JP2003273023A - Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法、その方法の実施に用いる装置、その方法を用いて形成した膜、およびその膜を用いて形成したデバイス - Google Patents

Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法、その方法の実施に用いる装置、その方法を用いて形成した膜、およびその膜を用いて形成したデバイス

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 Ｓｉ系あるいはＣ系の薄膜を、高速かつ高品
質に、大面積にわたって均一性の高い状態で製膜する方
法、及び装置、さらに形成された膜、及びその膜を用い
たデバイスを高性能かつ低コストに製造すること。 【解決手段】 分子式にＳｉまたはＣを含むガスを含ん
だ原料系ガスと、分子式にＳｉとＣを含まないガスから
なる非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの水素ガスとを、分離された状
態で複数のガス噴出口を有したシャワーヘッドを通して
製膜空間に導入し、少なくとも非Ｓｉ・非Ｃ系ガスは該
ガスの導入経路に配設され加熱用電源に接続された熱触
媒体によって加熱し、上記製膜空間に高周波電源に接続
された非平板状電極でプラズマ空間を生成させて上記基
体に膜を堆積させることによって、実現することができ
る。また本発明による方法で形成した膜を用いること
で、低コストで高効率な薄膜Ｓｉ系太陽電池に代表され
る光電変換装置等のデバイスを作製することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＣａｔ−ＰＥＣＶＤ
法、並びにそれを実現する装置、及びそれを用いて形成
した膜、並びにその膜を用いて形成したデバイスに関
し、特に薄膜Ｓｉ系太陽電池に代表される光電変換装置
におけるＳｉ系薄膜を高速で高品質に、しかも大面積に
わたって均一膜厚かつ均質膜質で製膜できる技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】高品
質・高速製膜技術は、各種薄膜デバイスの高性能・低コ
スト化には不可欠であり、特に光電変換装置の代表格で
ある薄膜Ｓｉ系太陽電池においてはＳｉ系膜の高品質・
高速製膜に加えて大面積製膜も同時に要求されている。
【０００３】ここでＳｉ系薄膜の低温製膜法としては、
大別してＰＥＣＶＤ法とＣａｔ−ＣＶＤ法とがこれまで
に知られており、ともに水素化アモルファスシリコン膜
や結晶質シリコン膜の形成を中心に活発な研究開発がな
されてきている。図４に従来例１としてＰＥＣＶＤ装置
を、図５に従来例２としてＣａｔ−ＣＶＤ装置を示す。
図４中の４００はシャワーヘッド、４０１はガス導入
口、４０２はガス噴出口、４０３はプラズマ空間、４０
４はプラズマ生成用電極、４０５は高周波電源、４０６
は基体、４０７は基体加熱ヒーター、４０８はガス排気
用真空ポンプである。また、図５中の５００はシャワー
ヘッド、５０１はガス導入口、５０２はガス噴出口、５
０３は活性ガス空間、５０４は熱触媒体、５０５は熱触
媒体の加熱用電源、５０６は基体、５０７は基体加熱ヒ
ーター、５０８はガス排気用真空ポンプである。
【０００４】ここでＳｉＨ4ガスとＨ2ガスを用いてＳｉ
膜を形成する場合を例にとると、図４に示したＰＥＣＶ
Ｄ装置では、シャワーヘッド４００に設けられたガス導
入口４０１から導入された前記ガスは、ガス噴出口４０
２からプラズマ空間に導かれ、このプラズマ空間にて励
起活性化されて堆積種を生じ、これが対向した基板４０
６上に堆積してＳｉ膜が形成される。ここで前記プラズ
マは、高周波電源４０５を用いることで生成させる。
【０００５】また、図５に示したＣａｔ−ＣＶＤ装置で
は、シャワーヘッド５００に設けられたガス導入口５０
１から導入された前記ガスは、ガス噴出口５０２から製
膜空間に導かれ、該空間に設置されている熱触媒体５０
４にて活性化されて堆積種を生じ、これが対向した基板
５０６上に堆積してＳｉ膜が形成される。ここで熱触媒
体の加熱は、加熱用電源５０５を用いることで実現す
る。
【０００６】しかしながら、これらの従来技術には以下
に述べる問題点があった。すなわち、ＰＥＣＶＤ法で
は、高速製膜を実現するには、プラズマパワーを大きく
してＳｉＨ4ガスやＨ2ガスの分解を促進する必要がある
が、このプラズマパワーの増大は、一方で製膜表面への
イオン衝撃の増大や、粉体の生成につながる高次シラン
の生成促進につながり、高品質化に逆行する要素の招来
を避けられなかった。
【０００７】ここで、プラズマパワーの増大に代えてプ
ラズマの励起周波数をＶＨＦ帯以上とすれば、プラズマ
ポテンシャルの低減によってイオン衝撃は低減され、水
素化アモルファスシリコン膜や結晶質シリコン膜の高品
質製膜には有効ではあるが（J. Meier et al, Technica
l digest of 11th PVSEC (1999) p. 221, O. Vetterlet
al, Technical digest of 11th PVSEC (1999) p. 23
3、などを参照）、結晶質Ｓｉ膜の形成には充分な原子
状水素の生成が必要であり、このためにはいかにＶＨＦ
帯周波数を用いてもある程度以上の高速製膜を求める
と、どうしてもプラズマパワーの増大は避けられず、や
はり前記した問題の招来を避けられなかった。
【０００８】ここでプラズマパワーを上げることなく原
子状水素密度を上げる方策として、水素希釈率を上げ
る、すなわちガス流量比Ｈ2／ＳｉＨ4を上げることが考
えられるが、これではＳｉＨ4ガスの分圧が下がってし
まい高速製膜には逆行する方向にあるので、結局はプラ
ズマパワーを増大させてＳｉＨ4の分解を促進させねば
ならず、やはり前記した問題の招来を避けられなかっ
た。
【０００９】ここでプラズマパワーを増大させてもイオ
ン衝撃を軽減できる方策として製膜圧力を上げることが
考えられるが、これでは高次シラン生成反応が促進され
てしまうため粉体生成などの膜品質低減要因を排除でき
なかった。
【００１０】一方、Ｃａｔ−ＣＶＤ法（触媒ＣＶＤ法；
ＨＷ−ＣＶＤ法（ホットワイヤーＣＶＤ法）も同一原
理）では、プラズマを用いないので前記したイオン衝撃
の問題は原理的に存在せず、また粉体発生も極めて少な
く、さらに原子状水素の生成が非常に促進されるので結
晶質Ｓｉ膜を比較的容易に高速に形成でき、さらには大
面積化についても原理的な制約がないため、近年とみに
注目を集めている（H. Matsumura, Jpn. J. Appl. Phy
s. 37 (1998) 3175-3187、 R. E. I. Schropp et al, Te
chnical digest of 11th PVSEC (1999) p. 929-930）。
【００１１】しかし、現状では熱触媒体からの輻射によ
る基体温度上昇の問題が避けられず、高品質な膜を安定
して形成することは必ずしも容易ではない。またＳｉＨ
4ガスを熱触媒体で直接分解するために、原子状Ｓｉの
生成が避けられない。この原子状Ｓｉは高品質Ｓｉ膜の
形成には好ましくないものであり、また原子状Ｓｉが気
相中でＨやＨ2などと反応して生じるＳｉＨやＳｉＨ2と
いったラジカルも高品質Ｓｉ膜の形成には同じく好まし
くないので、高品質な結晶質Ｓｉ膜の形成は非常に困難
であった。
【００１２】以上の課題に対して、本発明者らはかねて
からＰＥＣＶＤ法とＣａｔ−ＣＶＤ法との融合化を検討
し、特願２０００−１３０８５８号、さらには特願２０
０１−２９３０３１号で、図６に示すような、熱触媒体
内蔵カソード型のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法を開示した。図
６中の６００はシャワーヘッド、６０１は原料系ガス導
入口、６０２は非Ｓｉ・非Ｃ系ガス導入口、６０３は原
料系ガス導入経路、６０４は非Ｓｉ・非Ｃ系ガス導入経
路、６０５は熱触媒体、６０６は加熱用電源、６０７は
プラズマ空間、６０８はプラズマ生成用電極、６０９は
高周波電源、６１０は原料系ガス噴出口、６１１は非Ｓ
ｉ・非Ｃ系ガス噴出口、６１２は被製膜用の基体、６１
３は基体加熱用ヒーター、６１４はガス排気用真空ポン
プである。
【００１３】このＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法は、Ｓｉ系原料
ガスとＨ2ガスとを分離導入し、Ｈ2ガスはガス導入経路
に設置された熱触媒体６０５によって加熱・活性化さ
れ、Ｓｉ系ガスとはプラズマ空間６０７中で混合される
ことによって膜の形成を行うものであって、高速製膜条
件下であっても容易に結晶性の高い高品質結晶質Ｓｉ膜
が得られるものである。これはこの方法では、熱触媒体
によってＨ2の分解・活性化量をＳｉＨ4のプラズマによ
る分解・活性化量とは独立に自由に制御できること、ま
たＳｉＨ4はプラズマのみによって活性化されるので、
熱触媒体６０５による好ましくないラジカル生成を避け
られること、また、輻射遮断部材６１５を設置すること
もできるので熱触媒体６０５から基体６１２に直達する
輻射を遮断でき製膜表面温度の好ましくない上昇を避け
られること、さらには熱触媒体６０５を使う副次効果と
してのガスヒーティング効果によって気相中での高次シ
ラン生成反応が抑制されていること、などによるものと
考えられる。さらに、シャワー電極６００を使用するこ
とによって大面積での均一膜厚・均質膜質製膜をより容
易に実現できる要素をも備えていた。
【００１４】しかし、この熱触媒体内臓カソード型Ｃａ
ｔ−ＰＥＣＶＤ装置においても、プラズマ生成用電源に
４０ＭＨｚ程度以上のＶＨＦ帯高周波電源を用いると、
平行平板型の電極構造では、いかにシャワー電極化して
原料ガスの均一噴出を行っても、プラズマ自体の均一生
成が非常に困難となるため、１ｍ角サイズでの満足でき
る均一膜厚分布（目安としては±１５％以内）や均質膜
質分布（例えば、結晶化率分布として±１５％以内、効
率特性分布として±１０％以内）を高速・高品質製膜条
件下で得ることは必ずしも容易ではなかった。
【００１５】なお、Technical digest of 11th PVSEC
(1999) p779には、プラズマＣＶＤ装置において、水素
ガスの導入ポートの直後に熱触媒体を配置したものが開
示されている。水素ガスとシランガスの導入ポートは異
なっているが、この水素ガスとシランガスはシャワー電
極を通すものではなく、大面積での均一な膜厚分布や膜
質分布を得ることは困難である。また、熱触媒体はシャ
ワー電極で製膜空間と隔離されていないのでシランガス
との接触反応の低減は不可能であり、高品質製膜におい
ては好ましくない原子状Ｓｉや、それとの気相反応生成
分子である同じく高品質製膜においては好ましくないＳ
ｉＨやＳｉＨ2等のラジカル生成は避けられない。また
輻射遮断構造やプラズマ生成周波数のＶＨＦ帯化の概念
も示されておらず高品質化は困難である。
【００１６】また、Technical digest of 16th EPSEC
(2000) p421には、容量結合型ＲＦプラズマＣＶＤ装置
において、熱触媒体をプラズマ空間に設置したものが開
