JP3049203B2 - Semiconductor thin film forming equipment - Google Patents
Semiconductor thin film forming equipmentInfo
- Publication number
- JP3049203B2 JP3049203B2 JP8025041A JP2504196A JP3049203B2 JP 3049203 B2 JP3049203 B2 JP 3049203B2 JP 8025041 A JP8025041 A JP 8025041A JP 2504196 A JP2504196 A JP 2504196A JP 3049203 B2 JP3049203 B2 JP 3049203B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- film forming
- chamber
- substrate
- type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池の発電層
などに用いられる積層構造を有する半導体薄膜を形成す
る装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for forming a semiconductor thin film having a laminated structure used for a power generation layer of a solar cell or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】太陽電池の発電層として用いられる非晶
質半導体薄膜は、ＲＦプラズマ非晶質半導体薄膜形成装
置を用いて、ｐ型、ｉ型、及びｎ型の各半導体薄膜をこ
の順序に積層することにより形成される。このような太
陽電池等に用いられる非晶質半導体薄膜の形成におい
て、１つの反応室でｐ半導体層、ｉ型半導体層、及びｎ
型半導体層を順次形成すると、不純物を含まないｉ型半
導体層に、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層に含まれる不
純物が混入し、これによって太陽電池の特性や素子の歩
留りが低下する等の問題を生じた。このような問題を解
決する方法として、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層、及び
ｎ型半導体層を、この順序に配置されたそれぞれ別の反
応室で形成し、大気にさらすことなく各半導体薄膜を連
続して形成する連続分離形成方式が提案され、非晶質半
導体薄膜を用いた太陽電池の量産化に適する方法として
採用されている。2. Description of the Related Art As an amorphous semiconductor thin film used as a power generation layer of a solar cell, p-type, i-type and n-type semiconductor thin films are formed in this order using an RF plasma amorphous semiconductor thin film forming apparatus. It is formed by stacking. In forming an amorphous semiconductor thin film used for such a solar cell or the like, a p-type semiconductor layer, an i-type semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer are formed in one reaction chamber.
When the p-type semiconductor layers are sequentially formed, the impurities contained in the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer are mixed into the i-type semiconductor layer containing no impurities, thereby lowering the characteristics of the solar cell and the yield of the element. I had a problem. As a method for solving such a problem, a p-type semiconductor layer, an i-type semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer are formed in separate reaction chambers arranged in this order, and each semiconductor thin film is not exposed to the atmosphere. Has been proposed, which is adopted as a method suitable for mass production of solar cells using an amorphous semiconductor thin film.
【０００３】図２は、このような従来の連続分離形成方
式の半導体薄膜形成装置を示す模式的断面図である。図
２を参照して、この半導体薄膜形成装置は、仕込み室
１、ｐ型薄膜形成室２、ｉ型薄膜形成室３、ｎ型薄膜形
成室４、及び取り出し室５を連続して配置することによ
り構成されている。透明導電性膜が表面に形成されたガ
ラスからなる基板１８は、順次ｐ型薄膜形成室２、ｉ型
薄膜形成室３、ｎ型薄膜形成室４に搬送され、各薄膜形
成室で、所定の半導体薄膜が基板１８上に形成される。
基板１８は、トレイなどの上に載せて搬送される。FIG. 2 is a schematic sectional view showing such a conventional continuous-separation-formation-type semiconductor thin film forming apparatus. Referring to FIG. 2, in this semiconductor thin film forming apparatus, a charging chamber 1, a p-type thin film forming chamber 2, an i-type thin film forming chamber 3, an n-type thin film forming chamber 4, and a take-out chamber 5 are sequentially arranged. It consists of. The substrate 18 made of glass having a transparent conductive film formed on its surface is sequentially transported to the p-type thin film forming chamber 2, the i-type thin film forming chamber 3, and the n-type thin film forming chamber 4, where each of the thin film forming chambers has a predetermined thickness. A semiconductor thin film is formed on the substrate 18.
The substrate 18 is carried on a tray or the like.
【０００４】ｐ型薄膜形成室２には、高周波電源１５に
接続された電極６が基板と対向するように設けられてお
り、電極６と基板との間でプラズマが発生し、プラズマ
ＣＶＤ法により基板上にｐ型半導体薄膜が形成される。
ｐ型薄膜形成室２の周りには、基板を加熱するためのヒ
ーター９及び１０が設けられている。An electrode 6 connected to a high-frequency power supply 15 is provided in the p-type thin film forming chamber 2 so as to face the substrate, and a plasma is generated between the electrode 6 and the substrate. A p-type semiconductor thin film is formed on a substrate.
Around the p-type thin film forming chamber 2, heaters 9 and 10 for heating the substrate are provided.
【０００５】ｉ型薄膜形成室３には、高周波電源１６に
接続された電極７が基板と対向するように設けられてお
り、電極７と基板との間でプラズマが発生し、プラズマ
ＣＶＤ法により基板上にｉ型半導体薄膜が形成される。
ｉ型薄膜形成室３の周りには、基板を加熱するためのヒ
ーター１１及び１２が設けられている。An electrode 7 connected to a high-frequency power supply 16 is provided in the i-type thin film forming chamber 3 so as to face the substrate, and a plasma is generated between the electrode 7 and the substrate. An i-type semiconductor thin film is formed on a substrate.
Around the i-type thin film forming chamber 3, heaters 11 and 12 for heating the substrate are provided.
