JP3007233B2 - 機能性堆積膜の連続的製造装置および機能性堆積膜の連続的製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大面積の機能性堆積膜
を連続的に製造する方法および装置に関し、特に、光起
電力素子等の積層薄膜素子に用いる薄膜を帯状基板上に
連続的に形成する方法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板上に光起電力素子等を用いる
機能性堆積膜を連続的に形成する方法として、各種半導
体層を形成するための独立した成膜室をそれぞれ設け、
各成膜室にて各半導体層の形成を行う方法が提案されて
いる。

【０００３】米国特許第４，４００，４０９号明細書に
は、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌ
ｌ）方式を採用した連続プラズマＣＶＤ法が開示されて
いる。

【０００４】この方法によれば、複数のグロー放電領域
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、基板をその長手方向に連続的に搬送することによっ
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。

【０００５】上記の方法において、各半導体層形成時に
おけるドーパントガスが他の成膜室のグロー放電領域へ
拡散、混入することを防止するために、ガスゲートが設
けられる。

【０００６】具体的には、上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等の分離用ガスの流れを形成させる。
または、分離通路内に排気手段を設けて隣接する成膜室
から流れ込むガスを排気する手段が採用されている。

【０００７】しかしながら、上記分離用ガスの導入口
は、上記帯状基板の幅方向について等間隔に配置されて
いるために非圧縮性粘性流を仮定できる範囲にある上記
ガスゲート内の分離用ガスの流れにおいて、壁面近傍で
は十分な流速を有していないため、隣接する成膜室間の
ガスの逆拡散を防止するためには必要以上の分離用ガス
を流さなければならなかった。また、壁面の形状あるい
は表面粗さによっては流れに剥離が生じ、ガスの分離能
力を著しく低下させていた。さらには、各成膜室間の圧
力差が大きな場合には、ガスゲートでのガスの分離能力
が低下し、成膜ガスの混入が生じ易くなるばかりでな
く、圧力そのものを維持することが不可能となる場合が
あった。したがって、従来は隣接する成膜室の圧力に合
わせて圧力差が生じないようにしたり、ドーピング層成
膜室の圧力を低く設定する方法がとられたり、分離用ガ
スの流量を増加するなどといった方法がとられていた。

【０００８】また、装置の構成としては，自重で垂れ下
がる帯状基板の形状に合わせて成膜室を構成、配置し、
ガスゲート部分で帯状基板が浮くことやがたつくことを
抑え、スリットを狭く長くしてコンダクタンスを下げる
などして対応していた。

【０００９】上記従来例では、ガスゲートに設置された
排気ガス導入口の位置や個数等は何等触れられていな
い。我々は、鋭意研究を続けた結果、それらの位置や個
数により、ガスを分離する性能が大きく異なることを見
いだした。従来、分離通路の高さが分離通路幅方向に対
して、分離通路側壁部から、中央部まで一定の分離通路
が用いられてきたが、この場合、分離ガス導入口がガス
ゲート１つあたり１つ設けられ、その位置は分離通路の
幅方向に対して、中央付近であるとすると、中央付近に
分離ガス導入口を設置していることと、分離通路側壁の
存在により、分離通路中央付近よりも分離通路側壁付近
で排気コンダクタンスが小さくなる。このため、分離ガ
スの流量は分離通路幅方向で異なり、互いの成膜室の成
膜ガスを分離できる性能は分離通路の中央付近に比べ
て、分離通路側壁付近では劣ることになる。従って、十
分にガスを分離するためにはその分、分離通路の長さを
長くしなければならない。この様な、分離通路幅方向で
のガスを分離する性能の違いは、分離通路の幅が広くな
ればなるほど顕著になる。

【００１０】上記の様に、幅広の帯状基板を用いた大面
積対応の機能性堆積膜形成装置のガスゲートに於いて
は、従来の構造では互いの成膜室間の成膜ガスを効率よ
く分離できないという問題点があった。また、従来例を
大面積対応の装置に適用すると装置が巨大になるため、
作業性が劣り、またコスト的にも望ましくない。

【００１１】例えば、ロール・ツー・ロール方式の装置
でアモルファスシリコンのｐｉｎ型光起電力素子を形成
する場合、成膜速度が要求されるｉ層をマイクロ波で、
ｉ層より膜厚が薄いｎ及びｐ層を高周波で成膜しようと
すると、ｉ層の成膜室の圧力はｍＴｏｒｒ台まで下げら
れるが、ｎ及びｐ層の成膜室の圧力は１００ｍＴｏｒｒ
以下には下げられないため、不純物ガスの混入を防ぎた
いｉ層の成膜室の圧力をｎ及びｐ層の成膜室の圧力と同
じあるいはそれ以上にすることは困難であり、不純物ガ
スの混入を防ぎたい側の成膜室の圧力が低くなってしま
い、しかも大きな圧力差を生じる。このような場合、上
述した従来の方法で対応しようとするガスゲートの長さ
が、きわめて冗長なものとなってしまい、実施形として
は使用困難であった。

【００１２】一方、マイクロ波を用いたプラズマプロセ
スが近年注目されている。マイクロ波は、従来のＲＦ
（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を用いた場合に比
較して周波数が高いために、エネルギー密度を高めるこ
とが可能であり、プラズマを効率よく発生させ、持続さ
せることに適している。

【００１３】例えば、米国特許４，５１７，２２８号明
細書及び同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板上に
薄膜を堆積形成させる方法が開示されているが、マイク
ロ波によれば、ＲＦに比較して低圧下での放電が可能と
なり、膜特性が低下する原因となる活性種のポリマリゼ
イションを防ぎ、高品質の膜堆積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、
かつ、堆積速度の飛躍的向上が図れるとされている。

【００１４】ところが、このマイクロ波プロセスを上記
ロール・ツー・ロール法の中に組み入れるようとする
と、膜堆積に適した圧力範囲が異なるため、マイクロ波
プロセスを行う成膜室とＲＦプラズマプロセスを行う成
膜室とでは、一桁以上の圧力差となってしまう。

【００１５】ガスゲートでガスの混入、拡散を防ぐに
は、ガスゲートのスリット部分のコンダクタンスを下げ
ればよく、スリット部分のコンダクタンスはスリット部
分の長さとスリット高さの逆数の自乗に比例して小さく
なる。スリット高さを狭めてコンダクタンスを下げよう
とすると、帯状基板を搬送する際にどうしても帯状基板
が振動したり、波打ったりしてしまう。そのため、帯状
基板の膜堆積面をガスゲートの壁面に接触させずに搬送
する必要があり、一方、スリット高さを狭くすることに
は限界がある。

【００１６】また、スリット部分を長くしてコンダクタ
ンスを下げようとする場合には、長さの一乗に比例して
しかコンダクタンスは下がらないので、ガスゲートが非
常に長くなり、装置が長大化してしまう。

【００１７】コンダクタンスを下げる以外にガスの混
入、拡散を防止する方法としては、スリット部分から成
膜室に流す分離用ガスの流量を増やす方法が考えられる
が、マイクロ波プラズマ法に適した低い圧力を維持する
ために巨大な排気装置が必要になり、装置の巨大化と装
置への投資額の増加を招くことになる。

【００１８】また、真空蒸着法、スパッタリング法等の
低圧で膜堆積を行うプロセスを一連のロール・ツー・ロ
ール方式の装置に組み入れようとする場合と同様の問題
が生じる。

【００１９】例えば、太陽電池の製造で帯状基板上に背
面電極用の金属膜を真空蒸着法で形成するプロセスや光
入射側の電極の透明導電膜をスパッタリング法で形成す
るプロセス等の１０^-6〜１０^-5Ｔｏｒｒの低圧で行うプ
ロセスと、ＲＦプラズマＣＶＤプロセス等１０^-1〜１０
Ｔｏｒｒで行うプロセスとを、一連のロール・ツー・ロ
ール装置に組み入れようとすると、従来の方法ではガス
ゲートからのガス流入量が多くなり過ぎ、通常の排気ポ
ンプでは、真空蒸着やスパッタリングを行うための低圧
まで成膜室を排気する事が困難であり、また、ガスゲー
トからのガス流入が各々の成膜に悪影響を及ぼすことが
あった。そこで従来は蒸着プロセス、ＲＦプラズマＣＶ
Ｄプロセス、スパッタリングプロセス等圧力の大きく異
なる各プロセスごとにロール・ツー・ロール装置を設
け、帯状基板を各プロセスごとに取り替えながら膜を堆
積せねばならず、著しく生産性を低下させる原因となっ
ていた。

【００２０】上記の太陽電池は、アモルファスシリコン
（以降「ａ−Ｓｉ」と称す）にて構成されたものが多く
実用化されているもので、近年、全世界的に要求されて
いるクリーンエネルギーとして量産することが必要とさ
れるもので、現在ａ−Ｓｉ太陽電池を作成する際の量産
装置としてはロール・ツー・ロール方式の生産装置がそ
の大面積化、量産性、等の面で最も優れた装置とされて
いる。

【００２１】以下ロール・ツー・ロール方式の生産装置
を用いた太陽電池製造上の概略を述べる。

【００２２】ロール・ツー・ロール方式生産装置は、円
形ボビン上にロール状に巻かれたａ−Ｓｉ膜形成用の長
尺基体を連続的に送り出し、太陽電池を構成する。少な
くともｎ型ａ−Ｓｉ層、ｉ型ａ−Ｓｉ、ｐ型ａ−Ｓｉ等
を含む層から形成される複数層を各々独立した反応容器
内で形成しており、また、各々の反応容器は減圧状態を
維持しながら、基体を、ガスゲートを介して各々の反応
容器間での移動を可能しめ、かつ、各々の反応容器内に
存在する例えばｎ型ａ−Ｓｉ層、ｉ型ａ−Ｓｉ層、Ｐ型
ａ−Ｓｉ層等の原料となるガスが相互に拡散、混入する
ことを防止する機能を有する連結部材から構成されるも
のである。

【００２３】図３７はロール・ツー・ロール方式のａ−
Ｓｉ太陽電池の生産装置を示す模式図であり、図３７
中、４２０１はａ−Ｓｉ膜を堆積する長尺基体で、通常
変形可能なステンレス、アルミニウム等の薄板が用いら
れる。長尺基体４２０１は、ボビン４２１１に巻つけら
れており、送り出し室４２１０内に据えつけられる。送
り出し室４２１０内に設置されたボビンから送り出され
た基体４２０１はガスゲート４２２０、ｎ型ａ−Ｓｉ成
膜室４２３０、ガスゲート４２４０、ｉ型ａ−Ｓｉ成膜
室４２５０、ガスゲート４２６０、ｐ型ａ−Ｓｉ成膜室
４２７０、ガスゲート４２８０を通過し、巻き取り室４
２９０内に設置された巻き取りボビン４２９１に巻き取
られる。４２３０ａ、４２５０ａ、４２７０ａはカソー
ド電極で各々高周波電源４２３０ｂ、４２５０ｂ、４２
７０ｂより電力を印加され設置された長尺基体４２０１
との間でグロー放電が生起される。

【００２４】４２０２ａはＳｉＨ₄ガス、４２０３ａは
Ｈ₂ガス、４２０４ａはＰＨ₃ガス、４２０５ａはＢ₂Ｈ₆
ガスが充填されていて各々のガスは開閉バルブ４２０２
ｂ〜４２０５ｂおよび減圧器４２０２ｃ〜４２０５ｃを
通ってガス混合器４２３０ｃ、４２５０ｃ、４２７０ｃ
に導かれ、所望の混合比、流量とされる。さらにガス導
入ライン４２３０ｄ、４２５０ｄ、４２７０ｄを通って
各成膜室内に噴出する。各成膜室には排気速度の可変な
排気装置４２１０ｅ、４２３０ｅ、４２５０ｅ、４２７
０ｅ、４２９０ｅが設けられており所望の圧力に調整さ
れる。

【００２５】また４２３０ｆ、４２５０ｆ、４２７０ｆ
は各々の成膜室内での基板加熱用ヒーターであり各々電
源４２３０ｇ、４２５０ｇ、４２７０ｇより電力が供給
される。

【００２６】ガスゲート４２４０、４２６０にはガス導
入口４２４１、４２６１よりａ−Ｓｉ膜形成に悪影響を
与えないガス、例えばＡｒ、Ｈ₂、Ｈｅ等のガスがボン
ベ４２０６から減圧器４２０７流量調節器４２０８、４
２０９を通って供給され各成膜室内の原料ガスの相互拡
散を抑えるようになっている。以降、こうしたガスゲー
ト部に供給されるガスを「分離ガス」と略記する。送り
出し室より送り出された長尺基体４２０１はｎ型ａ−Ｓ
ｉ成膜室内でヒータ４２３０ｆで加熱され、ガス混合器
４２３０ｃによりｎ型ａ−Ｓｉ膜の原料となるＳｉ
Ｈ₄、Ｈ₂ガス、ＰＨ ₃ガスが各々最適の流量に混合され
成膜室に導入される。同時に高周波電力が４２３０ｂか
らカソード４２３０ａに与えられ、長尺基体４２０１と
の間にグロー放電を生起せしめｎ型ａ−Ｓｉ膜を形成す
る。次に長尺基体はガスゲート４２４０内を通過しｉ型
ａ−Ｓｉ成膜室４２５０内に導かれる。成膜室内では先
述と同様に、最適な流量に設定されたＳｉＨ₄、Ｈ₂ガス
に最適パワーを与えることにより所望のｉ型ａ−Ｓｉ膜
を形成する。

【００２７】以下同様に長尺基体はゲート４２６０、ｐ
型ａ−Ｓｉ成膜室４２７０を経て巻き取り室４２９０内
のボビン４２９１に巻き取られる。

【００２８】以下述べたように長尺基体を大気還元する
ことなく連続的にｎ型、ｉ型、Ｐ型ａ−Ｓｉ成膜室を通
過させてゆくためにロール・ツー・ロール方式の生産装
置では極めて高い量産性が得られる。

【００２９】ところがこうしたロール・ツー・ロール方
式太陽電池生産装置において問題となるのがガスゲート
の性能および構造である。大面積でかつ効率の高い太陽
電池を作成するには成膜時及び搬送中に長尺基体のキズ
及び不純物の混入が微少であること必要である。ガスゲ
ートは、基体を傷める事なく通過させる為には広い断面
積が必要であり、一方不純物の混入を防ぐ為には狭い断
面積と長いゲート長を必要とし、分離手段としてのガス
流量を増加させる事が必要となる。

【００３０】以上の要求を満たす為、従来考案されてき
たガスゲートの例を図３８に示す。図３８において、４
３０１は堆積膜形成用の長尺基体、４３０２はガスゲー
ト、４３０３は成膜室、４３０４はガスゲートの開口断
面調整部材、４３０５はガスゲート用分離ガスの噴出口
である。

【００３１】図３８に示すガスゲートは、ガスゲート開
口断面調整部材４３０４で開口断面は同一形状となるよ
う平行平板より構成されており、長尺基体４３０１に接
触しない巾まで狭められ、コンダクタンスを減少し、成
膜室４３０３間で互いの成膜ガスの混入、拡散を防ぐよ
う設計される。（以降「平行平板型ガスゲート」と略
記）更に分離性を向上させるために分離ガス噴出口より
成膜に悪影響を与えないガス、例えばＡｒ、Ｈｅ、Ｈ₂
等がガスゲート内に導入される。こうした分離ガスはガ
スゲート内に侵入してこようとしてくる各々の成膜用ガ
スを各々の成膜室内に押しもどす役目をする。

