JP2012222157A - 基板処理装置、及び、太陽電池の製造方法 - Google Patents

基板処理装置、及び、太陽電池の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2012222157A
JP2012222157A JP2011086642A JP2011086642A JP2012222157A JP 2012222157 A JP2012222157 A JP 2012222157A JP 2011086642 A JP2011086642 A JP 2011086642A JP 2011086642 A JP2011086642 A JP 2011086642A JP 2012222157 A JP2012222157 A JP 2012222157A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing chamber
containing gas
copper
reaction tube
coating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011086642A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012222157A5 (ja
Inventor
Eisuke Nishitani
英輔 西谷
Yasuo Kunii
泰夫 国井
Kazuyuki Toyoda
一行 豊田
Hironobu Miya
博信 宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2011086642A priority Critical patent/JP2012222157A/ja
Priority to KR1020120022171A priority patent/KR20120115091A/ko
Priority to US13/427,419 priority patent/US20120258566A1/en
Priority to TW101110714A priority patent/TWI462322B/zh
Priority to CN201210104813.6A priority patent/CN102738261B/zh
Publication of JP2012222157A publication Critical patent/JP2012222157A/ja
Publication of JP2012222157A5 publication Critical patent/JP2012222157A5/ja
Priority to KR20140158573A priority patent/KR20150002556A/ko
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264Inorganic materials
    • H01L31/032Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
    • H01L31/0322Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/072Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0749Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type including a AIBIIICVI compound, e.g. CdS/CulnSe2 [CIS] heterojunction solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541CuInSe2 material PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

【課題】CIS系太陽電池の光吸収層形成のためのセレン化又は硫化処理を行う基板処理装置において、石英製のチャンバーと比較して、加工が容易な炉体を有する基板処理装置を提供することにある。また、石英製のチャンバーと比較して、取り扱いが容易なチャンバーを提供することにある。
【解決手段】銅−インジウム、銅−ガリウム、又は、銅−インジウム−ガリウムのいずれか一つからなる積層膜が形成された複数の基板を収納する処理室と、処理室を構成するように形成される反応管と、処理室にセレン元素含有ガス又は硫黄元素含有ガスを導入するガス供給管と、処理室内の雰囲気を排気する排気管と、反応管を囲うように設けられた加熱部と、を具備し、反応管の基材は、ステンレス等の金属材料で形成される基板処理装置。
【選択図】図1