示されているが、ガスを分離して導入するものではな
く、また導入されるガスはシャワー電極を通すものでも
ない。また、熱触媒体をプラズマ空間に設置してあるの
で基体への輻射遮断は不可能である。また、非平板状電
極の概念もない。
【００１７】また、特許第２６９２３２６号には、触媒
体と基板との間にガスが通過できる輻射遮断部材を設置
した触媒ＣＶＤ法が開示されているが、原料ガスが熱触
媒体で活性化されないようにガス分離して導入するもの
ではなく、プラズマによる原料ガスの活性化を行うもの
でもない。もちろん非平板状電極の概念もない。
【００１８】また、特開平１０−３１０８６７号には、
プラズマ発生用電極とガス導入口との間に触媒電極を備
えた薄膜形成装置が開示されているが、原料ガスを分離
して導入するものではなく、また輻射遮断構造を有する
ものでもない。また非平板状電極の概念もない。
【００１９】また、特開平１１−５４４４１号には、熱
触媒体が配置される容器内に原料ガスが供給され、この
容器内部が基板と隔絶されており、ガス吹き出し口から
差圧によりガスが基板に供給される触媒ＣＶＤ装置が開
示されているが、原料ガスを分離して導入するものでは
なく、またＰＥＣＶＤ法に関するものでもない。また非
平板状電極の概念もない。
【００２０】また、特許第１９９４５２６号には、原料
ガスとこの原料ガスを分解するための加熱ガスとを導入
して膜を形成する方法が開示されているが、シャワーヘ
ッドを用いるものではなく、また輻射遮断構造を有する
ものでもない。また非平板状電極の概念もない。
【００２１】また、特許第１９９４５２７号には、原料
ガスを熱分解して膜形成する方法が開示されているが、
原料ガスを熱分解しない方法ではなく、また輻射遮断構
造を有するものでもない。また、プラズマを用いるもの
ではなく、シャワーヘッドを用いるものでもない。もち
ろん非平板状電極の概念もない。
【００２２】また、特許第１９２７３８８号には、製膜
空間にタングステンからなるメッシュ状の活性化手段を
設けて水素を含むガスを活性化して膜堆積させる方法が
開示されているが、原料ガスを熱分解することなく分離
導入する方法ではなく、輻射遮断構造を有するものでも
ない。また非平板状電極の概念もない。
【００２３】また、特許第２５４７７４１号には、一方
の輸送管が他方のそれを内部に配置する構造で、ＳｉＨ
4とＨ2とを分離導入する方法が開示されているが、シャ
ワーヘッドを用いるものではなく、また輻射遮断構造を
有するものでもない。また非平板状電極の概念もない。
【００２４】また、特許第２９２７９４４号には、水素
ガスを成膜空間とは異なる空間で活性化して、これを原
料ガスと混合、接触させてプラズマ領域を形成し、上記
水素ガスの活性化を周期的にすることで基体がプラズマ
に間欠的・周期的に晒されるようにして膜堆積を行う方
法が開示されているが、シャワーヘッドを用いるもので
はなく、また輻射遮断構造を有するものでもない。また
非平板状電極の概念もない。
【００２５】また、特開２０００−１１４２５６号に
は、原料ガスに触媒を作用させて分解し、これをプラズ
マ処理して膜形成する方法が述べられているが、原料ガ
スを分離導入するものではなく、またシャワーヘッドを
用いるものでもなく、また輻射遮断構造を有するもので
もない。また非平板状電極の概念もない。
【００２６】また、特開２０００−３３１９４２号に
は、プラズマ発生部から基板表面に至る近傍に設置され
た表面反応機構部分を有した装置構成で膜形成する方法
が開示されているが、原料ガスを熱分解することなく分
離導入するものではなく、またシャワーヘッドを用いる
ものではない。また、熱触媒体はプラズマと基板の間に
あるので、基板への輻射遮断は不可能である。また非平
板状電極の概念もない。また、特開２０００−３２３４
２１号には、ＳｉＨ4とＨ2とを分離導入し、ＳｉＨ4ガ
スはプラズマで活性化してイオン及びラジカルを基板に
照射し、Ｈ2ガスはガス導入口に具備した加熱触媒体で
活性化させて基板に照射する方法が開示されているが、
シャワーヘッドを用いるものではなく、また輻射遮断構
造を有するものでもない。また非平板状電極の概念もな
い。
【００２７】また、特開平９−１３７２７４号には、プ
ラズマ空間にＳｉＨ4とＨ2とを分離導入し、Ｈ2は導入
過程で熱やプラズマなどで活性化する方法が開示されて
いるが、シャワーヘッドを用いるものではなく、また輻
射遮断構造を有するものでもない。また非平板状電極の
概念もない。
【００２８】本発明は、このような背景のもとになされ
たものであり、Ｓｉ系膜あるいはＣ系膜について、これ
らを高速かつ高品質に、そして大面積にわたって均一膜
厚かつ均質膜質で製膜することができるＣａｔ−ＰＥＣ
ＶＤ法、及びそれを実現する装置、及びそれを用いて形
成した膜、及びその膜を用いて作製したデバイスを提供
することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係るＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、分子式
にＳｉまたはＣを含むガスを含んだ原料系ガスと、導入
経路に配設された熱触媒体によって加熱される分子式に
ＳｉとＣを含まないガスからなる非Ｓｉ・非Ｃ系ガスと
が、分離された状態で複数のガス噴出口を有するシャワ
ーヘッドを通して製膜空間に導入されて混合され、この
製膜空間に高周波電源に接続された非平板状電極でプラ
ズマ空間を生成して基体に膜を堆積する。
【００３０】前記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前記非平
板状電極は、並列配置された複数の棒状電極からなるこ
とが望ましい。
【００３１】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記複数の棒状電極へは、高周波電源からの高周波電力を
分配して導入することが望ましい。
【００３２】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記複数の棒状電極に導かれる高周波電力の位相は、少な
くとも隣り合う電極間で異なることが望ましい。
【００３３】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記複数の棒状電極には、それぞれに高周波電源が存在す
ることが望ましい。
【００３４】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記非平板状電極は、スポーク状のアンテナ電極であるこ
とが望ましい。
【００３５】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記非平板状電極には、周波数の異なる複数の高周波電力
が投入されることが望ましい。
【００３６】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記非平板状電極に供給される高周波電力の周波数は、時
間的に変動・変調されることが望ましい。
【００３７】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記平板状電極には、高周波電力が断続的に供給されるこ
とが望ましい。
【００３８】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記シャワーヘッドは、前記非平板状電極とは分離されて
いることが望ましい。
【００３９】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記シャワーヘッドは、前記非平板状電極と一体であるこ
とが望ましい。
【００４０】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記シャワーヘッドは複数あり、一部は前記非平板状電極
とは分離されており、他の一部は前記非平板状電極と一
体であることが望ましい。
【００４１】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記非平板状電極とは分離されたシャワーヘッドからは前
記原料系ガスを、前記非平板状電極と一体となったシャ
ワーヘッドからは前記非Ｓｉ・非Ｃ系ガスを噴出させる
ことが望ましい。
【００４２】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記非平板状電極とは分離されたシャワーヘッドからは前
記非Ｓｉ・非Ｃ系ガスを、前記非平板状電極と一体とな
ったシャワーヘッドからは前記原料系ガスを噴出させる
ことが望ましい。
【００４３】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記高周波電源の周波数は１３ＭＨｚ以上であることが望
ましい。
【００４４】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記高周波電源の周波数は２７ＭＨｚ以上であることが望
ましい。
【００４５】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記高周波電源の周波数は４０ＭＨｚ以上であることが望
ましい。
【００４６】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記高周波電源の周波数は６０ＭＨｚ以上であることが望
ましい。
【００４７】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記高周波電源の周波数は８０ＭＨｚ以上であることが望
ましい。
【００４８】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記高周波電源の周波数は１００ＭＨｚ以上であることが
望ましい。
【００４９】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体が配設されたガス導入経路に、該熱触媒体か
ら発生する輻射を前記製膜空間に設置された被製膜用の
基体に直達させない輻射遮断構造を有することが望まし
い。
【００５０】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記輻射遮断構造が前記シャワーヘッドのガス噴出経路を
非直線構造にしたものであることが望ましい。
【００５１】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記輻射遮断構造が前記熱触媒体とシャワーヘッドのガス
噴出口との間に輻射遮断部材を設置したものであること
が望ましい。
【００５２】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記輻射遮断部材は、ガス通過経路となる多数の穴を有し
ていることが望ましい。
【００５３】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記シャワーヘッドの隣接するガス噴出口間の距離は前記
非平板状電極と基体との間の距離以下であることが望ま
しい。
