JP2962840B2 - 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 CVD

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JP2962840B2
JP2962840B2 JP3006391A JP639191A JP2962840B2 JP 2962840 B2 JP2962840 B2 JP 2962840B2 JP 3006391 A JP3006391 A JP 3006391A JP 639191 A JP639191 A JP 639191A JP 2962840 B2 JP2962840 B2 JP 2962840B2
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

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

〔発明の属する技術分野〕本発明は、大面積亘って均一
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。
The present invention relates to a large-area functional deposition film which generates uniform microwave plasma over a large area, and decomposes and excites a source gas by a plasma reaction caused by the microwave plasma. And a method for continuously forming the same.

【0001】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 an apparatus capable of dramatically increasing the utilization efficiency of the raw material gas, and capable of continuously forming a high-speed, highly uniform functional deposition film over a large area. Specifically, mass production of a large-area thin-film semiconductor device such as a photovoltaic element can be realized at low cost.

【0002】[0002]

【従来の技術】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。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
きている。
2. 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. By the way,
In nuclear power generation, which is expected to be an alternative to thermal power generation and has already entered practical use, serious radioactive contamination damages the human body and reduces the natural environment as represented by the Chernobyl nuclear power plant accident. Invasion has occurred, threatening the future spread of nuclear power, and even some countries have actually established laws and regulations prohibiting the construction of new nuclear power plants.

【0003】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 Age
ncy)では2005年までに二酸化炭素の排出量を2
0%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 electric power even with thermal power generation, and the amount of carbon dioxide emitted increases accordingly. It raises the concentration of greenhouse gases such as carbon dioxide in the atmosphere, causing global warming, and the annual average temperature of the earth is steadily rising.
(International Energy Age
ncy) will reduce CO2 emissions by 2 by 2005
It is recommended to reduce it by 0%.

【0004】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る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。
[0004] Under such a background, the artificial increase in developing countries and the accompanying increase in demand for electric power are inevitable, and the power consumption per capita in developed countries will be further promoted in the future due to the promotion of electronics in lifestyles. With the increase in power supply, the issue of power supply has to be considered on a global scale.

【0005】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。
[0005] Under such circumstances, the power generation system using solar cells utilizing sunlight does not cause the above-mentioned problems such as radioactive contamination and global warming, and sunlight is ubiquitous on 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. It has attracted attention as a clean power generation system that can cope with it, and various R & Ds have been made for its practical use.

【0006】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, regarding a power generation system using a solar cell, in order to establish the power generation system to meet the power demand, the solar cell to be used must have a sufficiently high photoelectric conversion efficiency and excellent characteristic stability. It is basically required to be able to be mass-produced.

【0007】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に
は3,000,000m2といった面積の太陽電池が必
要となる。
In general, a solar cell having an output of about 3 kW per household is required to supply necessary power in a general home. The photoelectric conversion efficiency of the solar cell is, for example, about 10%. Then, the area of the solar cell for obtaining the required output is about 30 m 2 . And
For example, in order to supply necessary electric power to 100,000 households, a solar cell having an area of 3,000,000 m 2 is required.

【0008】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 decomposed by glow discharge to form 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 depositing are attracting attention because of their high mass productivity and the potential for low-cost production compared to solar cells that are manufactured using single-crystal silicon. Various proposals have been made.

【0009】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
均一性が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
こととなる。
In a power generation system using a solar cell, a type in which unit modules are connected in series or in parallel to obtain a desired current and voltage by unitization is often adopted.
In each module, it is required that disconnection and short circuit do not occur. 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, is secured 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, A significant reduction in production costs will be achieved.

【0010】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。
In a solar cell, a semiconductor layer, which is an important component, has a semiconductor junction such as a so-called pn junction or 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.

【0011】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(P
3)、ジボラン(B 2 6)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。
[0011] This point, the above-mentioned attention
Solar cells using thin film semiconductors such as fass silicon
The phosphine (P
H Three), Diborane (B TwoH 6) And other dopant elements
Is mixed with silane, which is the main source gas,
Glow discharge to decompose the half with the desired conductivity type
A conductor film is obtained, and these semiconductor films are sequentially formed on a desired substrate.
Semiconductor bonding can be easily achieved by forming the next layer.
It is known that you can. And from this, Amor
Regarding the production of fass silicon solar cells,
An independent film formation chamber for forming each semiconductor layer is provided.
A method of forming each semiconductor layer in a chamber has been proposed.
You.

【0012】因に米国特許4,400,409号特許明
細書には、ロール・ツー・ロール(Roll to R
oll)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等の掃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。
Incidentally, US Pat. No. 4,400,409 discloses a roll-to-roll system.
ll) system is disclosed. According to this apparatus, a plurality of glow discharge regions are provided, and a sufficiently long flexible substrate having a desired width is arranged along a path through which the substrate sequentially passes through each of the glow discharge regions. It is stated that the element having a semiconductor junction can be continuously formed by continuously transporting the substrate in the longitudinal direction while depositing and forming a semiconductor layer of a conductivity type required in the discharge region.
In this specification, a gas gate is used to prevent a dopant gas used for forming each semiconductor layer from diffusing and mixing into another glow discharge region. Specifically, means for separating the glow discharge regions from each other by a slit-shaped separation passage and forming a flow of a scavenging gas such as Ar or H 2 in the separation passage is employed. . From this, it can be said that this roll-to-roll system is suitable for mass production of semiconductor devices.

【0013】しかしながら、前記各半導体層の形成はR
F(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, each of the semiconductor layers is formed by R
When performed by a plasma CVD method using F (radio frequency), there is naturally a limit in improving the film deposition rate while continuously maintaining the characteristics of a film formed continuously. 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 to 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.

【0014】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。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-288074 discloses a deposited film forming apparatus using an improved roll-to-roll system. 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 apparatus 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.

【0015】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 Although it is necessary to increase the supply amount of heat energy, there is a limit to the method of supplying heat energy in a large amount and uniformly, and the method of generating a large amount of highly reactive active species and introducing it to the reaction space without loss. is there.

【0016】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、接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 microwaves have a short frequency band, the energy density can be increased as compared with the case where conventional RF is used, and is suitable for efficiently generating and connecting plasma.

【0017】例えば、米国特許第4,517,223号
明細書及び同第4,504,518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, US Pat. Nos. 4,517,223 and 4,504,518 disclose depositing a thin film on a small area substrate in a microwave glow discharge plasma at low pressure. Although a method for forming the film is disclosed, according to the method, a high-quality deposited film can be obtained not only because the process is performed under a low pressure, the polymerization of active species that causes deterioration in film characteristics is prevented. Although it is said that the generation of powder such as polysilane in plasma can be suppressed and the deposition rate can be drastically improved, specific disclosure for forming a uniform deposited film over a large area is made. Not.

【0018】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, US Pat. No. 4,729,341 discloses that a photoconductive semiconductor thin film is deposited on a large-sized cylindrical substrate by a high power process using a pair of radiation type waveguide applicators. Although a low-pressure microwave plasma CVD method and apparatus to be formed are disclosed, the large-area substrate is limited to a cylindrical substrate, that is, a drum as a photoreceptor for electrophotography. No application to the substrate has been made.

【0019】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。
Further, the manufacturing process of the deposited film is a batch type, and the amount of the deposited film formed by a single preparation is limited, and a large amount of the deposited film is continuously formed on a large-area substrate. There is no disclosure of how to do this.

【0020】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 apt to occur, and there are various problems to be solved with respect to enlargement of the area.

【0021】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
3,814,983号明細書及び同第4,521,71
7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, as an effective means for equalizing the microwave energy, there is a use of a slow wave circuit. The slow wave circuit includes a microwave coupling to the plasma as the microwave applicator increases in the lateral direction. Has a unique problem that a sharp decrease in the temperature 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 and making the energy density near the surface of the base uniform has been attempted. For example, U.S. Pat. Nos. 3,814,983 and 4,521,71.
No. 7 discloses 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.

【0022】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・サイエンス・テクノロジィー
(Journal of Vacuum Scienc
e Technology)B−4(1986年1月〜
2月) 295頁−298頁および同誌のB−4(198
6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(MPDS)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、915M
Hz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。
Also, the uniformity of the plasma (ie, the energy
To maintain the uniformity of
It has been done several times. Those suggestions are, for example, journals
Le of Vacuum Science Technology
(Journal of Vacuum Science
e Technology) B-4 (January 1986-
February) 295-298 and B-4 (198
(January-February 2006) Report on pages 126-130
Seen in According to these reports, microwave plasm
The Micro Disk Source (MPDS)
Wave reactors have been proposed. That is, the plasma is disk-shaped
Or it is shaped like a tablet and its diameter is
It is described as a function of the microwave frequency. And
The reports disclose the following: That is,
The plasma disk source to the microwave frequency
Therefore, it can be changed. Place
But a microphone designed to operate at 2.45 GHz
In a microwave plasma disk source, the plasma
Has a confinement diameter of at most about 10 cm.
At least 118cm in volumeThreeAbout
It cannot be said that the area is increased. The report also states that 915M
System designed to operate at frequencies as low as
In the system, the frequency is reduced to about 40 cm
Diameter and 2000cmThreeGiven the plasma volume of
And The report further reports lower frequencies, e.g.
Over 1m by operating at 400MHz
It is said that the discharge can be expanded up to the diameter. However, in this
A very expensive device is required to achieve
Required.

【0023】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。
That is, although the plasma area can be increased by lowering the frequency of the microwave, a high-power microwave power supply in such a frequency range has not been generalized and is difficult to obtain. It is extremely expensive, if at all. Also, it is more difficult to obtain a variable-power high-power microwave power supply.

【0024】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ECR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 by using microwaves, a method of arranging an electromagnet around a cavity resonator and satisfying ECR (Electron Cyclotron Resonance) conditions has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-163,873. No. 55-141729 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-133636, etc., and many reports have been made by academic societies and the like that various types of semiconductor thin films are formed using this high-density plasma. This type of microwave ECR plasma CVD apparatus has been commercially available.

【0025】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 for controlling the plasma, the non-uniformity of the magnetic field distribution is added to the non-uniformity of the plasma caused by the wavelength of the microwave. Therefore, it is technically difficult to form a uniform deposited film on a large-sized substrate. In addition, in the case of increasing the size of the device to increase the area,
Electromagnets to be used naturally have been increased in size, resulting in an increase in weight and space, and various problems that must be solved for practical use, such as measures against heat generation and the necessity of a large-current stabilized DC power supply, remain.

【0026】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E
CR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。
Further, the characteristics of the deposited film are not as high as those of the film formed by the conventional RF plasma CVD method. Deposited film and E
Since the characteristics and the deposition rate are extremely different from those of a deposited film formed in a so-called divergent magnetic field space outside the CR conditions, it cannot be said that this method is particularly suitable for manufacturing a semiconductor device that requires high quality and uniformity. .

【0027】前述の米国特許第4,517,223号明
細書及び同第4,729,341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。
In the aforementioned US Pat. Nos. 4,517,223 and 4,729,341, it is necessary to maintain a very low pressure in order to obtain a high density plasma. Is disclosed. 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.

【0028】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, it is desired to provide a new microwave plasma process which solves the above-mentioned various problems of the microwave means at an early stage.

【0029】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)や密着型イメージセ
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。
Incidentally, the thin-film semiconductor has a large area or a large area such as a thin film transistor (TFT) for driving a pixel of a liquid crystal display, a photoelectric conversion element and a switching element for a contact type image sensor in addition to the above-mentioned use for a solar cell. It is also suitable for use in the production of thin film semiconductor devices that need to be long, and has been partially used as a key component for the image input / output device. It is expected that the provision of a new method for forming a deposited film will allow the method to become more widely used.

【0030】〔発明の目的〕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。
[Object of the Invention] The present invention overcomes the problems in the conventional method and apparatus for forming a thin film semiconductor device as described above, and forms a functional deposition film uniformly over a large area at high speed. It is an object to provide a novel method and apparatus.

【0031】本発明の他の目的は、連続して移動する帯
状部材上に該帯状部材より縦方向に化学組成が連続的に
変化する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 forming a functional deposition film on a continuously moving belt member, the chemical composition of which changes continuously in the longitudinal direction from the belt member. is there.

【0032】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 an 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. .

【0033】本発明の更に別の目的は、大面積、大容積
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。
Yet 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.

【0034】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 for forming a photovoltaic device having a high stability and a high photoelectric conversion efficiency continuously on a relatively wide and long substrate. An apparatus is provided.

【0035】本発明の更に別の目的は、連続して移動す
る帯状部材上に、該帯状部材より縦方向に禁制帯幅が連
続的に変化する半導体層を形成す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 an apparatus for forming a semiconductor layer having a forbidden band width continuously changing in the vertical direction from a continuously moving band-shaped member. It is in.

【0036】本発明の更に別の目的は、連続して移動す
る帯状部材上に、該帯状部材より縦方向に価電子密度が
連続的に変化する半導体層を形成す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 an apparatus for forming a semiconductor layer on which a valence electron density changes continuously in the vertical direction from a continuously moving strip member. It is in.

【0037】〔発明の構成・効果〕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側壁とほぼ平行に放射せしめた
とろこ、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。
[Structure and Effect of the Invention] The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems in the conventional thin film semiconductor device forming apparatus and to achieve the object of the present invention. Through a support / transport roller for forming a curved portion, and a support / transport roller for forming a curved end end, and a gap between the support / transport rollers. Curved, leaving
A microwave applicator means for forming a columnar film-forming chamber having the strip-shaped member as a side wall, and radiating microwave energy to both end faces of the film-forming chamber in a direction parallel to a traveling direction of the microwave. Are arranged in opposition to each other,
Further, a source gas for forming a deposited film is introduced into the film forming chamber, and the gas is exhausted from a gap left between the pair of supporting / transporting rollers to reduce the pressure in the film forming chamber to a predetermined pressure. Holding the microwave applicator means to radiate the microwave energy substantially parallel to the side wall, the knowledge that the microwave plasma can be generated substantially uniformly in the width direction of the strip-shaped member in the film forming chamber. Obtained.

【0038】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法により大面積の
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 findings, and a large-area functional deposited film is continuously formed by a microwave plasma CVD method, which is described below. And methods and apparatus for forming the same.

【0039】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、該成膜空間内に組成の異なる少
なくとも2種以上の堆積膜形成用原料ガスの夫々を複数
のガス供給手段を介して別々に導入し、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組成制御された堆積膜を形
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 columnar film-forming space having the moving band-shaped member as a side wall is formed in the middle of the band-shaped member, and at least two or more kinds of compositions having different compositions are formed in the film-forming space. Each of the source gases for forming a deposited film is separately introduced via a plurality of gas supply means, and simultaneously, microwave energy is applied from a microwave applicator means for emitting microwave energy in a direction parallel to the traveling direction of the microwave. Irradiating the microwave energy to generate microwave plasma in the film-forming space, and the composition is controlled on the surface of the belt-shaped member which continuously constitutes the side wall which is exposed to the microwave plasma. Plasma CVD characterized by forming a deposited film
This is a method in which a large-area functional deposition film is continuously formed by the method.

【0040】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 belt-shaped member is provided with a curved start end forming unit and a curved end end forming unit by using a curved start end forming unit and a curved end end forming unit. The band-shaped member is curved so as to leave a gap in the longitudinal direction of the band-shaped member therebetween so as to form a side wall of the film forming space.

【0041】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。
Then, the band-shaped member is formed as a side wall. The microwave energy is radiated into the film formation space via at least one or more of the microwave applicator means disposed on one or both sides of both end surfaces of the columnar film formation space. .

【0042】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。
Further, 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.

【0043】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.

【0044】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 microwave-permeable member is kept airtight between the microwave applicator means and the film forming space.

【0045】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。
In the case where the microwave applicator means is disposed so as to face each other on both end surfaces, microwave energy radiated from one microwave applicator means is received by the other microwave applicator means. Be placed so as not to be.

【0046】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 film-forming space is prevented from leaking out of the film-forming space.

【0047】本発明の方法において、前記ガス供給手段
を各々前記側壁を構成する帯状部材の幅方向と平行に配
設し、前記堆積膜形成用原料ガスを、近接する該帯状部
材に向けて一方向に放出させるようにする。
In the method of the present invention, each of the gas supply means is disposed in parallel to a width direction of the band-shaped member constituting the side wall, and the gas for forming the deposited film is directed toward the adjacent band-shaped member. Release in the direction.

【0048】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。
The raw material gas for forming a deposited film introduced into the film forming space is filled in 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. Try to exhaust more.

【0049】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.

【0050】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少なくとも2つ以上の
ガス供給手段と、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、前記連続的に移
動する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、組成制御された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 moved in the longitudinal direction thereof. There is a columnar film forming chamber formed with the band-shaped member as a side wall and capable of holding the inside thereof substantially at a vacuum, through a curved portion forming means for bending the intermediate member while moving continuously. A microwave applicator means for emitting microwave energy in a direction parallel to a direction in which the microwave travels to generate microwave plasma in the film forming chamber; and exhausting the film forming chamber. Exhaust means, at least two or more gas supply means for introducing a source gas for forming a deposited film into the film forming chamber, and temperature control for heating and / or cooling the strip-shaped member And a step of forming a composition-controlled deposition film on a surface of the continuously moving strip-shaped member which is exposed to the microwave plasma. This is a continuous film forming apparatus.

【0051】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。
[0051] In the apparatus of the present invention, the bending portion forming means includes at least one set of a bending start end forming means and a bending end end forming means, and the bending start end forming means and the bending end end forming means. And means are disposed leaving a gap in the longitudinal direction of the strip-shaped member.

【0052】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 comprises at least a pair of support / transport rollers and a support / transport ring, and the pair of support / transport rollers leave a gap in the longitudinal direction of the band-shaped member. Are arranged in parallel.

【0053】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、少なくとの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, at least one or more of the microwave applicator means is disposed on one or both sides of both end faces of a columnar film forming chamber formed with the strip-shaped member as a side wall. .

【0054】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。
[0054] The microwave applicator means is disposed in a direction perpendicular to the end face.

【0055】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 microwave applicator means is air-tightly separated from the film forming chamber and the microwave applicator means at the tip of the microwave applicator means, and the microwave energy radiated from the microwave applicator means. Is disposed in the film formation chamber.

【0056】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 apparatus of the present invention, at least one surface of the band-shaped member is subjected to a conductive treatment.

【0057】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.

【0058】そして、前記マイクロ波アプリケーター手
段を前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される。
In the case where the microwave applicator means is disposed so as to face each other at both end surfaces of the film forming chamber, the length of the rectangular and / or elliptical waveguide connected to the microwave applicator means may be reduced. The faces including the sides, the faces including the long axis, or the faces including the long side and the faces including the long axis are arranged so as not to be parallel to each other.

【0059】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. It is arranged as follows.

【0060】本発明の装置において、前記ガス供給手段
は各々前記側壁を構成する帯状部材の幅方向と平行に配
設する。
In the apparatus of the present invention, each of the gas supply means is disposed in parallel with a width direction of the belt-like member constituting the side wall.

【0061】そして、前記ガス供給手段には近接する前
記側壁を構成する帯状部材に向けられたガス放出孔を配
設するようにする。
The gas supply means is provided with a gas discharge hole directed to a belt-like member constituting the adjacent side wall.

