ピッチを小さくすることは、より好ましいと
いうことが分かった。
As shown in Table 6, the photovoltaic element produced in Example 4 was more uniform than the photovoltaic element produced in Comparative Example 1 in terms of uniformity of characteristics and high yield. Was also found to be excellent. Further, as compared with the photovoltaic element manufactured according to Example 1 shown in Table 3, the uniformity of the characteristics and the height of the yield of the photovoltaic element manufactured according to Example 1 were excellent, and the emission hole was improved. 10
It has been found that reducing the hole diameter and pitch of No. 7 is more preferable.

【0084】以上のように、本発明の作成方法により作
成した光起電力素子は、特性の均一性が高く、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。
As described above, it was found that the photovoltaic element produced by the production method of the present invention had high uniformity of characteristics and had excellent characteristics, demonstrating the effect of the present invention.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上のように、本発明の堆積膜形成方法
では、アンテナ状放電電極に設けた放出孔から原料ガス
を導入することにより、半導体薄膜の形成過程におい
て、アンテナ状放電電極の電極部材直上のみならず、ア
ンテナ状電極部材から離れた領域にも、アンテナ状放電
電極の表面付近でプラズマ化した原料ガスを実質的に均
等に供給でき、均一な堆積速度、均一な膜質の半導体膜
を形成することが可能である。
As described above, in the method of forming a deposited film according to the present invention, by introducing a raw material gas from the emission hole provided in the antenna-like discharge electrode, the electrode of the antenna-like discharge electrode is formed in the process of forming the semiconductor thin film. A semiconductor film having a uniform deposition rate and a uniform film quality can be supplied not only directly above the member but also in a region apart from the antenna-like electrode member, in a substantially uniform manner, in the vicinity of the surface of the antenna-like discharge electrode. Can be formed.

【0086】また、アンテナ状放電電極に熱伝導率の高
い材料を使用することにより、高周波電力の波長に起因
して生じる定在波による電界集中や、装置構造に起因す
る電力導入経路のインピーダンス急変部位などへの電界
集中による、アンテナ状放電電極の局所加熱を緩和する
ことができる。さらに、アンテナ状放電電極の構成材料
に高融点の金属材料を用いることにより、長時間にわた
って放電を続けても、変形しにくいアンテナ状放電電極
とすることができる。
Also, by using a material having high thermal conductivity for the antenna-like discharge electrode, electric field concentration due to standing waves caused by the wavelength of the high-frequency power, and sudden change in impedance of the power introduction path due to the device structure can be achieved. Local heating of the antenna-like discharge electrode due to electric field concentration at a site or the like can be reduced. Further, by using a metal material having a high melting point as a constituent material of the antenna-like discharge electrode, an antenna-like discharge electrode that is not easily deformed even if discharge is continued for a long time can be obtained.

【0087】これらのことにより、本発明の堆積膜形成
装置を用いれば、帯状基体を連続して移動させつつ、こ
の帯状基体上に、大面積にわたって、均一性に優れた半
導体堆積膜を形成することができる。したがって、この
半導体堆積膜を半導体素子に組み込むことにより、品質
が高く、欠陥が少ない半導体素子を、より高い再現性を
もって形成することができる。特に、本発明を光起電力
素子の作成に適用することにより、品質が高く、光電変
換効率が高い光起電力素子を、大量に安定して作成する
ことができる。
Thus, according to the deposited film forming apparatus of the present invention, a semiconductor deposited film having excellent uniformity over a large area is formed on the band-shaped substrate while continuously moving the band-shaped substrate. be able to. Therefore, by incorporating this semiconductor deposited film into a semiconductor device, a semiconductor device having high quality and few defects can be formed with higher reproducibility. In particular, by applying the present invention to the production of a photovoltaic element, a large number of photovoltaic elements having high quality and high photoelectric conversion efficiency can be stably produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による実施形態の堆積膜形成装置の、ア
ンテナ状放電電極が設けられている真空容器部分の模式
図であり、図1(a)は水平方向の断面図、図1(b)
は図1(a)のB−B線断面図である。
FIG. 1 is a schematic view of a vacuum vessel portion provided with an antenna-like discharge electrode in a deposited film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1A is a cross-sectional view in a horizontal direction, and FIG. )
FIG. 2 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図2】図1のアンテナ状放電電極部分の詳細図であ
り、図2(a)は平面図、図2(b)はA−A線断面図
である。
2 is a detailed view of an antenna-like discharge electrode portion of FIG. 1, FIG. 2 (a) is a plan view, and FIG. 2 (b) is a sectional view taken along line AA.