【００５４】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記原料系ガスと前記加熱された非Ｓｉ・非Ｃ系ガスとは
シャワーヘッドを通過中に混合されることが望ましい。
【００５５】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記基体を保持するホルダーに直流電源またはプラズマ生
成用高周波電源よりも低周波数である高周波電源を接続
して前記基体にバイアス電圧を印加することが望まし
い。
【００５６】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体は、少なくともその表面が、Ｔａ、Ｗ、Ｒ
ｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｐｔのうちの少な
くとも１種を主成分とする金属材料からなることが望ま
しい。
【００５７】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体はワイヤ状であることが望ましい。
【００５８】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体は板状あるいはメッシュ状であることが望ま
しい。
【００５９】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体は製膜時の温度以上で数分間以上前処理され
ることが望ましい。
【００６０】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体の加熱用電源は、直流電源であることが望ま
しい。
【００６１】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体の加熱用電源は、交流電源であることが望ま
しい。
【００６２】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記加熱された非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの一部は分解・活性化
されて前記プラズマ空間に導かれることが望ましい。
【００６３】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体の温度は１００℃以上、２０００℃以下であ
ることが望ましい。
【００６４】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体の温度は２００℃以上、１９００℃以下であ
ることが望ましい。
【００６５】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体を複数設けて独立に加熱することが望まし
い。
【００６６】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体を断続的あるいは周期的に加熱することが望
ましい。
【００６７】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体と電極の間の距離を可変としたことが望まし
い。
【００６８】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記原料系ガスの噴出口径と前記非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの噴
出口径とが異なることが望ましい。
【００６９】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記原料系ガスの噴出口数と前記非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの噴
出口数とが異なることが望ましい。
【００７０】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの導入経路は複数あり、少なくと
も１経路の非Ｓｉ・非Ｃ系ガスは熱触媒体で加熱される
ことなくプラズマ空間に導かれることが望ましい。
【００７１】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体で加熱されない非Ｓｉ・非Ｃ系ガス導入経路
は原料系ガス導入経路に合流していることが望ましい。
【００７２】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの導入経路における、ガス配管内
壁、シャワーヘッド内壁、輻射遮断部材の少なくともい
ずれかの表面の少なくとも一部は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔの
うちの少なくともいずれかを含む材料からなることが望
ましい。
【００７３】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記原料系ガスの導入経路にも熱触媒体が配設されてお
り、該熱触媒体は原料系ガスが分解する温度以下に制御
されていることが望ましい。
【００７４】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記原料系ガスの導入経路に配設された前記熱触媒体は、
原料系ガスに分子式にＳｉを含むガスが含まれている場
合は５００℃以下に制御することが望ましい。
【００７５】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記製膜空間を構成する製膜室の内壁面は加熱されること
が望ましい。
【００７６】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記製膜室内壁面の加熱は、製膜室内に設置されたヒータ
ーによって実現されることが望ましい。
【００７７】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記原料系ガスに分子式にＳｉを含むガスが含まれている
場合は、前記製膜室内に設置されたヒーターの温度を５
００℃以下に制御することが望ましい。
【００７８】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記原料ガス導入経路または前記非Ｓｉ・非Ｃ系ガス導入
経路にドーピングガスを導入することが望ましい。
【００７９】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記熱触媒体の加熱用電源回路にパスコンデンサを設けた
ことが望ましい。
【００８０】また、上記Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法では、前
記基体は、平板状もしくは円筒状であることが望まし
い。
【００８１】請求項５３に係るＣＶＤ装置は、請求項１
に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法を実現できる製膜室を少
なくとも１室有した複数の真空室からなることを特徴と
する。
【００８２】また、上記ＣＶＤ装置では、前記複数の真
空室には、ｐ型膜形成用製膜室、ｉ型膜形成用製膜室、
ｎ型膜形成用製膜室が含まれ、該ｉ型膜形成用製膜室は
Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法を実現できる製膜室であることが
望ましい。
【００８３】また、上記ＣＶＤ装置では、前記複数の真
空室の少なくともひとつはＣａｔ−ＣＶＤ法を実現でき
る製膜室であることが望ましい。
【００８４】また、上記ＣＶＤ装置では、前記複数の真
空室の少なくともひとつはＰＥＣＶＤ法を実現できる製
膜室であることを特徴とする請求項５３に記載のＣＶＤ
装置。
【００８５】また、上記ＣＶＤ装置では、前記複数の真
空室には少なくとも前室が含まれることが望ましい。
【００８６】また、上記ＣＶＤ装置では、前記複数の真
空室には少なくとも前室と後室が含まれることが望まし
い。
【００８７】また、上記ＣＶＤ装置では、前記複数の真
空室には少なくとも加熱室が含まれることが望ましい。
【００８８】また、上記ＣＶＤ装置では、前記複数の真
空室は線状に連続に接続されていることが望ましい。
【００８９】また、上記ＣＶＤ装置では、前記複数の真
空室は少なくともひとつ存在するコア室に接続されてい
ることが望ましい。
【００９０】また、上記ＣＶＤ装置では、前記製膜室は
デポダウン方式であることが望ましい。
【００９１】また、上記ＣＶＤ装置では、前記製膜室は
デポアップ方式であることが望ましい。
【００９２】また、上記ＣＶＤ装置では、前記製膜室は
縦型であることが望ましい。
【００９３】請求項６５に係る膜は、請求項１に記載の
Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法によって形成されたことを特徴と
する。
【００９４】上記膜では、前記膜が、原料系ガスには分
子式にＳｉを含んだガスは含まれるが、分子式にＣを含
んだガスは含まれず、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＨ2が含
まれることによって形成されたＳｉ系膜であることが望
ましい。
【００９５】また、上記膜では、前記膜は、原料系ガス
には分子式にＳｉを含むガスと分子式にＣを含むガスが
含まれ、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＨ2が含まれることに
よって形成されたＳｉ−Ｃ系膜であることが望ましい。
【００９６】また、上記膜では、前記膜は、原料系ガス
には分子式にＳｉを含むガスが含まれ、非Ｓｉ・非Ｃ系
ガスにはＨ2が含まれ、分子式にＮを含むガスは原料系
ガスあるいは非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの少なくともいずれか
に含まれることによって形成されたＳｉ−Ｎ系膜である
ことが望ましい。
【００９７】また、上記膜では、前記膜は、原料系ガス
には分子式にＳｉを含むガスが含まれ、非Ｓｉ・非Ｃ系
ガスにはＯ2が含まれることによって形成されたＳｉ−
Ｏ系膜であることが望ましい。
【００９８】また、上記膜では、前記膜は、原料系ガス
には分子式にＳｉを含むガスとＧｅを含むガスが含ま
れ、非Ｓｉ・非ＣガスにはＨ2が含まれることによって
形成されたＳｉ−Ｇｅ系膜であることが望ましい。
【００９９】また、上記膜では、前記膜は、原料系ガス
には分子式にＣを含むガスが含まれ、非Ｓｉ・非Ｃガス
にはＨ2が含まれることによって形成されたＣ系膜であ
ることが望ましい。
【０１００】請求項７２に係るデバイスでは、請求項１
に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法によって形成された膜を
用いたことを特徴とする。
【０１０１】上記デバイスでは、前記デバイスが光電変
換装置であることが望ましい。
【０１０２】また、上記デバイスでは、前記光電変換装
置が太陽電池であることが望ましい。
【０１０３】また、上記デバイスでは、前記デバイスが
光受容体装置であることが望ましい。