【0062】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, experiments performed by the present inventors to complete the present invention will be described in detail.

【0063】〔実験〕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、マイクロ波
プラズマの生起条件について種々の実験を行ったので、
以下に詳述する。
[Experiment] Various experiments were conducted on the conditions for generating microwave plasma for uniformly forming a functional deposition film on a belt-shaped member using the apparatus of the present invention.
Details will be described below.

【0064】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 according to the procedure described in Production Example 1 to be described later. The stability of microwave plasma and the degree of leakage of microwave to the outside of the deposition chamber were examined by the difference in the mounting angle of the slab.

【0065】図6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 view for explaining the mounting angles of the rectangular waveguides 111 and 112. As shown in FIG.

【0066】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、θ2が各々18
0°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. For example, the rectangular waveguide 111 is disposed on the front side in the drawing, and the rectangular waveguide 112 is disposed on the rear side. O is the center of the curved shape, and AA 'is the supporting / transporting roller 102.
And a plane including the central axis of the axis 103, and a plane perpendicular to this plane is designated as HH '. The angle between the plane BB ′ parallel to the plane including the long side of the rectangular waveguide 111 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 angle at which the rectangular waveguide 112 is attached. Here, the mounting angles θ 1 and θ 2 of the rectangular waveguides 111 and 112 are 18
When it exceeds 0 °, HH ′ when it is 180 ° or less
, The arrangement relation is the same as the case of 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 still the same.

【0067】本発明において、支持・搬送用ローラー1
02、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 support / transport roller 1
The distance between the curved ends of the belt-shaped member defined by 02 and 103 is defined as a gap L.

【0068】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。
Experiments and evaluations were performed on the microwave plasma stability and the like under the microwave plasma discharge conditions shown in Table 1 under various combinations of θ 1 and θ 2 shown in Table 2 .

【0069】なお、マイクロ波の漏洩度は支持・搬送用
ローラー102、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。
The degree of microwave leakage was evaluated by providing a microwave detector at a position about 5 cm away from the gap between the supporting / transporting rollers 102 and 103.

【0070】評価結果は第2表に示すとおりであった。The evaluation results are as shown in Table 2.

【0071】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
クロ波の漏れは無くなり放電状態は安定した。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 forming chamber were greatly changed. . Specifically, when θ 1 and / or θ 2 is 0 °, the leakage amount of the microwave is the largest, the discharge state is unstable, and
At about °, although the amount of microwave leakage is small,
The discharge state is unstable. At 30 ° or more, microwave leakage was eliminated 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 parallel to each other, regardless of the amount of microwave leakage, oscillation Power supply noise increases and discharge becomes unstable. In addition, in this discharge experiment, when the belt-shaped member 101 was stopped and when it was transported at a transport speed of 1.2 m / min, there was no particular difference in discharge stability between the two. .

【0072】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と使用するガス導入管の位
置、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 and the position of the gas introduction pipe to be used, the microwave power, the inner diameter of the curved shape, and the pressure inside the film forming chamber are variously changed. No particular difference was found in the amount of microwave leakage and discharge stability caused by the arrangement of the rectangular waveguides.

【0073】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、図6で示した支持・搬送用ローラー10
2、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 the apparatus example 2 was used and the supporting / transporting roller 10 shown in FIG.
The stability of the microwave plasma and the effect on the film thickness distribution when the gap L of 2 and 103 was changed were examined.

【0074】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35cm/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. Note that the surface temperature of the belt-shaped member 101 is 250
Operating the temperature control mechanisms 106a to 106e to reach
The conveying speed of the belt-shaped member was 35 cm / min.

【0075】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 evaluation of the discharge state, film thickness distribution, and the like.

【0076】なお、放電状態は目視にて、膜厚分布につ
いては、針ステツ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 by 10 points in the width direction of the band-shaped member and by 20 cm in the longitudinal direction.
The distribution was evaluated.

【0077】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。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。
From these results, it was found that the capacity of the exhaust pump was not adjusted, and the pressure in 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 band-shaped member. It was found that the change was remarkable in the width direction. Further, even when the mounting angle of the rectangular waveguide was set such that microwave leakage did not occur in Experimental Example 1, it was found that microwave leakage would still occur if the gap L was too large. And the gap L
The microwave leakage from the gap is reduced when the dimension of the gap L is set to preferably 1 / wavelength or less, more preferably 1 / wavelength or less of the microwave 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. Sample No. which had a high deposition rate and a good film thickness distribution among the prepared samples. The deposition rate of No. 4 was about 100 ° / sec. The source gas utilization efficiency calculated from the amount of the film deposited on the belt-shaped member was 55% with respect to the total flow rate of the source gas used.

【0078】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、湾曲形状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。
In the microwave plasma discharge conditions, when the microwave power, the inner diameter of the curved shape, and the like are variously changed, the film thickness distribution and the discharge stability are slightly changed, but the gap L is large. It could not be a solution to the essential problem arising from this.

【0079】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 to change the stability of the microwave plasma when the inner diameter of the formed curved shape was changed, The thickness distribution and the like were examined. The microwave plasma discharge conditions shown in Table 1 were used except that the inner diameter of the curved shape was variously changed in the range shown in Table 4, and the mounting angles θ 1 , θ 2 were both arranged 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 35 cm / min.

【0080】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 evaluation of the discharge state, film thickness distribution, and the like.

【0081】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 belt-shaped member and at 20 cm in the longitudinal direction.
The distribution was evaluated.

【0082】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 the other discharge conditions, the discharge state changes, and the film thickness distribution of the deposited film to be formed is changed particularly in the width direction of the belt-shaped member. It turned out to change remarkably.
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.

【0083】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, even when the microwave power, the pressure in the film forming chamber, and the like among the microwave plasma discharge conditions are variously changed, the film thickness distribution and the discharge stability are affected by the respective parameter changes. I understood.

【0084】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 raw material gas flow rate and microwave power were varied. The stability of microwave 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 were both set at 60 ° and 60 °.

【0085】なお、原料ガスはガス導入管113a、1
13b、113cにより均等に導入した。
The raw material gas is supplied to the gas introduction tubes 113a, 1
13b and 113c introduced evenly.

【0086】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H22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、両者においての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 the evaluation of 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 either case, the discharge becomes unstable or occurs when the microwave power is reduced, the pressure in the film formation chamber is reduced, or the flow rate of H 2 H 2 as the source gas is increased. It almost represents the limit value that disappears. Therefore, it was found that when the microwave power was increased, the pressure in the film forming chamber was increased, or the flow rate of SiH 4 as the source gas was increased, the discharge became more stable. In this discharge experiment, the case where the band-shaped member 101 was stationary and the case where 1.
The transport was performed at a transport speed of 2 m / min. However, no particular difference was observed in the discharge stability between the two.

【0087】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, as in Experimental Example 1, the apparatus shown in Apparatus Example 2 was used to change the microwave plasma stability and film thickness distribution when the width of the belt-shaped member was changed. We examined the effects of the above.

【0088】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EIA
J、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250℃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 are the same as those shown in Table 1, and the type of the rectangular waveguide is EIA.
Instead of J and WRI-32, they were arranged so that the mounting angles θ 1 and θ 2 were 60 ° and 60 °, respectively. The surface temperature of the belt-shaped member was set to 250 ° C. as in Experimental Example 2, and the transfer speed was set to 50 cm / min.

【0089】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。
The sample No. For Nos. 15 to 17, only one side of the microwave applicator was used. 18 ~
21 was provided in a pair facing each other.

【0090】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 evaluation of the discharge state, film thickness distribution, and the like. The evaluation method was the same as in Experimental Example 2.

【0091】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 of the band-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.

【0092】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と使用するガス導入管の位
置、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。
In the microwave plasma discharge conditions, when the kind and flow rate of the raw material gas and the position of the gas introduction pipe to be used, microwave power, chamber pressure in the film formation, etc. were variously changed, the respective parameters were changed. It was found that the stability and film thickness distribution of the microwave plasma were affected.

【0093】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。
Outline of Experimental Results In the method and apparatus of the present invention, the stability and uniformity of the microwave plasma are determined by, for example, the shape of the microwave applicator, the type and arrangement of the waveguide connected thereto, Since various parameters such as the pressure in the film formation chamber, microwave power, degree of confinement of microwave plasma, volume and shape of discharge space are maintained in a complicated manner, optimal conditions can be determined with only a single parameter. Although it is difficult, the following tendency and condition range were found from the results of this experiment.

【0094】成膜室の圧力に関しては、好ましくは1.
5mTorr乃至100mTorr、より好ましくは3
mTorr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10
00×2W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 in the film forming chamber, it is preferable that
5 mTorr to 100 mTorr, more preferably 3 mTorr
It was found to be between mTorr and 50 mTorr. Regarding the microwave power, preferably 250 × 2 W to 3000 × 2 W, more preferably 300 × 2 W to 10 × 10 W
It turned out to be 00 × 2W. It has been found that the inner diameter of the curved shape 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.

【0095】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。
Further, it is found that when the amount of microwave leakage from the microwave plasma region increases, the stability of the microwave plasma is lost, and the gap L between the curved ends of the band-shaped member is determined.
It has been found that it is preferable to set the wavelength to preferably 波長 wavelength or less, more preferably 以下 wavelength or less.

【0096】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。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。
Hereinafter, the method of the present invention will be described in more detail based on the facts found by the above [Experiment]. 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.

【0097】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。
In the method of the present invention, in order to uniformly generate and confine microwave plasma in the columnar film forming space, the film is formed in a direction parallel to a side wall formed by the band-shaped member. Microwave energy is radiated from one or both sides of both ends of the space to confine the microwave energy in the film formation space.

【0098】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は
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 belt-like member is relatively narrow,
Even when microwave energy is emitted from only one side, the uniformity of the microwave plasma generated in the film formation space is maintained, but the width of the band-shaped member exceeds, for example, one wavelength of the microwave. It is preferable to radiate microwave energy from both sides in order to maintain uniformity of microwave plasma.

【0099】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. Preferably, the structure is similar to a tube. 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.

【0100】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におい
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, both ends of a 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 are formed. It is preferable that the microwave energy radiated into the film formation space is transmitted to the film formation space almost uniformly, and a circular shape, an elliptical shape,
It is desirable that the shape be similar to a square shape or a polygonal shape, be substantially symmetrical, and have a relatively smooth curved shape. Of course,
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, the end face shape may be discontinuous.

【0101】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。
Further, in the method of the present invention, the microwave energy can be efficiently transmitted in the film forming space, and the microwave plasma can be stably generated and maintained.
For control, the microwave transmission mode in the microwave applicator means is preferably a single mode. Specifically, TE 10 mode, TE 11 mode,
An eH 1 mode, a TM 11 mode, a TM 01 mode, and the like can be given, and preferably, a TE 10 mode, a TE 11 mode, and an eH 1 mode are used. These transmission modes may be used alone or in combination. Also,
Microwave energy is transmitted to the microwave applicator means via a waveguide capable of transmitting the above-described transmission modes. Further, the microwave energy is radiated into the film forming space via an airtight microwave permeable member provided at a tip portion of the microwave applicator means.

【0102】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 in the film forming space between the bending start end forming means and the bending end end forming means, and the raw material gas is exhausted from the gap, and Although the inside of the film space is maintained at a predetermined reduced pressure, the size of the gap is such that a sufficient exhaust conductance is obtained, and at the same time, the microwave energy radiated into the film formation space is out of the film formation space. Special care needs to be taken to prevent leakage.

【0103】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。
More specifically, the direction of the electric field of the microwave propagating in the microwave applicator means, the center axis of the support / transport roller as the bending start end forming means, and the support / conveyance as the bending end end forming means. The microwave applicator means is arranged so that the plane including the central axis of the transport roller is not parallel to each other.

【0104】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.

【0105】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。
Further, the maximum dimension of the opening width in the longitudinal direction of the band-like member in the gap left between the bending start end forming means and the bending end end forming means is preferably 1 / of the wavelength of the microwave. It is desirable that the wavelength be equal to or less than the wavelength, more preferably, equal to or less than 1 / wavelength.

【0106】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 used for the other microwave applicator means. Received, the received microwave energy reaches the microwave power supply connected to the other microwave applicator means, and damages the microwave power supply or causes an abnormality in microwave oscillation. Special care must be taken to avoid adverse effects such as 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.

【0107】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 microwave energy is emitted from only one of the two end faces of the film forming space, it is necessary to prevent the microwave energy from leaking from the other end face. The end face is sealed with a conductive member, or the hole diameter is preferably 以下 wavelength or less, more preferably 1 / wavelength of the microwave wavelength used.
It is desirable to cover with a wire mesh having a wavelength equal to or less than the wavelength or a punching board.

【0108】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 forming space depends on the type of the source gas introduced into the film forming space, but is strong against the pressure in the film forming space. While having a correlation, it shows a tendency to significantly decrease with an increase in the distance from the microwave transmitting member provided in the microwave applicator. 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.

【0109】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
に配設させるのが望ましいが、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。
[0109] In the method of the present invention, the microwave applicator means may form the film so that a traveling direction of the radiated microwave energy is substantially parallel to a side wall of a film forming space formed by the band-shaped member. It is desirable to arrange them perpendicular to the end face of the space. Further, it is desirable that the microwave applicator means is disposed at a position substantially equidistant from the side wall. However, when the curved shape of the side wall is asymmetric, the position where the microwave applicator is disposed is not particularly limited. Absent. 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.

【0110】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ってシワ、
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 band-shaped member may be kept constant in order to maintain the stability and uniformity of the microwave plasma generated therein. Preferably, the band-shaped member is wrinkled by the bending start end forming means and the bending end end forming means.
It is desirable that the support is made so as not to cause slack, lateral displacement and the like. Further, in addition to the bending start end forming means and the bending end end forming means, a support means for holding 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.

【0111】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。
As the belt-shaped member, it is desirable to use a flexible member capable of continuously forming the curved shape, and to form a smooth shape at a curved start end, a curved end end, and an intermediate curved portion.

【0112】本発明の方法において、前記成膜空間内へ
組成の異なる少なくとも2種類以上の堆積膜形成用原料
ガスの夫々を複数のガス供給手段から別々に導入させる
場合には、該ガス供給手段から放出される堆積膜形成用
原料ガスは、好ましくは前記帯状部材の幅方向に均一
に、且つ該ガス供給手段に近接する前記帯状部材に向け
て一方向に放出される様にする。すなわち、組成の異な
る堆積膜形成用原料ガスの夫々が前記ガス供給手段から
放出された直後に互いに混合しない様、該ガス供給手段
の夫々に開けられるガス放出口は互いに異なる方向を向
くようにするのが望ましい。
In the method of the present invention, when each of at least two or more kinds of source gas for forming a deposited film having a different composition is separately introduced from a plurality of gas supply means into the film formation space, the gas supply means may be used. Is preferably discharged uniformly in the width direction of the band-shaped member and in one direction toward the band-shaped member close to the gas supply means. That is, the gas discharge ports opened in each of the gas supply means are directed to different directions so that the respective deposition film forming raw material gases having different compositions do not mix with each other immediately after being discharged from the gas supply means. It is desirable.

【0113】そして、前記ガス供給手段は各々前記側壁
を構成する帯状部材に平行に配設するようにする。
The gas supply means is arranged in parallel to the strips constituting the side walls.

【0114】本発明の方法において用いられる前記ガス
供給手段の数は、少なくとも形成しようとする機能性堆
積膜の成分元素数に等しいか、又はそれ以上であること
が望ましく、夫々のガス供給手段から放出させる堆積膜
形成用原料ガスの組成を適宜変化させることにより、組
成制御された機能性堆積膜を形成することができる。
The number of the gas supply means used in the method of the present invention is desirably at least equal to or greater than the number of component elements of the functional deposition film to be formed. By appropriately changing the composition of the deposited film forming source gas to be released, a functional deposited film whose composition is controlled can be formed.

【0115】前記ガス供給手段の夫々は放出される堆積
膜形成用原料ガスが確実に励起、分解されるように前記
柱状の成膜空間内に含まれるよう配設されるのが望まし
い。また、形成される堆積膜に所望の組成分布をもたせ
る為、該ガス供給手段の配置を適宜調整することが望ま
しい。更に、前記柱状の成膜空間内での堆積膜形成用原
料ガスの流路を調整、制御する為に、該柱状の成膜空間
内に整流板を設けても良い。
It is desirable that each of the gas supply means is disposed so as to be contained in the columnar film-forming space so as to surely excite and decompose the discharged material gas for forming a deposited film. In addition, in order to give a desired composition distribution to the deposited film to be formed, it is desirable to appropriately adjust the arrangement of the gas supply means. Further, a rectifying plate may be provided in the columnar film forming space in order to adjust and control the flow path of the source gas for forming a deposited film in the columnar film forming space.

【0116】本発明の方法によって形成される組成制御
された機能性堆積膜としては、SiGe,SiC,Ge
C,SiSn,GeSn,SnC等所謂4族合金半導体
薄膜、GaAs,GaP,GaSb,InP,InAs
等所謂3−5族化合物半導体薄膜、ZnSe,ZnS,
ZnTe,CdS,CdSe,CdTe等所謂2−6族
化合物半導体薄膜、CuAlS2,CuAlSe2,Cu
AlTe2,CuInS2,CuInSe2,CuInT
2,CuGAs2,CuGaSe2,CuGaTe,A
gInSe2,AgInTe2等所謂1−3−6族化合物
半導体薄膜、ZnSiP2,ZnGeAs2,CdSia
2,CdSnP2等所謂2−4−5族化合物半導体薄
膜、Cu2O,TiO2,In23,SnO2,ZnO,
CdO,Bi23,CdSnO4等所謂酸化物半導体薄
膜、及びこれらの半導体を価電子制御する為に価電子制
御元素を含有させたものを挙げることが出来る。また、
Si,Ge,C等所謂4族半導体薄膜に価電子制御元素
を含有させたものを挙げることができる。勿論a−S
i:H,a−Si:H:F等非晶質半導体において、水
素及び/又はフッ素含有量を変化させたものであっても
良い。
The functionally-deposited film of controlled composition formed by the method of the present invention includes SiGe, SiC, Ge
So-called Group 4 alloy semiconductor thin film such as C, SiSn, GeSn, SnC, GaAs, GaP, GaSb, InP, InAs
So-called 3-5 group compound semiconductor thin films, such as ZnSe, ZnS,
So-called group 2-6 compound semiconductor thin films such as ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, CuAlS 2 , CuAlSe 2 , Cu
AlTe 2 , CuInS 2 , CuInSe 2 , CuInT
e 2 , CuGAs 2 , CuGaSe 2 , CuGaTe, A
gInSe 2, AgInTe 2 Hitoshishoi 1-3-6 compound semiconductor thin film, ZnSiP 2, ZnGeAs 2, CdSia
So-called 2-4- V group compound semiconductor thin films such as S 2 and CdSnP 2 , Cu 2 O, TiO 2 , In 2 O 3 , SnO 2 , ZnO,
Examples include so-called oxide semiconductor thin films such as CdO, Bi 2 O 3 , and CdSnO 4 , and those containing a valence electron controlling element for controlling valence electrons of these semiconductors. Also,
Examples include a so-called Group 4 semiconductor thin film such as Si, Ge, and C containing a valence control element. Of course a-S
In an amorphous semiconductor such as i: H, a-Si: H: F, the content of hydrogen and / or fluorine may be changed.

