JP2975151B2 - 半導体素子の連続的製造装置 - Google Patents

半導体素子の連続的製造装置

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    • Y10S438/907—Continuous processing

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大面積の半導体素子、
殊に光起電力素子等の積層半導体薄膜素子を基体上に連
続的に製造できる装置及びそれを用いる製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、基体上に光起電力素子等の半導体
素子を連続的に製造する方法として、半導体素子の層形
成用の独立した成膜室を設け、該成膜室にて各々の半導
体層の形成を行なう方法が提案されている。
【０００３】例えば、米国特許第4,400,409 号明細書に
は、ロール・ツー・ロ−ル（Roll to Roll）方式を採用
した連続プラズマＣＶＤ法が開示されている。この方法
によれば、複数のグロー放電領域を設け所望の幅の十分
に長い帯状の基板を、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しつ
つ、前記基体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的に製造す
る事ができるとされている。
【０００４】尚、該明細書においては、各半導体層形成
時に用いる成膜ガス、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。
【０００５】具体的には、前記各グロー放電領域を、ス
リット状の分離通路によって分離し、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、または分離通路に排気手段を設けて隣り合う成膜室
から流れ込むガスを排気する手段が採用されている。
【０００６】更に、米国特許第4,462,332 号明細書に
は、磁力によって磁性体の帯状基板をガスゲートの一方
の壁面に圧接させ、該帯状基板を滑らせながら接触させ
て搬送する方法が開示されている。この方法によれば、
ガスゲート中で基板位置が安定するので基板表面とガス
ゲートの壁面との間隔を十分狭くする事が可能になると
ともに基板裏面はガスゲート壁に密着しているので隣接
する放電領域のガスの分離性能が優れている。
【０００７】図８に該特許明細書で開示されたガスゲー
トの模式図、図９にガスゲート壁面に基板が接触しない
ガスゲートの模式図を示す。図中８０１，９０１はスリ
ット状分離通路、８０３，９０３はガスゲート壁、８０
４，９０４は帯状基板、８０５，９０５は掃気用ガス導
入管、８０６は磁石である。
【０００８】ところが、この方法では、帯状基板がガス
ゲートの壁面にこすられながら搬送されるため、ガスゲ
ート壁面と隙間を保って搬送する方法に比較してガスゲ
ートでの摩擦力が増大しやすい。摩擦力が増大すると、
帯状基板裏面に擦傷がつき基板側から堆積膜に圧力が加
わる、また帯状基板搬送時の張力が増大して膜堆積後の
帯状基板を巻き取る際に堆積膜に表面側から圧力が加わ
り半導体素子の欠陥の発生が多くなる。
【０００９】また、帯状基板に薄い、或は伸びやすい材
料を使用する場合にはガスゲートでの摩擦力が増加する
と帯状基板搬送時の張力の増加により基板に伸びやしわ
が発生し、堆積膜の剥離、ひび割れ等が起こり半導体素
子に欠陥を生じやすくなる。そこで従来、米国特許第4,
462,332 号明細書にあるようにガスゲートの接触部に低
摩擦材料を用いたり、米国特許第4,438,724 号明細書に
あるようにガスゲートの接触部に帯状基板の進行方向に
長い溝を設けて帯状基板とガスゲート壁面との接触面積
を少なくするなどして摩擦力を減少させていた。
【００１０】しかし、このような従来の方法では帯状基
板とガスゲート壁面との密着状態を保持しつつ摩擦力を
十分に減少させることはできず、どうしても堆積膜に強
い圧力が加わり、半導体素子に欠陥を生じることが多か
った。また、帯状基板を搬送するためにどうしても強い
張力が必要になり、堆積膜の剥離、ひび割れを生じやす