【０１０４】また、上記デバイスでは、前記デバイスが
表示用装置であることが望ましい。
【０１０５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施
例を示す、シャワーヘッドと非平板状電極とが分離され
ているＣａｔ−ＰＥＣＶＤ装置である。図中、１００は
シャワーヘッド、１０１は分子式にＳｉまたはＣを含む
ガスを含んだ原料系ガスの導入口、１０２は分子式にＳ
ｉとＣを含まないガスからなる非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの導
入口、１０３は原料系ガスの導入経路、１０４は非Ｓｉ
・非Ｃ系ガスの導入経路、１０５は熱触媒体、１０６は
熱触媒体１０５の加熱用電源、１０７はプラズマ空間、
１０８はプラズマ生成用の非平板状電極、１０９はプラ
ズマ生成用の高周波電源、１１０は原料系ガスの噴出
口、１１１は非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの噴出口、１１２は膜
が製膜される基体、１１３は基体加熱用のヒーター、１
１４はガス排気用の真空ポンプである。
【０１０６】また、図２は、本発明の第２の実施例を示
す、非平板状電極とは分離されたシャワーヘッドと非平
板状電極と一体となったシャワーヘッドからなるＣａｔ
−ＰＥＣＶＤ装置である。図中、２００は第１のシャワ
ーヘッド、２０１は分子式にＳｉまたはＣを含むガスを
含んだ原料系ガスの導入口、２０２は分子式にＳｉとＣ
を含まないガスからなる非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの導入口、
２０３は原料系ガスの導入経路、２０４は非Ｓｉ・非Ｃ
系ガスの導入経路、２０５は熱触媒体、２０６は熱触媒
体２０５の加熱用電源、２０７はプラズマ空間、２０８
は第２のシャワーヘッド２１６と一体化されたプラズマ
生成用の非平板状電極、２０９はプラズマ生成用の高周
波電源、２１０は原料系ガスの噴出口、２１１は非Ｓｉ
・非Ｃ系ガスの噴出口、２１２は膜が製膜される基体、
２１３は基体加熱用のヒーター、２１４はガス排気用の
真空ポンプ、２１５は輻射遮断部材である。
【０１０７】また、図３は、本発明の第３の実施例を示
す、第１の実施例とは輻射遮断構造を異にするシャワー
ヘッドと非平板状電極とが分離されているＣａｔ−ＰＥ
ＣＶＤ装置である。図中、３００はガス噴出経路を非直
線状として輻射遮断構造を実現したシャワーヘッド、３
０１は分子式にＳｉまたはＣを含むガスを含んだ原料系
ガスの導入口、３０２は分子式にＳｉとＣを含まないガ
スからなる非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの導入口、３０３は原料
系ガスの導入経路、３０４は非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの導入
経路、３０５は熱触媒体、３０６は熱触媒体３０５の加
熱用電源、３０７はプラズマ空間、３０８はプラズマ生
成用の非平板状電極、３０９はプラズマ生成用の高周波
電源、３１０は原料系ガスの噴出口、３１１は非Ｓｉ・
非Ｃ系ガスの噴出口、３１２は膜が製膜される基体、３
１３は基体加熱用のヒーター、３１４はガス排気用の真
空ポンプである。
【０１０８】なお、ガス排気用の真空ポンプ３１４は、
膜中への排気系からの不純物混入を抑制するためにター
ボ分子ポンプ等のドライ系の真空ポンプを用いることが
望ましい。このとき、到達真空度は少なくとも１Ｅ-3Ｐ
ａ以下とし、１Ｅ-4Ｐａ以下とすればより望ましい。製
膜時の圧力は１０〜１０００Ｐａ程度の範囲とする。ま
た、基体加熱用ヒーター３１３による基体３１２の温度
は１００〜４００℃の温度条件とし、望ましくは１５０
〜３００℃とする。
【０１０９】以下、実施例１、実施例２、及び実施例３
に共通する部分については、実施例１についての説明で
代表させ、異なる部分については、適時それぞれの実施
例を挙げて説明を行う。 ＝電極形状＝ まず、プラズマ生成用非平板状電極１０８ついては、具
体的形状として、図７に示すような並列配置された複数
の棒状電極からなるタイプ（ラダー型と通称される）
や、図８に示すようなスポークアンテナタイプのものを
用いることができる。
【０１１０】一般に、高周波電源１０９の周波数ｆと波
長λの関係は、プラズマ中で、λ＝ｖ／ｆで与えられ
る。ここでｖはプラズマ中での電磁波の伝播速度で、こ
れは真空中での電磁波の速度ｃ（光速度）よりも小さい
ので、λは大きくてもｃ／ｆ以下である。一方、プラズ
マ生成用電極１０８のサイズとして角型電極の一辺の長
さＬを代表的特性長ととると、λ≫Ｌであれば、電磁波
の干渉効果は生ぜず、均一なプラズマが生成されるの
で、均一膜厚・均質膜質の製膜が可能となる。例えば、
ｆ＝１３．５ＭＨｚとすると、λは最大で２２ｍ程度と
なり、１ｍ角サイズのプラズマ生成電極１０８では干渉
効果は問題にならないことがわかる。しかし、高周波電
源１０９の周波数ｆを上げていき、λ／４がＬ程度以下
の値になってくると、干渉効果が無視できなくなってく
る。例えばｆ＝６０ＭＨｚとすると、λ／４は最大でも
１．２５ｍとなり、１ｍ角サイズの単純な平板状のプラ
ズマ生成用電極では干渉効果が生じてしまい、均一な電
磁場分布、つまりは均一なプラズマ生成は望めないこと
がわかる。このため、一般的には、高周波電源１０９の
周波数がＶＨＦ帯以上となる領域では、平板状のプラズ
マ生成用電極に替えて、ラダー型やスポークアンテナ型
などの非平板状電極１０８にすることでプラズマ生成の
均一化を図る試みが行われており、本Ｃａｔ−ＰＥＣＶ
Ｄ法においてもこれを利用することができる。 ＝給電方法＝ 次に、給電方法については、プラズマ生成用非平板状電
極１０８として例えばラダー型を採用した場合、その複
数の棒状電極へは、高周波電源１０９からの高周波電力
を分配して送電してもよいし、棒状電極ごとに高周波電
源１０９を配設してもよい。また、不必要な干渉効果を
生じさせないために、高周波電力の位相が少なくとも隣
り合う電極間で異なっていることが望ましい。 ＝高周波電力供給方法＝ また、大面積にわたる均一膜厚・均質膜質の製膜をより
実現しやすくする別の方法としては、プラズマ生成用電
極１０８に周波数の異なる複数の高周波電力を投入する
ことによって、異なる空間的密度分布を持つ複数のプラ
ズマを重ね合わせる方法がある。さらに別の方法として
は、高周波電力周波数を時間的に変動・変調させて、プ
ラズマの空間密度分布を時間的に変動させて、その時間
平均をとるようにして結果的に均一製膜をする方法があ
る。なお、プラズマを例えばパルス変調するなど、プラ
ズマ生成用電極１０８に高周波電力を断続的に供給する
ようにすれば、連続プラズマ生成の場合に比べて粉体の
生成・成長を抑えることができ膜品質向上に有効な場合
がある。 ＝シャワーヘッドと電極の関係＝ 次に、シャワーヘッド１００とプラズマ生成用非平板状
電極１０８との関係であるが、大別して３つのタイプが
ある。
【０１１１】すなわち、第１のタイプは、図１に示した
ごとく、シャワーヘッド１００とプラズマ生成用電極１
０８とが分離されている最も単純なタイプである。この
タイプでは均一なガス噴出はシャワーヘッド１００で、
均一プラズマ生成は非平板状電極１０８で、それぞれ独
立に制御できるので装置の設計や取り扱いが比較的容易
であるという特長がある。しかし、原料系ガスがシャワ
ーヘッド１００から非平板状電極１０８の隙間を通して
基体１１２に向かって流れなければならないので、非平
板状電極１０８の形状や面積によってはガス流の不均一
化を招来し、必ずしも大面積での均一膜厚・均質膜質製
膜に好適とは言えない場合がありうる。
【０１１２】その場合は、図２に示したごとく、非平板
状電極２０８とは分離された第１のシャワーヘッド２０
０と非平板状電極２０８と一体となった第２のシャワー
ヘッド２１６からなる装置構成とし、プラズマ生成用非
平板状電極２０８と一体となった第２のシャワーヘッド
２１６から原料系ガスを噴出させるようにすればよい。
これが第２のタイプである。これによってプラズマ生成
用電極２０８の影になる部分への充分な原料系ガス供給
が可能となり、上記した問題が解消される。このとき、
第１のシャワーヘッド２００の構造を図１に示したシャ
ワーヘッド１００の構造として、原料系ガスの噴出を２
つのシャワーヘッドから同時に行うようにすれば（不図
示）、より均一膜厚化・均質膜質化できることは言うま
でもない。また、場合によっては上記した原料系ガスと
非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの関係を逆転させて、原料系ガスを
第１のシャワーヘッド２００から、非Ｓｉ・非Ｃ系ガス
を第２のシャワーヘッド２１６からそれぞれ噴出させる
こともできる。これによって例えばＨ2ガスを非Ｓｉ・
非Ｃ系ガスとして用いる場合、活性水素ガスの均一生成
がより図りやすくなるので、例えば結晶質Ｓｉ膜の結晶
化率分布をより均一化しやすくなる。
【０１１３】最後に第３のタイプは、第２のタイプにお
いて第１のシャワーヘッド２００がなく、第２のシャワ
ーヘッド２１６に原料系ガスと非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの分
離噴出の機能と、非Ｓｉ・非Ｃ系ガス導入経路への熱触
媒体の設置を完備させたものである（不図示）。このタ
イプでは、プラズマ生成用電極構造が複雑になる問題が
あるが、ガス噴出口がプラズマ生成用電極だけにあるの
で、プラズマ生成用電極を挟んで両側で同時に製膜が行
えるという装置の大幅な生産性向上に関わる大きな利点
がある。 ＝高周波電源周波数＝ 次に、本発明のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法及び装置では、プ
ラズマを生成させるための電極１０８は高周波電源１０
９に接続され、高周波電源１０９の周波数は１３．５６
ＭＨｚ以上であることを特徴としているが、特に本発明
の効果、つまり大面積均一膜厚・均質膜質製膜の効果が
顕著に現れるのが、２７ＭＨｚ以上（いわゆるＶＨＦ帯
以上）の高周波領域である。すなわち、従来のプラズマ
生成平板状電極では、１ｍ角サイズ程度の均一膜厚かつ
均質膜質の大面積製膜を比較的困難を伴わずに実現でき
るのはせいぜい２７ＭＨｚ程度までで、それ以上の高周
波領域では必ずしも容易とは言えない状況であったが、
本発明によれば、２７ＭＨｚ以上の高周波領域において
も従来技術よりも格段に優れた大面積製膜特性が得られ
る。ここでＶＨＦ帯の高周波周波数としては連続量とし
て任意の値を選ぶことができ、電極サイズや形状に応じ
て最適な周波数を選ぶことが望ましいが、通常は工業的
に用いられることが多い、４０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、８
０ＭＨｚ、１００ＭＨｚなどの周波数を用いれば充分で
ある。ここで、高周波電源１０９の周波数がより高いほ
うが、プラズマ中の電子密度が上がるので、原料系ガス
の分解活性化率が増大して製膜速度はより速くなる。ま
た、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスとしてＨ2ガスを用いている場