【０００６】ｎ型薄膜形成室４には、高周波電源１７に
接続された電極８が基板と対向するように設けられてお
り、電極８と基板との間でプラズマが発生し、プラズマ
ＣＶＤ法により基板上にｎ型半導体薄膜が形成される。
ｎ型薄膜形成室４の周りには、基板を加熱するためのヒ
ーター１３及び１４が設けられている。An electrode 8 connected to a high-frequency power supply 17 is provided in the n-type thin film forming chamber 4 so as to face the substrate. Plasma is generated between the electrode 8 and the substrate, and the plasma is generated by a plasma CVD method. An n-type semiconductor thin film is formed on a substrate.
Around the n-type thin film forming chamber 4, heaters 13 and 14 for heating the substrate are provided.
【０００７】各薄膜形成室は、シャッターによって仕切
ることができるように形成されており、他の薄膜形成室
からの不純物ガスが混入しないように遮蔽することがで
きる。Each thin film forming chamber is formed so as to be partitioned by a shutter, and can be shielded so that impurity gas from another thin film forming chamber is not mixed.
【０００８】アモルファス太陽電池におけるｐｉｎ接合
の半導体薄膜のそれぞれの厚みは、例えば、ｐ層が５０
〜２００Å程度、ｉ層が２０００〜６０００Å程度、ｎ
層が５０〜３００Å程度であり、一般に発電層であるｉ
層がｐ層及びｎ層の厚みよりも厚くなるように形成され
る。従って、上述のような連続分離形成装置において
は、ｉ層を形成するｉ型薄膜形成室３の長さを長くする
ことにより、ｉ層の形成時間を長くし、ｉ層の膜厚を厚
く形成している。The thickness of each of the pin junction semiconductor thin films in an amorphous solar cell is, for example, 50 p-layers.
About 200 °, i-layer about 2000 to 6000 °, n
Layer is about 50 to 300 °, and i is generally a power generation layer.
The layer is formed so as to be thicker than the p-layer and the n-layer. Therefore, in the continuous separation forming apparatus as described above, by increasing the length of the i-type thin film forming chamber 3 for forming the i-layer, the time for forming the i-layer is increased and the thickness of the i-layer is increased. doing.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の連
続分離形成装置において、薄膜層の膜厚等を変化させる
場合には、各薄膜形成室における薄膜形成速度を調整し
たり、あるいは各薄膜形成室における基板の移動速度、
すなわち搬送速度を調節することにより、ある程度の対
応が可能である。しかしながら、薄膜形成速度の調整
は、形成される薄膜の膜特性に影響を与えるものである
ので限界があり、また基板の搬送速度による調整も、搬
送機構上の制限があった。従って、従来は、通常、薄膜
形成時間の最も長いｉ型薄膜形成室の搬送距離、すなわ
ち長さを変えることにより対応しなければならなかっ
た。In the conventional continuous separation and formation apparatus described above, when changing the thickness of the thin film layer, the film forming speed in each thin film forming chamber is adjusted, or each thin film is formed. The moving speed of the substrate in the forming chamber,
That is, some adjustments can be made by adjusting the transport speed. However, the adjustment of the thin film formation speed has a limit because it affects the film characteristics of the thin film to be formed, and the adjustment by the transfer speed of the substrate also has a limitation on the transfer mechanism. Therefore, conventionally, it has been necessary to cope with the problem by changing the transport distance, i.e., the length of the i-type thin film forming chamber, which usually has the longest thin film forming time.
【００１０】従って、従来は、半導体薄膜の膜厚等の設
計変更により、異なる薄膜形成装置を用いなければなら
ないという問題があった。また、ｉ型薄膜形成室の長さ
が長くなることにより、薄膜形成装置の設置スペースと
して大きなスペースが必要となるという問題もあった。Therefore, conventionally, there has been a problem that a different thin film forming apparatus must be used due to a design change such as a thickness of a semiconductor thin film. In addition, there is also a problem that an increase in the length of the i-type thin film forming chamber requires a large space as an installation space for the thin film forming apparatus.
【００１１】本発明の目的は、上述の従来の問題点を解
消し、複数の半導体薄膜を連続して積層する半導体薄膜
の形成装置において、各薄膜形成工程における薄膜形成
時間などの種々の薄膜形成条件の変更に簡単に対応させ
ることができ、かつ設置スペースを従来に比べ節約する
ことができる半導体薄膜形成装置を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor thin film forming apparatus for continuously stacking a plurality of semiconductor thin films, which solves the above-mentioned conventional problems. It is an object of the present invention to provide a semiconductor thin film forming apparatus which can easily cope with a change in conditions and can save installation space as compared with the related art.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体薄膜形成
装置は、半導体薄膜を形成する複数の薄膜形成室を備
え、各薄膜形成室において順次半導体薄膜を基板上に積
層し、ｐ型、ｉ型、及びｎ型の半導体薄膜を積層した構
造の半導体薄膜を形成するための装置であり、少なくと
も前記ｉ型半導体薄膜が、基板をループ状に周回させな
がら半導体薄膜を形成するループ状薄膜形成室で形成さ
れ、相隣り合う薄膜形成室とループ状薄膜形成室との間
には、前記基板を搬送するための搬送室が設けられてお
り、該搬送室には複数の基板がストックされることを特
徴としている。The semiconductor thin film forming apparatus of the present invention includes a plurality of thin film forming chambers for forming a semiconductor thin film, and in each thin film forming chamber, a semiconductor thin film is sequentially stacked on a substrate, and a p-type, i-type thin film is formed. type, and an apparatus for forming a n-type structure <br/> forming a semiconductor thin film of the semiconductor thin film are laminated in less when
Even the i-type semiconductor thin film, is formed in a loop shape thin film forming chamber for forming a semiconductor thin film while around the substrate in a loop
Between the adjacent thin film forming chamber and the loop thin film forming chamber.
