JP2722114B2 - Method and apparatus for continuously forming large-area functional deposition film by microwave plasma CVD - Google Patents
Method and apparatus for continuously forming large-area functional deposition film by microwave plasma CVDInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、大面積に亘って均一なマイクロ波プラズマ
を生起させ、これにより引き起されるプラズマ反応によ
り、原料ガスを分解、励起させることによって大面積の
機能性堆積膜を連続的に形成する方法及び装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention is to generate uniform microwave plasma over a large area, and to decompose and excite raw material gas by a plasma reaction caused by the microwave plasma. The present invention relates to a method and an apparatus for continuously forming a large-area functional deposition film by using the method.
更に詳しくは、前記原料ガスの利用効率を飛躍的に高
め、且つ高速で均一性の良い機能性堆積膜を大面積に亘
って連続的に形成することが出来る方法及び装置であっ
て、具体的には光起電力素子等の大面積薄膜半導体デバ
イスの量産化を低コストで実現させ得るものである。More specifically, there is provided a method and apparatus capable of dramatically increasing the utilization efficiency of the raw material gas and capable of continuously forming a functional deposition film having high uniformity at high speed over a large area. Can realize mass production of large-area thin-film semiconductor devices such as photovoltaic elements at low cost.
〔従来技術の説明〕 近年、全世界的に電力需要が急激に増大し、そうした
需要をまかなうべく電力生産が活発化するに及んで環境
汚染の問題が深刻化して来ている。[Description of the Related Art] In recent years, the demand for electric power has rapidly increased worldwide, and the problem of environmental pollution has become more serious as electric power production has been activated to meet such demand.
因に、火力発電に代替する発電方式として期待され、
すでに実用期に入ってきている原子力発電においては、
チェルノブイリ原子力発電所事故に代表されるように重
大な放射能汚染が人体に被害を与えると共に自然環境を
侵す事態が発生し、原子力発電の今後の普及が危ぶま
れ、現実に原子力発電所の新設を禁止する法令を定めた
国さえ出て来ている。However, it is expected as a power generation method to replace thermal power generation,
In nuclear power, which has already entered the practical period,
Serious radioactive contamination, which is typified by the Chernobyl nuclear power plant accident, harms the human body and invades the natural environment, threatening the future spread of nuclear power generation. There are even countries that have banned laws.
又、火力発電にしても増大する電力需要をまかなう上
から石炭、石油に代表される化石燃料の使用量は増加の
一途をたどり、それにつれて排出される二酸化炭素の量
が増大し、大気中の二酸化炭素等の温室効果ガス濃度を
上昇させ、地球温暖化現象を招き、地球の年平均気温は
確実に上昇の一途をたどっており、IEA(International
Energy Agency)では2005年までに二酸化炭素の排出量
を20%削減することを提言している。In addition, the use of fossil fuels, such as coal and petroleum, is steadily increasing in order to meet the increasing demand for electricity even with thermal power generation. It raises the concentration of greenhouse gases such as carbon dioxide and causes global warming, and the annual average temperature of the earth is steadily rising.
The Energy Agency) has proposed reducing CO2 emissions by 20% by 2005.
こうした背景のある一方、開発途上国における人工増
加、そして、それに伴う電力需要の増大は必至であり、
先進諸国における今後更なる生活様式のエレクトロニク
ス化の促進により人口一人当りの電力消費量の増大と相
まって、電力供給問題は地球規模で検討されねばならな
い状況になってきている。Against this background, the artificial increase in developing countries and the accompanying increase in electricity demand are inevitable.
The power supply issue has to be considered on a global scale, coupled with the increase in power consumption per capita due to the further promotion of electronics in lifestyles in advanced countries.
このような状況下で、太陽光を利用する太陽電池によ
る発電方式は、前述した放射能汚染や地球温暖化等の問
題を惹起することはなく、また、太陽光は地球上至ると
ころに降り注いでいるためエネルギー源の偏在が少な
く、さらには、複雑な大型の設備を必要とせず比較的高
い発電効率が得られる等、今後の電力需要の増大に対し
ても、環境破壊を引き起こすことなく対応できるクリー
ンな発電方式として注目を集め、実用化に向けて様々な
研究開発がなされている。Under such circumstances, the power generation method using solar cells using sunlight does not cause the above-mentioned problems such as radioactive contamination and global warming, and the sunlight falls all over the earth. Energy sources are less unevenly distributed, and relatively high power generation efficiency can be obtained without the need for complicated large-scale facilities, so that it can respond to future increases in power demand without causing environmental destruction. Attention has been paid to a clean power generation system, and various research and developments have been made for practical use.
ところで、太陽電池を用いる発電方式については、そ
れを電力需要を賄うものとして確立させるためには、使
用する太陽電池が、光電変換効率が充分に高く、特性安
定性に優れたものであり、且つ大量生産し得るものであ
ることが基本的に要求される。By the way, for a power generation method using a solar cell, in order to establish it as one that meets the power demand, the solar cell to be used has sufficiently high photoelectric conversion efficiency and excellent characteristic stability, and It is basically required to be mass-produced.
因に、一般的な家庭において必要な電力を賄うには、
一世帯あたり3kW程度の出力の太陽電池が必要とされる
ところ、その太陽電池の光電変換効率が例えば10%程度
であるとすると、必要な出力を得るための前記太陽電池
の面積は30m2程度となる。そして、例えば十万世帯の家
庭において必要な電力を供給するは3,000,000m2といっ
た面積の太陽電池が必要となる。By the way, in order to supply necessary electricity in a general household,
Where a solar cell with an output of about 3 kW per household is required, if the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is, for example, about 10%, the area of the solar cell for obtaining the required output is about 30 m 2 Becomes For example, in order to supply necessary power in a home of 100,000 households, a solar cell having an area of 3,000,000 m 2 is required.
こうしたことから、容易に入手できるシラン等の気体
状の原料ガスを使用し、これをグロー放電分解して、ガ
ラスや金属シート等の比較的安価な基板上にアモルファ
スシリコン等の半導体薄膜を堆積させることにより作製
できる太陽電池が、量産性に富み、単結晶シリコン等を
用いて作製される太陽電池に比較して低コストで生産が
できる可能性があるとして注目され、その製造方法につ
いて各種の提案がなされている。For this reason, a gaseous raw material gas such as silane, which is easily available, is used, and is decomposed by glow discharge to deposit a semiconductor thin film such as amorphous silicon on a relatively inexpensive substrate such as glass or a metal sheet. Solar cells that can be manufactured by such a method are attracting attention because of their high mass productivity and the possibility that they can be manufactured at a lower cost than solar cells manufactured using single-crystal silicon or the like. Has been made.
太陽電池を用いる発電方式にあっては、単位モジュー
ルを直列又は並列に接続し、ユニット化して所望の電
流、電圧を得る形式が採用されることが多く、各モジュ
ールにおいては断線やショートが生起しないことが要求
される。加えて、各モジュール間の出力電圧や出力電流
のばらつきのないことが重要である。こうしたことか
ら、少なくとも単位モジュールを作製する段階でその最
大の特性決定要素である半導体層そのものの特性均一性
確保されていることが要求される。そして、モジュール
設計をし易くし、且つモジュール組立工程の簡略化でき
るようにする観点から大面積に亘って特性均一性の優れ
た半導体堆積膜が提供されることが太陽電池の量産性を
高め、生産コストの大幅な低減を達成せしめるについて
要求される。In a power generation system using a solar cell, a form in which unit modules are connected in series or in parallel to obtain a desired current and voltage by unitization is often adopted, and disconnection or short circuit does not occur in each module. Is required. In addition, it is important that there is no variation in output voltage or output current between the modules. For this reason, it is required that the uniformity of the characteristics of the semiconductor layer itself, which is the largest characteristic determining factor, be ensured at least at the stage of manufacturing the unit module. From the viewpoint of facilitating module design and simplifying the module assembling process, the provision of a semiconductor deposition film having excellent uniformity of characteristics over a large area enhances mass productivity of solar cells, Required to achieve significant reductions in production costs.
太陽電池については、その重要な構成要素たる半導体
層は、いわゆるpn接合、pin接合等の半導体接合がなさ
れている。それらの半導体接合は、導電型の異なる半導
体層を順次積層したり、一導電型の半導体層中に異なる
導電型のドーパントをイオン打込み法等によって打込ん
だり、熱拡散によって拡散させたりすることにより達成
される。As for the solar cell, a semiconductor layer, which is an important component, has a semiconductor junction such as a so-called pn junction or a pin junction. These semiconductor junctions are formed by sequentially laminating semiconductor layers of different conductivity types, implanting dopants of different conductivity types into a semiconductor layer of one conductivity type by ion implantation, or diffusing them by thermal diffusion. Achieved.
この点を、前述した注目されているアモルファスシリ
コン等の薄膜半導体を用いた太陽電池についてみると、
その作製においては、ホスフィン(PH3),ジボラン
(B2H6)等のドーパントとなる元素を含む原料ガスを
主原料ガスであるシラン等に混合してグロー放電分解す
ることにより所望の導電型を有する半導体膜が得られ、
所望の基板上にこれらの半導体膜を順次積層形成するこ
とによって容易に半導体接合が達成できることが知られ
ている。そしてこのことから、アモルファスシリコン系
の太陽電池を作製するについて、その各々の半導体層形
成用の独立した成膜室を設け、該成膜室にて各々の半導
体層の形成を行う方法が提案されている。Looking at this point, solar cells using thin-film semiconductors such as amorphous silicon, which have attracted attention,
In the production, a source gas containing an element serving as a dopant such as phosphine (PH 3 ) or diborane (B 2 H 6 ) is mixed with silane or the like as a main source gas and glow discharge decomposition is performed to obtain a desired conductive type. A semiconductor film having
It is known that semiconductor bonding can be easily achieved by sequentially laminating these semiconductor films on a desired substrate. For this reason, in order to manufacture an amorphous silicon-based solar cell, a method has been proposed in which an independent film formation chamber for forming each semiconductor layer is provided, and each semiconductor layer is formed in the film formation chamber. ing.
因に米国特許第4,400,409号特許明細書には、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装置が開示されている。この装置によれば、
複数のグロー放電領域を設け、所望の幅の十分に長い可
撓性の基板を、該基板が前記各グロー放電領域を順次貫
通する経路に沿って配置し、前記各グロー放電領域にお
いて必要とされる導電型の半導体層を堆積形成しつつ、
前記基板をその長手方向に連続的に搬送せしめることに
よって、半導体接合を有する素子を連続形成することが
できるとされている。なお、該明細書においては、各半
導体層形成時に用いるドーパントガスが他のグロー放電
領域への拡散、混入するのを防止するにはガスゲートが
用いられている。具体的には、前記各グロー放電領域同
志を、スリット状の分離通路によって相互に分離し、さ
らに該分離通路に例えばAr,H2等の排気用ガスの流れを
形成させる手段が採用されている。こうしたことからこ
のロール・ツー・ロール方式は、半導体素子の量産に適
する方式であると言えよう。For example, US Pat. No. 4,400,409 discloses a continuous plasma CVD apparatus employing a roll-to-roll method. According to this device,
A plurality of glow discharge regions are provided, and a sufficiently long flexible substrate having a desired width is arranged along a path in which the substrate sequentially passes through each of the glow discharge regions, and is required in each of the glow discharge regions. While depositing and forming a conductive type semiconductor layer,
It is stated that by continuously transporting the substrate in the longitudinal direction, an element having a semiconductor junction can be continuously formed. In this specification, a gas gate is used to prevent a dopant gas used for forming each semiconductor layer from being diffused or mixed into another glow discharge region. Specifically, the respective glow discharge regions each other, separated from each other by a slit-shaped separation passageway, and further the separation passage, for example, Ar, means adopted for forming the flow of exhaust gas such as H 2 . From this, it can be said that this roll-to-roll system is suitable for mass production of semiconductor devices.
しかしながら、前記各半導体層の形成はRF(ラジオ周
波数)を用いたプラズマCVD法によって行われるとこ
ろ、連続的に形成される膜の特性を維持しつつその膜堆
積速度の向上を図るにはおのずと限界がある。即ち、例
えば膜厚が高々5000Åの半導体層を形成する場合であっ
ても相当長尺で、大面積にわたって常時所定のプラズマ
を生起し、且つ該プラズマを均一に維持する必要があ
る。ところが、そのようにすることについては可成りの
熟練を必要とし、その為に関係する種々のプラズマ制御
パラメーターを一般化するのは困難である。また、用い
る成膜用原料ガスの分解効率及び利用効率は高くはな
く、生産コストを引き上げる要因の一つともなってい
る。However, since the formation of each semiconductor layer is performed by a plasma CVD method using RF (radio frequency), it is naturally a limit to improve the film deposition rate while maintaining the characteristics of a continuously formed film. There is. That is, for example, even when a semiconductor layer having a thickness of at most 5000 ° is formed, it is necessary to always generate a predetermined plasma over a large area and maintain the plasma uniformly. However, doing so requires considerable skill and it is difficult to generalize the various plasma control parameters involved. In addition, the decomposition efficiency and utilization efficiency of the film-forming source gas used are not high, which is one of the factors for raising the production cost.
また他に、特開昭61-288074号公報には、改良された
ロール・ツー・ロール方式を用いた堆積膜形成装置が開
示されている。この装置においては、反応容器内に設置
されたフレキシブルな連続シート状基板の一部にホロ様
たるみ部を形成し、この中に前記反応容器とは異なる活
性化空間にて生成された活性種及び必要に応じて他の原
料ガスを導入し熱エネルギーにより化学的相互作用をせ
しめ、前記ホロ様たるみ部を形成しているシート状基板
の内面に堆積膜を形成することを特徴としている。この
ようにホロ様たるみ部の内面に堆積を行うことにより、
装置のコンパクト化が可能となる。さらに、あらかじめ
活性化された活性種を用いるので、従来の堆積膜形成装
置に比較して成膜速度を早めることができる。In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-288074 discloses a deposited film forming apparatus using an improved roll-to-roll method. In this apparatus, a hollow continuous portion is formed in a part of a flexible continuous sheet-like substrate installed in a reaction vessel, and active species generated in an activation space different from that of the reaction vessel in this, and It is characterized in that another source gas is introduced as required and a chemical interaction is caused by thermal energy to form a deposited film on the inner surface of the sheet-like substrate forming the holo-like slack portion. By depositing on the inner surface of the holo-like sag as described above,
The device can be made compact. Further, since active species that have been activated in advance are used, the film forming speed can be increased as compared with a conventional deposited film forming apparatus.
ところが、この装置はあくまで熱エネルギーの存在下
での化学的相互作用による堆積膜形成反応を利用したも
のであり、更なる成膜速度の向上を図るには、活性種の
導入量及び熱エネルギーの供給量を増やすことが必要で
あるが、熱エネルギーを大量且つ均一に供給する方法
や、反応性の高い活性種を大量に発生させて反応空間に
ロスなく導入する方法にも限界がある。However, this apparatus utilizes a deposited film forming reaction due to chemical interaction in the presence of thermal energy, and in order to further improve the film forming rate, the amount of active species introduced and the thermal energy must be reduced. Although it is necessary to increase the supply amount, there is also a limit to a method for supplying a large amount of heat energy uniformly, and a method for generating a large amount of highly reactive active species and introducing it to the reaction space without loss.
一方、最近注目されているのが、マイクロ波を用いた
プラズマプロセスである。マイクロ波は周波数帯が短い
ため従来のRFを用いた場合よりもエネルギー密度を高め
ることが可能であり、プラズマを効率良く発生させ、持
続させることに適している。On the other hand, a plasma process using microwaves has recently attracted attention. Since the microwave has a short frequency band, the energy density can be increased as compared with the case of using the conventional RF, and is suitable for efficiently generating and sustaining the plasma.
例えば、米国特許第4,517,223号明細書及び同第4,50
4,518号明細書には、低圧下でのマイクロ波グロー放電
プラズマ内で小面積の基体上に薄膜を堆積形成させる方
法が開示されているが、該方法によれば、低圧下でのプ
ロセス故、膜特性の低下の原因となる活性種のポリマリ
ゼーションを防ぎ高品質の堆積膜が得られるばかりでな
く、プラズマ中でのポリシラン等の粉末の発生を抑え、
且つ、堆積速度の飛躍的向上が図れるとされてはいるも
のの、大面積に亘って均一な堆積膜形成を行うにあたっ
ての具体的開示はなされていない。For example, U.S. Pat.Nos. 4,517,223 and 4,50
No. 4,518 discloses a method of depositing and forming a thin film on a substrate having a small area in a microwave glow discharge plasma under a low pressure. Not only can high-quality deposited films be prevented by preventing the polymerization of active species that cause a decrease in film characteristics, but also the generation of powders such as polysilane in plasma can be suppressed.
Although it is said that the deposition rate can be dramatically improved, no specific disclosure has been made in forming a uniform deposited film over a large area.
一方、米国特許第4,729,341号明細書には、一対の放
射型導波管アプリケーターを用いた高パワープロセスに
よって、大面積の円筒形基体上に光導電性半導体薄膜を
堆積形成させる低圧マイクロ波プラズマCVD法及び装置
が開示されているが、大面積基体としては円筒形の基
体、即ち、電子写真用光受容体としてのドラムに限られ
ており、大面積且つ長尺の基体への適用はなされていな
い。On the other hand, U.S. Pat.No. 4,729,341 discloses a low-pressure microwave plasma CVD for depositing and forming a photoconductive semiconductor thin film on a large-sized cylindrical substrate by a high-power process using a pair of radiation-type waveguide applicators. Although a method and an apparatus are disclosed, the large-area substrate is limited to a cylindrical substrate, that is, a drum as a photoreceptor for electrophotography, and is applied to a large-area and long substrate. Absent.
また、堆積膜の製造工程はバッチ式であって、一回の
仕込みで形成される堆積膜の量は限られており、大面積
の基板上に大量に堆積膜を連続して形成する方法に関す
る開示はない。In addition, the manufacturing process of the deposited film is a batch type, and the amount of the deposited film formed in a single preparation is limited, and the method relates to a method of continuously forming a large amount of the deposited film on a large-area substrate. No disclosure.
ところで、マイクロ波を用いたプラズマはマイクロ波
の波長が短いためエネルギーの不均一性が生じやすく大
面積化に対しては、解決されねばならない問題点が種々
残されている。By the way, since plasma using microwaves has a short microwave wavelength, energy non-uniformity is likely to occur, and there are various problems that must be solved for increasing the area.
例えば、マイクロ波エネルギーの均一化に対する有効
な手段としては遅波回路の利用があるが、該遅波回路に
はマイクロ波アプリケーターの横方向への距離の増加に
伴いプラズマへのマイクロ波結合の急激な低下が生じる
といった独特の問題点を有している。そこで、この問題
点を解決する手段として、被処理体と遅波回路との距離
を変える基体の表面近傍でのエネルギー密度を均一にす
る方法が試みられている。例えば、米国特許第3,814,98
3号明細書及び同第4,521,717号明細書には、そうした方
法が開示されている。そして前者においては、基体に対
してある角度に遅波回路を傾斜させる必要性があること
が記載されているが、プラズマに対するマイクロ波エネ
ルギーの伝達効率は満足のゆくものではない。また、後
者にあっては、基体とは平行な面内に、非平行に2つの
遅波回路を設けることが開示されている。即ち、マイク
ロ波アプリケーターの中央に垂直な平面同志が、被処理
基板に平行な面内で、且つ基板の移動方向に対して直角
な直線上で互いに交わるように配置することが望ましい
こと、そして2つのアプリケーター間の干渉を避けるた
め、アプリケーター同志を導波管のクロスバーの半分の
長さだけ基体の移動方向に対して横にずらして配設する
ことのそれぞれが開示されている。For example, an effective means for equalizing microwave energy is to use a slow-wave circuit, which has an abrupt increase in the microwave coupling to the plasma as the lateral distance of the microwave applicator increases. It has a unique problem that a significant reduction occurs. Therefore, as a means for solving this problem, a method of changing the distance between the object to be processed and the slow wave circuit to make the energy density near the surface of the substrate uniform has been attempted. For example, U.S. Pat.
No. 3 and 4,521,717 disclose such a method. In the former, it is described that the slow-wave circuit needs to be inclined at a certain angle with respect to the substrate, but the transmission efficiency of microwave energy to plasma is not satisfactory. Further, in the latter, it is disclosed that two slow wave circuits are provided in a plane parallel to the base body in a non-parallel manner. That is, it is desirable that the planes perpendicular to the center of the microwave applicator cross each other in a plane parallel to the substrate to be processed and on a straight line perpendicular to the moving direction of the substrate. In order to avoid interference between the two applicators, each of them is displaced laterally to the direction of movement of the substrate by half the length of the waveguide crossbar.
また、プラズマの均一性(即ち、エネルギーの均一
性)を保持するようにするについての提案がいくつかな
されている。それらの提案は、例えば、ジャーナル・オ
ブ・バキューム・テクノロジィー(Journal of Vacuum
Science Technology)B−4(1986年1月〜2月)295
頁−298頁および同誌のB−4(1986年1月〜2月)126
頁−130頁に記載された報告に見られる。これらの報告
によれば、マイクロ波プラズマ・ディスク・ソース(MP
DS)と呼ばれるマイクロ波リアクタが提案されている。
即ち、プラズマは円板状あるいはタブレット状の形をな
していて、その直径はマイクロ波周波数の関数となって
いるとしている。そしてそれら報告は次のような内容を
開示している。即ち、まず、プラズマ・ディスク・ソー
スをマイクロ波周波数によって変化させることができる
という点にある。ところが、2.45GHzで作動できるよう
に設計したマイクロ波プラズマ・ディスク・ソースにお
いては、プラズマの閉じ込め直径はたかだか10cm程度で
あり、プラズマ体積にしてもせいぜい118cm3程度であっ
て、大面積化とは到底言えない。また、前記報告は、91
5MHzという低い周波数で作動するように設計したシステ
ムでは、周波数を低くすることで約40cmのプラズマ直
径、及び2000cm3のプラズマ体積が与えられるとしてい
る。前記報告は更に、より低い周波数、例えば、400MHz
で作動させることにより1mを超える直径まで放電を拡大
できるとしている。ところがこの内容を達成する装置と
なると極めて高価な特定のものが要求される。Some proposals have been made to maintain plasma uniformity (ie, energy uniformity). The proposals are, for example, from the Journal of Vacuum Technology.
Science Technology) B-4 (January-February 1986) 295
Page-298 and B-4 of the magazine (January-February 1986) 126
See page-130. According to these reports, microwave plasma disk sources (MP
A microwave reactor called DS) has been proposed.
That is, the plasma has a disk-like or tablet-like shape, and its diameter is a function of the microwave frequency. And those reports disclose the following contents. That is, first, the plasma disk source can be changed by the microwave frequency. However, in the microwave plasma disc source which is designed to operate at 2.45 GHz, the plasma confinement diameter is at most about 10 cm, a most 118cm 3 about even if the plasma volume, the large area I can't say at all. The report also states that
In systems designed to operate at frequencies as low as 5 MHz, the lower frequency provides a plasma diameter of about 40 cm and a plasma volume of 2000 cm 3 . The report further reports that the lower frequency, e.g., 400 MHz
It is said that the discharge can be expanded to a diameter of more than 1 m by operating at. However, a device which achieves this content requires a very expensive specific device.
即ち、マイクロ波の周波数を低くすることで、プラズ
マの大面積化は達成できるが、このような周波数域での
高出力のマイクロ波電源は一般化されてはいなく、入手
困難であり入手出来得たとしても極めて高価である。そ
してまた、周波数可変式の高出力のマイクロ波電源は更
に入手困難である。In other words, a large-area plasma can be achieved by lowering the frequency of the microwave, but a high-power microwave power supply in such a frequency range has not been generalized and is difficult to obtain. Very expensive, if at all. Also, it is more difficult to obtain a variable-power high-power microwave power supply.
同様に、マイクロ波を用いて高密度プラズマを効率的
に生成する手段として、空胴共振器の周囲に電磁石を配
置し、ECR(電子サイクロトロン共鳴)条件を成立させ
る方法が特開昭55-141729号公報及び特開昭57-133636号
公報等により提案されており、また学会等ではこの高密
度プラズマを利用して各種の半導体薄膜が形成されるこ
とが多数報告されており、すでにこの種のマイクロ波EC
RプラズマCVD装置が市販されるに至っている。Similarly, as a means for efficiently generating high-density plasma using microwaves, a method of arranging an electromagnet around a cavity resonator and satisfying ECR (Electron Cyclotron Resonance) conditions is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-141729. Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-133636 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-133636, and various reports have been made by academic societies and the like that various types of semiconductor thin films are formed using this high-density plasma. Microwave EC
R plasma CVD equipment has been commercialized.
ところが、これらのECRを用いた方法においては、プ
ラズマの制御に磁石を用いているため、マイクロ波の波
長に起因するプラズマの不均一性に、更に、磁界分布の
不均一性も加わって、大面積の基板上に均一な堆積膜を
形成するのは技術的に困難とされている。また、大面積
化のため装置を大型化する場合には、おのずと用いる電
磁石も大型化し、それに伴う重量及びスペースの増大、
また、発熱対策や大電流の直流安定化電源の必要性等実
用化に対しては解決されねばならない問題が種々残され
ている。However, in these methods using ECR, since a magnet is used to control the plasma, the non-uniformity of the plasma due to the wavelength of the microwave and the non-uniformity of the magnetic field distribution are also added. It is technically difficult to form a uniform deposited film on a substrate having a large area. In addition, when the device is enlarged for the purpose of increasing the area, the electromagnets naturally used also increase in size, resulting in an increase in weight and space,
Further, there are various problems that must be solved for practical use, such as measures against heat generation and the necessity of a DC stabilized power supply with a large current.
更に、形成される堆積膜についても、その特性は従来
のRFプラズマCVD法にて形成されるものと比較して同等
と言えるレベルには至っておらず、また、ECR条件の成
立する空間で形成される堆積膜とECR条件外のいわゆる
発散磁界空間で形成される堆積膜とでは特性及び堆積速
度が極端に異なるため、特に高品質、均一性が強く要求
される半導体デバイスの作製に適している方法とは言え
ない。Furthermore, the characteristics of the deposited film formed are not at a level that can be said to be equivalent to those formed by the conventional RF plasma CVD method, and the deposited film is formed in a space where ECR conditions are satisfied. The characteristics and the deposition rate are extremely different between a deposited film formed in a so-called divergent magnetic field space outside the ECR condition and a deposited film formed outside the ECR condition. Therefore, this method is particularly suitable for the fabrication of semiconductor devices requiring high quality and uniformity. It can not be said.
前述の米国特許第4,517,223号明細書及び同第4,729,3
41号明細書では、高密度のプラズマを得るについては、
非常に低い圧力を維持する必要性があることが開示され
ている。即ち、堆積速度を早めたり、ガス利用効率を高
めるためには低圧下でのプロセスが必要不可欠であると
している。しかしながら、高堆積速度、高ガス利用効
率、高パワー密度及び低圧の関係を維持するには、前述
の特許に開示された遅波回路及び電子サイクロトロン共
鳴法のいずれをしても十分とは言えないものである。The aforementioned U.S. Pat.Nos. 4,517,223 and 4,729,3
In the specification of No. 41, regarding obtaining a high density plasma,
It is disclosed that there is a need to maintain a very low pressure. That is, a process under a low pressure is indispensable to increase the deposition rate and increase the gas use efficiency. However, neither the slow-wave circuit nor the electron cyclotron resonance disclosed in the aforementioned patents is sufficient to maintain the relationship between high deposition rate, high gas utilization efficiency, high power density and low pressure. Things.
従って、上述したマイクロ波手段の持つ種々の問題点
を解決した新規なマイクロ波プラズマプロセスの早期提
供が望まれている。Therefore, early provision of a novel microwave plasma process that solves the various problems of the above-described microwave means is desired.
ところで、薄膜半導体は前述した太陽電池用の用途の
他にも、液晶ディスプレイの画素を駆動するための薄膜
トランジスタ(TFT)が密着型イメージセンサー用の光
電変換素子及びスイッチング素子等大面積又は長尺であ
ることが必要な薄膜半導体デバイス作製用にも好適に用
いられ、前記画像入出力装置用のキーコンポーネントと
して一部実用化されているが、高品質で均一性良く高速
で大面積化できる新規な堆積膜形成法の提供によって、
更に広く一般に普及されるようになることが期待されて
いる。By the way, thin-film semiconductors are used not only for solar cells as described above, but also for thin-film transistors (TFTs) for driving pixels of liquid crystal displays, which have large areas or long lengths such as photoelectric conversion elements and switching elements for contact image sensors. It is also suitably used for the production of thin film semiconductor devices that need to be used, and is partially used as a key component for the image input / output device. By providing a deposited film formation method,
It is expected that it will become more widely spread.
本発明は、上述のごとき従来の薄膜半導体デバイス形
成方法及び装置における諸問題を克服して、大面積に亘
って均一に、且つ高速で機能性堆積膜を形成する新規な
方法及び装置を提供することを目的とするものである。The present invention overcomes the above-mentioned problems in the conventional thin film semiconductor device forming method and apparatus and provides a novel method and apparatus for forming a functional deposition film uniformly and at high speed over a large area. The purpose is to do so.
本発明の他の目的は、帯状部材上に連続して機能性堆
積膜を形成する方法及び装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for continuously forming a functional deposition film on a belt-shaped member.
本発明の更なる目的は、堆積膜形成用の原料ガスの利
用効率を飛躍的に高めると共に、薄膜半導体デバイスの
量産化を低コストで実現し得る方法及び装置を提供する
ことにある。A further object of the present invention is to provide a method and apparatus capable of dramatically increasing the utilization efficiency of a source gas for forming a deposited film and realizing mass production of thin film semiconductor devices at low cost.
本発明の更に別の目的は、大面積、大容量に亘ってほ
ぼ均一なマイクロ波プラズマを生起させる方法及び装置
を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a method and apparatus for generating a substantially uniform microwave plasma over a large area and a large volume.
本発明の更に別の目的は、比較的幅広で長尺の基板上
に連続して安定性良く、高効率で高い光電変換効率の光
起電力素子を形成するための新規な方法及び装置を提供
するものである。Still another object of the present invention is to provide a novel method and apparatus for forming a photovoltaic device having a high efficiency and a high photoelectric conversion efficiency continuously on a relatively wide and long substrate. Is what you do.