【0117】上述した半導体薄膜において組成制御を行
うことにより禁制帯幅制御、価電子制御、屈折率制御、
結晶制御等が行われる。前記帯状部材上に縦方向又は横
方向に組成制御された機能性堆積膜を形成させることに
より、電気的、光学的、機械的に優れた特性を有する大
面積薄膜半導体デバイスを作製することが出来る。
By controlling the composition of the above-described semiconductor thin film, the forbidden band width control, valence electron control, refractive index control,
Crystal control and the like are performed. By forming a functional deposition film whose composition is controlled in the vertical or horizontal direction on the belt-like member, a large-area thin-film semiconductor device having excellent electrical, optical, and mechanical properties can be manufactured. .

【0118】すなわち、堆積形成された半導体層の縦方
向に禁制帯幅及び/又は価電子密度を変化させることに
よりキャリアの走行性を高めたり、半導体界面でのキャ
リアの再結合を防止することで電気的特性が向上する。
また、屈折率を連続的に変化させることにより光学的無
反射面とすることで半導体層中への光透過率を向上させ
ることが出来る。更には、水素含有量等を変化させるこ
とにより構造的変化を付けることで応力緩和がなされ、
基板との密着性の高い堆積膜を形成することができる。
また、横方向に結晶性の異なる半導体層を形成させるこ
とにより、例えば、非晶質半導体で形成される光電変換
素子と結晶質半導体で形成されるスイッチング素子とを
同時に同一基板上に連続形成することが出来る。
That is, by changing the forbidden band width and / or the valence electron density in the longitudinal direction of the deposited semiconductor layer, the mobility of carriers is increased, and the recombination of carriers at the semiconductor interface is prevented. The electrical characteristics are improved.
In addition, by continuously changing the refractive index to form an optically non-reflective surface, the light transmittance into the semiconductor layer can be improved. Furthermore, stress relaxation is performed by giving a structural change by changing the hydrogen content and the like,
A deposited film with high adhesion to a substrate can be formed.
Further, by forming semiconductor layers having different crystallinity in the lateral direction, for example, a photoelectric conversion element formed of an amorphous semiconductor and a switching element formed of a crystalline semiconductor are simultaneously formed continuously on the same substrate. I can do it.

【0119】本発明において、前述の機能性堆積膜を形
成する為に用いられる堆積膜形成用原料ガスは、所望の
機能性堆積膜の組織に応じて、適宜その混合比を調製し
て前記成膜空間内に導入する。導入に際しては複数のガ
ス供給手段が用いられるが、夫々のガス供給手段から導
入される堆積膜形成用原料ガスの組成は異なっていても
良く、目的によっては同じであっても良い。又、時間的
に連続的に組成変化を行わせても良い。
In the present invention, the material gas for forming a deposited film used for forming the above-mentioned functional deposited film is prepared by appropriately adjusting the mixing ratio thereof according to the structure of the desired functional deposited film. Introduce into the membrane space. Although a plurality of gas supply means are used for the introduction, the composition of the deposited film forming source gas introduced from each gas supply means may be different, or may be the same depending on the purpose. Further, the composition may be changed continuously over time.

【0120】本発明において4族半導体又は4族合金半
導体薄膜を形成する為に、好適に用いられる、周期律表
第4族元素を含む化合物としては、Si原子、Ge原
子、C原子、Sn原子、Pb原子を含む化合物であっ
て、具体的にはSiH4、Si26、Si38、Si3
6、Si48、Si510等のシラン系化合物、Si
4、(SiF25、(SiF26、(SiF24、S
26、Si38、SiHF3、SiH22、Si22
4、Si233、SiCl4、(SiCl25、Si
Br4、(SiBr25、Si2Cl6、Si2Br6、S
iHCl3、SiHBr3、SiHI3、Si2Cl33
のハロゲン化シラン化合物、GeH4、Ge26等のゲ
ルマン化合物、GeF4、(GeF25、(Ge
26、(GeF24、Ge26、Ge38、GeHF
3、GeH22、Ge224、Ge233、GeC
4、(GeCl25、GeBr4、(GeBr25、G
2Cl6、Ge2Br6、GeHCl3、GeHBr3、G
eHI3、Ge2Cl33等のハロゲン化ゲルマニウム化
合物、CH4、C26、C38等のメタン列炭化水素ガ
ス、C24、C36等のエチレン列炭化水素ガス、C6
6等の環式炭化水素ガス、CF4、(CF25、(CF
26、(CF24、C26、C38、CHF3、CH2
2、CCl4、(CCl25、CBr4、(CBr25
2Cl6、C2Br6、CHCl3、CHI3、C2Cl3
3等のハロゲン化炭素化合物、SnH4、Sn(CH34
等のスズ化合物、Pb(CH34、Pb(C256
の鉛化合物等を挙げることが出来る。これらの化合物は
1種で用いても2種以上混合して用いても良い。
In the present invention, the compound containing a Group 4 element of the periodic table, which is preferably used for forming a Group 4 semiconductor or a Group 4 alloy semiconductor thin film, includes Si atom, Ge atom, C atom and Sn atom. , Pb atom, specifically, SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , Si 3 H
6 , silane compounds such as Si 4 H 8 and Si 5 H 10 , Si
F 4 , (SiF 2 ) 5 , (SiF 2 ) 6 , (SiF 2 ) 4 , S
i 2 F 6 , Si 3 F 8 , SiHF 3 , SiH 2 F 2 , Si 2 H 2
F 4 , Si 2 H 3 F 3 , SiCl 4 , (SiCl 2 ) 5 , Si
Br 4 , (SiBr 2 ) 5 , Si 2 Cl 6 , Si 2 Br 6 , S
halogenated silane compounds such as iHCl 3 , SiHBr 3 , SiHI 3 , Si 2 Cl 3 F 3 , germane compounds such as GeH 4 , Ge 2 H 6 , GeF 4 , (GeF 2 ) 5 , (Ge
F 2 ) 6 , (GeF 2 ) 4 , Ge 2 F 6 , Ge 3 F 8 , GeHF
3 , GeH 2 F 2 , Ge 2 H 2 F 4 , Ge 2 H 3 F 3 , GeC
l 4 , (GeCl 2 ) 5 , GeBr 4 , (GeBr 2 ) 5 , G
e 2 Cl 6, Ge 2 Br 6, GeHCl 3, GeHBr 3, G
halogenated germanium compounds such as eHI 3 and Ge 2 Cl 3 F 3 , methane series hydrocarbon gases such as CH 4 , C 2 H 6 and C 3 H 8 , and ethylene series carbonization such as C 2 H 4 and C 3 H 6 Hydrogen gas, C 6
Cyclic hydrocarbon gas such as H 6 , CF 4 , (CF 2 ) 5 , (CF
2 ) 6 , (CF 2 ) 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , CHF 3 , CH 2 F
2 , CCl 4 , (CCl 2 ) 5 , CBr 4 , (CBr 2 ) 5 ,
C 2 Cl 6 , C 2 Br 6 , CHCl 3 , CHI 3 , C 2 Cl 3 F
Halogenated carbon compounds such as 3 , SnH 4 , Sn (CH 3 ) 4
And lead compounds such as Pb (CH 3 ) 4 and Pb (C 2 H 5 ) 6 . These compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0121】本発明において、これらの化合物を適宜混
合して用いることにより所望の組成制御が行われる。本
発明において形成される4族半導体又は、4族合金半導
体を価電子制御する為に用いられる価電子制御剤として
は、p型の不純物として、周期律表第3族の元素、例え
ば、B、Al、Ga、In、Tl等が好適なものとして
挙げられ、n型不純物としては、周期律表第5族の元
素、例えばN、P、As、Sb、Bi等が好適なものと
して挙げられるが、殊に、B、Ga、P、Sb等が最適
である。ドーピングされる不純物の量は、所望される電
気的、光学的特性に応じて適宜決定される。
In the present invention, a desired composition can be controlled by appropriately mixing and using these compounds. As the valence electron controlling agent used for controlling the valence electrons of the Group 4 semiconductor or the Group 4 alloy semiconductor formed in the present invention, as a p-type impurity, an element of Group 3 of the periodic table, for example, B, Preferred examples include Al, Ga, In, Tl, and the like, and examples of the n-type impurity include elements belonging to Group 5 of the periodic table, such as N, P, As, Sb, and Bi. In particular, B, Ga, P, Sb and the like are optimal. The amount of the impurity to be doped is appropriately determined according to desired electrical and optical characteristics.

【0122】このような不純物導入用の原料物資として
は、常温常圧でガス状態の又は、少なくとも膜形成条件
下で容易にガス化し得るものが採用される。そのような
不純物導入用の出発物資として具体的には、PH3、P2
4、PF3、PF5、PCl3、AsH3、AsF3、As
5、AsCl3、SbH3、SbF5、BiH3、BF3
BCl3、BBr3、B26、B410、B59、B
511、B610、B612、AlCl3等を挙げることが
出来る。上記の不純物元素を含む化合物は、1種用いて
も2種以上併用してもよい。
As such a raw material for introducing impurities, those which are in a gaseous state at normal temperature and normal pressure or which can be easily gasified at least under film forming conditions are employed. As such starting materials for introducing impurities, specifically, PH 3 , P 2
H 4 , PF 3 , PF 5 , PCl 3 , AsH 3 , AsF 3 , As
F 5, AsCl 3, SbH 3 , SbF 5, BiH 3, BF 3,
BCl 3 , BBr 3 , B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B
5 H 11, B 6 H 10 , B 6 H 12, AlCl 3 and the like. The compounds containing the above impurity elements may be used alone or in combination of two or more.

【0123】本発明において2、6族化合物半導体を形
成する為に用いられる、周期律表第2族元素を含む化合
物としては、具体的にはZn(CH32、Zn(C
252、Zn(OCH32、Zn(OC252、Cd
(CH32、Cd(C252、Cd(C372、Cd
(C492、Hg(CH32、Hg(C252、Hg
(C652、Hg〔C=(C65)〕2等が挙げられ
る。また周期律表第6族元素を含む化合物としては、具
体的にはNO、N2O、CO2、CO、H2S、SCl2
2Cl2、SOCl2、SeH2、SeCl2、Se2Br
2、Se(CH32、Se(C252、TeH2、Te
(CH32、Te(C252等が挙げられる。
In the present invention, the compound containing a Group 2 element of the periodic table, which is used for forming a Group 2 or 6 compound semiconductor, specifically includes Zn (CH 3 ) 2 and Zn (C
2 H 5) 2, Zn ( OCH 3) 2, Zn (OC 2 H 5) 2, Cd
(CH 3 ) 2 , Cd (C 2 H 5 ) 2 , Cd (C 3 H 7 ) 2 , Cd
(C 4 H 9 ) 2 , Hg (CH 3 ) 2 , Hg (C 2 H 5 ) 2 , Hg
(C 6 H 5 ) 2 , Hg [C = (C 6 H 5 )] 2 and the like. Compounds containing elements of Group 6 of the periodic table include, specifically, NO, N 2 O, CO 2 , CO, H 2 S, SCl 2 ,
S 2 Cl 2, SOCl 2, SeH 2, SeCl 2, Se 2 Br
2 , Se (CH 3 ) 2 , Se (C 2 H 5 ) 2 , TeH 2 , Te
(CH 3 ) 2 , Te (C 2 H 5 ) 2 and the like.

【0124】勿論、これ等の原料物資は1種のみならず
2種以上混合して使用することも出来る。
Of course, these raw materials can be used alone or in combination of two or more.

【0125】本発明において形成される2−6族化合物
半導体を価電子制御する為に用いられる価電子制御剤と
しては、周期律表1、3、4、5族の元素を含む化合物
等を有効なものとして挙げることができる。
As the valence electron controlling agent used for controlling the valence electrons of the group 2-6 compound semiconductor formed in the present invention, a compound containing an element of Groups 1, 3, 4, and 5 of the periodic table is effective. Can be cited.

【0126】具体的には1族元素を含む化合物として
は、LiC37、Li(sec−C49)、Li2S、
Li3N等が好適なものとして挙げることができる。
Specifically, compounds containing Group 1 elements include LiC 3 H 7 , Li (sec-C 4 H 9 ), Li 2 S,
Li 3 N and the like can be mentioned as preferable ones.

【0127】また、3族元素を含む化合物としては、B
3、B26、B410、B59、B511、B610、B
(CH33、B(C253、B612、AlX3、Al
(CH32Cl、Al(CH33、Al(OCH33
Al(CH3)Cl2、Al(C253、Al(OC2
53、Al(CH33Cl3、Al(i−C493、A
l(i−C373、Al(C373、Al(OC
493、GaX3、Ga(OCH33、Ga(OC
253、Ga(OC373、Ga(OC493、G
a(CH33、Ga26、GaH(C252、Ga
(OC25)(C252、In(CH33、In(C4
73、In(C493、5族元素を含む化合物とし
てはNH3、HN3、N253、N24、NH43、P
3、P(OCH33、P(OC253、P(C37
3、P(OC493、P(CH33、P(C253
P(C373、P(C493、P(OCH33、P
(OC253、P(OC373、P(OC493
P(SCN)3、P2H4、PH3、AsH3、AsX3
As(OCH33、As(OC253、As(OC3
73、As(OC493、As(CH33、As(C
33、As(C253、As(C653、Sb
3、Sb(OCH33、Sb(OC253、Sb(O
373、Sb(OC493、Sb(CH33、Sb
(C373、Sb(C493などが挙げられる。
The compound containing a Group 3 element includes B
X 3, B 2 H 6, B 4 H 10, B 5 H 9, B 5 H 11, B 6 H 10, B
(CH 3 ) 3 , B (C 2 H 5 ) 3 , B 6 H 12 , AlX 3 , Al
(CH 3 ) 2 Cl, Al (CH 3 ) 3 , Al (OCH 3 ) 3 ,
Al (CH 3 ) Cl 2 , Al (C 2 H 5 ) 3 , Al (OC 2 H
5 ) 3 , Al (CH 3 ) 3 Cl 3 , Al (i-C 4 H 9 ) 3 , A
l (i-C 3 H 7 ) 3, Al (C 3 H 7) 3, Al (OC
4 H 9 ) 3 , GaX 3 , Ga (OCH 3 ) 3 , Ga (OC
2 H 5) 3, Ga ( OC 3 H 7) 3, Ga (OC 4 H 9) 3, G
a (CH 3 ) 3 , Ga 2 H 6 , GaH (C 2 H 5 ) 2 , Ga
(OC 2 H 5 ) (C 2 H 5 ) 2 , In (CH 3 ) 3 , In (C 4
H 7 ) 3 , In (C 4 H 9 ) 3 , and compounds containing Group 5 elements include NH 3 , HN 3 , N 2 H 5 N 3 , N 2 H 4 , NH 4 N 3 , P
X 3 , P (OCH 3 ) 3 , P (OC 2 H 5 ) 3 , P (C 3 H 7 )
3 , P (OC 4 H 9 ) 3 , P (CH 3 ) 3 , P (C 2 H 5 ) 3 ,
P (C 3 H 7 ) 3 , P (C 4 H 9 ) 3 , P (OCH 3 ) 3 , P
(OC 2 H 5 ) 3 , P (OC 3 H 7 ) 3 , P (OC 4 H 9 ) 3 ,
P (SCN) 3 , P 2 H4, PH 3 , AsH 3 , AsX 3 ,
As (OCH 3 ) 3 , As (OC 2 H 5 ) 3 , As (OC 3 H
7 ) 3 , As (OC 4 H 9 ) 3 , As (CH 3 ) 3 , As (C
H 3) 3, As (C 2 H 5) 3, As (C 6 H 5) 3, Sb
X 3 , Sb (OCH 3 ) 3 , Sb (OC 2 H 5 ) 3 , Sb (O
C 3 H 7 ) 3 , Sb (OC 4 H 9 ) 3 , Sb (CH 3 ) 3 , Sb
(C 3 H 7 ) 3 , Sb (C 4 H 9 ) 3 and the like.

【0128】上記において、Xはハロゲン(F、Cl、
Br、I)を示す。
In the above, X is a halogen (F, Cl,
Br, I).

【0129】勿論、これ等の原料物質は1種であっても
よいが、2種又はそれ以上を併用してもよい。
Of course, these raw materials may be used alone or in combination of two or more.

【0130】更に、4族元素を含む化合物としては前述
した化合物を用いることが出来る。
Further, as the compound containing a Group 4 element, the compounds described above can be used.

【0131】本発明において3−5族化合物半導体を形
成する為に用いられる周期律表第3族元素を含む化合物
としては、具体的にはBX3(但し、Xはハロゲン原子
を示す。)、B26、B410、B59、B511、B6
10、B612、AlX3(但し、Xはハロゲン原子を示
す。)、Al(CH32Cl、Al(CH33、Al
(OCH33、Al(CH3)Cl2、Al(C
253、Al(OC253、Al(CH33Cl3
Al(i−C493、Al(i−C373、Al(C
373、Al(OC493、GaX3(但し、Xはハ
ロゲン原子を示す。)、Ga(OCH33、Ga(OC
253、Ga(OC373、Ga(OC493、G
a(CH33、Ga26、GaH(C252、Ga
(OC25)(C252、In(CH33、In(C3
73、In(C493等が挙げられる。また周期律
表第5族元素を含む化合物としては、具体的にはN
3、HN3、N253、N24、NH43、PX3(但
し、Xはハロゲン原子を示す。)、P(OCH33、P
(OC253、P(C373、P(OC493、P
(CH33、P(C253、P(C373、P(C4
93、P(OCH33、P(OC253、P(OC3
73、P(OC493、P(SCN)3、P24、P
3、AsX3(但し、Xはハロゲン原子を示す。)、A
sH3、As(OCH33、As(OC253、As
(OC373、As(OC493、As(CH33
As(CH33、As(C253、As(C653
SbX3(但し、Xはハロゲン原子を示す。)、Sb
(OCH33、Sb(OC253、Sb(OC
373、Sb(OC493、Sb(CH33、Sb
(C373、Sb(C493などが挙げられる。〔但
し、Xはハロゲン原子、具体的にはF、Cl、Br、I
の中から選ばれる少なくとも一つを表わす。〕勿論、こ
れ等の原料物質は1種あるいは2種以上混合して用いる
ことができる。
In the present invention, specific examples of the compound containing a Group 3 element of the periodic table used to form a Group 3-5 compound semiconductor include BX 3 (where X represents a halogen atom), B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 5 H 11 , B 6
H 10 , B 6 H 12 , AlX 3 (where X represents a halogen atom), Al (CH 3 ) 2 Cl, Al (CH 3 ) 3 , Al
(OCH 3 ) 3 , Al (CH 3 ) Cl 2 , Al (C
2 H 5) 3, Al ( OC 2 H 5) 3, Al (CH 3) 3 Cl 3,
Al (i-C 4 H 9 ) 3, Al (i-C 3 H 7) 3, Al (C
3 H 7 ) 3 , Al (OC 4 H 9 ) 3 , GaX 3 (where X represents a halogen atom), Ga (OCH 3 ) 3 , Ga (OC
2 H 5) 3, Ga ( OC 3 H 7) 3, Ga (OC 4 H 9) 3, G
a (CH 3 ) 3 , Ga 2 H 6 , GaH (C 2 H 5 ) 2 , Ga
(OC 2 H 5 ) (C 2 H 5 ) 2 , In (CH 3 ) 3 , In (C 3
H 7 ) 3 and In (C 4 H 9 ) 3 . As the compound containing a Group 5 element of the periodic table, specifically, N
H 3 , HN 3 , N 2 H 5 N 3 , N 2 H 4 , NH 4 N 3 , PX 3 (where X represents a halogen atom), P (OCH 3 ) 3 , P
(OC 2 H 5 ) 3 , P (C 3 H 7 ) 3 , P (OC 4 H 9 ) 3 , P
(CH 3 ) 3 , P (C 2 H 5 ) 3 , P (C 3 H 7 ) 3 , P (C 4
H 9) 3, P (OCH 3) 3, P (OC 2 H 5) 3, P (OC 3
H 7) 3, P (OC 4 H 9) 3, P (SCN) 3, P 2 H 4, P
H 3 , AsX 3 (where X represents a halogen atom), A
sH 3 , As (OCH 3 ) 3 , As (OC 2 H 5 ) 3 , As
(OC 3 H 7 ) 3 , As (OC 4 H 9 ) 3 , As (CH 3 ) 3 ,
As (CH 3 ) 3 , As (C 2 H 5 ) 3 , As (C 6 H 5 ) 3 ,
SbX 3 (where X represents a halogen atom), Sb
(OCH 3 ) 3 , Sb (OC 2 H 5 ) 3 , Sb (OC
3 H 7) 3, Sb ( OC 4 H 9) 3, Sb (CH 3) 3, Sb
(C 3 H 7 ) 3 , Sb (C 4 H 9 ) 3 and the like. [Where X is a halogen atom, specifically F, Cl, Br, I
Represents at least one selected from Of course, these raw materials can be used alone or in combination of two or more.