Is provided with a transfer chamber for transferring the substrate.
In this case, a plurality of substrates are stored in the transfer chamber .
【００１３】ループ状薄膜形成室においては、基板をル
ープ状に周回させながら半導体薄膜を形成するので、半
導体薄膜の設定膜厚等に応じて、ループ状薄膜形成室内
での基板の搬送距離を調整することができる。すなわ
ち、例えば、基板を周回させる回数を調整することによ
り、ループ状薄膜形成室内での基板の搬送距離を調整
し、形成する半導体薄膜の膜厚を制御することができ
る。またループの途中に、次の工程に基板を搬送するた
めの排出口を設けることなどにより、ループ状薄膜形成
室内での基板の搬送距離を１周の距離よりも短くするよ
うに調整することもできる。また、ループ状薄膜形成室
内での基板の搬送速度を調整することによっても、半導
体薄膜の膜厚を調整することができる。In the loop-shaped thin film forming chamber, the semiconductor thin film is formed while rotating the substrate in a loop, so that the transfer distance of the substrate in the loop thin film forming chamber is adjusted according to the set thickness of the semiconductor thin film. can do. That is, for example, by adjusting the number of times the substrate is rotated, the transfer distance of the substrate in the loop-shaped thin film formation chamber can be adjusted, and the thickness of the semiconductor thin film to be formed can be controlled. Also, by providing a discharge port for transporting the substrate in the next step in the loop, the transport distance of the substrate in the loop-shaped thin film formation chamber may be adjusted to be shorter than the distance of one round. it can. Also, the thickness of the semiconductor thin film can be adjusted by adjusting the transfer speed of the substrate in the loop-shaped thin film forming chamber.
【００１４】また、本発明においては、上述のように、
相隣り合う薄膜形成室とループ状薄膜形成室との間に、
基板を搬送するための搬送室が設けられる。 このような
搬送室では、次工程の準備のため、基板を加熱または冷
却してもよい。例えば、ｐｉｎ接合の半導体薄膜を形成
する場合において、ｐ層は１００℃程度の基板温度が好
ましく、ｉ層及びｎ層は２００℃程度の基板温度が好ま
しいことが知られている。従って、ｉ層をループ状薄膜
形成室で形成する場合、ｐ層を形成する薄膜形成室から
送られてくる基板を、上述の搬送室内において予め加熱
し、ｉ層及びｎ層形成工程の準備のため、基板温度を上
昇させておくことができる。In the present invention, as described above,
Between the adjacent thin film forming chamber and the loop-shaped thin film forming chamber,
A transfer chamber for transferring the substrate is provided . The transfer chamber, such as this, in preparation for the next step may be heated or cooled substrate. For example, when forming a semiconductor thin film of a pin junction, it is known that the substrate temperature of the p layer is preferably about 100 ° C., and the substrate temperature of the i layer and the n layer is preferably about 200 ° C. Therefore, when the i-layer is formed in the loop-shaped thin-film forming chamber, the substrate sent from the thin-film forming chamber for forming the p-layer is pre-heated in the above-described transfer chamber to prepare for the i-layer and n-layer forming step. Therefore, the substrate temperature can be raised.
【００１５】本発明では、本発明の形成装置により形成
される積層構造の半導体薄膜が、ｐ型、ｉ型、及びｎ型
の半導体薄膜の積層した構造を有しており、少なくとも
ｉ型半導体薄膜はループ状薄膜形成室で形成される。す
なわち、上述のようにｉ層は最も膜厚の厚い層であるた
め、このようなｉ型半導体膜をループ状薄膜形成室で形
成し、種々の設定膜厚に対応させることができる。[0015] In this onset bright, the semiconductor thin film of a laminated structure formed by forming apparatus of the present invention, p-type, i-type, and has a laminated structure of an n-type semiconductor thin film, at least i-type The semiconductor thin film is formed in a loop-shaped thin film forming chamber. In other words, since the i-layer is the thickest layer as described above, such an i-type semiconductor film can be formed in a loop-shaped thin film forming chamber to correspond to various set film thicknesses.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】図１は、本発明に従う一実施形態
の半導体薄膜形成装置を示す模式的断面図である。図１
を参照して、仕込み室２１には、複数の基板４０が設置
されており、仕込み室２１に隣接して、ｐ型薄膜形成室
２２が設けられている。ｐ型薄膜形成室２２の次には、
搬送室２３が設けられている。搬送室２３はループ状薄
膜形成室２４に到達するように設けられている。本実施
形態においては、基板４０の基板面を上下方向に対し平
行になるように、すなわち基板４０を立てた状態で搬送
している。従って、搬送室２３は横方向に延び、ループ
状薄膜形成室２４も横方向に設けられている。しかしな
がら、設置スペースの低減のため、ループ状薄膜形成室
２４を下方向に設けるように薄膜形成装置を設計しても
よい。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a semiconductor thin film forming apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG.
Referring to, a plurality of substrates 40 are installed in the preparation chamber 21, and a p-type thin film formation chamber 22 is provided adjacent to the preparation chamber 21. Next to the p-type thin film forming chamber 22,
A transfer chamber 23 is provided. The transfer chamber 23 is provided so as to reach the loop-shaped thin film forming chamber 24. In the present embodiment, the substrate 40 is transported so that the substrate surface is parallel to the vertical direction, that is, in a state where the substrate 40 is upright. Therefore, the transfer chamber 2 3 extends laterally, is also looped thin film forming chamber 24 provided in the lateral direction. However, in order to reduce the installation space, the thin film forming apparatus may be designed so that the loop-shaped thin film forming chamber 24 is provided downward.