本発明者らは、従来の薄膜半導体デバイス形成装置に
おける上述の諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成
すべく鋭意研究を重ねたところ、帯状部材を湾曲開始端
形成用の支持・搬送用ローラー湾曲部形成用の支持・搬
送用リング、及び湾曲終了端形成用の支持・搬送用ロー
ラーを介し、前記支持・搬送用ローラー同志の間には隙
間を残して湾曲させ、前記帯状部材を側壁とした柱状の
成膜室を形成し、前記成膜室の両端面にはマイクロ波エ
ネルギーをマイクロ波の進行方向に対して平行な方向に
放射させるようにしたマイクロ波アプリケーター手段を
対向して一対配設し、更に、前記成膜室内に堆積膜形成
用の原料ガスを導入し、前記一対の支持・搬送用ローラ
ー同志の間に残された間隙より排気して前記成膜室内の
圧力を所定の減圧下に保持し、前記マイクロ波アプリケ
ーター手段よりマイクロ波エネルギーを前記前壁とほぼ
平行に放射せしめたところ、前記成膜室内において前記
帯状部材の幅方向にほぼ均一なマイクロ波プラズマを生
起し得るという知見を得た。The present inventors have solved the above-mentioned problems in the conventional thin film semiconductor device forming apparatus and have conducted intensive studies to achieve the object of the present invention. Through a support / transport ring for forming a roller curved portion, and a support / transport roller for forming a curved end end, the support / transport roller is curved leaving a gap between the rollers, and the belt-shaped member is bent. A column-shaped film forming chamber as a side wall is formed, and microwave applicator means for emitting microwave energy in a direction parallel to a traveling direction of the microwave are opposed to both end faces of the film forming chamber. A pair is disposed, and a source gas for forming a deposited film is further introduced into the film forming chamber, and the pressure in the film forming chamber is reduced by exhausting gas from a gap left between the pair of supporting / transporting rollers. Under specified vacuum Holding and radiating the microwave energy from the microwave applicator means substantially parallel to the front wall, it was found that microwave plasma could be generated substantially uniformly in the width direction of the strip-shaped member in the film forming chamber. Obtained.
本発明は、上述の知見に基づき更に検討を重ねた結果
完成に至ったものであり、下述するところを骨子とする
マイクロ波プラズマCVD法による大面積の機能性堆積膜
を連続的に形成する方法及び装置を包含する。The present invention has been completed as a result of further studies based on the above-described findings, and continuously forms a large-area functional deposited film by a microwave plasma CVD method having the following points. Methods and apparatus.
本発明の方法は、次のとおりのものである。即ち、長
手方向に帯状部材を連続的に移動せしめながら、その中
途で前記移動する帯状部材を側壁とする柱状の成膜空間
を形成し、該成膜空間内にガス供給手段を介して堆積膜
形成用原料ガスを導入し、同時に、マイクロ波エネルギ
ーをマイクロ波の進行方向に対して平行な方向に放射さ
せるようにしたマイクロ波アプリケーター手段より、該
マイクロ波エネルギーを放射させてマイクロ波プラズマ
を前記成膜空間内で生起せしめ、該マイクロ波プラズマ
に曝される前記側壁を構成し連続的に移動する前記帯状
部材の表面上に堆積膜を形成せしめることを特徴とする
マイクロ波プラズマCVD法により大面積の機能性堆積膜
を連続的に形成する方法である。The method of the present invention is as follows. That is, while continuously moving the band-shaped member in the longitudinal direction, a column-shaped film-forming space having the moving band-shaped member as a side wall is formed in the middle thereof, and the deposited film is formed in the film-forming space via a gas supply means. The raw material gas for formation is introduced, and at the same time, the microwave energy is radiated from the microwave applicator means for radiating the microwave energy in a direction parallel to the traveling direction of the microwave to radiate the microwave plasma, The microwave plasma CVD method is characterized in that it is generated in a film forming space, and forms a deposited film on the surface of the continuously moving strip-shaped member constituting the side wall exposed to the microwave plasma. This is a method of continuously forming a functional deposition film having a large area.
本発明の方法においては、前記移動する帯状部材はそ
の中途において、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成
手段とを用いて、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終
了端形成手段との間に前記帯状部材の長手方向に間隙を
残して該帯状部材を湾曲させて前記成膜空間の側壁を成
すようにされる。In the method of the present invention, the moving band-shaped member is provided between the bending start end forming unit and the bending end end forming unit by using the bending start end forming unit and the bending end end forming unit in the middle thereof. The band-shaped member is curved leaving a gap in the longitudinal direction of the band-shaped member so as to form a side wall of the film forming space.
そして、前記帯状部材を側壁として形成される柱状の
成膜空間の両端面のうち、片側又は両側に配設される。
少なくとも1つ以上の前記マイクロ波アプリケーター手
段を介して、前記マイクロ波エネルギーを前記成膜空間
内に放射させるようにする。And it is arrange | positioned at one side or both sides among the both end surfaces of the pillar-shaped film-forming space formed with the said strip | belt-shaped member as a side wall.
The microwave energy is radiated into the deposition space via at least one or more of the microwave applicator means.
また、前記マイクロ波アプリケーター手段は前記端面
に垂直方向に配設し、前記マイクロ波エネルギーを前記
側壁と平行な方向に放射させるようにする。Also, the microwave applicator means is disposed in a direction perpendicular to the end face so as to radiate the microwave energy in a direction parallel to the side wall.
本発明の方法においては、前記マイクロ波エネルギー
は前記マイクロ波アプリケーター手段の先端部分に設け
られたマイクロ波透過性部材を介して放射させるように
する。In the method of the present invention, the microwave energy is radiated through a microwave transparent member provided at a tip portion of the microwave applicator means.
そして、前記マイクロ波透過性部材にて前記マイクロ
波アプリケーター手段と前記成膜空間との気密を保持さ
せるようにする。Then, the airtightness between the microwave applicator means and the film forming space is maintained by the microwave permeable member.
また、前記マイクロ波アプリケーター手段を、前記両
端面において互いに対向して配設させる場合には、一方
のマイクロ波アプリケーター手段より放射されるマイク
ロ波エネルギーが他方のマイクロ波アプリケーター手段
にて受信されないように配置する。Further, in the case where the microwave applicator means is disposed so as to face each other at the both end surfaces, the microwave energy radiated from one microwave applicator means is not received by the other microwave applicator means. Deploy.
本発明の方法において、前記柱状の成膜空間内に放射
されたマイクロ波エネルギーは、前記成膜空間外へ漏洩
しないようにする。In the method of the present invention, the microwave energy radiated into the columnar deposition space is prevented from leaking out of the deposition space.
また、前記成膜空間内に導入された堆積膜形成用原料
ガスは、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成
手段との間で前記帯状部材の長手方向に残された間隙よ
り排気するようにする。Further, the source gas for forming a deposited film introduced into the film forming space is exhausted from a gap left in the longitudinal direction of the band-shaped member between the curved start end forming means and the curved end end forming means. To do.
本発明の方法において、前記帯状部材の少なくとも一
方の面には導電処理を施すようにする。In the method of the present invention, at least one surface of the band-shaped member is subjected to a conductive treatment.
更には、本発明の装置は、連続して移動する帯状部材
上にマイクロ波プラズマCVD法により機能性堆積膜を連
続的に形成する装置であって、前記帯状部材をその長手
方向に連続的に移動させながら、その中途で湾曲させる
ための湾曲部形成手段を介して、前記帯状部材を側壁に
して形成され、その内部を実質的に真空に保持し得る柱
状の成膜室を有し、前記成膜室内にマイクロ波プラズマ
を生起させるための、マイクロ波エネルギーをマイクロ
波の進行方向に対して平行な方向に放射させるようにし
たマイクロ波アプリケーター手段と、 前記成膜室内を排気する排気手段と、前記成膜室内に
堆積膜形成用原料ガスを導入するための手段と、前記帯
状部材を加熱及び/又は冷却するための温度制御手段と
を備えていて、前記帯状部材の前記マイクロ波プラズマ
に曝される側の表面上に、連続して堆積膜を形成するよ
うにしたことを特徴とする機能性堆積膜の連続形成装置
である。Further, the apparatus of the present invention is an apparatus for continuously forming a functional deposition film on a continuously moving strip member by a microwave plasma CVD method, wherein the strip member is continuously formed in the longitudinal direction. While moving, via a curved portion forming means for bending in the middle, the band-shaped member is formed as a side wall, and has a columnar film-forming chamber capable of holding the inside thereof substantially in a vacuum, Microwave applicator means for emitting microwave energy in a direction parallel to the traveling direction of the microwave for generating microwave plasma in the film formation chamber, and exhaust means for exhausting the film formation chamber Means for introducing a source gas for forming a deposited film into the film forming chamber, and temperature control means for heating and / or cooling the strip-shaped member, wherein the microphone of the strip-shaped member is provided. An apparatus for continuously forming a functional deposited film, wherein a deposited film is continuously formed on a surface exposed to microwave plasma.
本発明の装置において、前記湾曲部形成手段は、少な
くとも一組以上の、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形
成手段とで構成され、前記湾曲開始端形成手段と前記湾
曲終了端形成手段とを、前記帯状部材の長手方向に間隙
を残して配設される。In the apparatus of the present invention, the bending portion forming means includes at least one or more sets of a bending start end forming means and a bending end end forming means, wherein the bending start end forming means and the bending end end forming means are provided. The belt-shaped member is disposed with a gap left in the longitudinal direction.
なお、前記湾曲部形成手段は、少なくとも一対の支持
・搬送用ローラーと支持・搬送用リングとで構成され、
前記一対の支持・搬送用ローラーは前記帯状部材の長手
方向に間隙を残して平行に配設される。The curved portion forming means is constituted by at least a pair of support / transport rollers and a support / transport ring,
The pair of support / transport rollers are disposed in parallel with a gap left in the longitudinal direction of the belt-shaped member.
本発明の装置において、前記帯状部材を側壁として形
成される柱状の成膜室の両端面のうち片側又は両側に、
少なくとも1つ以上の前記マイクロ波アプリケーター手
段が配設される。In the apparatus of the present invention, on one or both sides of both end surfaces of a columnar film forming chamber formed with the band-shaped member as a side wall,
At least one or more of said microwave applicator means are provided.
そして、前記マイクロ波アプリケーター手段は、前記
端面に垂直方向に配設される。And, the microwave applicator means is disposed in a direction perpendicular to the end face.
本発明の装置において、前記マイクロ波アプリケータ
ー手段の先端部分には、前記成膜室と前記マイクロ波ア
プリケーター手段との気密分離を行い、且つ、前記マイ
クロ波アプリケーターから放射されるマイクロ波エネル
ギーを前記成膜室内へ透過せしめるマイクロ波透過性部
材が配設される。In the apparatus of the present invention, the film forming chamber and the microwave applicator are air-tightly separated from each other at the tip of the microwave applicator, and the microwave energy radiated from the microwave applicator is supplied to the microwave applicator. A microwave permeable member that allows transmission into the membrane chamber is provided.
本発明の装置において、前記帯状部材の少なくとも一
方の面には、導電性処理が施される。In the device of the present invention, at least one surface of the band-shaped member is subjected to a conductive treatment.
本発明の装置において、前記マイクロ波アプリケータ
ー手段には方形及び/又は楕円導波管を介してマイクロ
波エネルギーが伝送される。In the apparatus of the present invention, microwave energy is transmitted to said microwave applicator means via a square and / or elliptical waveguide.
そして、前記マイクロ波アプリケーター手段を成膜室
の両端面において互いに対向して配設させる場合には、
前記マイクロ波アプリケーター手段に接続される前記方
形及び/又は楕円導波管の長辺を含む面同志、長軸を含
む面同志、又は長辺を含む面と長軸を含む面同志が互い
に平行とならないよう配設される。When the microwave applicator means is disposed to face each other on both end surfaces of the film forming chamber,
The planes including the long sides of the rectangular and / or elliptical waveguides connected to the microwave applicator means, the planes including the long axis, or the planes including the long side and the planes including the long axis are parallel to each other. It is arranged not to become.
また、前記方形及び/又は楕円導波管の長辺を含む面
及び/又は長軸を含む面と、前記一対の支持搬送用ロー
ラーの中心軸を含む面とのなす角度が垂直とならないよ
う配設される。Also, the angle between the plane including the long side and / or the plane including the long axis of the rectangular and / or elliptical waveguide and the plane including the central axis of the pair of supporting and conveying rollers is not perpendicular to each other. Is established.
以下、本発明者らが本発明を完成させるにあたり行っ
た実験について詳しく説明する。Hereinafter, the experiments performed by the present inventors to complete the present invention will be described in detail.
本発明の装置を用いて、帯状部材上に機能性堆積膜を
均一に形成するための、マイクロプラズマの生起条件に
ついて種々実験を行ったので、以下に詳述する。Various experiments were performed on the generation conditions of microplasma for uniformly forming a functional deposition film on a belt-shaped member using the apparatus of the present invention, and will be described in detail below.
実験例1 本実験例においては、後述する装置例2で示す装置を
用い、また、後述する製造例1で説明する手順でマイク
ロ波プラズマを生起させ、一対の導波管111,112の取り
付け角度の違いによるマイクロ波プラズマの安定性及び
マイクロ波の成膜室外への漏洩度等について検討を行っ
た。EXPERIMENTAL EXAMPLE 1 In this experimental example, the apparatus shown in Apparatus Example 2 to be described later was used, and microwave plasma was generated by the procedure described in Production Example 1 to be described later. We investigated the stability of microwave plasma and the degree of leakage of microwave to the outside of the deposition chamber.
第6図に方形導波管111,112の取り付け角度の説明用
の模式的断面概略図を示した。FIG. 6 is a schematic cross-sectional schematic view for explaining the mounting angles of the rectangular waveguides 111 and 112.
実線で示した方形導波管111と点線で示した方形導波
管とは成膜室116の両端面に対向して配設されたマイク
ロ波アプリケーター(不図示)に接続されており、例え
ば、方形導波管111は図面手前側、方形導波管112は奥側
に配設されている。Oは湾曲形状の中心であり、A−
A′は支持・搬送用ローラー102と103との中心軸を含む
面を表しており、これに垂直な面をH−H′とする。そ
して、方形導波管111の長辺を含む面に平行な面B−
B′とH−H′とのなす角度をθとし、これを方形導波
管111の取り付け角度とする。また、方形導波管112の長
辺を含む面に平行な面C−C′とH−H′とのなす角度
をθ2とし、これを方形導波管112の取り付け角度とす
る。ここで、方形導波管111,112の取り付け角度θ1,θ
2が各々180°を超える場合には、180°以下の場合のH
−H′に対する対称配置となる故、その配置関係は180
°以下の場合と同等である。勿論θ1とθ2とは相互に入
れ替えても、対向している故、やはり配置関係は同等で
ある。The rectangular waveguide 111 shown by a solid line and the rectangular waveguide shown by a dotted line are connected to a microwave applicator (not shown) disposed opposite to both end surfaces of the film forming chamber 116. The rectangular waveguide 111 is provided on the front side in the drawing, and the rectangular waveguide 112 is provided on the back side. O is the center of the curved shape and A-
A 'represents a plane including the central axis of the supporting / transporting rollers 102 and 103, and a plane perpendicular to this is designated as HH'. A plane B- parallel to the plane including the long side of the rectangular waveguide 111
The angle between B ′ and HH ′ is θ, and this is the angle at which the rectangular waveguide 111 is attached. The angle between the plane CC ′ parallel to the plane including the long side of the rectangular waveguide 112 and HH ′ is θ 2, and this is the mounting angle of the rectangular waveguide 112. Here, the mounting angles θ 1 , θ of the rectangular waveguides 111, 112
2 if each exceeds 180 °, H if 180 ° or less
−H ′, the arrangement is 180 °.
° or less. Of course, even if θ 1 and θ 2 are interchanged, since they are opposed to each other, the arrangement relationship is also equivalent.
本発明において、支持・搬送用ローラー102,103とで
限定される帯状部材の湾曲端間距離を間隙Lと定義す
る。In the present invention, the distance between the curved ends of the belt-shaped member defined by the support / transport rollers 102 and 103 is defined as a gap L.
第1表に示すマイクロ波プラズマ放電条件にて、第2
表に示す種々のθ1,θ2の組み合わせ条件におけるマイ
クロ波プラズマの安定性等について実験、評価を行っ
た。Under the microwave plasma discharge conditions shown in Table 1, the second
Experiments and evaluations were performed on the stability and the like of microwave plasma under various combinations of θ 1 and θ 2 shown in the table.
なお、マイクロ波の漏洩度は支持・搬送用ローラー10
2,103の間隙部分より5cm程度離れた場所にマイクロ波検
知器を設けて評価を行った。Note that the microwave leakage is measured using the support / transport roller 10
A microwave detector was installed at a location about 5 cm away from the gap of 2,103, and the evaluation was performed.
評価結果は第2表に示すとおりであった。 The evaluation results were as shown in Table 2.
これらの結果から、マイクロ波アプリケーターへの方
形導波管の取り付け角度を変えることによって、マイク
ロ波プラズマの安定性及びマイクロ波の成膜室外への漏
洩度が大きく変化することが判った。具体的には、θ1
及び/又はθ2が0°の場合には、マイクロ波の漏れ量
が最も大きく、放電状態も不安定であり、15°程度では
マイクロ波の漏れ量が小さくはなるものの、放電状態は
不安定である。また、30°以上では、マイルロ波の漏れ
は無くなり放電状態に安定した。ただし、θ1とθ2とが
なす角度が0°又は180°すなわち、方形導波管の長辺
を含む面が互いに平行な配置となる場合には、マイクロ
波の漏れ量にかかわらず、発振異常による電源ノイズが
大きくなり、放電が不安定になる。なお、この放電実験
においては帯状部材101を静止させた場合及び1.2m/min
の搬送スピードで搬送させた場合とで行ったが、両者に
おいて放電の安定性については特に差異は認められなか
った。From these results, it was found that by changing the mounting angle of the rectangular waveguide to the microwave applicator, the stability of the microwave plasma and the degree of leakage of the microwave to the outside of the film formation chamber were greatly changed. Specifically, θ 1
And / or when θ 2 is 0 °, the microwave leakage is the largest and the discharge state is unstable. At about 15 °, the microwave leakage is small but the discharge state is unstable. It is. At 30 ° or more, the leakage of the milo wave disappeared and the discharge state was stabilized. However, when the angle between θ 1 and θ 2 is 0 ° or 180 °, that is, when the planes including the long sides of the rectangular waveguide are arranged in parallel to each other, the oscillation does not depend on the amount of microwave leakage. Power supply noise due to abnormalities increases, and discharge becomes unstable. In this discharge experiment, the case where the band-shaped member 101 was stationary and 1.2 m / min
, And no particular difference was observed in the discharge stability between the two.
更に、マイクロ波プラズマ放電条件のうち、原料ガス
の種類及び流量、マイクロ波電力、湾曲形状の内直径、
成膜室内圧等種々変化させた場合においても方形導波管
の配置に起因するマイクロ波の漏れ量及び放電安定性等
について特に差異は認められなかった。Further, among the microwave plasma discharge conditions, the type and flow rate of the raw material gas, the microwave power, the inner diameter of the curved shape,
Even when the pressure in the film forming chamber was changed variously, there was no particular difference in the amount of microwave leakage and discharge stability caused by the arrangement of the rectangular waveguide.
実験例2 本実験例においては、実験例1と同様、装置例2で示
した装置を用い、第6図で示した支持・搬送用ローラー
102,103の間隙Lを変化させたときのマイクロ波プラズ
マの安定性及び膜厚分布への影響等について検討を行っ
た。EXPERIMENTAL EXAMPLE 2 In this experimental example, the apparatus shown in FIG. 6 was used and the supporting / transporting rollers shown in FIG.
The effect of changing the gap L between 102 and 103 on microwave plasma stability and film thickness distribution was examined.
間隙Lについては第3表に示した範囲で種々変化させ
て各々約10分間の放電を行った。その他のマイクロ波プ
ラズマ放電条件については第1表に示したのと同様と
し、方形導波管の取り付け角度θ1,θ2は共に45°に配
置した。ただし、成膜室圧力の変化は、排気ポンプの能
力は特に調整せず、間隙Lを大きくすることによってコ
ンダクタンスが大きくなったために生じたものである。
なお、帯状部材101の表面温度が250℃となるように温度
制御機構106a〜eを動作させ、帯状部材の搬送速度は35
cm/minとした。The gap L was varied in the range shown in Table 3 and discharge was performed for about 10 minutes. Other microwave plasma discharge conditions were the same as those shown in Table 1 , and the mounting angles θ 1 and θ 2 of the rectangular waveguide were both set at 45 °. However, the change in the film forming chamber pressure is caused by the fact that the conductance is increased by increasing the gap L without adjusting the capacity of the exhaust pump.
The temperature control mechanisms 106a to 106e are operated so that the surface temperature of the belt-shaped member 101 becomes 250 ° C.
cm / min.
第3表に、放電状態、膜厚分布等を評価した結果を示
した。Table 3 shows the results of evaluating the discharge state, film thickness distribution, and the like.
なお、放電状態は目視にて、膜厚分布については、針
ステップ式膜厚計にて帯状部材の幅方向について10点ず
つ、長手方向には20cmごとに測定し、その分布を評価し
た。The discharge state was visually observed, and the film thickness distribution was measured by a needle step type film thickness meter at 10 points in the width direction of the band-shaped member and at 20 cm in the longitudinal direction, and the distribution was evaluated.
これらの結果から、排気ポンプの能力調整は行われ
ず、間隙Lを変化させることによって、成膜室内の圧力
が変化し、それにともない形成される堆積膜の膜厚分布
が、特に帯状部材の幅方向について顕著に変化すること
が判った。また、方形導波管の取り付け角度を実験例1
においてマイクロ波の漏れが起こらなかった配置にして
も、間隙Lを大きくしすぎた場合には、やはりマイクロ
波漏れが生ずることが判った。そして、間隙Lからのマ
イクロ波漏れが少なくなるのは間隙Lの寸法をマイクロ
波の波長の好ましくは1/2波長以下、より好ましくは1/4
波長以下としたときであった。なお、帯状部材の長手方
向での膜厚分布は、帯状部材を搬送している限りほぼ良
好であった。From these results, the capacity adjustment of the exhaust pump was not performed, and the pressure inside the film forming chamber was changed by changing the gap L, and the film thickness distribution of the deposited film formed therewith was particularly affected by the width direction of the belt-shaped member. Was found to change significantly. Experimental Example 1
It was also found that microwave leakage also occurred when the gap L was too large even if the arrangement was such that microwave leakage did not occur. The reason why the microwave leakage from the gap L is reduced is that the dimension of the gap L is preferably equal to or less than 1/2 wavelength of the microwave wavelength, more preferably 1/4 wavelength.
It was when the wavelength was not more than the wavelength. Note that the film thickness distribution in the longitudinal direction of the belt-like member was almost good as long as the belt-like member was conveyed.
作製した試料の中で堆積速度が速く、膜厚分布が良好
であった試料No.4の堆積速度は約100Å/secであった。
また、用いた原料ガスの総流量に対して、帯状部材上に
堆積された膜の量より計算される原料ガス利用効率は55
%であった。Sample No. 4, which had a high deposition rate and a good film thickness distribution among the prepared samples, had a deposition rate of about 100 mm / sec.
The source gas utilization efficiency calculated from the amount of the film deposited on the belt-shaped member is 55% of the total flow rate of the source gas used.
%Met.
更に、マイクロ波プラズマ放電条件のうち、マイクロ
波電力、湾曲形成の内直径等について種々変化させた場
合において、膜厚分布及び放電安定性は若干の変化があ
るものの、間隙Lの大きさに起因する本質的な問題の解
決手段とはなり得なかった。Further, in the microwave plasma discharge conditions, when the microwave power, the inner diameter of the curve formation, and the like are variously changed, the film thickness distribution and the discharge stability are slightly changed, but are caused by the size of the gap L. Could not be a solution to the essential problem of
実験例3 本実験例においては、実験例1と同様、装置例2で示
した装置を用い、形成される湾曲形状の内直径を変化さ
せたときのマイクロ波プラズマの安定性、膜厚分布等に
ついて検討を行った。湾曲形状の内直径については第4
表に示した範囲で種々変化させた以外は、第1表に示し
たマイクロ波プラズマ放電条件と同様とし、また、方形
導波管の取り付け角度θ1,θ2は共に45°に配置した。
なお、放電時間は各々10分間とし、帯状部材の表面温度
は実験例2同様250℃とした。また、帯状部材の搬送速
度は35cm/minとした。Experimental Example 3 In this experimental example, as in Experimental Example 1, the apparatus shown in Apparatus Example 2 was used, and the stability and the film thickness distribution of the microwave plasma when the inner diameter of the formed curved shape was changed. Was examined. For the inner diameter of the curved shape
Except for various changes in the range shown in the table, the microwave plasma discharge conditions were the same as those shown in Table 1 , and the mounting angles θ 1 and θ 2 of the rectangular waveguide were both set at 45 °.
The discharge time was 10 minutes each, and the surface temperature of the belt-shaped member was 250 ° C. as in Experimental Example 2. The conveying speed of the belt-shaped member was set to 35 cm / min.
第4表に、放電状態、膜厚分布等を評価した結果を示
した。Table 4 shows the results of evaluating the discharge state, film thickness distribution, and the like.
なお、放電状態は目視にて、膜厚分布については、針
ステップ式膜厚計にて帯状部材の幅方向について10点ず
つ、長手方向には20cmごとに測定し、その分布を評価し
た。The discharge state was visually observed, and the film thickness distribution was measured by a needle step type film thickness meter at 10 points in the width direction of the band-shaped member and at 20 cm in the longitudinal direction, and the distribution was evaluated.
これらの結果から、他の放電条件は変えず、湾曲形状
の内直径を変化させることによって、放電状態が変わ
り、形成される堆積膜の膜厚分布が、特に帯状部材の幅
方向について顕著に変化することが判った。なお、帯状
部材長手方向での膜厚分布は、帯状部材を搬送している
限りほぼ良好であった。From these results, by changing the inner diameter of the curved shape without changing other discharge conditions, the discharge state changes, and the film thickness distribution of the deposited film formed changes remarkably, especially in the width direction of the band-shaped member. I found out. The film thickness distribution in the longitudinal direction of the belt-like member was almost good as long as the belt-like member was conveyed.
更に、マイクロ波プラズマ放電条件のうち、マイクロ
波電力、成膜室内の圧力等について種々変化させた場合
においても、それぞれのパラメーター変化によって、膜
厚分布及び放電安定性が影響を受けることが判った。Further, it was found that, even when the microwave power, the pressure in the film forming chamber, and the like among the microwave plasma discharge conditions were variously changed, the film thickness distribution and the discharge stability were affected by the respective parameter changes. .
実験例4 本実験例においては、実験例1と同様、装置例2で示
した装置を用い、成膜室内の圧力は一定とし、原料ガス
流量、マイクロ波電力を種々変化させたときのマイクロ
波プラズマの安定性等について検討を行った。成膜室圧
力、原料ガス流量については、第5表に示した範囲で種
々変化させた以外は、第1表に示したマイクロ波プラズ
マ放電条件と同様とし、また、方形導波管の取り付け角
度θ1,θ2は共に60°、60°に配置した。Experimental Example 4 In this experimental example, as in Experimental Example 1, the apparatus shown in Apparatus Example 2 was used, the pressure in the film-forming chamber was kept constant, and the microwave when the source gas flow rate and the microwave power were variously changed. The stability of plasma was studied. The film forming chamber pressure and the source gas flow rate were the same as the microwave plasma discharge conditions shown in Table 1 except that they were variously changed within the range shown in Table 5, and the mounting angle of the rectangular waveguide was set. θ 1 and θ 2 are both arranged at 60 ° and 60 °.
第5表に、放電状態を評価した結果を示した。ここ
で、◎は放電安定、○は、微小のチラツキはあるが、ほ
ぼ放電安定、△はややチラツキはあるが使用可能なレベ
ルで放電安定の状態を表している。いずれの場合におい
ても、マイクロ波電力を下げたり、成膜室圧力を下げた
り、原料ガスとしてのH2の流量を増やしたりした場合
には放電が不安定となるか、放電が生起しなくなるほぼ
限界値を表している。従って、逆にマイクロ波電力を上
げたり、成膜室圧力を上げたり、原料ガスとしてのSiH4
の流量を増やしたりした場合には放電はより安定な状態
となることが判った。なお、この放電実験においては帯
状部材101を静止させた場合及び1.2m/minの搬送スピー
ドで搬送させた場合とで行ったが、両者において放電の
安定性については特に差異は認められなかった。Table 5 shows the results of evaluating the discharge state. Here, .largecircle. Indicates a stable discharge, .largecircle. Indicates a state where discharge is stable although there is a slight flicker, and .DELTA. Indicates a state where discharge is stable at a usable level although there is slight flicker. In any case, when the microwave power is reduced, the pressure in the film formation chamber is reduced, or the flow rate of H 2 as the source gas is increased, the discharge becomes unstable or almost no longer occurs. Indicates the limit value. Therefore, conversely, the microwave power, the pressure in the film forming chamber, or the SiH 4
It has been found that the discharge becomes more stable when the flow rate is increased. In addition, in this discharge experiment, when the belt-shaped member 101 was stopped and when the belt-shaped member 101 was transported at a transport speed of 1.2 m / min, there was no particular difference in discharge stability between the two.
実験例5 本実験例においては、実験例1と同様、装置例2で示
した装置を用い、帯状部材の幅寸法を変えたときの、マ
イクロ波プラズマの安定性及び膜厚分布への影響等につ
いて検討を行った。EXPERIMENTAL EXAMPLE 5 In this experimental example, similarly to Experimental Example 1, using the apparatus shown in Apparatus Example 2 and changing the width dimension of the band-shaped member, the effect on the stability and film thickness distribution of the microwave plasma, and the like. Was examined.
帯状部材の幅寸法については第6表に示した範囲で種
々変化させて、各々10分間の放電を行った。その他のマ
イクロ波プラズマ放電条件については第1表に示したの
と同様とし、方形導波管の種類はEIAJ,WRI-32に変え、
取り付け角度θ1,θ2は共に60°、60°となるよう配置
した。そして、帯状部材の表面温度は実験例2と同様25
0℃とし、搬送速度は50cm/minとした。The width of the strip was varied in the range shown in Table 6 and discharge was performed for 10 minutes. Other microwave plasma discharge conditions were the same as those shown in Table 1, and the type of rectangular waveguide was changed to EIAJ, WRI-32.
The mounting angles θ 1 and θ 2 were both set to 60 ° and 60 °. The surface temperature of the belt-like member was 25
The temperature was set to 0 ° C., and the transfer speed was set to 50 cm / min.
なお、試料No.15〜17についてはマイクロ波アプリケ
ーターは片側のみ、試料No.18〜21については対向して
一対配設した。In addition, the microwave applicator was provided only on one side for samples Nos. 15 to 17, and a pair of microwave applicators was provided facing each other for samples Nos. 18 to 21.
第6表に放電状態、膜厚分布等を評価した結果を示し
た。評価方法は実験例2と同様とした。Table 6 shows the results of evaluating the discharge state, film thickness distribution, and the like. The evaluation method was the same as in Experimental Example 2.
これらの結果から、帯状部材の幅寸法が変わることに
より、マイクロ波プラズマの安定性及び膜厚分布が変化
することが判った。そして、片側からのマイクロ波電力
の供給のみではマイクロ波プラズマの安定性が欠けた
り、膜厚分布が大きくなる場合においても、マイクロ波
アプリケーターを対向して一対設けることによっていず
れも改善されることが判った。From these results, it was found that the stability of the microwave plasma and the film thickness distribution were changed by changing the width dimension of the belt-shaped member. Even when the microwave power is supplied only from one side and the stability of the microwave plasma is lacking or the film thickness distribution is increased, it can be improved by providing a pair of microwave applicators facing each other. understood.