【0132】本発明において形成される3−5族化合物
半導体を価電子制御する為に用いられる価電子制御剤と
しては、周期律表2、4、6族の元素を含む化合物等を
有効なものとして挙げることができる。具体的には、2
族元素を含む化合物としては、Zn(CH32、Zn
(C252、Zn(OCH32、Zn(OC252
Cd(CH32、Cd(C252、Cd(C372
Cd(C492、Hg(CH32、Hg(C252
Hg(C652、Hg〔C≡C(C65)〕2等を挙げ
ることができ、6族元素を含む化合物としては、NO、
2O、CO2、CO、H2S、SCl2、S2Cl2、SO
Cl2、SeH2、SeCl2、Se2Br2、Se(C
32、Se(C252、TeH2、Te(CH32
Te(C252等を挙げることができる。
As the valence electron controlling agent used for controlling the valence electrons of the group III-V compound semiconductor formed in the present invention, a compound containing an element belonging to groups 2, 4, and 6 of the periodic table is effective. It can be mentioned as. Specifically, 2
Compounds containing group III elements include Zn (CH 3 ) 2 , Zn
(C 2 H 5 ) 2 , Zn (OCH 3 ) 2 , Zn (OC 2 H 5 ) 2 ,
Cd (CH 3 ) 2 , Cd (C 2 H 5 ) 2 , Cd (C 3 H 7 ) 2 ,
Cd (C 4 H 9 ) 2 , Hg (CH 3 ) 2 , Hg (C 2 H 5 ) 2 ,
Hg (C 6 H 5 ) 2 , Hg [C≡C (C 6 H 5 )] 2 and the like. Examples of the compound containing a Group 6 element include NO,
N 2 O, CO 2 , CO, H 2 S, SCl 2 , S 2 Cl 2 , SO
Cl 2 , SeH 2 , SeCl 2 , Se 2 Br 2 , Se (C
H 3) 2, Se (C 2 H 5) 2, TeH 2, Te (CH 3) 2,
Te (C 2 H 5 ) 2 and the like can be mentioned.

【0133】勿論、これ等の原料物質は1種であっても
よいが、2種又はそれ以上を併用してもよい。
Of course, these raw materials may be used alone or in combination of two or more.

【0134】更に、4族元素を含む化合物としては前述
した化合物を挙げることが出来る。
The compounds containing a Group 4 element include the compounds described above.

【0135】本発明において前述した原料化合物はH
e、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn等の希ガス、及びH
2、HF、HCl等の希釈ガスと混合して導入されても
良い。
In the present invention, the starting compound is H
rare gases such as e, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, and H
2 , mixed with a diluting gas such as HF or HCl, and introduced.

【0136】また、これらの希釈ガス等は独立してガス
供給手段から導入されても良い。
These diluent gases and the like may be independently introduced from gas supply means.

【0137】本発明の方法において、前記柱状の成膜空
間内に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 the method of the present invention, in order to generate and maintain microwave plasma uniformly and stably in the columnar film-forming space, the shape and volume of the film-forming space and the introduction into the film-forming space are required. Although there are optimal conditions for the type and flow rate of the source gas to be used, the pressure in the film formation space, the amount of microwave energy radiated into the film formation space, and the matching of microwaves, these parameters are mutually exclusive. Are organically linked to each other, and are not defined unconditionally, and it is desirable to appropriately set preferable conditions.

【0138】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 the 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 is formed. By arranging microwave applicator means to radiate microwave energy almost uniformly in the width direction of the band-shaped member constituting the side wall of the membrane space, and adjusting and optimizing the conditions for generating and maintaining microwave plasma A large-area functional deposition film can be formed continuously and with good uniformity.

【0139】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 film forming space has a columnar shape, and the side wall thereof continuously functions, but also functions as a structural material. In addition, it also serves as a substrate or a support for forming a deposited film.

【0140】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、ガスの流れる方向を制限し
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, in particular,
This is a function of physically and chemically isolating the atmosphere space for film formation, that is, the film formation space and the atmosphere space not involved in the film formation. Or the function of restricting the direction of gas flow, or forming atmospheres with different pressure differences.

【0141】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。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。
That is, according to the method of the present invention, the band-shaped member is curved to form a side wall of a columnar film-forming space, and the other remaining wall surfaces, that is, both end surfaces and a gap left on a part of the side wall are formed. A source gas for depositing film formation and microwave energy are supplied into the film forming space from any one of the above, and the gas is exhausted to confine microwave plasma in the film forming space. An important function as a structural material for forming a functional deposition film on the band-shaped member constituting the side wall, and the band-shaped member itself isolates the film-forming space from an external atmosphere space not involved in film-forming. And can be used as a substrate or a support for forming a deposited film. 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.

【0142】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 formed exclusively in the film forming space. For example, it functions only as a member on which a precursor or the like for forming a deposited film is deposited, and does not function as a structural material constituting the film forming space as in the method of the present invention.

【0143】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。
In addition, the conventional method of RF plasma CVD
In the method, the sputtering method, 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,
The isolation from the external atmosphere space that is not involved in film formation is insufficient, and it cannot be said that it functions as a structural material.

【0144】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, according to the method of the present invention, a band-like member capable of functioning as a substrate or a support for forming a functional deposited film is used as a side wall of the film forming space, and the function as the structural material is exhibited. This also enables continuous formation of a functional deposition film on the belt-shaped member.

【0145】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 the microwave energy is radiated almost uniformly in the width direction of the band-shaped member into the columnar space. By confining the microwave in the space, the microwave energy is efficiently consumed in the columnar space, a uniform microwave plasma is generated, and the uniformity of the deposited film to be formed is increased. 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.

【0146】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 the same as those described above 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. Conditions are set to be different from those in the membrane space. 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 between the inside and outside of 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, or a microwave is positively applied from the inside of the film formation space. It is effective to provide a means that does not cause leakage. As means for preventing microwave leakage, a gap portion connecting the inside and the outside of the film forming space is sealed with a conductive member, or the hole diameter is preferably 波長 wavelength or less, more preferably 波長 wavelength of the microwave used. It may be covered with the following metal mesh or punching board, and the maximum dimension of the gap connecting the inside and the outside of the film forming space is preferably 波長 wavelength or less, more preferably 1 / wavelength or less of the wavelength of microwave. It is desirable. 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.

【0147】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. Bring effect.

【0148】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 microwave plasma CVD of the present invention will be described.
The configuration and features of the apparatus will be described in more detail step by step.

【0149】本発明の装置によれば、マイクロ波プラズ
マ領域が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, since the microwave plasma region is confined by the moving belt-like member, the precursor contributing to the formation of the deposited film generated in the microwave plasma region can be obtained at a high yield. Thus, the efficiency of use of the source gas for forming a deposited film can be dramatically increased because the deposited film can be continuously captured on the substrate and the deposited film can be continuously formed on the belt-shaped member.

【0150】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、前記帯状基体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。
Further, since uniform microwave plasma is generated in the film forming space by using the microwave applicator means of the present invention, the uniformity of the deposited film formed in the width direction of the belt-like member is improved. As a matter of course, the belt-shaped member is conveyed continuously in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the microwave applicator means, so that the deposited film formed in the longitudinal direction of the belt-shaped substrate is made uniform. It also has excellent properties.

【0151】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。
Further, 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 a long strip-shaped member. In addition, a laminated device having excellent interface characteristics can be manufactured.

【0152】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 is made to function as a structural material, the outside of the film formation chamber may be air, but the function formed by the inflow of air into the film formation chamber may be formed. If the characteristics of the conductive deposited film are affected, an appropriate air inflow prevention means may be provided. Specifically, an O-ring, a gasket, a helicflex, a mechanical sealing structure using a magnetic fluid, or the like, or a diluent 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. In the case where the apparatus of the present invention is connected to a plurality of other deposited film forming means and a deposited film is continuously stacked on the belt-shaped member, it is desirable to connect the respective apparatuses using gas gate means. 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.

【0153】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、セセラミ
ックス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 reduced pressure state or a pressurized state. What is necessary is just to arrange | position the auxiliary | assistant structural material in said film-forming chamber. As the auxiliary structure material, it is desirable that the shape substantially the same as the side wall of the film forming chamber is formed of a wire, a thin plate, or the like made of metal, ceramics, 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 hardly shadowed. It is desirable that the projection area of the material on the strip is designed to be as small as possible.

【0154】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, the mesh pattern or the like provided on the auxiliary structural member is formed by bringing the auxiliary structural member into close contact with the band-shaped member and rotating or moving the auxiliary structural member in synchronization with the transport speed of the band-shaped member. It can also be formed on a member.

【0155】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C
VD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、アルミニウム及びその合金、鉄及
びその合金、銅及びその合金等の金属の薄板の及びその
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、Si34、Al23、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-like member suitably used in the method and the apparatus of the present invention, microwave plasma C
Deformation and distortion are small at the temperature required at the time of forming the functional deposition film by the VD method, and have a desired strength.
It is preferable to have conductivity, and specifically, a thin plate of a metal such as stainless steel, aluminum and its alloys, iron and its alloys, copper and its alloys and a composite thereof, and dissimilar materials on their surfaces Metal thin film and / or
Alternatively, an insulating thin film of SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , AlN or the like is subjected to a surface coating treatment by a sputtering method, a vapor deposition method, a plating method, or the like. In addition, the surface of a heat-resistant resin sheet such as polyimide, polyamide, polyethylene terephthalate, epoxy, or a composite of these with glass fiber, carbon fiber, boron fiber, metal fiber, or the like, may be a simple metal or alloy, and a transparent conductive oxide. (TCO) or the like that has been subjected to a conductive treatment by a method such as plating, vapor deposition, sputtering, or coating.

【0156】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。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100c
m、より好ましくは10cm乃至80cmであることが
望ましい。
The thickness of the belt-like member can be set in consideration of cost, storage space, and the like, as long as the thickness is within a range in which the curved shape formed at the time of carrying by the carrying means exhibits strength for maintaining the same. It is desirable to be as thin as possible. Specifically, it is preferable that 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. The desired strength can be easily obtained even if the thickness is reduced. Further, the width dimension of the band-shaped member may be such that, when the microwave applicator is used, uniformity of the microwave plasma with respect to the longitudinal direction is maintained, and the curved shape is maintained. Preferably, specifically, preferably 5 cm to 100 c
m, more preferably 10 cm to 80 cm.

【0157】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。
The length of the belt-like member is not particularly limited, and may be a length that can be wound into a roll. It may be what you did.

【0158】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
ゆるギア状のものも用いたりしても良い。
In the apparatus of the present invention, the means for supporting and transporting the belt-like member while continuously bending the belt-like member may be such that the belt-like member has a curved shape without causing slack, wrinkles, lateral displacement or the like during the transportation. It is necessary to keep it 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. A driving force is applied to at least one of the rollers for transporting the belt-shaped member in its longitudinal direction while maintaining a 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 gear-shaped one having a saw-tooth-shaped projection provided around it may be used.

【0159】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ル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。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、イオンプレーテイング法、CVD法等
によりコーテイング処理したもの、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。
Regarding the shape of the support / transport ring, it is preferable that the shape be a circular shape in order to form a curved shape. However, even if the shape is an elliptical shape, a square shape, or a polygonal shape, it is continuously constant. There is no particular problem as long as it has a mechanism for maintaining the shape. Maintaining a constant transport speed is an important point in transporting the curved shape without causing slack, wrinkles, lateral displacement and the like. Therefore, it is desirable that the support / transport mechanism is provided with a transport speed detecting mechanism for the belt-shaped member and a transport speed adjusting mechanism to which a field-back is applied. Also,
These mechanisms have a great effect on controlling the film thickness in manufacturing a semiconductor device. In addition, the support
The transport ring will be disposed in the microwave plasma region, although the degree of exposure to the plasma will vary for that 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 those 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 formed by processing a single or composite of the 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.

【0160】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 adhering to the support / transport ring is preferably removed before peeling, scattering, etc. occur. Desirably, it is removed by physical means.

【0161】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 provided with the support / transport roller.
Since the area in contact with the band-shaped member is designed to be larger than that of the transfer ring, the heat exchange rate with the band-shaped member is large. 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, at least one pair of support
The set temperature of the transport roller may be different. Further, the support / transport roller has a built-in transport tension detecting mechanism for the belt-shaped member, which is also effective in keeping the transport speed constant.

【0162】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
めクラウン機構が設けられることが好ましい。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。
Furthermore, it is preferable that the support / transport roller is provided with a crown mechanism for preventing the belt-shaped member from bending, twisting, laterally displacing or the like during the transport. 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.

【0163】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、実質的には前記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
マ領域の絶対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 the both end surfaces of the columnar film forming chamber formed by using the strip-shaped member as a side wall is substantially circular, elliptical, square, polygonal or the like, and the microwave applicator means is arranged. It is desirable that the position is provided substantially in the vicinity of the center of the shape in order to uniformly generate microwave plasma in the film forming chamber and to improve the uniformity of the formed deposited film. Further, 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 film thickness of the deposited film 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. It is determined. 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 raw material gas used, the pressure, the microwave radiation of the microwave applicator, It is determined by the correlation between the transmission capacity and the absolute volume of the microwave plasma region, and it is difficult to unambiguously define it.

【0164】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、M
o、W、Fe、V、Cr、Cu、ステンレス、真ちゅ
う、ニクロム、SnO2、In23、ZnO、SnO2
In23(ITO)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, if the band-shaped member is electrically conductive such as a metal, it may be used as an electrode for directly taking out current, or an electric insulating material such as a synthetic resin. In the case of the property, Al, Ag, Pt, Au, Ni, Ti, M
o, W, Fe, V, Cr, Cu, stainless steel, brass, nichrome, SnO 2, In 2 O 3 , ZnO, SnO 2 -
A so-called single metal or alloy such as In 2 O 3 (ITO) or a transparent conductive oxide (TCO) is subjected to surface treatment in advance by plating, vapor deposition, sputtering, or the like to form an electrode for current extraction. It is desirable.

【0165】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 a metal, the reflectance of long-wavelength light on the surface of the substrate can be improved, and the constituent elements between the substrate material and the deposited film can be improved. 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 mutual diffusion of the layers and forming an interference layer for preventing 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.

【0166】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500Å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。
The surface of the belt-like 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 its maximum height (Rmax)
Is preferably 500 ° to 5000 °, the light reflection on the surface becomes irregular reflection, and the optical path length of the reflected light on the surface is increased.

【0167】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 the tip of the microwave applicator means, and separates the vacuum atmosphere in the film forming chamber from the outside air in which the microwave applicator means is installed. Designed to withstand existing pressure differences. Specifically, the cross-sectional shape of the microwave in the traveling direction is preferably circular, square, elliptical flat plate, bell jar,
Desirably, it has a doublet shape and a conical shape.

【0168】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アインセラミ
ックス等が挙げられる。
The thickness of the microwave permeable member in the direction in which the microwave travels is designed in consideration of the dielectric constant of the material used so that the reflection of the microwave here is minimized. Preferably, for example, in the case of a flat plate, it is preferable that the wavelength is substantially equal to a half 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,
Glass such as boron nitride and silicon carbide, fine ceramics, and the like are included.

【0169】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 permeable member is uniformly cooled in order to prevent heat deterioration (crack, destruction) or the like due to heating by microwave energy and / or plasma energy.

【0170】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, or the like. The microwave-permeable member may be cooled by a cooling medium such as oil or freon, 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.

【0171】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 microwaves into the film forming chamber formed by the band-shaped member are absorbed. If the amount of energy radiation decreases and the amount of change increases significantly compared to immediately after the start of discharge, not only is it difficult to maintain the microwave plasma itself, but also the deposition rate of the deposited film decreases. And changes in characteristics and the like. 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.

【0172】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 subjected to wet etching or It may be separated and reused by mechanical removal or the like, 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.

【0173】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, and converts a raw material gas for forming a deposited film introduced from the gas introducing means into a plasma. It has a structure that can be changed and maintained.

【0174】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
ード、TE11モード、eH1モード、TM11モード、T
01モード党を挙げることができるが、好ましくはTE
10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
なくともそのカツ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JI
S、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、2.45GHz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×高さ27mmのもの等を挙げることができ
る。
Specifically, it is preferable to use the microwave transmission waveguide in which the microwave transmitting member is attached to the distal end 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. The microwave transmission mode in the microwave applicator means enables efficient transmission of microwave energy in the film forming chamber and stably generates, maintains, and controls 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, they can be used by appropriately selecting microwave plasma generation conditions such as a source gas, pressure, and microwave power to be used. The transmission mode when it is designed to be single mode, for example, TE 10 mode, TE 11 mode, eH 1 mode, TM 11 mode, T
M01 mode party, but preferably TE
10 mode, TE 11 mode, and eH 1 mode are 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 coincide with each other. Is desirable.
The type of the waveguide is appropriately selected depending on the frequency band (band) and mode of the microwave used, and it is preferable that at least the cut-off frequency is lower than the frequency used. JI
S, EIAJ, IEC, JAN, etc. standard rectangular waveguide,
In addition to a circular waveguide, an elliptical waveguide, and the like, as a company standard for microwaves of 2.45 GHz, there can be cited one having a square cross section having an inner diameter of 96 mm and a height of 27 mm.