【００１７】ループ状薄膜形成室２４から基板を排出す
る箇所には、搬送室２５が設けられており、この搬送室
２５に隣接してｎ型薄膜形成室２６が設けられている。
ｎ型薄膜形成室２６の次には、薄膜を形成した基板をス
トックしておくための取り出し室２７が設けられてい
る。A transfer chamber 25 is provided at a position where the substrate is discharged from the loop-shaped thin film formation chamber 24, and an n-type thin film formation chamber 26 is provided adjacent to the transfer chamber 25.
Next to the n-type thin film forming chamber 26, there is provided a take-out chamber 27 for stocking the substrate on which the thin film is formed.
【００１８】仕込み室２１とｐ型薄膜形成室２２の間に
はシャッターが設けられており、基板４０をｐ型薄膜形
成室２２に送り出した後、シャッターが閉じられ、ｐ型
薄膜形成室２２内が密閉される。A shutter is provided between the charging chamber 21 and the p-type thin film forming chamber 22. After the substrate 40 is sent out to the p-type thin film forming chamber 22, the shutter is closed and the inside of the p-type thin film forming chamber 22 is closed. Is sealed.
【００１９】ｐ型薄膜形成室２２には、図示しない反応
ガス導入管が接続され、この反応ガス導入管から薄膜形
成のための原料ガスがｐ型薄膜形成室２２内に供給され
る。またｐ型薄膜形成室２２からは、図示しない反応ガ
ス排出管により反応ガスが排出される。Ｂドープのアモ
ルファスシリコン薄膜を形成する場合には、例えば、Ｓ
ｉＨ4 とＢ2 Ｈ6 の混合ガスなどがｐ型薄膜形成室２２
内に供給される。A reaction gas introduction pipe (not shown) is connected to the p-type thin film formation chamber 22, and a raw material gas for forming a thin film is supplied into the p-type thin film formation chamber 22 from the reaction gas introduction pipe. A reaction gas is discharged from the p-type thin film formation chamber 22 through a reaction gas discharge pipe (not shown). When forming a B-doped amorphous silicon thin film, for example, S
A mixed gas of iH 4 and B 2 H 6 is applied to the p-type thin film forming chamber 22.
Supplied within.
【００２０】ｐ型薄膜形成室２２内には、高周波電源３
４に接続された電極３１が、基板と対向する位置に設け
られている。基板４０が透明導電性膜を表面に形成した
基板である場合には、透明導電性膜が接地電極となるよ
うに電気的に接続されている。この透明導電性膜と電極
３１の間でプラズマが発生し、このプラズマにより分解
した薄膜成分が基板上に堆積される。A high frequency power supply 3 is
An electrode 31 connected to 4 is provided at a position facing the substrate. When the substrate 40 is a substrate having a transparent conductive film formed on the surface, the transparent conductive film is electrically connected to be a ground electrode. Plasma is generated between the transparent conductive film and the electrode 31, and a thin film component decomposed by the plasma is deposited on the substrate.
【００２１】ｐ型薄膜形成室２２の周りには、基板を加
熱するためのヒーター５１及び５２が設けられている。
ｐ型薄膜形成室２２内でｐ型半導体薄膜が形成された基
板は、次に搬送室２３に送られる。搬送室２３には複数
の基板がストックされており、順次ｐ型薄膜形成室２２
から送り出された基板を、次工程のループ状薄膜形成室
２４に搬送する。Around the p-type thin film forming chamber 22, heaters 51 and 52 for heating the substrate are provided.
The substrate on which the p-type semiconductor thin film has been formed in the p-type thin film forming chamber 22 is then sent to the transfer chamber 23. A plurality of substrates are stocked in the transfer chamber 23, and the p-type thin film formation chamber 22
Is transported to the loop-shaped thin film forming chamber 24 in the next step.
【００２２】形成層装置内における基板の搬送は、トレ
イ上に基板を固定した状態で搬送させてもよいし、クリ
ップホルダーなどで保持した状態で搬送させてもよい。
搬送室２３の周りには、基板を加熱するためのヒーター
５３，５４，５５が設けられている。In the formation layer apparatus, the substrate may be transferred while the substrate is fixed on a tray, or may be transferred while being held by a clip holder or the like.
Around the transfer chamber 23, heaters 53, 54, 55 for heating the substrate are provided.
【００２３】ｐ型薄膜形成室２２と搬送室２３の間には
シャッターが設けられており、ｐ型薄膜形成室２２から
基板が送り出された後に閉じられ、搬送室２３内が密閉
される。また、搬送室２３とループ状薄膜形成室２４の
間にもシャッターが設けられており、搬送室２３からル
ープ状薄膜形成室２４に基板が送り出された後、シャッ
ターが閉じられ密閉される。A shutter is provided between the p-type thin film forming chamber 22 and the transfer chamber 23. The shutter is closed after the substrate is sent out from the p-type thin film formation chamber 22, and the inside of the transfer chamber 23 is sealed. A shutter is also provided between the transfer chamber 23 and the loop-shaped thin film forming chamber 24. After the substrate is sent from the transfer chamber 23 to the loop-shaped thin film forming chamber 24, the shutter is closed and hermetically closed.