Description

本発明は、基板処理装置、及び、太陽電池の製造方法に係り、特に、セレン化物系CIS太陽電池の光吸収層を形成するための基板処理装置、及び、これを用いたセレン化物系CIS太陽電池の製造方法に関する。
セレン化物系CIS太陽電池は、ガラス基板、金属裏面電極層、CIS系光吸収層、高抵抗バッファ層、窓層が順に積層される構造を有する。ここでCIS系光吸収層は、銅(Cu)/ガリウム(Ga)、Cu/インジウム(In)、若しくは、Cu−Ga/Inのいずれか一つの積層構造をセレン化することにより形成される。このように、セレン化物系CIS太陽電池は、シリコン(Si)を用いずに光吸収係数の高い膜を形成できるため、基板を薄くできると共に製造コストを下げることができるという特徴を有する。
ここで、セレン化を行う装置の一例として、特許文献1がある。特許文献1に記載されるセレン化装置は、ホルダーにより複数の平板状の対象物を一定の間隔を設けて、円筒状の石英チャンバーの長軸方向に平行にかつその板面を垂直に配置し、セレン源を導入することにより、対象物のセレン化を行っている。
特開2006−186114号公報
特許文献1にも記載されるように、セレン化を行う基板処理装置では、石英製のチャンバー(炉体)を用いている。しかしながら、石英製のチャンバーは、その加工が難しいため製造コストが高い上、長期間の納期を有するという問題がある。また、非常に割れやすいため、その取り扱いが難しい。特に、CIS太陽電池では、その基板が非常に大きい(特許文献1では300mm×1200mm)ため、炉体自体を大きくしなければならず、上述の問題点がより顕著となる。
そこで、本発明の目的は、石英製のチャンバーと比較して、加工が容易な炉体を有する基板処理装置を提供することにある。また、石英製のチャンバーと比較して、取り扱いが容易なチャンバーを提供することにある。
本発明の一態様によれば、銅−インジウム、銅−ガリウム、又は、銅−インジウム−ガリウムのいずれか一つからなる積層膜が形成された複数の基板を収納する処理室と、前記処理室を構成するように形成される反応管と、前記処理室にセレン元素含有ガス又は硫黄元素含有ガスを導入するガス供給管と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気管と、前記反応管を囲うように設けられた加熱部とを具備し、前記反応管の基材は、金属材料で形成される基板処理装置が提供される。
本発明の他の一態様によれば、銅−インジウム、銅−ガリウム、又は、銅−インジウム−ガリウムのいずれか一つからなる積層膜が形成された複数の基板を金属材料でその基材が構成された反応管の内部に構成される処理室に収納する搬入工程と、前記処理室を加熱すると共に前記処理室にセレン元素含有ガス又は硫黄元素含有ガスを導入し、前記複数の
基板をセレン化、又は、硫化する処理工程と、前記処理室内のセレン元素含有ガス又は硫黄元素含有ガスを排気した後、前記複数の基板を搬出する搬出工程とを有する基板の製造方法、又は、CIS系太陽電池の製造方法が提供される。
石英製のチャンバーと比較して、加工が容易な炉体が実現できる。また、石英製のチャンバーと比較して、取り扱いが容易な炉体が実現できる。
本発明の第1の実施形態に係る処理炉の側面断面図である。 図1の紙面左方向から見た処理炉の断面図である。 本発明の第1の実施形態に係るコーティング膜を説明する図である。 本発明のコーティング膜表面のセレン化処理後のSEM写真である。 本発明のコーティング膜と反応炉の基材の線膨張係数の違いによる効果を説明する図である。 本発明の第2の実施形態に係る処理炉の側面断面図である。
<第1の実施形態>
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明に係るセレン化処理を行う基板処理装置に組み込まれる処理炉10の側面断面図を示している。また、図2は、図1の紙面左側から見た処理炉の断面図を示している。
処理炉10は、ステンレス等の金属材料で形成される炉体としての反応管100を有する。反応管100は、中空の円筒形状をしており、その一端が閉塞し、他端が開口する構造を有する。反応管100の中空部分により、処理室30が形成される。反応管100の開口側には、反応管100と同心円上に、その両端が開口した円筒形状のマニホールド120が設けられる。反応管100とマニホールド120との間には、シール部材としてのOリング(図示せず)が設けられている。
マニホールド120の反応管100が設けられない開口部には、可動性のシールキャップ110が設けられる。シールキャップ110は、ステンレス等の金属材料で形成され、マニホールド120の開口部に、その一部が挿入される凸型形状をしている。可動性のシールキャップ110とマニホールド120との間には、シール部材としてのOリング(図示せず)が設けられ、処理を行う際には、シールキャップ110が反応管100の開口側を気密に閉塞する。
反応管100の内部には、銅(Cu)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)を含有する積層膜が形成された複数のガラス基板(例えば、30〜40枚)を保持するカセット410を載置するためのインナーウォール400が設けられる。インナーウォール400は、図3に示されるように、その一端が反応管100の内周面に固定されると共に、反応管100の中心部にカセット410が設置台420を介して載置されるように構成される。インナーウォール400は、カセット410を挟むように一対の部材がその両端で繋がるように構成され、その強度を高くしている。カセット410は、図1に示されるように、ガラス基板20の両端に、複数のガラス基板20を立てた状態で横方向に並んで保持可能な保持部材を有する。また、両端の保持部材をその下面側に設けられた一対の固定棒にて固定するようにし、複数のガラス基板の下端の側面部は反応室内に露出するようになっている。なお、カセット410の両端を固定する固定棒を、両端の保持部材の上端側にも設け、カセット410の強度を高めても良い。
また、反応管100を囲うように一端が閉塞し、他端が開口する中空の円筒形状をした炉体加熱部200が設けられる。また、シールキャップ110の反応管100と反対側の側面には、キャップ加熱部210が設けられる。この炉体加熱部200とキャップ加熱部210により処理室30内が加熱される。なお、炉体加熱部200は、図示しない固定部により反応管100に固定され、キャップ加熱部210は、図示しない固定部によりシールキャップ110に固定される。また、シールキャップ110やマニホールド120には、耐熱性の低いOリングを保護するため図示しない水冷との冷却手段が設けられる。