く、基板材料として薄い、或は伸びやすい材料は使用す
ることができず基板として用いる材料に制限を受けてい
た。
【００１１】特に、タンデム型太陽電池のように堆積す
る層数が多い場合には半導体素子の製造過程で帯状基板
が通過するガスゲートの数が多くなり、摩擦力もそれだ
け増加して欠陥の発生による生産性の低下や基板材料の
制限などの影響が大きかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来のロール・ツー・ロール方式の半導体素子の連続的
製造装置の問題点を解決し、隣り合う成膜室のガスの相
互混入を効果的に防ぎながらガスゲートでの帯状基板の
摩擦力を大幅に減少させ、堆積膜に加わる圧力による半
導体素子の欠陥の発生のない半導体素子の連続的製造装
置を提供する事にある。
【００１３】本発明の他の目的は、隣り合う成膜室のガ
スの相互混入を効果的に防ぎながら基板搬送時の張力を
減少させ、薄い、或は伸びやすい材料でも基板材料とし
て用いることができるような基板材料の適用範囲の広い
半導体薄膜の連続的製造装置を提供する事にある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体素子
の製造装置は、ガスゲートを有するロール・ツー・ロー
ル方式の半導体素子の連続的製造装置において、前記ガ
スゲートのスリット状の分離通路内に搬送される帯状基
板の搬送方向に１メートル当たり５〜５０列の複数の回
転自在のローラーを該スリット状の分離通路の壁面から
該ローラーの表面が０．１〜５mm出るように配置すると
ともに、搬送される帯状基板の裏面を該ローラーに圧接
するように磁石を配置し、該帯状基板の搬送時にローラ
ーと該帯状基板間に作用する磁力の変動幅を該磁力の最
大値の１／２未満として、該帯状基板を該ローラーによ
り回転しつつ支持することを特徴とする半導体素子の連
続的製造装置である。上記において、複数のグロー放電
領域をガスゲートによって接続し、所望の幅で十分に長
い帯状基板を前記各グロー放電領域を順次貫通する経路
にそって配置し、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しつつ前記帯状基板をその長
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的に製造する装置において、前記ガ
スゲートのスリット状の分離通路内に複数の回転自在の
ローラーを前記帯状基板裏面（半導体層の堆積していな
い面）を回転しつつ支持するように配置した事を特徴と
している。
【００１５】すなわち、本発明による半導体素子の製造
装置は、複数のグロー放電領域をガスゲートによって接
続し、帯状基板を前記各グロー放電領域を順次貫通する
経路にそって配置し、各グロー放電領域において所望の
半導体層を堆積形成しつつ前記帯状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
る素子を連続的に製造する所謂ロール・ツー・ロール方
式の半導体素子の連続的製造装置において、ガスゲート
のスリット状の分離通路内に複数の回転自在のローラー
を配置することにより、帯状基板を裏面から安定に接触
支持し、基板表面とガスゲート壁面との間隔を十分に狭
く一定に保ちガスの相互混入を防ぐとともに、基板裏面
とローラーとの接触面が密着状態を保ちつつ基板の搬送
に伴って回転して、帯状基板に加わる摩擦力、張力を減
少させるものである。
【００１６】図１は、本発明による半導体素子の連続的
製造装置の一例を示す模式図である。図１において、１
０１，１０２，１０３は高周波プラズマＣＶＤ法による
成膜室、１０４，１０５は帯状基板の供給室、巻き取り
室である。それぞれの成膜室はガスゲート１０６によっ
て接続されている。１０７は帯状基板で、供給室から巻
き出され、巻き取り室に搬送されるまでに３つの成膜室
を通過して、その表面に三層の堆積膜、例えば、ＰＩＮ
構造の太陽電池用半導体層が形成される。
【００１７】１０１〜１０３の各成膜室には基板を加熱
する加熱ヒーター１０８、不図示のガス供給手段から供
給される成膜ガスを成膜室に導入するガス導入管１０
９、不図示の排気手段により成膜室を排気する排気管１
１０、成膜室内の成膜ガスにエネルギーを与えて放電を