【００３２】図３８に示す構成によるガスゲートにおい
ては分離性能を向上する為にはゲート開口断面積を最小
となるよう設計すれば良いが長尺基板の巾が大きくなる
と長尺基板のたわみやうねりが発生するため、平行平板
からなるガスゲートにおいては長尺基板がガスゲート内
をこすれながら移動することになり、キズが発生したり
微少な凸凹の生じる場合がある。またガスゲート断面積
を一様に小さくしても、分離ガス流量に応じて分離性能
が向上する事はなく一定値以上の分離性能を得る事は極
めて困難である。

【００３３】ごく最近の更なる成膜特性向上の要求に対
して、各成膜室の不純物の混入を防ぐこと、すなわち、
ガスゲートの分離性能の更なる向上が要求されている。
この様に長尺基体を通過する従来の平行平板型ガスゲー
トにおいては基体の損傷が少なくかつガス分離性能を十
分に有するといったガスゲートに対しての要求を同時に
満たすのは困難であった。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
ロール・ツー・ロール方式による機能性堆積膜の連続的
製造装置のさまざまな問題点が解決された機能性堆積膜
の連続的製造方法および装置を実現することを目的とす
る。

【００３５】すなわち、分離通路幅方向でのガス分離性
能の不均一さをなくして、特に幅広の基板に対応した大
面積ロール・ツー・ロール方式の装置に組み入れること
で、ガスゲートを長大にすることなく、あるいは排気装
置を巨大にすることなく、隣接する成膜室のガスの混入
・拡散を防ぐことができ、成膜に適した圧力が大きく異
なる複数のプロセスを一連のロール・ツー・ロール方式
の装置に組み入れることを可能として、よりコンパクト
で生産性の高い機能性堆積膜の連続的製造装置を実現す
ることを目的とする。

【００３６】さらに、本発明はロール・ツー・ロール方
式によるａ−Ｓｉ太陽電池の生産装置のガスゲートにお
ける上記の問題点を克服することにより、長尺基体の損
傷が少なく、効率の優れた太陽電池を安価で大量に作製
する事を可能ならしめる生産装置を提供する事を目的と
する。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明の機能性堆積膜の
連続的製造装置は、複数の成膜室と、分離用ガスが導入
されるスリット状の分離通路にて構成されて各成膜室の
間にそれぞれ設けられる複数のガスゲートとを具備し、
帯状基板をその長手方向に連続的に搬送させながら前記
ガスゲートで連結された複数の成膜室を通過させること
により前記帯状基板上に機能性堆積膜を連続的に形成す
る製造装置であって、前記複数のガスゲートの前記分離
用ガスを導入するための導入口は、前記帯状基板の幅方
向に関して中央部では疎であり、端部では密となるよう
に複数配置されていることを特徴とする。

【００３８】また、本発明の機能性堆積膜の連続的製造
装置は、複数の成膜室と、分離用ガスが導入されるスリ
ット状の分離通路にて構成されて各成膜室の間にそれぞ
れ設けられる複数のガスゲートとを具備し、帯状基板を
その長手方向に連続的に搬送させながら前記ガスゲート
で連結された複数の成膜室を通過させることにより前記
帯状基板上に機能性堆積膜を連続的に形成する製造装置
であって、前記分離通路の高さが、前記帯状基板の搬送
方向に関しては一定であり、該帯状基板の幅方向に関し
ては、分離通路中央近辺が分離通路側壁近辺よりも低く
形成されていることを特徴とする。

【００３９】また、複数のガスゲートの分離用ガスを導
入するための導入口は、導入された分離用ガスが帯状基
板の搬送方向と略平行に流れるように形成してもよい。

【００４０】また、複数のガスゲートのそれぞれには、
分離用ガスを導入するための導入口が帯状基板の幅方向
に関して複数設け、導入口のそれぞれには、導入するガ
スの流量を制御するためのガス流量コントローラーを設
けてもよい。

【００４１】本発明の機能性堆積膜の連続的製造方法
は、複数の成膜室と、分離用ガスが導入されるスリット
状の分離通路にて構成されて各成膜室の間にそれぞれ設
けられる複数のガスゲートとを具備し、前記複数のガス
ゲートのそれぞれには、前記分離用ガスを導入するため
の導入口が前記帯状基板の幅方向に関して複数設けられ
ており、前記導入口のそれぞれには、導入するガスの流
量を制御するためのガス流量コントローラーが設けられ
ており、帯状基板をその長手方向に連続的に搬送させな
がら前記ガスゲートで連結された複数の成膜室を通過さ
せることにより前記帯状基板上に機能性堆積膜を連続的
に形成する製造装置を用いた機能性堆積膜の連続的製造
方法であって、分離通路側壁付近に設けられた導入口か
ら導入される分離用ガスの流量が、分離通路中央部付近
に設けられた導入口から導入される分離用ガスの流量よ
りも多くなるように、前記複数の導入口より導入される
分離用ガスの流量を各導入口毎に独立に制御することを
特徴とする。

【００４２】

【００４３】

【作用】ガスによる分離能力は分離通路の壁面近傍で低
下する。複数の導入口を帯状基板の幅方向に対して不等
間隔に配置することにより、帯状基板の搬送方向に垂直
な方向でのガスの分離能力を均一とすることができる。

【００４４】導入口を、導入された分離用ガスが帯状基
板の搬送方向と略平行に流れるように形成すると、導入
口近傍で分離用ガスが帯状基板と衝突することによって
流速が減じること、および、乱流が形成されることが防
止され、隣接する成膜室間の成膜ガスが逆拡散すること
が最小限に抑えられるので、分離用ガスの流量を少なく
することができる。

【００４５】分離用ガスを導入するための導入口が帯状
基板の幅方向に関して複数設け、導入口のそれぞれに
は、導入するガスの流量を制御するためのガス流量コン
トローラーを設ける場合には、各導入口から導入される
ガスの流量を制御することにより帯状基板の搬送方向に
垂直な方向でのガスの分離能力を均一とすることができ
る。

【００４６】分離通路の高さが、帯状基板の搬送方向に
関しては一定であり、該帯状基板の幅方向に関しては、
分離通路中央近辺が分離通路側壁近辺よりも低く形成し
た場合には、分離通路側壁付近の分離通路の高さを高く
することで、ここでの排気コンダクタンスが増加し、分
離通路側壁付近に多くの分離ガスが流れ易くなるため、
ガス分離性能が大幅に向上する。

【００４７】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００４８】図１は、本発明の一実施例の要部の概略構
成を示す斜視図であり、圧力範囲の大きく異なる装置群
によって機能性堆積膜を連続的に形成する場合に、各装
置群を接続するためのガスゲート１００を示す図であ
る。

【００４９】図２は、図１に示すガスゲートを上記帯状
基板の長手方向に平行に切断したときの概略断面図であ
り、図３（ａ），図３（ｂ）は、図２中のＡ−Ａ’線，
Ｂ−Ｂ’線でそれぞれ切断したときの概略断面図であ
る。

【００５０】ガスゲート１００は、帯状基板１０５を上
下から挟み込む形態の開口断面調節部材１０７およびこ
れを覆うカバー１０８によって構成される。開口断面調
節部材１０７の一方（図面上側）にはマグネット１０６
が埋設され、また、開口断面調節部材１０７のいずれに
も分離用ガス流路１０３が形成されている。

【００５１】帯状基板１０５は、上記のマグネット１０
６によって吸着され、図面上側の開口断面調節部材１０
７に接触支持される。これにより、帯状基板１０５と図
面下側の開口断面調節部材１０７との間にはスリット状
の分離通路１０１が形成される。

【００５２】開口断面調節部材１０７の帯状基板１０５
に面する部分であり、分離用ガス流路１０３に対応する
部分には、分離通路１０１内に分離用ガスを導入するた
めの分離用ガス放出口１０４が帯状基板１０５の幅方向
について中央部では疎に、端部では密になるように不等
間隔に配設されている。分離用ガスは、分離用ガス導入
管１０２から分離用ガス流路１０３を通って分離用ガス
放出口１０４に到達する。

【００５３】図面上側の開口断面調節部材１０７には、
図３（ａ）に示すようにガスの流れを安定化し、かつ、
ガスの分離に必要なガスの流速を高めるための溝３０１
が基板長手方向に形成されている。なお、図３（ａ），
（ｂ）では簡略化のためにカバー１０８を省略してい
る。

【００５４】分離用ガス放出口１０４より帯状基板１０
５に向けて放出されるガスは、分離通路１０１および溝
３０１を通ってガスゲート１００外部に排気される。

【００５５】本実施例においては、ガスの分離能力が低
下する壁面近傍の端部に分離用ガス放出口１０４を密に
配置したため、ガスゲート断面のガスの分離能力が均一
となり、圧力範囲が大きく異なる装置群の接続を良好に
行うことができた。

【００５６】本発明における開口断面調節部材として
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生じることの少ないものが適し
ており、アルミナ等のセラミックス、石英等のガラス、
あるいは、これらの複合材料等が挙げられる。

【００５７】また、開口断面調節部材の形状としては、
表面は基本的には平面形状であるが、本実施例のよう
に、基板裏面のガスの流れを安定化し、かつ、ガスの分
離に必要なガスの流速を高めるために基板長手方向に溝
を設けても良い。

【００５８】基板と開口断面調節部材との密着性を高
め、基板に少々の波打ちや反りがあっても基板が開口断
面調節部材から浮き上がりにくくするためにはＳＵＳ４
３０製鋼等の強磁性体の帯状基板を使用することが効果
的である。

【００５９】マグネットの材質としては、使用時の温度
に耐えて磁力を十分に維持できることと使用時の温度上
昇によるガスの発生が少ないことなどを満足するものを
選択することが望ましく、例えば希土類強磁性体サマリ
ウムコバルト等が挙げられる。

【００６０】図４は、本発明の第２の実施例の要部の概
略構成を示す斜視図である。

【００６１】図５は、図４に示すガスゲートを上記帯状
の基板の長手方向に平行に切断したときの概略断面図で
あり、図６（ａ），図６（ｂ）は、図５中のＡ−Ａ’
線，Ｂ−Ｂ’線でそれぞれ切断したときの概略断面図で
ある。

【００６２】本実施例は、図１に示した第１の実施例の
ガスゲートにおけるスリット状の分離通路１０１内に、
帯状基板１０５を吸着するためのマグネット１０６（図
１参照）の代わりに回転自在の円筒状ローラー４０６を
その円筒表面が開口断面調節部材１０７から僅かに出る
ように配置したものである。この他の構成は図１に示し
た第１の実施例と同様であるため、図１と同じ番号を付
して説明は省略する。ローラー４０６の内部には図６
（ａ）の断面図に示すように円筒状のマグネット６０１
が埋設され、該マグネット６０１を覆う外周部には図３
（ｂ）に示した溝３０１と目的を同じとする溝６０２が
形成されている。

【００６３】本実施例においては帯状基板１０５を接触
支持する円筒状ローラー４０６が回転自在のものである
ために帯状基板１０５の搬送が良好となった。

【００６４】本実施例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僅かに（０．１〜５ｍｍ）程度
出る位置に配置するとよい。スリット状の分離通路の隙
間は通常１〜１０ｍｍ程度である。

【００６５】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。したがって、
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、通常、搬送方向に５〜２０列／ｍ
程度配置すればよい。ローラーの径は特に限定されない
が、通常、５〜２０ｍｍ程度でよい。

【００６６】分離用ガスとしてはＨ₂，Ｈｅ，Ａｒなど
のガスが挙げられる。分離用ガスとして隣接する成膜空
間のガスの分離性能だけを考えるならば、衝突断面積が
大きく平均自由行程の小さなガスが望ましい。上記のガ
スの中では、成膜室内でのグロー放電への影響を無視で
きる場合にはＡｒが最適である。また、成膜室内でのグ
ロー放電および成膜室内で形成されるＨ₂の量が多い場
合にはＨ₂が最適である。また、成膜室内でのグロー放
電さらには成膜室内で形成される堆積膜の双方に影響を
与えたくない場合にはＨｅが最適である。

【００６７】本発明において、上記ガスゲートによって
接続される成膜室内に設置される堆積膜形成手段として
は、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、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、真空蒸着法、電
子ビーム蒸着法等の機能性堆積膜形成に用いられる各種
手段が挙げられる。

【００６８】図７は上記の各実施例に示されるガスゲー
トによるロール・ツー・ロール方式の機能性膜の連続的
製造装置の構成例を示す図である。

【００６９】図７において、７０１，７０３はＲＦプラ
ズマＣＶＤ法による成膜室、７０２はマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法による成膜室、７０４，７０５のそれぞれは
帯状基板の供給室および巻き取り室である。それぞれの
成膜室のチャンバーは、本発明の第１の実施例または第
２の実施例と同構成のガスゲート７００によって接続さ
れている。７０６は帯状基板であり、供給室７０４から
巻き取り室７０５に搬送されるまでに３つの成膜室７０
１〜７０３を順に通過することにより、その表面に、三
層の機能性堆積膜、例えばｐｉｎ構造の太陽電池用半導
体膜が形成される。

【００７０】７０１〜７０３の各成膜室には基板を加熱
する加熱ヒーター７０７₁〜７０７₃、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７０９₁〜７０９₃、不図示の排気手段により成膜室
を排気する排気管７１０₁〜７１０₃がそれぞれ設けら
れ、成膜室７０１，７０３には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ためのＲＦ電力を供給
する放電電極７１１₁，７１１₃が設けられ、また、成膜
室７０２にはマイクロ波電力を供給する導波管７１２が
設けられている。

【００７１】成膜室７０１，７０２ではＲＦプラズマＣ
ＶＤ法による膜堆積が行われ、成膜室７０３ではマイク
ロ波ＣＶＤ法による膜堆積がそれぞれ行われるが、各成
膜室を結ぶガスゲート７００の分離用ガス導入管から導
入される分離用ガスの流れによって各成膜室に隣接する
成膜室の成膜ガスが混入・拡散することが阻止される。

【００７２】供給室７０４と巻き取り室７０５には、室
内の排気を行う排気管７１３₁，７１３₂と室内の圧力を
計測するための圧力計７１４₁，７１４₂がそれぞれ設け
られている。

【００７３】図８は図１〜図６に示した各実施例のガス
ゲートによるロール・ツー・ロール方式の機能性膜の連
続的製造装置の他の構成例を示す図である。

【００７４】図８に示す装置は、基本的には図７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
加えたものであるため、図７に示されているものについ
ては図７と同じ番号を付して説明は省略する。

【００７５】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各成膜室が配置されており、各成膜
室には成膜室内で帯状基板が水平になるように成膜室の
出入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８０７が設けられている。８０１〜８０２，
８０４〜８０５は７０１〜７０２と同様のＲＦプラズマ
ＣＶＤ法による成膜室であり、８０３，８０６は７０３
と同様のマイクロ波ＣＶＤ法による成膜室である。

【００７６】本装置によれば、帯状基板上にＲＦプラズ
マＣＶＤ法によりドーピング層を成膜し、マイクロ波Ｃ
ＶＤ法によりｉ型半導体層を成膜することが可能となり
帯状基板が連続的に移動しているので基板上に９層から
なる例えばｐｉｎ／ｐｉｎ／ｐｉｎ構造のトリプル型太
陽電池用の半導体層が形成できる。