マニホールド120には、セレン元素含有ガス(セレン化源)としての水素化セレン(以下、「HSe」)を供給するためのガス供給管300が設けられる。ガス供給管300から供給されたHSeは、ガス供給管300からマニホールド120とシールキャップ110との間の間隙を介して処理室30へ供給される。また、ガス供給管300の反対側のマニホールド120には、排気管310が設けられる。処理室30内の雰囲気は、マニホールド120とシールキャップ110との間の間隙を介して排気管310より排気される。なお、上述の冷却手段により冷却される箇所は、150℃以下まで冷却すると、その部分に未反応のセレンが凝縮してしまうため、150℃から170℃程度に温度制御すると良い。
ここで、本発明の反応管100は、ステンレス等の金属材料で形成されている。ステンレス等の金属材料は、石英と比較して加工が容易である。よって、CIS系太陽電池のセレン化処理を行う基板処理装置に用いられるような大型の反応管100を容易に製造することが可能となる。従って、反応管100内に収納できるガラス基板の数を多くすることができ、CIS系太陽電池の製造コストを下げることができる。
更に、本実施形態では、反応管100の少なくとも処理室30内の雰囲気に曝される表面は、図3で示されるように、反応管100の基材101となるステンレス等の金属材料の上に、ステンレス等の金属材料と比較してセレン化耐性の高いコーティング膜が形成される。広く用いられるステンレス等の金属材料は、HSe等のガスが200℃以上に加熱されると、非常に高い反応性により腐食してしまうが、本実施形態のようにセレン化耐性の高いコーティング膜を形成することにより、HSe等のガスによる腐食を抑制できため、広く用いられるステンレス等の金属材料を用いることができ、基板処理装置の製造コストを下げることが可能となる。なお、このセレン化耐性の高いコーティング膜としては、セラミックを主成分とするコーティング膜、例えば、酸化クロム(Cr:x,yは1以上の任意数)、アルミナ(Al:x,yは1以上の任意数)、シリカ(Si:x,yは1以上の任意数)の夫々単独あるいは混合物、又は、炭素を主成分とするコーティング膜、例えば、炭化珪素(SiC)、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)が挙げられる。
また、本実施形態のコーティング膜102は、ポーラス状の膜で形成している。これにより、反応管100のステンレス等の金属材料で形成される基材101とコーティング膜102との線膨張係数の違いによる熱膨張・収縮に柔軟に追従することが可能となる。その結果、熱処理を繰り返し行ったとしても、コーティング膜への亀裂の発生が最小限に抑えることができる。なお、コーティング膜は、2〜200μm、望ましくは50〜120μmの厚さで形成するのが望ましい。また、基材101とコーティング膜102との線膨張係数の偏差が20%以下、望ましくは、5%以下とするのが望ましい。
また、シールキャップ110、マニホールド120、ガス供給管300、及び、排気管310も同様にセレン化源に曝される部分を上述のコーティング膜を形成しても良い。但し、Oリング等を保護するために冷却手段により200℃以下に冷却されている部分は、ステンレス等の金属材料がセレン化源と接触しても反応しないためコーティングしなくと
も良い。
次に、本実施形態の処理炉を用いて行う、CIS系太陽電池の製造方法の一部である基板の製造方法について説明する。
まず、銅(Cu)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)を含有する積層膜が形成された30枚から40枚のガラス基板をカセット410内に準備し、可動性のシールキャップ110をマニホールド120から外した状態で、カセット410を処理室30内に搬入する(搬入工程)。カセットの搬入は、例えば、図示しない搬入出装置のアームによりカセット下部を支持し、持ち上げた状態で、カセット410を処理室30内に移動し、所定の位置に到達した後、当該アームを下方に移動させカセット410を設置台420に載置することにより行われる。
その後、処理室30内を窒素ガス等の不活性ガスで置換する(置換工程)。不活性ガスで処理室30内の雰囲気を置換した後、常温の状態で、不活性ガスにて1〜20%(望ましくは、2〜10%)に希釈したHSeガス等のセレン化源をガス供給管300から導入する。次に、上記セレン化源を封じ込めた状態、若しくは、排気管310から一定量排気することにより上記セレン化源が一定量フローした状態で、400〜550℃、望ましくは450℃〜550℃まで、毎分3〜15℃で昇温する。所定温度まで昇温した後、10〜180分間、望ましくは、20〜120分間保持することにより、セレン化処理が行われ、CIS系太陽電池の光吸収層が形成される(形成工程)。
その後、ガス供給管300から不活性ガスを導入し、処理室30内の雰囲気を置換し、また、所定温度まで降温する(降温工程)。所定温度まで降温した後、シールキャップ110を移動させることにより、処理室30を開口し、図示しない搬入出装置のアームにてカセット410を搬出する(搬出工程)ことにより一連の処理が終了する。
ステンレス(SUS304)の基材の上に、本発明のコーティング膜を形成し、加速試験として実際に行われるセレン化処理よりも高い650℃でセレン化処理を10回行った後のコーティング膜表面のSEM写真を図4に示す。上述のように熱処理を繰り返したことによる数μm〜数十μmの微小亀裂が発生していることが分かるが、外観上は全く剥がれるような兆候はなくコーティング膜として十分機能していることがわかる。
さらにコーティング膜のセレン化耐性の寿命を調べるため、セレン化処理を繰り返した際の界面およびコーティング膜中に蓄積あるいは酸化膜からセレン化膜に変化した際のSe量を評価した。図5は、セレン化処理サイクル数と界面およびコーティング膜中に蓄積あるいは酸化膜からセレン化膜に変化した際のSe量を比較した図を示す。
上記図4で説明したように、SUS304の上に形成したコーティング膜でも微小亀裂は発生すものの全く剥がれる兆候は見られなかったが、図5においても450℃において1000回まで処理を行ったが全く剥がれの兆候は見えなかった。界面のSeは飽和傾向を示しこれ以上セレン化処理を行っても増加の程度は僅かになると推定される。年間の稼働率を考慮すれば、図5のAでは1000回の結果は、量産における約1年間セレン化処理を行った場合の結果に相当する。ここでは1000回までしか検証出来なかったが、これから処理回数を増やしてもコーティングの状態に変動が見られないことから、原理的には何倍も寿命があると推定できる。