また、マイクロ波プラズマ放電条件のうち、原料ガス
の種類及び流量、マイクロ波電力、成膜室内圧等種々変
化させた場合においては、それぞれのパラメーター変化
によってマイクロ波プラズマの安定性及び膜厚分布が影
響を受けることが判った。Further, among the microwave plasma discharge conditions, when the type and flow rate of the source gas, the microwave power, the film forming chamber pressure, and the like are variously changed, the stability of the microwave plasma and the film thickness distribution are changed by each parameter change. It turned out to be affected.
実験結果の概要 本発明の方法及び装置において、マイクロ波プラズマ
の安定性、均一性等は、例えばマイクロ波アプリケータ
ーの形状及びそれに接続される導波管の種類及び配置、
成膜時の成膜室内の圧力、マイクロ波電力、マイクロ波
プラズマの閉じ込めの程度、放電空間の体積及び形状等
種々のパラメーターが複雑にからみ合って維持されてい
るので、単一のパラメーターのみで最適条件を求めるの
は困難であるが、本実験結果より、おおよそ次のような
傾向及び条件範囲が判った。Summary of Experimental Results In the method and apparatus of the present invention, the stability and uniformity of the microwave plasma are determined, for example, by the shape of the microwave applicator and the type and arrangement of the waveguide connected thereto,
Since various parameters such as the pressure in the deposition chamber during deposition, microwave power, degree of confinement of microwave plasma, volume and shape of discharge space are maintained intricately, only a single parameter can be used. Although it is difficult to find the optimum condition, the following tendency and condition range were found from the results of this experiment.
成膜室の圧力に関しては、好ましくは1.5mTorr乃至10
0mTorr、より好ましくは3mTorr乃至50mTorrであること
が判った。マイクロ波電力に関しては、好ましくは250
×2W乃至3000×2W、より好ましくは300×2W乃至1000×2
Wであることが判った。湾曲形状の内直径に関しては、
好ましくは7cm乃至45cm、より好ましくは8cm乃至35cmで
あることが判った。また、帯状部材の幅に関しては対向
する一対のマイクロ波アプリケーターを用いた場合に
は、好ましくは60cm程度、より好ましくは50cm程度で幅
方向の均一性が得られることが判った。Regarding the pressure of the film forming chamber, preferably, 1.5 mTorr to 10
It was found that the pressure was 0 mTorr, more preferably 3 mTorr to 50 mTorr. With respect to microwave power, preferably 250
× 2W to 3000 × 2W, more preferably 300 × 2W to 1000 × 2
It turned out to be W. Regarding the inner diameter of the curved shape,
It has been found that it is preferably between 7 cm and 45 cm, more preferably between 8 cm and 35 cm. In addition, it was found that when a pair of microwave applicators facing each other was used, the width of the belt-shaped member was preferably about 60 cm, more preferably about 50 cm, to obtain uniformity in the width direction.
また、マイクロ波プラズマ領域からのマイクロ波の漏
れ量が大きくなるとマイクロ波プラズマの安定性を欠く
ことが判り、帯状部材の湾曲端同志の間隙Lは好ましく
はマイクロ波の1/2波長以下、より好ましくは1/4波長以
下に設定されることが望ましいことが判った。In addition, it is understood that when the amount of microwave leakage from the microwave plasma region increases, the stability of the microwave plasma is lacking, and the gap L between the curved ends of the belt-shaped member is preferably equal to or less than 1/2 wavelength of the microwave. It has been found that it is desirable to set the wavelength to preferably 1/4 wavelength or less.
以下、前述の〔実験〕により判明した事実をもとに本
発明の方法について更に詳しく説明する。Hereinafter, the method of the present invention will be described in more detail based on the facts found by the aforementioned [Experiment].
本発明の方法において、前記移動する帯状部材の中途
において、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段と
を用いて前記帯状部材を湾曲させて形成される柱状の成
膜空間の側壁の大部分は、前記移動する帯状部材で形成
されるが、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形
成手段との間には前記帯状部材の長手方向に間隙が残さ
れるようにする。In the method of the present invention, most of the side wall of the columnar film-forming space formed by bending the band-shaped member using the bending start end forming unit and the bending end end forming unit in the middle of the moving band-shaped member. Is formed of the moving strip-shaped member, and a gap is left between the bending start end forming means and the bending end end forming means in the longitudinal direction of the strip-shaped member.
そして、本発明の方法において、前記柱状の成膜空間
内にてマイクロ波プラズマを均一に生起させ閉じ込める
には、前記帯状部材にて形成される側壁と平行な方向
に、前記成膜膜空間の両端面のうち片側又は両側よりマ
イクロ波エネルギーを放射させ、前記成膜膜空間内にマ
イクロ波エネルギーを閉じ込めるようにする。Then, in the method of the present invention, in order to uniformly generate and confine microwave plasma in the columnar film-forming space, the direction of the film-forming film space is parallel to a side wall formed by the band-shaped member. Microwave energy is radiated from one or both sides of both end faces, so that the microwave energy is confined in the film-formed film space.
前記帯状部材の幅が比較的狭い場合には、片側からマ
イクロ波エネルギーを放射させるだけでも前記成膜空間
内に生起するマイクロ波プラズマの均一性に保たれる
が、前記帯状部材の幅が、例えばマイクロ波の波長の1
波長を超えるような場合には、両側からマイクロ波エネ
ルギーを放射させるのが、マイクロ波プラズマの均一性
を保つ上で好ましい。When the width of the band-shaped member is relatively narrow, uniformity of the microwave plasma generated in the film forming space is maintained even by radiating the microwave energy from one side, but the width of the band-shaped member is For example, one of the microwave wavelengths
In the case of exceeding the wavelength, it is preferable to emit microwave energy from both sides in order to maintain uniformity of microwave plasma.
勿論、前記成膜空間内で生起するマイクロ波プラズマ
の均一性は、前記成膜空間内にマイクロ波エネルギーが
十分に伝送される必要があり、前記柱状の成膜空間はい
わゆる導波管に類する構造とされるのが望ましい。その
ためにはまず、前記帯状部材は導電性の材料で構成され
ることが好ましいが、少なくともその片面が導電処理を
施されたものであっても良い。Of course, the uniformity of the microwave plasma generated in the film formation space requires that microwave energy be sufficiently transmitted into the film formation space, and the columnar film formation space is similar to a so-called waveguide. It is desirable to have a structure. For this purpose, first, the belt-like member is preferably made of a conductive material. However, at least one surface thereof may be subjected to a conductive treatment.
また、本発明の方法において、前記移動する帯状部材
を前記湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段とを用
いて湾曲させて形成される柱状の成膜空間の両端面の形
成としては、前記成膜空間内に放射されたマイクロ波エ
ネルギーがほぼ均一に前記成膜空間内に伝送されるよう
になされるのが好ましく、円形状、楕円形状、方形状、
多角形状に類似する形であってほぼ対称な形で比較的滑
らかな湾曲形状であることが望ましい。勿論、前記湾曲
開始端形成手段と前記湾曲終了端形成手段との間に前記
帯状部材の長手方向に残された間隙部分おいては、前記
端面形状は不連続となる場合がある。Further, in the method of the present invention, as the formation of both end surfaces of the columnar film-forming space formed by bending the moving belt-shaped member using the bending start end forming means and the bending end end forming means, It is preferable that the microwave energy radiated into the film forming space is transmitted to the film forming space almost uniformly, and the shape is circular, elliptical, square,
It is desirable that the shape be similar to a polygonal shape, be substantially symmetrical, and have a relatively smooth curved shape. Of course, the end face shape may be discontinuous in a gap portion left in the longitudinal direction of the band-shaped member between the bending start end forming means and the bending end end forming means.
更には、本発明の方法において、前記成膜空間内での
マイクロ波エネルギーの伝送を効率良く行うとともに、
マイクロ波プラズマを安定して生起、維持、制御するた
めには、前記マイクロ波アプリケーター手段中でのマイ
クロ波の伝送モードは単一モードであることが望まし
い。具体的には、TE10モード、TE11モード、eH1モー
ド、TM11モード、TM01モード等を挙げることができる
が、好ましくはTE10モード、TE11モード、eH1モードが
用いられる。これらの伝送モードは単一でも、複数組み
合わせて用いられても良い。また、前記マイクロ波アプ
リケーター手段へは上述の伝送モードが伝送可能な導波
管を介してマイクロ波エネルギーが伝送される。更に、
前記マイクロ波エネルギーは、前記マイクロ波アプリケ
ーター手段の先端部分に設けられた気密性を有するマイ
クロ波透過性部材を介して前記成膜空間内へ放射され
る。Furthermore, in the method of the present invention, while efficiently transmitting microwave energy in the film forming space,
In order to stably generate, maintain and control the microwave plasma, it is desirable that the microwave transmission mode in the microwave applicator means is a single mode. Specifically, TE 10 mode, TE 11 mode, eH 1 mode, TM 11 mode, there may be mentioned a TM 01 mode or the like, preferably TE 10 mode, TE 11 mode, eH 1 mode is used. These transmission modes may be used alone or in combination. Further, microwave energy is transmitted to the microwave applicator means via a waveguide capable of transmitting the above-mentioned transmission mode. Furthermore,
The microwave energy is radiated into the film-forming space via an airtight microwave permeable member provided at a distal end portion of the microwave applicator means.
本発明の方法において、前記成膜空間には前記湾曲開
始端形成手段と湾曲終了端形成手段との間に間隙が残さ
れていて、該間隙から前記原料ガスが排気され、前記成
膜空間内が所定の減圧状態に保持されるようにするが、
前記間隙の寸法は十分な排気コンダクタンスが得られる
と同時に、前記成膜空間内に放射されたマイクロ波エネ
ルギーが前記成膜空間外へ漏洩しないように特別配慮さ
れる必要がある。In the method of the present invention, a gap is left between the bending start end forming means and the bending end end forming means in the film forming space, and the raw material gas is exhausted from the gap, and Is maintained at a predetermined reduced pressure state,
The dimensions of the gap require special consideration so that sufficient exhaust conductance is obtained and that microwave energy radiated into the film formation space does not leak out of the film formation space.
具体的には、マイクロ波アプリケーター手段中を進行
するマイクロ波の電界方向と、前記湾曲開始端形成手段
としての支持・搬送用ローラーの中心軸と前記湾曲終了
端形成手段としての支持・搬送用ローラーの中心軸とを
含む面とが互いに平行とならないように前記マイクロ波
アプリケーター手段を配設するようにする。Specifically, the direction of the electric field of the microwave traveling in the microwave applicator means, the central axis of the support / transport roller as the bending start end forming means, and the support / transport roller as the bending end end forming means The microwave applicator means is arranged so that the planes including the central axis of the microwave applicator are not parallel to each other.
そして、複数個の前記マイクロ波アプリケーター手段
を介して前記成膜空間内にマイクロ波エネルギーを放射
させる場合には、各々のマイクロ波アプリケーター手段
について前述のごとく配慮される必要がある。When microwave energy is radiated into the film-forming space via a plurality of the microwave applicator means, it is necessary to consider each microwave applicator means as described above.
更に、前記湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段
との間に残された間隙の、前記帯状部材の長手方向の開
口幅の最大寸法はマイクロ波の波長の好ましくは1/2波
長以下、より好ましくは1/4波長以下とするのが望まし
い。Furthermore, the maximum dimension of the opening width in the longitudinal direction of the band-shaped member of the gap left between the bending start end forming means and the bending end end forming means is preferably 1/2 wavelength or less of the microwave wavelength, More preferably, it is desirable to set the wavelength to 1/4 wavelength or less.
本発明の方法において、複数個の前記マイクロ波アプ
リケーター手段を互いに対向させて配設させる場合に
は、一方のマイクロ波アプリケーター手段より放射され
たマイクロ波エネルギーを、他方のマイクロ波アプリケ
ーター手段が受信し、受信されたマイクロ波エネルギー
が前記他方のマイクロ波アプリケーター手段に接続され
ているマイクロ波電源にまで達して、該マイクロ波電源
に損傷を与えたり、マイクロ波の発振に異常を生ぜしめ
る等の悪影響を及ぼすことのないように特別配慮される
必要がある。具体的には、前記マイクロ波アプリケータ
ー手段中を進行するマイクロ波の電界方向同志が互いに
平行とならないように前記マイクロ波アプリケーターを
配設するようにする。In the method of the present invention, when a plurality of the microwave applicator means are arranged so as to face each other, the microwave energy radiated from one microwave applicator means is received by the other microwave applicator means. The received microwave energy reaches the microwave power supply connected to the other microwave applicator means, thereby damaging the microwave power supply or causing an abnormality in microwave oscillation. Special care must be taken to prevent Specifically, the microwave applicator is arranged so that the directions of electric fields of the microwaves traveling in the microwave applicator means are not parallel to each other.
本発明の方法において、前記成膜空間の両端面のうち
片側のみからマイクロ波エネルギーを放射させる場合に
は、他方の端面からのマイクロ波エネルギーの漏洩がな
いようにすることが必要であり、前記端面が導電性部材
で密封したり、穴径が用いるマイクロ波の波長の好まし
くは1/2波長以下、より好ましくは1/4波長以下の金網、
パンチングボードなどで覆うことが望ましい。In the method of the present invention, when microwave energy is radiated from only one of both end faces of the film forming space, it is necessary to prevent leakage of microwave energy from the other end face, The end face may be sealed with a conductive member, or a wire mesh whose hole diameter is preferably 1/2 wavelength or less, more preferably / 4 wavelength or less, of the wavelength of the microwave used,
It is desirable to cover with a punching board or the like.
本発明の方法において、前記成膜空間内に放射された
マイクロ波エネルギーは、前記成膜空間内に導入される
原料ガスの種類にもよるが、前記成膜空間内の圧力に強
い相関を持ちながら、且つ、前記マイクロ波アプリケー
ターに設けられたマイクロ波透過性部材からの距離の増
大と共に著しく減少する傾向を示す。従って、比較的幅
広の帯状部材を用いた場合において、幅方向に対して均
一なマイクロ波プラズマを生起させるには、前記成膜空
間内の圧力を十分に低く保持し、前記成膜空間の両端面
より、少なくとも一対以上のマイクロ波アプリケーター
手段を介してマイクロ波エネルギーを前記成膜空間内に
放射させるのが望ましい。In the method of the present invention, the microwave energy radiated into the film formation space has a strong correlation with the pressure in the film formation space, though it depends on the type of the source gas introduced into the film formation space. However, it tends to decrease significantly as the distance from the microwave permeable member provided in the microwave applicator increases. Therefore, when a relatively wide band-shaped member is used, in order to generate uniform microwave plasma in the width direction, the pressure in the film formation space is kept sufficiently low, and both ends of the film formation space are formed. From the surface, it is desirable to radiate microwave energy into the film forming space through at least one pair or more of microwave applicator means.
本発明の方法において、前記マイクロ波アプリケータ
ー手段は放射するマイクロ波エネルギーの進行方向が、
前記帯状部材で形成される成膜空間の側壁に対してほぼ
平行となるように、前記成膜空間の端面に対して垂直に
配設するのが望ましい。また、前記マイクロ波アプリケ
ーター手段は前記側壁からほぼ等距離の位置に配設され
るのが望ましいが、前記側壁の湾曲形状が非対称である
場合等においては特に配設される位置は制限されること
はない。勿論、複数のマイクロ波アプリケーター手段が
対向して配設される場合においてもそれらの中心軸は同
一線上にあっても、なくても良い。In the method of the present invention, the microwave applicator means has a traveling direction of radiated microwave energy,
It is desirable to arrange the film-forming space perpendicular to the end face of the film-forming space so as to be substantially parallel to the side wall of the film-forming space formed by the strip-shaped member. It is desirable that the microwave applicator is disposed at a position substantially equidistant from the side wall, but the position at which the microwave applicator is disposed is particularly limited when the curved shape of the side wall is asymmetric. There is no. Of course, even when a plurality of microwave applicator means are arranged facing each other, their central axes may or may not be on the same line.
本発明の方法において、前記帯状部材にて形成される
湾曲形状は、その中で生起されるマイクロ波プラズマの
安定性、均一性を保つ上で常に一定の形状が保たれるこ
とが好ましく、前記帯状部材は前記湾曲開始端形成手段
及び前記湾曲終了端形成手段によけシワ、たるみ、横ず
れ等が生ぜぬように支持されるのが望ましい。そして、
前記湾曲開始端形成手段及び前記湾曲終了端形成手段に
加えて、湾曲形状を保持するための支持手段を設けても
良い。具体的には前記湾曲した帯状部材の内側又は外側
に所望の湾曲形状を連続的に保持するための支持手段を
設ければ良い。前記湾曲した帯状部材の内側に前記支持
手段を設ける場合には、堆積膜の形成される面に対して
接触する部分をできるだけ少なくするように配慮する。
例えば、前記帯状部材の両端部分に前記支持手段を設け
るのが好ましい。In the method of the present invention, the curved shape formed by the belt-shaped member, the stability of the microwave plasma generated therein, it is preferable that a constant shape is always maintained in order to maintain uniformity, It is desirable that the belt-shaped member is supported by the bending start end forming means and the bending end end forming means so as not to cause wrinkles, slack, lateral displacement and the like. And
In addition to the bending start end forming means and the bending end end forming means, a support means for maintaining a curved shape may be provided. Specifically, a support means for continuously holding a desired curved shape may be provided inside or outside the curved band-shaped member. In the case where the support means is provided inside the curved band-shaped member, care should be taken to minimize the portion in contact with the surface on which the deposited film is formed.
For example, it is preferable to provide the support means at both ends of the band-shaped member.
前記帯状部材としては、前記湾曲形状を連続的に形成
できる柔軟性を有するものを用い、湾曲開始端、湾曲終
了端及び中途の湾曲部分においては滑らかな形状を形成
させることが望ましい。It is desirable to use a flexible member capable of continuously forming the curved shape as the band-shaped member, and to form a smooth shape at the curved start end, the curved end end, and the middle curved portion.
前記成膜空間内にガス供給手段により導入された堆積
膜形成用原料ガスは、効率良く前記成膜空間外に排気さ
れ前記前記空間内は前記マイクロ波プラズマが均一に生
起される程度の圧力に保たれるようにする。The source gas for forming a deposited film introduced into the film forming space by the gas supply means is efficiently exhausted to the outside of the film forming space, and the inside of the space is set to a pressure at which the microwave plasma is uniformly generated. To be kept.
前記柱状の成膜空間内においてマイクロ波プラズマを
均一に安定して生起、維持させるためには、前記成膜空
間の形状及び容積、前記成膜空間内に導入する原料ガス
の種類及び流量、前記成膜空間内の圧力、前記成膜空間
内へ放射されるマイクロ波エネルギー量、及びマイクロ
波の整合等について各々最適な条件があるものの、これ
らのパラメーターは相互に有機的に結びついており、一
概に定義されるものではなく、適宜好ましい条件を設定
するのが望ましい。In order to uniformly and stably generate and maintain the microwave plasma in the columnar deposition space, the shape and volume of the deposition space, the type and flow rate of the source gas introduced into the deposition space, Although there are optimal conditions for the pressure in the film formation space, the amount of microwave energy radiated into the film formation space, and the matching of microwaves, etc., these parameters are organically connected to each other. However, it is desirable to set preferable conditions as appropriate.
即ち、本発明の方法によれば、帯状部材を側壁とした
成膜空間を形成し、且つ、該成膜空間の側壁を構成する
前記帯状部材を連続的に移動せしめると共に、前記成膜
空間の側壁を構成する帯状部材の幅方向に対してほぼ均
一にマイクロ波エネルギーを放射せしめるようにマイク
ロ波アプリケーター手段を配置し、マイクロ波プラズマ
の生起・維持条件を調整・最適化することによって、大
面積の機能性堆積膜を連続して、均一性良く形成するこ
とができる。That is, according to the method of the present invention, a film-forming space having a band-shaped member as a side wall is formed, and the band-shaped member constituting the side wall of the film-forming space is continuously moved, and the film-forming space of the film-forming space is formed. Microwave applicator means are arranged so that microwave energy can be radiated almost uniformly in the width direction of the band-shaped member constituting the side wall, and the conditions for generating and maintaining microwave plasma are adjusted and optimized, so that a large area can be obtained. Can be formed continuously and with good uniformity.
本発明の方法が従来の堆積膜形成方法から客観的に区
別される点は、成膜空間を柱状とし、その側壁が連続的
に移動しつつも、構造材としての機能を果たし、且つ、
堆積膜形成用の基板又は支持体をも兼ねるようにした点
にある。The point that the method of the present invention is objectively distinguished from the conventional method of forming a deposited film is that the deposition space is formed in a columnar shape, and the sidewall thereof continuously moves, but also functions as a structural material, and
This is to serve also as a substrate or a support for forming a deposited film.
ここで、構造材としての機能とは、特に成膜用の雰囲
気空間すなわち成膜空間と成膜用には関与しない雰囲気
空間とを物理的、化学的に隔離する機能であって、具体
的には、例えば、ガス組成及びその状態の異なる雰囲気
を形成したり、ガスの流れ方向を制限したり、更には、
圧力差の異なる雰囲気を形成したりする機能を意味する
ものである。Here, the function as a structural material is a function of physically and chemically isolating an atmosphere space for film formation, that is, a film formation space and an atmosphere space not involved in film formation. For example, to form an atmosphere having a different gas composition and its state, to restrict the flow direction of the gas,
This means a function of forming atmospheres with different pressure differences.
即ち、本発明の方法は、前記帯状部材を湾曲させて柱
状の成膜空間の側壁を形成し、他の残された壁面、すな
わち両端面及び前記側壁の一部に残された間隙のうちの
いずれかの箇所より、堆積膜形成用の原料ガス及びマイ
クロ波エネルギーを前記成膜空間内に供給し、また、排
気させることによって、マイクロ波プラズマを前記成膜
空間内に閉じ込め、前記側壁を構成する帯状部材上に機
能性堆積膜を形成せしめるものであり、前記帯状部材そ
のものが成膜空間を成膜用には関与しない外部雰囲気空
間から隔離するための構造材としての重要な機能を果た
しているとともに、堆積膜形成用の基板又は支持体とし
て用いることができる。That is, in the method of the present invention, the band-shaped member is curved to form the side wall of the columnar film-forming space, and the other remaining wall surfaces, that is, both of the end surfaces and the gap left on a part of the side wall are formed. A source gas for forming a deposited film and microwave energy are supplied into the film formation space from any location, and the gas is exhausted, thereby confining the microwave plasma in the film formation space and forming the side wall. A functional deposition film is formed on a strip-shaped member to be formed, and the strip-shaped member itself plays an important function as a structural material for isolating a film-forming space from an external atmosphere space not involved in film-forming. In addition, it can be used as a substrate or a support for forming a deposited film.
従って、前記帯状部材を側壁として構成される成膜空
間の外部の雰囲気は、前記成膜空間内とは、ガス組成及
びその状態、圧力等について相当異なる状態となってい
る。Therefore, the atmosphere outside the film formation space configured with the strip-shaped member as a side wall is in a state considerably different from the inside of the film formation space in the gas composition, its state, pressure, and the like.
一方、従来の堆積膜形成方法においては堆積膜形成用
の基板又は支持体は、堆積膜を形成するための成膜空間
内に配設され、専ら、該成膜空間にて生成する例えば堆
積膜形成用の前駆体等を堆積させる部材としてのみ機能
するものであり、本発明の方法におけるように前記成膜
空間を構成する構造材として機能させるものではない。On the other hand, in the conventional method for forming a deposited film, a substrate or a support for forming a deposited film is disposed in a film forming space for forming a deposited film, and is mainly formed in the film forming space. It functions only as a member on which a precursor for formation or the like is deposited, and does not function as a structural material constituting the film forming space as in the method of the present invention.
また、従来法であるRFプラズマCVD法、スパッタリン
グ法等においては、前記堆積膜形成用の基板又は支持体
は放電の生起、維持のための電極を兼ねることはあるが
プラズマの閉じ込めは不十分であり、成膜用には関与し
ない外部雰囲気空間との隔離は不十分であって、構造材
として機能しているとは言い難い。Further, in the conventional method such as RF plasma CVD, sputtering, etc., the substrate or the support for forming the deposited film may also serve as an electrode for generating and maintaining discharge, but the plasma confinement is insufficient. In addition, isolation from an external atmosphere space that is not involved in film formation is insufficient, and it cannot be said that the material functions as a structural material.
一方、本発明の方法は、機能性堆積膜形成用の基板又
は支持体として機能し得る帯状部材を前記成膜空間の側
壁として用い、前記構造材としての機能を発揮せしめる
と共に、前記帯状部材上への機能性堆積膜の連続形成を
も可能にするものである。On the other hand, the method of the present invention uses a band-shaped member capable of functioning as a substrate or a support for forming a functional deposited film as a side wall of the film-forming space, exhibits a function as the structural material, and has a structure on the band-shaped member. This also enables continuous formation of a functional deposited film on the substrate.
本発明の方法において、前記帯状部材を用いて柱状空
間の側壁を形成し、該柱状空間内にマイクロ波エネルギ
ーを前記帯状部材の幅方向にほぼ均一に放射させて、前
記柱状空間内にマイクロ波を閉じ込めることによって、
マイクロ波エネルギーは効率良く前記柱状空間内で消費
されて、均一なマイクロ波プラズマが生起され、形成さ
れる堆積膜の均一性も高まる。更には、前記マイクロ波
プラズマに曝される側壁を構成する帯状部材を絶えず連
続的に移動させ、前記成膜空間外へ排出させることによ
って、前記帯状部材上に、その移動方向に対して均一性
の高い堆積膜を形成することができる。In the method of the present invention, the side wall of the columnar space is formed by using the band-shaped member, and microwave energy is radiated almost uniformly in the width direction of the band-shaped member into the columnar space, so that the microwave is generated in the columnar space. By confining
Microwave energy is efficiently consumed in the columnar space, uniform microwave plasma is generated, and the uniformity of the deposited film formed is enhanced. Further, the belt-like member constituting the side wall exposed to the microwave plasma is continuously moved and discharged out of the film forming space, so that the band-like member has uniformity in the moving direction. High deposited film can be formed.
本発明の方法においては、前記帯状部材で成膜空間を
形成し、該成膜空間内でのみ堆積膜を形成せしめるよう
に、前記成膜空間外におけるガス組成及びその状態は前
記成膜空間内とは異なるように条件設定する。例えば、
前記成膜空間外のガス組成については、堆積膜形成には
直接関与しないようなガス雰囲気としても良いし、前記
成膜空間から排出される原料ガスを含んだ雰囲気であっ
ても良い。また、前記成膜空間内にはマイクロ波プラズ
マが閉じ込められているのは勿論であるが、前記成膜空
間の外部には前記マイクロ波プラズマが漏洩しないよう
にすることが、プラズマの安定性、再現性の向上や不要
な箇所への膜堆積を防ぐ上でも有効である。具体的には
前記成膜空間の内外で圧力差をつけたり、電離断面積の
小さいいわゆる不活性ガス、H2ガス等の雰囲気を形成
したり、あるいは、積極的に前記成膜空間内からマイク
ロ波の漏洩が起こらないような手段を設けることが有効
である。マイクロ波の漏洩防止手段としては、前記成膜
空間の内外を結ぶ間隙部分を導電性部材で密封したり、
穴径が好ましくは用いるマイクロ波の1/2波長以下、よ
り好ましくは1/4波長以下の金網、パンチングボードで
覆っても良く、また、前記成膜空間の内外を結ぶ間隙の
最大寸法がマイクロ波の波長の好ましくは1/2波長以
下、より好ましくは1/4波長以下とするのが望ましい。
また、前記成膜空間の外での圧力を前記成膜空間内の圧
力に比較して非常に低く設定するか又は逆に高く設定す
ることによっても、前記成膜空間外でマイクロ波プラズ
マが生起しないような条件設定ができる。In the method of the present invention, the gas composition and the state outside the film formation space are set in the film formation space so that a film formation space is formed by the strip-shaped member and a deposited film is formed only in the film formation space. Condition is set to be different from For example,
The gas composition outside the film formation space may be a gas atmosphere not directly involved in the formation of a deposited film, or may be an atmosphere containing a source gas discharged from the film formation space. Further, it is needless to say that the microwave plasma is confined in the film formation space, but the microwave plasma is not leaked to the outside of the film formation space. It is also effective in improving reproducibility and preventing film deposition on unnecessary parts. Specifically, a pressure difference is applied inside and outside the film formation space, an atmosphere of a so-called inert gas having a small ionization cross section, H 2 gas, or the like is formed. It is effective to provide a means that does not cause leakage. As a means for preventing microwave leakage, a gap portion connecting the inside and outside of the film forming space is sealed with a conductive member,
The hole diameter is preferably 波長 wavelength or less of the microwave to be used, more preferably 金 wavelength or less, and may be covered with a punching board, and the maximum dimension of the gap connecting the inside and outside of the film forming space is micro. It is desirable that the wavelength of the wave is preferably 以下 wavelength or less, more preferably 1 wavelength or less.
Also, by setting the pressure outside the film formation space to be very low compared to the pressure inside the film formation space, or conversely, setting it high, microwave plasma is generated outside the film formation space. You can set conditions that do not.
このように、前記帯状部材に成膜空間を構成する構造
材としての機能をもたせることに、本発明の方法の特徴
があり、従来の堆積膜形成方法とは区別され、更に多大
な効果をもたらす。As described above, the method of the present invention is characterized in that the band-shaped member has a function as a structural material constituting a film-forming space, and is distinguished from the conventional method of forming a deposited film, and has a great effect. .
以下、本発明のマイクロ波プラズマCVD装置の構成及
び特徴点について更に詳細に順を追って記載する。Hereinafter, the configuration and features of the microwave plasma CVD apparatus of the present invention will be described in further detail in order.
本発明の装置によれば、マイクロ波プラズマ領域を移
動しつつある帯状部材で閉じ込められていることによ
り、前記マイクロ波プラズマ領域内で生成した堆積膜形
成に寄与する前駆体を高い収率で基板上に捕獲し、更に
は堆積膜を連続して帯状部材上に形成できるため、堆積
膜形成用原料ガスの利用効率を飛躍的に高めることがで
きる。According to the apparatus of the present invention, by being confined by the band-shaped member moving in the microwave plasma region, the precursor contributing to the formation of the deposited film generated in the microwave plasma region can be produced in a high yield on the substrate. Since the film can be captured on the upper surface and the deposited film can be continuously formed on the belt-shaped member, the utilization efficiency of the raw material gas for forming the deposited film can be dramatically improved.