【図3】本発明による実施形態の堆積膜形成装置の全体
を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing an entire deposition film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 アンテナ状放電電極 102 導電性電極支持体 103 誘電体 104 給電導体 105 アースシールド 106 放電箱 107 放出孔 201,202,203,204,205 真空容器 206 ボビン 207 帯状基体 208a,208b、208c,208d ガスゲー
ト 209a,209b,209c,209d ゲートガ
ス導入管 210a,210b,210c 加熱手段 211a,211b,211c ガス導入管 212a,212b,212c スロットルバルブ 213a,213b 平板放電電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Antenna-shaped discharge electrode 102 Conductive electrode support 103 Dielectric 104 Power supply conductor 105 Earth shield 106 Discharge box 107 Emission hole 201, 202, 203, 204, 205 Vacuum container 206 Bobbin 207 Band-shaped substrate 208a, 208b, 208c, 208d Gas gate 209a, 209b, 209c, 209d Gate gas inlet tube 210a, 210b, 210c Heating means 211a, 211b, 211c Gas inlet tube 212a, 212b, 212c Throttle valve 213a, 213b Flat plate discharge electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 31/04 T (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) 4K030 AA06 AA17 BA29 CA02 CA17 EA05 EA06 FA01 FA04 GA14 HA02 JA18 KA12 KA15 KA17 KA30 KA46 LA16 5F045 AA08 AB04 AC01 AC19 AD07 AE17 AF07 BB01 BB08 BB12 BB16 CA13 CA15 CA16 DA65 DP22 EB02 EF03 EH05 EH12 HA25 5F051 AA05 BA12 BA14 CA07 CA08 CA16 CA22 CA23 CA35 CA36 CA37 DA04 FA04 FA06 FA23 GA02 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court ゛ (Reference) H01L 31/04 T (72) Inventor Masahiro Kanai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. F-term (reference) 4K030 AA06 AA17 BA29 CA02 CA17 EA05 EA06 FA01 FA04 GA14 HA02 JA18 KA12 KA15 KA17 KA30 KA46 LA16 5F045 AA08 AB04 AC01 AC19 AD07 AE17 AF07 BB01 BB08 BB12 BB16 CA03 E15 BA05 E05 AB12A03B BA14 CA07 CA08 CA16 CA22 CA23 CA35 CA36 CA37 DA04 FA04 FA06 FA23 GA02

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原料ガスを、内部を減圧状態に保った真
空容器内に、ガス導入管を介して導入しつつ、前記真空
容器内に配置されている放電電極に電力を導入して放電
させて、プラズマ化させる工程と、プラズマ化させた前
記原料ガスを、前記真空容器内に配置されている基体上
に堆積させる工程とを有する、プラズマCVD法による
堆積膜形成方法において、 前記放電電極として、前記ガス導入管に接続された中空
部と、該中空部から外部に連通する複数の放出孔とを有
する、アンテナ状放電電極を設け、前記原料ガスを、前
記中空部を介して前記放出孔から放出させることを特徴
とする堆積膜形成方法。
1. A source gas is introduced into a vacuum vessel whose inside is kept in a reduced pressure state through a gas introduction pipe, and electric power is introduced to a discharge electrode arranged in the vacuum vessel to cause a discharge. A method of forming a deposited film by a plasma CVD method, comprising the steps of: forming a plasma; and depositing the plasma-converted source gas on a substrate disposed in the vacuum vessel. An antenna-like discharge electrode having a hollow portion connected to the gas introduction pipe and a plurality of discharge holes communicating from the hollow portion to the outside, and providing the raw material gas through the hollow portion through the discharge hole. And forming a deposited film.
【請求項2】 棒状の形状であり、前記放出孔が長手方
向に1列または複数列並んで配置されている前記アンテ
ナ状放電電極を用いて、前記原料ガスを、前記アンテナ
状放電電極の長手方向に実質的に均等に導入することを
特徴とする請求項1に記載の堆積膜形成方法。
2. The raw material gas is supplied to a longitudinal direction of the antenna-shaped discharge electrode by using the antenna-shaped discharge electrode having a rod-like shape and having the emission holes arranged in one or more rows in a longitudinal direction. The method according to claim 1, wherein the introduction is performed substantially uniformly in the direction.
【請求項3】 前記アンテナ状放電電極の長手方向の幅
を上回る幅にわたって前記基体に配置されている前記放
出孔から、前記原料ガスを、前記基体の全幅にわたっ
て、前記アンテナ状放電電極の長手方向に実質的に均等
に導入することを特徴とする請求項1または2に記載の
堆積膜形成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the source gas is supplied from the discharge holes arranged in the base over a width exceeding a longitudinal width of the antenna-like discharge electrode over the entire width of the base. 3. The method according to claim 1, wherein the method is substantially uniformly introduced.