生起する高周波電力を供給する放電電極１１１が設けら
れ高周波プラズマＣＶＤ法による膜堆積がそれぞれ行な
われる。
【００１８】ガスゲート１０６には回転自在のローラー
１１２が設けられ帯状基板を裏面から接触支持し、上下
の掃気用ガス導入管１１３から掃気ガスが導入され、ガ
スゲートのスリット状の分離通路に掃気ガスの流れを作
り、隣り合う成膜室の成膜ガスの混入を阻止する。１１
４は圧力計、１１５，１１６は供給室及び巻き取り室の
排気を行なう排気管である。
【００１９】本発明による半導体素子の連続的製造装置
の別の例を図２に示す。図２に示した装置は、基本的に
は図１に示した装置に直列に更に６個の成膜室と６個の
ガスゲートを加えたものであり、図中２０１〜２０６で
示したものは図１における１０１〜１０６に対応してい
る。
【００２０】本装置では、自重により垂れ下がる帯状基
板の形状に合わせてそれぞれの成膜室が配置されてお
り、成膜室内で帯状基板が水平になるように成膜室の出
入り口付近に帯状基板を裏面から支持する回転自在の支
持ローラー２０７を設けている。
【００２１】２０８〜２１０，２１１〜２１３は２０１
〜２０３と同様の高周波プラズマＣＶＤ法による成膜室
である。
【００２２】本装置によれば、高周波プラズマＣＶＤ法
により基板上に９層からなる堆積膜、例えば、ＰＩＮ／
ＰＩＮ／ＰＩＮ構造のタンデム型太陽電池用の半導体層
が形成されうる。
【００２３】以下、ガスゲートについて説明を加える。
本発明におけるローラーは円筒形状が好ましく、ガスゲ
ートのスリット状の分離通路の帯状基板の裏面側に、そ
の回転軸が帯状基板の搬送方向と垂直かつガスゲート壁
面とほぼ水平になる向きに、ローラー表面がガスゲート
壁面から０．１〜５mm出る位置に配置するとよい。スリ
ット状の分離通路の間隙（スリット幅）は通常１〜１０
mm程度である。
【００２４】ローラーは、帯状基板を支持し、搬送を円
滑にしうる数だけ備えることが好ましい。従って、基板
の大きさ、重量、材質、及びガスゲートの構造等により
適宜設定するが、搬送方向に５〜５０列／ｍの範囲で配
置すればよい。ローラーの径は特に規定されないが、通
常、５〜５０mm程度でよい。
【００２５】図３は本発明の製造装置のガスゲートの一
例を示す模式図である。スリット状の分離通路３０１内
に回転自在のローラー３０２がその円筒の表面がガスゲ
ート壁面３０３から０．１〜５mm出るように配置され、
帯状基板３０４の裏面を支持している。３０５は掃気用
ガス導入管である。
【００２６】本発明におけるローラーの材料としては、
成膜に適した温度に加熱された帯状基板と長時間接触し
ても熱変形や摩耗が少ないものとしてステンレス鋼等の
金属、アルミナ等のセラミクス、石英等のガラス、或は
これらの複合材等が挙げられる。また、ローラーの形状
としては表面は基本的には円筒形状であるが、基板裏面
のガスの流れを安定化するために周方向に溝を設けても
よい。
【００２７】基板とローラーとの密着性を高め、少々の
基板の波打ちや反りがあっても基板がローラーから浮き
上がりにくくするにはＳＵＳ４３０ＢＡ製鋼等の強磁性
体の帯状基板を使用し、ローラー内部或はローラーの裏
側に磁石を配し、磁力によって基板をローラーに圧接す
るのが効果的である。磁石の磁力は基板の種類、重量等
により適宜設定すればよいが、例えば基板位置における
磁力で１００〜１０００ガウスで目的を達成しうる。
【００２８】図４は図３に示す本発明の装置のガスゲー
トの磁石を用いない場合の断面図、図５は図３に示す本
発明の装置のガスゲートのローラー内部に磁石を設けた
場合の断面図、図６はローラーの裏側に磁石を設けた場
合の本発明の装置のガスゲートの一例を示す模式側面
図、図７は図６のガスゲートの断面図を示す。
【００２９】図中、４０１，５０１，６０１，７０１は
ガス分離通路、４０２，５０２，６０２，７０２はロー
ラー、４０３，５０３，６０３，７０３はガスゲート壁
面、４０４，５０４，６０４，７０４は帯状基板、４０
５，５０５，６０５，７０５は掃気用ガス導入管、５０
６，６０６，７０６は磁石である。
【００３０】図６に示す本発明の装置のガスゲートと図
８に示す従来のガスゲートは、回転自在のローラーの有
無以外はほぼ同じ構造であり、基板に作用する磁力もほ
ぼ等しい。