【0175】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, the microwave energy supplied from the microwave power source is efficiently radiated into the film forming chamber through the microwave applicator means, so that the reflected wave caused by the so-called microwave applicator is used. Is relatively easy to avoid, and in a microwave circuit, a relatively stable discharge can be maintained without using a microwave matching circuit such as a three-stub tuner or an EH tuner. If a strong reflected wave is generated due to abnormal discharge or the like even after the start, it is desirable to provide the microwave matching circuit to protect the microwave power supply.

【0176】本発明の装置において配設されるガス供給
手段の数は、少なくとも形成しようとする機能性堆積膜
の成分元素数に等しいか、又はそれ以上であることが望
ましい。そして、夫々のガス供給手段はパイプ状のガス
導入管で構成され、その側面には1列又は複数列のガス
放出口が開けられている。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が
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、ニオブ、タンタル、タングス
テン、バナジウム、ミリブデン等耐熱性金属及びこれら
をアルミナ、窒化ケイ素、石英等のセラミックス上に溶
射処理等をしたもの、そしてアルミナ、窒化ケイ素、石
英等のセラミクス単体、及び複合体で構成されるもの等
を挙げることができる。
It is desirable that the number of gas supply means provided in the apparatus of the present invention is at least equal to or greater than the number of component elements of the functional deposition film to be formed. Each of the gas supply means is constituted by a pipe-shaped gas introduction pipe, and one or more rows of gas discharge ports are opened on the side surfaces thereof. As the material constituting the gas introduction tube, a material that is not damaged in microwave plasma is preferably used. Specifically, heat-resistant metals such as stainless steel, nickel, titanium, niobium, tantalum, tungsten, vanadium, and millibden, and those obtained by spraying these on ceramics such as alumina, silicon nitride, and quartz; and alumina, silicon nitride, Examples thereof include ceramics such as quartz and those composed of a composite.

【0177】本発明の装置において、前記ガス供給手段
は前記成膜室の側壁を構成する帯状部材の幅方向と平行
に配設され、前記ガス放出口は近接する帯状部材に向け
られている。
[0177] In the apparatus of the present invention, the gas supply means is provided in parallel with the width direction of the band-shaped member constituting the side wall of the film forming chamber, and the gas discharge port is directed to the adjacent band-shaped member.

【0178】本発明の装置において用いられるガス供給
手段の配置を、以下図面を用いて具体的に説明するが、
特にこれらに限定されるわけではない。
The arrangement of the gas supply means used in the apparatus of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
It is not particularly limited to these.

【0179】図7及び図8に本発明の装置におけるガス
導入管の配置を示す為の模式的側断面図を示した。な
お、本図面においては主要構成部材のみを示してある。
FIGS. 7 and 8 are schematic side sectional views showing the arrangement of gas introduction pipes in the apparatus of the present invention. In this drawing, only main constituent members are shown.

【0180】図7に示す例は、柱状の成膜室116内に
ガス供給手段としての3本のガス導入管113a、11
3b、113cを配設した場合の典型例であり、パイプ
状のガス導入管113a、113b、113cは夫々成
膜室116の中心Oからほぼ等距離で成膜室の中心軸H
H′を基準として図中に示したごとくθ3、θ4、θ5
角度で帯状部材101の幅方向と平行に配置されてい
る。そして、ガス放出口701a、701b、701c
は夫々近接する帯状部材101に向けられている。
In the example shown in FIG. 7, three gas introduction pipes 113a and 113
This is a typical example in the case where 3b and 113c are provided, and the pipe-shaped gas introduction pipes 113a, 113b and 113c are located at substantially equal distances from the center O of the film forming chamber 116, respectively.
As shown in the figure, H ′ is used as a reference and arranged at angles θ 3 , θ 4 , and θ 5 in parallel with the width direction of the belt-shaped member 101. Then, the gas discharge ports 701a, 701b, 701c
Are directed to the adjacent strip-shaped members 101, respectively.

【0181】本配置においてガス導入管113bは成膜
室116の中心線HH′上に配置されているが、所望に
より左右いずれにずれた位置に配置されても良い。ま
た、ガス導入管113a、113b、113cの中心O
からの距離は夫々等しくても、また互いに異なっていて
も良い。角度θ3、θ4、θ5はやはり互いに等しくて
も、異なっていても良い。
In this arrangement, the gas introduction tube 113b is arranged on the center line HH 'of the film formation chamber 116, but may be arranged at any position shifted to the left or right as desired. Also, the center O of the gas introduction pipes 113a, 113b, 113c
May be equal to each other or different from each other. The angles θ 3 , θ 4 , θ 5 may again be equal or different.

【0182】ガス導入管113a、113b、113c
の夫々には所望に応じて適宜混合された堆積膜形成用原
料ガスが独立に制御されながら導入される。
Gas introduction pipes 113a, 113b, 113c
The raw material gases for forming a deposited film, which are appropriately mixed as required, are introduced into each of the above while independently controlled.

【0183】ガス放出口701a、701b、701c
は、夫々のガス導入管の側面上に一列に、ほぼ等間隔で
開けられているが、ガス導入量の増減に応じて、形成さ
れる堆積膜の幅方向の均一性を向上させる為に間隔を適
宜変化させても良い。
Gas outlets 701a, 701b, 701c
Are arranged in a row on the side surface of each gas introduction pipe at substantially equal intervals, but are spaced in order to improve the uniformity in the width direction of the deposited film to be formed according to the increase or decrease in the gas introduction amount. May be appropriately changed.

【0184】勿論、ガス導入管の数は2本であっても、
4本以上であっても良い。
Of course, even if the number of gas introduction pipes is two,
The number may be four or more.

【0185】図8に示す例は、柱状の成膜室116内に
ガス供給手段としての2本のガス導入管703a、70
3bとガス整流板702を配設した場合の典型例であ
る。ガス導入管703a、703bはガス整流板702
にほぼ対称に配置されている。所望に応じガス導入管7
03a、703bのガス整流板からの距離は変えても良
い。ガス整流板702を配設することにより、夫々のガ
ス導入管から放出される堆積膜形成用原料ガスの成膜室
内での分離が向上し、形成される堆積膜の組成制御性が
向上する。
In the example shown in FIG. 8, two gas introduction pipes 703a and 703a as gas supply means are provided in a columnar film forming chamber.
This is a typical example in a case where a gas flow plate 3b and a gas flow regulating plate 702 are provided. The gas introduction pipes 703a, 703b are
Are arranged almost symmetrically. Gas inlet pipe 7 if desired
The distances 03a and 703b from the gas flow regulating plate may be changed. By disposing the gas rectifying plate 702, the separation of the deposition film forming source gas discharged from each gas introduction pipe in the film formation chamber is improved, and the composition controllability of the formed deposition film is improved.

【0186】ガス整流板の大きさ、形状、配設される位
置等は、所望する堆積膜の組成に応じ適宜決定される。
The size, shape, location, and the like of the gas rectifying plate are appropriately determined according to the desired composition of the deposited film.

【0187】ガス導入管の数は2本であっても、3本以
上であっても良い。
The number of gas introduction pipes may be two or three or more.

【0188】ガス放出口は図7で用いたガス導入管と同
様に開けられる。
The gas outlet is opened similarly to the gas inlet tube used in FIG.

【0189】本発明の装置において、成膜室内で生起す
るマイクロ波プラズマのプラズマ電位を制御する為に、
前記ガス導入管にバイアス電圧を印加しても良い。そし
て、複数のガス導入管に印加されるバイアス電圧は夫々
等しくても、また互いに異なっていても良い。バイアス
電圧としては直流、脈流及び交流電圧を単独又は夫々を
重畳させて印加させることが望ましい。
In the apparatus of the present invention, in order to control the plasma potential of the microwave plasma generated in the film forming chamber,
A bias voltage may be applied to the gas introduction pipe. The bias voltages applied to the plurality of gas introduction tubes may be equal to each other, or may be different from each other. As the bias voltage, it is desirable to apply a DC, a pulsating current, and an AC voltage alone or by superimposing each of them.

【0190】バイアス電圧を効果的に印加させるには、
ガス導入管及び帯状部材のいずれもがその表面が導電性
であることが望ましい。
To apply a bias voltage effectively,
It is desirable that the surfaces of both the gas introduction pipe and the belt-shaped member are conductive.

【0191】バイアス電圧を印加し、プラズマ電位を制
御することによって、プラズマの安定性、再現性及び膜
特性の向上、欠陥の発生の抑制が図られる。
By controlling the plasma potential by applying a bias voltage, it is possible to improve plasma stability, reproducibility, film characteristics, and suppress the occurrence of defects.

【0192】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, part or all of the deposited film forming raw material gas introduced into the columnar film forming chamber from the gas introduction pipe is decomposed to generate a deposited film forming precursor. A deposited film is formed, but undecomposed raw material gas,
Alternatively, a gas having a different composition due to decomposition must be immediately 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 gap is preferably the wavelength of the microwave used to prevent microwave leakage. It is desirable that the wavelength be equal to or less than 1/2 wavelength, and more preferably equal to or less than 1/4 wavelength.

【0193】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 means and the bending end end forming means in the film forming chamber, and the raw material gas is exhausted from the gap.
The film forming chamber is maintained at a predetermined reduced pressure state, but the size of the gap is such that a sufficient exhaust conductance is obtained, and at the same time, the microwave energy radiated into the film forming chamber is out of the film forming chamber. It needs to be designed not to leak.

【0194】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 propagating in the microwave applicator means, the center axis of the supporting / transporting roller as the bending start end forming means, and the support / transporting roller as the bending end end forming means. The microwave applicator means is arranged so that the plane including the central axis of the transport roller is not parallel to each other. That is,
The waveguide connected to the microwave applicator means is arranged such that a surface including a long side or a long axis of the waveguide and a surface including a central axis of the pair of supporting / transporting rollers are not parallel to each other. Arrange.

【0195】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。
If microwave energy is to be radiated into the film forming chamber through a plurality of the microwave applicator means, it is necessary that each of the microwave applicator means is disposed as described above. .

【0196】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 size of the opening width in the longitudinal direction of the band-like member in the gap left between the bending start end forming means and the bending end end forming means prevents the leakage of microwave energy from the gap. In order to prevent this, it is desirable that the wavelength of the microwave is preferably 好 ま し く wavelength or less, more preferably 1 / wavelength or less.

【0197】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 apparatus of the present invention, when a plurality of the microwave applicator means are disposed so as to face each other, the microwave energy radiated from one microwave applicator means is used for the other microwave applicator means. Received, the received microwave energy reaches the microwave power supply connected to the other microwave applicator means, and damages the microwave power supply or causes an abnormality in microwave oscillation. It is necessary to arrange them so as not to cause adverse effects such as the above.

【0198】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似前記導波管を配設する。
More specifically, the microwave applicator means is provided 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 waveguide is 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.

【0199】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 microwave energy is emitted from only one of the two end faces of the film forming chamber, it is necessary to prevent microwave energy from leaking from the other end face. It is desirable to seal the end face with a conductive member, or cover the end face with a wire mesh having a hole diameter of preferably 以下 wavelength or less, more preferably 1 / wavelength or less, a punching board or the like.

【0200】本発明の装置においては前記成膜室及び/
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4,438,7
23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、H
e、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、概ね図25、
図26に示したような圧力勾配を形成するようにすれば
良い。図25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、図26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
器間でも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 forming chamber and / or
Alternatively, gas gate means is preferably used to separate and separate the vacuum vessel and the vacuum vessel having another film forming means from the vacuum chamber and to continuously transport the belt-shaped member through them. 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. Accordingly, the basic concept is described in U.S. Pat. No. 4,438,7.
Although the gas gating means disclosed in No. 23 can be employed, its capacity needs to be further improved. Specifically, it is necessary to be able to withstand a pressure difference of about 10 6 times at the maximum, and an oil diffusion pump, a turbo molecular pump, a mechanical booster pump, or the like having a large exhaust capacity is preferably used as the exhaust pump. Further, the cross-sectional shape of the gas gate is a slit shape or a shape similar thereto,
These dimensions are calculated and designed by 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 to enhance the separation ability.
A rare gas such as e, Ne, Kr, Xe, and Rn, or a diluent gas for forming a deposited film such as H 2 . The gate gas flow rate is appropriately determined depending on the conductance of the entire gas gate, the capacity of the exhaust pump used, and the like.
What is necessary is just to form the pressure gradient as shown in FIG. In FIG. 25, there is a point where the pressure is maximum at substantially the center of the gas gate. Therefore, the gate gas flows from the center of the gas gate to the vacuum vessels on both sides, and in FIG. 26, the pressure becomes minimum at the substantially center of the gas gate. Since there is a point, the gate gas is also exhausted from the central part 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.

【0201】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C
VD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。
[0201] In the apparatus of the present invention, the deposition film forming means provided in the other vacuum vessel connected to the isolation vessel by the gas gate means may be an RF plasma C.
VD method, sputtering method and reactive sputtering method, ion plating method, optical CVD method, thermal CVD
Means for realizing a method used for forming a so-called functional deposited film, such as a method, MOCVD method, MBE method, and HR-CVD method. And, of course, it is also possible to connect means of the microwave plasma CVD method of the present invention and a similar microwave plasma CVD method, select an appropriate means for manufacturing a desired semiconductor device, and connect using the gas gate means. Is done.

【0202】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 apparatus of the present invention is preferably 2.45 GHz which is used for consumer use. Any material that is easily available can be used. Further, in order to obtain a stable discharge, the oscillation mode is desirably a so-called continuous oscillation, and its ripple width is preferably within 30%, more preferably within 10% in a used output region.

【0203】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 film forming chamber and / or
Alternatively, it is effective to form a deposited film continuously without exposing the isolation container to the atmosphere because the deposited film can be prevented from being mixed with impurities in terms of stable characteristics. 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.

【0204】〔装置例〕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。
[Examples of Apparatus] 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.

【0205】装置例1 図1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 is a schematic perspective schematic view of a microwave plasma CVD apparatus of the present invention.

【0206】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-like member, which includes support / transport rollers 102 and 103, a support / transport ring 104,
The film is conveyed in the direction of the arrow (→) in FIG. Reference numerals 106a to 106e denote temperature control mechanisms for heating or cooling the belt-shaped member 101, and the temperature is controlled independently of each other.

【0207】本装置例において、マイクロ波アプリケー
ター107、108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 example of the apparatus, a pair of microwave applicators 107 and 108 are provided so as to face each other, and microwave transmitting members 109 and 110 are provided at their tip portions, respectively. 111, 112
Are arranged such that the planes including the long sides thereof are not perpendicular to the planes including the center axis of the supporting / transporting rollers, 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 support / transport ring 104 for the purpose of explanation, but is arranged in the direction of the arrow in the figure when forming a deposited film.

【0208】113a、113b、113cはガス導入
管であり、夫々に不図示のマスフローコントローラーを
介して堆積膜形成用原料ガスが独立して導入される。プ
ラズマ電位制御用のバイアス電圧を印加する場合には、
該ガス導入管に直流又は交流電源等から導線を介して電
圧を印加すれば良い。その際には該ガス導入管の一部に
絶縁性継手を挿入し、成膜空間側にのみにバイアス電圧
が印加される様に配慮するのが望ましい。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。11
5a、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。
Reference numerals 113a, 113b, and 113c denote gas introduction pipes, into which a raw material gas for forming a deposited film is independently introduced via a mass flow controller (not shown). When applying a bias voltage for plasma potential control,
A voltage may be applied to the gas introduction pipe from a DC or AC power supply via a conductor. At this time, it is desirable to insert an insulating joint into a part of the gas introduction pipe so that a bias voltage is applied only to the film formation space side. An exhaust pipe 114 is connected to an exhaust pump (not shown). 11
Reference numerals 5a and 115b denote isolation passages, which are provided when the apparatus of the present invention is connected to a container or the like including other film forming means.

【0209】支持・搬送用ローラー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 / transport rollers 102 and 103 incorporate a transport feed detecting mechanism and a tension detecting and adjusting mechanism (both are not shown) to keep the transport feed of the belt-shaped member 101 constant and to adjust its curved shape. Is kept constant.

【0210】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.

【0211】図2にマイクロ波アプリケーター手段10
7、108を具体的に説明するための断面模式図を示し
た。
FIG. 2 shows the microwave applicator means 10.
7 and 108 are schematic sectional views for specifically explaining the same.

【0212】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。
A microwave applicator 200 transmits microwaves from a microwave power supply (not shown) via a rectangular waveguide 208 from the left arrow direction in the figure.

【0213】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。
Numerals 201 and 202 are microwave transmitting members, which are fixed to the inner cylinder 204 and the outer cylinder 205 using a metal seal 212 and a fixing ring 206, and are vacuum-sealed. A cooling medium 209 flows between the inner cylinder 204 and the outer cylinder 205, and one end is sealed with an O-ring 210 to uniformly cool the entire microwave applicator 200. I have. As the cooling medium 209, water, freon, oil, cooling air and the like are preferably used. The microwave permeable member 201 has microwave matching disks 203a, 20
3b is fixed. A choke flange 207 having a groove 211 is connected to the outer cylinder 205. 213 and 214 are cooling air introduction holes and / or discharge holes, which are used to cool the inside of the applicator.

【0214】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20
4の内側の形状は角柱状であっても良い。
In this example of the apparatus, the inner shape of the inner cylinder 204 is cylindrical, and the inner diameter and the length of the microwave in the traveling direction 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 cylinder 20
The shape inside 4 may be prismatic.

【0215】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, there can be mentioned a case where the apparatus shown in Apparatus Example 1 is disposed in an isolated container.

【0216】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 it can incorporate each of the constituent jigs shown in Example 1 of the apparatus, but a cubic shape, a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, or the like is preferably used. Can be 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. . Further, the space may be simultaneously evacuated by an exhaust pump of the film forming chamber 116, or an independent exhaust pump may be connected.

【0217】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, the same configuration as that of the apparatus example 1 except that the shape of the microwave applicator is changed to a prismatic shape can be mentioned. 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.

【0218】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
様の構成のものを挙げることができる。
Apparatus Example 4 This apparatus example has the same configuration as the apparatus example 2 except that the prismatic microwave applicator means used in the apparatus example 3 is used.

【0219】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のもの
を挙げることができる。
Apparatus Examples 5 and 6 In this apparatus example, the same configuration as in Apparatus Examples 1 and 2 except that an elliptic cylindrical microwave applicator is used instead of the cylindrical microwave applicator is used. it can.

【0220】装置例7 本装置例では、図3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302をガスゲート321及び322を用いて接続し
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 302 for feeding and winding the belt-like member 101 to the microwave plasma CVD apparatus for forming a deposited film shown in Apparatus Example 2. Are connected using gas gates 321 and 322.

【0221】なお、本装置例では図7に示した構成のガ
ス供給手段を具備しているが、勿論図8に示した構成の
ガス供給手段又はそれ以外の構成のガス供給手段を具備
しても良い。
In this example of the apparatus, the gas supply means having the structure shown in FIG. 7 is provided. Of course, the gas supply means having the structure shown in FIG. 8 or other gas supply means is provided. Is also good.