【請求項4】 前記アンテナ状放電電極から前記基体の
堆積膜形成面に向かう複数の方向に向かって開口してい
る前記放出孔から、前記原料ガスを、前記基体の前記堆
積膜形成面の全面にわたって実質的に均等に導入するこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の堆
積膜形成方法。
4. The source gas is supplied to the entire surface of the deposition film forming surface of the substrate from the emission holes opened in a plurality of directions from the antenna-like discharge electrode toward the deposition film forming surface of the substrate. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the deposition is performed substantially uniformly.
【請求項5】 前記アンテナ状放電電極を、500℃で
の熱伝導率が70W/(m・K)以上の材料から構成し
て、前記アンテナ状放電電極の局所加熱を緩和させるこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の堆
積膜形成方法。
5. The antenna-like discharge electrode is made of a material having a thermal conductivity of at least 70 W / (m · K) at 500 ° C. to reduce local heating of the antenna-like discharge electrode. The method for forming a deposited film according to any one of claims 1 to 4, wherein:
【請求項6】 前記アンテナ状放電電極の材料を、タン
グステン、モリブデン、ニッケルのうちの1種か、少な
くともこれら金属の内の1種を含む合金、またはこれら
金属、合金に様々な特性改善のための添加物を加えた改
質金属、改質合金とすることを特徴とする請求項5に記
載の堆積膜形成方法。
6. The antenna-like discharge electrode is made of one of tungsten, molybdenum and nickel, an alloy containing at least one of these metals, or these metals and alloys for improving various characteristics. 6. The method according to claim 5, wherein the additive is a modified metal or a modified alloy.
【請求項7】 前記アンテナ状放電電極の中空部と前記
ガス導入管とに連通しているガス導入通路を有してお
り、給電導体が接続されており該給電導体からの電力を
前記アンテナ状放電電極に伝達する、前記アンテナ状放
電電極を支持する導電性電極支持体を設け、 前記真空容器内に、前記アンテナ状放電電極と前記導電
性電極支持体との接続部を囲むように誘電体を設け、 該誘電体をさらに囲むようにアースシールドを設けて、 前記アンテナ状放電電極からの放電時において、不必要
な個所での放電を防止し、かつ電力導入経路の容量成分
を抑制することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1
項に記載の堆積膜形成方法。
7. A gas introduction passage communicating with a hollow portion of the antenna-like discharge electrode and the gas introduction tube, and a power supply conductor is connected, and power from the power supply conductor is supplied to the antenna-like discharge electrode. Providing a conductive electrode support for supporting the antenna-like discharge electrode, which transmits to the discharge electrode, wherein a dielectric is provided in the vacuum vessel so as to surround a connection portion between the antenna-like discharge electrode and the conductive electrode support. An earth shield is provided so as to further surround the dielectric, and when discharging from the antenna-like discharge electrode, preventing discharge at unnecessary places and suppressing a capacitance component of a power introduction path. 7. The method according to claim 1, wherein:
Item 13. The method for forming a deposited film according to Item 1.
【請求項8】 前記基体として帯状基体を用い、該帯状
基体を、搬送機構により、前記アンテナ状放電電極の近
くを通過するように連続的に搬送させつつ、前記帯状基
体上に前記堆積膜を連続的に堆積させることを特徴とす
る請求項1〜7のいずれか1項に記載の堆積膜形成方
法。
8. A belt-like substrate is used as the substrate, and while the belt-like substrate is continuously transported by a transport mechanism so as to pass near the antenna-like discharge electrode, the deposited film is deposited on the belt-like substrate. The method for forming a deposited film according to claim 1, wherein the deposition is performed continuously.
【請求項9】 前記アンテナ状放電電極に導入する電力
の周波数が、約30〜300MHzのVHF周波数であ
る請求項1〜8のいずれか1項に記載の堆積膜形成方
法。
9. The method according to claim 1, wherein the frequency of the electric power introduced into the antenna-like discharge electrode is a VHF frequency of about 30 to 300 MHz.
【請求項10】 内部を減圧状態に保つための真空容器
と、原料ガスを前記真空容器内に導入するためのガス導
入管と、放電により前記原料ガスをプラズマ化させるた
めの、前記真空容器内に配置されている放電電極とを有
し、プラズマCVD法により、前記真空容器内に配置し
た基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、 前記放電電極が、アンテナ状放電電極であり、前記ガス
導入管に接続されている中空部と、該中空部から外部に
連通する複数の放出孔とを有していることを特徴とする
堆積膜形成装置。
10. A vacuum vessel for keeping the inside in a reduced pressure state, a gas introduction pipe for introducing a source gas into the vacuum vessel, and an inside of the vacuum vessel for turning the source gas into plasma by electric discharge. A deposition electrode for forming a deposition film on a substrate placed in the vacuum vessel by a plasma CVD method, wherein the discharge electrode is an antenna-like discharge electrode; An apparatus for forming a deposited film, comprising: a hollow portion connected to the gas inlet tube; and a plurality of discharge holes communicating from the hollow portion to the outside.