【００２４】ループ状薄膜形成室２４に供給された基板
は、ループ状薄膜形成室２４のループに沿って搬送され
る。ループ状薄膜形成室２４内には、搬送される基板と
対向するようにループ状薄膜形成室２４の内壁面に沿っ
て高周波電源３５に接続された電極３２が設けられてい
る。この電極３２は、搬送室２３からの投入口近傍か
ら、基板を搬出する排出口の近傍まで設けられている。The substrate supplied to the loop-shaped thin film formation chamber 24 is transported along the loop of the loop-shaped thin film formation chamber 24. In the loop-shaped thin film formation chamber 24, an electrode 32 connected to a high frequency power supply 35 is provided along the inner wall surface of the loop-shaped thin film formation chamber 24 so as to face the substrate to be transferred. The electrode 32 is provided from the vicinity of the inlet from the transfer chamber 23 to the vicinity of the outlet for unloading the substrate.
【００２５】また、ループ状薄膜形成室２４の周りに
は、基板を加熱するためのヒーター５６及び５７が設け
られている。ループ状薄膜形成室２４には、図示しない
反応ガス導入管が接続されており、例えば、ｉ型アモル
ファスシリコン層を形成する場合には、ＳｉＨ4 ガスが
導入される。また、ループ状薄膜形成室２４内のガス
は、図示しないガス排出管により外部に排出される。Around the loop-shaped thin film forming chamber 24, heaters 56 and 57 for heating the substrate are provided. A reaction gas introduction pipe (not shown) is connected to the loop-shaped thin film formation chamber 24. For example, when an i-type amorphous silicon layer is formed, a SiH 4 gas is introduced. The gas in the loop-shaped thin film forming chamber 24 is discharged to the outside by a gas discharge pipe (not shown).
【００２６】高周波電力が印加された電極３２と基板と
の間でプラズマが発生し、このプラズマにより反応ガス
が分解され、薄膜成分が基板上に堆積される。このよう
な薄膜形成は、基板がループ状薄膜形成室２４内を周回
する間行われる。従って、ループ状薄膜形成室２４内を
基板が周回する回数に応じて、薄膜の厚みを厚く形成す
ることができる。このようなループ状薄膜形成室２４内
おける基板の周回数は、薄膜の設定厚み等に応じて適宜
設定することができるものであるが、必ずしも複数回周
回する必要はなく、１回の周回数でもよい。すなわち、
参照番号４０ａで示す位置から参照番号４０ｂで示す位
置に移動させるだけでもよい。Plasma is generated between the electrode 32 to which the high-frequency power is applied and the substrate, the plasma decomposes the reaction gas, and the thin film component is deposited on the substrate. Such thin film formation is performed while the substrate circulates in the loop-shaped thin film formation chamber 24. Therefore, the thickness of the thin film can be increased in accordance with the number of times the substrate circulates in the loop-shaped thin film forming chamber 24. The number of turns of the substrate in such a loop-shaped thin film forming chamber 24 can be appropriately set in accordance with the set thickness of the thin film, but it is not always necessary to make a plurality of turns. May be. That is,
It may be simply moved from the position indicated by the reference numeral 40a to the position indicated by the reference numeral 40b.
【００２７】ループ状薄膜形成室２４で薄膜を形成させ
た基板は、参照番号４０ｂで示す位置で、搬送室２５に
送り出される。ループ状薄膜形成室２４と搬送室２５の
間にはシャッターが設けられており、基板が搬送室２５
に送り出された後、シャッターが閉じられ密閉される。
搬送室２５内には複数の基板がストックされており、順
次ループ状薄膜形成室２４から送り出された基板を、次
工程のｎ型薄膜形成室２６に搬出している。搬送室２５
の周りには、基板を加熱するためのヒーター５８，５
９，６０が設けられている。The substrate on which the thin film is formed in the loop-shaped thin film forming chamber 24 is sent out to the transfer chamber 25 at a position indicated by reference numeral 40b. A shutter is provided between the loop-shaped thin film forming chamber 24 and the transfer chamber 25, and the substrate is moved between the transfer chamber 25 and the transfer chamber 25.
After being sent out, the shutter is closed and hermetically closed.
A plurality of substrates are stocked in the transfer chamber 25, and the substrates sequentially sent from the loop-shaped thin film forming chamber 24 are carried out to the n-type thin film forming chamber 26 in the next step. Transfer chamber 25
Are provided around the heaters 58 and 5 for heating the substrate.
9, 60 are provided.
【００２８】搬送室２５とｎ型薄膜形成室２６の間には
シャッターが設けられており、搬送室２５から、ｎ型薄
膜形成室２６に基板が送り出された後、シャッターが閉
じられ密閉される。A shutter is provided between the transfer chamber 25 and the n-type thin film formation chamber 26. After the substrate is sent from the transfer chamber 25 to the n-type thin film formation chamber 26, the shutter is closed and hermetically closed. .
【００２９】ｎ型薄膜形成室２６内には、基板と対向す
る位置に、高周波電源３６に接続された電極３３が設け
られている。ｎ型薄膜形成室２６には、図示しない反応
ガス供給管が設けられており、この反応ガス供給管によ
りｎ型薄膜形成室２６内に反応ガスが供給される。例え
ば、ｎ型アモルファスシリコン層を形成する場合には、
ＳｉＨ4 及びＰＨ3 の混合ガスなどが供給される。ｎ型
薄膜形成室２６には、室内のガスを排出するためのガス
排出管が設けられている。ｎ型薄膜形成室２６の周りに
は基板を加熱するためのヒーター６１及び６２が設けら
れている。An electrode 33 connected to a high-frequency power supply 36 is provided in the n-type thin film forming chamber 26 at a position facing the substrate. A reaction gas supply pipe (not shown) is provided in the n-type thin film formation chamber 26, and a reaction gas is supplied into the n-type thin film formation chamber 26 through the reaction gas supply pipe. For example, when forming an n-type amorphous silicon layer,
A mixed gas of SiH 4 and PH 3 is supplied. The n-type thin film forming chamber 26 is provided with a gas exhaust pipe for exhausting gas in the chamber. Around the n-type thin film forming chamber 26, heaters 61 and 62 for heating the substrate are provided.