<第2の実施形態>
次に、図1及び図2に示される処理炉10の他の実施形態を図6を用いて説明する。図6では、図1及び図2と同一の機能を有する部材には同一番号を付してある。また、ここ
では、第1の実施形態と相違する点について主に説明する。
図6に示す第2の実施形態では、複数のガラス基板20を保持するカセット410を一つのみ載置した第1の実施形態と異なり、複数のカセット410(ここでは、3つ)を複数のガラス基板の表面と平行な方向に並べて配置している点が異なる。
本発明では、従来の石英製の反応管を用いるのではなく、ステンレス等の金属材料を反応管100の基材として用いている。従って、反応管100を大型化したとしても、石英製と比較してその成型が容易であり、また、そのコストの増加も石英製と比較して小さい。そのため、一度の処理できるガラス基板20の数を多くすることができ、CIS系太陽電池の製造コストを下げることができる。
また、ステンレス等の金属材料を反応管の基材として使用することにより、石英製の反応管と比較して、その取り扱いも容易であり、反応管を大型化をすることができる。
第1の実施形態及び第2の実施形態における本発明では、以下に記す効果のうち少なくとも一つを実現できる。
(1)反応管100の基材101にステンレス等の金属材料を用いることにより、反応管100の大型化が容易となり、一度に処理できる基板の数を多くすることができる。
(2)上記(1)において、反応管100の基材101の上に、セレン化耐性の高いコーティング膜102を形成することにより、腐食性の高いセレン源を用いる処理を行うことができ、CIS系太陽電池の製造コストを下げることができる。
(3)上記(2)において、コーティング膜102をポーラス状に形成することにより、基材101とコーティング膜102の線膨張係数の違いに起因するコーティング膜の剥がれを抑制できる。
(4)上記(2)において、コーティング膜102と基材101との線膨張係数の偏差を20%以下、望ましくは、5%以下にすることにより、メンテナンス周期を大きくすることが可能となる。
(5)上記(1)から(4)のいずれかひとつにおいて、反応管100内には、複数のガラス基板20を保持するカセット410をガラス基板20の表面と平行な方向に並んで複数は位置することにより、一度に処理できるガラス基板の数を多くすることができ、CIS系太陽電池の製造コストを小さくすることができる。
以上、本発明の実施形態を図面を用いて説明してきたが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、様々な変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、銅(Cu)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)が形成された複数のガラス基板をセレン化処理することで説明したが、これに限らず、銅(Cu)/インジウム(In)や銅(Cu)/ガリウム(Ga)等が形成された複数のガラス基板をセレン化処理するようにしてもよい。また、本実施形態では、金属材料との反応性の高いセレン化について言及したが、CIS系太陽電池では、セレン化処理に変えて、若しくは、セレン化処理の後に硫黄元素含有ガスを供給し硫化処理を行う場合もある。その際も、本実施形態の大型反応炉を用いることにより、一度に硫化処理をできる枚数を増やすことができるため、製造コストの低下を実現できる。
最後に本発明の好ましい主な態様を以下に付記する。
(1)銅−インジウム、銅−ガリウム、又は、銅−インジウム−ガリウムのいずれか一つからなる積層膜が形成された複数の基板を収納する処理室と、前記処理室を構成するように形成される反応管と、前記処理室にセレン元素含有ガス又は硫黄元素含有ガスを導入するガス供給管と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気管と、前記反応管を囲うように設けられた加熱部とを具備し、前記反応管の基材は、金属材料で形成される基板処理装置。
(2)上記(1)において、前記反応管の前記処理室側の表面のうち、少なくとも前記セレン元素含有ガス又は硫黄元素含有ガスに曝される表面は、前記金属材料よりも前記セレン元素含ガスに対する腐食耐性、又は、前記硫黄元素含有ガスに対する腐食耐性が高い材料により形成されるコーティング膜を有する基板処理装置。
(3)上記(2)において、前記コーティング膜は、セラミックスを主成分とするコーティング膜、或いは、炭素を主成分とするコーティング膜である基板処理装置。
(5)上記(2)乃至(4)の何れか一つにおいて、前記コーティング膜は、ポーラス状の膜である基板処理装置。
(6)上記(2)乃至(5)の何れか一つにおいて、前記コーティング膜は、前記反応管の基材の金属材料との線膨張係数の偏差が20%以下である基板処理装置。
(7)上記(6)において、前記コーティング膜は、前記反応管の基材の金属材料との線膨張係数の偏差が5%以下である基板処理装置。
(8)上記(1)から(7)の何れか一つにおいて、前記反応管の基材の金属材料は、ステンレスである基板処理装置。
(9)上記(1)から(8)の何れか一つにおいて、前記カセットは、前記複数の基板の表面と平行方向に複数配置される基板処理装置。
(10)銅−インジウム、銅−ガリウム、又は、銅−インジウム−ガリウムのいずれか一つからなる積層膜が形成された複数の基板を金属材料でその基材が構成された反応管の内部に構成される処理室に収納する搬入工程と、前記処理室を加熱すると共に前記処理室にセレン元素含有ガス又は硫黄元素含有ガスを導入し、前記複数の基板をセレン化、又は、硫化する処理工程と、前記処理室内のセレン元素含有ガス又は硫黄元素含有ガスを排気した後、前記複数の基板を搬出する搬出工程とを有する基板の製造方法、又は、CIS系太陽電池の製造方法。
10:処理炉、20:ガラス基板、30:処理室、100:反応管、101:基材、102:コーティング膜、110:シールキャップ、120:マニホールド、200:炉体加熱部、210:キャップ加熱部、300:ガス供給管、310:排気管、400:インナーウォール、410:カセット、420:設置台。

Claims (5)

  1. 銅−インジウム、銅−ガリウム、又は、銅−インジウム−ガリウムのいずれか一つからなる積層膜が形成された複数の基板を収納する処理室と、
    前記処理室を構成するように形成される反応管と、
    前記処理室にセレン元素含有ガス又は硫黄元素含有ガスを導入するガス供給管と、
    前記処理室内の雰囲気を排気する排気管と、
    前記反応管を囲うように設けられた加熱部と、を具備し、
    前記反応管の基材は、金属材料で形成される基板処理装置。
  2. 請求項1において、
    前記反応管の前記処理室側の表面のうち、少なくとも前記セレン元素含有ガス又は硫黄元素含有ガスに曝される表面は、前記金属材料よりも前記セレン元素含ガスに対する腐食耐性、又は、前記硫黄元素含有ガスに対する腐食耐性が高い材料により形成されるコーティング膜を有する基板処理装置。
  3. 請求項2において、
    前記コーティング膜は、セラミックスを主成分とするコーティング膜、或いは、炭素を主成分とするコーティング膜である基板処理装置。
  4. 請求項2において、
    前記コーティング膜は、ポーラス状の膜である基板処理装置。
  5. 銅−インジウム、銅−ガリウム、又は、銅−インジウム−ガリウムのいずれか一つからなる積層膜が形成された複数の基板を金属材料でその基材が構成された反応管の内部に構成される処理室に収納する搬入工程と、
    前記処理室を加熱すると共に前記処理室にセレン元素含有ガス又は硫黄元素含有ガスを導入し、前記複数の基板をセレン化、又は、硫化する処理工程と、
    前記処理室内のセレン元素含有ガス又は硫黄元素含有ガスを排気した後、前記複数の基板を搬出する搬出工程と、を有する太陽電池の製造方法。
JP2011086642A 2011-04-08 2011-04-08 基板処理装置、及び、太陽電池の製造方法 Pending JP2012222157A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011086642A JP2012222157A (ja) 2011-04-08 2011-04-08 基板処理装置、及び、太陽電池の製造方法
KR1020120022171A KR20120115091A (ko) 2011-04-08 2012-03-05 기판 처리 장치, 태양 전지의 제조 방법 및 기판의 제조 방법
US13/427,419 US20120258566A1 (en) 2011-04-08 2012-03-22 Substrate processing apparatus, method for manufacturing solar battery, and method for manufacturing substrate
TW101110714A TWI462322B (zh) 2011-04-08 2012-03-28 基板處理裝置,太陽電池之製造方法,基板之製造方法及反應管
CN201210104813.6A CN102738261B (zh) 2011-04-08 2012-04-06 衬底处理装置、太阳能电池的制造方法及衬底的制造方法
KR20140158573A KR20150002556A (ko) 2011-04-08 2014-11-14 기판 처리 장치, 태양 전지의 제조 방법 및 기판의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011086642A JP2012222157A (ja) 2011-04-08 2011-04-08 基板処理装置、及び、太陽電池の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012222157A true JP2012222157A (ja) 2012-11-12
JP2012222157A5 JP2012222157A5 (ja) 2014-05-15