【００７７】図９は図１〜図６に示した各実施例のガス
ゲートによるロール・ツー・ロール方式の機能性膜の連
続的製造装置のさらに他の構成例を示す図である。

【００７８】図９に示す装置は、基本的には図７に示し
た装置に更に２個の成膜室とガスゲートを加えたもので
ある。

【００７９】図中、９０１は電子ビーム蒸着法による堆
積膜形成用の成膜室で、不図示の排気装置により排気管
９０３₁を通して排気された成膜室内で電子銃９０５か
ら電子ビームをるつぼ９０６に収容された蒸発源９０７
に照射し、蒸発源９０７を蒸発させて帯状基板９１２の
表面に膜を堆積させる。また９０２は真空蒸着による堆
積膜形成用の成膜室で不図示の排気装置により排気管９
０３₂を通して排気された成膜室内でるつぼ９０８に収
容された蒸発源９１０をフィラメント９０９で加熱して
蒸発させ、加熱ヒーター９１１によって加熱された帯状
基板９１２の表面に膜を堆積させる。

【００８０】上記の装置によれば、帯状基板９１２の上
に電子ビーム蒸着法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ
波プラズマＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、真空蒸着
法によって５層の機能性堆積膜を連続的に形成すること
ができ、例えば金属基板上に電子ビーム蒸着法により光
反射金属層を、ＲＦプラズマＣＶＤ法によりｎ型半導体
層を、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によりｉ型半導体層
を、ＲＦプラズマＣＶＤ法によりｐ型半導体層を、真空
蒸着法によりＩＴＯ透明電極を連続して積層することで
太陽電池を形成することができる。なお、図中の９０４
₁，９０４₂は各成膜室内の圧力を計測監視する圧力計で
ある。

【００８１】次に、本発明の機能性堆積膜連続装置のガ
スゲートの分岐機能の性能評価の実験を行ったのでその
説明を行う。

【００８２】（実験例１）図１０は、本発明によるガス
ゲートのガス分離機能の性能を試験する試験装置の概略
断面図である。

【００８３】第１真空容器１００１および第２真空容器
１００２はそれぞれ図７に示した各成膜室と同様の構成
のものであり、各真空容器１００１，１００２の内部に
は、ガス導入口１００３，１００４からそれぞれ試験ガ
スが導入され、各試験ガスは排気口１００５，１００６
をそれぞれ通じて不図示の排気装置により排出される。

【００８４】各真空容器１００１，１００２は、ガスゲ
ート１００７により連通され、ガスゲート１００７には
２個のガス導入口１００８ａ，１００８ｂから分離用ガ
スが供給される。ガスゲート１００７としては、図１に
示した本発明によるガスの放出口の配列が中央部では疎
に、端部では密になるように不等間隔に配設されたガス
ゲートと、ガスの放出口の配列が等間隔である従来から
のガスゲートが用意され、これらを交換して装着し、試
験を行った。

【００８５】第２真空容器１００２には質量分析器１０
０９が取り付けられており、これにより第２真空容器１
００２の内部のガスが分析される。また、帯状基板１０
１０にはガスゲート１００７を貫通して配置される。

【００８６】実験は次のように行った。第１真空容器１
００１および第２真空容器１００２を不図示の排気装置
を用いて排気管１００５，１００６を通して１０^-6Ｔｏ
ｒｒまで排気したのち、第１真空容器にＨｅガスを２０
０ｓｃｃｍ、第２真空容器にＨ₂ガスを２００ｓｃｃｍ
導入し、それぞれの圧力が０．７５Ｔｏｒｒ、０．００
５Ｔｏｒｒになるようにそれぞれの真空容器の排気コン
ダクタンスを調節した。さらに、ガスゲート１００７に
は分離用ガスとしてＨ₂ガスを流量を変化させて供給し
た。なお、各真空容器の圧力は分離用ガスの流量の変化
にともなって変化するので、適宜真空容器の排気コンダ
クタンスを変化させることで初期の設定圧力を維持する
ようにした。このとき、第１真空容器１００１から第２
真空容器１００２へ進入してくる質量分析器１００９に
より測定したＨ₂ガスの信号強度との比（Ｈ₂／Ｈｅ）と
して求めた実験結果を図１１に示す。なお、ガスゲート
１００７のスリット高さは３．５ｍｍとした。

【００８７】図１１に示されるように本発明によるガス
ゲートは、圧力差の大きい場合のガスの分離性に高い能
力を有しているとともに、大きな圧力差のある真空容器
を連通させる場合において、それぞれの成膜室の圧力を
維持できる高い能力を有していることが分かる。

【００８８】（実験例２）図１０に示した実験装置を用
い、実験例１と同様にして、図１に示したスライドタイ
プのガスゲートと図４に示したローラータイプのガスゲ
ートの比較を行った。

【００８９】ガスゲートのスリット高さは両タイプのガ
スゲートとも３．５ｍｍとした。第１真空容器の圧力を
１．０Ｔｏｒｒとし第２真空容器の圧力を０．００５Ｔ
ｏｒｒとした。実験例１と同様に第１真空容器１００１
から第２真空容器１００２に侵入してくるＨｅガスの量
を質量分析器により測定されたＨｅガスの信号強度との
比（Ｈ₂／Ｈｅ）として求めた実験結果を図１２に示
す。

【００９０】図１２に示されるように、本発明装置のス
ライドタイプとローラータイプにおけるガス分離機能の
性能および隣接する成膜空間の差圧を維持する性能に顕
著な差はなく、どちらも同等の機能を有していることが
わかる。

【００９１】（実験例３）実験例１と同様の装置を用い
て、本発明で使用した図１に示すガスゲートのガス分離
機能の性能の試験を行った。

【００９２】実験は次のように行った。第１真空容器１
００１にＨｅガスを２００ｓｃｃｍ導入した圧力を０．
５Ｔｏｒｒに設定し、第２真空容器にＨ₂ガスを２００
ｓｃｃｍ導入し圧力を０．００５Ｔｏｒｒに設定した。
ガスゲート１００３にはＨ₂ガスを流量を変化させて供
給した。このとき第１真空容器１００１から第２真空容
器１００２へ侵入してくるＨｅガスの量を質量分析器１
００９により測定したＨ₂ガスの信号強度比（Ｈ₂／Ｈ
ｅ）として求めた実験結果を図１３に示す。

【００９３】ここで横軸はガスゲートでの吹き出し口近
傍で測定した圧力を表している。なお、この実験で用い
たガスゲートのスリット高さは３．０ｍｍとしている。

【００９４】図１３に示されるように、本発明装置のガ
スゲートの圧力差が大きい場合のガス分離性に関して、
ガスゲートのガス吹き出し口近傍での圧力が０．５Ｔｏ
ｒｒ以上の領域では特にガスの分離性に高い能力を有し
ているとともに、大きな圧力差のある真空容器を連通さ
せる場合において隣接する成膜室の圧力を維持できる高
い能力を有している事がわかる。

【００９５】（実験例４）図１４は、本発明によるガス
ゲートのガス分離機能を性能評価する試験装置の概略図
である。

【００９６】第１成膜室１４０１および第２成膜室１４
０２はそれぞれ図７に示した成膜室７０１および７０３
と同様に構成されたものであり、図１に示したガスゲー
ト１００と同構成のガスゲート１４１６により連通され
ているものである。各成膜室１４０１，１４０２の内部
には各成膜室用のガス導入口１４０３，１４０４からそ
れぞれ成膜用ガスが導入され、各成膜ガスは不図示の排
気装置により各排気口１４０５，１４０６を通じて排出
される。

【００９７】１４０７および１４０８は各成膜室の基板
を加熱する加熱ランプヒーターであり、熱電対１４０
９，１４１０によって検出される温度によりフィードバ
ック制御される。１４１８は成膜室１４０１内の成膜ガ
スにエネルギーを与えて放電を生起するためのＲＦ電力
を供給する放電電極である。成膜室１４０２にはマイク
ロ波電力を供給する導波管１４１５が設けられている。

【００９８】第１成膜室１４０１ではＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法による膜堆積が行われ、第２成膜室１４０４ではマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法による膜堆積が行われる。ガ
スゲート１４１６には分離用ガス導入管１４１７ａ，１
４１７ｂから分離用ガスが導入され、該分離用ガスの流
れによって、隣接する成膜空間へ成膜ガスが混入、拡散
することが阻止される。１４１１，１４１２は各成膜室
内の圧力を監視するための圧力計である。また、１４１
３は帯状基板を所定の位置に固定するためのマグネット
ローラーである。

【００９９】実験は次のように行った。幅３０ｃｍ、厚
さ０．２ｍｍであるＳＵＳ４３０製の帯状基板１４１４
をガスゲート１４１６を貫通して成膜室１４０１，１４
０２の所定の位置に設置する。次に、各成膜室をそれぞ
れ不図示の排気装置により各排気管１４０５，１４０６
を通して１０^-6Ｔｏｒｒまで十分に排気したのち、引き
続き排気しながら各成膜室へガス導入口１４０３，１４
０４からそれぞれの成膜ガスを導入した。成膜ガスの導
入については、各圧力計１４１１，１４１２を確認しつ
つ排気量を調節して各成膜室を所定の圧力に設定した。
ガスゲート１４１６のスリットには予め分離用ガスとし
てＨ₂ガスを３００ｓｃｃｍずつ流しておいた。

【０１００】加熱ヒーター１４０７，１４０８により帯
状基板１４１４を、その裏面（図１４における上側）か
ら所定の温度に加熱し、第１成膜室１４０１については
放電電極１４１８からＲＦ電力を供給し、第２成膜室１
４０２についてはマイクロ波導波管１４１５からマイク
ロ波電力を導入した。これにより各々の成膜室にはグロ
ー放電が生起され、第１成膜室１４０１ではｎ型アモル
ファスシリコン膜が作製され、第２成膜室ではｉ型アモ
ルファスシリコン膜を作製された。それぞれの作製条件
は表１に示すとおりである。

【０１０１】

【表１】 得られたｉ型アモルファスシリコン膜の不純物分布を２
次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を用いて測定しｎ型ア
モルファスシリコン成膜時のＰ原子のｉ型アモルファス
シリコン膜への混入量を調べた。

【０１０２】その結果、ｎ型アモルファスシリコン膜成
膜時のＰ原子のｉ型アモルファスシリコン膜への混入は
認められず、本発明装置のガスゲートはｉ型アモルファ
スシリコン膜成膜用の成膜室の圧力がｎ型アモルファス
シリコン膜成膜用の成膜室の圧力よりも低い場合におい
てもガスの分離効果が高いことが確認できた。

【０１０３】（実験例５）実験例４と同様の装置を用い
て本発明装置のガスゲートのガス分離機能を性能評価し
た。

【０１０４】実験は次のようにして行った。まず、帯状
基板１４１４をガスゲート１４１６を貫通して成膜室１
４０１，１４０２の所定の位置に設置する。次に、各成
膜室をそれぞれ不図示の排気装置により排気管１４０
５，１４０６で１０^-6Ｔｏｒｒまで十分に排気したの
ち、引き続き排気しながら各成膜室へガス導入管１４０
３，１４０４からそれぞれの成膜ガスを導入し、圧力計
１４１１，１４１２を確認しつつ排気量を調節して各成
膜室を所定の圧力に設定した。ガスゲート１４１６のス
リットには予め分離用ガスとしてＨ₂ガスを３００ｓｃ
ｃｍずつ流しておいた。

【０１０５】加熱ランプヒーター１４０７，１４０８で
帯状基板１４１４を、その裏面から所定の温度に加熱
し、第１成膜室１４０１については放電電極１４１８か
らＲＦ電力を供給し、第２成膜室１４０２についてはマ
イクロ波導波管１４１５からマイクロ波電力を導入し
た。これにより各々の成膜室にグロー放電が生起され、
第１成膜室１４０１ではｐ型アモルファスシリコン膜が
作製され、第２成膜室ではｉ型アモルファスシリコン膜
が作製された。それぞれの作製条件は表２に示すとおり
である。

【０１０６】

【表２】 得られたｉ型アモルファスシリコン膜の不純物分布を２
次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を用いて測定しｐ型ア
モルファスシリコン成膜時のＢ原子のｉ型アモルファス
シリコン膜への混入量を調べた。

【０１０７】その結果、ｎ型アモルファスシリコン膜成
膜時のＢ原子のｉ型アモルファスシリコン膜への混入は
認められず、本発明装置のガスゲートはｉ型アモルファ
スシリコン膜成膜用の成膜室の圧力がｐ型アモルファス
シリコン膜成膜用の成膜室の圧力よりも低い場合におい
てもガスの分離効果が高いことが確認できた。

【０１０８】（実験例６）図７に示した装置を用い、本
発明の方法により、以下に示す操作によって帯状基板上
にｎ，ｉ，ｐ型のアモルファスシリコン層を連続的に形
成した。

【０１０９】帯状基板７０６として幅３０ｃｍ、長さ１
００ｍ、厚さ０．２ｍｍであるＳＵＳ４３０製のものを
用いた。このように構成された帯状基板７０６が供給室
７０４より巻き出され、図１に示したガスゲート１００
と同構成のガスゲート７００によって連通された成膜室
７０１，７０３，７０２をそれぞれ通過して、巻き取り
室７０５で巻き取られる構成とした。なお、ガスゲート
７００のスリット高さは全て３．０ｍｍとした。

【０１１０】次に、上記の帯状基板の供給室７０４、巻
き取り室７０５、および各成膜室７０１〜７０３を排気
管７１３₁，７１３₂および７１０₁〜７１０₃を通して不
図示の排気装置により１０^-6Ｔｏｒｒまでそれぞれ十分
に排気した。この後、引き続き排気しながら各成膜室へ
ガス導入管７０９よりそれぞれの成膜ガスを導入し、圧
力計７１４を確認しつつ排気量を調節して各成膜室を所
定の圧力に調節した。各ガスゲート１００のスリット部
分には分離用ガスとしてＨ₂を３００ｓｃｃｍずつ流し
ておいた。

【０１１１】加熱ヒーター７０７₁〜７０７₃で帯状基板
７０６を、その裏面（図７における上側）から所定の温
度に加熱し、成膜室７０１および７０３については放電
電極７１１₁，７１１₃からＲＦ電力を供給して成膜室７
０１および７０３の室内にＲＦグロー放電を生起し、成
膜室７０２についてはマイクロ波導波管７１２からマイ
クロ波電力を導入してマイクロ波グロー放電を生起し、
帯状基板７０６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３に示す。

【０１１２】

【表３】 上記の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、
９×３０ｃｍの大きさに切り離し、シングル成膜容器の
真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法により表４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。

【０１１３】

【表４】 図１５において１５０１は基板、１５０２はｎ型層、１
５０３はｉ型層、１５０４はｐ型層であり、１５０５は
ＩＴＯ透明導電膜層である。

【０１１４】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た。ま
た、膜厚方向の不純物分布を二次イオン質量分析法（Ｓ
ＩＭＳ）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、成膜の圧力領域の
大きく異なる隣接する成膜室の成膜ガスがガスゲートに
より完全に分離されていることが確認された。

【０１１５】また、ロール・ツー・ロール装置から基板
を取り出したとき、帯状基板のアモルファスシリコン膜
堆積面には擦れ傷は全く無く、作製した太陽電池に傷に
よる不良は全く認められなかった。

【０１１６】さらに、１００ｍの帯状基板の成膜の間、
一度も基板搬送系の調整を行わなかったが、帯状基板に
変形やしわは発生せず、堆積膜の剥離等の損傷も認めら
れなかった。