更には、本発明のマイクロ波アプリケーター手段を用
いて、前記成膜空間内に均一なマイクロ波プラズマが生
起されるため、前記帯状部材の幅方向に形成される堆積
膜の均一性が優れているのは勿論のこと、前記帯状部材
を前記マイクロ波アプリケーター手段の長手方向に対し
てほぼ垂直方向に連続的に搬送することにより、前記帯
状基帯の長手方向に形成される堆積膜の均一性にも優れ
たものとなる。Furthermore, since uniform microwave plasma is generated in the film forming space using the microwave applicator means of the present invention, the uniformity of the deposited film formed in the width direction of the band-shaped member is excellent. Needless to say, by continuously transporting the belt-shaped member substantially in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the microwave applicator means, the uniformity of the deposited film formed in the longitudinal direction of the belt-shaped base band can be improved. Will also be excellent.
また、本発明の装置によれば、連続して安定に均一性
良く放電が維持できるため、長尺の帯状部材上に連続し
て、安定した特性の機能性堆積膜を堆積形成でき、界面
特性の優れた積層デバイスを作製することができる。In addition, according to the apparatus of the present invention, since the discharge can be maintained stably and uniformly, a functional deposition film having stable characteristics can be continuously formed on the long belt-shaped member, and the interface characteristics can be formed. , It is possible to manufacture a laminated device having excellent characteristics.
本発明の装置において、前記帯状部材を構造材として
機能させるにあたり、前記成膜室の外部は大気であって
も良いが、前記成膜室内への大気の流入によって、形成
される機能性堆積膜の特性に影響を及ぼす場合には適宜
の大気流入防止手段を設ければ良い。具体的にはOリン
グ、ガスケット、ヘリコフレックス、磁性流体等を用い
た機械的封止構造とするか、又は、形成される堆積膜の
特性に影響が少ないかあるいは効果的な希釈ガス雰囲
気、又は適宜の真空雰囲気を形成するための隔離容器を
周囲に配設することが望ましい。前記機械的封止構造と
する場合には、前記帯状部材が連続的に移動しながら封
止状態を維持できるように特別配慮される必要がある。
本発明の装置と他の複数の堆積膜形成手段を連結させ
て、前記帯状部材上に連続して堆積膜を積層させる場合
には、ガスゲート手段等を用いて各装置を連結させるの
が望ましい。また、本発明の装置のみを複数連結させる
場合には、各装置において成膜室は独立した成膜雰囲気
となっているため、前記隔離容器は単一でも良いし、各
々の装置に設けても良い。In the apparatus of the present invention, when the band-shaped member functions as a structural material, the outside of the film formation chamber may be air, but a functional deposition film formed by the inflow of air into the film formation chamber. In this case, an appropriate air inflow prevention means may be provided. Specifically, an O-ring, a gasket, a helicflex, a mechanically sealed structure using a magnetic fluid, or the like, or a diluted gas atmosphere that has little or no effect on the characteristics of the deposited film to be formed, or It is desirable to dispose an isolation container for forming an appropriate vacuum atmosphere around the container. In the case of the mechanical sealing structure, special care needs to be taken so that the sealing state can be maintained while the belt-shaped member moves continuously.
When connecting the apparatus of the present invention to a plurality of other deposited film forming means and continuously depositing deposited films on the belt-like member, it is desirable to connect the respective apparatuses using gas gate means or the like. In the case where only a plurality of the apparatuses of the present invention are connected, the film forming chamber is an independent film forming atmosphere in each apparatus. Therefore, the isolation container may be single or may be provided in each apparatus. good.
本発明の装置において、前記成膜室の外部の圧力は減
圧状態でも加圧状態でも良いが、前記成膜室内との圧力
差によって前記帯状部材が大きく変形するような場合に
は適宜の補助構造材を前記成膜室内に配設すれば良い。
該補助構造材としては、前記成膜室の側壁とほぼ同一の
形状を、適宜の強度を有する金属、セラミック又は強化
樹脂等で構成される線材、薄板等で形成したものである
ことが望ましい。また、該補助構造材の前記マイクロ波
プラズマに曝されない側の面に対向する前記帯状部材上
は、実質的に該補助構造材の影となる故堆積膜の形成は
ほとんどなされないので前記補助構造材の前記帯状部材
上への投影面積は可能な限り小さくなるように設計され
るのが望ましい。In the apparatus of the present invention, the pressure outside the film forming chamber may be in a depressurized state or a pressurized state. However, when the band-shaped member is greatly deformed by a pressure difference from the film forming chamber, an appropriate auxiliary structure is used. A material may be provided in the film forming chamber.
As the auxiliary structural material, it is desirable that the same shape as the side wall of the film forming chamber is formed of a wire, a thin plate, or the like made of metal, ceramic, reinforced resin, or the like having appropriate strength. In addition, since the auxiliary film is hardly formed on the belt-like member facing the surface of the auxiliary structure that is not exposed to the microwave plasma, the auxiliary structure is substantially shaded by the auxiliary structure. It is desirable that the projection area of the material on the strip is designed to be as small as possible.
また、該補助構造材を前記帯状部材に密着させ、且つ
前記帯状部材の搬送速度に同期させて回転又は移動させ
ることにより、前記補助構造材上に施されたメッシュパ
ターン等を前記帯状部材上に形成させることもできる。Further, by bringing the auxiliary structure material into close contact with the band-shaped member, and rotating or moving the auxiliary structure material in synchronization with the conveyance speed of the band-shaped member, a mesh pattern or the like applied to the auxiliary structure material is formed on the band-shaped member. It can also be formed.
本発明の方法及び装置において好適に用いられる帯状
部材の材質としては、マイクロ波プラズマCVD法による
機能性堆積膜形成時に必要とされる温度において変形、
歪みが少なく、所望の強度を有し、また、導電性を有す
るものであることが好ましく、具体的にはステンレスス
チール、アルミニウム及び合金、鉄及びその合金、銅及
びその合金等の金属の薄板及びその複合体、及びそれら
の表面に異種材質の金属薄膜及び/またはSiO2,Si3N4,
Al2O3,AlN等の絶縁性薄膜をスパッタ法、蒸着法、鍍金
法等により表面コーティング処理を行ったもの。又、ポ
リイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、
エポキシ等の耐熱性樹脂性シート又はこれらとガラスフ
ァイバー、カーボンファイバー、ホウ素ファイバー、金
属繊維等との複合体の表面に金属単体または合金、及び
透明導電性酸化物(TCO)等を鍍金、蒸着、スパッタ、
塗布等の方法で導電性処理を行ったものが挙げられる。As the material of the belt-shaped member suitably used in the method and the apparatus of the present invention, deformation at a temperature required at the time of forming a functional deposited film by a microwave plasma CVD method,
Less distortion, having the desired strength, it is also preferable to have conductivity, specifically stainless steel, aluminum and alloys, iron and its alloys, copper and its alloys such as thin metal sheets and The composites and metal thin films of different materials and / or SiO 2 , Si 3 N 4 ,
An insulating thin film such as Al 2 O 3 or AlN that has been subjected to surface coating by sputtering, vapor deposition, plating, or the like. Also, polyimide, polyamide, polyethylene terephthalate,
Plate or deposit metal simple substance or alloy, transparent conductive oxide (TCO), etc. on the surface of a heat-resistant resin sheet such as epoxy or a composite of these with glass fiber, carbon fiber, boron fiber, metal fiber, etc. Spatter,
One that has been subjected to a conductive treatment by a method such as coating may be used.
また、前記帯状部材の厚さとしては、前記搬送手段に
よる搬送時に形成される湾曲形状が維持される強度を発
揮する範囲内であれば、コスト、収納スペース等を考慮
して可能な限り薄い方が望ましい。具体的には、好まし
くは0.01mm乃至5mm、より好ましくは0.02mm乃至2mm、最
適には0.05mm乃至1mmであることが望ましいが、比較的
金属等の薄板を用いた方が厚さを薄くしても所望の強度
が得られやすい。As long as the thickness of the band-shaped member is within a range that exhibits a strength that maintains a curved shape formed at the time of conveyance by the conveyance means, the thickness is preferably as thin as possible in consideration of cost, storage space, and the like. Is desirable. Specifically, the thickness is preferably 0.01 mm to 5 mm, more preferably 0.02 mm to 2 mm, and most preferably 0.05 mm to 1 mm.However, it is preferable to use a relatively thin metal plate to reduce the thickness. However, a desired strength is easily obtained.
また、前記帯状部材の幅寸法については、前記マイク
ロ波アプリケーター手段を用いた場合においてその長手
方向に対するマイクロ波プラズマの均一性が保たれ、且
つ、前記湾曲形状が維持される程度であることが好まし
く、具体的には好ましくは5cm乃至100cm、より好ましく
は10cm乃至80cmであることが望ましい。Further, the width dimension of the band-shaped member is preferably such that when the microwave applicator is used, the uniformity of the microwave plasma in the longitudinal direction is maintained, and the curved shape is maintained. More specifically, it is preferable that the thickness be 5 cm to 100 cm, more preferably 10 cm to 80 cm.
更に、前記帯状部材の長さについては、特に制限され
ることはなく、ロール状に巻き取られる程度の長さであ
っても良く、長尺のものを溶接等によって更に長尺化し
たものであっても良い。Furthermore, the length of the belt-shaped member is not particularly limited, and may be a length that can be wound up in a roll shape, and a longer one is made longer by welding or the like. There may be.
本発明の装置において、前記帯状部材を連続的に湾曲
させながら支持・搬送する手段としては、搬送時に前記
帯状部材がたるみ、シワ、横ズレ等を生ずることなく、
その湾曲した形状を一定に保つことが必要である。例え
ば、所望の湾曲形状を有する支持・搬送用リングを少な
くとも一対設け、該支持・搬送用リングにて前記帯状部
材の好ましくは両端を支持し、またその形状に沿わせて
湾曲させ、更に前記帯状部材の長手方向に設けられた少
なくとも一対の湾曲開始端形成手段及び湾曲終了端形成
手段としての支持・搬送用ローラーにて絞り込み、ほぼ
柱状に湾曲させ、更に前記支持・搬送用リング及び支持
・搬送用ローラーの少なくとも一方に駆動力を与えて、
湾曲形状を維持しつつ前記帯状部材をその長手方向に搬
送せしめる。なお、前記支持・搬送用リングにて前記帯
状部材を支持・搬送する方法としては単なる滑り摩擦の
みによっても良いし、あるいは前記帯状部材にスプロケ
ット穴等の加工を施し、又前記支持・搬送用リングにつ
いてもその周囲に鋸刃状の突起を設けたいわゆるネギ状
のものも用いたりしても良い。In the apparatus of the present invention, as the means for supporting and transporting the belt-like member while continuously bending the belt-like member, the belt-like member does not sag during transportation, wrinkles, lateral displacement, etc.
It is necessary to keep its curved shape constant. For example, at least one pair of support / transport rings having a desired curved shape is provided, and preferably both ends of the belt-shaped member are supported by the support / transport ring, and the belt is curved along the shape, and further, the belt-shaped member is bent. At least a pair of support / transport rollers provided in the longitudinal direction of the member as a curving start end forming means and a curving end end forming means are squeezed and bent into a substantially columnar shape. Giving a driving force to at least one of the rollers for
The belt-shaped member is transported in the longitudinal direction while maintaining the curved shape. In addition, as a method of supporting and transporting the belt-shaped member by the support / transport ring, only sliding friction may be used, or a process such as a sprocket hole may be performed on the belt-shaped member, and the support / transport ring may be used. Also, a so-called leek-like one having a saw-tooth-shaped projection provided around it may be used.
前記支持・搬送用リングの形状については、湾曲形状
を形成するにあたり、好ましくは円形状であることが望
ましいが、楕円状、方形状、多角形状であっても連続的
に一定してその形状を保つ機構を有するものであれば特
に支障はない。搬送速度を一定に保つことが、前記湾曲
形状にたるみ、シワ、横ズレ等を生ぜしめることなく搬
送する上で重要なポイントとなる。従って、前記支持・
搬送機構には前記帯状部材の搬送速度の検出機構及びそ
れによるフィードバックのかけられた搬送速度調整機構
が設けられることが望ましい。また、これらの機構は半
導体デバイスを作製する上での膜厚制御に対しても多大
な効果をもたらす。Regarding the shape of the support / transport ring, in forming a curved shape, it is preferable that the shape is preferably circular. However, even if it is elliptical, square, or polygonal, the shape is continuously constant. There is no particular problem as long as it has a holding mechanism. Maintaining a constant transport speed is an important point in transporting the curved shape without causing slack, wrinkles, lateral displacement and the like. Therefore, the support
It is preferable that the transport mechanism is provided with a mechanism for detecting the transport speed of the belt-like member and a transport speed adjusting mechanism to which feedback is applied. These mechanisms also have a great effect on controlling the film thickness in manufacturing a semiconductor device.
また、前記支持・搬送用リングはその目的上プラズマ
に曝される程度の差はあれ、マイクロ波プラズマ領域内
に配設されることとなる。従って、マイクロ波プラズマ
に対して耐え得る材質、すなわち耐熱性、耐腐食性等に
優れたものであることが望ましく、又、その表面には堆
積膜が付着し、長時間の堆積操作時には該付着膜が剥
離、飛散し、形成しつつある堆積膜上に付着して、堆積
膜のピンホール等の欠陥発生の原因となり、結果的には
作製される半導体デバイスの特性悪化や歩留り低下の原
因となるので、前記堆積膜の付着係数が低い材質もしく
は付着しても相当の膜厚まで強い付着力を保持し得る材
質及び表面形状のもので構成されることが望ましい。具
体的材質としては、ステンレススチール、ニッケル、チ
タン、バナジウム、タングステン、モリブデン、ニオブ
及びその合金を用いて加工されたもの、またはその表面
にアルミナ、石英、マグネシア、ジルコニア、窒化ケイ
素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等のセラミックス材
料を溶射法、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティン
グ法、CVD法等によりコーティング処理したもの、また
は前記セラミックス材料の単体もしくは複合体で成形加
工したもの等を挙げることができる。また、表面形状と
しては鏡面加工、凹凸加工等堆積される膜の応力等を考
慮して適宜選択される。In addition, the supporting / transporting ring is disposed in the microwave plasma region, although the degree of the exposure is varied depending on the purpose. Therefore, a material that can withstand microwave plasma, that is, a material having excellent heat resistance, corrosion resistance, etc., is desirable. In addition, a deposited film adheres to the surface thereof, and the deposited film adheres during a long-time deposition operation. The film is peeled off and scattered, and adheres to the deposited film being formed, causing defects such as pinholes in the deposited film, and consequently the characteristics of the manufactured semiconductor device and the yield are reduced. Therefore, it is desirable that the deposited film be made of a material having a low adhesion coefficient or a material and surface shape capable of maintaining a strong adhesive force up to a considerable film thickness even if adhered. Specific materials include those processed using stainless steel, nickel, titanium, vanadium, tungsten, molybdenum, niobium and alloys thereof, or alumina, quartz, magnesia, zirconia, silicon nitride, boron nitride, nitrided on the surface thereof. Examples thereof include a material obtained by coating a ceramic material such as aluminum by a thermal spraying method, a vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a CVD method, or the like, or a material obtained by molding a single or composite ceramic material. The surface shape is appropriately selected in consideration of the stress of the film to be deposited, such as mirror finishing and unevenness processing.
前記支持・搬送用リングに付着した堆積膜は剥離、飛
散等が発生する以前に除去されることが好ましく、真空
中にてドライエッチング又は分解後ウェットエッチン
グ、ビーズブラスト等の化学的、物理的手法によって除
去されることが望ましい。The deposited film adhered to the support / transport ring is preferably removed before peeling, scattering, etc. occur, and a chemical or physical method such as wet etching after dry etching or decomposition in a vacuum or bead blasting is performed. Is desirably removed.
前記支持・搬送用ローラーは、前記支持・搬送用リン
グに比較して前記帯状部材に接触する面積は大きく設計
されるので、前記帯状部材との熱交換率は大きい。従っ
て、該支持・搬送用ローラーで前記帯状部材の温度が極
端に上昇又は低下することのないように適宜温度調整が
なされる機構を有するものであることが望ましい。しか
るに、少なくとも一対以上設けられる支持・搬送用ロー
ラーの設定温度が異なるということもあり得る。更に、
前記支持・搬送用ローラーには前記帯状部材の搬送張力
検出機構が内蔵されることも搬送速度を一定に保持する
上で効果的である。The support / transport roller is designed to have a larger area in contact with the belt-shaped member than the support / transport ring, and thus has a higher heat exchange rate with the belt-shaped member. Therefore, it is desirable to have a mechanism for appropriately adjusting the temperature so that the temperature of the belt-shaped member is not extremely increased or decreased by the supporting / transporting roller. However, the set temperatures of at least one pair of supporting / transporting rollers may be different. Furthermore,
The incorporation of a transport tension detecting mechanism for the belt-like member in the support / transport roller is also effective in keeping the transport speed constant.
更に、前記支持・搬送用ローラーには前記帯状部材の
搬送時のたわみ、ねじれ、横ずれ等を防ぐためにクラウ
ン機構が設けられることが好ましい。Further, it is preferable that a crown mechanism is provided on the support / transport roller in order to prevent the belt-shaped member from bending, twisting, laterally displacing, and the like at the time of transport.
本発明において形成される湾曲形状は、前記アプリケ
ーター手段の先端部分を一部包含するように柱状に形成
される。The curved shape formed in the present invention is formed in a columnar shape so as to partially include the tip portion of the applicator means.
前記帯状部材を側壁として形成される柱状の成膜室の
両端面の形状としては、ほぼ円形状、楕円状、方形状、
多角形状等であって、且つ前記マイクロ波アプリケータ
ー手段が配設される位置は、ほぼ前記形状の中心付近で
あることが、前記成膜室内に均一にマイクロ波プラズマ
を生起せしめ、形成される堆積膜の均一性を高める上で
望ましい。また、前記湾曲部分の端面の内径はマイクロ
波の伝送モード及びマイクロ波プラズマ領域の体積を決
定し、実質的には帯状部材が搬送中に前記マイクロ波プ
ラズマ領域に曝される時間と相関して形成される堆積膜
の膜厚が決定され、且つ、前記帯状部材の幅寸法と相関
して前記成膜室の内表面積に対する前記側壁の面積比が
決まり堆積膜形成用原料ガスの利用効率が決定される。
そして、前記マイクロ波プラズマ領域において、安定し
たマイクロ波プラズマを維持するためのマイクロ波電力
密度(W/cm3)は用いられる原料ガスの種類及び流量、
圧力、マイクロ波アプリケーターのマイクロ波の放射、
伝達能力、及びマイクロ波プラズマ領域の全体体積等の
相関によって決まり、一概に定義することは困難であ
る。The shape of both end surfaces of the columnar deposition chamber formed with the strip-shaped member as a side wall is substantially circular, elliptical, square,
The position where the microwave applicator means is disposed is substantially in the vicinity of the center of the shape, which is a polygonal shape or the like. It is desirable to increase the uniformity of the film. Also, the inner diameter of the end face of the curved portion determines the microwave transmission mode and the volume of the microwave plasma region, and substantially correlates with the time during which the band-shaped member is exposed to the microwave plasma region during transportation. The thickness of the deposited film to be formed is determined, and the area ratio of the side wall to the inner surface area of the film forming chamber is determined in correlation with the width dimension of the strip-shaped member, and the utilization efficiency of the source gas for forming the deposited film is determined. Is done.
In the microwave plasma region, the microwave power density (W / cm 3 ) for maintaining stable microwave plasma depends on the type and flow rate of the source gas used,
Pressure, microwave radiation of microwave applicator,
It is determined by the correlation between the transmission capacity and the total volume of the microwave plasma region, and is difficult to define unambiguously.
前記帯状部材を太陽電池用の基板として用いる場合に
は、該帯状部材が金属等の電気導電性である場合には直
接電流取り出し用の電極としても良いし、合成樹脂等の
電気絶縁性である場合には堆積膜の形成される側の表面
にAl,Ag,Pt,Au,Ni,Ti,Mo,W,Fe,V,Cr,Cu,ステンレス,真
ちゅう,ニクロム,SnO2,In2O3,ZnO,SnO2‐In2O3(IT
O)等のいわゆる金属単体又は合金、及び透明導電性酸
化物(TCO)を鍍金、蒸着、スパッタ等の方法であらか
じめ表面処理を行って電流取り出し用の電極を形成して
おくことが望ましい。When the band-shaped member is used as a substrate for a solar cell, when the band-shaped member is electrically conductive such as a metal, the band-shaped member may be directly used as an electrode for extracting current, or is electrically insulating such as a synthetic resin. In this case, Al, Ag, Pt, Au, Ni, Ti, Mo, W, Fe, V, Cr, Cu, stainless steel, brass, nichrome, SnO 2 , In 2 O 3 , ZnO, SnO 2 -In 2 O 3 (IT
It is desirable that a so-called metal simple substance or alloy such as O) and a transparent conductive oxide (TCO) are subjected to a surface treatment in advance by a method such as plating, vapor deposition, sputtering or the like to form an electrode for current extraction.
勿論、前記帯状部材が金属等の電気導電性のものであ
っても、長波長光の基板表面上での反射率を向上させた
り、基板材質と堆積膜との間での構成元素の相互拡散を
防止したり短絡防止用の干渉層とする等の目的で異種の
金属層等を前記基板上の堆積膜が形成される側に設けて
も良い。又、前記帯状部材が比較的透明であって、該帯
状部材の側から光入射を行う層構成の太陽電池とする場
合には前記透明導電性酸化物や金属薄膜等の導電性薄膜
をあらかじめ堆積形成しておくことが望ましい。Of course, even if the strip-shaped member is made of an electrically conductive material such as metal, it is possible to improve the reflectance of long-wavelength light on the substrate surface or to interdiffuse constituent elements between the substrate material and the deposited film. A different kind of metal layer or the like may be provided on the side of the substrate on which the deposited film is formed, for the purpose of preventing the occurrence of a short circuit or forming an interference layer for preventing a short circuit. When the band-shaped member is relatively transparent and a solar cell having a layer configuration in which light is incident from the side of the band-shaped member, a conductive thin film such as the transparent conductive oxide or a metal thin film is previously deposited. It is desirable to form it.
また、前記帯状部材の表面性としてはいわゆる平滑面
であっても、微小の凹凸面であっても良い。微小の凹凸
面とする場合にはその凹凸形状は球状、円錐状、角錐状
等であって、且つその最大高さ(Rmax)は好ましくは50
0Å乃至5000Åとすることにより、該表面での光反射が
乱反射となり、該表面での反射光の光路長の増大をもた
らす。Further, the surface property of the belt-shaped member may be a so-called smooth surface or a fine uneven surface. In the case of a minute uneven surface, the uneven shape is spherical, conical, pyramidal, or the like, and the maximum height (Rmax) is preferably 50.
By setting the angle between 0 ° and 5000 °, light reflection on the surface becomes irregular reflection, and the optical path length of light reflected on the surface is increased.
前記マイクロ波透過性部材は前記マイクロ波アプリケ
ーター手段の先端部分に設けられ、前記成膜室内の真空
雰囲気と前記マイクロ波アプリケーター手段の設置され
ている外気とを分離し、その内外間に存在している圧力
差に耐え得るような構造に設計される。具体的には、そ
のマイクロ波の進行方向に対する断面形状が好ましくは
円形、方形、楕円形の平板、ベルジャー状、ダブレット
状、円錐状とされるのが望ましい。The microwave permeable member is provided at a distal end portion of the microwave applicator means, separates a vacuum atmosphere in the film forming chamber from outside air in which the microwave applicator means is installed, and exists between the inside and outside thereof. The structure is designed to withstand a certain pressure difference. Specifically, it is desirable that the cross-sectional shape of the microwave in the traveling direction is preferably circular, square, elliptical, flat, bell jar, doublet, or conical.
また、前記マイクロ波透過性部材のマイクロ波の進行
方向に対する厚さは、ここでのマイクロ波の反射が最少
に抑えられるように、用いる材質の誘電率を考慮して、
設計されるのが望ましく、例えば平板状であるならばマ
イクロ波の波長の1/2波長にほぼ等しくされるのが好ま
しい。更に、その材質としては、マイクロ波アプリケー
ター手段から放射されるマイクロ波エネルギーを最小の
損失で前記成膜室内へ透過させることができ、また、前
記成膜室内への大気の流入が生じない気密性の優れたも
のが好ましく、具体的には石英、アルミナ、窒化ケイ
素、ベリリア、マグネシア、ジルコニア、窒化ホウ素、
炭化ケイ素等のガラス又はファインセラミックス等が挙
げられる。In addition, the thickness of the microwave transmitting member in the direction in which the microwave travels is determined in consideration of the dielectric constant of the material to be used, so that the reflection of the microwave is minimized.
It is desirable to be designed, for example, if it is a flat plate, it is preferable to make it approximately equal to half the wavelength of the microwave. Further, the material is such that microwave energy radiated from the microwave applicator means can be transmitted into the film forming chamber with a minimum loss, and airtightness does not occur in the air flowing into the film forming chamber. Are preferred, specifically, quartz, alumina, silicon nitride, beryllia, magnesia, zirconia, boron nitride,
Glass such as silicon carbide or fine ceramics may be used.
また、前記マイクロ波透過性部材はマイクロ波エネル
ギー及び/又はプラズマエネルギーによる加熱によって
熱劣化(ヒビ割れ、破壊)等を起こすことを防止するた
め均一に冷却されることが好ましい。Further, it is preferable that the microwave transmitting member is uniformly cooled in order to prevent heat deterioration (cracking, destruction) or the like due to heating by microwave energy and / or plasma energy.
具体的な冷却手段としては、前記マイクロ波透過性部
材の大気側の面に向けて吹きつけられる冷却空気流であ
ってもよいし、前記マイクロ波アプリケーター手段その
ものを冷却空気、水、オイル、フレオン等の冷却媒体に
て冷却し、前記マイクロ波アプリケーター手段に接する
部分を介して前記マイクロ波透過性部材を冷却しても良
い。前記マイクロ波透過性部材を十分に低い温度まで冷
却することで、比較的高いパワーのマイクロ波エネルギ
ーを前記成膜室内へ導入しても、発生する熱によって前
記マイクロ波透過性部材にひび割れ等の破壊を生じさせ
ることなく、高電子密度のプラズマを生起することがで
きる。As a specific cooling means, a cooling air flow blown toward the atmosphere-side surface of the microwave permeable member may be used, or the microwave applicator means may be cooled air, water, oil, freon, or the like. The microwave transmitting member may be cooled by a cooling medium such as the above, and cooled through a portion in contact with the microwave applicator means. By cooling the microwave permeable member to a sufficiently low temperature, even if microwave energy of relatively high power is introduced into the film forming chamber, the generated heat may cause the microwave permeable member to have cracks or the like. A high electron density plasma can be generated without causing destruction.
また、本発明の装置において、前記マイクロ波透過性
部材がマイクロ波プラズマに接している部分には、前記
帯状部材上と同様膜堆積が起こる。従って、堆積する膜
の種類、特性にもよるが、該堆積膜によって前記マイク
ロ波アプリケーター手段から放射されるべきマイクロ波
エネルギーが吸収又は反射等され、前記帯状部材によっ
て形成される成膜室内へのマイクロ波エネルギーの放射
量が減少し、放電開始直後に比較して著しくその変化量
が増大した場合には、マイクロ波プラズマの維持そのも
のが困難になるばかりでなく、形成される堆積膜の堆積
速度の減少や特性等の変化を生じることがある。このよ
うな場合には、前記マイクロ波透過性部材に堆積される
膜をドライエッチング、ウェットエッチング、又は機械
的方法等により除去すれば初期状態を復元できる。特
に、前記真空状態を維持したまま堆積膜の除去を行う方
法としてはドライエッチングが好適に用いられる。Further, in the apparatus of the present invention, film deposition occurs on the portion where the microwave permeable member is in contact with the microwave plasma, as on the strip-shaped member. Therefore, although it depends on the type and characteristics of the film to be deposited, microwave energy to be radiated from the microwave applicator means is absorbed or reflected by the deposited film, and the deposited film enters the film-forming chamber formed by the belt-shaped member. If the amount of radiation of microwave energy decreases and the amount of change increases significantly compared to immediately after the start of discharge, not only is maintenance of the microwave plasma itself difficult, but also the deposition rate of the deposited film to be formed In some cases, and changes in characteristics and the like may occur. In such a case, the initial state can be restored by removing the film deposited on the microwave transmitting member by dry etching, wet etching, a mechanical method, or the like. In particular, dry etching is preferably used as a method for removing the deposited film while maintaining the vacuum state.
また、前記マイクロ波アプリケーター手段ごと前記成
膜室内の真空状態は保持したまま、いわゆるロードロッ
ク方式で前記成膜室外へ取り出し、前記マイクロ波透過
性部材上に堆積した膜をウェットエッチング又は機械的
除去等によって剥離して再利用するか、又は、新品と交
換しても良い。更には、前記マイクロ波透過性部材の前
記成膜室側の表面に沿って、該マイクロ波透過性部材と
ほぼ同等のマイクロ波透過性を有する材質からなるシー
トを連続的に送ることによって、該シートの表面上に堆
積膜を付着、形成させ、前記マイクロ波プラズマ領域外
へ排出するといった手法を採用することもできる。Further, while keeping the vacuum state in the film forming chamber together with the microwave applicator means, the film is taken out of the film forming chamber by a so-called load lock method, and the film deposited on the microwave permeable member is wet-etched or mechanically removed. For example, it may be peeled off and reused, or may be replaced with a new one. Further, by continuously feeding a sheet made of a material having a microwave permeability substantially equivalent to that of the microwave permeable member along the surface of the microwave permeable member on the film forming chamber side, It is also possible to adopt a method in which a deposited film is adhered and formed on the surface of the sheet, and is discharged out of the microwave plasma region.
本発明の装置におけるマイクロ波アプリケーター手段
は、マイクロ波電源より供給されるマイクロ波エネルギ
ーを前記成膜室内に放射して、前記ガス導入手段から導
入される堆積膜形成用原料ガスをプラズマ化し維持させ
ることができる構造を有するものである。The microwave applicator means in the apparatus of the present invention radiates microwave energy supplied from a microwave power supply into the film forming chamber to convert the source gas for forming a deposited film introduced from the gas introducing means into plasma and maintain it. It has a structure that can be used.