合は、原子状水素の生成割合も増大するので、結晶化促
進効果もより顕著に得られる。したがって、高速製膜条
件下でも結晶質Ｓｉ膜を得ることができる。さらに本発
明では、熱触媒体を用いて非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの活性化
をさらに促進することができるので、非Ｓｉ・非Ｃ系ガ
スとしてＨ2ガスを用いている場合は、上記したＶＨＦ
自体の効果に加えてさらに結晶化促進効果が増大し、さ
らなる高速製膜条件下においても良質な結晶質Ｓｉ膜を
得ることができる。
【０１１４】なお、高周波電源の周波数は、１００ＭＨ
ｚ程度までのＶＨＦ帯に限定する必要はなく、より周波
数の高いＵＨＦ帯やマイクロ波域での周波数まで利用す
ることができる。なお、輻射遮断部材１１５、２１５を
用いる場合は、ガスの流れを遮断しないように、輻射遮
断部材１１５、２１５は多数のガス通過用の穴を備えて
いることが望ましい。 ＝輻射遮断構造＝ ここで本発明のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法及び装置では、シ
ャワーヘッド１００は熱触媒体１０５から放出される輻
射を基体１１２に直達させない輻射遮断構造を有するこ
とが望ましいが、本実施例では、これを図１、図２に示
したような輻射遮断部材１１５、２１５を用いたり、図
３に示したようなシャワーヘッド３００のガス噴出経路
を非直線状として輻射遮断構造を実現している。これに
よって熱触媒体１０５から基体１１２の表面への輻射の
直達が遮断され、基体１１２の表面温度の好ましくない
上昇を抑えることができ、より安定した膜質制御が可能
となる。 ＝ガス噴出方法＝ 次に、シャワーヘッド１００の隣接する原料系ガス噴出
口１１０と加熱された非Ｓｉ・非Ｃ系ガス噴出口１１１
の距離はシャワーヘッド１００と基体１１２間の距離以
下であることが望ましい。これによってガスの混合均一
化がより容易となり、大面積にわたる膜厚の均一化及び
膜質の均質化をより実現しやすくなる。なお、大面積に
わたる膜厚の均一化及び膜質の均質化をさらに促進した
い場合には、原料系ガスと加熱された非Ｓｉ・非Ｃ系ガ
スがシャワーヘッド１００を通過中に混合されるように
すればよい。
【０１１５】以上、上記したプラズマ生成用非平板状電
極１０８とシャワーヘッド１００との組み合わせによれ
ば、従来のプラズマ生成用平板状電極とシャワーヘッド
との組み合わせでは必ずしも容易とは言えなかった１ｍ
角サイズの大面積での均一・均質製膜が比較的容易に実
現できるようになる。すなわち、膜厚分布に関しては±
１５％程度以下で、膜質分布については例えば結晶化率
を±１５％程度以下で、また、薄膜Ｓｉ太陽電池特性分
布としては、変換効率を±１０％程度以下で制御するこ
とが可能となる。 ＝基板バイアス＝ 次に、基体側電極に直流電源またはプラズマ生成用高周
波電源１０９よりも低周波数である高周波電源を接続し
て基体１１２にバイアス電圧を印加できるようにすれ
ば、基体１１２へのイオン衝突の程度を制御することが
でき、製膜前の基体表面の清浄処理や製膜中の適度なイ
オン衝撃による膜質制御に有効である。 ＝熱触媒体＝ 次に、熱触媒体１０５は、少なくともその表面が金属材
料からなるが、この金属材料はより好ましくは高融点金
属材料であるＴａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｎｂ、Ｍ
ｏ、Ｒｕ、Ｐｔのうちの少なくとも１種を主成分とする
ような金属材料からなることが望ましい。また、熱触媒
体１０５としては、通常、上記のような金属材料をワイ
ヤ状にしたものを用いることが多いが、特にワイヤ状に
限るものではなく、板状、メッシュ状のものも用いるこ
とができる。なお、熱触媒体材料たる金属材料中に膜形
成にあたって好ましくない不純物が含まれている場合に
は、熱触媒体１０５を製膜に使用する前に、予め製膜時
の加熱温度以上の温度で数分間以上予備加熱すれば、不
純物低減に効果的である。 ＝熱触媒体用加熱電源＝ なお、熱触媒体１０５の加熱用電源１０６としては、通
常、直流電源を用いるのが簡便であるが、交流電源を用
いても支障はない。また直流電源を用いる場合、後述す
るように非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの加熱あるいは分解・活性
化の程度を制御するために、直流電力を断続的に熱触媒
体１０５に供給するようにもできる。 ＝非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの活性化＝ 次に、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスは熱触媒体１０５で加熱され
てプラズマ空間１０７に導かれるのであるが、一部は熱
触媒体１０５で分解・活性化され、その程度は熱触媒体
温度に比例する。例えばＨ2ガスは、圧力にもよるが熱
触媒体温度が約１０００℃を超えるあたりから分解反応
による原子状水素の生成が顕著になってくる。この原子
状水素は上記したようにＳｉ膜の結晶化促進に非常に効
果的に作用する。なお熱触媒体温度が約１０００℃以下
であって原子状水素の生成がそれほど顕著ではなく結晶
化促進効果があまり期待できない温度条件であっても、
熱触媒体を使用するという副次効果としてのガスヒーテ
ィング効果により高次シラン生成反応が抑制されるの
で、高品質な水素化アモルファスシリコン膜の形成には
やはり効果的である。ただし熱触媒体温度は最低でも１
００℃以上、より好ましくは２００℃以上とするのが上
記効果を得るためには望ましい。２００℃以上とするこ
とでガスヒーティングの効果をより顕著に得ることがで
きる。なお、最高温度としては、２０００℃以下、より
好ましくは１９００℃以下とする。１９００℃以上では
触媒体や周辺部材からの不純物の脱ガスや、触媒体の材
料自体の蒸発などの問題が生じはじめるからである。 ＝活性化量調節方法＝ ここで、上記したＨ2に代表される非Ｓｉ・非Ｃ系ガス
の加熱あるいは分解・活性化の程度を上記した熱触媒体
温度で制御すること以外の方法で実現する方法として
は、以下に述べるものがある。
【０１１６】第１の方法は、熱触媒体１０５の表面積を
制御するものである。これによれば熱触媒体１０５の温
度を下げることなく、ある温度以上に維持したまま非Ｓ
ｉ・非Ｃ系ガスの加熱あるいは分解・活性化の程度を制
御することができる。例えば熱触媒体１０５として線状
のものを使う場合には、その線長と線径を選ぶことで熱
触媒体１０５の表面積を制御することができる。実際に
は装置使用中に熱触媒体１０５の線長や線径を変えるこ
とは困難であるので、この場合は、独立に加熱可能な熱
触媒体１０５を複数本配設しておいて（不図示）、必要
に応じて加熱する熱触媒体１０５の数を決めれば非Ｓｉ
・非Ｃ系ガスの加熱あるいは分解・活性化の程度を段階
的に変えることができる。
【０１１７】第２の方法は、熱触媒体１０５の加熱を断
続的あるいは周期的に行う方法である。具体的には加熱
用電源１０６の電力をパルス状に与えるなど断続的に与
える機構にしたり、低周波の交流電源で与えれば熱触媒
体１０５の加熱を周期的に行うことができる。これによ
って単位時間あたりの非Ｓｉ・非Ｃ系ガスと熱触媒体１
０５との反応時間を連続的に制御できるので非Ｓｉ・非
Ｃ系ガスの加熱あるいは分解・活性化の程度を連続的に
制御することができる。
【０１１８】第３の方法は、熱触媒体１０５とシャワー
ヘッド１００の非Ｓｉ・非Ｃ系ガス噴出口１１１との間
の距離を可変とするものである。分解・活性化された非
Ｓｉ・非Ｃ系ガスには寿命があるので、この距離を長く
すれば非Ｓｉ・非Ｃ系ガス噴出口１１１から放出される
非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの分解・活性化の程度を減少させる
ことができ、短くすれば増大させることができる。
【０１１９】第４の方法は、非Ｓｉ・非Ｃ系ガス噴出口
１１１の口径と原料系ガス噴出口１１０の口径を別々に
設計して調節したり、非Ｓｉ・非Ｃ系ガス噴出口１１１
の総数と原料系ガス噴出口１１０の総数とを別々に設計
して調節するものである。非Ｓｉ・非Ｃ系ガス噴出口１
１１の口径の縮小あるいは口総数の減少は加熱あるいは
分解・活性化された非Ｓｉ・非Ｃ系ガスのプラズマ空間
１０７への噴出量を減少させ、非Ｓｉ・非Ｃ系ガス噴出
口１１１の口径の拡大あるいは口総数の増大は加熱ある
いは分解・活性化された非Ｓｉ・非Ｃ系ガスのプラズマ
空間１０７への噴出量を増大させることができる。
【０１２０】第５の方法は、ガスの導入経路に熱触媒体
を配設しない非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの導入経路（不図示）
を追加し、熱触媒体１０５を経由する非Ｓｉ・非Ｃ系ガ
ス流量と熱触媒体を経由しない非Ｓｉ・非Ｃ系ガス流量
とを独立して制御できるようにするものである。これに
よって加熱あるいは分解・活性化された非Ｓｉ・非Ｃ系
ガスと加熱されない非Ｓｉ・非Ｃ系ガスとを任意のガス
流量比で混合することができるようになるので、シャワ
ーヘッド１００からプラズマ空間１０７に放出される加
熱あるいは分解・活性化された非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの密
度を連続的に変化させることができる。ここで、加熱さ
れない非Ｓｉ・非Ｃ系ガス導入経路は原料系ガス導入経
路１０３に合流させてもよい。 ＝ガス経路材料＝ 次に、非Ｓｉ・非Ｃ系ガス導入経路１０４における、ガ
ス配管内壁、シャワーヘッド内壁、輻射遮断部材の少な
くともいずれかの表面の少なくとも一部は、Ｎｉ、Ｐ
ｄ、Ｐｔのうちの少なくともいずれかを含む材料からな
っていることが望ましい。これらの金属元素は例えばＨ
2などのガス分子の解離を促進する触媒作用があるの
で、分解・活性化された非Ｓｉ・非Ｃ系ガスが上記部材
表面で再結合して失活してしまう確率を下げることがで
きる。 ＝原料ガスヒーティング＝ 次に、原料系ガス導入経路１０３にも熱触媒体（不図
示）が配設されていることが、ガスヒーティング効果を
促進する上で望ましい。ただし、熱触媒体１０５による
原料系ガスの分解が生じないように、熱触媒体１０５の
温度は原料系ガスが分解する温度以下に制御されるよう
にする。例えば原料ガスとしてＳｉＨ4を使う場合は温
度は５００℃以下、望ましくは４００℃以下にする。
【０１２１】なお、上記ガスヒーティング効果を促進す
る別の方法としては、製膜室内壁面を加熱する方法があ
る。具体的には、製膜室内にヒーター（不図示）を設置
すれば製膜室内壁面の加熱を実現することができる。こ
こで、原料系ガスに分子式にＳｉを含むガスが含まれて
いる場合は、上記ヒーターの温度は５００℃以下、望ま
しくは４００℃以下とする。 ＝ドーピングガス導入方法＝ 次に、ドーピングガスを供給する場合は、ドーピングガ
スを原料ガス導入経路１０３または非Ｓｉ・非Ｃ系ガス
導入経路１０４に導入することができる。このとき、ｐ
型ドーピングガスにはＢ2Ｈ6等を用い、ｎ型ドーピング