【０１１７】（実験例７）図８に示した装置を用い、本
発明の方法により、以下に示す操作によって帯状基板上
にｎ，ｉ，ｐ型のアモルファスシリコン層を連続的に形
成した。幅３０ｃｍ、長さ１５０ｍ、厚さ０．１５ｍｍ
であるＳＵＳ４３０製の帯状基板が、上記基板供給室８
０４から巻き出され、図１に示したガスゲート１００と
同構成のガスゲート７００によって連通された製膜室７
０１，７０３，７０２，８０１〜８０５からなる９つの
成膜室を通過して、巻き取り室８０５で巻き取られるよ
うに設置した。なお、各成膜室は、自重により垂れ下が
る帯状基板の形状に合わせて配置し、ガスゲート１００
のスリット高さは全て３．０ｍｍとした。

【０１１８】各ガスゲート１００のスリット部分には分
離用ガスとしてＨ₂を２５０ｓｃｃｍずつ流しておい
た。

【０１１９】帯状基板の加熱方法は実験例１と同様の方
法により裏面から所定の温度で加熱し、各成膜室には所
定の成膜ガスを導入し、成膜室７０１，７０２，８０
１，８０２，８０４，８０５の放電電極からＲＦ電力を
供給しＲＦグロー放電を生起し、成膜室７０３，８０
３，８０６のマイクロ波導波管からマイクロ波電力を導
入してマイクロ波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９層からなるｐｉｎ／ｐｉ
ｎ／ｐｉｎ構造のトリプル型太陽電池用のアモルファス
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５に示す。

【０１２０】

【表５】 上記の方法で得られた９層の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、９×３０ｃｍの大きさに切り離し、シングル成膜
容器の真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法により表４に示
す条件でＩＴＯ透明導電膜を積層し、図１６の模式断面
図に示す太陽電池を作製した。図１６において１６０１
は基板、１６０２，１６０５，１６０８はｎ型層、１６
０３，１６０６，１６０９はｉ型層、１６０４，１６０
７，１６１０はｐ型層であり、１６１１はＩＴＯ透明導
電膜層である。

【０１２１】得られた太陽電池は、９室のゲートを完全
に分離する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た。また、膜厚方向の不
純物分布を２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
混入は認められず、成膜の圧力領域の大きく異なった状
態で隣接する成膜室の成膜ガスがガスゲートにより完全
に分離されていることが確認できた。

【０１２２】また、ロール・ツー・ロール装置から基板
を取り出したとき、帯状基板のアモルファスシリコン膜
堆積面には擦れ傷は全く無く、作製した太陽電池に傷に
よる不良は全く認められなかった。

【０１２３】さらに、１００ｍの帯状基板の成膜の間、
一度も基板搬送系の調整を行わなかったが、帯状基板に
変形やしわは発生せず、堆積膜の剥離等の損傷も認めら
れなかった。

【０１２４】（実験例８）図９に示した装置を用い、本
発明の方法により以下のようにして帯状基板上にＡｇ光
反射層、ｎ，ｉ，ｐ型のアモルファスシリコン半導体
層、ＩＴＯ透明導電層を連続的に形成した。

【０１２５】幅３０ｃｍ、長さ２００ｍ、厚さ０．１５
ｍｍの帯状ＳＵＳ４３０基板６１１を、帯状基板供給室
７０４から巻き出され、図１に示したスライドタイプの
ガスゲート１００により連通された９０１，７０１，７
０２，７０３，９０２の５つの成膜室を通過して、巻き
取り室７０５で巻き取られるように設置した。なお、ガ
スゲート１００のスリット高さは全て３．０ｍｍとし
た。

【０１２６】次に上記帯状基板供給室、巻き取り室、お
よび各成膜室を排気管９０３を通して不図示の排気装置
により１０^-6Ｔｏｒｒまで十分に排気した後、引き続き
排気しながら各成膜室へガス導入管よりそれぞれの成膜
ガスを導入し、圧力計９０４を確認しつつ排気量を調節
して各成膜室を所定の圧力に調節した。各ガスゲート１
００のスリット部分には分離用ガスとしてＨｅを３００
ｓｃｃｍずつ流しておいた。

【０１２７】成膜はまず、成膜室９０１で電子ビーム蒸
着法により、帯状基板上に約１０００ＡのＡｇからなる
光反射層を形成した。なお、電子銃には日本真空社製の
ＥＧＬ−３５を用い、成膜室内圧力は１×１０^-5Ｔｏｒ
ｒ、堆積速度は３０Å／ｓとした。

【０１２８】次にＡｇ光反射層が形成された帯状基板
は、成膜室７０１，７０３，７０２と通過させることに
より実験例１と同様にして帯状基板上にｎ，ｉ，ｐ型の
アモルファスシリコン膜が連続的に形成される。

【０１２９】さらに、成膜室９０２にて、酸素雰囲気中
のＩｎ−Ｓｎ合金を蒸着源として、真空蒸着法にて表４
に示す条件で上記帯状基板のアモルファスシリコン膜上
にＩＴＯ透明導電膜を形成させた。最後に、巻き取り室
７０５にて帯状基板を巻き取った。

【０１３０】以上のようにして機能性堆積膜を積層した
帯状基板をロール・ツー・ロール装置から取り出し、９
ｃｍ×３０ｃｍの大きさに切り離し、図１７の模式断面
図に示す層構成の太陽電池を作製した。図１７におい
て、１７０１は基板、１７０２はＡｇ光反射層、１７０
３はｎ型層、１７０４はｉ型層、１７０５はｐ型層、１
７０６はＩＴＯ透明導電膜である。

【０１３１】得られた太陽電池は、Ａｇ光反射層をシン
グル成膜容器の電子ビーム蒸着装置で、ｎ，ｉ，ｐのア
モルファスシリコン膜を各成膜室をゲートで完全に分離
した３室分離型の堆積膜形成装置で、ＩＴＯ透明導電膜
をシングル成膜容器の真空蒸着装置で、それぞれの成膜
室内では本実施例と同じ作製条件で別々に堆積して積層
した太陽電池と同等の、良好な光電変換効率を示した。
また、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Ａｇ層光反射層およびｉ型層
への、一方、ｐ型層のＢ原子のｉ型層およびＩＴＯ透明
導電膜層への混入は認められず、ガスゲートにより隣接
する成膜室の成膜ガスは完全に分離されている事を確認
できた。

【０１３２】また、ロール・ツー・ロール装置から基板
を取り出したとき、膜堆積面には擦れ傷は全く無く、作
製した太陽電池に傷による不良は全く認められなかっ
た。

【０１３３】さらに２００ｍの帯状基板の成膜の間、一
度も基板搬送系の調整を行わなかったが、帯状基板に変
形やしわは発生せず、堆積膜の剥離等の損傷も認められ
なかった。

【０１３４】（実験例９）図７に示した装置におけるガ
スゲートを図４に示したローラータイプを用いたほかは
実験例１で行った手順と同様の方法により帯状基板上に
ｎ，ｉ，ｐ型のアモルファスシリコン層を連続的に形成
した。

【０１３５】各成膜室での作製条件を表３に示すとおり
とし、各ガスゲートのスリット状の分離通路内に分離用
ガスとしてＨ₂を３５０ｓｃｃｍずつ流しておいた。

【０１３６】上記の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、９×３０ｃｍの大きさに切り離し、シング
ル成膜容器の真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法により表
４に示す条件でＩＴＯ透明導電膜を積層し、図１５の模
式断面図に示したものと同構成の太陽電池を作製した。
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た。また、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
への混入は認められず、成膜の圧力領域の大きく異なる
隣接する成膜室の成膜ガスがガスゲートにより完全に分
離されていることが確認できた。

【０１３７】また、ロール・ツー・ロール装置から基板
から取り出したとき、帯状基板のアモルファスシリコン
膜堆積面には擦れ傷は全く無く、作製した太陽電池に傷
による不良は全く認められなかった。

【０１３８】さらに、帯状基板の成膜の間、一度も基板
搬送系の調整を行わなかったが、帯状基板に変形やしわ
は発生せず、堆積膜の剥離等の損傷も認められなかっ
た。

【０１３９】次に、本発明の他の構成によるガスゲート
について説明する。

【０１４０】図１８は、本発明の第３の実施例であるガ
スゲート１８００を示した概略図である。図１９は、図
１８に示すガスゲートを上記帯状の基板の長手方向に平
行に切断した概略断面図であり、図２０は、図１９に示
すＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’面で切断した概略断面図を表して
いる。

【０１４１】ガスゲート１８００は、図１に示したガス
ゲート１００と同様に帯状基板１８０５を上下から挟み
込む形態の開口断面調節部材１８０７およびこれを覆う
カバー１８０８によって構成される。開口断面調節部材
１８０７の一方（図面上側）にはマグネット１８０６が
埋設されて上記帯状基板１８０５が裏面側よりマグネッ
ト１８０６の磁力によりて吸着され、図面上側の開口断
面調節部材１８０７に接触支持される。これにより、帯
状基板１８０５と図面下側の開口断面調節部材１８０７
との間にはスリット状の分離通路１８０１が形成され
る。

【０１４２】開口断面調節部材１８０７の一方（図面上
側）には図１に示した分離用ガス流路１０３および分離
用ガス放出口１０４と同様の分離用ガス流路および分離
用ガス放出口（ともに不図示）が設けられている。

【０１４３】開口断面調節部材１８０７の他方（図面下
側）には、上記の分離用ガス流路および分離用ガス放出
口とは異なる構成の分離用ガス流路１８０３が設けられ
ている。分離用ガス流路１８０３は、スリット状の分離
通路１８０１内に、分離用ガス導入管１８０２から導入
された分離用ガスを分離通路１８０１に放出するために
設けられており、分離用ガス流路１８０３の分離用ガス
導入菅１８０２との接続部分は開口断面調節部材１８０
７に埋設する形態とされ、また、一部が分離通路１８０
１に突出する形態にて設けられている。

【０１４４】分離用ガス流路１８０３の分離通路１８０
１に突出する部分には分離通路１８０１内に分離用ガス
を導入するための分離用ガス導入口１８０４が設けられ
ている。該分離用ガス導入口１８０４は、分離用ガスの
流れが分離用ガス導入口１８０４から帯状基板１８０５
の搬送方向と平行に主流を形成するように配置されてい
る。分離用ガスは、分離用ガス導入管１８０２から分離
用ガス流路１８０３を通って分離用ガス放出口１８０４
に到達する。

【０１４５】図面上側の開口断面調節部材１８０７に
は、図２０（ａ）に示すようにガスの流れを安定化し、
かつ、ガスの分離に必要なガスの流速を高めるための溝
２００１が基板長手方向に形成されている。なお、図３
（ａ），（ｂ）では簡略化のためにカバー１８０８を省
略している。

【０１４６】分離用ガス放出口１８０４より帯状基板１
８０５に向けて放出されるガスは、分離通路１８０１を
通ってガスゲート１８００外部に排気される。

【０１４７】本実施例における導入口である分離用ガス
放出口１８０４の向きは、導入された分離用ガスが前記
帯状基板の搬送方向と略平行に流れるように形成されて
おり、これにより導入口近傍で分離用ガスが帯状基板と
衝突することによって流速が減じること、および、乱流
が形成されることが防止され、隣接する成膜室間の成膜
ガスが逆拡散することが最小限に抑えられるので、分離
用ガスの流量を少なくするとともに圧力領域の異なる成
膜室を成膜に好適な条件に保ったまま、互いにガスが混
入、拡散することが最小限に抑えられている。

【０１４８】本発明における開口断面調節部材として
は、図１に示したガスゲート１００と同様に成膜に適し
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
や摩耗が生じることの少ないものが適しており、アルミ
ナ等のセラミックス、石英等のガラス、あるいは、これ
らの複合材料等が挙げられる。

【０１４９】また、開口断面調節部材の形状としても図
１に示したガスゲート１００と同様に、表面は基本的に
は平面形状とするが、本実施例のように基板裏面のガス
の流れを安定化し、かつ、ガスの分離に必要なガスの流
速を高めるために基板長手方向に溝を設けても良い。

【０１５０】基板と開口断面調節部材との密着性を高
め、基板に少々の波打ちや反りがあっても基板が開口断
面調節部材から浮き上がりにくくするためにはＳＵＳ４
３０製鋼等の強磁性体の帯状基板を使用することが効果
的である。

【０１５１】マグネットの材質としては、使用時の温度
に耐えて磁力を十分に維持できることと使用時の温度上
昇によるガスの発生が少ないことなどを満足するものを
選択することが望ましく、例えば希土類強磁性体サマリ
ウムコバルト等が挙げられる。

【０１５２】図２１は、本発明の第４の実施例の要部の
概略構成を示す斜視図である。

【０１５３】図２２は、図４に示すガスゲートを上記帯
状の基板の長手方向に平行に切断したときの概略断面図
であり、図２３（ａ），図２３（ｂ）は、図２２中のＡ
−Ａ’線，Ｂ−Ｂ’線でそれぞれ切断したときの概略断
面図である。

【０１５４】本実施例は、図１８に示した第１の実施例
のガスゲートにおけるスリット状の分離通路１８０１内
に、帯状基板１８０５を吸着するためのマグネット１８
０６（図１８参照）の代わりに回転自在の円筒状ローラ
ー２１０６をその円筒表面が開口断面調節部材１８０７
から僅かに出るように配置したものである。この他の構
成は図１に示した第１の実施例と同様であるため、図１
と同じ番号を付して説明は省略する。

【０１５５】ローラー２１０６の内部には図２３（ａ）
の断面図に示すように円筒状のマグネット２２０１が埋
設され、該マグネット２３０１を覆う外周部には図２０
（ｂ）に示した溝３０１と目的を同じとする溝２３０２
が形成されている。

【０１５６】本実施例においては帯状基板１８０５を接
触支持する円筒状ローラー２１０６が回転自在のもので
あるために帯状基板１８０５の搬送が良好となった。

【０１５７】本実施例におけるローラーは図４に示した
実施例中のローラー４０６と同様に円筒形状が好まし
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僅かに（０．１〜５ｍｍ）程度出る
位置に配置するとよい。スリット状の分離通路の隙間は
通常１〜１０ｍｍ程度である。

【０１５８】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。したがって、
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、通常、搬送方向に５〜２０列／ｍ
程度配置すればよい。ローラーの径は特に限定されない
が、通常、５〜２０ｍｍ程度でよい。

【０１５９】使用する分離用ガスも第１および第２の実
施例と同様に、Ｈ₂，Ｈｅ，Ａｒなどのガスが挙げられ
る。分離用ガスとして隣接する成膜空間のガスの分離性
能だけを考えるならば、衝突断面積が大きく平均自由行
程の小さなガスが望ましい。上記のガスの中では、成膜
室内でのグロー放電への影響を無視できる場合にはＡｒ
が最適である。また、成膜室内でのグロー放電および成
膜室内で形成されるＨ ₂の量が多い場合にはＨ₂が最適で
ある。また、成膜室内でのグロー放電さらには成膜室内
で形成される堆積膜の双方に影響を与えたくない場合に
はＨｅが最適である。

【０１６０】本発明において、上記ガスゲートによって
接続される成膜室内に設置される堆積膜形成手段として
は、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、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、真空蒸着法、電
子ビーム蒸着法等の機能性堆積膜形成に用いられる各種
手段が挙げられる。

【０１６１】以上説明した本発明によるガスゲートの第
３の実施例および第４の実施例は、図１乃至図６に示し
た本発明によるガスゲートの第１の実施例および第２の
実施例と同様の性能を示すものである。

【０１６２】（実験例１０）図１８乃至図２３に示され
る各実施例のガスゲートを用いて図７乃至図９図に示さ
れるロール・ツー・ロール方式の機能性膜の連続的製造
装置を構成し、図１０に示した試験装置によって実験例
１と同様のガスゲートの分岐機能の性能評価を行ったと
ころ、図１１と同様の実験結果が得られ、本発明による
ガスゲートの第３および第４の実施例においても各成膜
室の圧力を維持する高い能力を有するものであることが
確認された。

【０１６３】（実験例１１）図１８に示したスライドタ
イプのガスゲートと図２１に示したローラータイプのガ
スゲートの比較を実験例２と同様に行ったところ、図１
２と同様の実験結果を得ることができ、どちらも同等の
機能を有していることが確認された。

【０１６４】（実験例１２）次に、図１８に示すガスゲ
ートのガス分離機能の性能評価を実験例３と同様に行っ
たところ、図１３と同様の実験結果を得ることができ、
ガスの分離性に高い能力を有するとともに大きな圧力差
のある真空容器を連通させる場合において、隣接する成
膜室の圧力を維持できる高い能力を有していることが確
認された。

【０１６５】（実験例１３）続いて、実験例４と同様
に、図１４に示した装置により表１に示す作製条件にて
各成膜室にてｎ型アモルファスシリコン膜とｉ型アモル
ファスシリコン膜をそれぞれ作製して図１８に示したガ
スゲートのガス分離機能の性能評価を行った。その結
果、ｎ型アモルファスシリコン膜成膜時のＰ原子のｉ型
アモルファスシリコン膜への混入は認められず、本発明
装置のガスゲートはｉ型アモルファスシリコン膜成膜用
の成膜室の圧力がｎ型アモルファスシリコン膜成膜用の
成膜室の圧力よりも低い場合においてもガスの分離効果
が高いことが確認できた。

【０１６６】（実験例１４）続いて、実験例５と同様
に、図１４に示した装置により表２に示す作製条件にて
各成膜室にてｎ型アモルファスシリコン膜とｉ型アモル
ファスシリコン膜をそれぞれ作製して図１８に示したガ
スゲートのガス分離機能の性能評価を行った。その結
果、ｎ型アモルファスシリコン膜成膜時のＢ原子のｉ型
アモルファスシリコン膜への混入は認められず、本発明
装置のガスゲートはｉ型アモルファスシリコン膜成膜用
の成膜室の圧力がｐ型アモルファスシリコン膜成膜用の
成膜室の圧力よりも低い場合においてもガスの分離効果
が高いことが確認できた。

【０１６７】（実験例１５）実験例６と同様に図１８に
示したガスゲート１８００を用いて図７に示したものと
同様の装置を構成し、表３に示す作製条件にて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。

【０１６８】上記の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、９×３０ｃｍの大きさに切り離し、シング
ル成膜容器の真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法により表
４に示す条件でＩＴＯ透明導電膜を積層し、図１５の模
式断面図に示したものと同構成の太陽電池を作製した。
得られた太陽電池は実験例６にて作製したものと同じ
特徴を示すものとなった。すなわち、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た。ま
た、膜厚方向の不純物分布を二次イオン質量分析法（Ｓ
ＩＭＳ）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、成膜の圧力領域の
大きく異なる隣接する成膜室の成膜ガスがガスゲートに
より完全に分離されていることが確認された。

【０１６９】また、ロール・ツー・ロール装置から基板
を取り出したとき、帯状基板のアモルファスシリコン膜
堆積面には擦れ傷は全く無く、作製した太陽電池に傷に
よる不良は全く認められなかった。

【０１７０】さらに、１００ｍの帯状基板の成膜の間、
一度も基板搬送系の調整を行わなかったが、帯状基板に
変形やしわは発生せず、堆積膜の剥離等の損傷も認めら
れなかった。

【０１７１】（実験例１６）実験例７と同様に図１８に
示したガスゲート１８００を用いて図８に示したものと
同様の装置を構成し、表５に示す作製条件にて９層から
なるｐｉｎ／ｐｉｎ／ｐｉｎ構造のトリプル型太陽電池
用のアモルファスシリコン膜を連続的に形成した。

【０１７２】上記の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、９×３０ｃｍの大きさに切り離し、シング
ル成膜容器の真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法により表
４に示す条件でＩＴＯ透明導電膜を積層し、図１６の模
式断面図に示したものと同構成の太陽電池を作製した。
得られた太陽電池は実験例７にて作製したものと同じ
特徴を示すものとなった。すなわち、９室をゲートで完
全に分離する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た。また、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
混入は認められず、成膜の圧力領域の大きく異なる隣接
する成膜室の成膜ガスがガスゲートにより完全に分離さ
れていることが確認された。

【０１７３】また、ロール・ツー・ロール装置から基板
を取り出したとき、帯状基板のアモルファスシリコン膜
堆積面には擦れ傷は全く無く、作製した太陽電池に傷に
よる不良は全く認められなかった。

【０１７４】さらに、１００ｍの帯状基板の成膜の間、
一度も基板搬送系の調整を行わなかったが、帯状基板に
変形やしわは発生せず、堆積膜の剥離等の損傷も認めら
れなかった。

【０１７５】（実験例１７）図９に示した装置を用いて
実験例８と同様に帯状基板上にＡｇ光反射層、ｎ，ｉ，
ｐ型のアモルファスシリコン半導体層、ＩＴＯ透明導電
層を連続的に形成した。

【０１７６】以上のようにして機能性堆積膜を積層した
帯状基板をロール・ツー・ロール装置から取り出し、９
ｃｍ×３０ｃｍの大きさに切り離し、図１７の模式断面
図に示す層構成の太陽電池を作製した。

【０１７７】得られた太陽電池は、実験例８にて作製し
たものと同じ特徴を示すものとなった。すなわち、Ａｇ
光反射層をシングル成膜容器の電子ビーム蒸着装置で、
ｎ，ｉ，ｐのアモルファスシリコン膜を各成膜室をゲー
トで完全に分離した３室分離型の堆積膜形成装置で、Ｉ
ＴＯ透明導電膜をシングル成膜容器の真空蒸着装置で、
それぞれの成膜室内では本実施例と同じ作製条件で別々
に堆積して積層した太陽電池と同等の、良好な光電変換
効率を示した。また、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Ａｇ層光反射
層およびｉ型層への、一方、ｐ型層のＢ原子のｉ型層お
よびＩＴＯ透明導電膜層への混入は認められず、ガスゲ
ートにより隣接する成膜室の成膜ガスは完全に分離され
ている事を確認できた。

【０１７８】また、ロール・ツー・ロール装置から基板
を取り出したとき、膜堆積面には擦れ傷は全く無く、作
製した太陽電池に傷による不良は全く認められなかっ
た。

【０１７９】さらに２００ｍの帯状基板の成膜の間、一
度も基板搬送系の調整を行わなかったが、帯状基板に変
形やしわは発生せず、堆積膜の剥離等の損傷も認められ
なかった。

【０１８０】（実験例１８）図７に示した装置における
ガスゲートを図２１に示したローラータイプを用いほか
は実験例１０で行った手順と同様の方法により帯状基板
上にｎ，ｉ，ｐ型のアモルファスシリコン層を連続的に
形成した。

【０１８１】各成膜室での作製条件を表３に示すとおり
とし、各ガスゲートのスリット状の分離通路内に分離用
ガスとしてＨ₂を３５０ｓｃｃｍずつ流しておいた。

【０１８２】上記の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、９×３０ｃｍの大きさに切り離し、シング
ル成膜容器の真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法により表
４に示す条件でＩＴＯ透明導電膜を積層し、図１５の模
式断面図に示したものと同構成の太陽電池を作製した。
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た。また、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
への混入は認められず、成膜の圧力領域の大きく異なる
隣接する成膜室の成膜ガスがガスゲートにより完全に分
離されていることが確認できた。

【０１８３】また、ロール・ツー・ロール装置から基板
から取り出したとき、帯状基板のアモルファスシリコン
膜堆積面には擦れ傷は全く無く、作製した太陽電池に傷
による不良は全く認められなかった。

【０１８４】さらに、帯状基板の成膜の間、一度も基板
搬送系の調整を行わなかったが、帯状基板に変形やしわ
は発生せず、堆積膜の剥離等の損傷も認められなかっ
た。

【０１８５】次に、本発明の他の構成によるガスゲート
について説明する。

【０１８６】図２４は本発明によるガスゲートの第５の
実施例の特徴を表す斜視図であり、図２４に示すガスゲ
ートを用いて、分離ガス導入口をガスゲート幅方向に複
数個設けたときの、分離通路幅方向とガスを分離する性
能との関係を調べた。

【０１８７】図２４において、２４０１はガスゲート、
２４０２は複数の分離ガス導入管であり、２４０３はガ
スゲートの分離通路、２４０４は分離通路側壁である。
また、分離ガス導入管はガスゲートの上下で一対にして
設置してもよい。

【０１８８】本実施例の上記ガスゲートの特徴は、ガス
ゲート幅方向に複数の分離ガス導入口を有することであ
り、各分離ガス導入口より導入するガス流量は調整でき
るように構成されている。

【０１８９】図２５は上記ガスゲートを設置し、本発明
の特徴を最も良く表した装置であり、実験で使用した装
置の模式的概略図である。図２５において２５０１，２
５０２は成膜室、２５０３は分離通路、２５０４は分離
用ガス導入管、２５０５は四重極質量分析計（不図示）
の吸引管接続用ポート、２５０６は四重極質量分析計の
吸引管、２５０７は原料ガス導入管、２５０８は排気
口、２５０９はガス流量コントローラーである。分離用
ガス導入管２５０４はガスゲート幅方向に複数本あれば
よいが、ここでは３本設けられている場合について述べ
る。また、分離通路の幅４００ｍｍ、長さ６００ｍｍ、
高さ３ｍｍのガスゲート２５０３を用い、成膜ガスの代
わりとして、成膜室２５０１にＨ₂を１５００ｓｃｃ
ｍ、成膜室２５０２にＨｅを１５００ｓｃｃｍを原料ガ
ス導入管２５０６から導入して、真空ポンプ（不図示）
で排気口２５０８より排気して、それぞれの成膜室の圧
力を１Ｔｏｒｒに保った。また分離ガスとしてＨ₂を用
いた。このとき、図２５に示したように分離ガス導入口
をガスゲート中央だけでなく、ガスゲート側壁付近に１
本ずつ合計３本設け、それぞれから分離ガスをガス流量
コントローラー１０９で制御して、２００ｓｃｃｍずつ
合計６００ｓｃｃｍだけ導入した。成膜室１０２から分
離通路を通って、成膜室１０１へ流れ込むＨｅ流量の分
離通路の幅方向に対する分布を測定するために、分離通
路の幅方向に４０ｍｍ間隔で、成膜室１０１から５０ｍ
ｍの位置に四重極質量分析計を接続し、それぞれの位置
でのＨｅ流量の測定を行った。

【０１９０】図２６にその結果を示す。横軸は分離通路
幅方向を表し、縦軸はそれぞれの位置におけるＨｅ流量
を表す。

【０１９１】比較例として分離用ガス導入管を１本のみ
設けた場合を示す。

【０１９２】図２７は実験で使用した装置の模式図を示
す。図２に示される装置は、分離通路２５０３には分離
用ガス導入菅２７０４を１本のみ設けるものとしたもの
である。この他の構成は図２５に示した装置と同様であ
るため、図２５と同じ番号を付して説明は省略する。

【０１９３】ここでは、分離通路幅４００ｍｍ、分離通
路高さ３ｍｍ、分離通路長さ６００ｍｍのガスゲート２
５０３を用い、成膜ガスの変わりとして、一方の成膜室
２５０１にＨ₂を１５００ｓｃｃｍ、他方の成膜室２５
０２にＨｅ１５００ｓｃｃｍを原料ガス導入管２５０７
からそれぞれ導入し、真空ポンプ（不図示）で排気口２
５０８より排気して、各々の成膜室の圧力を１Ｔｏｒｒ
に保った。また分離ガスとしてＨ₂を用い、その流量を
不図示ガス流量コントローラーで６００ｓｃｃｍに制御
して、ガスゲート２５０３に設置された分離用ガス導入
管２７０４から導入した。成膜室２５０２から分離通路
を通って、成膜室２５０１への流れ込むＨｅ量の分離通
路の幅方向に対する分布を測定するために、分離通路の
幅方向に４０ｍｍ間隔で、成膜室２５０１から５０ｍｍ
の位置に四重極質量分析計の吸引管に接続するためのポ
ート２５０５を設置し、各々のポート２５０５と四重極
質量分析計（不図示）を吸引管２５０６で接続し、それ
ぞれの位置でのＨｅ流量の測定を行った。

【０１９４】図２８にその結果を示す。図２８から解る
ように、分離通路中央付近に比べ、分離通路側壁付近で
は、Ｈｅ流量が急激に増加しており、分離通路側壁付近
から主にＨｅが成膜室２０１に混入していることを見い
だした。

【０１９５】これは、側壁部付近は分離通路中央付近に
比べて排気コンダクタンスが小さいため、分離ガスのＨ
₂が流れにくく、成膜室２５０２から拡散により、成膜
室２５０１に入り込んでくるＨｅを遮断する効果が減少
しているためと考えられる。

【０１９６】図２６および図２８から解るように、分離
ガス導入菅を３本とすることで分離通路中央付近と、分
離通路側壁付近におけるＨｅ流量の差は分離ガス導入菅
が１本の場合に比べるとかなり小さくなっており、側壁
付近からのＨｅの混入がかなり抑えられることが判っ
た。

【０１９７】次に、図２９に示した実験装置を用いて、
３本の分離ガス導入口から導入する分離ガス流量比を変
化させて、そのときのガス分離性能との関係を検討し
た。図２９に示す装置は四重極質量分析計の吸引菅接続
用ポート２９０５を成膜室２５０１内に設置し、これに
吸引菅２９０６を接続した以外は図２５と全く同様であ
るため、図２５と同じ番号を付して説明は省略する。

【０１９８】ここで、分離通路幅４００ｍｍ、分離通路
長さ６００ｍｍ、分離通路の高さ３ｍｍのガスゲート２
５０３を用い、原料ガスの変わりとして、成膜室２５０
１にＨ₂を１５００ｓｃｃｍ、成膜室２５０２にＨｅを
１５００ｓｃｃｍ導入して、それぞれの成膜室の圧力を
１Ｔｏｒｒに保った。ガスゲート２５０３に分離ガスと
してＨ₂を用い、その全流量を６００ｓｃｃｍで固定し
て、それぞれの分離ガス導入口から導入する流量比を２
α＋β＝６００の関係を満たしながら変化させ、ガス分
離性能との関係を調べた。ここで、α，βのそれぞれ
は、３本のガス導入口のうち、側壁付近の２本をＡ，Ｂ
とし、中央部の１本をＣとするときのＡ，Ｂに流す流量
（αｓｃｃｍ）、Ｃに流す流量（βｓｃｃｍ）をそれぞ
れ示す。

【０１９９】図３０にその結果を示す。横軸にｘ＝α／
βを取り、縦軸にガス分離性能を示す。図３０よりｘ＞
１のところでガス分離性能が極大を示した。つまり、分
離通路の３対の分離ガス導入口から等量の分離ガスを導
入するよりも、側壁付近の分離ガス導入口から分離ガス
を多めに導入したほうが、ガス分離性能は向上すること
を見いだした。

【０２００】以上のことから、ガスゲートにおけるガス
分離性能はガスゲート幅方向に複数のガス導入口を設け
ることで向上でき、さらに、複数の導入口から導入する
分離ガスの流量比の最適値を選ぶことにより大幅にガス
分離性能が向上することが分かる。

【０２０１】本実施例においてガスゲートに流す分離ガ
スとしては例えば、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒ
ｕ等の希釈ガスまたはＨ₂等の堆積膜形成用ガスの希釈
ガスが挙げられる。

【０２０２】本実施例において、上記ガスゲートによっ
て接続される成膜室内に配設される堆積膜形成手段とし
ては、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法、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、真空
蒸着法、電子ビーム蒸着法等の機能性堆積膜形成に用い
られる各種の手段が挙げられる。

【０２０３】本実施例は、機能性堆積膜形成時に成膜室
に不純物ガスを導入する場合により好適に適用される。
導入される不純物ガスは、例えば該成膜室で形成される
膜の価電子制御を行うために用いられる不純物導入用の
原料物質であり、機能性堆積膜がIV族半導体の場合この
ような不純物導入用の原料物質としては、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。このような不純物導入用の出
発物質として具体的にはｎ型の不純物導入用にはＰ
Ｈ₃，Ｐ₂Ｈ₄，ＰＦ₃，ＰＦ₅，ＰＣｌ₃，ＡｓＨ₃，Ａｓ
Ｆ₃，ＡｓＦ₅，ＡｓＣｌ₃，ＳｂＨ₃，ＳｂＦ₅，Ｂｉ
Ｈ₃，等を、ｐ型の不純物導入用にはＢＦ₃，ＢＣｌ，Ｂ
Ｂｒ₃，Ｂ₂Ｈ₆，Ｂ₄Ｈ₁₀，Ｂ₅Ｈ₉，Ｂ₅Ｈ₁₁，Ｂ₄Ｈ₁₉，
Ｂ₆Ｈ₁₂，ＡｌＣｌ₃等を挙げることができる。容器の不
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。

【０２０４】本実施例の機能性堆積膜の連続的形成方法
を実施するについては適宜の装置を使用することができ
るが、一例として図３１に示す類の装置構成のものを挙
げることができる。

【０２０５】図３１において３１０１，３１０３は１
３．５６ＭＨｚの高周波（以後ＲＦと略記する）のプラ
ズマＣＶＤ法による成膜室、３１０２はマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法による成膜室、３１０４，３１０５は帯状
基体の供給室、巻き取り室である。それぞれの成膜室の
チャンバーは、ガスゲート３１０６によって接続されて
いる。３１０７は帯状基体で、供給室から巻き取り室に
搬送されるまでに３つの成膜室を通過して、その表面に
三層の機能性堆積膜、例えば、ｐｉｎ構造の光起電力素
子用半導体膜が形成される。なお、３１０８は耐熱性不
織布からなる帯状シートであり、帯状基体を巻く際に同
時に巻き、帯状基体表面に傷がつくことを防止する。

【０２０６】３１０１〜３１０３の各成膜室には、基体
を加熱する加熱ヒーター３１０９、不図示のガス供給手
段から供給される原料ガスを成膜室に導入する原料ガス
導入管３１１０。不図示の排気手段により成膜室を排気
する排気管３１１１、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ＲＦ電力を供給する放電電極３
１１２、マイクロ波電力を供給する導波管３１１３が設
けられ、成膜室３１０１，３１０３ではＲＦプラズマＣ
ＶＤ法による膜堆積が、成膜室３１０２ではマイクロ波
プラズマＣＶＤ法による膜堆積がそれぞれ行なわれる。
ガスゲート３１０６には分離ガス導入管３１１４から分
離ガスが導入され、隣り合う成膜室の成膜ガスの混入を
阻止する。また、３１１５は帯状基体３１０７の供給室
３１０４及び巻き取り室３１０５の排気を行なう排気管
であり、３１１６は各成膜室３１０１，３１０２，３１
０３、帯状基体３１０７の供給室３１０４及び巻き取り
室３１０５内の圧力を計測するための圧力計である。

【０２０７】また、本発明の方法を実施するための装置
としては、図３２に示す構成の装置でもよい。図３２に
示す装置は基本的には図３１に示した装置をさらに二つ
のプロセスを行なう成膜室を付加した構成のものであ
り、図中３２０１〜３２１３で示されるものは図３１に
おける３１０１〜３１１３に対応している。

【０２０８】本装置では、垂れ下がる帯状基体の形状に
合わせてそれぞれの成膜室が配置されており、ガスゲー
ト３２０６によって各成膜室は接続され、分離ガス導入
管３２１４によって各ガスゲートへ分離ガスが導入され
る。３２１５は電子ビーム蒸着法による堆積形成用の成
膜室で、排気管３２１６で排気された成膜室内で電子銃
３２１７から電子ビームをるつぼ３２１８に入った蒸発
源３２１９に照射して蒸発源を蒸発させて帯状基体３２
０７の表面に膜を堆積させる。また、３２２０は真空蒸
着による堆積形成用の成膜室で、排気管３２２１で排気
された成膜室内でるつぼ３２２２に入った蒸発源３２２
３をフィラメント３２２４で加熱して蒸発させ、帯状基
体３２０７の表面に膜を堆積させる。

【０２０９】該装置によれば、帯状基体３２０７の上に
電子ビーム蒸着法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、真空蒸着法
によって５層の機能性堆積膜を連続的に形成することが
でき、例えば、金属基体上に電子ビーム蒸着法により光
反射金属層を、ＲＦプラズマＣＶＤ法によりｐ型半導体
層を、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によりｉ型半導体層
を、ＲＦプラズマＣＶＤ法によりｎ型半導体層を、真空
蒸着法によりＩＴＯ透明導電層を連続して積層し、光起
電力素子を形成することができる。なお、３２２５は圧
力計、３２２６は排気管、３２２７は帯状基体を支持す
るローラーである。

【０２１０】（実験例１９）本発明の第５の実施例に示
されるガスゲートを用いて図３１に示す装置を構成し、
以下に示す操作によって帯状基板上にｎ，ｉ及びｐ型の
アモルファスシリコン膜を順次、連続的に形成した。

【０２１１】まず、幅４０ｃｍ、長さ５０ｍ、厚さ０．
２ｍｍの帯状ステンレス基体３１０３１を、供給室３１
０４から巻き出され、３１０１〜３１０３の三つの成膜
室を通過して、巻き取り室３１０５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
の分離通路への高さは３ｍｍ、長さは６０ｍｍとした。
またガスゲート長さ方向の中央の位置で、幅方向に３対
（ガスゲート上下あわせて１対とする）の分離ガス導入
口を有し、そのうち、幅方向の中央部に１対、側壁付近
に２対が配置されている。また、それぞれの分離ガス導
入口から導入される分離ガス流量は、不図示のマスフロ
ーコントローラで任意に制御できるようになっている。

【０２１２】次に各室の真空チャンバーをそれぞれの排
気管３１１１，３１１５で十分に排気した後、引続き排
気しながら各成膜室へ原料ガス導入管３１１０から、そ
れぞれのガスを導入し、圧力計３１１６を確認しつつ排
気量を調整して各成膜室を所定の圧力に調整した。各々
のガスゲート３１０６には分離ガスのＡｒを各ガスゲー
トに設置した３対の分離ガス導入口のうち、ガスゲート
の幅方向、中央部の分離ガス導入口から、３６０ＳＣＣ
Ｍ、側壁付近の２対の分離ガス導入口からそれぞれ４２
０ＳＣＣＭずつ、合計１２００ＳＣＣＭを導入しこのと
き各室の圧力は３１０４，３１０１，３１０２，３１０
３，３１０５でそれぞれ０．５Ｔｏｒｒ，０．５Ｔｏｒ
ｒ，０．００５Ｔｏｒｒ，０．５Ｔｏｒｒ，０．５Ｔｏ
ｒｒであり、成膜室３１０１と３１０２の間、成膜室３
１０２と３１０３の間に圧力差があった。分離ガスを導
入した状態でこれらの成膜室を接続するガスゲート内の
分離通路における圧力を分離ガス導入位置に設けた圧力
計３１１６により測定したところ、分離ガス導入位置の
圧力はどちらも０．５２Ｔｏｒｒであった。

【０２１３】ヒーター３１０９で帯状基体３１０７の裏
面から所定の温度で加熱し、放電電極３１１２からＲＦ
電力を、また導波管３１１３からマイクロ波電力を導入
して各成膜室内にプラズマ放電を生起し、帯状基体を一
定速度で搬送して帯状基体上にｎ，ｉ及びｐ型のａ−Ｓ
ｉ膜を順次、連続的に形成した。各成膜室での作製条件
を表６に示す。

【０２１４】

【表６】 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、９
ｃｍ×４０ｃｍ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７に示す
条件でＩＴＯ透明導電膜を積層し、図１５の模式断面図
に示す構造の光起電力素子を作製した。

【表７】 得られた光起電力素子は、各成膜室をゲート弁で完全に
分離する三室分離型の堆積膜形成装置で作製した光起電
力素子と同等の良好な光電変換効率を示した。また、膜
厚方向の不純物分布を二次イオン質量分析法（ＳＩＭ
Ｓ）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
り合う成膜室の成膜ガスは、ほぼ完全に分離されている
ことが確認された。

【０２１５】（比較例１）各ガスゲートの分離ガス導入
口を幅方向中央へ１対だけにして、分離ガスのＡｒを各
１２００ＳＣＣＭずつ導入した以外は実験例１９と同様
にして帯状基板上にｎ，ｉ及びｐ型のａ−Ｓｉ膜を順
次、連続的に形成して光起電力素子を作製した。

【０２１６】このとき、各室の圧力は３１０４，３１０
１，３１０２，３１０３，３１０５でそれぞれ、０．５
Ｔｏｒｒ，０．５Ｔｏｒｒ，０．００５Ｔｏｒｒ，０．
５Ｔｏｒｒ，０．５Ｔｏｒｒであり、成膜室３１０１と
３１０２の間、成膜室３１０２と３１０３の間に圧力差
があった。分離ガスを導入した状態でこれらの成膜室を
接続するガスゲート内の分離通路における圧力を分離ガ
ス導入位置に設けた圧力計により測定したところ分離ガ
ス導入位置の圧力はどちらも０．５２Ｔｏｒｒであっ
た。得られた光起電力素子の光電変換効率を測定したと
ころ、実験例１９で作製した光起電力素子の約６０％の
効率しか得られなかった。

【０２１７】また、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原子とｐ層のＢ原子がｉ層へ混入していることが確
認された。

【０２１８】（実験例２０）本発明の第５の実施例のガ
スゲートを用いて図３２に示した装置を構成し、以下の
ようにして帯状基板上にＡｌ光反射層、ｐ，ｉ，ｎのａ
−Ｓｉ層及びＩＴＯ透明導電層を連続的に形成した。

【０２１９】まず、幅１０ｃｍ、長さ１００ｍ、厚さ
０．１５ｍｍの帯状ステンレス基板を、供給室３１０４
から巻き出され、ガスゲート３１００で接続された３２
０１，３２０３，３２０２，３２０１及び３２２０の五
つの成膜室を通過して、巻き取り室３２０５で巻き取ら
れるようにセットした。なお、各空間を連絡するガスゲ
ートの分離通路は、ガスゲートの分離通路の高さは１ｍ
ｍ、長さは６０ｍｍとした。またガスゲート長さ方向の
中央の位置で、幅方向に３対の分離ガス導入口を有し、
そのうち、幅方向の中央部に１対、側壁付近に２対が配
置されている。また、それぞれの分離ガス導入口から導
入される分離ガス流量は、不図示のマスフローコントロ
ーラで任意に制御できるようになっている。

【０２２０】次に各室の真空チャンバーをそれぞれの排
気管３２１１，３２２６で十分に排気した後、引続き排
気しながら各成膜室へ原料ガス導入管３２１０から、そ
れぞれの成膜ガスを導入し、圧力計３２１６を確認しつ
つ排気量を調整して各成膜室を所定の圧力に調整した。
ガスゲート３２０６には分離ガスのＨｅを、各ガスゲー
トに設置した３対の分離ガス導入口のうち、ガスゲート
の幅方向中央部の分離ガス導入口から８０ＳＣＣＭ、側
壁付近の２対の分離ガス導入口からそれぞれ１１０ＳＣ
ＣＭずつ、合計３００ＳＣＣＭを導入した。このとき各
室の圧力は３２０４，３２０５，３２０３，３２０２，
３２０１，３２２０，３２０５でそれぞれ０．３Ｔｏｒ
ｒ，１×１０^-5Ｔｏｒｒ，０．３Ｔｏｒｒ，０．００５
Ｔｏｒｒ，０．３Ｔｏｒｒ，３×１０^-4Ｔｏｒｒ，０．
３Ｔｏｒｒであり、全ての成膜空間に大きな圧力差があ
った。分離ガスを導入した状態でこれらの成膜室を接続
するガスゲート内の分離通路における圧力を分離ガス導
入位置に設けた圧力計３２１６により測定したところ、
分離ガス導入位置の圧力はそれぞれ０．３Ｔｏｒｒより
高くなっていた。

【０２２１】成膜はまず、成膜室３２１５で電子ビーム
蒸着法により、帯状基板上に約５００ÅのＡｌからなる
光反射層を形成した。なお、電子銃には日本真空社製の
ＥＧＬ−３５を用い、成膜室内圧力は１×１０^-5Ｔｏｒ
ｒ、堆積速度は３０Å／ｓとした。

【０２２２】次に、Ａｌ光反射層が形成された帯状基板
は、成膜室３２０３，３２０２，３２０１と通過させる
ことにより表８に示す条件で帯状基板上にｐ，ｉ，ｎ型
のａ−Ｓｉ膜を連続的に形成した。

【０２２３】

【表８】 さらに成膜室３２２０にて、酸素雰囲気中のＩｎ−Ｓｎ
合金を蒸着源として、真空蒸着法により表７に示す条件
で上記帯状基板のアモルファスシリコン膜上にＩＴＯ透
明導電膜を形成させた。

【０２２４】最後に、巻き取り室３２０９にて基板に堆
積膜を積層した帯状基板を巻き取った。以上のようにし
て機能性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、９ｃｍ×１０ｃｍの大きさに切
り離し、図３３の模式断面図に示す層構成の光起電力素
子を作製した。図３３において３３０１は基板、３３０
２はＡｌ光反射層、３３０３はｐ型層、３３０４はｉ型
層、３３０５はｎ型層、３３０６はＩＴＯ透明導電膜で
ある。

【０２２５】得られた光起電力素子は、Ａｌ光反射層を
シングルチャンバー電子ビーム蒸着装置により、また、
ｐ，ｉ，ｎ型のアモルファスシリコン膜を各成膜室をゲ
ート弁で完全に分離する三室分離型の堆積膜形成装置に
より、また、ＩＴＯ透明導電膜をシングルチャンバーの
真空蒸着装置により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光起電力素子と同
等の良好な光電変換効率を示した。また、膜厚方向の不
純物分布をＳＩＭＳを用いて測定したところ、ｐ層のＢ
原子のＡｌ層、ｉ層への、ｎ層のＰ原子のｉ層、ＩＴＯ
層への混入は認められず、ガスゲートにより、隣り合う
成膜室の成膜ガスはほとんど完全に分離されていること
を確認された。

【０２２６】（比較例２）各ガスゲートの分離ガス導入
口を幅方向中央の１対のみとして、分離ガスのＨｅを各
３００ＳＣＣＭずつ導入した以外は実験例２０と同様に
して帯状基板上にＡｌ光反射層、ｐ，ｉ，ｎ型のアモル
ファスシリコン膜、ＩＴＯ透明導電膜を順次、連続的に
形成した光起電力素子を作製した。このとき、各室の圧
力は３２０４，３２１５，３２０３，３２０２，３２０
１，３２２０，３２０５でそれぞれ０．３Ｔｏｒｒ，１
×１０^-5Ｔｏｒｒ，０．３Ｔｏｒｒ，０．００５Ｔｏｒ
ｒ，０．３Ｔｏｒｒ，３×１０^-4Ｔｏｒｒ，０．３Ｔｏ
ｒｒであり、全ての成膜空間に大きな圧力差があった。
分離ガスを導入した状態でこれらの成膜室を接続するガ
スゲート内の分離通路における圧力を分離ガス導入位置
に設けた圧力計により測定したところ分離ガス導入位置
の圧力は全て０．３１Ｔｏｒｒであった。得られた光起
電力素子の光電変換効率を測定したところ実験例２０の
光起電力素子の約５０％の効率しか得られなかった。

【０２２７】また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原子がｉ層とＩＴＯ透明導電層へ、ｐ層のＢ原子がｉ
層とＡｌ光反射層へ混入していることが確認された。

【０２２８】（実験例２１）各成膜室での堆積膜形成条
件を表９に示すように変えた以外は実験例１９と同様に
して帯状基板上にｐ，ｉ，ｎ型のａ−Ｓｉ系半導体膜を
連続的に形成して光起電力素子を作製した。

【０２２９】

【表９】 このとき、各室の圧力は３１０４，３１０１，３１０
２，３１０３，３１０５でそれぞれ、０．５Ｔｏｒｒ，
０．７５Ｔｏｒｒ，０．０１Ｔｏｒｒ，０．５Ｔｏｒ
ｒ，０．５Ｔｏｒｒであり、成膜室３１０４と３１０１
の間、成膜室３１０１と３１０２の間、成膜室３１０２
と３１０３の間に圧力差があった。分離ガス導入状態で
これらの成膜室を接続するガスゲート内に分離通路にお
ける圧力を分離ガス導入位置に設けた圧力計により測定
したところ分離ガス導入位置の圧力は３１０４と３１０
１の間、３１０１と３１０２の間、３１０２と３１０３
の間のそれぞれ０．７６Ｔｏｒｒ，．７６Ｔｏｒｒ，
０．５１Ｔｏｒｒであった。

【０２３０】得られた光起電力素子は、各成膜室をゲー
ト弁で完全に分離する三室分離型の堆積膜形成装置で作
製した光起電力素子と同等の良好な光電変換効率を示し
た。また、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層への混入は認められず、ガスゲ
ートにより隣り合う成膜室の成膜ガスはほぼ完全に分離
されていることが確認された。

【０２３１】次に、本発明の他の構成によるガスゲート
について説明する。

【０２３２】図３４（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは本発明
の第６の実施例の特徴部分を示す断面図である。

【０２３３】本実施例は、第５の実施例と同様に図２８
に示される、図２７に示したガスゲートにおける分離ガ
ス（Ｈｅ）の分離通路の幅方向に対する分布結果に基づ
いてなされたものである。

【０２３４】先述したように、図２７に示したガスゲー
トにおいては側壁部付近は分離通路中央付近に比べて排
気コンダクタンスが小さいため、分離ガスのＨ₂が流れ
にくく、成膜室２５０２から拡散により、成膜室２５０
１に入り込んでくるＨｅを遮断する効果が減少し、分離
通路中央付近に比べ、分離通路側壁付近では、Ｈｅ流量
が急激に増加しており、分離通路側壁付近から主にＨｅ
が成膜室２０１に混入してしまっている。

【０２３５】本実施例では、分離通路の側壁部の高さと
ガスを分離する性能について検討し、これの寸法を規定
することによりガスの分離性能の向上を図ったものであ
る。図３４（ａ）〜（ｃ）の各図において、分離通路中
央部の高さｄ₁と分離通路側壁部の高さｄ₂とはｄ₂＞ｄ₁
の関係を全て満たしている。

【０２３６】分離通路側壁部から中央部に向かって、図
３４（ａ）は分離通路の高さが直線的に単調減少してい
るガスゲート、図３４（ｂ）は曲線的に単調減少してい
るガスゲート、さらに、図３４（ｃ）は、側壁部から距
離Ｌだけ単調減少して、そこから中央部まで一定の高さ
のガスゲート等、何れも分離通路の高さが一定（＝
ｄ ₁）のガスゲートを表わしている。

【０２３７】図３５に図３４で示したガスゲートを組み
込んだ本発明の特徴をもっともよく表わした装置の模式
的概略図を示す。図３５において、３５０１、３５０２
は成膜室、３５０３は図３４（ａ）〜（ｃ）の各図に示
される構成のガスゲート、３５０４は分離ガス導入管、
３５０５は四重極質量分析計の吸引管、３５０６は原料
ガス導入管、３５０７は排気口である。ここで、分離通
路幅４００ｍｍ、分離通路長さ６００ｍｍ、分離通路の
高さは幅方向の中央部の高さ（ｄ₁）を３ｍｍで固定し
て、側壁部の高さ（ｄ₂）を３ｍｍから４ｍｍまで可変
のガスゲート３５０３を用い、成膜ガスの変わりとし
て、一方の成膜室３５０１にＨ₂を１５００ｓｃｃｍ、
他方の成膜室３５０２にＨｅ１５００ｓｃｃｍを原料ガ
ス導入管３５０６から導入して、真空ポンプ（不図示）
で排気口３５０７より排気して、それぞれの成膜室の圧
力を０．００１Ｔｏｒｒに保った。またガスゲート３５
０３に分離ガスとしてＨ₂を用い、その流量を５００ｓ
ｃｃｍに固定して、ガスゲート３５０３の上下の分離用
ガス導入口３５０４から導入した。

【０２３８】このとき、成膜室３５０１に四重極質量分
析計の吸引管３５０５を介して四重極質量分析計（不図
示）に接続し、分離通路側壁部の高さを変えたときに成
膜室３５０１に混入してくるＨｅ流量をそれぞれ測定し
た。ここで、そのＨｅ流量と成膜室３５０１に導入した
Ｈ₂流量（１５００ｓｃｃｍ）との比の逆数をガス分離
性能と定義した。

【０２３９】図３６にその結果を表わす。横軸は分離通
路側壁部の高さ、縦軸はガス分離性能を表わす。これか
ら解るように側壁部の高さが３ｍｍ（分離通路中央と等
しい高さ）の場合よりも、側壁部の高さが高くなるにつ
れてガス分離性能は向上する。側壁部の高さが３．５ｍ
ｍの所でガス分離性能は極大をとり、これよりも側壁部
の高さが高くなるとガス分離性能は急激に減少する。こ
れは側壁部の高さを高くし過ぎることによって、分離通
路全体の体積が増加し、分離されるべきガスの逆拡散が
大きくなり、ガス分離性能が低下するためと考えられ
る。

【０２４０】以上のように、分離通路側壁付近の分離通
路の高さを高くすることで、ここでの排気コンダクタン
スが増加し、分離通路側壁付近に多くの分離ガスが流れ
易くなるため、ガス分離性能が大幅に向上することを見
いだした。

【０２４１】本実施例においてガスゲートに流す分離ガ
スとしては第５の実施例と同様に、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，
Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｕ等の希釈ガスまたはＨ₂等の堆積膜形
成用ガスの希釈ガスが挙げられる。分離ガス種は、堆積
膜の形成条件、必要とされるガス分離性能、各成膜室の
排気能力等を考えあわせて決定する。

【０２４２】本実施例において、上記ガスゲートによっ
て接続される成膜室内に配設される堆積膜形成手段とし
ては、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法、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、真空
蒸着法、電子ビーム蒸着法等の機能性堆積膜形成に用い
られる各種の手段が挙げられる。

【０２４３】本実施例は、機能性堆積膜形成時に成膜室
に不純物ガスを導入する場合により好適に適用される。
導入される不純物ガスは、例えば該成膜室で形成される
膜の価電子制御を行うために用いられる不純物導入用の
原料物質であり、機能性堆積膜がIV族半導体の場合この
ような不純物導入用の原料物質としては、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。このような不純物導入用の出
発物質として具体的にはｎ型の不純物導入用にはＰ
Ｈ₃，Ｐ₂Ｈ₄，ＰＦ₃，ＰＦ₅，ＰＣｌ₃，ＡｓＨ₃，Ａｓ
Ｆ₃，ＡｓＦ₅，ＡｓＣｌ₃，ＳｂＨ₃，ＳｂＦ₅，Ｂｉ
Ｈ₃，等を、ｐ型の不純物導入用にはＢＦ₃，ＢＣｌ，Ｂ
Ｂｒ₃，Ｂ₂Ｈ₆，Ｂ₄Ｈ₁₀，Ｂ₅Ｈ₉，Ｂ₅Ｈ₁₁，Ｂ₄Ｈ₁₉，
Ｂ₆Ｈ₁₂，ＡｌＣｌ₃等を挙げることができる。容器の不
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。

【０２４４】本実施例のガスゲートを用いて図３１およ
び図３２の各図に示されるような装置を構成した。

【０２４５】（実験例２２）本発明の第６の実施例に示
されるガスゲートを用いて図３１に示す装置を構成し、
以下に示す操作によって帯状基板上にｎ，ｉ及びｐ型の
アモルファスシリコン膜を順次、連続的に形成した。

【０２４６】まず、幅４０ｃｍ、長さ５０ｍ、厚さ０．
２ｍｍの帯状ステンレス基体３１０３１を、供給室３１
０４から巻き出され、３１０１〜３１０３の三つの成膜
室を通過して、巻き取り室３１０５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
の分離通路は図１（ａ）に示される形態とし、ｄ₁＝
３．０ｍｍ，ｄ₂＝３．５ｍｍとしたものを用い、長さ
は６００ｍｍとした。

【０２４７】次に各室の真空チャンバーをそれぞれの排
気管３１１１，３１１５で十分に排気した後、引続き排
気しながら各成膜室へ原料ガス導入管３１１０から、そ
れぞれのガスを導入し、圧力計３１１６を確認しつつ排
気量を調整して各成膜室を所定の圧力に調整した。各々
のガスゲート３１０６には分離ガスのＡｒを各ガスゲー
トに設置した３対の分離ガス導入口のうち、ガスゲート
の幅方向、中央部の分離ガス導入口から、３６０ＳＣＣ
Ｍ、側壁付近の２対の分離ガス導入口からそれぞれ４２
０ＳＣＣＭずつ、合計１２００ＳＣＣＭを導入しこのと
き各室の圧力は３１０４，３１０１，３１０２，３１０
３，３１０５でそれぞれ０．５Ｔｏｒｒ，０．５Ｔｏｒ
ｒ，０．００５Ｔｏｒｒ，０．５Ｔｏｒｒ，０．５Ｔｏ
ｒｒであり、成膜室３１０１と３１０２の間、成膜室３
１０２と３１０３の間に圧力差があった。分離ガスを導
入した状態でこれらの成膜室を接続するガスゲート内の
分離通路における圧力を分離ガス導入位置に設けた圧力
計３１１６により測定したところ、分離ガス導入位置の
圧力はどちらも０．５２Ｔｏｒｒであった。

【０２４８】ヒーター３１０９で帯状基体３１０７の裏
面から所定の温度で加熱し、放電電極３１１２からＲＦ
電力を、また導波管３１１３からマイクロ波電力を導入
して各成膜室内にプラズマ放電を生起し、帯状基体を一
定速度で搬送して帯状基体上にｎ，ｉ及びｐ型のアモル
ファスシリコン膜を順次、連続的に形成した。各成膜室
での作製条件を表１０に示す。

【０２４９】

【表１０】 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、９
ｃｍ×４０ｃｍ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７に示し
た条件でＩＴＯ透明導電膜を積層し、図１５の模式断面
図に示す構造の光起電力素子を作製した。

【０２５０】得られた光起電力素子は、各成膜室をゲー
ト弁で完全に分離する三室分離型の堆積膜形成装置で作
製した光起電力素子と同等の良好な光電変換効率を示し
た。また、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層への混入は認められず、ガスゲ
ートにより隣り合う成膜室の成膜ガスは、ほぼ完全に分
離されていることが確認された。

【０２５１】（比較例３）各ガスゲートの分離通路の高
さを、幅方向すべてにわたって３ｍｍとした以外は実験
例２２と同様にして帯状基板上にｎ，ｉ及びｐ型のアモ
ルファスシリコン膜を順次、連続的に形成して光起電力
素子を作製した。

【０２５２】このとき、各室の圧力は３１０４，３１０
１，３１０２，３１０３，３１０５でそれぞれ、０．５
Ｔｏｒｒ，０．５Ｔｏｒｒ，０．００５Ｔｏｒｒ，０．
５Ｔｏｒｒ，０．５Ｔｏｒｒであり、成膜室３１０１と
３１０２の間、成膜室３１０２と３１０３の間に圧力差
があった。分離ガスを導入した状態でこれらの成膜室を
接続するガスゲート内の分離通路における圧力を分離ガ
ス導入位置に設けた圧力計により測定したところ分離ガ
ス導入位置の圧力はどちらも０．５２Ｔｏｒｒであっ
た。

【０２５３】得られた光起電力素子の光電変換効率を測
定したところ、実験例２２で作製した光起電力素子の約
６０％の効率しか得られなかった。

【０２５４】また、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原子とｐ層のＢ原子がｉ層へ混入していることが確
認された。

【０２５５】（実験例２３）本発明の第６の実施例のガ
スゲートを用いて図３２に示した装置を構成し、以下の
ようにして帯状基板上にＡｌ光反射層、ｐ，ｉ，ｎのア
モルファスシリコン層及びＩＴＯ透明導電層を連続的に
形成した。

【０２５６】まず、幅１０ｃｍ、長さ１００ｍ、厚さ
０．１５ｍｍの帯状ステンレス基板を、供給室３１０４
から巻き出され、ガスゲート３１００で接続された３２
０１，３２０３，３２０２，３２０１及び３２２０の五
つの成膜室を通過して、巻き取り室３２０５で巻き取ら
れるようにセットした。なお、各空間を連絡するガスゲ
ートの分離通路は、ガスゲートの分離通路は図１（ａ）
に示される形態とし、ｄ ₁＝１．０ｍｍ，ｄ₂＝１．２ｍ
ｍとしたものを用い、長さは６００ｍｍとした。

【０２５７】次に各室の真空チャンバーをそれぞれの排
気管３２１１，３２２６で十分に排気した後、引続き排
気しながら各成膜室へ原料ガス導入管３２１０から、そ
れぞれの成膜ガスを導入し、圧力計３２１６を確認しつ
つ排気量を調整して各成膜室を所定の圧力に調整した。
ガスゲート３２０６には分離ガスのＨｅを、各ガスゲー
トに設置した３対の分離ガス導入口のうち、ガスゲート
の幅方向中央部の分離ガス導入口から８０ＳＣＣＭ、側
壁付近の２対の分離ガス導入口からそれぞれ１１０ＳＣ
ＣＭずつ、合計３００ＳＣＣＭを導入した。このとき各
室の圧力は３２０４，３２０５，３２０３，３２０２，
３２０１，３２２０，３２０５でそれぞれ０．３Ｔｏｒ
ｒ，１×１０^-5Ｔｏｒｒ，０．３Ｔｏｒｒ，０．００５
Ｔｏｒｒ，０．３Ｔｏｒｒ，３×１０^-4Ｔｏｒｒ，０．
３Ｔｏｒｒであり、全ての成膜空間に大きな圧力差があ
った。分離ガスを導入した状態でこれらの成膜室を接続
するガスゲート内の分離通路における圧力を分離ガス導
入位置に設けた圧力計３２１６により測定したところ、
分離ガス導入位置の圧力はそれぞれ０．３Ｔｏｒｒより
高くなっていた。