【0222】300は距離容器、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ピン
であり、図中矢印方向に帯状部材が搬送される。もちろ
んこれは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、315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。
Reference numeral 300 denotes a distance container, 303 denotes a feeding bobbin for a belt-like member, and 304 denotes a bobbin for winding the belt-like member. The belt-like member is conveyed in the direction of the arrow in the figure. Of course, this can be reversed and transported. In the vacuum containers 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. 312, 313
Is a temperature adjusting mechanism used for preliminary heating or cooling of the belt-shaped member. Reference numerals 307, 308, and 309 denote throttle valves for adjusting the displacement, and 310, 311, and 320 denote exhaust pipes, each of which is connected to an exhaust pump (not shown).
Reference numerals 314 and 315 denote pressure gauges, reference numerals 316 and 317 denote gate gas introduction pipes, and reference numerals 318 and 319 denote gate gas exhaust pipes. The exhaust gas (not shown) exhausts the gate gas and / or the source gas for forming a deposited film.

【0223】装置例8 本装置例では、図4に示したごとく、装置例7で示した
装置に、更に2台のマイクロ波プラズマCVD法による
堆積膜形成装置の内蔵された隔離容器300−a、30
0−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。接続された
2台の堆積膜形成装置にはガス導入管は夫々1本ずつ具
備されている。
Apparatus Example 8 In this apparatus example, as shown in FIG. 4, the isolation apparatus 300-a in which two additional deposition film forming apparatuses by microwave plasma CVD are incorporated in the apparatus shown in the apparatus example 7 is used. , 30
Ob may be connected to both sides to form a stacked device. Each of the two connected deposited film forming apparatuses is provided with one gas introduction pipe.

【0224】なお、本装置例では隔離容器300に内蔵
され堆積膜形成装置には、図7に示した構成のガス供給
手段を具備しているが、勿論図8に示した構成のガス供
給手段又はそれ以外の構成のガス供給手段を具備しても
良い。
In this example of the apparatus, the deposited film forming apparatus built in the isolation container 300 is provided with the gas supply means having the structure shown in FIG. 7, but of course the gas supply means having the structure shown in FIG. Alternatively, a gas supply unit having another configuration may be provided.

【0225】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。
[0225] 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.

【0226】401、402、403、404は各々ガ
スゲート、405、406、407、408は各々ゲー
トガス導入管、409、410、411、412は各々
ゲートガス排気管である。
Reference numerals 401, 402, 403, and 404 denote gas gates, 405, 406, 407, and 408 denote gate gas introduction pipes, and 409, 410, 411, and 412 denote gate gas exhaust pipes, respectively.

【0227】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.
One having the same configuration except that 1 was changed to the prismatic microwave applicator used in Apparatus Example 3 or 4 can be mentioned.

【0228】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 Examples may be the same as in Apparatus Examples 7 and 8 except that the microwave applicator is changed to the elliptic columnar microwave applicator used in Apparatus Examples 5 and 6.

【0229】装置例13 本装置例では図5に示したごとく、装置例7で示した装
置に、更に2台に従来法である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ことができる。
Apparatus Example 13 In this apparatus example, as shown in FIG. 5, two RF plasma CVD apparatuses, which are a conventional method, are connected to both sides of the apparatus shown in Apparatus Example 7 to produce a stacked device. One that can be used is exemplified.

【0230】なお、本装置例では図7に示した構成のガ
ス供給手段を具備しているが、勿論図8に示した構成の
ガス供給手段又はそれ以外の構成のガス供給手段を具備
しても良い。
[0230] In this example of the apparatus, the gas supply means having the structure shown in Fig. 7 is provided. Of course, the gas supply means having the structure shown in Fig. 8 or other gas supply means is provided. Is also good.

【0231】ここで、501、502は真空容器、50
3、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, 50
Reference numerals 3 and 504 denote cathode electrodes for RF application and 505 and 506, respectively.
Is a gas introduction tube / heater; 507 and 508 are halogen lamps for heating the substrate; 509 and 510 are anode electrodes;
Reference numerals 1 and 512 are exhaust pipes.

【0232】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、パン
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, in the apparatus shown in the apparatus examples 1 and 2,
As a case where a relatively narrow band-shaped member is used, there is a case where a microwave applicator is provided only on one end surface of one side of a film forming chamber. In this case, however, a wire mesh for preventing microwave leakage, a punching board, a metal sheet, or the like is provided on the other end face.

【0233】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3
00、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み合わせて取り付けた装
置。
Other Apparatus Examples For example, in the apparatus example 8, the isolation container 3 for forming a deposited film is used.
Apparatus in which microwave applicators of various shapes described above in 00, 300-a and 300-b are combined and mounted.

【0234】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, the device shown in the device example 8 was used in two or three units.
Examples of the apparatus include a serially connected apparatus and an apparatus in which the above-described deposition film forming means using the RF plasma CVD method is mixed and connected.

【0235】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 or more pairs of microwave applicators are provided on both end faces of the film forming chamber to form a larger microwave plasma region, and the band-shaped member is formed. An apparatus that can form a relatively thick functional deposited film without changing the transport rate can be used.

【0236】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
図9乃至図12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. 9 to 12 schematically show typical examples of the layer structure.

【0237】図9に示す例は、支持体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80
7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. 9, a lower electrode 802, an n-type semiconductor layer 803, an i-type semiconductor layer 804,
p-type semiconductor layer 805, transparent electrode 806, and current collecting electrode 80
Reference numeral 7 denotes a photovoltaic element 800 deposited and formed in this order.
In this photovoltaic element, it is assumed that light is incident from the transparent electrode 806 side.

【0238】図10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。
An example shown in FIG. 10 shows a light-transmitting support 801.
This is a photovoltaic element 800 'on which 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. In this photovoltaic element, it is assumed that light is incident from the light-transmitting support 801 side.

【0239】図11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p
in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80
5,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80
6の側より光の入射が行われることを前提としている。
[0239] The example shown in FIG.
Alternatively, a p-type transistor using two types of semiconductor layers having different layer thicknesses as an i-layer
This is a so-called tandem-type photovoltaic element 813 formed by stacking two in-junction type photovoltaic elements 811 and 812. Reference numeral 801 denotes a support, which includes a lower electrode 802, an n-type semiconductor layer 803, an i-type semiconductor layer 804, and a p-type semiconductor layer 80.
5, an n-type semiconductor layer 808, an i-type semiconductor layer 809, a p-type semiconductor layer 810, a transparent electrode 806 and a current collecting electrode 807 are laminated in this order.
It is assumed that light is incident from the side 6.

【0240】図12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p
in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80
2、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81
5、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。
In the example shown in FIG.
Alternatively, a p-type transistor using three types of semiconductor layers having different layer thicknesses as i-layers
This is a so-called triple-type photovoltaic element 824 formed by stacking three in-junction type photovoltaic elements 820, 821, and 823. Reference numeral 801 denotes a support, and the lower electrode 80
2, n-type semiconductor layer 803, i-type semiconductor layer 804, p-type semiconductor layer 805, n-type semiconductor layer 814, i-type semiconductor layer 81
5, a p-type semiconductor layer 816, an n-type semiconductor layer 817, an i-type semiconductor layer 818, a p-type semiconductor layer 819, a transparent electrode 806, and a current collecting electrode 807 are stacked in this order. It is assumed that light enters from the side of.

【0241】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
順を入れ変えて使用することもできる。
In each of the photovoltaic elements, n
The type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer can be used by changing the lamination order of each layer according to the purpose.

【0242】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 configuration of these photovoltaic elements will be described.

【0243】支持体 本発明において用いられるし事態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。
The support 801 used in the present invention is preferably made of a material which is flexible and can form a curved shape, and may be a conductive material or an electrically insulating material. There may be. Further, they may be light-transmitting or non-light-transmitting, but are light-transmitting when light is incident from the support 801 side. It is necessary.

【0244】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 above-mentioned band-shaped member used in the present invention can be mentioned. By using the band-shaped member, the weight of the solar cell to be manufactured, the strength can be improved, and the transport space can be reduced.

【0245】電極 本発明の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。(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。
Electrodes In the photovoltaic element of the present invention, 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) Lower Electrode As the lower electrode 802 used in the present invention, the surface to which light for generating photovoltaic light is irradiated differs depending on whether or not the material of the support 801 is translucent (for example, In the case where 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.

【0246】具体的には、図9、図11及び図12のよ
うな層構成の場合には支持体801とn型半導体層80
3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 the layer structure shown in FIGS. 9, 11 and 12, the support 801 and the n-type semiconductor layer 80 are formed.
3 is provided. 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.

【0247】図10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. 10, a light-transmitting support 801 is used. Since light is incident from the support 801 side, the lower part is used for current extraction and light reflection at the electrode. An electrode 802 is provided to face the support 801 with the semiconductor layer interposed therebetween.

【0248】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.
Is provided.

【0249】電極材料としては、Ag、Au、Pt,N
i、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 the electrode material, Ag, Au, Pt, N
Metals such as i, Cr, Cu, Al, Ti, Zn, Mo and W or alloys thereof are listed, and thin films of these metals are formed by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering or the like. Also, 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.

【0250】下部電極802とn型半導体層803との
間に、図中には示されてはいないが、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
らせることで半導体層を挟んで設けられた下部電極80
2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 preventing 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 slight resistance value so as to sandwich the semiconductor layer. Lower electrode 80
To prevent short-circuiting caused by a defect such as a pinhole between the transparent electrode 806 and the transparent electrode 806, and to produce multiple interference by a thin film to confine incident light in a photovoltaic element. it can.

【0251】(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
や白色蛍光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
SnO、InO、ZnO、CdO、CdSnO、ITO
(InO+SnO)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。透明電極は図9、図11、図12にお
いてはp型半導体層805層の上に積層され、図10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 white fluorescent light into the semiconductor layer. Desirably, the sheet resistance is desirably 100Ω or less so that the resistance of the output of the photovoltaic element does not become a resistance component. Materials having such characteristics include SnO, InO, ZnO, CdO, CdSnO, and ITO.
Metal oxides such as (InO + SnO), Au, Al,
A metal thin film in which a metal such as Cu is formed into a very thin and translucent shape is exemplified. The transparent electrode is laminated on the p-type semiconductor layer 805 in FIGS. 9, 11 and 12, and is laminated on the substrate 801 in FIG.
It is necessary to select ones with good adhesion to each other. As a manufacturing method thereof, a resistance heating evaporation method, an electron beam evaporation method, a sputtering method, a spray method, or the like can be used, and the method is appropriately selected as desired.

【0252】(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
806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 806 for the purpose of reducing the surface resistance of the transparent electrode 806.
Provided above. Ag, Cr, Ni,
Examples thereof include thin films of metals such as Al, Ag, Au, Ti, Pt, Cu, Mo, W, and alloys thereof. These thin films can be stacked and used. The shape and area of the semiconductor layer are appropriately designed so that the amount of light incident on the semiconductor layer is sufficiently ensured.

【0253】例えば、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 on the light receiving surface of the photovoltaic element, and that the area is preferably 15% or less, more preferably 10% or less with respect to the light receiving area.

【0254】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。
The sheet resistance is desirably 50 Ω or less, more preferably 10 Ω or less.

【0255】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−SiG
e:H:F、poly−Si:H、poly−Si:
F、poly−Si:H:F等いわゆる4族及び4族合
金系半導体材料の他、2−6族及び3−5族のいわゆる
化合物半導体材料等が挙げられる。
I-Type Semiconductor Layer The semiconductor material constituting the i-type semiconductor layer suitably used in the photovoltaic device manufactured according to the present invention includes A-Si: H, A-Si: F, and A-Si: H: F,
A-SiC: H, A-SiC: F, A-SiC: H:
F, A-SiGe: H, A-SiGe: F, A-SiG
e: H: F, poly-Si: H, poly-Si:
In addition to so-called Group 4 and Group 4 alloy-based semiconductor materials such as F and poly-Si: H: F, so-called compound semiconductor materials of Groups 2-6 and 3-5 can be given.

【0256】中でもA−SiGe:H、A−SiGe:
F、A−SiGe:H:F、A−SiC:H、A−S
i:F、A−SiC:H:F等の所謂4族合金系半導体
をi型半導体層に用いる場合には光の入射側からの禁制
帯幅(バンドギャップ:Eg)を適宜変化させることに
より、開放電圧(Voc)、曲線因子(FF:fill
factor)が大幅に改善されることが提案されてい
る。(20th IEEE PVSC、1988、A
NOVEL DESIGN FOR AMORPHOU
S SILICON SOLARCELLS、S.Gu
ha.J.Yang et al.)図13乃至図16
にバンドギャッププロファイルの具体例を示した。図中
→印は光の入射側を表わしている。
Among them, A-SiGe: H and A-SiGe:
F, A-SiGe: H: F, A-SiC: H, AS
When a so-called Group 4 alloy semiconductor such as i: F or A-SiC: H: F is used for the i-type semiconductor layer, the bandgap (band gap: Eg) from the light incident side is appropriately changed. , Open circuit voltage (Voc), fill factor (FF: fill)
It is proposed that the factor be significantly improved. (20th IEEE PVSC, 1988, A
NOVEL DESIGN FOR AMORPHOU
S SILICON SOLARCELLS, S.I. Gu
ha. J. Yang et al. 13 to 16
Shows a specific example of the band gap profile. The mark → in the figure indicates the light incident side.

【0257】図13に示したバンドギャッププロファイ
ルは光の入射側よりバンドギャップが一定のものであ
る。図14に示したバンドギャッププロファイルは光の
入射側のバンドギャップが狭く、徐々にバンドギャップ
が広がるタイプのものでありFFの改善に効果がある。
図15に示したバンドギャッププロファイルは光の入射
側のバンドギャップが広く、徐々にバンドギャップが狭
くなるタイプのものでありVocの改善に効果がある。
16図に示したバンドギャッププロファイルは光の入射
側のバンドギャップが広く、比較的急峻にバンドギャッ
プが狭まり、再び広がっていくタイプのものであり、図
14と図15とを組み合わせて両者の効果を同時に得る
ことができる。
The band gap profile shown in FIG. 13 has a constant band gap from the light incident side. The band gap profile shown in FIG. 14 is of a type in which the band gap on the light incident side is narrow and the band gap gradually widens, and is effective in improving FF.
The band gap profile shown in FIG. 15 is of a type in which the band gap on the light incident side is wide and the band gap gradually narrows, and is effective in improving Voc.
The bandgap profile shown in FIG. 16 is of a type in which the bandgap on the light incident side is wide, the bandgap narrows relatively steeply, and expands again. By combining FIG. 14 and FIG. Can be obtained at the same time.

【0258】本発明の方法及び装置により、例えば、A
−Si:H(Egopt =1.72eV)とA−SiG
e:H(Egopt =1.45eV)とを用いて図16
に示すバンドギャッププロファイルをもつi型半導体層
を作製することが出来る。また、A−SiC:H(Eg
opt =2.05eV)とA−Si:H(Egopt
1.72eV)とを用いて、図15に示すバンドギャッ
ププロファイルをもつi型半導体層を作製することが出
来る。
According to the method and apparatus of the present invention, for example, A
-Si: H (Eg opt = 1.72 eV) and A-SiG
FIG. 16 using e: H (Eg opt = 1.45 eV).
An i-type semiconductor layer having the band gap profile shown in FIG. A-SiC: H (Eg
opt = 2.05 eV) and A-Si: H (Eg opt =
1.72 eV), an i-type semiconductor layer having a band gap profile shown in FIG. 15 can be manufactured.

【0259】また、本発明の方法及び装置により図17
乃至図20に示すドーピングプロファイルをもつ半導体
層を作製することが出来る。図中→印は光の入射側を表
わしている。
The method and apparatus of the present invention are used in FIG.
A semiconductor layer having a doping profile shown in FIGS. The mark → in the figure indicates the light incident side.

【0260】図17はノンドープのi型半導体層のプロ
ファイルである。これに対し、図18は光の入射側のフ
ェルミレベルが価電子帯寄りで徐々にフェルミレベルが
伝導帯に寄るタイプのものであり、光発生キャリアの再
結合を防ぎ、キャリアの走行性を高めるのに効果があ
る。図19は光の入射側よりフェルミレベルが徐々に価
電子帯に寄るタイプのものであり、光の入射側にn型半
導体層を設けた場合に図18の場合と同様の効果があ
る。図20は、光の入射側よりほぼ連続的にフェルミレ
ベルが価電子帯より、伝導帯に変化しているタイプのも
のである。
FIG. 17 shows the profile of a non-doped i-type semiconductor layer. On the other hand, FIG. 18 shows a type in which the Fermi level on the light incident side is closer to the valence band and the Fermi level is gradually closer to the conduction band, which prevents recombination of photogenerated carriers and enhances the traveling properties of the carriers. It is effective. FIG. 19 shows a type in which the Fermi level gradually approaches the valence band from the light incident side. When an n-type semiconductor layer is provided on the light incident side, the same effect as in FIG. 18 is obtained. FIG. 20 shows a type in which the Fermi level changes from the valence band to the conduction band almost continuously from the light incident side.

【0261】これらは図13に示した光の入射側よりバ
ンドギャップが一定の場合を例示しているが、図14乃
至図16に示すバンドギャッププロファイルの場合にお
いても同様にフェルミレベルを制御することができる。
Although these examples illustrate the case where the band gap is constant from the light incident side shown in FIG. 13, the Fermi level is similarly controlled in the case of the band gap profiles shown in FIGS. Can be.

【0262】これらのバンドギャッププロファイルおよ
びフェルミレベルポロファイルの設計を適宜行うことに
より、高光電変換効率の光起電力素子を作製することが
出来る。特に、これらのプロファイルは図11乃至図1
2に示したタンデム型又はトリプル型光起電力素子のi
型半導体層に適用されるのが望ましい。
By appropriately designing the band gap profile and the Fermi level porfile, a photovoltaic element having high photoelectric conversion efficiency can be manufactured. In particular, these profiles are shown in FIGS.
I of the tandem type or triple type photovoltaic element shown in FIG.
It is desirably applied to the type semiconductor layer.

【0263】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 by the present invention, the above-mentioned i-type semiconductor layer is used. Obtained by doping a valence electron controlling agent into a semiconductor material to be formed.

【0264】〔製造例〕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。
[Production Examples] 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.

【0265】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
図3を用い、アモルファスシリコンゲルマニウムの連続
堆積を行った。
Production Example 1 Using the continuous microwave plasma CVD apparatus shown in the apparatus example 7 in FIG. 3, continuous deposition of amorphous silicon germanium was performed.

【0266】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0.25
mm)の巻き付けられたボビン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 sufficiently degreased and cleaned SUS430BA is placed in a vacuum vessel 301 having a substrate sending-out mechanism.
Band-shaped substrate (45cm wide x 200m long x 0.25 thick)
mm), the substrate 101 is passed through the gas gate 321 and the transfer mechanism in the isolation container 300, and further through the gas gate 322 to the vacuum container 302 having the substrate take-up mechanism. The tension was adjusted to an extent that was not enough.

【0267】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1
-3Torr付近まで真空引きした後、更に温度制御機
構106a、106bを用いて、帯状部材の表面温度を
280℃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 started to start the operation.
After evacuating to about 0 -3 Torr, an oil diffusion pump (Varian HS-32) (not shown) is used to further maintain the surface temperature of the belt-shaped member at 280 ° C. using the temperature control mechanisms 106a and 106b. It was evacuated to 5 × 10 −6 Torr or less.