具体的には、マイクロ波伝送用導波管の先端部分に前
記マイクロ波透過性部材を、気密保持が可能な状態に取
り付けたものが好ましく用いられる。そして前記マイク
ロ波アプリケーター手段は前記マイクロ波伝送用導波管
と同一規格のものであっても良いし、他の規格のもので
あっても良い。また、前記マイクロ波アプリケーター手
段中でのマイクロ波の伝送モードは、前記成膜室内での
マイクロ波エネルギーの伝送を効率良く行わせしめ、且
つ、マイクロ波プラズマを安定して生起・維持・制御せ
しめる上で、単一モードとなるように前記マイクロ波ア
プリケーターの寸法・形状等が設計されるのが望まし
い。但し、複数モードが伝送されるようなものであって
も、使用する原料ガス、圧力、マイクロ波電力等のマイ
クロ波プラズマ生起条件を適宜選択することによって使
用することもできる。単一モードとなるように設計され
る場合の伝送モードとしては、例えばTE10モード、TE11
モード、eH1モード、TM11モード、TM01モード等を挙げ
ることができるが、好ましくはTM10モード、TE11モー
ド、eH1モードが選択される。そして、前記マイクロ波
アプリケーター手段には、上述の伝送モードが伝送可能
な導波管が接続され、好ましくは該導波管中の伝送モー
ドと前記マイクロ波アプリケーター手段中の伝送モード
とは一致させるのが望ましい。前記導波管の種類として
は、使用されるマイクロ波の周波数帯(バンド)及びモ
ードによって適宜選択され、少なくともそのカットオフ
周波数は使用される周波数よりも小さいものであること
が好ましく、具体的にはJIS,EIAJ,IEC,JAN等の規格の方
形導波管、円形導波管、又は楕円導波管等の他、2.45GH
zのマイクロ波用の自社規格として、方形の断面の内径
で幅96mm×27mmのもの等を挙げることができる。Specifically, it is preferable to use a microwave transmission waveguide in which the microwave permeable member is attached to a tip portion of the waveguide in a state capable of maintaining airtightness. The microwave applicator means may be of the same standard as the microwave transmission waveguide, or may be of another standard. Further, the microwave transmission mode in the microwave applicator means to efficiently transmit microwave energy in the film forming chamber and stably generate, maintain, and control microwave plasma. Therefore, it is desirable that the size, shape, and the like of the microwave applicator are designed to be a single mode. However, even when a plurality of modes are transmitted, it can be used by appropriately selecting microwave plasma generation conditions such as a source gas, pressure, and microwave power to be used. When the transmission mode is designed to be a single mode, for example, TE 10 mode, TE 11
Mode, eH 1 mode, TM 11 mode, there may be mentioned a TM 01 mode or the like, preferably TM 10 mode, TE 11 mode, eH 1 mode is selected. A waveguide capable of transmitting the above-mentioned transmission mode is connected to the microwave applicator means. Preferably, the transmission mode in the waveguide and the transmission mode in the microwave applicator means match. Is desirable. The type of the waveguide is appropriately selected depending on the frequency band (band) and mode of the microwave to be used, and it is preferable that at least the cutoff frequency is lower than the frequency to be used. JIS, EIAJ, IEC, JAN and other standards of square waveguide, circular waveguide, elliptical waveguide, etc., 2.45GH
In-house standards for microwaves of z include those having a square cross section and an inner diameter of 96 mm x 27 mm.
本発明の装置において、マイクロ波電源より供給され
るマイクロ波エネルギーは、前記マイクロ波アプリケー
ター手段を介して効率良く前記成膜室内へ放射されるた
め、いわゆるマイクロ波アプリケーターに起因する反射
波に関する問題は回避しやすく、マイクロ波回路におい
てはスリースタブチューナー又はE−Hチューナー等の
マイクロ波整合回路を用いなくとも比較的安定した放電
を維持することが可能であるが、放電開始前や放電開始
後でも異常放電等により強い反射波を生ずるような場合
にはマイクロ波電源の保護のために前記マイクロ波整合
回路を設けることが望ましい。In the apparatus of the present invention, since microwave energy supplied from a microwave power supply is efficiently radiated into the film forming chamber through the microwave applicator means, there is a problem regarding a reflected wave caused by a so-called microwave applicator. It is easy to avoid, and in a microwave circuit, it is possible to maintain a relatively stable discharge without using a microwave matching circuit such as a three-stub tuner or an EH tuner. When a strong reflected wave is generated due to abnormal discharge or the like, it is desirable to provide the microwave matching circuit for protecting a microwave power supply.
本発明の装置において、前記成膜室には前記湾曲開始
端形成手段と湾曲終了端形成手段との間に間隙が残され
ていて、該間隙から前記原料ガスを排気し、前記成膜室
内が所定の減圧状態に保持されるようにするが、前記間
隙の寸法は十分な排気コンダクタンスが得られると同時
に、前記成膜室内に放射されたマイクロ波エネルギーが
前記成膜室外へ漏洩しないように設計される必要があ
る。In the apparatus of the present invention, a gap is left between the bending start end forming unit and the bending end end forming unit in the film forming chamber, and the raw material gas is exhausted from the gap. The gap is designed to be maintained at a predetermined reduced pressure, but the dimensions of the gap are designed so that sufficient exhaust conductance is obtained and microwave energy radiated into the film formation chamber does not leak out of the film formation chamber. Need to be done.
具体的には、マイクロ波アプリケーター手段中を進行
するマイクロ波の電界方向と、前記湾曲開始端形成手段
としての支持・搬送用ローラーの中心軸と前記湾曲終了
端形成手段としての支持・搬送用ローラーの中心軸とを
含む面とが互いに平行とならないように前記マイクロ波
アプリケーター手段を配設する。すなわち、前記マイク
ロ波アプリケーター手段に接続される前記導波管の長辺
又は長軸を含む面と前記一対の支持・搬送用ローラーの
中心軸を含む面とが平行とならないように、前記導波管
を配設させる。Specifically, the direction of the electric field of the microwave traveling in the microwave applicator means, the central axis of the support / transport roller as the bending start end forming means, and the support / transport roller as the bending end end forming means The microwave applicator means is disposed so that the planes including the central axis of the microwave applicator are not parallel to each other. That is, the waveguide is connected such that a surface including a long side or a long axis of the waveguide connected to the microwave applicator means is not parallel to a surface including a center axis of the pair of supporting / transporting rollers. Arrange pipes.
そして、複数個の前記マイクロ波アプリケーター手段
を介して前記成膜室内にマイクロ波エネルギーを放射さ
せる場合には、各々のマイクロ波アプリケーター手段に
ついて前述のごとく配設されることが必要である。When radiating microwave energy into the film forming chamber through a plurality of the microwave applicator means, it is necessary that each microwave applicator means is disposed as described above.
更に、前記湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段
との間に残された間隙の、前記帯状部材の長手方向の開
口幅の最大寸法は該間隙からのマイクロ波エネルギーの
漏洩を防止する上で、マイクロ波の波長の好ましくは1/
2波長以下、より好ましくは1/4波長以下とするのが望ま
しい。Further, the maximum dimension of the opening width in the longitudinal direction of the band-shaped member in the gap left between the bending start end forming means and the bending end end forming means is to prevent leakage of microwave energy from the gap. Preferably, the wavelength of the microwave is 1 /
It is desirable that the wavelength be 2 wavelengths or less, more preferably 1/4 wavelength or less.
本発明の装置において、複数個の前記マイクロ波アプ
リケーター手段を互いに対向させて配設させる場合に
は、一方のマイクロ波アプリケーター手段より放射され
たマイクロ波エネルギーを、他方のマイクロ波アプリケ
ーター手段が受信し、受信されたマイクロ波エネルギー
が前記他方のマイクロ波アプリケーター手段に接続され
ているマイクロ波電源にまで達して、該マイクロ波電源
に損傷を与えたり、マイクロ波の発振に異常を生ぜしめ
る等の悪影響を及ぼすことのないように配置する必要が
ある。In the device of the present invention, when a plurality of the microwave applicator means are arranged to face each other, the microwave energy radiated from one microwave applicator means is received by the other microwave applicator means. The received microwave energy reaches the microwave power supply connected to the other microwave applicator means, thereby damaging the microwave power supply or causing an abnormality in microwave oscillation. Must be arranged so as not to exert
具体的には、前記マイクロ波アプリケーター手段中を
進行するマイクロ波の電界方向同志が互いに平行となら
ないように前記マイクロ波アプリケーター手段を配設す
る。すなわち、前記マイクロ波アプリケーター手段に接
続される前記導波管の長辺又は長軸を含む面とが互いに
平行とならないように前記導波管を配設する。Specifically, the microwave applicator means is disposed so that the directions of electric fields of the microwaves traveling in the microwave applicator means are not parallel to each other. That is, the waveguides are arranged such that the long side or the plane including the long axis of the waveguide connected to the microwave applicator means is not parallel to each other.
本発明の方法において、前記成膜室の両端面のうち片
側のみからマイクロ波エネルギーを放射させる場合に
は、他方の端面からのマイクロ波エネルギーの漏洩がな
いようにすることが必要であり、前記端面を導電性部材
で密封したり、穴径が用いるマイクロ波の波長の好まし
くは1/2波長以下、より好ましくは1/4波長以下の金網、
パンチングボードなどで覆うことが望ましい。In the method of the present invention, when radiating the microwave energy from only one of the two end faces of the film forming chamber, it is necessary to prevent leakage of the microwave energy from the other end face, The end face is sealed with a conductive member, or a wire mesh whose hole diameter is preferably 1/2 wavelength or less, more preferably 1 wavelength or less of the wavelength of the microwave used,
It is desirable to cover with a punching board or the like.
本発明の装置において前記成膜室及び/又は隔離容器
を他の成膜手段を有する真空容器と真空雰囲気を分離独
立させ、且つ、前記帯状部材をそれらの中を貫通させて
連続的に搬送するにはガスゲート手段が好適に用いられ
る。本発明の装置において前記成膜室及び/又は隔離容
器内は修正パッシェン曲線の最小値付近の動作に必要な
程度の低圧に保たれるのが望ましいため、前記成膜室及
び/又は隔離容器に接続される他の真空容器内の圧力と
しては少なくともその圧力にほぼ等しいか又はそれより
も高い圧力となるケースが多い。従って、前記ガスゲー
ト手段の能力としては前記各容器間に生じる圧力差によ
って、相互に使用している堆積膜形成用原料ガスを拡散
させない能力を有することが必要である。従って、その
基本概念は米国特許第4,438,723号に開示されているガ
スゲート手段を採用することができるが、更にその能力
は改善される必要がある。具体的には、最大106倍程度
の圧力差に耐え得ることが必要であり、排気ポンプとし
ては排気能力の大きい油拡散ポンプ、ターボ分子ポン
プ、メカニカルブースターポンプ等が好適に用いられ
る。また、ガスゲートの断面形状としてはスリット状又
はこれに類似する形状であり、その全長及び用いる排気
ポンプの排気能力等と合わせて、一般のコンダクタンス
計算式を用いてそれらの寸法が計算、設計される。更
に、分離能力を高めるためにゲートガスを併用すること
が好ましく、例えばAr,He,Ne,Kr,Xe,Rn等の希ガス又は
H2等の堆積膜形成用希釈ガスが挙げられる。ゲートガ
ス流量としてはガスゲート全体のコンダクタンス及び用
いる排気ポンプの能力等によって適宜決定されるが、概
ね第10図(a),(b)に示したような圧力勾配を形成
するするようにすれば良い。第10図(a)において、ガ
スゲートのほぼ中央部に圧力の最大となるポイントがあ
るため、ゲートガスはガスゲート中央部から両サイドの
真空容器側へ流れ、第10図(b)においてはガスゲート
のほぼ中央部に圧力の最小となるポイントがあるため、
両サイドの容器から流れ込む堆積膜形成用原料ガスと共
にゲートガスもガスゲート中央部から排気される。従っ
て両者の場合において両サイドの容器間での相互のガス
拡散を最小限に抑えることができる。実際には、質量分
析計を用いて拡散してくるガス量を測定したり、堆積膜
の組成分析を行うことによって最適条件を決定する。In the apparatus of the present invention, the film formation chamber and / or the isolation container are separated from a vacuum container having another film formation means and a vacuum atmosphere, and the belt-shaped member is continuously conveyed through the inside thereof. The gas gate means is suitably used for the above. In the apparatus of the present invention, it is desirable that the inside of the film forming chamber and / or the isolation vessel is maintained at a low pressure necessary for operation near the minimum value of the modified Paschen curve. In many cases, the pressure in another vacuum vessel to be connected is at least substantially equal to or higher than the pressure. Therefore, it is necessary for the gas gate means to have a capability of preventing the mutually used deposition film forming source gases from diffusing due to a pressure difference generated between the containers. Thus, the basic concept can employ the gas gating means disclosed in U.S. Pat. No. 4,438,723, but its capabilities need to be further improved. Specifically, it is necessary to withstand the pressure differential up to 10 6 times, as an exhaust pump large oil diffusion pump exhaust capability, turbo molecular pump, such as a mechanical booster pump is preferably used. In addition, the cross-sectional shape of the gas gate is a slit shape or a shape similar thereto, and the dimensions thereof are calculated and designed using a general conductance calculation formula together with the overall length and the exhaust capacity of the exhaust pump to be used. . Further, it is preferable to use a gate gas in combination in order to enhance the separation ability, and examples thereof include a rare gas such as Ar, He, Ne, Kr, Xe, and Rn or a diluent gas for forming a deposited film such as H 2 . The flow rate of the gate gas is appropriately determined depending on the conductance of the entire gas gate, the capacity of the exhaust pump to be used, and the like. However, a pressure gradient generally shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b) may be formed. In FIG. 10 (a), since there is a point where the pressure becomes maximum almost at the center of the gas gate, the gate gas flows from the center of the gas gate to the vacuum vessel side on both sides, and in FIG. Since there is a point at the center where the pressure is minimum,
The gate gas is exhausted from the center of the gas gate together with the source gas for forming the deposited film flowing from the containers on both sides. Therefore, in both cases, mutual gas diffusion between the containers on both sides can be minimized. In practice, the optimum conditions are determined by measuring the amount of gas diffused using a mass spectrometer or by analyzing the composition of the deposited film.
本発明の装置において、前記ガスゲート手段によっ
て、前記隔離容器と接続される他の真空容器中に配設さ
れる堆積膜形成手段としては、RFプラズマCVD法、スパ
ッタリング法及び反応性スパッタリング法、イオンプレ
ーティング法、光CVD法、熱CVD法、MOCVD法、MBE法そし
てHR-CVD法等いわゆる機能性堆積膜形成用に用いられる
方法を実現するための手段を挙げることができる。そし
て、勿論本発明のマイクロ波プラズマCVD法及び類似の
マイクロ波プラズマCVD法の手段を接続することも可能
であり、所望の半導体デバイス作製のため適宜手段を選
択し、前記ガスゲート手段を用いて接続される。In the apparatus of the present invention, the deposition film forming means disposed in another vacuum vessel connected to the isolation vessel by the gas gate means includes RF plasma CVD, sputtering and reactive sputtering, and ion plating. Means for realizing a method used for forming a so-called functional deposited film, such as a plating method, a photo CVD method, a thermal CVD method, a MOCVD method, an MBE method, and an HR-CVD method. And, of course, it is also possible to connect the means of the microwave plasma CVD method of the present invention and similar microwave plasma CVD method, select an appropriate means for manufacturing a desired semiconductor device, and connect using the gas gate means. Is done.
本発明の装置において用いられるマイクロ波電源から
供給されるマイクロ波周波数は、好ましくは民生用に用
いられている2.45GHzが挙げられるが、他の周波数帯の
ものであっても比較的入手し易いものであれば用いるこ
とができる。また、安定した放電を得るには発振様式は
いわゆる連続発振であることが望ましく、そのリップル
幅が、使用出力領域において、好ましくは30%以内、よ
り好ましくは10%以内であることが望ましい。The microwave frequency supplied from the microwave power supply used in the device of the present invention is preferably 2.45 GHz, which is preferably used for consumer use, but is relatively easily available even in other frequency bands. Anything can be used. In addition, in order to obtain a stable discharge, the oscillation mode is preferably a so-called continuous oscillation, and the ripple width thereof is preferably within 30%, more preferably within 10% in a used output region.
本発明の装置において、前記成膜室及び/又は隔離容
器を大気に曝することなく連続して堆積膜形成を行うこ
とは、形成される堆積膜の特性安定上、不純物の混入を
防止できるため有効である。ところが、用いられる帯状
部材の長さは有限であることから、これを溶接等の処理
により接続する操作を行うことが必要である。具体的に
は、前記帯状部材の収納された容器(送り出し側及び巻
き取り側)に近接して、そのような処理室を設ければ良
い。In the apparatus of the present invention, the continuous formation of the deposited film without exposing the film forming chamber and / or the isolation container to the atmosphere can prevent impurities from being mixed on the basis of stable characteristics of the formed deposited film. It is valid. However, since the length of the band-shaped member used is limited, it is necessary to perform an operation of connecting the band-shaped member by processing such as welding. Specifically, such a processing chamber may be provided in the vicinity of the container (the sending side and the winding side) in which the band-shaped member is stored.
以下、図面を用いて具体的処理方法について説明す
る。Hereinafter, a specific processing method will be described with reference to the drawings.
第9図(その1)(i)図乃至第9(その4)(x)
図は、前記帯状部材処理室の概略及び帯状部材等の成膜
時の作動を説明するための模式図を示した。9 (1) (i) to 9 (4) (x)
The figure shows a schematic view for explaining the outline of the band-shaped member processing chamber and the operation at the time of film formation of the band-shaped member and the like.
第9図において、901aは帯状部材の送り出し側に設け
られた帯状部材処理室(A)、901bは帯状基体の巻き取
り側に設けられた帯状部材処理室(B)であり、その内
部にはバイトン製ローラー907a,907b、切断刃908a,908
b、溶接治具909a,909bが収納されている。In FIG. 9, reference numeral 901a denotes a band-shaped member processing chamber (A) provided on the feeding side of the band-shaped member, and 901b denotes a band-shaped member processing chamber (B) provided on the winding side of the band-shaped substrate. Viton rollers 907a, 907b, cutting blades 908a, 908
b, welding jigs 909a and 909b are stored.
即ち、第9図(その1)(i)は、通常成膜時の状態
であり、帯状部材902が図中矢印方向に移動していて、
ローラー907a、切断刃908a、及び溶接治具909aは帯状部
材902に接触していない。910は帯状部材収納容器(不図
示)との接続手段(ガスゲート)、911は真空容器(不
図示)との接続手段(ガスゲート)である。That is, FIG. 9 (part 1) (i) shows a state at the time of normal film formation, in which the belt-shaped member 902 is moved in the direction of the arrow in the figure.
The roller 907a, the cutting blade 908a, and the welding jig 909a do not contact the belt-shaped member 902. Reference numeral 910 denotes a connecting means (gas gate) for connecting to a belt-shaped member storage container (not shown), and reference numeral 911 denotes a connecting means (gas gate) for connecting to a vacuum container (not shown).
第9図(その1)(ii)は、1巻の帯状部材への成膜
工程が終了した後、新しい帯状部材と交換するための第
1工程を示している。まず、帯状部材902を停止させ、
ローラー907aを図中点線で示した位置から矢印方向へ移
動させ帯状部材902及び帯状部材処理室901aの壁と密着
させる。この状態で帯状部材収納容器と成膜室とは気密
分離される。次に、切断刃908aを図中矢印方向に動作さ
せ帯状部材902を切断する。この切断刃908aは機械的、
電気的、熱的に帯状部材902を切断できるもののうちの
いずれかにより構成される。FIG. 9 (part 1) and (ii) show a first step for exchanging a new band-shaped member after the film-forming step on one band of the band-shaped member is completed. First, the belt-shaped member 902 is stopped,
The roller 907a is moved in the direction of the arrow from the position shown by the dotted line in the drawing to make close contact with the band-like member 902 and the wall of the band-like member processing chamber 901a. In this state, the band-shaped member storage container and the film forming chamber are air-tightly separated. Next, the cutting blade 908a is operated in the direction of the arrow in the figure to cut the band-shaped member 902. This cutting blade 908a is mechanical,
The belt-shaped member 902 can be electrically or thermally cut by any one of them.
第9図(その1)(iii)では、切断分離された帯状
部材903が帯状部材収納容器側へ巻き取られる様子を示
している。FIG. 9 (part 1) (iii) shows a state in which the strip-shaped member 903 cut and separated is wound up toward the strip-shaped member storage container.
上述した切断及び巻き取り工程は帯状部材収納容器内
は真空状態又は大気圧リーク状態のいずれかで行われて
も良い。The above-described cutting and winding steps may be performed in either a vacuum state or an atmospheric pressure leak state in the belt-shaped member storage container.
第9図(その2)(iv)では、新しい帯状部材904が
送り込まれ、帯状部材902と接続される工程を示してい
る。帯状部材904と902とはその端部が接せられ溶接治具
909aにて溶接接続される。FIG. 9 (part 2) (iv) shows a process in which a new band-shaped member 904 is fed in and connected to the band-shaped member 902. The ends of the belt-shaped members 904 and 902 are brought into contact with each other and a welding jig is formed.
Welded connection at 909a.
第9図(その2)(v)では帯状部材収納容器(不図
示)内を真空排気し、十分成膜室との圧力差が少なくな
った後、ローラー907aを帯状部材902及び帯状部材処理
室(A)901aの壁から離し、帯状部材902,904を巻き取
っている状態を示している。In FIG. 9 (part 2) and (v), the inside of the band-shaped member storage container (not shown) is evacuated, and after the pressure difference from the film forming chamber is sufficiently reduced, the roller 907a is moved to the band-shaped member 902 and the band-shaped member processing chamber. (A) shows a state in which the belt-shaped members 902 and 904 are being wound away from the wall of 901a.
次に、帯状部材の巻き取り側での動作を説明する。 Next, the operation on the winding side of the belt-shaped member will be described.
第9図(その3)(vi)は、通常成膜時の状態である
が、各治具は第9図(その1)(i)で説明したのとほ
ぼ対称に配置されている。FIG. 9 (part 3) and (vi) show the state at the time of normal film formation, but each jig is arranged substantially symmetrically as described with reference to FIG. 9 (part 1) and (i).
第9図(その3)(vii)は、1巻の帯状部材への成
膜工程が終了した後、これを取り出し、次の成膜工程処
理された帯状部材を巻き取るための空ボビンと交換する
ための工程を示している。FIG. 9 (part 3) (vii) shows that after the film forming process on one band of the band-shaped member is completed, this is taken out and replaced with an empty bobbin for winding the band-shaped member subjected to the next film forming process. The steps for performing the steps are shown.
まず、帯状部材902を停止させ、ローラー907bを図中
点線で示した位置から矢印方向へ移動させ、帯状部材90
2及び帯状部材処理室901bの壁と密着させる。この状態
で帯状部材収納容器と成膜室とは気密分離される。次
に、切断刃908bを図中矢印方向に動作させ、帯状部材90
2を切断する。この切断刃908bは機械的、電気的、熱的
に帯状基体902を切断できるもののうちのいずれかによ
り構成される。First, the belt-shaped member 902 is stopped, and the roller 907b is moved in the direction of the arrow from the position shown by the dotted line in the figure, so that the belt-shaped member 90
2 and in close contact with the wall of the band-shaped member processing chamber 901b. In this state, the band-shaped member storage container and the film forming chamber are air-tightly separated. Next, the cutting blade 908b is operated in the direction of the arrow in FIG.
Cut 2 The cutting blade 908b is made of any of those capable of mechanically, electrically, and thermally cutting the strip-shaped base 902.
第9図(その3)(viii)では、切断分離された成膜
工程終了後の帯状部材905が帯状部材収納容器側へ巻き
取られる様子を示している。FIG. 9 (part 3) (viii) shows a state in which the strip-shaped member 905 that has been cut and separated after the film-forming step is wound up toward the strip-shaped member storage container.
上述した切断及び巻き取り工程は帯状部材収納容器内
は真空状態又は大気圧リーク状態のいずれかで行われて
も良い。The above-described cutting and winding steps may be performed in either a vacuum state or an atmospheric pressure leak state in the belt-shaped member storage container.
第9図(その4)(x)では、新しい巻き取りボビン
に取り付けられている予備巻き取り用帯状部材906が送
り込まれ、帯状部材902と接続される工程を示してい
る。予備巻き取り用帯状部材906と帯状部材902とはその
端部が接せられ、溶接治具906bにて溶接接続される。FIG. 9 (part 4) (x) shows a step in which the pre-winding strip 906 attached to the new winding bobbin is fed in and connected to the strip 902. The end portions of the preliminary winding band member 906 and the band member 902 are brought into contact with each other, and are connected by welding with a welding jig 906b.
第9図(その4)(X)では、帯状部材収納容器(不
図示)内を真空排気し、十分成膜室との圧力差が少なく
なった後、ローラー907bを帯状部材902及び帯状部材処
理室(B)901bの壁から離し、帯状部材902,906を巻き
取っている状態を示している。In FIG. 9 (part 4) (X), the inside of the band-like member storage container (not shown) is evacuated, and after the pressure difference with the film forming chamber is sufficiently reduced, the roller 907b is moved to the band-like member 902 and the band-like member processing. It shows a state in which the belt-shaped members 902 and 906 have been wound away from the wall of the chamber (B) 901b.
本発明の方法及び装置において連続形成される機能性
堆積膜としては非晶質、結晶質を問わず、Si,Ge,C等い
わゆるIV族半導体薄膜、SiGe,SiC,SiSn等いわゆるIV族
合金半導体薄膜、GaAs,GaP,GaSb,InP,InAs等いわゆるII
I−V族化合物半導体薄膜、及びZnSe,ZnS,ZnTe,CdS,CdS
e,CdTe等いわゆるII-VI族化合物半導体薄膜等が挙げら
れる。As the functional deposited film continuously formed in the method and the apparatus of the present invention, a so-called group IV semiconductor thin film such as Si, Ge, C, or a so-called group IV alloy semiconductor such as SiGe, SiC, SiSn Thin film, GaAs, GaP, GaSb, InP, InAs, etc., so-called II
Group IV compound semiconductor thin film, and ZnSe, ZnS, ZnTe, CdS, CdS
e, a so-called II-VI compound semiconductor thin film such as CdTe.
本発明の方法及び装置において用いられる前記機能性
堆積膜形成用原料ガスとしては、上述した各種半導体薄
膜の構成元素の水素化物、ハロゲン化物、有機金属化合
物等で前記成膜室内へ好ましくは気体状態で導入できる
ものが選ばれ使用される。As the material gas for forming a functional deposited film used in the method and the apparatus of the present invention, hydrides, halides, organometallic compounds, etc. of the constituent elements of the above-mentioned various semiconductor thin films are preferably introduced into the film formation chamber in a gaseous state. Those that can be introduced in are selected and used.
勿論、これらの原料化合物は1種のみならず、2種以
上混合して使用することもできる。又、これらの原料化
合物はHe,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn等の希ガス、及びH2,HF,HCl
等の希釈ガスと混合して導入されても良い。Of course, these raw material compounds can be used alone or in combination of two or more. These starting compounds are rare gases such as He, Ne, Ar, Kr, Xe, and Rn, and H 2 , HF, and HCl.
May be introduced as a mixture with a diluent gas such as
また、連続形成される前記半導体薄膜は価電子制御及
び禁制帯幅制御を行うことができる。具体的には価電子
制御剤又は禁制帯幅制御剤となる元素を含む原料化合物
を単独で、又は前記堆積膜形成用原料ガス又は前記希釈
ガスに混合して前記成膜室内へ導入してやれば良い。Further, the semiconductor thin film formed continuously can perform valence electron control and forbidden band width control. Specifically, a raw material compound containing an element serving as a valence electron controlling agent or a forbidden band width controlling agent may be used alone or mixed with the deposited film forming raw material gas or the diluent gas and introduced into the film formation chamber. .
前記堆積膜形成用原料ガス等は、前記帯状部材で形成
される柱状の成膜室内に配設されたその先端部に単一又
は複数のガス放出孔を有するガス導入管より、前記柱状
の成膜室内に均一に放出され、マイクロ波エネルギーに
よりプラズマ化され、マイクロ波プラズマ領域を形成す
る。前記ガス導入管を構成する材質としてはマイクロ波
プラズマ中で損傷を受けることのないものが好適に用い
られる。具体的にステンレススチール、ニッケル、チタ
ン、タングステン、バナジウム、ニクロム等耐熱性金属
及びそれらの金属上にアルミナ、窒化ケイ素等のセラミ
ックスを溶射処理等したものが挙げられる。The raw material gas for forming a deposited film and the like are formed by a gas introduction pipe having a single or a plurality of gas discharge holes at a tip end thereof disposed in a columnar film forming chamber formed by the band-shaped member. It is uniformly discharged into the film chamber and turned into plasma by microwave energy to form a microwave plasma region. As the material constituting the gas introduction tube, a material that is not damaged in microwave plasma is preferably used. Specific examples include heat-resistant metals such as stainless steel, nickel, titanium, tungsten, vanadium, and nichrome, and those obtained by spraying ceramics such as alumina and silicon nitride on these metals.
本発明の装置において、前記ガス導入管より前記柱状
の成膜室内に導入された堆積膜形成用原料ガスはその一
部又は全部が分解して堆積膜形成用の前駆体を発生し、
堆積膜形成が行われるが、未分解の原料ガス、又は分解
によって異種の組成のガスとなったものはすみやかに前
記柱状の成膜室外に排気される必要がある。ただし、排
気孔面積を必要以上に大きくすると、該排気孔よりのマ
イクロ波エネルギーの漏れが生じ、プラズマの不安定性
の原因となったり、他の電子機器、人体等への悪影響を
及ぼすこととなる。従って、本発明の装置においては、
該排気孔は、前記帯状部材の湾曲開始端と湾曲終了端と
の間隙とし、その間隔はマイクロ波の漏洩防止上、使用
されるマイクロ波の波長の好ましくは1/2波長以下、よ
り好ましくは1/4波長以下であることが望ましい。In the apparatus of the present invention, the deposited film forming source gas introduced into the columnar film forming chamber from the gas introduction pipe is partially or entirely decomposed to generate a deposited film forming precursor,
Although a deposited film is formed, an undecomposed raw material gas or a gas having a different composition due to decomposition needs to be quickly exhausted to the outside of the columnar film forming chamber. However, if the area of the exhaust hole is made unnecessarily large, microwave energy leaks from the exhaust hole, causing instability of plasma or adversely affecting other electronic devices, the human body, and the like. . Therefore, in the device of the present invention,
The exhaust hole is a gap between the bending start end and the bending end end of the band-shaped member, and the interval is preferably 1/2 wavelength or less of the wavelength of the microwave used, in order to prevent microwave leakage, more preferably It is desirable that the wavelength be equal to or less than 1/4 wavelength.
以下、図面を用いて本発明の具体的装置例を挙げて説
明するが、本発明はこれらの装置例によって何ら限定さ
れるものではない。Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these examples.
装置例1 第1図に本発明のマイクロ波プラズマCVD装置の模式
的透視概略図を示した。Apparatus Example 1 FIG. 1 shows a schematic perspective schematic view of a microwave plasma CVD apparatus of the present invention.
101は帯状部材であり、支持・搬送用ローラー102,103
及び支持・搬送用リング104,105によって円柱状に湾曲
した形状を保ちながら、図中矢印()方向に搬送され
成膜室116を連続的に形成する。106a乃至106eは帯状部
材101を加熱又は冷却するための温度制御機構であり、
各々独立に温度制御がなされる。Reference numeral 101 denotes a belt-shaped member, and rollers 102 and 103 for supporting and transporting.
The film is conveyed in the direction of the arrow () in the figure while continuously maintaining a cylindrical shape by the support / transfer rings 104 and 105, and the film formation chamber 116 is continuously formed. 106a to 106e are temperature control mechanisms for heating or cooling the belt-shaped member 101,
Temperature control is performed independently of each other.