ガスにはＰＨ3等を用いることができる。 ＝電気回路＝ 触媒体加熱用電源１０６の回路には高周波阻止手段とし
てのパスコンデンサ（不図示）を設置することが望まし
い。これによって高周波電源からの高周波成分の進入を
阻止することができ、安定した製膜をより確実に実現す
ることができる。 ＝基体形状＝ 基体１１２としては、例えば太陽電池などのデバイスの
場合は平板状のものを用いることができるし、例えば感
光ドラムなどのデバイスの場合は円筒状などの非平板状
のものを用いることができる。 ＝装置＝ 本発明のＣａｔ−ＣＶＤ法を実現するＣＶＤ装置は、図
９に示すように、上記製法を実現できる製膜室を少なく
とも１室有した複数の真空室からなるＣＶＤ装置とす
る。
【０１２２】ここで、上記複数の真空室には、少なくと
もｐ型膜形成用製膜室、ｉ型膜形成用製膜室、ｎ型膜形
成用製膜室が含まれ、少なくともｉ型膜形成用製膜室は
Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法を実現できる製膜室であることが
望ましい。
【０１２３】また、複数の真空室の少なくともひとつは
Ｃａｔ−ＣＶＤ法を実現できる製膜室であることが望ま
しい。これによって例えばＣａｔ−ＣＶＤ法による水素
化アモルファスシリコン膜の高速・高品質製膜が可能と
なり、例えばタンデム型太陽電池のトップセルの光活性
層に水素化アモルファスシリコン膜を使用することが可
能となるなど、多層膜形成時の組み合わせ自由度を上げ
ることができる。Ｃａｔ−ＣＶＤ法による水素化アモル
ファスシリコン膜は、ＰＥＣＶＤ法によるそれよりも低
水素濃度とすることができることが知られており、より
光吸収特性に優れたより小さい光学的バンドギャップ特
性を実現することができる。また、水素化アモルファス
シリコンの長年の課題である光劣化特性も低く抑えるこ
とができるという利点もある。
【０１２４】また、複数の真空室の少なくともひとつは
ＰＥＣＶＤ法を実現できる製膜室であることが望まし
い。これによって例えば酸化物透明導電膜など原子状Ｈ
の還元作用に弱い膜表面への膜堆積をこの還元作用をで
きるだけ抑制した条件で実現することができるなど、多
層膜形成時の組み合わせ自由度を上げることができる。
【０１２５】また、複数の真空室には少なくとも前室が
含まれることが製膜室を大気開放させない目的で望まし
く、さらには、複数の真空室には少なくとも前室と後室
が含まれれば生産性向上の上でより望ましい。また、複
数の真空室には少なくとも加熱室が含まれることがやは
り生産性向上の上で望ましい。
【０１２６】上記複数の真空室の配置方法は、複数の真
空室を線状に連続に接続配列することもできるし、複数
の真空室を少なくともひとつ存在するコア室に接続する
ようにして星型に配置することもできる。
【０１２７】製膜室の製膜方式が横型の場合は、実施例
でも示したように基体１１２に対して重力的に上側から
製膜種を堆積させるデポダウン方式とすることもできる
し、反対に基体１１２に対して重力的に下側から製膜種
を堆積させるデポアップ方式とすることもできる。前者
においては基体１１２と基体加熱用ヒーター１１３の密
着性がよいので基体全面にわたっての均一温度分布を得
やすい利点がある一方、粉体等の異物の落下付着を受け
やすい課題がある。一方、後者では逆に粉体等の異物の
付着の程度を低減できるが、基体の撓みなどによる基体
全面での均一温度分布を得にくいという課題がある。前
者あるいは後者の選択は利点・不利点を勘案して選択す
ればよい。
【０１２８】ここで、上記２つの要素を比較的良好に同
時成立させる方法として、製膜室を縦型とする方法があ
る。縦型とすることで、横型デポダウン方式よりは粉体
等の異物の付着は受けにくく、また横型デポアップ方式
よりは基体全面での均一温度分布を得やすくすることが
できる。 ＝膜＝ 本発明のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法によれば、高速で高品質
な、しかも大面積にわたって膜厚・膜質ともに均一性の
高い膜形成が可能となるのであるが、具体的には以下に
述べる特にＳｉ系膜あるいはＣ系膜についてその効果が
顕著に発揮される。
【０１２９】第１の例は、原料系ガスには分子式にＳｉ
を含んだガスは含まれるが、分子式にＣを含んだガスは
含まれず、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＨ2が含まれること
によって形成されたＳｉ系膜である。具体的には、例え
ば原料系ガスにはＳｉＨ4を、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスには
Ｈ2を用いると、既に上記した理由で高品質な水素化ア
モルファスシリコン膜や高品質な結晶質シリコン膜を、
高速で、しかも大面積にわたって膜厚・膜質の均一性が
高い状態で形成することができる。
【０１３０】第２の例は、原料系ガスには分子式にＳｉ
を含むガスと分子式にＣを含むガスが含まれ、非Ｓｉ・
非Ｃ系ガスにはＨ2が含まれることによって形成された
Ｓｉ−Ｃ系膜である。具体的には、例えば原料系ガスに
はＳｉＨ4とＣＨ4を、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＨ2を用
いると、既に上記した理由で高品質な水素化アモルファ
スシリコンカーバイド膜や高品質な結晶質シリコンカー
バイド膜を、高速で、しかも大面積にわたって膜厚・膜
質の均一性が高い状態で形成することができる。第３の
例は、原料系ガスには分子式にＳｉを含むガスが含ま
れ、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＨ2が含まれ、分子式にＮ
を含むガスは原料系ガスあるいは非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの
少なくともいずれかに含まれることによって形成された
Ｓｉ−Ｎ系膜である。具体的には、例えば原料系ガスに
はＳｉＨ4を、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＨ2を、Ｎを含む
ガスとしてＮＨ3を用いると、既に上記した理由で高品
質な水素化アモルファスシリコン窒化膜や高品質な結晶
質シリコン窒化膜を、高速で、しかも大面積にわたって
膜厚・膜質の均一性が高い状態で形成することができ
る。
【０１３１】第４の例は、原料系ガスには分子式にＳｉ
を含むガスが含まれ、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＯ2が含
まれることによって形成されたＳｉ−Ｏ系膜である。具
体的には、例えば原料系ガスにはＳｉＨ4と必要ならＨ2
を、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＯ2と必要ならＨｅやＡｒ
を用いると、既に上記した理由で高品質なアモルファス
シリコン酸化膜や高品質な結晶質シリコン酸化膜を、高
速で、しかも大面積にわたって膜厚・膜質の均一性が高
い状態で形成することができる。
【０１３２】第５の例は、原料系ガスには分子式にＳｉ
を含むガスとＧｅを含むガスが含まれ、非Ｓｉ・非Ｃガ
スにはＨ2が含まれることによって形成されたＳｉ−Ｇ
ｅ系膜である。具体的には、例えば原料系ガスにはＳｉ
Ｈ4とＧｅＨ4を、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＨ2を用いる
と、既に上記した理由で高品質な水素化アモルファスシ
リコンゲルマニウム膜や高品質な結晶質シリコンゲルマ
ニウム膜を、高速で、しかも大面積にわたって膜厚・膜
質の均一性が高い状態で形成することができる。
【０１３３】第６の例は、原料ガスには分子式にＣを含
むガスが含まれ、非Ｓｉ・非ＣガスにはＨ2が含まれる
ことによって形成されたＣ系膜である。具体的には、例
えば原料系ガスにはＣＨ4と必要であれば微量のＯ2を、
非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＨ2を用いると、既に上記した
理由で高品質なアモルファスカーボン膜や高品質な結晶
質カーボン膜を、高速で、しかも大面積にわたって膜厚
・膜質の均一性が高い状態で形成することができる。具
体的には、ダイヤモンド膜やダイヤモンドライクカーボ
ン膜などの製膜を行うことができる。 ＝デバイス＝ 次に、本発明のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法で形成した上記膜
をデバイスに使用すれば、以下に挙げるようなデバイス
を高性能かつ低コストで製造することができる。
【０１３４】第１のデバイス例は、光電変換装置であ
り、本発明のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法による膜を光活性層
に用いれば高性能な特性を、高速製膜、すなわち低コス
トで実現することができる。特に光電変換装置の代表格
である太陽電池においては、本発明のＣａｔ−ＰＥＣＶ
Ｄ法の高速・高品質・大面積製膜特性が充分に発揮され
て高効率かつ低コストな薄膜太陽電池を製造することが
できる。太陽電池以外でも、例えばフォトダイオードや
イメージセンサやＸ線パネルなどの光電変換機能を有す
る装置でも同様な効果をもちろん得ることができる。
【０１３５】第２のデバイス例は、光受容体装置であ
り、本発明のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法による膜を光受容層
に用いれば高性能な特性を、高速製膜、すなわち低コス
トで実現することができる。特に感光ドラムにおけるシ
リコン系膜に用いると効果的である。
【０１３６】第３のデバイス例は、表示用装置であり、
本発明のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法による膜を駆動膜に用い
れば高性能な特性を、高速製膜、すなわち低コストで実
現することができる。特にＴＦＴにおけるアモルファス
シリコン膜や多結晶シリコン膜に用いると効果的であ
る。ＴＦＴ以外でも、例えばイメージセンサ、Ｘ線パネ
ルなどの表示機能を持つ装置でも同様な効果を得ること
ができる。
【０１３７】
【発明の効果】以上、本発明のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法に
よれば、分子式にＳｉまたはＣを含むガスを含んだ原料
系ガスと、分子式にＳｉとＣを含まないガスからなる非
Ｓｉ・非Ｃ系ガスの水素ガスとが、分離された状態で複
数のガス噴出口を有したシャワーヘッドを通して製膜空
間に導入され、少なくとも非Ｓｉ・非Ｃ系ガスは該ガス
の導入経路に配設され、加熱用電源に接続された熱触媒
体によって加熱され、上記製膜空間に高周波電源に接続
された非平板状電極でプラズマ空間を生成させて上記基
体に膜を堆積させるので、Ｓｉ系膜やＣ系膜の高速・高
品質製膜を大面積にわたって均一膜厚かつ均質膜質で実
現することができる。
【０１３８】また、本発明のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法で形
成した膜を用いれば、低コストで高効率な薄膜Ｓｉ系太