【0268】なお、マイクロ波アプリケーターの形状、
及び湾曲形状、ガス導入管の配置等の条件を第7表に示
した。また、ガス供給手段としては第7図(A)に示す
構成の3本のガス導入管があるタイプのものを用いた。
Note that the shape of the microwave applicator was
Table 7 shows conditions such as the curved shape, the arrangement of the gas introduction pipes, and the like. As the gas supply means, a gas supply means having three gas introduction pipes having the structure shown in FIG. 7A was used.

【0269】十分に脱ガスが行われた時点で、第8表に
示す条件で夫々のガス導入管より、堆積膜形成用原料ガ
スを導入し、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
8mTorrに保持した。圧力が安定したところで、不
図示の2.45GHz仕様のマイクロ波電源より、実効
パワーで0.05kW×2のマイクロ波をアプリケータ
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、1
03の間隔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。
At the time when the degassing was sufficiently performed, the raw material gas for forming the deposited film was introduced from each gas introduction pipe under the conditions shown in Table 8, and the throttle valve attached to the oil diffusion pump was opened. By adjusting the degree, the pressure in the isolation container 300 was maintained at 8 mTorr. When the pressure was stabilized, microwaves having an effective power of 0.05 kW × 2 were emitted from the microwave power supply (not shown) of 2.45 GHz into the film forming chamber from the applicators 107 and 108. The raw material gas immediately introduced is turned into plasma to form a plasma region.
There was no leakage to the isolated container side from the interval of 03.
Also, microwave leakage was not detected.

【0270】そこで、支持・搬送用ローラー102、1
03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30cm/minとなるように制御した。
Accordingly, the supporting / transporting rollers 102, 1
03 and the supporting / transporting rings 104 and 105 (both driving mechanisms are not shown) were started, and the transport speed of the substrate 101 was controlled to be 30 cm / min.

【0271】なお、ガスゲート321、322にはゲー
トガス導入管316、317よりゲートガスとしてH2
ガスを50sccm流し、排気孔318、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1mT
orrとなるように制御した。
The gas gates 321 and 322 are supplied with H 2 gas as gate gas through gate gas introduction pipes 316 and 317.
A gas is flowed at 50 sccm, and the gas is exhausted from the exhaust holes 318 and 318 by an oil diffusion pump (not shown).
orr was controlled.

【0272】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54Å/secであっ
た。
For 30 minutes after the start of transport, a deposited film was formed continuously. In addition, since a long substrate is used, after the end of this manufacturing example, another deposited film is continuously formed, and after all the depositions are completed, the substrate is cooled and taken out.
The thickness distribution of the deposited film on the substrate formed in this manufacturing example was measured within 5% in the width direction and the longitudinal direction, and was found to be within 5%, and the deposition rate was 54 ° / sec on average.

【0273】堆積膜の形成された基板の一部を任意に6
ケ所切り出し、SIMS(CAMECA社製ims−3
f)を用い堆積膜の深さ方向の組成分析を行った所、夫
々図21に示すデプスプロファイルが得られ、ほぼ図1
4に示すバンドギャッププロファイルが形成されている
ことが判かった。また、金属中水素分析計(EMGA−
1100、堀場製作所製)を用いて膜中全水素量を定量
したところ16±2atomic%であった。
Part of the substrate on which the deposited film is formed
Cut out, SIMS (IMES-3 manufactured by CAMECA)
When the composition analysis in the depth direction of the deposited film was performed using the method f), the depth profiles shown in FIG.
It was found that the band gap profile shown in FIG. 4 was formed. In addition, a hydrogen analyzer in metal (EMGA-
1100, manufactured by Horiba, Ltd.), the total hydrogen content in the film was determined to be 16 ± 2 atomic%.

【0274】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
5×10Torr以下まで真空引きした後、第9表に示
す条件で夫々のガス導入管より堆積膜形成用原料ガスを
導入し、内圧を9mTorrに保持し、マイクロ波電力
を0.55kW×2とし、搬送速度を3cm/minと
した以外は同様の条件で堆積膜を連続形成した。
Manufacturing Example 2 Following the deposited film forming step performed in Manufacturing Example 1,
After stopping the introduction of the used raw material gas and evacuating the internal pressure of the isolation container 300 to 5 × 10 Torr or less, a raw material gas for forming a deposited film is introduced from each gas introducing pipe under the conditions shown in Table 9, and the internal pressure is reduced. Deposited films were continuously formed under the same conditions except that the pressure was maintained at 9 mTorr, the microwave power was 0.55 kW × 2, and the transfer speed was 3 cm / min.

【0275】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62Å/
secであった。
After the completion 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. And the deposition rate averaged 62Å /
sec.

【0276】堆積膜の形成された基板の一部を任意に6
ケ所切り出し、SIMS(CAMECA社製ims−3
f)を用い堆積膜の深さ方向の組成分析を行った所、夫
々図22に示すデプスプロファイルが得られ、ほぼ図1
6に示すバンドギャッププロファイルが形成されている
ことが判かった。また、金属中水素分析計(EMGA−
1100、堀場製作所製)を用いて膜中全水素量を定量
したところ17±2atomic%であった。
Part of the substrate on which the deposited film was formed
Cut out, SIMS (IMES-3 manufactured by CAMECA)
When the composition analysis in the depth direction of the deposited film was performed using f), the depth profiles shown in FIG.
It was found that the band gap profile shown in FIG. 6 was formed. In addition, a hydrogen analyzer in metal (EMGA-
1100, manufactured by Horiba, Ltd.), the total hydrogen content in the film was determined to be 17 ± 2 atomic%.

【0277】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、第10表
に示す条件で夫々のガス導入管より堆積膜形成用原料ガ
スを導入し、内圧を18mTorrに保持し、マイクロ
波電力を1.0kW×2とし、搬送速度を30cm/m
inとした以外は同様の条件で堆積膜を連続形成した。
Manufacturing Example 3 Following the deposited film forming step performed in Manufacturing Example 1,
After stopping the introduction of the used raw material gas and evacuating the internal pressure of the isolation container 300 to 5 × 10 −6 Torr or less, the raw material gas for forming a deposited film was introduced from each gas introducing pipe under the conditions shown in Table 10. , The internal pressure was maintained at 18 mTorr, the microwave power was 1.0 kW × 2, and the transport speed was 30 cm / m.
A deposited film was continuously formed under the same conditions except that “in” was set.

【0278】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51Å/
secであった。
After completion 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. And the deposition rate averaged 51Å /
sec.

【0279】堆積膜の形成された基板の一部を任意に6
ケ所切り出し、SIMS(CAMECA社製ims−3
f)を用い堆積膜の深さ方向の組成分析を行った所、夫
々図23に示すデプスプロファイルが得られ、ほぼ図1
5に示すバンドギャッププロファイルが形成されている
ことが判かった。また、金属中水素分析計(EMGA−
1100、堀場製作所製)を用いて膜中全水素量を定量
したところ15±2atomic%であった。
Part of the substrate on which the deposited film was formed
Cut out, SIMS (IMES-3 manufactured by CAMECA)
When the composition analysis in the depth direction of the deposited film was performed using the method f), the depth profiles shown in FIG.
It was found that the band gap profile shown in FIG. 5 was formed. In addition, a hydrogen analyzer in metal (EMGA-
1100, manufactured by Horiba, Ltd.), the total hydrogen content in the film was determined to be 15 ± 2 atomic%.

【0280】製造例4 製造例1において実施した堆積膜形成工程と同様に隔離
容器300の内圧を5×10Torr以下まで真空引き
した後、第11表に示す条件で夫々のガス導入管より堆
積膜形成用原料ガスを導入し、内圧を8mTorrに保
持し、マイクロ波電力を0.85kW×2とし、搬送速
度を60cm/minとした以外は同様の条件で堆積膜
を形成した。
Production Example 4 The internal pressure of the isolation vessel 300 was evacuated to 5 × 10 Torr or less in the same manner as in the deposited film formation step performed in Production Example 1, and then the deposited film was passed through each gas introduction pipe under the conditions shown in Table 11. A deposition film was formed under the same conditions except that a forming material gas was introduced, the internal pressure was maintained at 8 mTorr, the microwave power was 0.85 kW × 2, and the transfer speed was 60 cm / min.

【0281】なお、本製造例においては、ガス供給手段
を図8に示す構成のものを用いた。ガス導入管703a
及び703bは成膜室の中心から左右に2cmの所に配
置し、ステンレス製のガス整流板は成膜室下部の間隔の
中心より成膜室の中心から1cm上部の所まで配置され
ている。
In this production example, the gas supply means having the structure shown in FIG. 8 was used. Gas introduction pipe 703a
And 703b are arranged at 2 cm left and right from the center of the film forming chamber, and the stainless steel gas rectifying plate is arranged from the center of the space below the film forming chamber to 1 cm above the center of the film forming chamber.

【0282】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122Å
/secであった。
After completion 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 averages 122Å
/ Sec.

【0283】堆積膜の形成された基板の一部を任意に6
ケ所切り出し、SIMS(CAMECA社製ims−3
f)を用い堆積膜の深さ方向の組成分析を行った所、夫
々図24に示すデプスプロファイルが得られ、ほぼ図1
8に示すドーピングプロファイルが形成されていること
が判った。また、金属中水素分析計(EMGA−110
0、堀場製作所製)を用いて膜中全水素量を定量したと
ころ19±2atomic%であった。
Part of the substrate on which the deposited film was formed
Cut out, SIMS (IMES-3 manufactured by CAMECA)
When the composition analysis in the depth direction of the deposited film was performed using f), the depth profiles shown in FIG.
It was found that the doping profile shown in FIG. 8 was formed. Also, a hydrogen analyzer in metal (EMGA-110)
0, manufactured by Horiba Seisakusho), and the total amount of hydrogen in the film was determined to be 19 ± 2 atomic%.

【0284】製造例5 本製造例においては、図9の断面模式図に示す層構成の
pin型光起電力素子を図4に示す装置を用いて作製し
た。
Production Example 5 In this production example, a pin type photovoltaic element having a layer structure shown in the schematic sectional view of FIG. 9 was produced using the apparatus shown in FIG.

【0285】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、図16に示すバンドギ
ャッププロファイルを有する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806の側より光の入
射が行われることを前提としており、i型半導体層80
4のハンドギャッププロファイルは図16となるように
した。
The photovoltaic element comprises a substrate 801, a lower electrode 802, an n-type semiconductor layer 803, an i-type semiconductor layer 804 having a band gap profile shown in FIG. 16, a p-type semiconductor layer 805, a transparent electrode 806, and a collector. This is a photovoltaic element 800 in which the electrodes 807 are deposited in this order. In this photovoltaic element, it is assumed that light is incident from the transparent electrode 806 side, and the i-type semiconductor layer 80
The hand gap profile of No. 4 was as shown in FIG.

【0286】まず、製造例1で用いたのと同様のSUS
430BA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1
000ÅのAg薄膜を、また連続してZnO(99.9
99%)電極をターゲットとして用いて1.2μmのZ
nOの薄膜をスパッタ蒸着し、下部電極802を形成し
た。
First, the same SUS as used in Production Example 1 was used.
Set the 430BA strip substrate in a continuous sputtering device,
1 using an Ag (99.99%) electrode as a target
000 ° Ag thin film and ZnO (99.9
99%) 1.2 μm Z using electrodes as targets
A lower electrode 802 was formed by sputtering a thin film of nO.

【0287】ひき続き、該下部電極802の形成された
帯状基板を図4で示した連続堆積膜形成装置に、製造例
1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12
表に示す。また、第13表に示す条件で夫々のガス導入
管より堆積膜形成用原料ガスを導入した。
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 1. At this time, the conditions such as the curved shape of the substrate in the isolation container 300 are set in the
It is shown in the table. Further, under the conditions shown in Table 13, a source gas for forming a deposited film was introduced from each gas introduction pipe.

【0288】また、隔離容器300−a、300−bに
おいては、第14表に示す堆積膜形成条件でn型a−S
i: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-S
An i: H: F film and a p + type μc-Si: H: F film were formed.

【0289】まず、各々の成膜室内でマイクロ波プラズ
マを生起させ、放電等が安定したところで帯状部材10
1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 of the film forming chambers.
1 was transported from the left side to the right side in the drawing at a transport speed of 55 cm / min, and n, i, and p-type semiconductor layers were continuously formed.

【0290】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 a semiconductor layer over the entire length of the belt-like member 101, the semiconductor layer was taken out after cooling, and a 35 cm × 70 cm solar cell module was continuously produced by a continuous modularization apparatus.

【0291】作製した太陽電池モジュールについて、A
M1.5(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7.6%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。
With respect to the manufactured solar cell module,
When the characteristics were evaluated under M1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation, a photoelectric conversion efficiency of 7.6% or more was obtained, and the variation in characteristics between modules was within 5%.

【0292】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9.5%以内に納まった。
Also, AM1.5 (100 mW / cm 2 )
The rate of change of the photoelectric conversion efficiency from the initial value after 500 hours of continuous irradiation with light was measured and found to be within 9.5%.

【0293】これらのモジュールを接続して5kW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 power supply system of 5 kW could be manufactured.

【0294】製造例6 本製造例では、製造例5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−SiGe:H:
F膜のかわりに図15に示すバンドギャッププロファイ
ルを有するA−SiC:H:F膜を用いた例を示す。
Manufacturing Example 6 In this manufacturing example, in the pin-type photovoltaic element manufactured in Manufacturing Example 5, a-SiGe: H:
15 shows an example in which an A-SiC: H: F film having a band gap profile shown in FIG. 15 is used instead of the F film.

【0295】A−SiC:H:F膜は、第15表に示す
条件で夫々のガス導入管より堆積膜形成用原料ガスを導
入し、帯状部材の表面温度を270℃、内圧を18mT
orrに保持し、マイクロ波電力を1.2kW×2とし
て形成した。そして、搬送速度を50cm/minとし
た以外は製造例5で行ったのと同様の操作及び方法で他
の半導体層の形成及びモジュール化を行い、太陽電池モ
ジュールを作製した。
For the A-SiC: H: F film, a raw material gas for forming a deposited film was introduced from each gas introduction pipe under the conditions shown in Table 15, and the surface temperature of the belt-shaped member was 270 ° C. and the internal pressure was 18 mT.
It was held at orr and the microwave power was formed as 1.2 kW × 2. Then, another semiconductor layer was formed and modularized by the same operation and method as in Production Example 5 except that the transfer speed was set to 50 cm / min, to produce a solar cell module.

【0296】作製した太陽電池モジュールについて、A
M1.5(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6.9%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。
With respect to the manufactured solar cell module,
When the characteristics were evaluated under M1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation, a photoelectric conversion efficiency of 6.9% or more was obtained, and the variation in characteristics between the modules was within 5%.

【0297】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9.5%以内に納まった。
AM1.5 (100 mW / cm 2 )
The rate of change of the photoelectric conversion efficiency from the initial value after 500 hours of continuous irradiation with light was measured and found to be within 9.5%.

【0298】これらのモジュールを接続して5kW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 5 kW power supply system could be manufactured.

【0299】製造例7 本製造例では、製造例5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−SiGe:H:
F膜のかわりに図18に示すフェルミレベルプロファイ
ルを有するA−Si:H:F膜を用いた例を示す。
Manufacturing Example 7 In this manufacturing example, in the pin-type photovoltaic element manufactured in Manufacturing Example 5, A-SiGe: H:
An example is shown in which an A-Si: H: F film having a Fermi level profile shown in FIG. 18 is used instead of the F film.

【0300】A−Si:H:F膜は、第16表に示す条
件で夫々のガス導入管より堆積膜形成用原料ガスを導入
し、帯状部材の表面温度を270℃、内圧を8mTor
rに保持し、マイクロ波電力を0.65kW×2として
形成した。そして、搬送速度を50cm/minとした
以外は製造例5で行ったのと同様の操作及び方法で他の
半導体層の形成及びモジュール化を行い、太陽電池モジ
ュールを作製した。
For the A-Si: H: F film, the raw material gas for forming the deposited film was introduced from each gas introduction pipe under the conditions shown in Table 16, and the surface temperature of the belt-shaped member was 270 ° C. and the internal pressure was 8 mTorr.
r, and the microwave power was formed at 0.65 kW × 2. Then, another semiconductor layer was formed and modularized by the same operation and method as in Production Example 5 except that the transfer speed was set to 50 cm / min, to produce a solar cell module.

【0301】作製した太陽電池モジュールについて、A
M1.5(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8.6%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。
Regarding the manufactured solar cell module,
When the characteristics were evaluated under M1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation, a photoelectric conversion efficiency of 8.6% or more was obtained, and the variation in characteristics between modules was within 5%.

【0302】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9.5%以内に納まった。
Also, AM1.5 (100 mW / cm 2 )
The rate of change of the photoelectric conversion efficiency from the initial value after 500 hours of continuous irradiation with light was measured and found to be within 9.5%.

【0303】これらのモジュールを接続して5kW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 5 kW power supply system could be manufactured.

【0304】製造例8 本製造例では、図11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、図4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 8 In this production example, a photovoltaic element having a layer structure shown in FIG. 11 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 a gas gate. Device (not shown)
Was used.

【0305】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のを用い、下部セルは
製造例5で、上部セルは製造例7で作製したのと同様の
層構成とし、また、各半導体層の作製条件は帯状部材の
表面温度を帯状部材側より270℃、270℃、260
℃、260℃、250℃、240℃とした以外は各製造
例の場合と同様とした。モジュール化工程は製造例5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 belt-shaped member was made of the same material and treated as used in Production Example 1, and the lower cell was produced in Production Example 5 and the upper cell was produced in the same manner as produced in Production Example 7. The semiconductor layer has a layer structure, and the manufacturing condition of each semiconductor layer is such that the surface temperature of the band member is 270 ° C.
Except that the temperature was set to ℃, 260 ℃, 250 ℃, 240 ℃, the same as in the case of each production example. The modularization process was performed in the same operation and method as in Production Example 5, to produce a solar cell module.

【0306】作製した太陽電池モジュールについて、A
M1.5(100mW/cm)光照射下にて特性評価を
行ったところ、光電変換効率で10.5%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。
About the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under M1.5 (100 mW / cm) light irradiation, a photoelectric conversion efficiency of 10.5% or more was obtained, and the variation in the characteristics between the modules was within 5%.

【0307】また、AM1.5(100mW/cm)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 from the initial value after continuous irradiation of AM1.5 (100 mW / cm) light for 500 hours was within 9%.

【0308】これらのモジュールを接続して5kW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 5 kW power supply system could be manufactured.

【0309】製造例9 本製造例では、図11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 9 In this production example, a photovoltaic element having a layer structure shown in FIG. 11 was produced. At the time of fabrication, 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. A connected device (not shown) was used.

【0310】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7で、上部セルは製造例6で作製したのと同様
の層構成とし、また、各半導体層の作製条件は帯状部材
の表面温度を帯状部材側より260℃、250℃、25
0℃、240℃、240℃、230℃とした以外は各製
造例の場合と同様とした。モジュール化工程は製造例5
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。
[0310] The band-shaped member used was the same material and processed as used in Production Example 1, and the lower cell was the same as that produced in Production Example 6 and the upper cell was the same as that produced in Production Example 6. The manufacturing conditions of each semiconductor layer are as follows: the surface temperature of the band member is set to 260 ° C., 250 ° C., 25 ° C.
Except for 0 ° C., 240 ° C., 240 ° C., and 230 ° C., it was the same as in each of the production examples. Modularization process is Manufacturing Example 5
By performing the same operation and method as described above, a solar cell module was produced.