本装置例において、マイクロ波アプリケーター107,10
8は一対対向して設けられており、その先端部分にはマ
イクロ波透過性部材109,110が各々設けられていて、ま
た、方形導波管111,112が各々支持・搬送用ローラーの
中心軸を含む面に対してその長辺を含む面が垂直となら
ぬよう、且つ、お互いに長辺を含む面が平行とならぬよ
うに配設されている。なお、第1図において、説明のた
めにマイクロ波アプリケーター107は支持・搬送用リン
グ104から切り離した状態を示してあるが、堆積膜形成
時には、図中矢印方向に配設される。In this device example, the microwave applicators 107, 10
8 are provided facing each other, the microwave transmitting members 109 and 110 are provided at the tip portions thereof, and the rectangular waveguides 111 and 112 are respectively provided on the surfaces including the center axis of the supporting / transporting rollers. On the other hand, they are arranged such that the planes including the long sides are not perpendicular and the planes including the long sides are not parallel to each other. In FIG. 1, the microwave applicator 107 is shown separated from the supporting / transporting ring 104 for the purpose of explanation, but is arranged in the direction of the arrow in the figure when forming a deposited film.
113はガス導入管、114は排気管であり、不図示の排気
ポンプに接続されている。115a,115bは隔離通路であ
り、本発明の装置を他の成膜手段を含む容器等との接続
を行うときに設けられる。113 is a gas introduction pipe, and 114 is an exhaust pipe, which is connected to an exhaust pump (not shown). 115a and 115b are isolation passages that are provided when the apparatus of the present invention is connected to a container or the like including other film forming means.
支持・搬送ローラー102,103には、搬送送度検出機
構、張力検出調整機構(いずれも不図示)が内蔵され、
帯状部材101の搬送送度を一定に保つとともに、その湾
曲形状が一定に保たれる。The support / conveyance rollers 102 and 103 have a built-in conveyance conveyance detection mechanism and a tension detection adjustment mechanism (both not shown).
While maintaining the conveying degree of the belt-shaped member 101 constant, its curved shape is also kept constant.
導波管111,112には不図示のマイクロ波電源が接続さ
れている。A microwave power supply (not shown) is connected to the waveguides 111 and 112.
第2図にマイクロ波アプリケーター手段107,108を具
体的に説明するための断面模式図を示した。FIG. 2 is a schematic sectional view for specifically explaining the microwave applicator means 107 and 108.
200はマイクロ波アプリケーターであり、図中左側矢
印方向から不図示のマイクロ波電源より方形導波管208
を介してマイクロ波が伝送される。Reference numeral 200 denotes a microwave applicator, which is a rectangular waveguide 208 from a microwave power supply (not shown) from the left arrow direction in the figure.
The microwave is transmitted via the.
201,202はマイクロ波透過性部材であり、メタルシー
ル212及び固定用リング206を用いて、内筒204、外筒205
に固定されており、真空シールがされている。また内筒
204と外筒205との間には冷却媒体209が流れるようにな
っており、一方の端はOリング210でシールされてい
て、マイクロ波アプリケーター200全体を均一に冷却す
るようになっている。冷却媒体209としては、水、フレ
オン、オイル、冷却空気等が好ましく用いられる。マイ
クロ波透過性部材201にはマイクロ波整合用円板203a,20
3bが固定されている。外筒205には溝211の加工されたチ
ョークフランジ207が接続されている。また、213,214は
冷却空気の導入孔、及び/又は排出孔であり、アプリケ
ーター内部を冷却するために用いられる。Reference numerals 201 and 202 denote microwave transmitting members which use a metal seal 212 and a fixing ring 206 to form an inner cylinder 204 and an outer cylinder 205.
, And is vacuum-sealed. Also the inner cylinder
A cooling medium 209 flows between the outer cylinder 205 and the outer cylinder 205, and one end is sealed with an O-ring 210 so as to uniformly cool the entire microwave applicator 200. As the cooling medium 209, water, freon, oil, cooling air and the like are preferably used. The microwave permeable member 201 has a microwave matching disk 203a, 20
3b is fixed. The outer cylinder 205 is connected to a choke flange 207 having a groove 211 formed therein. 213 and 214 are cooling air introduction holes and / or discharge holes, which are used for cooling the inside of the applicator.
本装置例において、内筒204の内側の形状は円筒状で
あり、その内直径及びマイクロ波の進行方向の長さは導
波管としての機能を果たすように設計される。すなわ
ち、その内直径は、カットオフ周波数が用いるマイクロ
波の周波数よりも小さく、且つ、複数モードが立たない
範囲で可能な限り大きく、また、長さについては好まし
くはその内部において定在波がたたないような長さに設
計されるのが望ましい。勿論、前記内筒204の内側の形
状は角柱状であっても良い。In this device example, the inner shape of the inner cylinder 204 is cylindrical, and the inner diameter and the length in the traveling direction of the microwave are designed to function as a waveguide. That is, the inner diameter is smaller than the frequency of the microwave used for the cutoff frequency, and is as large as possible within a range in which a plurality of modes do not stand, and the length of the standing wave is preferably within the range. It is desirable that it be designed to have a length that is not too long. Of course, the inner shape of the inner cylinder 204 may be a prismatic shape.
装置例2 本装置例では、装置例1で示した装置を隔離容器中に
配設した場合を挙げることができる。Apparatus Example 2 In this apparatus example, a case where the apparatus shown in Apparatus Example 1 is disposed in an isolated container can be mentioned.
隔離容器の形状としては、装置例1で示した各構成治
具を内蔵できるものであれば、特に制限はないが、立方
体状、直方体状の他円筒状等のものが好適に用いられ
る。また、成膜室116と隔離容器との間に残された空間
には補助ガス導入管が設けられ、該空間での放電防止用
の圧力調整用の希ガス、H2ガス等が導入される。ま
た、前記空間は成膜室116の排気用ポンプで同時に排気
されても良く、また、独立の排気ポンプが接続されてい
ても良い。The shape of the isolation container is not particularly limited as long as each of the constituent jigs shown in the device example 1 can be incorporated, but a cubic shape, a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, or the like is suitably used. An auxiliary gas introduction pipe is provided in a space left between the film formation chamber 116 and the isolation container, and a rare gas, a H 2 gas, and the like for adjusting pressure for preventing discharge in the space are introduced. . In addition, the space may be simultaneously evacuated by an exhaust pump of the film forming chamber 116, or an independent exhaust pump may be connected.
装置例3 本装置例では、装置例1において、マイクロ波アプリ
ケーターの形状を角柱状にした以外は同様の構成のもの
を挙げることができる。角柱状のマイクロ波アプリケー
ターの断面寸法は、用いる導波管の寸法と同じでも良い
し、異なっていても良い。また、用いるマイクロ波の周
波数に対して、複数モードが立たない範囲で可能な限り
大きくするのが望ましい。Apparatus Example 3 In this apparatus example, a device having the same configuration as in Apparatus Example 1 except that the shape of the microwave applicator is changed to a prismatic shape can be given. The cross-sectional dimensions of the prismatic microwave applicator may be the same as or different from the dimensions of the waveguide used. Further, it is desirable to increase the frequency of the microwave used as much as possible within a range in which a plurality of modes do not stand.
装置例4 本装置例では、装置例2において、装置例3で用いた
角柱状のマイクロ波アプリケーター手段を用いた以外は
同様の構成としたものを挙げることができる。Apparatus Example 4 In this apparatus example, there can be mentioned an apparatus having the same configuration as in apparatus example 2, except that the prismatic microwave applicator means used in apparatus example 3 is used.
装置例5,6 本装置例では、装置例1及び2において、円筒状マイ
クロ波アプリケーター手段のかわりに、楕円柱状マイク
ロ波アプリケーター手段を用いた以外は同様の構成とし
たものを挙げることができる。Apparatus Examples 5 and 6 In this apparatus example, there can be mentioned those having the same configuration as in Apparatus Examples 1 and 2 except that an elliptical column-shaped microwave applicator is used instead of the cylindrical microwave applicator.
装置例7 本装置例では、第3図に示したごとく、装置例2で示
した堆積膜形成用のマイクロ波プラズマCVD装置に帯状
部材101の送り出し及び巻き取り用の真空容器301及び30
2をガスゲート321及び322を用いた接続した装置を挙げ
ることができる。Apparatus Example 7 In this apparatus example, as shown in FIG. 3, vacuum containers 301 and 30 for feeding and winding the belt-shaped member 101 into the microwave plasma CVD apparatus for forming a deposited film shown in Apparatus Example 2.
A device in which 2 is connected using gas gates 321 and 322 can be mentioned.
300は隔離容器、303は帯状部材の送り出し用ボビン、
304は帯状部材の巻き取り用ボビンであり、図中矢印方
向に帯状部材が搬送される。もちろんこれら逆転させて
搬送することもできる。また、真空容器301,302中には
帯状部材の表面保護用に用いられる合紙の巻き取り、及
び送り込み手段を配設しても良い。前記合紙の材質とし
ては、耐熱性樹脂であるポリイミド系、テフロン系及び
グラスウール等が好ましく用いられる。306,307は張力
調整及び帯状部材の位置出しを兼ねた搬送用ローラーで
ある。312,313は帯状部材の予備加熱又は冷却用に用い
られる温度調整機構である。307,308,309は排気量調整
用のスロットルバルブ、310,311,320は排気管であり、
それぞれ不図示の排気ポンプに接続されている。314,31
5は圧力計、また,316,317はゲートガス導入管、318,319
はゲートガス排気管であり、不図示の排気ポンプにより
ゲートガス及び/又は堆積膜形成用原料ガスが排気され
る。300 is an isolation container, 303 is a bobbin for feeding a belt-like member,
Reference numeral 304 denotes a bobbin for winding the belt-like member, and the belt-like member is conveyed in a direction indicated by an arrow in FIG. Of course, it is also possible to convey the sheet by reversing them. Further, in the vacuum vessels 301 and 302, means for winding and feeding interleaving paper used for protecting the surface of the belt-shaped member may be provided. As the material of the interleaving paper, polyimide, Teflon, glass wool, or the like, which is a heat-resistant resin, is preferably used. Reference numerals 306 and 307 denote conveying rollers that also serve to adjust the tension and position the belt-shaped member. Reference numerals 312 and 313 denote temperature adjusting mechanisms used for preheating or cooling the belt-shaped member. 307, 308, 309 are throttle valves for adjusting the displacement, 310, 311, 320 are exhaust pipes,
Each is connected to an exhaust pump (not shown). 314,31
5 is a pressure gauge, 316,317 is a gate gas inlet pipe, 318,319
Reference numeral denotes a gate gas exhaust pipe, and a gate gas and / or a source gas for forming a deposited film are exhausted by an exhaust pump (not shown).
装置例8 本装置例では、第4図に示したごとく、装置例7で示
した装置に、更に2台の本発明のマイクロ波プラズマCV
D法による堆積膜形成装置の内蔵された隔離容器300−a,
300−bを両側に接続して、積層型デバイスを作製でき
るように構成したものを挙げることができる。Apparatus Example 8 In this apparatus example, as shown in FIG. 4, two more microwave plasma CVs of the present invention are added to the apparatus shown in Apparatus Example 7.
Isolation container 300-a with built-in deposition film forming equipment by D method,
One that can connect 300-b to both sides to form a stacked device can be mentioned.
図中a及びbの符号をつけたものは、基本的には隔離
容器300中で用いられたものと同様の効果を有する機構
である。In the figure, those denoted by reference numerals a and b are mechanisms having basically the same effects as those used in the isolation container 300.
401,402,403,404は各々ガスゲート、405,406,407,408
は各ゲートガス導入管、409,410,411,412は各々ゲート
ガス排気管である。401,402,403,404 are gas gates, 405,406,407,408
, 409, 410, 411, 412 are gate gas exhaust pipes.
装置例9,10 装置例7及び8においてマイクロ波アプリケーター20
1を装置例3又は4で用いた角柱状のマイクロ波アプリ
ケーターに変えた以外は同様の構成としたものを挙げる
ことができる。Apparatus Examples 9 and 10 In Apparatus Examples 7 and 8, the microwave applicator 20 was used.
The same configuration can be mentioned except that 1 was changed to the prismatic microwave applicator used in the device example 3 or 4.
装置例11,12 装置例7及び8においてマイクロ波アプリケーターを
装置例5又は6で用いた楕円柱状のマイクロ波アプリケ
ーターに変えた以外は同様の構成としたものを挙げるこ
とができる。Apparatus Examples 11 and 12 Apparatuses having the same configuration as in Apparatus Examples 7 and 8 except that the microwave applicator used in Apparatus Examples 5 and 6 is changed to the elliptic columnar microwave applicator.
装置例13 本装置例では第5図に示したごとく、装置例7で示し
た装置に、更に2台の従来法であるRFプラズマCVD装置
を両側に接続して、積層型デバイスを作製できるように
構成したものを挙げることができる。Apparatus Example 13 In this apparatus example, as shown in FIG. 5, two conventional RF plasma CVD apparatuses are connected to both sides of the apparatus shown in Apparatus Example 7 so that a stacked device can be manufactured. Can be cited.
ここで、501,502は真空容器503,504はRF印加用カソー
ド電極、505,506はガス導入管兼ヒーター、507,508は基
板加熱用ハロゲンランプ、509,510はアノード電極、51
1,512は排気管である。Here, 501 and 502 are vacuum vessels 503 and 504 are cathode electrodes for RF application, 505 and 506 are gas introduction tubes and heaters, 507 and 508 are halogen lamps for heating a substrate, 509 and 510 are anode electrodes, and 51 is an anode electrode.
1,512 is an exhaust pipe.
装置例14,15 本装置例では、装置例1及び2で示した装置におい
て、比較的幅の狭い帯状部材を用いた場合として、マイ
クロ波アプリケーターを成膜室の片側一方の端面のみに
配設したものを挙げることができる。ただし、この場合
にはもう一方の端面にはマイクロ波漏洩防止用の金網、
パチングボード、金属薄板等が設けられる。Apparatus Examples 14 and 15 In this apparatus example, a microwave applicator is provided only on one end surface of one side of the film forming chamber in a case where a relatively narrow band-shaped member is used in the apparatus shown in the apparatus examples 1 and 2. Can be mentioned. However, in this case, the other end face has a wire mesh for preventing microwave leakage,
A patching board, a thin metal plate and the like are provided.
その他の装置例 例えば、装置例8において、堆積膜形成用の隔離容器
300,300−a,300−bで上述した種々の形状のマイクロ波
アプリケーターを組合わせて取り付けた装置。Other Apparatus Examples For example, in the apparatus example 8, an isolation container for forming a deposited film is used.
An apparatus in which microwave applicators of various shapes described above in 300, 300-a and 300-b are combined and mounted.
また、装置例8で示した装置を2連又は3連接続した
装置、及び前述のRFプラズマCVD法による堆積膜形成手
段を混在させて接続した装置等を挙げることができる。Further, there may be mentioned a device in which the devices shown in the device example 8 are connected in a double or triple connection, a device in which a deposition film forming means by the RF plasma CVD method is mixed and connected.
また、装置例1又は2で示した装置において、成膜室
の両端面に2対又はそれ以上のマイクロ波アプリケータ
ーを配設し、より大きなマイクロ波プラズマ領域を形成
させ、帯状部材の搬送送度は変えず、比較的厚膜の機能
性堆積膜を形成できるようにした装置等を挙げることが
できる。Further, in the apparatus shown in the apparatus example 1 or 2, two pairs or more microwave applicators are disposed on both end faces of the film forming chamber to form a larger microwave plasma region, and the transfer rate of the belt-shaped member is increased. There is no change, and an apparatus that can form a relatively thick functional deposited film can be used.
本発明の方法及び装置によって好適に製造される半導
体デバイスの一例として太陽電池が挙げられる。その層
構成として、典型的な例を模式的に示す図を第8図
(A)乃至(D)に示す。An example of a semiconductor device suitably manufactured by the method and apparatus of the present invention is a solar cell. FIGS. 8A to 8D schematically show typical examples of the layer structure.
第8図(A)に示す例は、支持体801上に下部電極80
2、n型半導体層803、i型半導体層804、p型半導体層8
05、透明電極806及び集電電極807をこの順に堆積形成し
た光起電力素子800である。なお、本光起電力素子では
透明電極806の側より光の入射が行われることを前提と
している。In the example shown in FIG. 8A, the lower electrode 80 is
2, n-type semiconductor layer 803, i-type semiconductor layer 804, p-type semiconductor layer 8
05, a photovoltaic element 800 in which a transparent electrode 806 and a collecting electrode 807 are formed in this order. In this photovoltaic element, it is assumed that light enters from the transparent electrode 806 side.
第8図(B)に示す例は、透光性の支持体801上に透
明電極806、p型半導体層805、i型半導体層804、n型
半導体層803及び下部電極802をこの順に堆積形成した光
起電力素子800′である。本光起電力素子では透光性の
支持体801の側より光の入射が行われることを前提とし
ている。In the example shown in FIG. 8B, a transparent electrode 806, a p-type semiconductor layer 805, an i-type semiconductor layer 804, an n-type semiconductor layer 803, and a lower electrode 802 are formed in this order on a light-transmitting support 801. This is the photovoltaic element 800 '. In this photovoltaic element, it is assumed that light is incident from the light-transmitting support 801 side.
第8図(C)に示す例は、バンドギャップ及び/又は
層厚の異なる2種の半導体層をi層として用いたpin接
合型光起電力素子811,812を2素子積層して構成された
いわゆるタンデム型光起電力素子813である。801は支持
体であり、下部電極802、n型半導体層803、i型半導体
層804、p型半導体層805、n型半導体層808、i型半導
体層809、p型半導体層810、透明電極806及び集電電極8
07がこの順に積層形成され、本光起電力素子では透明電
極806の側より光の入射が行われることを前提としてい
る。An example shown in FIG. 8C is a so-called tandem configuration in which two pin-junction photovoltaic elements 811 and 812 using two types of semiconductor layers having different band gaps and / or layer thicknesses as i-layers are stacked. Type photovoltaic element 813. Reference numeral 801 denotes a support, and the lower electrode 802, the n-type semiconductor layer 803, the i-type semiconductor layer 804, the p-type semiconductor layer 805, the n-type semiconductor layer 808, the i-type semiconductor layer 809, the p-type semiconductor layer 810, and the transparent electrode 806 And current collecting electrode 8
07 are laminated in this order, and it is assumed that light is incident from the transparent electrode 806 side in this photovoltaic element.
第8図(D)に示す例は、バンドギャップ及び/又は
層厚の異なる3種の半導体層をi層として用いたpin接
合型光起電力素子820,821,823を3素子積層して構成さ
れた、いわゆるトリプル型光起電力素子824である。801
は支持体であり、下部電極802、n型半導体層803、i型
半導体層804、p型半導体層805、n型半導体層814、i
型半導体層815、p型半導体層816、n型半導体層817、
i型半導体層818、p型半導体層819、透明電極806及び
集電電極807がこの順に積層形成され、本光起電力素子
では透明電極806の側より光の入射が行われることを前
提としている。The example shown in FIG. 8 (D) is a so-called so-called “layered structure” in which three pin-junction photovoltaic elements 820, 821 and 823 using three kinds of semiconductor layers having different band gaps and / or layer thicknesses as i-layers are stacked. This is a triple type photovoltaic element 824. 801
Denotes a support, and the lower electrode 802, the n-type semiconductor layer 803, the i-type semiconductor layer 804, the p-type semiconductor layer 805, the n-type semiconductor layer 814, i
Semiconductor layer 815, p-type semiconductor layer 816, n-type semiconductor layer 817,
The i-type semiconductor layer 818, the p-type semiconductor layer 819, the transparent electrode 806, and the current collecting electrode 807 are stacked in this order, and it is assumed that light is incident from the transparent electrode 806 side in this photovoltaic element. .
なお、いずれの光起電力素子においてもn型半導体層
とp型半導体層とは目的に応じて各層の積層順を入れ換
えて使用することもできる。In each of the photovoltaic elements, the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer can be used in a different order of lamination depending on the purpose.
以下、これらの光起電力素子の構成について説明す
る。Hereinafter, the configurations of these photovoltaic elements will be described.
支持体 本発明において用いられる支持体801は、フレキシブ
ルであって湾曲形状を形成し得る材質のものが好適に用
いられ、導電性のものであっても、また電気絶縁性のも
のであってもよい。さらには、それらは透光性のもので
あっても、また非透光性のものであってもよいが、支持
体801の側より光入射が行われる場合には、もちろん透
光性であることが必要である。Support The support 801 used in the present invention is preferably made of a material that is flexible and capable of forming a curved shape, and may be conductive or electrically insulating. Good. Further, they may be translucent or non-translucent, but when light is incident from the support 801 side, they are translucent. It is necessary.
具体的には、本発明において用いられる前記帯状部材
を挙げることができ、該帯状部材を用いることにより、
作製される太陽電池の軽量化、強度向上、運搬スペース
の低減等が図れる。Specifically, the band-shaped member used in the present invention can be mentioned, by using the band-shaped member,
It is possible to reduce the weight, improve the strength, and reduce the transportation space of the manufactured solar cell.
電極 本光起電力素子においては、当該素子の構成形態によ
り適宜の電極が選択使用される。それらの電極として
は、下部電極、上部電極(透明電極)、集電電極を挙げ
ることができる。(ただし、ここでいう上部電極とは光
の入射側に設けられたものを示し、下部電極とは半導体
層を挟んで上部電極に対向して設けられたものを示すこ
ととする。) これらの電極について以下に詳しく説明する。Electrodes In the present photovoltaic element, appropriate electrodes are selectively used depending on the configuration of the element. Examples of these electrodes include a lower electrode, an upper electrode (transparent electrode), and a collecting electrode. (However, the upper electrode referred to here indicates the electrode provided on the light incident side, and the lower electrode indicates the electrode provided opposite to the upper electrode with the semiconductor layer interposed therebetween.) The electrodes are described in detail below.
(i) 下部電極 本発明において用いられる下部電極802としては、上
述した支持体801の材料が透光性であるか否かによっ
て、光起電力発生用の光を照射する面が異なる故(たと
えば支持体801が金属等の非透光性の材料である場合に
は、第8図(A)で示したごとく透明電極806側から光
起電力発生用の光を照射する。)、その設置される場所
が異なる。(I) Lower Electrode The lower electrode 802 used in the present invention has a different surface to which light for generating photovoltaic power is irradiated depending on whether the material of the support 801 is translucent or not (for example, When the support 801 is a non-translucent material such as a metal, light for photovoltaic generation is irradiated from the transparent electrode 806 side as shown in FIG. 8A). Location is different.
具体的には、第8図(A),(C)及び(D)のよう
な層構成の場合には支持体801とn型半導体層803との間
に設けられる。しかし、支持体801が導電性である場合
には、該支持体が下部電極を兼ねることができる。ただ
し、支持体801が導電性であってもシート抵抗値が高い
場合には、電流取り出し用の低抵抗の電極として、ある
いは支持体面での反射率を高め入射光の有効利用を図る
目的で電極802を設置してもよい。Specifically, in the case of a layer configuration as shown in FIGS. 8A, 8C and 8D, it is provided between the support 801 and the n-type semiconductor layer 803. However, when the support 801 is conductive, the support can also serve as the lower electrode. However, when the sheet resistance is high even if the support 801 is conductive, the electrode is used as a low-resistance electrode for extracting current or for the purpose of increasing the reflectivity on the support surface and effectively using incident light. 802 may be installed.
第8図(B)の場合には透光性の支持体801が用いら
れており、支持体801の側から光が入射されるので、電
流取り出し及び当該電極での光反射用の目的で、下部電
極802が支持体801と対向して半導体層を挟んで設けられ
ている。In the case of FIG. 8 (B), a light-transmitting support 801 is used, and light enters from the support 801 side. Therefore, for the purpose of current extraction and light reflection at the electrode, A lower electrode 802 is provided to face the support 801 with the semiconductor layer interposed therebetween.
また、支持体801として電気絶縁性のものを用いる場
合には電流取り出し用の電極として、支持体801とn型
半導体層803との間に下部電極802が設けられる。When an electrically insulating material is used as the support 801, a lower electrode 802 is provided between the support 801 and the n-type semiconductor layer 803 as an electrode for extracting current.
電極材料としては、Ag,Au,Pt,Ni,Cr,Cu,Al,Ti,Zn,Mo,
W等の金属又はこれらの合金が挙げられ、これ等の金属
の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等
で形成する。また、形成された金属薄膜は光起電力素子
の出力に対して抵抗成分とならぬように配慮されねばな
らず、シート抵抗値として好ましくは50Ω以下、より好
ましくは10Ω以下であることが望ましい。As electrode materials, Ag, Au, Pt, Ni, Cr, Cu, Al, Ti, Zn, Mo,
Metals such as W or alloys thereof are mentioned, and thin films of these metals are formed by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, or the like. Further, care must be taken that the formed metal thin film does not become a resistance component with respect to the output of the photovoltaic element, and the sheet resistance is preferably 50Ω or less, more preferably 10Ω or less.
下部電極802とn型半導体層803との間に、図中には示
されていないが、導電性酸化亜鉛等の拡散防止層を設け
ても良い。該拡散防止層の効果としては電極802を構成
する金属元素がn型半導体層中へ拡散するのを防止する
のみならず、若干の抵抗値をもたせることで半導体層を
挟んで設けられた下部電極802と透明電極806との間にピ
ンホール等の欠陥で発生するショートを防止すること、
及び薄膜による多重干渉を発生させ入射された光を光起
電力素子内に閉じ込める等の効果を挙げることができ
る。Although not shown in the figure, a diffusion preventing layer such as conductive zinc oxide may be provided between the lower electrode 802 and the n-type semiconductor layer 803. The effect of the diffusion prevention layer is not only to prevent the metal element forming the electrode 802 from diffusing into the n-type semiconductor layer, but also to provide a small resistance value so that the lower electrode provided with the semiconductor layer interposed therebetween. To prevent a short circuit generated due to a defect such as a pinhole between 802 and the transparent electrode 806,
In addition, there can be obtained an effect of generating multiple interference by the thin film and confining the incident light in the photovoltaic element.
(ii) 上部電極(透明電極) 本発明において用いられる透明電極806としては太陽
や白色螢光灯等からの光を半導体層内に効率良く吸収さ
せるために光の透過率が85%以上であることが望まし
く、さらに、電気的には光起電力素子の出力に対して抵
抗成分とならぬようにシート抵抗値は100Ω以下である
ことが望ましい。このような特性を備えた材料としてSn
O2,In2O3,ZnO,CdO,Cd2SnO4,ITO(In2O3+SnO2)など
の金属酸化物や、Au,Al,Cu等の金属を極めて薄く半透明
状に成膜した金属薄膜等が挙げられる。透明電極は第8
図(A),(C),(D)においてp型半導体層805層
の上に積層され、第8図(B)においては基板801の上
に積層されるものであるため、互いの密着性の良いもの
を選ぶことが必要である。これらの作製方法としては、
抵抗加熱蒸着法、電子ビーム加熱蒸着法、スパッタリン
グ法、スプレー法等を用いることができ所望に応じて適
宜選択される。(Ii) Upper electrode (transparent electrode) The transparent electrode 806 used in the present invention has a light transmittance of 85% or more in order to efficiently absorb light from the sun or a white fluorescent lamp into the semiconductor layer. The sheet resistance is desirably 100Ω or less so that the output of the photovoltaic element does not become a resistance component. As a material having such properties, Sn
Metal oxides such as O 2 , In 2 O 3 , ZnO, CdO, Cd 2 SnO 4 , ITO (In 2 O 3 + SnO 2 ), and metals such as Au, Al, Cu etc. Metal thin film and the like. 8th transparent electrode
In FIGS. 8A, 8C and 8D, they are stacked on the p-type semiconductor layer 805, and in FIG. 8B, they are stacked on the substrate 801. It is necessary to choose a good one. These fabrication methods include:
A resistance heating evaporation method, an electron beam heating evaporation method, a sputtering method, a spray method, or the like can be used, and is appropriately selected as desired.
(iii) 集電電極 本発明において用いられる集電電極807は、透明電極8
06の表面抵抗値を低減させる目的で透明電極806上に設
けられる。電極材料としてはAg,Cr,Ni,Al,Ag,Au,Ti,Pt,
Cu,Mo,W等の金属またはこれらの合金の薄膜が挙げられ
る。これらの薄膜は積層させて用いることができる。ま
た、半導体層への光入射光量が十分に確保されるよう、
その形状及び面積が適宜設計される。(Iii) Current collecting electrode The current collecting electrode 807 used in the present invention is a transparent electrode 8
06 is provided on the transparent electrode 806 for the purpose of reducing the surface resistance value. Ag, Cr, Ni, Al, Ag, Au, Ti, Pt,
Examples include thin films of metals such as Cu, Mo, and W or alloys thereof. These thin films can be stacked and used. In addition, to ensure a sufficient amount of light incident on the semiconductor layer,
The shape and area are appropriately designed.
たとえば、その形状は光起電力素子の受光面に対して
一様に広がり、且つ受光面積に対してその面積は好まし
くは15%以下、より好ましくは10%以下であることが望
ましい。For example, it is desirable that the shape is uniformly spread over the light receiving surface of the photovoltaic element, and the area is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, with respect to the light receiving area.
また、シート抵抗値としては、好ましくは50Ω以下、
より好ましくは10Ω以下であることが望ましい。Further, as a sheet resistance value, preferably 50Ω or less,
More preferably, it is desirably 10Ω or less.
i型半導体層 本発明によって作製される光起電力素子において好適
に用いられるi型半導体層を構成する半導体材料として
は、a−Si:H,a−Si:F,a−Si:H:F,a−SiC:H,a−SiC:F,a
−SiC:H:F,a−SiGe:H,a−SiGe:F,a−SiGe:H:F,poly-Si:
H,poly-Si:F,poly-Si:H:F等いわゆるIV族及びIV族合金
系半導体材料の他、II-VI族及びIII−V等のいわゆる化
合物半導体材料等が挙げられる。i-type semiconductor layer As the semiconductor material constituting the i-type semiconductor layer suitably used in the photovoltaic element manufactured by the present invention, a-Si: H, a-Si: F, a-Si: H: F , a-SiC: H, a-SiC: F, a
−SiC: H: F, a−SiGe: H, a−SiGe: F, a−SiGe: H: F, poly-Si:
In addition to so-called group IV and group IV alloy-based semiconductor materials such as H, poly-Si: F, and poly-Si: H: F, so-called compound semiconductor materials such as II-VI and III-V are included.
p型半導体層及びn型半導体層 本発明によって作製される光起電力素子において好適
に用いられるp型又はn型半導体層を構成する半導体材
料としては、前述したi型半導体層を構成する半導体材
料に価電子制御剤をドーピングすることによって得られ
る。P-type semiconductor layer and n-type semiconductor layer As the semiconductor material constituting the p-type or n-type semiconductor layer suitably used in the photovoltaic device manufactured according to the present invention, the semiconductor material constituting the above-mentioned i-type semiconductor layer Obtained by doping a valence electron controlling agent.