【００３１】図１１は図６と図８のガスゲートで磁石の
数を変えて基板に作用する磁力を変化させ、基板搬送に
要する張力を測定した結果の一例である。尚、基板に作
用する磁力と基板搬送に要する張力は図１０に示すよう
にガスゲートの上半分でローラー１００４に基板１００
１をつけて磁石１００２の数により磁力を変化させ、ば
ねばかり１００３によって測定した。図１１より、基板
接触面をローラーにすることで基板の摩擦力を約１／１
０に大幅に減少させられることが確認できるが、この場
合に限らず本発明ではローラーを用いることで、一般的
に１／５〜 １／５０程度に摩擦力を低減しうる。
【００３２】図１２は同様にして基板に作用する磁力を
変化させて図６と図８のガスゲートを用いてロール・ツ
ー・ロール法によりＰＩＮ型のアモルファスシリコン太
陽電池を製造し、太陽電池１００cm2 当たりのショート
による欠陥発生数を調べた結果の一例である。これか
ら、基板接触面をローラーにすることでガスの混入防止
のために磁力により基板をガスゲートに密着させても、
製造した半導体素子に欠陥を生じにくいことが確認でき
た。
【００３３】磁石をローラー内部にローラーに固定して
設けた場合などには基板搬送時にローラーの回転に伴っ
てローラー内部の磁石が回転し、基板との間に作用する
磁力が変化してローラーの回転が滑らかでなくなり、磁
力の強いところでローラーと基板とが離れにくく、擦れ
るようになり摩擦力が増加する場合がある。
【００３４】図１３は図３のガスゲートにおいてローラ
ーと帯状基板間に作用する磁力の最大値を磁力の変動が
０のときに擦れによる欠陥の発生する直前値に揃えた時
の基板に作用する磁力の変動幅と基板搬送に要する張力
の関係を調べた結果の一例である。ここで磁力の最大値
とはローラーを１回転させたときローラーと帯状基板間
に作用する磁力の最大の値をいい、変動幅とはローラー
を１回転させたときローラーと帯状基板間に作用する磁
力の最大値と最小値の差をいう。磁力の変動幅が最大磁
力の約１／２以上になるとローラーと基板とでひきずる
ような摩擦が起こり、基板搬送に要する張力が急増して
いる。図３に示したガスゲートに限らず、一般に磁力の
変動幅が最大磁力の１／２以上になると有意に摩擦によ
る負荷がかかることがわかっている。
【００３５】また、この磁力の変動幅を変えたガスゲー
トを用いてＰＩＮ型のアモルファスシリコン太陽電池を
製造し太陽電池の１００cm2 当たりのショートによる欠
陥発生数を調べたところ図１４のようになり、磁力の変
動幅が最大磁力の１／２未満であれば基板をかなり強く
ローラーに密着させても欠陥を生じることがなかった。
これは、本発明の構成において一般性のある一つの特性
である。
【００３６】磁力の変動幅を制御する手段としては、磁
石をローラーの固定軸に固定する、固定した磁石を小径
のローラーの背面に配置する等をあげることができ、こ
れにより変動幅を最大磁力の０〜１／４程度の範囲に常
に抑えることができる。
【００３７】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定される
ものではない。実施例１ 図１に示した本発明の製造装置により、以下に示すよう
にして帯状基板上にＰＩＮ型アモルファスシリコン太陽
電池を形成した。
【００３８】先ず、幅３０cm、長さ５０ｍ、厚さ0.2 mm
のＳＵＳ４３０ＢＡ製基板１０７を、供給室１０４から
巻き出され、１０１〜１０３の３つの成膜室を通過して
巻き取り室１０５で巻き取られるようにセットした。な
お、各成膜室間を接続するガスゲートのスリット幅は５
mm、スリットの長さは４０cm、磁石を内蔵するＳＵＳ３
０４製ローラー１１２の直径は３cmとした（磁力２００
０ガウス）。
【００３９】また４つあるローラーはスリットの壁面か
ら１mm出ており、基板に作用する磁力はローラーが回転
しても変化しないように磁石は図５に示すようにローラ
ーの軸に固定した。
【００４０】次に各成膜室内をそれぞれの排気管１１０
で十分排気した後、引き続き排気しながら各成膜室へガ
ス導入管１０９からそれぞれの成膜ガスを導入し、圧力
計１１４を確認しながら排気量を調節して各成膜室を所
定の圧力に調整した。ガスゲート１０６には掃気ガスと
してＡｒを上下のガス導入管１１３から各２００sccm導