【0311】作製した太陽電池モジュールについて、A
M1.5(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。
[0311] Regarding the manufactured solar cell module, A
When characteristics were evaluated under M1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation, a photoelectric conversion efficiency of 10.4% or more was obtained, and the variation in characteristics between modules was within 5%.

【0312】また、AM1.5(100mW/cm)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) light for 500 hours was within 9%.

【0313】これらのモジュールを接続して5kW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 5 kW power supply system could be manufactured.

【0314】製造例10 本製造例では、図12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′、3
00−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。
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5
で、中間セルは製造例7、上部セルは製造例6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17表乃至第18表に示した。モジュール化工程は
製造例5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。
Production Example 10 In this production example, a photovoltaic element having a layer structure shown in FIG. 12 was produced. In manufacturing, the isolation containers 300-a ', 300', 300-b ', and 3 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 00-a ″, 300 ″, and 300-b ″ were further connected in this order via a gas gate was used.
The band-shaped member was made of the same material and treated as used in Production Example 1, and the lower cell was prepared in Production Example 5.
The intermediate cell has the same layer configuration as that of the production example 7 and the upper cell has the same layer constitution as that of the production example 6, and the conditions for producing the deposited film of each semiconductor layer are shown in Tables 17 and 18. The modularization process was performed in the same operation and method as in Production Example 5, to produce a solar cell module.

【0315】作製した太陽電池モジュールについて、A
M1.5(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10.7%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。
With respect to the manufactured solar cell module,
When characteristics were evaluated under M1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation, a photoelectric conversion efficiency of 10.7% or more was obtained, and a variation in characteristics between modules was within 5%.

【0316】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。
Further, AM1.5 (100 mW / cm 2 )
When the rate of change of the photoelectric conversion efficiency from the initial value after 500 hours of continuous irradiation with light was measured, it was within 8.5%.

【0317】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 could be manufactured.

【0318】[0318]

【表1】 [Table 1]

【0319】[0319]

【表2】 [Table 2]

【0320】[0320]

【表3】 [Table 3]

【0321】[0321]

【表4】 [Table 4]

【0322】[0322]

【表5】 [Table 5]

【0323】[0323]

【表6】 [Table 6]

【0324】[0324]

【表7】 [Table 7]

【0325】[0325]

【表8】 [Table 8]

【0326】[0326]

【表9】 [Table 9]

【0327】[0327]

【表10】 [Table 10]

【0328】[0328]

【表11】 [Table 11]

【0329】[0329]

【表12】 [Table 12]

【0330】[0330]

【表13】 [Table 13]

【0331】[0331]

【表14】 [Table 14]

【0332】[0332]

【表15】 [Table 15]

【0333】[0333]

【表16】 [Table 16]

【0334】[0334]

【表17】 [Table 17]

【0335】[0335]

【表18】 [Table 18]

【0336】[0336]

【発明の効果】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、該
成膜空間内に組成の異なる2種以上の堆積膜形成用原料
ガスを、夫々複数のガス供給手段を介して別々に導入
し、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
ー手段よりマイクロ波エネルギーを放射し、前記成膜空
間内にマイクロ波プラズマを閉じ込めることによって、
大面積の組成制御される機能性堆積膜を連続して、再現
性よく形成することができる。
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 two or more kinds of raw material gases having different compositions are formed in the film formation space. Are introduced separately via a plurality of gas supply means, respectively, in the width direction of the band-shaped member constituting the side wall of the film forming space,
By radiating microwave energy from microwave applicator means for radiating microwave energy in a direction parallel to the traveling direction of the microwave and confining the microwave plasma in the film forming space,
A large-area functional deposition film whose composition is controlled can be continuously formed with good reproducibility.

【0337】また、本発明の方法及び装置により連続し
て移動する帯状部材上に任意のバンドギャッププロファ
イル及びドーピングプロファイルを有する機能性堆積膜
を効率よく、連続して形成できる。
Further, a functional deposition film having an arbitrary band gap profile and a doping profile can be efficiently and continuously formed on a belt-like member which moves continuously by the method and the apparatus of the present invention.

【0338】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組成分布及び膜厚の堆積
膜を大面積に亘り均一性よく、連続して堆積形成でき
る。
The stability and reproducibility of the microwave plasma are improved by confining the microwave plasma in the film forming space by the method and apparatus of the present invention, and the utilization efficiency of the source gas for forming the deposited film is dramatically improved. Can be increased. Furthermore, by continuously transporting the belt-like member, the deposited film having an arbitrary composition distribution and film thickness can be uniformly distributed over a large area by continuously changing the shape, length, and transport speed of the curve. Can be deposited.

【0339】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よ
く組成制御された機能性堆積膜を形成できる。従って、
特に高効率の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。
According to the method and apparatus of the present invention, it is possible to form a functional deposition film whose composition is controlled with good uniformity continuously on the surface of a relatively wide and long strip-shaped member. Therefore,
In particular, it can be suitably used as a mass-production machine for high-efficiency large-area solar cells.

【0340】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。
Further, since the deposited film can be formed continuously without stopping the discharge, good interface characteristics can be obtained when manufacturing a laminated device or the like.

【0341】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。
Further, it is possible to form a deposited film under a low pressure, to suppress the generation of polysilane powder, and to suppress the polymerization of active species, thereby reducing defects and
It is possible to improve the film characteristics and the stability of the film characteristics.

【0342】従って、稼動率、歩留まりの向上が図れ、
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, the operation rate and the yield can be improved.
It becomes possible to mass produce inexpensive and highly efficient solar cells.

【0343】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 a high photoelectric conversion efficiency and has little characteristic deterioration over a long period of time.

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

【図1】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。
FIG. 1 is a schematic diagram of a microwave plasma CVD apparatus of the present invention.

【図2】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。
FIG. 2 is a schematic diagram of the microwave applicator means of the present invention.

【図3】本発明の連続式マイクロ波プラズマCVD装置
の一例の全体概略図である。
FIG. 3 is an overall schematic view of an example of a continuous microwave plasma CVD apparatus according to the present invention.

【図4】本発明の連続式マイクロ波プラズマCVD装置
の一例の全体概略図である。
FIG. 4 is an overall schematic view of an example of a continuous microwave plasma CVD apparatus according to the present invention.

【図5】本発明の連続式マイクロ波プラズマCVD装置
の一例の全体概略図である。
FIG. 5 is an overall schematic view of one example of a continuous microwave plasma CVD apparatus of the present invention.

【図6】本発明における方形導波管の取付け角度を説明
するための断面模式図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a mounting angle of a rectangular waveguide according to the present invention.

【図7】本発明の装置におけるガス導入管の配置を示す
為の模式的側断面図である。
FIG. 7 is a schematic side sectional view showing an arrangement of gas introduction pipes in the apparatus of the present invention.

【図8】本発明の装置におけるガス導入管の配置を示す
為の模式的側断面図である。
FIG. 8 is a schematic side sectional view showing an arrangement of gas introduction pipes in the apparatus of the present invention.

【図9】本発明において作製されるpin型光起電力素
子の断面模式図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a pin photovoltaic device manufactured in the present invention.

【図10】本発明において作製されるpin型光起電力
素子の断面模式図である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a pin photovoltaic device manufactured in the present invention.

【図11】本発明において作製されるpin型光起電力
素子の断面模式図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a pin photovoltaic device manufactured in the present invention.

【図12】本発明において作製されるpin型光起電力
素子の断面模式図である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a pin photovoltaic element manufactured in the present invention.

【図13】本発明によって形成される堆積膜のバンドギ
ャッププロファイルを説明するための図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining a band gap profile of a deposited film formed according to the present invention.

【図14】本発明によって形成される堆積膜のバンドギ
ャッププロファイルを説明するための図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining a band gap profile of a deposited film formed according to the present invention.

【図15】本発明によって形成される堆積膜のバンドギ
ャッププロファイルを説明するための図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining a band gap profile of a deposited film formed according to the present invention.

【図16】本発明によって形成される堆積膜のバンドギ
ャッププロファイルを説明するための図である。
FIG. 16 is a diagram for explaining a band gap profile of a deposited film formed according to the present invention.

【図17】本発明によって形成される堆積膜のドーピン
グプロファイルを説明するための図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a doping profile of a deposited film formed according to the present invention.

【図18】本発明によって形成される堆積膜のドーピン
グプロファイルを説明するための図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining a doping profile of a deposited film formed according to the present invention.

【図19】本発明によって形成される堆積膜のドーピン
グプロファイルを説明するための図である。
FIG. 19 is a diagram for explaining a doping profile of a deposited film formed according to the present invention.

【図20】本発明によって形成される堆積膜のドーピン
グプロファイルを説明するための図である。
FIG. 20 is a diagram for explaining a doping profile of a deposited film formed according to the present invention.

【図21】本発明の製造例にて形成された堆積膜成分元
素のデプスプロファイルを示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a depth profile of a component element of a deposited film formed in a production example of the present invention.

【図22】本発明の製造例にて形成された堆積膜成分元
素のデプスプロファイルを示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a depth profile of a constituent element of a deposited film formed in a production example of the present invention.

【図23】本発明の製造例にて形成された堆積膜成分元
素のデプスプロファイルを示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a depth profile of a deposited film component element formed in a production example of the present invention.

【図24】本発明の製造例にて形成された堆積膜成分元
素のデプスプロファイルを示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a depth profile of a component element of a deposited film formed in a production example of the present invention.

【図25】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。
FIG. 25 is a diagram schematically showing a pressure gradient of a gas gate means in the present invention.

【図26】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。
FIG. 26 is a diagram schematically showing a pressure gradient of a gas gate means in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 帯状部材 102、103 搬送用ローラー 104、105 搬送用リング 106a〜e 温度制御機構 107、108 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 113a,b,c、703a,b 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 209 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・排気孔 301、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、318、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 409、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 排気孔 701a,b,c、704a,b ガス放出口 702 ガス整流板 801 支持体 802 下部電極 803、808、814、817 n型半導体層 804、809、815、818 i型半導体層 800、800′、811、812、820、821、
823 pin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
101 Belt-shaped member 102, 103 Transport roller 104, 105 Transport ring 106a-e Temperature control mechanism 107, 108 Microwave applicator 109, 110 Microwave transparent member 111, 112 Rectangular waveguide 113a, b, c, 703a, b Gas introduction pipe 114 Exhaust pipe 115a, b Isolation passage 116 Film deposition chamber 200 Microwave applicator 201, 202 Microwave transparent member 203a, b Microwave matching disk 204 Inner cylinder, 205 Outer cylinder 206 Fixing ring 207 Choke Flange 208 Rectangular waveguide 209 Cooling medium 210 O-ring 211 Groove 212 Metal seal 213, 214 Cooling air introduction / exhaust hole 301, 302, 501, 502 Vacuum container 303 Delivery bobbin 304 Winding bobbin 305, 306 Feed rollers 307, 308, 309 Throttle valves 310, 311, 318, 319, 320 Exhaust holes 312, 313 Temperature control mechanisms 314, 315 Pressure gauges 316, 317, 405, 406, 407, 408 Gate gas inlet pipes 321, 322, 401, 402, 403, 404 Gas gate 409, 410, 411, 412 Gate gas exhaust pipe 503, 504 Cathode electrode 505, 506 Gas introduction pipe 507, 508 Halogen lamp 509, 510 Anode electrode 511, 512 Exhaust hole 701a, b, c, 704a, b Gas outlet 702 Gas rectifier 801 Support 802 Lower electrode 803, 808, 814, 817 n-type semiconductor layer 804, 809, 815, 818 i-type semiconductor layer 800, 800 ', 811, 812, 820, 82 ,
823 pin 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 type photovoltaic element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 31/04 H01L 31/04 V (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/205 C23C 16/50 C23C 16/54 H01L 21/285 H01L 21/31 H01L 21/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI H01L 31/04 H01L 31/04 V (58) Investigation field (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/205 C23C 16 / 50 C23C 16/54 H01L 21/285 H01L 21/31 H01L 21/04

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 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、該成膜空間内に組成の異な
る少なくとも2種以上の堆積膜形成用原料ガスの夫々を
複数のガス供給手段を介して別々に導入し、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組成制御された堆積膜
を形成せしめることを特徴とするマイクロ波プラズマC
VD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 of the moving band-shaped member is formed in the middle of the band-shaped member while continuously moving the band-shaped member in a longitudinal direction, and at least two films having different compositions are formed in the film-forming space. A microwave in which at least one kind of raw material gas for forming a deposited film is separately introduced through a plurality of gas supply means, and at the same time, microwave energy is radiated in a direction parallel to a traveling direction of the microwave. From the applicator means, the microwave energy is radiated to generate microwave plasma in the film forming space, and the side wall exposed to the microwave plasma constitutes the side wall and continuously moves on the surface of the band-shaped member. Microwave plasma C characterized by forming a deposited film with controlled composition
A method of continuously forming a large-area functional deposition film by a VD method.
【請求項2】 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-like member,
Using the bending start end forming means and the bending end end forming means,
2. The side wall of the film forming space according to claim 1, wherein the band-shaped member is curved by leaving a gap in a longitudinal direction of the band-shaped member between the curve start end forming unit and the curve end end forming unit. A method of continuously forming a large-area functional deposition film.
【請求項3】 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 the columnar film forming 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.
【請求項4】 前記マイクロ波アプリケーター手段を前
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. The large area functional deposition film according to claim 3, wherein said microwave applicator means is disposed in a direction perpendicular to said end face to radiate said microwave energy in a direction parallel to said side wall. Method to form the target.
【請求項5】 前記マイクロ波エネルギーを前記マイク
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. The microwave applicator means for radiating the microwave energy through a microwave permeable member provided at a tip portion of the microwave applicator means.
5. The method for continuously forming a large-area functional deposition film according to the above.
【請求項6】 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 applicator means keeps the airtightness between the microwave applicator means and the film formation space. How to form.
【請求項7】 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. The microwave applicator means,
4. The large-sized device according to claim 3, wherein, when the two microwave applicators are disposed so as to face each other, the microwave energy radiated from one microwave applicator is not received by the other microwave applicator. A method of continuously forming a functional deposited film having a large area.
【請求項8】 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. The continuous formation of a large-area functional deposition film according to claim 1, wherein the microwave energy radiated into the columnar deposition space is prevented from leaking out of the deposition space. how to.
【請求項9】 前記ガス供給手段を各々前記側壁を構成
する帯状部材の幅方向と平行に配設し、前記堆積膜形成
用原料ガスを、近接する該帯状部材に向けて一方向に放
出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。
9. The gas supply means is disposed in parallel with the width direction of the band-like member constituting each of the side walls, and discharges the deposition film forming raw material gas in one direction toward the adjacent band-like member. The method of continuously forming a large-area functional deposition film according to claim 1, wherein
【請求項10】 前記成膜空間内に導入された堆積膜形
成用原料ガスを、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。
10. 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, 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.
【請求項11】 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。
11. The method according to claim 1, wherein a conductive treatment is applied to at least one surface of the strip-shaped member.
【請求項12】 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
するための少なくとも2つ以上のガス供給手段と、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、前記連続的に移動する帯状部材の前記
マイクロ波プラズマに曝される側の表面上に組成制御さ
れた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。
12. An apparatus for continuously forming a functional deposition film on a continuously moving strip member by a microwave plasma CVD method, wherein said strip member is continuously moved in its longitudinal direction. 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 The apparatus includes at least two or more gas supply means for introducing a deposition film forming source gas into the chamber, and temperature control means for heating and / or cooling the belt-shaped member. An apparatus for continuously forming a functionally-deposited film, wherein a deposition film having a controlled composition is formed on a surface of the continuously moving belt-like member exposed to the microwave plasma.
【請求項13】 前記湾曲部形成手段を、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12に記載の機能性堆積膜の連続形成装
置。
13. The bending portion forming means comprises at least one set of a bending start end forming means and a bending end end forming means, and the bending start end forming means and the bending end end forming means, The apparatus for continuously forming a functional deposition film according to claim 12, wherein the apparatus is disposed with a gap left in the longitudinal direction of the band-shaped member.
【請求項14】 前記湾曲部形成手段が、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ている請求
項13に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
14. The curved portion forming means includes at least a pair of supporting / transporting rollers and a supporting / transporting ring, wherein the pair of supporting / transporting rollers leave a gap in a longitudinal direction of the band-shaped member. 14. The continuous functional deposition film forming apparatus according to claim 13, wherein the functional deposition film is arranged in parallel.
【請求項15】 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を配設
する請求項12に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
15. The function according to claim 12, 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.
【請求項16】 前記マイクロ波アプリケーター手段を
前記端面に垂直方向に配設する請求項15に記載の機能
性堆積膜の連続形成装置。
16. The apparatus for continuously forming a functional deposition film according to claim 15, wherein the microwave applicator is disposed in a direction perpendicular to the end face.
【請求項17】 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、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が配設
される請求項12に記載の機能性堆積膜の連続形成装
置。
17. At the tip of the microwave applicator, the film forming chamber and the microwave applicator are air-tightly separated, and the microwave energy radiated from the microwave applicator is used for the film formation. The apparatus for continuously forming a functional deposited film according to claim 12, further comprising a microwave transmitting member that transmits the signal to a room.
【請求項18】 前記帯状部材の少なくとの一方の面に
導電性処理が施される請求項12に記載の機能性堆積膜
の連続形成装置。
18. The apparatus for continuously forming a functional deposition film according to claim 12, wherein at least one surface of the belt-shaped member is subjected to a conductive treatment.
【請求項19】 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
ギーが伝送される請求項15に記載の機能性堆積膜の連
続形成装置。
19. The apparatus according to claim 15, wherein the microwave energy is transmitted to the microwave applicator means via a rectangular and / or elliptical waveguide.
【請求項20】 前記マイクロ波アプリケーター手段を
前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19
に記載に機能性堆積膜の連続形成装置。
20. When the microwave applicator means is disposed opposite to each other at 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. 20. A plane including sides, a plane including a long axis, or a plane including a long side and a plane including a long axis are arranged so as not to be parallel to each other.
The continuous formation apparatus of a functional deposition film according to 1.
【請求項21】 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なす角度が垂直となら
ないよう配設する請求項20に記載の機能性堆積膜の連
続形成装置。
21. An angle formed between a plane including a long side and / or a plane including 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 not perpendicular. 21. The continuous functional deposition film forming apparatus according to claim 20, wherein
【請求項22】 前記ガス供給手段を各々前記側壁を構
成する帯状部材の幅方向と平行に配設する請求項12に
記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
22. The apparatus for continuously forming a functional deposition film according to claim 12, wherein the gas supply means is disposed in parallel with a width direction of the belt-shaped member constituting the side wall.
【請求項23】 前記ガス供給手段には近接する前記側
壁を構成する帯状部材に向けられたガス放出孔を配設す
る請求項22に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
23. The apparatus for continuously forming a functional deposition film according to claim 22, wherein the gas supply means is provided with a gas discharge hole directed to a belt-shaped member constituting the adjacent side wall.
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