以下、本発明のマイクロ波プラズマCVD装置を用いて
の具体的製造例を示すが、本発明はこれらの製造例によ
って何ら限定されるものではない。Hereinafter, specific production examples using the microwave plasma CVD apparatus of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these production examples.
製造例1 装置例7で示した連続式マイクロ波プラズマCVD装置
(第3図)を用い、アモルファスシリコン膜の連続堆積
を行った。Production Example 1 The continuous microwave plasma CVD apparatus (FIG. 3) shown in Apparatus Example 7 was used to continuously deposit an amorphous silicon film.
まず、基板送り出し機構を有する真空容器301に、十
分に脱脂、洗浄を行ったSUS430BA製帯状基板(幅45cm×
長さ200m×厚さ0.25mm)の巻きつけられたボビン303を
セットし、該基板101をガスゲート321及び隔離容器300
中の搬送機構を介して、更にガスゲート322を介し、基
板巻き取り機構を有する真空容器302まで通し、たるみ
のない程度に張力調整を行った。First, a SUS430BA strip-shaped substrate (width 45 cm ×
A wound bobbin 303 having a length of 200 m and a thickness of 0.25 mm) is set, and the substrate 101 is placed on the gas gate 321 and the isolation container 300.
The tension was adjusted to the extent that there was no slack by passing the vacuum container 302 having the substrate take-up mechanism through the medium transfer mechanism and further through the gas gate 322.
そこで、各真空容器301,302及び隔離容器300を不図示
のロータリポンプで荒引きし、次いで不図示のメカニカ
ルブースターポンプを起動させ10-3Torr付近まで真空引
きした後、さらに温度制御機構106a,106bを用いて、帯
状部材の表面温度を250℃に保持しつつ、不図示の油拡
散ポンプ(バリアン製HS-32)にて5×10-6Torr以下ま
で真空引きした。Therefore, each of the vacuum vessels 301 and 302 and the isolation vessel 300 is roughly evacuated by a rotary pump (not shown), and then a mechanical booster pump (not shown) is activated and evacuated to about 10 −3 Torr, and then the temperature control mechanisms 106a and 106b are further activated. While maintaining the surface temperature of the belt-like member at 250 ° C., the pressure was reduced to 5 × 10 −6 Torr or less by an oil diffusion pump (not shown) (HS-32 manufactured by Varian).
なお、マイクロ波アプリケーターの形状、及び湾曲形
状等の条件を第7表に示した。Table 7 shows the conditions such as the shape and the curved shape of the microwave applicator.
十分に脱ガスが行われた時点で、ガス導入管(不図
示)より、SiH4 450sccm、SiF4 5sccm、H2 100sccmを
導入し、前記油拡散ポンプに取り付けられたスロットル
バルブの開度を調整して隔離容器300内の圧力を5mTorr
に保持した。圧力が安定したところで、不図示の2.45GH
z仕様のマイクロ波電源より、実効パワーで0.85kW×2
のマイクロ波を対向して一対設けられたアプリケーター
107,108より成膜室内に放射させた。直ちに、導入され
た原料ガスはプラズマ化し、プラズマ領域を形成し、該
プラズマ領域は支持・搬送用ローラー102,103の間隙よ
り隔離容器側に漏れ出ることはなかった。また、マイク
ロ波の漏れも検出されなかった。When sufficient degassing was performed, 450 sccm of SiH 4 , 5 sccm of SiF 4 and 100 sccm of H 2 were introduced from a gas introduction pipe (not shown), and the opening of the throttle valve attached to the oil diffusion pump was adjusted. Pressure in the isolation container 300 to 5 mTorr
Held. When the pressure becomes stable, 2.45GH (not shown)
0.85kW × 2 effective power from microwave power supply of z specification
Applicator provided with a pair of microwaves facing each other
The light was emitted into the film formation chamber from 107 and 108. Immediately, the introduced source gas was turned into plasma to form a plasma region, and the plasma region did not leak out of the gap between the supporting / transporting rollers 102 and 103 toward the isolation container. Also, microwave leakage was not detected.
そこで、支持・搬送用ローラー102,103及び支持・搬
送用リング104,105(いずれも駆動機構は不図示)を起
動し、前記基板101の搬送スピードが0.6m/minとなるよ
うに制御した。Therefore, the supporting / transporting rollers 102 and 103 and the supporting / transporting rings 104 and 105 (both driving mechanisms are not shown) were activated, and the transport speed of the substrate 101 was controlled to be 0.6 m / min.
なお、ガスゲート321,322にはゲートガス導入管316,3
17よりゲートガスとしてH2ガスを50sccm流し、排気孔3
18、318より不図示の油拡散ポンプで排気し、ガスゲー
ト内圧は1mTorrとなるように制御した。The gas gates 321 and 322 have gate gas inlet pipes 316 and 3 respectively.
Flow 50sccm H 2 gas as the gate gas from 17, the exhaust hole 3
The gas was exhausted from an oil diffusion pump (not shown) from 18, 18 and 318, and the internal pressure of the gas gate was controlled to 1 mTorr.
搬送を開始してから30分間、連続して堆積膜の形成を
行った。なお、長尺の基板を用いているため、本製造例
の終了後、引き続き他の堆積膜の形成を実施し、すべて
の堆積終了後、基板を冷却して取り出し、本製造例にお
いて形成された基板上の堆積膜膜厚分布を幅方向及び長
手方向について測定したところ5%以内に納まってお
り、堆積速度は平均125Å/secであった。また、その一
部を切り出し、FT-IR(パーキン・エルマー社製1720X)
を用い反射法により赤外吸収スペクトルを測定したとこ
ろ、2000cm-1及び630cm-1に吸収が認められa−Si:H:F
膜に特有の吸収パターンであった。更に、RHEED(JEM-1
00SX、日本電子製)により膜の結晶性を評価したとこ
ろ、ハローで、非晶質であることが判った。また、金属
中水素分析計(EMGA-1100、堀場製作所製)を用いて膜
中水素量を定量したところ20±2atomic%であった。A deposited film was formed continuously for 30 minutes after the start of transport. Since a long substrate was used, another deposited film was continuously formed after the end of the present production example, and after all the depositions were completed, the substrate was taken out by cooling and formed in the present production example. When the thickness distribution of the deposited film on the substrate was measured in the width direction and the longitudinal direction, it was within 5%, and the deposition rate was 125 ° / sec on average. In addition, a part of it is cut out and FT-IR (1720X manufactured by Perkin-Elmer)
It was measured infrared absorption spectrum by a reflection method using the observed absorption at 2000 cm -1 and 630cm -1 a-Si: H: F
The absorption pattern was unique to the film. In addition, RHEED (JEM-1
(00SX, manufactured by JEOL Ltd.), the film was evaluated for crystallinity and found to be halo and amorphous. The amount of hydrogen in the film was determined using a hydrogen-in-metal analyzer (EMGA-1100, manufactured by HORIBA, Ltd.) and found to be 20 ± 2 atomic%.
製造例2 製造例1において実施した堆積膜形成工程にひき続
き、用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器300の内圧
を5×10-6Torr以下まで真空引きした後、ガス導入管
(不図示)より、SiH4 100sccm、GeH4 80sccm、SiF4 3s
ccm、H2 100sccmを導入し、内圧を10mTorrに保持し、
マイクロ波電力を0.5kW×2とし、搬送速度を30cm/min
とした以外は同様の堆積膜形成条件でアルモルファスシ
リコンゲルマニウム膜の連続堆積を行った。Production Example 2 Following the deposition film forming step performed in Production Example 1, the introduction of the used raw material gas was stopped, and the internal pressure of the isolation container 300 was evacuated to 5 × 10 −6 Torr or less. As shown), SiH 4 100sccm, GeH 4 80sccm, SiF 4 3s
ccm, introducing H 2 100 sccm, holding the internal pressure to 10 mTorr,
Microwave power is 0.5kW × 2 and transfer speed is 30cm / min
Amorphous silicon germanium films were continuously deposited under the same deposition film forming conditions except that the above conditions were adopted.
本製造例及び他の製造例終了後、基板を冷却して取り
出し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布を
幅方向及び長手方向について測定したところ、5%以内
に納まっており、堆積速度は平均49Å/secであった。After the end of this production example and other production examples, the substrate was cooled and taken out, and the film thickness distribution of the deposited film formed in this production example was measured in the width direction and the longitudinal direction. The deposition rate averaged 49Å / sec.
また、その一部を切り出し、FT-IR(パーキン・エル
マー社製1720X)を用いた反射法により赤外吸収スペク
トルを測定したところ、2000cm-1、1880cm-1及び630cm
-1に吸収が認められa−SiGe:H:F膜に特有の吸収パター
ンであった。更に、RHEED(JEM-100SX、日本電子製)に
より膜の結晶性を評価したところ、ハローで、非晶質で
あることが判った。また、金属中水素分析計(EMGA-110
0、堀場製作所製)を用いて膜中水素量を定量したとこ
ろ15±2atomic%であった。Also, cut out a part, it was measured infrared absorption spectrum by a reflection method using FT-IR (Perkin Elmer 1720X), 2000cm -1, 1880cm -1 and 630cm
Absorption was observed at -1 and the absorption pattern was unique to the a-SiGe: H: F film. Furthermore, when the crystallinity of the film was evaluated by RHEED (JEM-100SX, manufactured by JEOL Ltd.), it was found that the film was halo and amorphous. In addition, hydrogen analyzer in metal (EMGA-110
0, manufactured by Horiba, Ltd.), the amount of hydrogen in the film was determined to be 15 ± 2 atomic%.
製造例3 製造例1において実施した堆積膜形成工程にひき続
き、用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器300の内圧
を5×10-6Torr以下まで真空引きした後、ガス導入管
(不図示)より、SiH4 140sccm、CH4 20sccm、SiF4 5sc
cm、H2 300sccmを導入し、内圧を22mTorrに保持し、マ
イクロ波電力を1.1kW×2とした以外は同様の堆積膜形
成条件でアモルファスシリコンカーバイド膜の連続堆積
を行った。Production Example 3 Following the deposition film forming step performed in Production Example 1, the introduction of the used raw material gas was stopped, and the internal pressure of the isolation container 300 was evacuated to 5 × 10 −6 Torr or less. than shown), SiH 4 140sccm, CH 4 20sccm, SiF 4 5sc
cm, H 2 300 sccm were introduced, the internal pressure was maintained at 22 mTorr, and the microwave power was changed to 1.1 kW × 2, and the amorphous silicon carbide film was continuously deposited under the same deposition film forming conditions.
本製造例及び他の製造例終了後、基板を冷却して取り
出し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布を
幅方向及び長手方向について測定したところ、5%以内
に納まっており、堆積速度は平均42Å/secであった。After the end of this production example and other production examples, the substrate was cooled and taken out, and the film thickness distribution of the deposited film formed in this production example was measured in the width direction and the longitudinal direction. The deposition rate averaged 42Å / sec.
また、その一部を切り出し、FT-IR(パーキン・エル
マー社製1720X)を用い、反射法により赤外吸収スペク
トルを測定したところ、2080cm-1、1250cm-1、960c
m-1、777cm-1及び660cm-1に吸収が認められa−SiC:H:F
膜に特有の吸収パターンであった。更に、RHEED(JEM-1
00SX、日本電子製)により膜の結晶性を評価したとこ
ろ、ハローで、非晶質であることが判った。また、金属
中水素分析計(EMGA-1100、堀場製作所製)を用いて膜
中水素量を定量したところ14±2atomic%であった。Further, a part thereof was cut out, and an infrared absorption spectrum was measured by a reflection method using FT-IR (1720X manufactured by Perkin-Elmer Co., Ltd.) to find that it was 2080 cm −1 , 1250 cm −1 , 960 c
m -1, a-SiC observed absorption at 777cm -1 and 660cm -1: H: F
The absorption pattern was unique to the film. In addition, RHEED (JEM-1
(00SX, manufactured by JEOL Ltd.), the film was evaluated for crystallinity and found to be halo and amorphous. The amount of hydrogen in the film was determined using a hydrogen-in-metal analyzer (EMGA-1100, manufactured by HORIBA, Ltd.) to be 14 ± 2 atomic%.
製造例4 製造例1において実施した堆積膜形成工程にひき続
き、用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器300の内圧
を5×10-6Torr以下まで真空引きした後、ガス導入管
(不図示)より、SiH4 220sccm、BF3(3000ppm H2希
釈)40sccm、SiF4 25sccm、H2 600sccmを導入、内圧を
7mTorrに保持し、マイクロ波電力を1.2kW×2とした以
外は同様の堆積膜形成条件でp型の微結晶シリコン膜の
連続堆積を行った。Production Example 4 Following the deposition film forming process performed in Production Example 1, the introduction of the used raw material gas was stopped, and the internal pressure of the isolation container 300 was evacuated to 5 × 10 −6 Torr or less. From the illustration), 220 sccm of SiH 4 , 40 sccm of BF 3 (3000 ppm H 2 dilution), 25 sccm of SiF 4 and 600 sccm of H 2 were introduced, and the internal pressure was increased.
A continuous deposition of a p-type microcrystalline silicon film was performed under the same deposition film forming conditions except that the pressure was maintained at 7 mTorr and the microwave power was 1.2 kW × 2.
本製造例及び他の製造例終了後、基板を冷却して取り
出し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布を
幅方向及び長手方向について測定したところ、5%以内
に納まっており、堆積速度は平均60Å/secであった。After the end of this production example and other production examples, the substrate was cooled and taken out, and the film thickness distribution of the deposited film formed in this production example was measured in the width direction and the longitudinal direction. The deposition rate averaged 60Å / sec.
また、その一部を切り出し、FT-IR(パーキン・エル
マー社製1720X)を用い反射法により赤外吸収スペクト
ルを測定したところ、2100cm-1及び630cm-1に吸収が認
められμC−Si:H:F膜に特有の吸収パターンであった。
更に、RHEED(JEM-100SX、日本電子製)により膜の結晶
性を評価したところ、リング状で、無配向の多結晶質で
あることが判った。また、金属中水素分析計(EMGA-110
0、堀場製作所製)を用いて膜中水素量を定量したとこ
ろ4±1atomic%であった。Also, cut out a part, it was measured infrared absorption spectrum by a reflection method using FT-IR (Perkin Elmer 1720X), observed absorption at 2100 cm -1 and 630cm -1 μC-Si: H : Absorption pattern peculiar to the F film.
Further, when the crystallinity of the film was evaluated by RHEED (JEM-100SX, manufactured by JEOL Ltd.), it was found to be ring-shaped and non-oriented polycrystalline. In addition, hydrogen analyzer in metal (EMGA-110
0, manufactured by Horiba Seisakusho), the amount of hydrogen in the film was determined to be 4 ± 1 atomic%.
製造例5 製造例1において実施した堆積膜形成工程にひき続
き、用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器300の内圧
を5×10-6Torr以下まで真空引きした後、ガス導入管
(不図示)より、SiH4 320sccm、PH3(1%H2希釈)27
sccm、SiF4 5sccm、H2 5sccmを導入し、内圧を8mTorr
に保持し、マイクロ波電力を0.8kW×2とした以外は同
様の堆積膜形成条件でn型のアモルファスシリコン膜の
連続堆積を行った。Production Example 5 Following the deposition film forming step performed in Production Example 1, the introduction of the used raw material gas was stopped, and the internal pressure of the isolation container 300 was evacuated to 5 × 10 −6 Torr or less. From the illustration), SiH 4 320sccm, PH 3 (1% H 2 dilution) 27
sccm, SiF 4 5sccm, introducing H 2 5 sccm, a pressure 8mTorr
, And continuous deposition of an n-type amorphous silicon film was performed under the same deposition film forming conditions except that the microwave power was set to 0.8 kW × 2.
本製造例及び他の製造例終了後、基板を冷却して取り
出し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布を
幅方向及び長手方向について測定したところ、5%以内
に納まっており、堆積速度は平均86Å/secであった。After the end of this production example and other production examples, the substrate was cooled and taken out, and the film thickness distribution of the deposited film formed in this production example was measured in the width direction and the longitudinal direction. The deposition rate averaged 86Å / sec.
また、その一部を切り出し、FT-IR(パーキン・エル
マー社製1720X)を用いた反射法により赤外吸収スペク
トルを測定したところ、2000cm-1及び630cm-1に吸収が
認められ、a−Si:H:F膜に特有の吸収パターンであっ
た。更に、RHEED(JEM-100SX、日本電子製)により膜の
結晶性を評価したところ、ハローで、非晶質であること
が判った。また、金属中水素分析計(EMGA-1100、堀場
製作所製)を用いて膜中水素量を定量したところ22±2a
tomic%であった。Further, a portion cut out, was measured infrared absorption spectrum by a reflection method using FT-IR (Perkin Elmer 1720X), absorption was observed at 2000 cm -1 and 630 cm -1, a-Si The absorption pattern was specific to the: H: F film. Furthermore, when the crystallinity of the film was evaluated by RHEED (JEM-100SX, manufactured by JEOL Ltd.), it was found that the film was halo and amorphous. The amount of hydrogen in the film was determined using a hydrogen in metal analyzer (EMGA-1100, manufactured by HORIBA, Ltd.).
tomic%.
製造例6 製造例1において、SUS430BA製帯状基板のかわりに、
PET(ポリエチレンテレフタレート)製帯状基板(幅45c
m×長さ100m×厚さ0.9mm)を用い、基板表面温度を210
℃とした以外は、全く同様の操作にてアモルファスシリ
コン膜の連続堆積を行った。Production Example 6 In Production Example 1, instead of the SUS430BA band-shaped substrate,
PET (polyethylene terephthalate) belt-like substrate (width 45c)
m × length 100m × thickness 0.9mm) and the substrate surface temperature is 210
An amorphous silicon film was continuously deposited by exactly the same operation except that the temperature was changed to ° C.
基板を冷却後取り出し、まず、膜厚分布を幅方向及び
長手方向について測定したところ5%以内に納まってお
り、堆積速度は平均120Å/secであった。また、その一
部を切り出し、FT-IR(パーキン・エルマー社製1720X)
を用い、リファレンス透過法により赤外吸収スペクトル
を測定したところ、2000cm-1及び630cm-1に吸収が認め
られ、a−Si:H:F膜に特有の吸収パターンであった。ま
た、2000cm-1付近のSi−Hに帰属される吸収から膜中水
素量を定量したところ、25±2atomic%であった。The substrate was taken out after cooling, and the film thickness distribution was measured within the width direction and the longitudinal direction to be within 5%, and the deposition rate was 120 ° / sec on average. In addition, a part of it is cut out and FT-IR (1720X manufactured by Perkin-Elmer)
The use, by measurement of infrared absorption spectrum by the reference transmission method, observed absorption at 2000 cm -1 and 630cm -1, a-Si: H : was absorbing pattern specific to F film. Further, the amount of hydrogen in the film was determined from the absorption attributed to Si-H near 2000 cm -1 and found to be 25 ± 2 atomic%.
更に、RHEED(JEM-100SX、日本電子製)により、膜の
結晶性を評価したところ、ハローで、非晶質であること
が判った。Furthermore, when the crystallinity of the film was evaluated by RHEED (JEM-100SX, manufactured by JEOL Ltd.), it was found that the film was halo and amorphous.
また、他の20箇所の部分をランダムに切り出し、それ
ぞれについてAl製くし型ギャップ電極(幅250μm、長
さ5mm)を抵抗加熱蒸着法にて蒸着し、AM−1光(100mW
/cm2)照射下での光電流値、及び暗中での暗電流値をHP
4140Bを用いて測定し、明導電率σp(S/cm)、及び暗
導電率σd(S/cm)を求めたところ、それぞれ(5.0±
0.5)×10-5S/cm及び(1.5±0.5)×10-11S/cmの範囲内
に納まっていた。The other 20 portions were randomly cut out, and for each of them, a comb-shaped Al-made gap electrode (width: 250 μm, length: 5 mm) was deposited by resistance heating evaporation, and AM-1 light (100 mW
/ cm 2 ) Photocurrent value under irradiation and dark current value in dark
The light conductivity σp (S / cm) and the dark conductivity σd (S / cm) were measured using a 4140B,
0.5) × 10 −5 S / cm and (1.5 ± 0.5) × 10 −11 S / cm.
製造例7 本製造例においては、第7図の断面模式図に示す層構
成のショットキー接合型ダイオードを第3図に示す装置
を用いて、作製した。Production Example 7 In this production example, a Schottky junction diode having the layer configuration shown in the schematic sectional view of FIG. 7 was produced using the apparatus shown in FIG.
ここで、701は基板、702は下部電極、703はn+型半導
体層、704はノンドープの半導体層、705は金属層、706,
707は電流取り出し用端子である。Here, 701 is a substrate, 702 is a lower electrode, 703 is an n + type semiconductor layer, 704 is a non-doped semiconductor layer, 705 is a metal layer, 706,
Reference numeral 707 denotes a current extraction terminal.
まず、製造例1で用いたのと同様のSUS430BA製帯状基
板を連続スパッタ装置にセットし、Cr(99.98%)電極
のターゲットとして用いて、1300ÅのCr薄膜を堆積し、
下部電極702を形成した。First, a SUS430BA strip-shaped substrate similar to that used in Production Example 1 was set in a continuous sputtering apparatus, and a Cr (99.98%) electrode was used as a target to deposit a Cr thin film of 1300 mm.
A lower electrode 702 was formed.
ひき続き、該帯状部材を装置例7で示した第3図の連
続堆積膜形成装置の真空容器301中の送り出し用ボビン3
03にセットし、Cr薄膜の堆積された面を下側に向けた状
態で隔離容器300を介して、真空容器302中の巻き取り用
ボビン304にその端部を巻きつけ、たるみのないよう張
力調整を行った。Subsequently, the strip-shaped member was sent out in the vacuum vessel 301 of the continuous deposition film forming apparatus shown in FIG.
Set to 03, with the Cr thin film deposited side facing down, wrap the end around the winding bobbin 304 in the vacuum vessel 302 via the isolation vessel 300, and tension it so that it does not slack. Adjustments were made.
なお、本製造例における基板の湾曲形状及びマイクロ
波アプリケーター等の条件は第7表に示したのと同様と
した。The conditions such as the curved shape of the substrate and the microwave applicator in this production example were the same as those shown in Table 7.
その後、不図示の排気ポンプにて、各真空容器の排気
管309,310,311を介して、製造例1と同様の荒引き、高
真空引き操作を行った。この時、帯状部材の表面温度は
250℃となるよう、温度制御機構106a,106bにより制御し
た。Thereafter, roughing and high vacuuming operations similar to those of Production Example 1 were performed by an exhaust pump (not shown) through the exhaust pipes 309, 310, and 311 of the respective vacuum vessels. At this time, the surface temperature of the belt-shaped member is
The temperature was controlled by the temperature control mechanisms 106a and 106b so that the temperature became 250 ° C.
十分に脱ガスが行われた時点で、ガス導入管(不図
示)より、SiH4 300sccm、SiF4 4sccm、PH3/H2(1%H
2希釈)44sccm、H4 40sccmを導入し、スロットルバル
ブ709の開度を調整して、隔離容器300の内圧を8mTorrに
保持し、圧力が安定したところで、直ちに不図示のマイ
クロ波電源より0.8kW×2のマイクロ波を一対のマイク
ロ波アプリケーター107,108より放射させた。プラズマ
が生起したと同時に搬送を開始し、60cm/minの搬送スピ
ードで図中左側から右側方向へ搬送しつつ5分間の堆積
操作を行った。これにより、n+半導体層703としてのn
+a−Si:H:F膜が下部電極702上に形成された。When sufficient degassing is performed, 300 sccm of SiH 4 , 4 sccm of SiF 4 , PH 3 / H 2 (1% H
2 dilution) 44Sccm, introducing H 4 40 sccm, by adjusting the opening degree of the throttle valve 709, the internal pressure of the isolation container 300 held in 8 mTorr, where the pressure is stabilized, immediately 0.8kW from a microwave power supply (not shown) X2 microwaves were emitted from a pair of microwave applicators 107 and 108. The transfer was started at the same time when the plasma was generated, and the deposition operation was performed for 5 minutes while transferring from the left side to the right side in the drawing at a transfer speed of 60 cm / min. Thereby, n + as n + semiconductor layer 703
+ An a-Si: H: F film was formed on the lower electrode 702.
なお、この間ガスゲート321,322にはゲートガスとし
てH2を50sccm流し、排気孔318より不図示の排気ポンプ
で排気し、ガスゲート内圧は1.5mTorrとなるように制御
した。During this time, H 2 was flowed through the gas gates 321 and 322 as a gate gas at a flow rate of 50 sccm, and the gas was exhausted from an exhaust hole 318 by an exhaust pump (not shown).
マイクロ波の供給及び原料ガスの導入を止め、また、
帯状部材の搬送を止めてから隔離容器300の内圧を5×1
0-6Torr以下まで真空引きした後、再びガス導入管よ
り、SiH4 320sccm、SiF4 6sccm、H2 60sccmを導入し、
スロットルバルブ309の開度を調整して、隔離容器300の
内圧を6mTorrに保持し、圧力が安定したところで、直ち
に不図示のマイクロ波電源より0.7kW×2のマイクロ波
を一対のマイクロ波アプリケーター107,108より放射さ
せた。プラズマが生起したのと同時に搬送を開始、60cm
/minの搬送スピードで図中右側から左側方向へ逆転搬送
しつつ、5.5分間の堆積操作を行った。これにより、n+
a−Si:H:F膜上にノンドープの半導体層704としてのa
−Si:H:F膜が積層形成された。Stop supplying microwaves and introducing raw material gas,
After stopping the conveyance of the belt-shaped member, the internal pressure of the isolation container 300 is reduced to 5 × 1
After evacuated to 0 -6 Torr or less, than again the gas introduction pipe to introduce SiH 4 320sccm, SiF 4 6sccm, H 2 60sccm,
The opening degree of the throttle valve 309 is adjusted to maintain the internal pressure of the isolation container 300 at 6 mTorr. When the pressure is stabilized, a microwave of 0.7 kW × 2 is immediately supplied from a microwave power supply (not shown) to the pair of microwave applicators 107 and 108. More radiated. Transfer started at the same time as the plasma was generated, 60 cm
The stacking operation was performed for 5.5 minutes while transporting reversely from right to left in the figure at a transport speed of / min. This gives n +
a as a non-doped semiconductor layer 704 on the a-Si: H: F film
-A Si: H: F film was laminated.
すべての堆積操作終了後、マイクロ波の供給、原料ガ
スの供給を止め、基板の搬送を止め、十分に隔離容器30
0内の残留ガスの排気を行い、基板を冷却後取り出し
た。After all deposition operations are completed, supply of microwaves and supply of source gas is stopped, and transport of substrates is stopped.
The residual gas in 0 was exhausted, and the substrate was taken out after cooling.
該基板の10箇所をランダムにφ5mmのパーマロイ製マ
スクを密着させ、金属層705としてのAu薄膜を電子ビー
ム蒸着法にて80Å蒸着した。続いて、ワイヤボンダーに
て電流取り出し用端子706,707をボンディングし、HP414
0Bを用いてダイオード特性を評価した。A permalloy mask having a diameter of 5 mm was randomly adhered to 10 portions of the substrate, and an Au thin film as the metal layer 705 was vapor-deposited by 80 ° by an electron beam vapor deposition method. Then, the current extraction terminals 706 and 707 were bonded using a wire bonder.
The diode characteristics were evaluated using 0B.
その結果、ダイオード因子n=1.2±0.05、±1Vでの
整流比約6桁と良好なダイオード特性を示した。As a result, good diode characteristics were shown, with a rectification ratio of about 6 digits at a diode factor n = 1.2 ± 0.05 and ± 1V.
製造例8 本製造例においては、第8図(A)の断面模式図に示
す層構成のpin型光起電力素子を第4図に示す装置を用
いて作製した。Production Example 8 In this production example, a pin-type photovoltaic element having a layer structure shown in the schematic sectional view of FIG. 8A was produced using the apparatus shown in FIG.
該光起電力素子は、基板801上に下部電極802、n型半
導体層803、i型半導体層804、p型半導体層805、透明
電極806及び集電電極807をこの順に堆積形成した光起電
力素子800である。なお、本光起電力素子では透明電極8
06の側より光の入射が行われることを前提としている。The photovoltaic element has a photovoltaic device in which a lower electrode 802, an n-type semiconductor layer 803, an i-type semiconductor layer 804, a p-type semiconductor layer 805, a transparent electrode 806, and a collecting electrode 807 are formed in this order on a substrate 801. Element 800. In this photovoltaic element, the transparent electrode 8 was used.
It is assumed that light enters from the 06 side.
まず、製造例6で用いたのと同様のPET製帯状基板を
連続スパッタ装置にセットし、Ag(99.99%)電極をタ
ーゲットとして用いて1000ÅのAg薄膜を、また連続して
ZnO(99.999%)電極をターゲットとして用いて1.2μm
のZnO薄膜をスパッタ蒸着し、下部電極802を形成した。First, a PET-made strip-shaped substrate similar to that used in Production Example 6 was set in a continuous sputtering apparatus, and an Ag (99.99%) electrode was used as a target, and a 1000-mm Ag thin film was continuously formed.
1.2μm using ZnO (99.999%) electrode as target
Was deposited by sputtering to form a lower electrode 802.
ひき続き、該下部電極802の形成された帯状基板を第
4図で示した連続堆積膜形成装置に、製造例7で行った
のと同様の要領でセットした。この時の隔離容器300内
における基板の湾曲形状等の条件を第8表に示す。Subsequently, the strip-shaped substrate on which the lower electrode 802 was formed was set in the continuous deposition film forming apparatus shown in FIG. 4 in the same manner as in Production Example 7. Table 8 shows conditions such as the curved shape of the substrate in the isolation container 300 at this time.
また、隔離容器300−a,300−bにおいては、第9表に
示す堆積膜形成条件でn型a−Si:H:F膜及びp+型μc
−Si:H:F膜の形成を行った。In the isolation containers 300-a and 300-b, the n-type a-Si: H: F film and the p + -type μc were deposited under the deposition film forming conditions shown in Table 9.
-A Si: H: F film was formed.
まず、各々の成膜室内のマイクロ波プラズマを生起さ
せ、放電等で安定したところで帯状部材101を搬送スピ
ード55cm/minで図中左側から右側方向へ搬送させ、連続
して、n,i,p型半導体層を積層形成した。First, microwave plasma is generated in each film forming chamber, and the belt-shaped member 101 is transported from the left side to the right side in the drawing at a transport speed of 55 cm / min when stabilized by discharge or the like, and continuously, n, i, p A mold semiconductor layer was formed by lamination.
帯状部材101の全長に亘って半導体層を積層形成した
後、冷却後取り出し、更に、連続モジュール化装置にて
35cm×70cmの太陽電池モジュールを連続作製した。After laminating and forming a semiconductor layer over the entire length of the belt-shaped member 101, take out after cooling, and further, with a continuous modularization device
A 35 cm × 70 cm solar cell module was continuously produced.