【００３０】高周波電力が印加された電極３３と基板と
の間でプラズマが発生し、このプラズマにより分解され
た反応ガスの薄膜成分が基板上に堆積される。ｎ型薄膜
形成室２６でｎ型半導体薄膜が形成された基板は、次に
取り出し室２７に送られる。ｎ型薄膜形成室２６と取り
出し室２７の間にはシャッターが設けられており、基板
がｎ型薄膜形成室２６から取り出し室２７に排出された
後、シャッターが閉じられ密閉される。取り出し室２７
では、薄膜形成後の基板が所定枚数になった時点でこれ
らの基板が取り出される。Plasma is generated between the electrode 33 to which the high-frequency power is applied and the substrate, and a thin film component of the reaction gas decomposed by the plasma is deposited on the substrate. The substrate on which the n-type semiconductor thin film has been formed in the n-type thin film forming chamber 26 is then sent to a take-out chamber 27. A shutter is provided between the n-type thin film formation chamber 26 and the take-out chamber 27. After the substrate is discharged from the n-type thin film formation chamber 26 to the take-out chamber 27, the shutter is closed and hermetically closed. Extraction room 27
Then, when a predetermined number of substrates have been formed after forming the thin film, these substrates are taken out.
【００３１】以上のように、本実施形態の半導体薄膜形
成装置によれば、ループ状薄膜形成室２４において、ｉ
型半導体薄膜を形成することができ、その膜厚は、基板
がループ状薄膜形成室２４内を周回する回数を変化させ
ることにより制御することができる。従って、従来の薄
膜形成装置のように、薄膜形成室の長さを変える必要が
なくなり、１つの薄膜形成装置で、種々の設定膜厚に対
応させることができる。As described above, according to the semiconductor thin film forming apparatus of the present embodiment, in the loop thin film forming chamber 24, i
A type semiconductor thin film can be formed, and its thickness can be controlled by changing the number of times the substrate circulates in the loop-shaped thin film forming chamber 24. Therefore, unlike the conventional thin film forming apparatus, it is not necessary to change the length of the thin film forming chamber, and one thin film forming apparatus can correspond to various set film thicknesses.
【００３２】[0032]
【実施例】基板として、ＩＴＯからなる透明電極膜を表
面に形成したガラス基板を用い、図１に示す本発明に従
う半導体薄膜形成装置を用いて、この基板上にｐ層、ｉ
層、ｎ層の順で、ＲＦグロー放電プラズマＣＶＤ法によ
り半導体薄膜を形成した。基板のサイズとしては、３０
０ｍｍ×４００ｍｍのサイズのものを用いた。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a substrate, a glass substrate having a transparent electrode film made of ITO formed on the surface thereof was used. A semiconductor thin film forming apparatus according to the present invention shown in FIG.
A semiconductor thin film was formed by an RF glow discharge plasma CVD method in the order of the layer and the n-layer. The size of the substrate is 30
One having a size of 0 mm × 400 mm was used.
【００３３】ｐ型薄膜形成室２２内における基板温度を
１００℃、ループ状薄膜形成室２４及びｎ型薄膜形成室
２６内における基板温度を２００℃になるように設定し
た。また搬送室２３においては、前工程のｐ型薄膜形成
室２２内における基板温度が１００℃であり、次工程の
ループ状薄膜形成室２４内の基板温度が２００℃である
ので、基板を加熱し、基板温度を予め上昇させておくよ
うに設定した。The substrate temperature in the p-type thin film forming chamber 22 was set to 100 ° C., and the substrate temperature in the loop thin film forming chamber 24 and the n-type thin film forming chamber 26 was set to 200 ° C. In the transfer chamber 23, since the substrate temperature in the p-type thin film formation chamber 22 in the previous step is 100 ° C. and the substrate temperature in the loop-shaped thin film formation chamber 24 in the next step is 200 ° C., the substrate is heated. The substrate temperature was set to be raised in advance.
【００３４】ｐ型薄膜形成室２２におけるｐ層形成時間
は３分とし、ｐ層の設定膜厚は１００Åとした。また、
ループ状薄膜形成室２４におけるｉ層の形成時間は６０
分とし、ｉ層の設定膜厚は３０００Åとした。また、ｎ
型薄膜形成室２６内におけるｎ層の形成時間は３分と
し、ｎ層の設定膜厚は１００Åとした。The p-layer formation time in the p-type thin film formation chamber 22 was 3 minutes, and the set thickness of the p-layer was 100 °. Also,
The formation time of the i-layer in the loop-shaped thin film forming chamber 24 is 60
And the set thickness of the i-layer was 3000 °. Also, n
The formation time of the n-layer in the mold thin film formation chamber 26 was 3 minutes, and the set thickness of the n-layer was 100 °.
【００３５】ループ状薄膜形成室２４内の基板が移動す
る一周の距離は、約４ｍである。本実施例では、ループ
状薄膜形成室２４内を４周させて薄膜を形成した後、搬
送室２５に搬出させるようにした。従って、約１６ｍの
距離、ループ状薄膜形成室２４内を基板が移動すること
になる。ループ状薄膜形成室２４への基板の供給方法と
しては、例えば、基板を参照番号４０ａで示す位置に、
基板の移動とともに順次設置していく方法を挙げること
ができる。当然のことながら、基板の供給方法はこのよ
うな方法に限定されるものではなく、ループ状薄膜形成
室２４内に設置できる基板の数と、ｉ層を形成するのに
必要な周回数とを考慮し適宜種々の基板供給方法を採用
することができる。The distance of one rotation of the substrate in the loop-shaped thin film forming chamber 24 is about 4 m. In this embodiment, the thin film is formed by making four rounds inside the loop-shaped thin film forming chamber 24 and then carried out to the transfer chamber 25. Therefore, the substrate moves within the loop-shaped thin film forming chamber 24 by a distance of about 16 m. As a method of supplying the substrate to the loop-shaped thin film formation chamber 24, for example, the substrate is placed at a position indicated by reference numeral 40a.