【請求項11】 前記アンテナ状放電電極が、棒状の形
状であり、前記放出孔が、前記アンテナ状放電電極の長
手方向に並んで、1列または複数列配置されていること
を特徴とする請求項10に記載の堆積膜形成装置。
11. The antenna-like discharge electrode has a rod-like shape, and the emission holes are arranged in one or more rows along the longitudinal direction of the antenna-like discharge electrode. Item 11. A deposited film forming apparatus according to Item 10.
【請求項12】 前記放出孔が、前記基体の、前記アン
テナ状放電電極の長手方向の幅を上回る幅にわたって配
置されている請求項11に記載の堆積膜形成装置。
12. The deposition film forming apparatus according to claim 11, wherein the emission holes are arranged over a width of the base in a longitudinal direction of the antenna-like discharge electrode.
【請求項13】 前記放出孔が、前記アンテナ状放電電
極から、前記基体の堆積膜形成面に向かう複数の方向に
向かって開口されている請求項10から12のいずれか
1項に記載の堆積膜形成装置。
13. The deposition according to claim 10, wherein said emission holes are opened in a plurality of directions from said antenna-like discharge electrode toward a deposition film forming surface of said base. Film forming equipment.
【請求項14】 前記アンテナ状放電電極が、500℃
での熱伝導率が70W/(m・K)以上の材料から構成
されていることを特徴とする請求項10から13のいず
れか1項に記載の堆積膜形成装置。
14. The antenna-like discharge electrode has a temperature of 500 ° C.
14. The deposited film forming apparatus according to claim 10, wherein the deposited film is made of a material having a thermal conductivity of 70 W / (m · K) or more.
【請求項15】 前記アンテナ状放電電極の材料が、タ
ングステン、モリブデン、ニッケルのうちの1種か、少
なくともこれら金属の内の1種を含む合金、またはこれ
ら金属、合金に様々な特性改善のための添加物を加えた
改質金属、改質合金であることを特徴とする請求項14
に記載の堆積膜形成装置。
15. The antenna-like discharge electrode is made of one of tungsten, molybdenum, and nickel, an alloy containing at least one of these metals, or an alloy containing these metals or an alloy for improving various characteristics. 15. A modified metal or a modified alloy to which an additive of (1) is added.
3. The deposited film forming apparatus according to item 1.
【請求項16】 前記アンテナ状部材の中空部と前記ガ
ス導入管とに連通しているガス導入通路を有しており、
給電導体が接続されおり該給電導体からの電力を前記ア
ンテナ状放電電極に伝達する、前記アンテナ状放電電極
を支持している導電性電極支持体と、 前記真空容器内において、前記アンテナ状放電電極と前
記導電性電極支持体との接続部を囲むように配置された
誘電体と、 該誘電体をさらに囲むように配置されたアースシールド
とを有する請求項10〜15のいずれか1項に記載の堆
積膜形成装置。
16. A gas introduction passage communicating with a hollow portion of the antenna-like member and the gas introduction pipe,
A conductive electrode support that is connected to a power supply conductor and transmits power from the power supply conductor to the antenna-like discharge electrode, the conductive electrode support supporting the antenna-like discharge electrode; and the antenna-like discharge electrode in the vacuum vessel. 16. A dielectric disposed so as to surround a connection between the conductive material and the conductive electrode support, and an earth shield disposed so as to further surround the dielectric. Deposition film forming equipment.
【請求項17】 前記基体が帯状基体であり、該帯状基
体を、前記アンテナ状放電電極の近くを通過させて連続
的に搬送させる搬送機構を有する請求項10〜16のい
ずれか1項に記載の堆積膜形成装置。
17. The substrate according to claim 10, wherein the substrate is a band-shaped substrate, and a transport mechanism for continuously transporting the band-shaped substrate by passing the antenna-shaped discharge electrode near the antenna-shaped discharge electrode. Deposition film forming equipment.
【請求項18】 前記アンテナ状放電電極に供給する電
力の周波数を、13.56MHz〜2.45GHzの間
で適宜選択可能である請求項10〜17のいずれか1項
に記載の堆積膜形成装置。
18. The deposition film forming apparatus according to claim 10, wherein the frequency of the power supplied to the antenna-like discharge electrode can be appropriately selected from 13.56 MHz to 2.45 GHz. .
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