Family

ID=46966423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011086642A Pending JP2012222157A (ja) 2011-04-08 2011-04-08 基板処理装置、及び、太陽電池の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120258566A1 (ja)
JP (1) JP2012222157A (ja)
KR (2) KR20120115091A (ja)
CN (1) CN102738261B (ja)
TW (1) TWI462322B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016538730A (ja) * 2013-09-10 2016-12-08 テラセミコン コーポレイション 熱処理装置のチャンバ及びその製造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015106693A1 (de) * 2015-04-29 2016-11-03 Infineon Technologies Austria Ag Superjunction-Halbleitervorrichtung mit Übergangsabschlusserstreckungsstruktur und Verfahren zur Herstellung
JP5741921B2 (ja) * 2011-04-08 2015-07-01 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理装置に用いられる反応管の表面へのコーティング膜の形成方法、および、太陽電池の製造方法
JP6068633B2 (ja) * 2013-05-31 2017-01-25 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び炉口蓋体
CN104677116B (zh) * 2014-12-30 2017-09-19 湖南顶立科技有限公司 一种自膨胀式超高温加热器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03185820A (ja) * 1989-12-15 1991-08-13 Toshiba Ceramics Co Ltd 半導体用処理部材
JPH0871408A (ja) * 1994-03-15 1996-03-19 Applied Materials Inc 化学的攻撃ガス環境に露出されるプラズマ処理室の加熱金属表面用セラミック保護及びその加熱金属表面の保護方法
JP2004143583A (ja) * 2002-08-30 2004-05-20 Tosoh Corp 石英ガラス部品及びその製造方法並びにそれを用いた装置
WO2008085604A2 (en) * 2006-11-10 2008-07-17 Solopower, Inc. Reel-to-reel reaction of precursor film to form solar cell absorber
JP2008247639A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Tosoh Quartz Corp 石英ガラス材料及びその製造方法
WO2010060646A1 (de) * 2008-11-28 2010-06-03 Volker Probst Verfahren zum herstellen von halbleiterschichten bzw. von mit elementarem selen und/oder schwefel behandelten beschichteten substraten, insbesondere flächigen substraten
US20120015476A1 (en) * 2008-06-20 2012-01-19 Volker Probst Method for producing semiconductor layers and coated substrates treated with elemental selenium and/or sulfer, in particular flat substrates

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5273911A (en) * 1991-03-07 1993-12-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of producing a thin-film solar cell
US20060240677A1 (en) * 2002-09-20 2006-10-26 Hitachi Kokusai Electric Inc., Method for manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus
US20080210168A1 (en) * 2007-01-18 2008-09-04 May Su Single chamber, multiple tube high efficiency vertical furnace system
WO2011031521A2 (en) * 2009-08-27 2011-03-17 Applied Materials, Inc. Method of decontamination of process chamber after in-situ chamber clean

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03185820A (ja) * 1989-12-15 1991-08-13 Toshiba Ceramics Co Ltd 半導体用処理部材
JPH0871408A (ja) * 1994-03-15 1996-03-19 Applied Materials Inc 化学的攻撃ガス環境に露出されるプラズマ処理室の加熱金属表面用セラミック保護及びその加熱金属表面の保護方法
JP2004143583A (ja) * 2002-08-30 2004-05-20 Tosoh Corp 石英ガラス部品及びその製造方法並びにそれを用いた装置
WO2008085604A2 (en) * 2006-11-10 2008-07-17 Solopower, Inc. Reel-to-reel reaction of precursor film to form solar cell absorber
JP2008247639A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Tosoh Quartz Corp 石英ガラス材料及びその製造方法
US20120015476A1 (en) * 2008-06-20 2012-01-19 Volker Probst Method for producing semiconductor layers and coated substrates treated with elemental selenium and/or sulfer, in particular flat substrates
WO2010060646A1 (de) * 2008-11-28 2010-06-03 Volker Probst Verfahren zum herstellen von halbleiterschichten bzw. von mit elementarem selen und/oder schwefel behandelten beschichteten substraten, insbesondere flächigen substraten
JP2012510713A (ja) * 2008-11-28 2012-05-10 プロブスト、フォルカー 平坦基板にセレン、硫黄元素処理で半導体層と被覆基板を製造する方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016538730A (ja) * 2013-09-10 2016-12-08 テラセミコン コーポレイション 熱処理装置のチャンバ及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI462322B (zh) 2014-11-21
KR20150002556A (ko) 2015-01-07
TW201251100A (en) 2012-12-16
CN102738261A (zh) 2012-10-17
KR20120115091A (ko) 2012-10-17
CN102738261B (zh) 2015-05-27
US20120258566A1 (en) 2012-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI413269B (zh) 用以將先質層轉變為光伏打吸收器之方法及設備
KR101500820B1 (ko) 다층체의 가공을 위한 장치, 시스템 및 방법
US9352431B2 (en) Device for forming a reduced chamber space, and method for positioning multilayer bodies
JP2012222157A (ja) 基板処理装置、及び、太陽電池の製造方法
JP5698059B2 (ja) 基板処理装置、及び、太陽電池の製造方法
JP2001187332A (ja) 薄膜作成装置
JP5741921B2 (ja) 基板処理装置、基板処理装置に用いられる反応管の表面へのコーティング膜の形成方法、および、太陽電池の製造方法
JP2011181895A (ja) 絶縁層付金属基板およびその製造方法、半導体装置およびその製造方法ならびに太陽電池およびその製造方法
JP5014656B2 (ja) プラズマ処理装置用部材およびその製造方法
Dhere et al. Development of CIGS2 thin film solar cells
JP5853291B2 (ja) 基板処理装置、及び、搬送装置
WO2013099894A1 (ja) 基板処理装置及びそれを用いた基板処理方法
US20110203655A1 (en) Photovoltaic device protection layer
US20100139557A1 (en) Reactor to form solar cell absorbers in roll-to-roll fashion
TW201338071A (zh) 基板載具及其硒化製程系統
JP2013051281A (ja) 基板処理装置
JP6316920B1 (ja) ガラス基板のセレン化及び硫化工程に用いる設備
EP3918643A1 (en) Arrangement, device, and method for heat treating a multilayer body
JP2013105910A (ja) 処理炉
WO2004005592A1 (ja) 薄板製造装置および薄板製造方法
WO2011135420A1 (en) Process for the production of a compound semiconductor layer

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140327

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140327

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20140905

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141202

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150226

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160216