A method in which the substrates are sequentially installed as the substrate is moved can be given. Needless to say, the method of supplying the substrate is not limited to such a method, and the number of substrates that can be installed in the loop-shaped thin film forming chamber 24 and the number of turns required to form the i-layer are determined. In consideration of the above, various substrate supply methods can be appropriately employed.
【００３６】比較として、図２に示すような従来の薄膜
形成装置を用いた。ｉ型薄膜形成室３の長さは１６ｍと
した。ｐ層、ｉ層、及びｎ層の形成時間及び設定膜厚は
上記実施例と同様とした。For comparison, a conventional thin film forming apparatus as shown in FIG. 2 was used. The length of the i-type thin film forming chamber 3 was 16 m. The formation time and the set film thickness of the p-layer, the i-layer, and the n-layer were the same as those in the above embodiment.
【００３７】以上のようにして得られた、図１の装置を
用いて製造した実施例の半導体薄膜と、図２の装置を用
いて製造した比較例の半導体薄膜とを用いて、それぞれ
太陽電池を作製した。太陽電池は、レーザーパターニン
グ法により半導体薄膜の積層膜を短冊状の多数の素子に
分割し、隣接セル間で直列に接続し、集積型構造の太陽
電池とした。セル特性としては、実施例も比較例も同等
の特性を得ることができた。Using the semiconductor thin film of the embodiment manufactured using the apparatus of FIG. 1 and the semiconductor thin film of the comparative example manufactured using the apparatus of FIG. Was prepared. In the solar cell, a laminated film of a semiconductor thin film was divided into a number of strip-shaped elements by a laser patterning method, and connected in series between adjacent cells to obtain an integrated solar cell. As the cell characteristics, the same characteristics were obtained in both the example and the comparative example.
【００３８】上記実施形態では、ＲＦプラズマ形成法に
より薄膜を形成する装置を示したが、本発明の薄膜形成
装置は、ＥＣＲプラズマ形成法により形成する装置にも
適用することができるものである。In the above embodiment, the apparatus for forming a thin film by the RF plasma forming method has been described. However, the thin film forming apparatus of the present invention can be applied to an apparatus for forming a thin film by the ECR plasma forming method.
【００３９】また、本発明の薄膜形成装置は、例えば、
タンデム型の太陽電池を製造する薄膜形成装置にも適用
することができるものである。例えば、図１に示すよう
なｐ型薄膜形成室２２、搬送室２３、ループ状薄膜形成
室２４、搬送室２５、及びｎ型薄膜形成室２６からなる
ユニットを複数ユニット接続することにより、タンデム
型太陽電池を製造するための薄膜形成装置とすることが
できる。Further, the thin film forming apparatus of the present invention
The present invention can also be applied to a thin film forming apparatus for manufacturing a tandem solar cell. For example, by connecting a plurality of units including a p-type thin film forming chamber 22, a transfer chamber 23, a loop-shaped thin film forming chamber 24, a transfer chamber 25, and an n-type thin film forming chamber 26 as shown in FIG. A thin film forming apparatus for manufacturing a solar cell can be provided.
【００４０】タンデム型の太陽電池では、例えば、光入
射側のセルのｉ層の膜厚は８００〜１０００Åで、光透
過側のセルのｉ層のセルはアモルファスシリコンを用い
た場合３０００〜５０００Åであり、ｉ層の膜厚が異な
るが、本発明の薄膜形成装置を用いれば、異なるｉ層の
膜厚であっても、ｉ層形成用の反応室の長さを変える必
要はなく、同じループ状薄膜形成室を用いて異なる膜厚
のｉ層を形成することができる。In a tandem solar cell, for example, the thickness of the i-layer of the cell on the light incident side is 800 to 1000 °, and the thickness of the i-layer of the cell on the light transmitting side is 3000 to 5000 ° when amorphous silicon is used. Although the thickness of the i-layer is different, the use of the thin film forming apparatus of the present invention does not require changing the length of the reaction chamber for forming the i-layer even if the thickness of the i-layer is different. The i-layers having different thicknesses can be formed by using the thin film forming chamber.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
に従う薄膜形成装置は、ループ状薄膜形成室を備えるこ
とにより、種々の設定膜厚の半導体薄膜の製造に対応さ
せることができる。As is evident from the above, the thin film forming apparatus according to the present invention can cope with the production of semiconductor thin films having various set film thicknesses by providing a loop-shaped thin film forming chamber.
【００４２】また、ループ状薄膜形成室内で基板をルー
プ状に周回させながら半導体薄膜を形成するので、従来
の直線状に基板を搬送させる薄膜形成装置に比べ、装置
全体の長さを短くすることができ、設置スペースを小さ
くすることができる。Further, since the semiconductor thin film is formed while the substrate is circulated in a loop in the loop-shaped thin film forming chamber, the overall length of the apparatus can be reduced as compared with a conventional thin film forming apparatus which transports a substrate in a straight line. And installation space can be reduced.
【図１】本発明に従う一実施形態の半導体薄膜形成装置
を示す模式的断面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a semiconductor thin film forming apparatus according to the present invention.