陽電池に代表される光電変換装置等のデバイスを作製す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る方法の第１の実施例を示す図であ
る。
【図２】本発明に係る方法の第２の実施例を示す図であ
る。
【図３】本発明に係る方法の第３の実施例を示す図であ
る。
【図４】従来の方法の第１の例を示す図である。
【図５】従来の方法の第２の例を示す図である。
【図６】従来の方法の第３の例を示す図である。
【図７】本発明に係る方法の非平板状電極の一例を示す
図である。
【図８】本発明に係る方法の非平板状電極の他の例を示
す図である。
【図９】本発明に係るＣＶＤ装置の一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥井 宏樹 滋賀県八日市市蛇溝町長谷野1166番地の６ 京セラ株式会社滋賀八日市工場内 Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA09 AA17 BA40 EA05 FA03 FA14 FA17 JA10 JA18 KA15 LA16 LA18 5F045 AA08 AB04 AC01 AD05 AD06 AE17 AE19 AE21 BB02 BB08 BB09 CA13 DP03 DQ15 EB02 EF05 EH04 EH19 HA25

Claims (76)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 分子式にＳｉまたはＣを含むガスを含ん
    だ原料系ガスと、導入経路に配設された熱触媒体によっ
    て加熱される分子式にＳｉとＣを含まないガスからなる
    非Ｓｉ・非Ｃ系ガスとが、分離された状態で複数のガス
    噴出口を有するシャワーヘッドを通して製膜空間に導入
    されて混合され、この製膜空間に高周波電源に接続され
    た非平板状電極でプラズマ空間を生成して基体に膜を堆
    積するＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  2. 【請求項２】 前記非平板状電極は、並列配置された複
    数の棒状電極からなることを特徴とする請求項１に記載
    のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  3. 【請求項３】 前記複数の棒状電極へは、高周波電源か
    らの高周波電力を分配して導入することを特徴とする請
    求項２に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  4. 【請求項４】 前記複数の棒状電極に導かれる高周波電
    力の位相は、少なくとも隣り合う電極間で異なることを
    特徴とする請求項２に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  5. 【請求項５】 前記複数の棒状電極には、それぞれに高
    周波電源が存在することを特徴とする請求項２に記載の
    Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  6. 【請求項６】 前記非平板状電極は、スポーク状のアン
    テナ電極であることを特徴とする請求項１に記載のＣａ
    ｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  7. 【請求項７】 前記非平板状電極には、周波数の異なる
    複数の高周波電力が投入されることを特徴とする請求項
    １ないし６のいずれかに記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  8. 【請求項８】 前記非平板状電極に供給される高周波電
    力の周波数は、時間的に変動・変調されることを特徴と
    する請求項１ないし６のいずれかに記載のＣａｔ−ＰＥ
    ＣＶＤ法。
  9. 【請求項９】 前記平板状電極には、高周波電力が断続
    的に供給されることを特徴とする請求項１ないし６のい
    ずれかに記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  10. 【請求項１０】 前記シャワーヘッドは、前記非平板状
    電極とは分離されていることを特徴とする請求項１に記
    載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  11. 【請求項１１】 前記シャワーヘッドは、前記非平板状
    電極と一体であることを特徴とする請求項１に記載のＣ
    ａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  12. 【請求項１２】 前記シャワーヘッドは複数あり、一部
    は前記非平板状電極とは分離されており、他の一部は前
    記非平板状電極と一体であることを特徴とする請求項１
    に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  13. 【請求項１３】 前記非平板状電極とは分離されたシャ
    ワーヘッドからは前記原料系ガスを、前記非平板状電極
    と一体となったシャワーヘッドからは前記非Ｓｉ・非Ｃ
    系ガスを噴出させることを特徴とする請求項１２に記載
    のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  14. 【請求項１４】 前記非平板状電極とは分離されたシャ
    ワーヘッドからは前記非Ｓｉ・非Ｃ系ガスを、前記非平
    板状電極と一体となったシャワーヘッドからは前記原料
    系ガスを噴出させることを特徴とする請求項１２に記載
    のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  15. 【請求項１５】 前記高周波電源の周波数は１３ＭＨｚ
    以上であることを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−
    ＰＥＣＶＤ法。
  16. 【請求項１６】 前記高周波電源の周波数は２７ＭＨｚ
    以上であることを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−
    ＰＥＣＶＤ法。
  17. 【請求項１７】 前記高周波電源の周波数は４０ＭＨｚ
    以上であることを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−
    ＰＥＣＶＤ法。
  18. 【請求項１８】 前記高周波電源の周波数は６０ＭＨｚ
    以上であることを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−
    ＰＥＣＶＤ法。
  19. 【請求項１９】 前記高周波電源の周波数は８０ＭＨｚ
    以上であることを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−
    ＰＥＣＶＤ法。
  20. 【請求項２０】 前記高周波電源の周波数は１００ＭＨ
    ｚ以上であることを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ
    −ＰＥＣＶＤ法。
  21. 【請求項２１】 前記熱触媒体が配設されたガス導入経
    路に、該熱触媒体から発生する輻射を前記製膜空間に設
    置された被製膜用の基体に直達させない輻射遮断構造を
    有することを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥ
    ＣＶＤ法。
  22. 【請求項２２】 前記輻射遮断構造が前記シャワーヘッ
    ドのガス噴出経路を非直線構造にしたものであることを
    特徴とする請求項２１に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  23. 【請求項２３】 前記輻射遮断構造が前記熱触媒体とシ
    ャワーヘッドのガス噴出口との間に輻射遮断部材を設置
    したものであることを特徴とする請求項２１に記載のＣ
    ａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  24. 【請求項２４】 前記輻射遮断部材は、ガス通過経路と
    なる多数の穴を有していることを特徴とする請求項２１
    に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  25. 【請求項２５】 前記シャワーヘッドの隣接するガス噴
    出口間の距離は前記非平板状電極と基体との間の距離以
    下であることを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−Ｐ
    ＥＣＶＤ法。
  26. 【請求項２６】 前記原料系ガスと前記加熱された非Ｓ
    ｉ・非Ｃ系ガスとはシャワーヘッドを通過中に混合され
    ることを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶ
    Ｄ法。
  27. 【請求項２７】 前記基体を保持するホルダーに直流電
    源またはプラズマ生成用高周波電源よりも低周波数であ
    る高周波電源を接続して前記基体にバイアス電圧を印加
    することを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣ
    ＶＤ法。
  28. 【請求項２８】 前記熱触媒体は、少なくともその表面
    が、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、
    Ｐｔのうちの少なくとも１種を主成分とする金属材料か
    らなることを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥ
    ＣＶＤ法。
  29. 【請求項２９】 前記熱触媒体はワイヤ状であることを
    特徴とする請求項２８に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  30. 【請求項３０】 前記熱触媒体は板状あるいはメッシュ
    状であることを特徴とする請求項２８に記載のＣａｔ−
    ＰＥＣＶＤ法。
  31. 【請求項３１】 前記熱触媒体は製膜時の温度以上で数
    分間以上前処理されることを特徴とする請求項２８に記
    載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  32. 【請求項３２】 前記熱触媒体の加熱用電源は、直流電
    源であることを特徴とする請求項２８に記載のＣａｔ−
    ＰＥＣＶＤ法。
  33. 【請求項３３】 前記熱触媒体の加熱用電源は、交流電
    源であることを特徴とする請求項２８に記載のＣａｔ−