入した。
【００４１】ヒーター１０８で帯状基板１０７の裏面か
ら所定の温度で加熱し、放電電極１１１から13.56 MHz
の高周波電力を導入して各成膜室内にグロー放電を生起
し、帯状基板を一定速度で搬送して帯状基板上にＮ，
Ｉ，Ｐ型のアモルファスシリコン膜を連続的に形成し
た。各成膜室での作製条件を表１に示す。
【００４２】
【表１】 本発明の装置を用い上記方法で得られたアモルファスシ
リコン膜を堆積した帯状基板をロール・ツー・ロール装
置から取り出し、１０cm×１０cmの大きさに切り離し、
シングルチャンバーの真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法
により表２に示す条件でＩＴＯ透明導電膜を積層し、図
１５の模式断面図に示す太陽電池を作製した。図１５に
おいて、１５０１は基板、１５０２はＮ型層、１５０３
はＩ型層、１５０４はＰ型層、１５０５はＩＴＯ透明導
電膜である。
【００４３】
【表２】 得られた太陽電池は、各成膜室をゲートで完全に分離す
る三室分離型の堆積膜形成装置で作製した太陽電池と同
等の、良好な光電変換効率を示し、膜厚方向の不純物分
布を二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を用いて測定し
たところ、Ｎ層のＰ原子、Ｐ層のＢ原子のＩ層への混入
はＳｉ量の１／１０5 以下であり、ガスゲートにより隣
合う成膜室の成膜ガスが良好に分離されていることが確
認できた。
【００４４】また、ロール・ツー・ロール装置から取り
出した時、帯状基板の膜堆積面及び裏面には擦れ傷は全
くなく、作製した太陽電池に擦れ傷による欠陥は全く認
められなかった。
【００４５】さらに５０ｍの帯状基体の成膜の間、一度
も基体の搬送系の調整は行なわなかったが、帯状基板に
伸びやしわは発生せず、堆積膜の剥離による素子の欠陥
は認められなかった。比較例１ ガスゲートを図８に示す従来型のものに変更した以外は
実施例１と同様にして帯状基板上にＰＩＮ型アモルファ
スシリコン太陽電池を形成した。尚、ガスゲートのスリ
ット幅は４mmで実施例１と帯状基板表面〜表面側ガスゲ
ート壁面間距離が変わらないようにし、帯状基板と接触
するガスゲート壁８０３には低摩擦材料のアルミナ系セ
ラミックを用いた。また、基板に作用する磁力も実施例
１と同じになるように調整した。
【００４６】得られた太陽電池は、欠陥のない箇所では
各成膜室をゲートで完全に分離する三室分離型の堆積膜
形成装置で作製した太陽電池と同等の、良好な光電変換
効率を示し、膜厚方向の不純物分布を二次イオン質量分
析法（ＳＩＭＳ）を用いて測定したところ、Ｎ層のＰ原
子、Ｐ層のＢ原子のＩ層への混入はＳｉ量の１／１０ 5
以下であり、ガスゲートにより隣合う成膜室の成膜ガス
が良好に分離されていることが確認できた。
【００４７】しかしながら、ロール・ツー・ロール装置
から取り出した時、帯状基板の膜表面には傷はなかった
ものの、基板裏面に多くの擦れ傷がついており、作製し
た太陽電池には上下の電極のショートによる欠陥が１０
０cm2当たり平均２か所あり、光電変換効率が良品の８
０％に満たない太陽電池が全数の約３０％に達してい
た。実施例２ 図２に示した本発明による装置を用い、以下のようにし
て帯状基板上にＮ，Ｉ，Ｐのアモルファスシリコン層を
連続的に形成した。
【００４８】まず、幅３０cm、長さ１００ｍ、厚さ0.15
mm の表面を鏡面研磨した帯状ステンレス基板を、供給
室２０４から巻き出され、ガスゲート２０６で接続され
た２０１，２０２，２０３，２０８，２０９，２１０，
２１１，２１２，２１３の９つの成膜室を通過して、巻
き取り室２０５で巻き取られるようにセットした。尚、
各成膜室間を接続するガスゲートのスリット幅はすべて
５mm、スリット部分の長さは４０cmであり、４本の直径
３cmのステンレス製のローラー内部に磁石は入れず、ガ
スゲート壁からローラー表面が１mm出るようにした。ガ
スゲートには掃気ガスとしてＡｒを上下のガス導入管２
０６から各２００sccm導入した。
【００４９】成膜室２０１〜２０３，２０８〜２１０，
２１１〜２１３と３組のＰＩＮ用成膜室を通過させるこ
とにより表３に示す条件で帯状基板上に３組のＮ，Ｉ，
Ｐ型のアモルファスシリコン膜を連続的に形成し、最後