作製した太陽電池モジュールについて、AM1.5(100mW
/cm2)光照射下にて特性評価を行ったところ、光電変換
効率で8.3%以上から得られ、更にモジュール間の特性
のバラツキは5%以内に納まっていた。For the fabricated solar cell module, AM1.5 (100mW
/ cm 2) was subjected to characteristic evaluation under optical irradiation, obtained from 8.3% or more in the photoelectric conversion efficiency, further variations in the characteristics among the modules was accommodated within 5%.
また、AM1.5(100mW/cm2)光の500時間連続照射後の
光電変換効率の初期値に対する変化率を測定したところ
10%以内に納まった。In addition, the rate of change of the photoelectric conversion efficiency from the initial value after 500 hours of continuous irradiation with AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light was measured.
Within 10%.
これらのモジュールを接続して3kWの電力供給システ
ムを作製することができた。By connecting these modules, a 3 kW power supply system was made.
製造例9 本製造例では、製造例8で作製したpin型光起電力に
おいて、i型半導体層としてのa−Si:H:F膜のかわりに
a−SiGe:H:F膜を用いた例を示す。Production Example 9 In this production example, in the pin-type photovoltaic device produced in Production Example 8, an a-SiGe: H: F film was used instead of the a-Si: H: F film as the i-type semiconductor layer. Is shown.
a−SiGe:H:F膜の形成は、搬送速度を52cm/min、帯状
部材の表面温度を200℃とした以外は製造例2で行った
のと同様の操作及び方法で行い、他の半導体層及びモジ
ュール化工程は製造例8と同様の操作及び方法で行い、
太陽電池モジュールを作製した。The a-SiGe: H: F film was formed by the same operation and method as in Production Example 2 except that the transport speed was 52 cm / min and the surface temperature of the belt-shaped member was 200 ° C. The layers and the modularization process are performed by the same operation and method as in Production Example 8,
A solar cell module was manufactured.
作製した太陽電池モジュールについて、AM1.5(100mW
/cm2)光照射下にて特性評価を行ったところ、光電変換
効率で7.3%以上が得られ、更にモジュール間の特性の
バラツキは5%以内に納まっていた。For the fabricated solar cell module, AM1.5 (100mW
/ cm 2 ) When the characteristics were evaluated under light irradiation, a photoelectric conversion efficiency of 7.3% or more was obtained, and the variation in characteristics between modules was within 5%.
また、AM1.5(100mW/cm2)光の500時間連続照射後の
光電変換効率の初期値に対する変化率を測定したところ
10%以内に納まった。In addition, the rate of change of the photoelectric conversion efficiency from the initial value after 500 hours of continuous irradiation with AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light was measured.
Within 10%.
これらのモジュールを接続して3kWの電力供給システ
ムを作製することができた。By connecting these modules, a 3 kW power supply system was made.
製造例10 本製造例では、製造例8で作製したpin型光起電力素
子において、i型半導体層としてのa−Si:H:F膜のかわ
りにa−SiC:H:F膜を用いた例を示す。Production Example 10 In this production example, an a-SiC: H: F film was used instead of the a-Si: H: F film as the i-type semiconductor layer in the pin-type photovoltaic device produced in Production Example 8. Here is an example.
a−SiC:H:F膜の形成は、搬送速度を50cm/min、帯状
部材の表面温度を200℃とした以外は製造例3で行った
のと同様の操作及び方法で行い、他の半導体層及びモジ
ュール化工程は製造例8と同様の操作及び方法で行い、
太陽電池モジュールを作製した。The a-SiC: H: F film was formed by the same operation and method as in Production Example 3 except that the transfer speed was 50 cm / min and the surface temperature of the belt-shaped member was 200 ° C. The layers and the modularization process are performed by the same operation and method as in Production Example 8,
A solar cell module was manufactured.
作製した太陽電池モジュールについて、AM1.5(100mW
/cm2)光照射下にて特性評価を行ったところ、光電変換
効率で6.6%以上が得られ、更にモジュール間の特性の
バラツキは5%以内に納まっていた。For the fabricated solar cell module, AM1.5 (100mW
/ cm 2) was subjected to characteristic evaluation under optical irradiation, obtained over 6.6% in photoelectric conversion efficiency had more variation in the characteristics among the modules accommodated within 5%.
また、AM1.5(100mW/cm2)光の500時間連続照射後の
光電変換効率の初期値に対する変化率を測定したところ
10%以内に納まった。In addition, the rate of change of the photoelectric conversion efficiency from the initial value after 500 hours of continuous irradiation with AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light was measured.
Within 10%.
これらのモジュールを接続して3kWの電力供給システ
ムを作製することができる。These modules can be connected to create a 3 kW power supply system.
製造例11 本製造例では、第11図(C)に示す層構成の光起電力
素子を作製した。作製にあたっては、第4図に示す装置
において隔離容器300−a,300,300−bと同様の構成の隔
離容器300−a′,300′,300−b′をこの順でガスゲー
トを介して更に接続させた装置(不図示)を用いた。Production Example 11 In this production example, a photovoltaic element having a layer configuration shown in FIG. 11 (C) was produced. At the time of fabrication, isolation containers 300-a ', 300', and 300-b 'having the same configuration as the isolation containers 300-a, 300, and 300-b in the apparatus shown in FIG. 4 are further connected in this order via a gas gate. (Not shown).
なお、帯状部材としては製造例1で用いたのと同様の
材質及び処理を行ったものを用い、下部セルは製造例9
で、上部セルは製造例8で作製したのと同様の層構成と
し、各半導体層の堆積膜作製条件は第10表に示した。モ
ジュール化工程は製造例8と同様の操作及び方法で行
い、太陽電池モジュールを作製した。The band-shaped member was made of the same material and processed as used in Production Example 1, and the lower cell was produced in Production Example 9.
The upper cell had the same layer configuration as that manufactured in Production Example 8, and the conditions for forming the deposited film of each semiconductor layer are shown in Table 10. The modularization process was performed by the same operation and method as in Production Example 8 to produce a solar cell module.
作製した太陽電池モジュールについて、AM1.5(100mW
/cm2)光照射下にて特性評価を行ったところ、光電変換
効率で10.3%以上が得られ、更にモジュール間の特性の
バラツキは5%以内に納まっていた。For the fabricated solar cell module, AM1.5 (100mW
/ cm 2) was subjected to characteristic evaluation under optical irradiation, obtained over 10.3% in the photoelectric conversion efficiency had more variation in the characteristics among the modules accommodated within 5%.
また、AM1.5(100mW/cm2)光の500時間連続照射後の
光電変換効率の初期値に対する変化率を測定したところ
9%以内に納まった。Further, the rate of change of the photoelectric conversion efficiency with respect to the initial value after continuous irradiation of AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light for 500 hours was within 9%.
これらのモジュールを接続して3kWの電力供給システ
ムを作製することができた。By connecting these modules, a 3 kW power supply system was made.
製造例12 本製造例では、第11図(C)に示す層構成の光起電力
素子を作製した。作製にあたっては、第4図に示す装置
において隔離容器300−a,300,300−bと同様の構成の隔
離容器を300−a′,300′,300−b′をこの順でガスゲ
ートを介して更に接続させた装置(不図示)を用いた。Production Example 12 In this production example, a photovoltaic device having a layer configuration shown in FIG. 11 (C) was produced. In manufacturing, the isolation containers 300-a ', 300', and 300-b 'having the same configuration as the isolation containers 300-a, 300, and 300-b in the apparatus shown in FIG. 4 are further connected in this order via gas gates. A device (not shown) was used.
なお、帯状部材としては製造例1で用いたのと同様の
材質及び処理を行ったものを用い、下部セルは製造例8
で、上部セルは製造例10で作製したのと同様の層構成と
し、各半導体層の堆積膜作製条件は第11表に示した。モ
ジュール化工程は製造例8と同様の操作及び方法で行
い、太陽電池モジュールを作製した。Note that the band-shaped member used was the same material and processed as used in Production Example 1, and the lower cell was Production Example 8
The upper cell had the same layer configuration as that manufactured in Production Example 10, and the conditions for forming the deposited film of each semiconductor layer are shown in Table 11. The modularization process was performed by the same operation and method as in Production Example 8 to produce a solar cell module.
作製した太陽電池モジュールについて、AM1.5(100mW
/cm2)光照射下にて特性評価を行ったところ、光電変換
効率で10.2%以上が得られ、更にモジュール間の特性の
バラツキは5%以内に納まっていた。For the fabricated solar cell module, AM1.5 (100mW
/ cm 2) was subjected to characteristic evaluation under optical irradiation, obtained over 10.2% in the photoelectric conversion efficiency had more variation in the characteristics among the modules accommodated within 5%.
また、AM1.5(100mW/cm2)光の500時間連続照射後の
光電変換効率の初期値に対する変化率を測定したところ
9%以内に納まった。Further, the rate of change of the photoelectric conversion efficiency with respect to the initial value after continuous irradiation of AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light for 500 hours was within 9%.
これらのモジュールを接続して3kWの電力供給システ
ムを作製することができた。By connecting these modules, a 3 kW power supply system was made.
製造例13 本製造例では、第11図(D)に示す層構成の光起電力
素子を作製した。作製にあたっては、第4図に示す装置
において隔離容器300−a,300,300−bと同様の構成の隔
離容器300−a′,300′,300−b′,300−a″,300″,30
0−b″をこの順でガスゲートを介して更に接続させた
装置(不図示)を用いた。Production Example 13 In this production example, a photovoltaic element having a layer configuration shown in FIG. 11D was produced. In manufacturing, the isolation containers 300-a ', 300', 300-b ', 300-a ", 300", and 30 "having the same configuration as the isolation containers 300-a, 300, and 300-b in the apparatus shown in FIG.
A device (not shown) in which O-b ″ was further connected in this order via a gas gate was used.
なお、帯状部材としては製造例1で用いたのと同様の
材質及び処理を行ったものを用い、下部セルは製造例9
で、中間セルは製造例8、上部セルは製造例10で作製し
たのと同様の層構成とし、各半導体層の堆積膜作製条件
は第12表に示した。モジュール化工程は製造例8と同様
の操作及び方法で行い、太陽電池モジュールを作製し
た。The band-shaped member was made of the same material and processed as used in Production Example 1, and the lower cell was produced in Production Example 9.
The intermediate cell has the same layer configuration as that of the production cell of Production Example 8, and the upper cell has the same layer constitution as that of the production cell of Production Example 10. The modularization process was performed by the same operation and method as in Production Example 8 to produce a solar cell module.
作製した太陽電池モジュールについて、AM1.5(100mW
/cm2)光照射下にて特性評価を行ったところ、光電変換
効率で10.4%以上が得られ、更にモジュール間の特性の
バラツキは5%以内に納まっていた。For the fabricated solar cell module, AM1.5 (100mW
/ cm 2) was subjected to characteristic evaluation under optical irradiation, obtained over 10.4% in the photoelectric conversion efficiency had more variation in the characteristics among the modules accommodated within 5%.
また、AM1.5(100mW/cm2)光の500時間連続照射後の
光電変換効率の初期値に対する変化率を測定したところ
8.5%以内に納まった。In addition, the rate of change of the photoelectric conversion efficiency from the initial value after 500 hours of continuous irradiation with AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light was measured.
Within 8.5%.
これらのモジュールを接続して3kWの電力供給システ
ムを作製することができた。By connecting these modules, a 3 kW power supply system was made.
〔発明の効果の概要〕 本発明の方法によれば、成膜空間の側壁を構成する帯
状部材を連続的に移動せしめると共に、前記成膜空間の
側壁を構成する帯状部材の幅方向、且つマイクロ波の進
行方向に対して平行な方向にマイクロ波エネルギーを放
射せしめるマイクロ波アプリケーター手段を具備させ、
前記成膜空間内にマイクロ波プラズマと閉じ込めること
によって、大面積の機能性堆積膜を連続して、均一性良
く形成することができる。 [Summary of Effects of the Invention] According to the method of the present invention, the belt-like member constituting the side wall of the film formation space is continuously moved, and the width direction of the band-like member constituting the side wall of the film formation space, Microwave applicator means for emitting microwave energy in a direction parallel to the traveling direction of the wave,
By confining the deposition space with the microwave plasma, a large-area functional deposition film can be formed continuously and with good uniformity.
本発明の方法及び装置により、マイクロ波プラズマを
前記成膜空間内に閉じ込めることにより、マイクロ波プ
ラズマの安定性、再現性が向上すると共に堆積膜形成用
原料ガスの利用効率を飛躍的に高めることができる。更
に、前記帯状部材を連続して搬送させることによって、
湾曲の形状、長さ、及び搬送スピードを種々変化させる
ことによって任意の膜厚の堆積膜を大面積に亘り均一性
よく、連続して堆積形成できる。By confining the microwave plasma in the film forming space by the method and apparatus of the present invention, the stability and reproducibility of the microwave plasma are improved, and the utilization efficiency of the source gas for forming the deposited film is dramatically increased. Can be. Further, by continuously transporting the band-shaped member,
By changing the shape, length, and transfer speed of the curve in various ways, a deposited film having an arbitrary film thickness can be continuously deposited with good uniformity over a large area.
本発明の方法及び装置によれば、比較的幅広で、且つ
長尺の帯状部材の表面上に連続して均一性良く機能性堆
積膜を形成できる。従って、特に大面積太陽電池の量産
機として好適に用いることができる。ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the method and apparatus of this invention, a functional deposition film can be formed continuously and with good uniformity on the surface of a comparatively wide and long strip-shaped member. Therefore, it can be suitably used especially as a mass production machine for large area solar cells.
また、放電を止めることなく、連続して堆積膜が形成
できるため、積層型デバイス等を作製するときには良好
な界面特性が得られる。In addition, since a deposited film can be formed continuously without stopping discharge, good interface characteristics can be obtained when a stacked device or the like is manufactured.
また、低圧下での堆積膜形成が可能となり、ポリシラ
ン粉の発生を抑えられ、また、活性種のポリマリゼーシ
ョン等も抑えられるので欠陥の減少及び、膜特性の向
上、膜特性の安定性の向上等が図れる。In addition, it becomes possible to form a deposited film under a low pressure, suppress generation of polysilane powder, and suppress polymerization of active species, so that defects are reduced, film characteristics are improved, and film characteristics are stable. Improvement can be achieved.
従って、稼動率、歩留りの向上が図れ、安価で高効率
の太陽電池を量産化することが可能となる。Therefore, it is possible to improve the operation rate and the yield, and mass-produce inexpensive and highly efficient solar cells.
更に、本発明の方法及び装置によって作製された太陽
電池は光電変換効率が高く、且つ、長期に亘って特性劣
化の少ないものとなる。Further, the solar cell manufactured by the method and the apparatus of the present invention has high photoelectric conversion efficiency and has less characteristic deterioration over a long period of time.
第1図は、本発明のマイクロ波プラズマCVD装置の模式
的概略図である。第2図は、本発明のマイクロ波アプリ
ケーター手段の概略図である。第3図乃至第5図は、夫
々本発明の連続式マイクロ波プラズマCVD装置の1例の
全体概略図である。第6図は本発明における方形導波管
の取り付け角度を説明するための断面模式図である。第
7図は、本発明において作製されたショットキー接合型
ダイオードの断面模式図である。第8図(A)乃至
(D)は、本発明において作製されたpin型光起電力素
子(シングル、タンデム、トリプル)の断面模式図であ
る。第9図(i)乃至(X)は、帯状部材の処理方法を
説明するための図である。第10図は、本発明におけるガ
スゲート手段の圧力勾配を模式的に示した図である。 第1乃至9図について、 101……帯状部材、102,103……搬送用ローラー、104,10
5……搬送用リング、106a〜e……温度制御機構、107,1
08……マイクロ波アプリケーター、109,110……マイク
ロ波透過性部材、111,112……方形導波管、113……ガス
導入管、114……排気管、115a,b……隔離通路、116……
成膜室、200……マイクロ波アプリケーター、201,202…
…マイクロ波透過性部材、203a,b……マイクロ波整合用
円板、204……内筒、205……外筒、206……固定用リン
グ、207……チョークフランジ、208……方形導波管、20
9……冷却媒体、210……Oリング、211……溝、212……
メタルシール、213,214……冷却空気導入・排出孔、30
1,302,501,502……真空容器、303……送り出し用ボビ
ン、304……巻き取り用ボビン、305,306……搬送用ロー
ラー、307,308,309……スロットルバルブ、310,311,31
8,319,320……排気孔、312,313……温度調整機構、314,
315……圧力計、316,317,405,406,407,408……ゲートガ
ス導入管、321,322,401,402,403,404……ガスゲート、4
09,410,411,412……ゲートガス排気管、503,504……カ
ソード電極、505,506……ガス導入管、507,508……ハロ
ゲンランプ、509,510……アノード電極、511,512……排
気管、701,801……支持体、702,802……下部電極、703,
803,808,814,817……n型半導体層、704,804,809,815,8
18……i型半導体層、705……金属層、706,707……電流
取り出し用端子、800,800′,811,812,820,821,823……p
in接合型光起電力素子、805,810,816,819……p型半導
体層、806……上部電極、807……集電電極、813……タ
ンデム型光起電力素子、824……トリプル型光起電力素
子、901a……帯状部材処理室(A)、901b……帯状部材
処理室(B)、902,903,904,905,906……帯状部材、907
a,907b……ローラー、908a,908b……切断刃、909a,909b
……溶接治具、910,911,912,913……接続手段。FIG. 1 is a schematic diagram of a microwave plasma CVD apparatus of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of the microwave applicator means of the present invention. 3 to 5 are general schematic views of one example of the continuous microwave plasma CVD apparatus of the present invention. FIG. 6 is a schematic sectional view for explaining the mounting angle of the rectangular waveguide in the present invention. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a Schottky junction diode manufactured in the present invention. FIGS. 8A to 8D are schematic cross-sectional views of a pin-type photovoltaic device (single, tandem, triple) manufactured in the present invention. FIGS. 9 (i) to 9 (X) are views for explaining a method of processing a belt-shaped member. FIG. 10 is a diagram schematically showing a pressure gradient of the gas gate means in the present invention. 1 to 9, 101... A belt-shaped member, 102, 103.
5 ... Conveying ring, 106a-e ... Temperature control mechanism, 107,1
08 …… Microwave applicator, 109,110 …… Microwave permeable member, 111,112 …… Square waveguide, 113 …… Gas introduction pipe, 114 …… Exhaust pipe, 115a, b …… Isolation passage, 116 ……
Deposition chamber, 200 ... Microwave applicator, 201,202 ...
... Microwave transmitting member, 203a, b ... Microwave matching disk, 204 ... Inner cylinder, 205 ... Outer cylinder, 206 ... Fixing ring, 207 ... Chalk flange, 208 ... Square waveguide Tube, 20
9 ... cooling medium, 210 ... O-ring, 211 ... groove, 212 ...
Metal seal, 213, 214… Cooling air inlet / outlet, 30
1,302,501,502… Vacuum container, 303… Delivery bobbin, 304… Winding bobbin, 305, 306… Transport roller, 307, 308, 309… Throttle valve, 310, 311, 31
8,319,320 …… Exhaust hole, 312,313 …… Temperature adjustment mechanism, 314,
315… Pressure gauge, 316,317,405,406,407,408 …… Gate gas inlet pipe, 321,322,401,402,403,404 …… Gas gate, 4
09,410,411,412… Gate gas exhaust pipe, 503,504… Cathode electrode, 505,506… Gas inlet pipe, 507,508… Halogen lamp, 509,510… Anode electrode, 511,512… Exhaust pipe, 701,801… Support, 702,802 …… Lower electrode, 703,
803,808,814,817 ... n-type semiconductor layer, 704,804,809,815,8
18 i-type semiconductor layer, 705 metal layer, 706,707 ... current extraction terminal, 800,800 ', 811,812,820,821,823 p
in-junction type photovoltaic element, 805, 810, 816, 819 p-type semiconductor layer, 806 upper electrode, 807 current collecting electrode, 813 tandem type photovoltaic element, 824 triple photovoltaic element, 901a ...... Band-shaped member processing chamber (A), 901b ... Band-shaped member processing chamber (B), 902,903,904,905,906 ... Band-shaped member, 907
a, 907b …… Roller, 908a, 908b …… Cutting blade, 909a, 909b
…… Welding jig, 910,911,912,913 …… Connection means.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 狩谷 俊光 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 (72)発明者 藤岡 靖 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 (72)発明者 武井 哲也 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 (72)発明者 越前 裕 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 (56)参考文献 特開 昭61−288074(JP,A) 特開 昭62−294181(JP,A) 特開 昭59−100516(JP,A) 特開 昭59−68925(JP,A) 特開 昭61−263120(JP,A) 特開 昭63−114973(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshimitsu Kariya 3- 30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Yasushi Fujioka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inside (72) Inventor Tetsuya Takei 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Hiroshi Echizen 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. ( 56) References JP-A-61-288074 (JP, A) JP-A-62-294181 (JP, A) JP-A-59-100516 (JP, A) JP-A-59-68925 (JP, A) Sho 61-263120 (JP, A) JP-A Sho 63-114973 (JP, A)
Claims (20)
ながら、その中途で前記移動する帯状部材を側壁とする
柱状の成膜空間を形成し、 該成膜空間内にガス供給手段を介して堆積膜形成用原料
ガスを導入し、 同時に、マイクロ波エネルギーをマイクロ波の進行方向
に対して平行な方向に放射させるようにしたマイクロ波
アプリケーター手段により、該マイクロ波エネルギーを
放射させてマイクロ波プラズマを前記成膜空間内で生起
せしめ、 該マイクロ波プラズマに曝される前記側壁を構成し連続
的に移動する前記帯状部材の表面上に堆積膜を形成せし
めることを特徴とするマイクロ波プラズマCVD法により
大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。1. A column-shaped film-forming space having a side wall formed by the moving band-like member is formed in the middle of the belt-like member while moving the band-like member continuously in the longitudinal direction. At the same time, the microwave energy is radiated by microwave applicator means for radiating the microwave energy in a direction parallel to the traveling direction of the microwave. Microwave plasma CVD, wherein plasma is generated in the film-forming space, and a deposited film is formed on the surface of the continuously moving strip-shaped member constituting the side wall exposed to the microwave plasma. A method in which a large-area functional deposition film is continuously formed by a method.
曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段とを用いて、前
記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成手段との間
に前記帯状部材の長手方向に間隙を残して該帯状部材を
湾曲させて前記成膜空間の側壁を形成する請求項1に記
載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。2. In the middle of the moving band-shaped member, the band-shaped member is interposed between the curved start-end forming unit and the curved end-end forming unit using a curved start end forming unit and a curved end end forming unit. The method for continuously forming a large-area functional deposition film according to claim 1, wherein the band-shaped member is curved so as to form a side wall of the film-forming space while leaving a gap in a longitudinal direction of the film.
の成膜空間の両端面のうち、片側又は両側に配設され
る、少なくとも1つ以上の前記マイクロ波アプリケータ
ー手段を介して、前記マイクロ波エネルギーを前記成膜
空間内に放射させる請求項1に記載の大面積の機能性堆
積膜を連続的に形成する方法。3. The method according to claim 1, wherein at least one or more of the microwave applicator means disposed on one or both sides of both end surfaces of a columnar deposition space formed with the band-shaped member as a side wall. The method for continuously forming a large-area functional deposition film according to claim 1, wherein wave energy is radiated into the deposition space.
端面に垂直方向に配設し、前記マイクロ波エネルギーを
前記側壁と平行な方向に放射させる請求項3に記載の大
面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。4. A large area functional deposition film according to claim 3, wherein said microwave applicator means is disposed perpendicular to said end face to radiate said microwave energy in a direction parallel to said side wall. Method to form the target.
波アプリケーター手段の先端部分に設けられたマイクロ
波透過性部材を介して放射させるようにする請求項1に
記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。5. A large area functional deposition film according to claim 1, wherein said microwave energy is radiated through a microwave transmitting member provided at a tip portion of said microwave applicator means. Method to form the target.
クロ波アプリケーター手段と、前記成膜空間との気密を
保持させるようにする請求項5に記載の大面積の機能性
堆積膜を連続的に形成する方法。6. The large-area functional deposition film according to claim 5, wherein the microwave-permeable member keeps the microwave applicator means and the film-forming space airtight. How to form.
記両端面において互いに対向して配設させる場合には、
一方のマイクロ波アプリケーター手段より放射されるマ
イクロ波エネルギーが他方のマイクロ波アプリケーター
手段にて受信されないように配置する請求項3に記載の
大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。7. In a case where the microwave applicator means is disposed so as to face each other on the both end faces,
4. The method for continuously forming a large-area functional deposition film according to claim 3, wherein the arrangement is such that microwave energy emitted from one microwave applicator means is not received by the other microwave applicator means.
ロ波エネルギーが、前記成膜空間外へ漏洩しないように
する請求項1に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に
形成する方法。8. A large area functional deposition film according to claim 1, wherein microwave energy radiated into said columnar deposition space is prevented from leaking out of said deposition space. how to.
原料ガスを、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端
形成手段との間で前記帯状部材の長手方向に残された間
隙より排気するようにする請求項1に記載の大面積の機
能性堆積膜を連続的に形成する方法。9. A gap left in the longitudinal direction of the belt-like member between the curved start end forming means and the curved end end forming means, wherein a raw material gas for forming a deposited film introduced into the film forming space is introduced. The method for continuously forming a large-area functional deposition film according to claim 1, wherein the exhaust gas is further exhausted.
導電処理を施すようにする請求項1に記載の大面積の機
能性堆積膜を連続的に形成する方法。10. The method according to claim 1, wherein a conductive treatment is performed on at least one surface of the strip-shaped member.
波プラズマCVD法により機能性堆積膜を連続的に形成す
る装置であって、 前記帯状部材をその長手方向に連続的に移動させなが
ら、その中途で湾曲させるための湾曲部形成手段を介し
て、前記帯状部材を側壁にして形成され、その内部を実
質的に真空に保持し得る柱状の成膜室を有し、前記成膜
室内にマイクロ波プラズマを生起させるための、マイク
ロ波エネルギーをマイクロ波の進行方向に対して平行な
方向に放射させるようにしたマイクロ波アプリケーター
手段と、 前記成膜室内を排気する排気手段と、前記成膜室内に堆
積膜形成用原料ガスを導入するための手段と、 前記帯状部材を加熱及び/又は冷却するための温度制御
手段とを備えていて、 前記帯状部材の前記マイクロ波プラズマに曝される側の
表面上に、連続して堆積膜を形成するようにしたことを
特徴とする機能性堆積膜の連続形成装置。11. An apparatus for continuously forming a functional deposited film on a continuously moving strip member by a microwave plasma CVD method, wherein the strip member is continuously moved in a longitudinal direction thereof. Through a curved portion forming means for bending in the middle thereof, a column-shaped film forming chamber which is formed with the band-shaped member as a side wall and which can hold the inside thereof substantially in a vacuum, is provided in the film forming chamber. Microwave applicator means for emitting microwave energy in a direction parallel to the traveling direction of microwaves for generating microwave plasma, exhaust means for exhausting the film formation chamber, and film formation A means for introducing a deposition film forming source gas into the chamber; and a temperature control means for heating and / or cooling the strip-shaped member, wherein the microwave plug of the strip-shaped member is provided. An apparatus for continuously forming a functional deposited film, wherein a deposited film is continuously formed on a surface on a side which is exposed to the zuma.
以上の、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段とで
構成し、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成
手段とを、前記帯状部材の長手方向に間隙を残して配設
する請求項11に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。12. The curving portion forming means comprises at least one set of a curving start end forming means and a curving end forming means, wherein the curving start end forming means and the curving end forming means comprise: 12. The continuous functional deposition film forming apparatus according to claim 11, wherein the apparatus is disposed with a gap left in the longitudinal direction of the band-shaped member.
の支持・搬送用ローラーと支持・搬送用リングとで構成
され、前記一対の支持・搬送用ローラーは前記帯状部材
の長手方向に間隙を残して平行に配設されている請求項
12に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。13. The curved portion forming means comprises at least a pair of supporting / transporting rollers and a supporting / transporting ring, wherein the pair of supporting / transporting rollers leave a gap in the longitudinal direction of the band-shaped member. Claims that are arranged in parallel
13. The apparatus for continuously forming a functional deposition film according to item 12.
状の成膜室の両端面のうち片側又は両側に、少なくとも
1つ以上の前記マイクロ波アプリケーター手段を配設す
る請求項11に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。14. The function according to claim 11, wherein at least one or more of said microwave applicator means is provided on one or both sides of both end faces of a columnar film forming chamber formed with said strip-shaped member as a side wall. Continuous forming device for conductive deposited film.
記端面に垂直方向に配設する請求項14に記載の機能性堆
積膜の連続形成装置。15. The continuous functional deposition film forming apparatus according to claim 14, wherein said microwave applicator means is disposed in a direction perpendicular to said end face.
端部分には、前記成膜室と前記マイクロ波アプリケータ
ー手段との気密分離を行い、かつ、前記マイクロ波アプ
リケーターから放射されるマイクロ波エネルギーを前記
成膜室内へ透過せしめるマイクロ波透過性部材を配設さ
れる請求項11に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。16. An airtight separation between the film forming chamber and the microwave applicator means at a distal end portion of the microwave applicator means, and applying microwave energy radiated from the microwave applicator to the film applicator means. 12. The continuous functional deposition film forming apparatus according to claim 11, further comprising a microwave permeable member that allows transmission into a room.
電性処理が施される請求項11に記載の機能性堆積膜の連
続形成装置。17. The apparatus for continuously forming a functional deposition film according to claim 11, wherein at least one surface of the belt-shaped member is subjected to a conductive treatment.
方形及び/又は楕円導波管を介してマイクロ波エネルギ
ーが伝送される請求項14に記載の機能性堆積膜の連続形
成装置。18. An apparatus for continuously forming a functional deposited film according to claim 14, wherein microwave energy is transmitted to said microwave applicator means via a rectangular and / or elliptical waveguide.
記成膜室の両端面において互いに対向して配設させる場
合には、前記マイクロ波アプリケーター手段に接続され
る前記方形及び/又は楕円導波管の長辺を含む面同志、
長軸を含む面同志、又は長辺を含む面と長軸を含む面同
志が互いに平行とならないよう配設する請求項18に記載
の機能性堆積膜の連続形成装置。19. When the microwave applicator means is disposed opposite to each other on both end surfaces of the film forming chamber, the length of the rectangular and / or elliptical waveguide connected to the microwave applicator means is increased. Comrades including sides,
19. The continuous functional deposition film forming apparatus according to claim 18, wherein the planes including the long axis or the plane including the long side and the plane including the long axis are arranged so as not to be parallel to each other.
含む面及び/又は長軸を含む面と、前記一対の支持搬送
用ローラーの中心軸を含む面とのなす角度が垂直となら
ないよう配設する請求項19に記載の機能性堆積膜の連続
形成装置。20. An angle between a plane including a long side and / or a long axis of the rectangular and / or elliptical waveguide and a plane including a center axis of the pair of supporting and conveying rollers is perpendicular to the plane. 20. The apparatus for continuously forming a functional deposition film according to claim 19, wherein the apparatus is arranged so as not to be disturbed.
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