    ＰＥＣＶＤ法。
  34. 【請求項３４】 前記加熱された非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの
    一部は分解・活性化されて前記プラズマ空間に導かれる
    ことを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ
    法。
  35. 【請求項３５】 前記熱触媒体の温度は１００℃以上、
    ２０００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載
    のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  36. 【請求項３６】 前記熱触媒体の温度は２００℃以上、
    １９００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載
    のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  37. 【請求項３７】 前記熱触媒体を複数設けて独立に加熱
    することを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣ
    ＶＤ法。
  38. 【請求項３８】 前記熱触媒体を断続的あるいは周期的
    に加熱することを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−
    ＰＥＣＶＤ法。
  39. 【請求項３９】 前記熱触媒体と電極の間の距離を可変
    としたことを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥ
    ＣＶＤ法。
  40. 【請求項４０】 前記原料系ガスの噴出口径と前記非Ｓ
    ｉ・非Ｃ系ガスの噴出口径とが異なることを特徴とする
    請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  41. 【請求項４１】 前記原料系ガスの噴出口数と前記非Ｓ
    ｉ・非Ｃ系ガスの噴出口数とが異なることを特徴とする
    請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  42. 【請求項４２】 前記非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの導入経路は
    複数あり、少なくとも１経路の非Ｓｉ・非Ｃ系ガスは熱
    触媒体で加熱されることなくプラズマ空間に導かれるこ
    とを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ
    法。
  43. 【請求項４３】 前記熱触媒体で加熱されない非Ｓｉ・
    非Ｃ系ガス導入経路は原料系ガス導入経路に合流してい
    ることを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶ
    Ｄ法。
  44. 【請求項４４】 前記非Ｓｉ・非Ｃ系ガスの導入経路に
    おける、ガス配管内壁、シャワーヘッド内壁、輻射遮断
    部材の少なくともいずれかの表面の少なくとも一部は、
    Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの少なくともいずれかを含む材
    料からなることを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−
    ＰＥＣＶＤ法。
  45. 【請求項４５】 前記原料系ガスの導入経路にも熱触媒
    体が配設されており、該熱触媒体は原料系ガスが分解す
    る温度以下に制御されていることを特徴とする請求項１
    に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  46. 【請求項４６】 前記原料系ガスの導入経路に配設され
    た前記熱触媒体は、原料系ガスに分子式にＳｉを含むガ
    スが含まれている場合は５００℃以下に制御することを
    特徴とする請求項４５に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  47. 【請求項４７】 前記製膜空間を構成する製膜室の内壁
    面は加熱されることを特徴とする請求項１に記載のＣａ
    ｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  48. 【請求項４８】 前記製膜室内壁面の加熱は、製膜室内
    に設置されたヒーターによって実現されることを特徴と
    する請求項４７に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  49. 【請求項４９】 前記原料系ガスに分子式にＳｉを含む
    ガスが含まれている場合は、前記製膜室内に設置された
    ヒーターの温度を５００℃以下に制御することを特徴と
    する請求項４７に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  50. 【請求項５０】 前記原料ガス導入経路または前記非Ｓ
    ｉ・非Ｃ系ガス導入経路にドーピングガスを導入するこ
    とを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ
    法。
  51. 【請求項５１】 前記熱触媒体の加熱用電源回路にパス
    コンデンサを設けたことを特徴とする請求項１に記載の
    Ｃａｔ−ＰＥＣＶＤ法。
  52. 【請求項５２】 前記基体は、平板状もしくは円筒状で
    あることを特徴とする請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣ
    ＶＤ法。
  53. 【請求項５３】 請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ
    法を実現できる製膜室を少なくとも１室有した複数の真
    空室からなることを特徴とするＣＶＤ装置。
  54. 【請求項５４】 前記複数の真空室には、ｐ型膜形成用
    製膜室、ｉ型膜形成用製膜室、ｎ型膜形成用製膜室が含
    まれ、該ｉ型膜形成用製膜室はＣａｔ−ＰＥＣＶＤ法を
    実現できる製膜室であることを特徴とする請求項５３に
    記載のＣＶＤ装置。
  55. 【請求項５５】 前記複数の真空室の少なくともひとつ
    はＣａｔ−ＣＶＤ法を実現できる製膜室であることを特
    徴とする請求項５３に記載のＣＶＤ装置。
  56. 【請求項５６】 前記複数の真空室の少なくともひとつ
    はＰＥＣＶＤ法を実現できる製膜室であることを特徴と
    する請求項５３に記載のＣＶＤ装置。
  57. 【請求項５７】 前記複数の真空室には少なくとも前室
    が含まれることを特徴とする請求項５３に記載のＣＶＤ
    装置。
  58. 【請求項５８】 前記複数の真空室には少なくとも前室
    と後室が含まれることを特徴とする請求項５３に記載の
    ＣＶＤ装置。
  59. 【請求項５９】 前記複数の真空室には少なくとも加熱
    室が含まれることを特徴とする請求項５３に記載のＣＶ
    Ｄ装置。
  60. 【請求項６０】 前記複数の真空室は線状に連続に接続
    されていることを特徴とする請求項５３に記載のＣＶＤ
    装置。
  61. 【請求項６１】 前記複数の真空室は少なくともひとつ
    存在するコア室に接続されていることを特徴とする請求
    項５３に記載のＣＶＤ装置。
  62. 【請求項６２】 前記製膜室はデポダウン方式であるこ
    とを特徴とする請求項５３に記載のＣＶＤ装置。
  63. 【請求項６３】 前記製膜室はデポアップ方式であるこ
    とを特徴とする請求項５３に記載のＣＶＤ装置。
  64. 【請求項６４】 前記製膜室は縦型であることを特徴と
    する請求項５３に記載のＣＶＤ装置。
  65. 【請求項６５】 請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ
    法によって形成されたことを特徴とする膜。
  66. 【請求項６６】 前記膜は、原料系ガスには分子式にＳ
    ｉを含んだガスは含まれるが、分子式にＣを含んだガス
    は含まれず、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＨ2が含まれるこ
    とによって形成されたＳｉ系膜であることを特徴とする
    請求項６５に記載の膜。
  67. 【請求項６７】 前記膜は、原料系ガスには分子式にＳ
    ｉを含むガスと分子式にＣを含むガスが含まれ、非Ｓｉ
    ・非Ｃ系ガスにはＨ2が含まれることによって形成され
    たＳｉ−Ｃ系膜であることを特徴とする請求項６５に記
    載の膜。
  68. 【請求項６８】 前記膜は、原料系ガスには分子式にＳ
    ｉを含むガスが含まれ、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＨ2が
    含まれ、分子式にＮを含むガスは原料系ガスあるいは非
    Ｓｉ・非Ｃ系ガスの少なくともいずれかに含まれること
    によって形成されたＳｉ−Ｎ系膜であることを特徴とす
    る請求項６５に記載の膜。
  69. 【請求項６９】 前記膜は、原料系ガスには分子式にＳ
    ｉを含むガスが含まれ、非Ｓｉ・非Ｃ系ガスにはＯ2が
    含まれることによって形成されたＳｉ−Ｏ系膜であるこ
    とを特徴とする請求項６５に記載の膜。
  70. 【請求項７０】 前記膜は、原料系ガスには分子式にＳ
    ｉを含むガスとＧｅを含むガスが含まれ、非Ｓｉ・非Ｃ
    ガスにはＨ2が含まれることによって形成されたＳｉ−
    Ｇｅ系膜であることを特徴とする請求項６５に記載の
    膜。
  71. 【請求項７１】 前記膜は、原料系ガスには分子式にＣ
    を含むガスが含まれ、非Ｓｉ・非ＣガスにはＨ2が含ま
    れることによって形成されたＣ系膜であることを特徴と
    する請求項６５に記載の膜。
  72. 【請求項７２】 請求項１に記載のＣａｔ−ＰＥＣＶＤ
    法によって形成された膜を用いたことを特徴とするデバ
    イス。
  73. 【請求項７３】 前記デバイスが光電変換装置であるこ
    とを特徴とする請求項７２に記載のデバイス。
  74. 【請求項７４】 前記光電変換装置が太陽電池であるこ
    とを特徴とする請求項７２に記載のデバイス。
  75. 【請求項７５】 前記デバイスが光受容体装置であるこ
    とを特徴とする請求項７２に記載のデバイス。
  76. 【請求項７６】 前記デバイスが表示用装置であること
    を特徴とする請求項７２に記載のデバイス。
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