【０２５８】成膜はまず、成膜室３２１５で電子ビーム
蒸着法により、帯状基板上に約５００ÅのＡｌからなる
光反射層を形成した。なお、電子銃には日本真空社製の
ＥＧＬ−３５を用い、成膜室内圧力は１×１０^-5Ｔｏｒ
ｒ、堆積速度は３０Å／ｓとした。

【０２５９】次に、Ａｌ光反射層が形成された帯状基板
は、成膜室３２０３，３２０２，３２０１と通過させる
ことにより表１１に示す条件で帯状基板上にｐ，ｉ，ｎ
型のアモルファスシリコン膜を連続的に形成した。

【０２６０】

【表１１】 さらに成膜室３２２０にて、酸素雰囲気中のＩｎ−Ｓｎ
合金を蒸着源として、真空蒸着法により表７に示す条件
で上記帯状基板のアモルファスシリコン膜上にＩＴＯ透
明導電膜を形成させた。

【０２６１】最後に、巻き取り室３２０９にて基板に堆
積膜を積層した帯状基板を巻き取った。以上のようにし
て機能性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、９ｃｍ×１０ｃｍの大きさに切
り離し、図３３の模式断面図に示す層構成の光起電力素
子を作製した。図３３において３３０１は基板、３３０
２はＡｌ光反射層、３３０３はｐ型層、３３０４はｉ型
層、３３０５はｎ型層、３３０６はＩＴＯ透明導電膜で
ある。

【０２６２】得られた光起電力素子は、Ａｌ光反射層を
シングルチャンバー電子ビーム蒸着装置により、また、
ｐ，ｉ，ｎ型のアモルファスシリコン膜を各成膜室をゲ
ート弁で完全に分離する三室分離型の堆積膜形成装置に
より、また、ＩＴＯ透明導電膜をシングルチャンバーの
真空蒸着装置により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光起電力素子と同
等の良好な光電変換効率を示した。また、膜厚方向の不
純物分布をＳＩＭＳを用いて測定したところ、ｐ層のＢ
原子のＡｌ層、ｉ層への、ｎ層のＰ原子のｉ層、ＩＴＯ
層への混入は認められず、ガスゲートにより、隣り合う
成膜室の成膜ガスはほとんど完全に分離されていること
を確認された。

【０２６３】（比較例４）各ガスゲートの分離通路の高
さを幅方向すべてにわたって１ｍｍとした以外は実験例
２３と同様にして帯状基板上にＡｌ光反射層、ｐ，ｉ，
ｎ型のアモルファスシリコン膜、ＩＴＯ透明導電膜を順
次、連続的に形成した光起電力素子を作製した。このと
き、各室の圧力は３２０４，３２１５，３２０３，３２
０２，３２０１，３２２０，３２０５でそれぞれ０．３
Ｔｏｒｒ，１×１０^-5Ｔｏｒｒ，０．３Ｔｏｒｒ，０．
００５Ｔｏｒｒ，０．３Ｔｏｒｒ，３×１０^-4Ｔｏｒ
ｒ，０．３Ｔｏｒｒであり、全ての成膜空間に大きな圧
力差があった。分離ガスを導入した状態でこれらの成膜
室を接続するガスゲート内の分離通路における圧力を分
離ガス導入位置に設けた圧力計により測定したところ分
離ガス導入位置の圧力は全て０．３１Ｔｏｒｒであっ
た。

【０２６４】得られた光起電力素子の光電変換効率を測
定したところ実験例２３の光起電力素子の約５０％の効
率しか得られなかった。

【０２６５】また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原子がｉ層とＩＴＯ透明導電層へ、ｐ層のＢ原子がｉ
層とＡｌ光反射層へ混入していることが確認された。

【０２６６】（実験例２４）各成膜室での堆積膜形成条
件を表１２に示すように変えた以外は実験例２２と同様
にして帯状基板上にｐ，ｉ，ｎ型のアモルファスシリコ
ン系半導体膜を連続的に形成して光起電力素子を作製し
た。

【０２６７】

【表１２】 このとき、各室の圧力は３１０４，３１０１，３１０
２，３１０３，３１０５でそれぞれ、０．５Ｔｏｒｒ，
０．７５Ｔｏｒｒ，０．０１Ｔｏｒｒ，０．５Ｔｏｒ
ｒ，０．５Ｔｏｒｒであり、成膜室３１０４と３１０１
の間、成膜室３１０１と３１０２の間、成膜室３１０２
と３１０３の間に圧力差があった。分離ガス導入状態で
これらの成膜室を接続するガスゲート内に分離通路にお
ける圧力を分離ガス導入位置に設けた圧力計により測定
したところ分離ガス導入位置の圧力は３１０４と３１０
１の間、３１０１と３１０２の間、３１０２と３１０３
の間のそれぞれ０．７６Ｔｏｒｒ，０．７６Ｔｏｒｒ，
０．５１Ｔｏｒｒであった。

【０２６８】得られた光起電力素子は、各成膜室をゲー
ト弁で完全に分離する三室分離型の堆積膜形成装置で作
製した光起電力素子と同等の良好な光電変換効率を示し
た。また、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層への混入は認められず、ガスゲ
ートにより隣り合う成膜室の成膜ガスはほぼ完全に分離
されていることが確認された。

【０２６９】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。

【０２７０】請求項１に記載のものおよび請求項２に記
載の方法においては、分離通路幅方向でのガス分離性能
の不均一さをなくして、特に幅広の基板に対応した大面
積ロール・ツー・ロール方式の装置に組み入れること
で、ガスゲートを長大にすることなく、隣接する成膜室
のガスの混入・拡散を防ぐことができ、成膜に適した圧
力が大きく異なる複数のプロセスを一連のロール・ツー
・ロール方式の装置に組み入れることを可能として、よ
りコンパクトで生産性の高い機能性堆積膜の連続的製造
装置を実現することができる効果がある。

【０２７１】請求項３に記載のものにおいては、長尺基
体の損傷が少なく、効率の優れた太陽電池を安価で大量
に作製する事を可能とすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部の概略構成を示す斜視
図である。

【図２】図１に示したガスゲートを帯状基板の長手方向
に平行に切断した概略断面図である。

【図３】（ａ），（ｂ）のそれぞれは、図２中のＡ−
Ａ’線，Ｂ−Ｂ線’でそれぞれ切断したときの概略断面
図である。

【図４】本発明の第２の実施例の要部の概略構成を示す
斜視図である。

【図５】図４に示したガスゲートを帯状基板の長手方向
に平行に切断した概略断面図である。

【図６】（ａ），（ｂ）のそれぞれは、図５中のＡ−
Ａ’線，Ｂ−Ｂ線’でそれぞれ切断したときの概略断面
図である。

【図７】第１の実施例または第２の実施例により構成さ
れる機能性堆積膜の連続的形成装置の一例を示す図であ
る。

【図８】第１の実施例または第２の実施例により構成さ
れる機能性堆積膜の連続的形成装置の他の例を示す図で
ある。

【図９】第１の実施例または第２の実施例により構成さ
れる機能性堆積膜の連続的形成装置のさらに他の例を示
す図である。

【図１０】ガスゲートのガス分離機能を試験する装置の
概略断面図である。

【図１１】図１０に示した試験装置による実験結果を示
す図である。

【図１２】図１０に示した試験装置による実験結果を示
す図である。

【図１３】図１０に示した試験装置による実験結果を示
す図である。

【図１４】ガスゲートのガス分離機能を評価する装置の
概略断面図である。

【図１５】図７に示した装置により作製された太陽電池
の構造を示す図である。

【図１６】図８に示した装置により作製された太陽電池
の構造を示す図である。

【図１７】図９に示した装置により作製された太陽電池
の構造を示す図である。

【図１８】本発明の第３の実施例の要部の概略構成を示
す斜視図である。

【図１９】図１８に示したガスゲートを帯状基板の長手
方向に平行に切断した概略断面図である。

【図２０】（ａ），（ｂ）のそれぞれは、図１９中のＡ
−Ａ’線，Ｂ−Ｂ線’でそれぞれ切断したときの概略断
面図である。

【図２１】本発明の第４の実施例の要部の概略構成を示
す斜視図である。

【図２２】図２１に示したガスゲートを帯状基板の長手
方向に平行に切断した概略断面図である。

【図２３】（ａ），（ｂ）のそれぞれは、図２２中のＡ
−Ａ’線，Ｂ−Ｂ線’でそれぞれ切断したときの概略断
面図である。

【図２４】本発明の第５の実施例の要部の概略構成を示
す斜視図である。

【図２５】図２４に示したガスゲートによる装置の概略
図である。

【図２６】図２５に示した装置の装置での分離通路の幅
方向に対する流量分布の測定結果を示す図である。

【図２７】図２６に結果が示される実験の比較例として
用いられた装置の概略図である。

【図２８】図２７に示した装置の分離通路の幅方向に対
する流量分布の測定結果を示す図である。

【図２９】ガスゲートのガス分離機能を評価する装置の
概略断面図である。

【図３０】図２９に示した実験装置による実験結果を示
す図である。

【図３１】本発明の第５の実施例により構成される機能
性堆積膜の連続的形成装置の一例を示す図である。

【図３２】本発明第５の実施例により構成される機能性
堆積膜の連続的形成装置の他の例を示す図である。

【図３３】図３２に示した装置により作製された太陽電
池の構造を示す図である。

【図３４】（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、本発明の第６
の実施例の特徴部分を示す断面図である。

【図３５】本発明の第６の実施例により構成される機能
性堆積膜の連続的形成装置の一例を示す図である。

【図３６】図３５に示される装置のガス分離機能を示す
図である。

【図３７】従来より用いられるロール・ツー・ロール方
式のａ−Ｓｉ太陽電池の生産装置の構造を示す模式図で
ある。

【図３８】図３８に示す装置に用いられるガスゲートの
従来例の構造を示す図である。

【符号の説明】

１００，７００，１００７，１８００，２４０１，３５
０３ ガスゲート １０１，１８０１，２４０３，２５０３ 分離通路 １０２，１４１７ａ，１４１７ｂ，１８０２ 分離用
ガス導入菅 １０３，１８０３ 分離用ガス流路 １０４，１８０４ 分離用ガス放出口 １０５，７０６，９１２，１０１０，１４１４，１８０
５ 帯状基板 １０６，１８０６，２３０１ マグネット １０７，１８０７ 開口断面調節部材 １０８１８０８ カバー ３０１，６０２，２００１，２２０２ 溝 ４０６，２１０６ ローラー ７０１〜７０３，８０１〜８０６，９０１，９０２，２
５０１，２５０２，３５０１，３５０２ 成膜室 ７０４ 供給室 ７０５ 巻き取り室 ７０７₁〜７０７₃，９１１ 加熱ヒーター ７０９₁〜７０９₃ ガス導入菅 ７１０₁〜７１０₃，７１３₁，７１３₂，９０３₁，９０
３₂ 排気菅 ７１１₁，７１１₃，１４１８ 放電電極 ７１２，１４１５ 導波菅 ７１４₁〜７１４₅，９０４₁，９０４₂，１４１１，１４
１２ 圧力計 ８０７ 支持ローラー ９０５ 電子銃 ９０６，９０８ るつぼ ９０７，９１０ 蒸発源 １００１，１４０１ 第１真空容器 １００２，１４０２ 第２真空容器 １００３，１００４，１００８ａ，１００８ｂ，１４０
３，１４０４ ガス導入口 １００５，１００６，１４０５，１４０６，２５０８，
３５０７ 排気口 １００９ 質量分析器 １４０７，１４０８ 加熱ランプヒーター １４０９，１４１０ 熱電対 １４１３ マグネットローラー １５０１，１６０１，１７０１，３３０１ 基板 １５０２，１６０２，１６０５，１６０８，１７０３，
３３０５ ｎ型層 １５０３，１６０３，１６０６，１６０９，１７０４，
３３０４ ｉ型層 １５０４，１６０４，１６０７，１６１０，１７０５，
３３０３ ｐ型層 １５０５，１６１１，１７０６，３３０６ ＩＴＯ透
明導電膜層 １７０２ Ａｇ光反射層 ２４０２，３５０４ 分離ガス導入菅 ２４０４ 分離通路側壁 ２５０４，２７０４ 分離用ガス導入菅 ２５０５，２９０５ 吸引菅接続ポート ２５０６，３５０５ 吸引菅 ２５０７，３５０６ 原料ガス導入菅 ２５０９ ガス流量コントローラ ３３０２ Ａｌ光反射層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 明 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 越前 裕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 杉山 秀一郎 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 福岡 貴裕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 吉野 豪人 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 平２−263984（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 31/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の成膜室と、分離用ガスが導入され
   るスリット状の分離通路にて構成されて各成膜室の間に
   それぞれ設けられる複数のガスゲートとを具備し、帯状
   基板をその長手方向に連続的に搬送させながら前記ガス
   ゲートで連結された複数の成膜室を通過させることによ
   り前記帯状基板上に機能性堆積膜を連続的に形成する製
   造装置であって、 前記複数のガスゲートの前記分離用ガスを導入するため
   の導入口は、前記帯状基板の幅方向に関して中央部では
   疎であり、端部では密となるように複数配置されている
   ことを特徴とする機能性堆積膜の連続的製造装置。
2. 【請求項２】 複数の成膜室と、分離用ガスが導入され
   るスリット状の分離通路にて構成されて各成膜室の間に
   それぞれ設けられる複数のガスゲートとを具備し、前記
   複数のガスゲートのそれぞれには、前記分離用ガスを導
   入するための導入口が前記帯状基板の幅方向に関して複
   数設けられており、前記導入口のそれぞれには、導入す
   るガスの流量を制御するためのガス流量コントローラー
   が設けられており、帯状基板をその長手方向に連続的に
   搬送させながら前記ガスゲートで連結された複数の成膜
   室を通過させることにより前記帯状基板上に機能性堆積
   膜を連続的に形成する製造装置を用いた機能性堆積膜の
   連続的製造方法であって、分離通路側壁付近に設けられた導入口から導入される分
   離用ガスの流量が、分離通路中央部付近に設けられた導
   入口から導入される分離用ガスの流量よりも多くなるよ
   うに、前記複数の導入口より導入される分離用ガスの流
   量を各導入口毎に独立に制御する ことを特徴とする機能
   性堆積膜の連続的製造方法。
3. 【請求項３】 複数の成膜室と、分離用ガスが導入され
   るスリット状の分離通路にて構成されて各成膜室の間に
   それぞれ設けられる複数のガスゲートとを具備し、帯状
   基板をその長手方向に連続的に搬送させながら前記ガス
   ゲートで連結された複数の成膜室を通過させることによ
   り前記帯状基板上に機能性堆積膜を連続的に形成する製
   造装置であって、 前記分離通路の高さが、前記帯状基板の搬送方向に関し
   ては一定であり、該帯状基板の幅方向に関しては、分離
   通路中央近辺が分離通路側壁近辺よりも低く形成されて
   いることを特徴とする機能性堆積膜の連続的製造装置。