に巻き取り室２０５にて帯状基板をロール状に巻き取っ
た。
【００５０】
【表３】 以上のようにして９層の堆積膜を積層した帯状基板をロ
ール・ツー・ロール装置から取り出し、実施例１と同様
にしてＩＴＯ透明導電膜を蒸着した。１０cm×１０cmの
大きさに切り離し、図１６の模式断面図に示す層構成の
太陽電池を作製した。図１６において、１６０１は基
体、１６０２，１６０５，１６０８はＮ型層、１６０
３，１６０６，１６０９はＩ型層、１６０４，１６０
７，１６１０はＰ型層、１６１１はＩＴＯ透明導電膜で
ある。
【００５１】得られた太陽電池は、９室の成膜室をゲー
トで完全に分離する装置を用いそれぞれの成膜室内で本
実施例と同じ作製条件で別々に堆積して作製した太陽電
池と同等の、良好な光電変換効率を示し、膜厚方向の不
純物分布をＳＩＭＳを用いて測定したところ、Ｎ層のＰ
原子のＩ層、Ｐ層への、Ｐ層のＢ原子のＩ層、Ｎ層への
混入はＳｉ量の１／１０5 以下であり、ガスゲートによ
り隣合う成膜室の成膜ガスが良好に分離されていること
が確認できた。
【００５２】また、ロール・ツー・ロール装置から取り
出した時、帯状基板の膜堆積面及び裏面には擦れ傷は全
くなく、作製した太陽電池に擦れ傷による欠陥は全く認
められなかった。
【００５３】さらに１００ｍの帯状基板の成膜の間、一
度も基体の搬送系の調整を行なわなかったが、帯状基板
に伸びやしわは発生せず、堆積膜の剥離による素子の欠
陥は認められなかった。実施例３ 帯状基板を厚さ0.1mm のポリイミドフィルムにした以外
は実施例１と同様にして図１の製造装置により、図１５
に示すような太陽電池を作製した。
【００５４】得られた太陽電池は、各成膜室をゲートで
完全に分離する三室分離型の堆積膜形成装置で作製した
太陽電池と同等の、良好な光電変換効率を示し、膜厚方
向の不純物分布をＳＩＭＳを用いて測定したところ、Ｎ
層のＰ原子、Ｐ層のＢ原子のＩ層への混入は認められ
ず、ガスゲートにより隣合う成膜室の成膜ガスが完全に
分離されていることが確認できた。
【００５５】また、ロール・ツー・ロール装置から取り
出した時、帯状基板の膜堆積面及び裏面には擦れ傷は全
くなく、作製した太陽電池に傷による欠陥は全く認めら
れなかった。
【００５６】さらに５０ｍの帯状基板の成膜の間、一度
も基板の搬送系の調整を行なわなかったが、帯状基板に
伸びやしわは発生せず、堆積膜の剥離による素子の不良
は認められなかった。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、ロール・ツー・ロ
ール方式の製造装置において、ガスゲートのスリット状
の分離通路内に複数のローラーを備えた本発明の連続的
製造装置によれば、隣り合う成膜室のガスの相互混入を
効果的に防ぎながらガスゲートでの帯状基板の摩擦力を
大幅に減少させ、堆積膜に加わる圧力による半導体素子
の欠陥の発生のない半導体素子の連続的製造を実現する
ことができる。
【００５８】また、本発明の装置によれば、隣り合う成
膜室のガスの相互混入を効果的に防ぎながら基板搬送時
の張力を減少させ、薄い、或は伸びやすい材料でも基板
材料として用いることができるような基板材料の適用範
囲の広い半導体薄膜の連続的製造を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体素子の連続的製造装置の一例を
示す概略図である。
【図２】本発明の半導体素子の連続的製造装置の別の例
を示す概略図である。
【図３】本発明におけるガスゲートの構造の一例を示す
概略図である。
【図４】図３に示すガスゲートの断面図の一例を示し、
(a) はＡ−Ａ′断面図、(b) はＢ−Ｂ断面図、(c) はＣ
−Ｃ′断面図である。
【図５】図３に示すガスゲートの断面図の別の例を示
し、(a) はＡ−Ａ′断面図、(b)はＢ−Ｂ′断面図、(c)
はＣ−Ｃ′断面図である。
【図６】本発明におけるガスゲートの構造の別の例を示
す概略図である。
【図７】図６に示すガスゲートの断面図の一例を示し、
(a) はＡ−Ａ′断面図、(b) はＢ−Ｂ′断面図、(c) は
Ｃ−Ｃ′断面図である。
【図８】従来のガスゲートの構造を示す概略図である。
【図９】従来のガスゲートの別の構造を示す概略図であ
る。
【図１０】ガスゲートにおける基板に作用する磁力及び
摩擦力の測定方法（それぞれ(b)及び(a) ）を示す概略
図である。
【図１１】本発明におけるガスゲート及び従来のガスゲ
ートの性能を測定した結果を示すグラフであり、基板に
作用する磁力と基板搬送に要する張力との関係を示す。
【図１２】本発明におけるガスゲート及び従来のガスゲ
ートの性能を測定した結果を示すグラフであり、基板に
作用する磁力と欠陥発生数との関係を示す。
【図１３】本発明におけるガスゲート及び従来のガスゲ
ートの性能を測定した結果を示すグラフであり、（基板
に作用する磁力の変動幅）／（基板に作用する磁力の最
大値）と基板搬送に要する張力との関係を示す。
【図１４】本発明におけるガスゲートと従来のガスゲー
トの性能を測定した結果を示すグラフであり、（基板に
作用する磁力の変動幅）／（基板に作用する磁力の最大
値）と欠陥発生数との関係を示す。
【図１５】本発明の実施例１で作製した太陽電池の層構
成を示す概略断面図である。
【図１６】本発明の実施例２で作製した太陽電池の層構
成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
101, 102, 103, 201, 202, 203, 208, 209, 210, 211,
212, 213 成膜室 104, 204 基板供給室 105, 205 基板巻き取り室 106, 206 ガスゲート 107, 304, 404, 504, 604, 704, 804, 904, 1001 基
板 108 加熱ヒーター 109 成膜ガス導入管 110, 115 排気管 111 放電電極 112, 302, 402, 502, 602, 702, 1004ローラー 113, 305, 405, 505, 605, 705, 805, 905 掃気用ガ
ス導入管 114 圧力計 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901 スリット状分離通
路 303, 403, 503, 603, 703, 803, 903 ガスゲート壁 506, 606, 706, 806, 1002 磁石 207 支持ローラー 1003 ばねばかり 1501, 1601 基板 1502, 1602, 1605, 1608 Ｎ型層 1503, 1603, 1606, 1609 Ｉ型層 1504, 1604, 1607, 1610 Ｐ型層 1505, 1611 ＩＴＯ透明導電層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 幸田 勇蔵 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 金井 正博 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 黒川 岳 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−199571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−23573（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/205

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスゲートを有するロール・ツー・ロー
    ル方式の半導体素子の連続的製造装置において、前記ガ
    スゲートのスリット状の分離通路内に搬送される帯状基
    板の搬送方向に１メートル当たり５〜５０列の複数の回
    転自在のローラーを該スリット状の分離通路の壁面から
    該ローラーの表面が０．１〜５mm出るように配置すると
    ともに、搬送される帯状基板の裏面を該ローラーに圧接
    するように磁石を配置し、該帯状基板の搬送時にローラ
    ーと該帯状基板間に作用する磁力の変動幅を該磁力の最
    大値の１／２未満として、該帯状基板を該ローラーによ
    り回転しつつ支持することを特徴とする半導体素子の連
    続的製造装置。
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