【図２】従来の半導体薄膜形成装置を示す模式的断面
図。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a conventional semiconductor thin film forming apparatus.
２１…仕込み室 ２２…ｐ型薄膜形成室 ２３，２５…搬送室 ２４…ループ状薄膜形成室 ２６…ｎ型薄膜形成室 ２７…取り出し室 ３１，３２，３３…高周波電極 ３４，３５，３６…高周波電源 ４０，４０ａ，４０ｂ…基板 ５１〜６１…ヒーター Reference Signs List 21 charging chamber 22 p-type thin-film forming chamber 23, 25 transfer chamber 24 loop-shaped thin-film forming chamber 26 n-type thin-film forming chamber 27 extracting chamber 31, 32, 33 high-frequency electrodes 34, 35, 36 high-frequency Power supply 40, 40a, 40b ... board 51-61 ... heater
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−201412（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−86171（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−84016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−136307（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−123025（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−70428（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 C30B 25/08 C30B 35/00 H01L 31/04 Continuation of front page (56) References JP-A-59-201412 (JP, A) JP-A-7-86171 (JP, A) JP-A-63-84016 (JP, A) JP-A-60-136307 (JP) , A) JP-A-3-123025 (JP, A) JP-A-2-70428 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 C30B 25/08 C30B 35/00 H01L 31/04
Claims (2)
を備え、各薄膜形成室において順次半導体薄膜を基板上
に積層し、ｐ型、ｉ型、及びｎ型の半導体薄膜を積層し
た構造の半導体薄膜を形成するための装置であって、少なくとも前記ｉ型半導体薄膜 が、前記基板をループ状
に周回させながら半導体薄膜を形成するループ状薄膜形
成室で形成され、 相隣り合う薄膜形成室とループ状薄膜形成室との間に
は、前記基板を搬送するための搬送室が設けられてお
り、該搬送室には複数の基板がストックされることを特
徴とする 半導体薄膜の形成装置。A thin film forming chamber for forming a semiconductor thin film is provided. In each thin film forming chamber, a semiconductor thin film is sequentially stacked on a substrate, and p-type, i-type, and n-type semiconductor thin films are stacked.
And a device for forming a semiconductor thin film structure, at least the i-type semiconductor thin film, such is orbiting the substrate in a loop but is formed in a loop shape thin film forming chamber for forming a et semiconductors films, phase Between adjacent thin film forming chambers and loop-shaped thin film forming chambers
Is provided with a transfer chamber for transferring the substrate.
The transfer chamber is stocked with a plurality of substrates.
Semiconductor thin film forming apparatus according to symptoms.
記基板の加熱または冷却が行われる請求項１に記載の半
導体薄膜の形成装置。2. The semiconductor thin film forming apparatus according to claim 1 , wherein the substrate is heated or cooled in the transfer chamber in preparation for a next step.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8025041A JP3049203B2 (en) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | Semiconductor thin film forming equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8025041A JP3049203B2 (en) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | Semiconductor thin film forming equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09219368A JPH09219368A (en) | 1997-08-19 |
| JP3049203B2 true JP3049203B2 (en) | 2000-06-05 |
Family
ID=12154838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8025041A Expired - Fee Related JP3049203B2 (en) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | Semiconductor thin film forming equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3049203B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4730678B2 (en) * | 2000-04-05 | 2011-07-20 | Ｔｄｋ株式会社 | Photovoltaic element manufacturing method |
-
1996
- 1996-02-13 JP JP8025041A patent/JP3049203B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09219368A (en) | 1997-08-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5470397A (en) | Process for making photovoltaic devices and resultant product | |
| US4543267A (en) | Method of making a non-single-crystalline semi-conductor layer on a substrate | |
| EP0661760B1 (en) | Method and apparatus for forming deposited film | |
| US4664890A (en) | Glow-discharge decomposition apparatus | |
| KR100430021B1 (en) | Deposited film forming apparatus | |
| EP0231660B1 (en) | Method for producing an electronic device having a multi-layer structure | |
| TWI508318B (en) | Photoelectric conversion device and method for manufacturing the same | |
| US6413794B1 (en) | Method of forming photovoltaic element | |
| WO2010023947A1 (en) | Photoelectric conversion device manufacturing method, photoelectric conversion device, and photoelectric conversion device manufacturing system | |
| US6470823B2 (en) | Apparatus and method for forming a deposited film by a means of plasma CVD | |
| JP3049203B2 (en) | Semiconductor thin film forming equipment | |
| JP2008263189A (en) | Method of manufacturing anti-reflection or passivation layer for solar cell, and coating device | |
| JPH08195348A (en) | Semiconductor device manufacturing equipment | |
| JP3068276B2 (en) | Manufacturing method of non-single crystal tandem solar cell and manufacturing apparatus used therefor | |
| JPH09213636A (en) | This film forming device | |
| JPH06184755A (en) | Method and device for forming deposition film | |
| JPH06177409A (en) | Manufacture of thin film solar battery | |
| JP3069682B2 (en) | How to clean the reaction chamber | |
| JPH0536613A (en) | Semiconductor surface treatment method and equipment | |
| JP2001237187A (en) | Manufacturing method of crystalline silicon semiconductor thin film | |
| JPH0645895B2 (en) | Deposited film forming equipment | |
| JPH0536619A (en) | Semiconductor surface treatment method and equipment | |
| JPH0536620A (en) | Semiconductor surface treatment method and equipment | |
| JPH0536621A (en) | Semiconductor surface treatment method and equipment | |
| JPS61110772A (en) | Multi-layer thin film forming device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |