JP2013258412A - シリコン系薄膜量産装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコン系薄膜量産装置10では、複数の対向電極16の各々に隙間をもって平行に対向するように各透明電極62を配置し、チャンバ12にシリコン系薄膜の原料ガスを導入すると共に各対向電極16に順次又は一斉に直流パルス電圧を印加することにより、プラズマを発生させて各透明電極62にシリコン系薄膜を生成する。このように直流パルス電圧を印加して放電させる方式であるため、高周波を断続的に印加して放電させる方式のように高周波プラズマ密度分布が生じることがなく、面内膜厚分布が生じにくい。また、直流パルス電圧は急峻に立ち上がることからオン期間を短くすることができ、その結果、シースは定常状態に至る前の過渡状態で止まり厚みが薄くなるため、対向電極16と透明電極62との間隔を狭くすることができ、装置の小型化が可能となる。
【選択図】図1
Description
複数の被成膜部にシリコン系薄膜を生成するシリコン系薄膜量産装置であって、
シリコン系薄膜の原料ガスを導入するためのガス導入口を有するチャンバと、
該チャンバ内に設けられ前記被成膜部を支持可能な複数の支持電極と、
前記複数の支持電極の各々と隙間をもって対向するように設けられた複数の対向電極と、
互いに対をなす支持電極と対向電極との間に直流パルス電圧を印加する直流パルス電圧印加回路と、
を備えたものである。
シリコン系薄膜の原料ガスを導入するためのガス導入口を有するチャンバと、該チャンバ内に設けられ前記被成膜部を支持可能な複数の支持電極と、前記複数の支持電極の各々と隙間をもって対向するように設けられた複数の対向電極と、互いに対をなす支持電極と対向電極との間に直流パルス電圧を印加する直流パルス電圧印加回路と、を備えたシリコ
ン系薄膜量産装置を用いて、前記被成膜部にシリコン系薄膜を生成するシリコン系薄膜量産方法であって、
(a)前記被成膜部の表面と前記対向電極との間に隙間ができるように前記被成膜部を前記支持電極に支持する工程と、
(b)前記チャンバの内圧を1kPa以下に調整し、該チャンバに前記原料ガスを導入しながら互いに対をなす対向電極と支持電極との間に前記直流パルス電圧印加回路により直流パルス電圧を印加してプラズマを発生させることにより、前記被成膜部に前記シリコン系薄膜を生成する工程と、
を含むものである。
最大パルス電圧値の半分の電圧における時間幅)は3000nsec以下が好ましく、100〜1000nsecがより好ましい。また、直流パルス電圧に関し、立ち上がり時間はパルス半値幅の1/3以下であることが好ましく、最大電圧値は絶対値で2kV以上の負の電圧であることが好ましく、デューティ比が0.01%〜10%であることが好ましく、電力密度が10〜200mW/cm2であることが好ましい。また、プラズマ発生時
のチャンバ内の圧力は10〜100Paが好ましい。
Oなどを用いることができる。
とn型となる。
ラで温度制御機構を制御することにより、透明電極62の温度が所望の温度(例えば200℃)となるように調節する。各支持電極18は、アースに接続されており、電位はグランドレベルとなっている。
電圧VLが最大となる。その後、第1半導体スイッチ32が非通流になると、各電圧VAG,VLは急下降する。このときの様子を図3に示す。図3において、電流ILはインダクタ30を流れる電流であり、電圧VAGは第1半導体スイッチ32のアノード−ゲート間電圧であり、電圧VLはインダクタ30の端子間電圧である。なお、パルス電圧の詳しいメカニズムについては例えば特許第3811681号に記載されている。
よいし、順次直流パルス電圧を印加してもよい。
シラン:水素=5:100(体積比)の原料ガスをガス導入管14から導入し、基材温度を200℃、デューティ比を1%、電力密度を100mW/cm2とした以外は、アモル
ファスシリコン薄膜成膜時と同条件とする。こうすることにより、アモルファスシリコン薄膜及び微結晶シリコン薄膜の成膜速度が数10〜数100nm/minとなる。このようにして得られるアモルファスシリコン薄膜と微結晶シリコン薄膜との積層構造を用いて作製されるタンデム型の太陽電池は、従来法により得られるものと同等の変換効率が得られる。
62 銀電極。
Claims (8)
- 複数の被成膜部にシリコン系薄膜を生成するシリコン系薄膜量産装置であって、
シリコン系薄膜の原料ガスを導入するためのガス導入口を有するチャンバと、
該チャンバ内に設けられ前記被成膜部を支持可能な複数の支持電極と、
前記複数の支持電極の各々と隙間をもって対向するように設けられた複数の対向電極と、
互いに対をなす支持電極と対向電極との間に直流パルス電圧を印加する直流パルス電圧印加回路と、
を備えたシリコン系薄膜量産装置。 - 前記被成膜部は、前記複数の対向電極の隙間を縫うようにジグザグに配置された長尺シート上に形成されている、
請求項1に記載のシリコン系薄膜量産装置。 - 前記直流パルス電圧印加回路は、互いに対をなす支持電極と対向電極の組ごとに設けられている、
請求項1又は2に記載のシリコン系薄膜量産装置。 - 前記直流パルス電圧印加回路は、直流電源の両端にインダクタ、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列接続され、前記インダクタは、一端が前記第1半導体スイッチのアノード端子に接続されると共に他端がダイオードを介して前記第1半導体スイッチのゲート端子に接続され、前記ダイオードは、アノード端子が前記第1半導体スイッチのゲート端子に接続されており、前記第2半導体スイッチがターンオンされると前記第1半導体スイッチの導通に伴って前記インダクタに誘導エネルギが蓄積され、前記第2半導体スイッチがターンオフされると前記第1半導体スイッチのターンオフに伴って前記インダクタでパルス電圧が発生し該インダクタと磁気的に結合された前記コイル素子に前記パルス電圧を昇圧して供給する回路である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリコン系薄膜量産装置。 - シリコン系薄膜の原料ガスを導入するためのガス導入口を有するチャンバと、該チャンバ内に設けられ前記被成膜部を支持可能な複数の支持電極と、前記複数の支持電極の各々と隙間をもって対向するように設けられた複数の対向電極と、互いに対をなす支持電極と対向電極との間に直流パルス電圧を印加する直流パルス電圧印加回路と、を備えたシリコン系薄膜量産装置を用いて、前記被成膜部にシリコン系薄膜を生成するシリコン系薄膜量産方法であって、
(a)前記複数の支持電極の各々に前記被成膜部を支持するにあたり、該被成膜部の表面とそれに対向する対向電極との間に隙間ができるようにする工程と、
(b)前記チャンバの内圧を1kPa以下に調整し、該チャンバに前記原料ガスを導入しながら互いに対をなす対向電極と支持電極との間に前記直流パルス電圧印加回路により直流パルス電圧を印加してプラズマを発生させることにより、前記被成膜部に前記シリコン系薄膜を生成する工程と、
を含むシリコン系薄膜量産方法。 - 前記工程(a)では、各被成膜部は、前記複数の対向電極の隙間を縫うようにジグザグに配置された長尺シート上に形成されたものを用いる、
請求項5に記載のシリコン系薄膜量産方法。 - 前記シリコン系薄膜量産装置として、互いに対をなす支持電極と対向電極の組ごとに前記直流パルス印加回路を設けたものを使用する、
請求項5又は6に記載のシリコン系薄膜量産方法。 - 前記直流パルス電圧印加回路として、直流電源の両端にインダクタ、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチが直列接続され、前記インダクタは、一端が前記第1半導体スイッチのアノード端子に接続されると共に他端がダイオードを介して前記第1半導体スイッチのゲート端子に接続され、前記ダイオードは、アノード端子が前記第1半導体スイッチのゲート端子に接続されており、前記第2半導体スイッチがターンオンされると前記第1半導体スイッチの導通に伴って前記インダクタに誘導エネルギが蓄積され、前記第2半導体スイッチがターンオフされると前記第1半導体スイッチのターンオフに伴って前記インダクタでパルス電圧が発生し該インダクタと磁気的に結合された前記コイル素子に前記パルス電圧を昇圧して供給する回路を使用する、
請求項5〜7のいずれか1項に記載のシリコン系薄膜量産方法。
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