JP6180737B2 - 基板上に層を堆積させるための装置および方法 - Google Patents
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Description
「蒸発速度」とは、ソースから直接の材料の流れを指す。「堆積の速度」により、単位時間当たりに基板上に堆積される物質の量が特徴付けられる。一方、「結合速度」、または「ゲッタ速度」とは、反応性の、または不活性な表面によって気相から抽出される材料の量を指す。
その中に物体を配置することができる、または物体が配置されている堆積チャンバと、
特に堆積チャンバ内に配置することができる、または配置される堆積させようとする材料を有する少なくとも1つのソース(「配置することができる」とは、「設けることができる」を意味すると理解することもできる)と、
それにより堆積させようとする材料の少なくとも1つの成分の少なくとも濃度を、制御された形で堆積が起こるように少なくとも1つの成分の所定量を選択的に結合させることによって、その成分の気相中で、したがって物体上、特に基板上へのその成分の堆積前に修正することができるように実施される、堆積プロセスを制御するための少なくとも1つの装置とを備える。
すべての多成分化合物、
特に、ローマ数字IからVIが相当する元素周期律表の族を指す、II−VI−、III−V−、III2VI3−、I−III−VI2−、I−III3−VI5−、I−III5−VI8−、I2−II−IV−VI4−、化合物、
特に、酸素、硫黄、セレンまたはテルルを有する化合物すべて、
特に、Cu2Se、In2Se3、GaSe、Ga2Se3、Al2Se3、CuInSe2、CuGaSe2、CuAlSe2、CuIn3Se5、Cu2S、In2S3、InS、GaS、Ga2S3、Al2S3、CuInS2、CuGaS2、CuAlS2、CuIn5Se8、SnSe、SnSe2、ZnSe、SnS、SnS2、ZnS、Cu2SnS3、CdS、CdSe、Cu2ZnSnS4、Cu2ZnSnSe4、CdTeなどの化合物。
堆積チャンバと、特に堆積チャンバ内に配置することができる、または配置される、堆積させようとする材料を有する少なくとも1つのソースと、堆積プロセスを制御するための少なくとも1つの装置とを備え、この方法は下記ステップ、
堆積チャンバ内に物体、特に基板を配置するステップと、
それにより堆積させようとする材料の少なくとも1つの成分の少なくとも濃度を、制御された形で堆積プロセスが起こるように、少なくとも1つの成分の所定量を選択的に結合させることによって、その成分の気相中で、したがって物体上、特に基板上へのその成分の堆積前に修正することができるように、少なくとも1つの制御装置によって堆積プロセスを制御するステップとを備える。
すべての多成分化合物、
特に、II−VI−、III−V−、III2VI3−、I−III−VI2−、I−III3−VI5−、I−III5−VI8−、I2−II−IV−VI4−化合物、
特に、酸素、硫黄、セレンまたはテルルを有する化合物すべて、
特に、Cu2Se、In2Se3、GaSe、Ga2Se3、Al2Se3、CuInSe2、CuGaSe2、CuAlSe2、CuIn3Se5、Cu2S、In2S3、InS、GaS、Ga2S3、Al2S3、CuInS2、CuGaS2、CuAlS2、CuIn5S8、SnSe、SnSe2、ZnSe、SnS、SnS2、ZnS、Cu2SnS3、CdS、CdSe、Cu2ZnSnS4、Cu2ZnSnSe4、CdTeなどの化合物。
本発明は、物体上、特に基板上に少なくとも2つの成分から作製される層、特に薄層を堆積させるための装置に関する。この装置は、物体をその中に配置することができる堆積チャンバと、特に堆積チャンバ内に配置することができる、または配置されている、堆積させようとする材料を有する少なくとも1つのソースと、それにより堆積させようとする材料の少なくとも1つの成分の少なくとも濃度を、制御された形で堆積が起こるように少なくとも1つの成分の所定量を選択的に結合させることによって、その成分の気相中で、したがって物体上、特に基板上へのその成分の堆積前に修正することができるように実施される、堆積プロセスを制御するための少なくとも1つの装置とを備える。一実施形態によれば、制御装置は、反応性の材料から作製されるゲッタリング要素を少なくとも1つ有し、このゲッタリング要素は堆積チャンバ内に配置され、また少なくとも1つの成分の濃度をその成分の規定量のゲッタリング要素への化学的結合によって修正することができるように実施される。一実施形態によれば、制御装置は、好ましくは不活性の材料から作製されるゲッタリング要素を少なくとも1つ有し、このゲッタリング要素は堆積チャンバ内に配置され、また少なくとも1つの成分の濃度をその成分の規定量のゲッタリング要素への物理的結合によって修正することができるように実施される。一実施形態によれば、ゲッタリング要素は堆積チャンバ内に要素自体として配置され、かつ/または堆積チャンバの少なくとも一部、特に堆積チャンバ壁の少なくとも一部を形成する。一実施形態によれば、制御装置は、ゲッタリング要素の活性領域が可変となるように実施されるマスキング要素を少なくとも1つ備える。一実施形態によれば、制御装置は、ゲッタリング要素の、かつ/または物体の、特に基板の活性領域の少なくとも活性領域の温度を制御することができるように実施される、温度制御および/または温度調整のための装置を少なくとも1つ有する。一実施形態によれば、制御装置は、2つの異なる構成のゲッタリング要素が設けられるように異なる電位を印加することができる電極要素として実施される、少なくとも2つのゲッタリング要素を有する。一実施形態によれば、制御装置は、堆積チャンバ壁に対してゲッタリング要素に異なる電位を印加することができるように実施される。一実施形態によれば、制御装置は少なくとも1つの電極を有し、この電極に対してゲッタリング要素に異なる電位を印加することができるように実施される。一実施形態によれば、制御装置は、ゲッタリング要素の、かつ/またはマスキング要素の移動および/または位置決めのための装置を少なくとも1つ有し、この装置は、ゲッタリング要素および/またはマスキング要素を堆積チャンバ内で移動させることができ、したがってゲッタリング要素の、かつ/またはマスキング要素の位置を変化させることができるように実施される。一実施形態によれば、ゲッタリング要素はパネル要素もしくはロッド要素として、かつ/またはグリッド要素として実施され、かつ/あるいはゲッタリング要素は少なくとも部分的にソースを包み込むように実施される。一実施形態によれば、この装置は、以下の成分を堆積させることができるように実施される。
すべての多成分化合物、
特に、II−VI−、III−V−、III2VI3−、I−III−VI2−、I−III3−VI5−、I−III5−VI8−、I2−II−IV−VI4−化合物、
特に、酸素、硫黄、セレンまたはテルルを有する化合物すべて、
特に、以下の化合物:Cu2Se、In2Se3、GaSe、Ga2Se3、Al2Se3、CuInSe2、CuGaSe2、CuAlSe2、CuIn3Se5、Cu2S、In2S3、InS、GaS、Ga2S3、Al2S3、CuInS2、CuGaS2、CuAlS2、CuIn5Se8、SnSe、SnSe2、ZnSe、SnS、SnS2、ZnS、Cu2SnS3、CdS、CdSe、Cu2ZnSnS4、Cu2ZnSnSe4またはCdTe。
11 堆積チャンバ、チャンバ
12 ソース
20 基板、一般に物体
21 「むき出しの」基板
221、222、223、224、231、232、233、234 層
30 堆積させようとする材料
31 蒸気ローブ
40 堆積プロセスを制御するための装置
41、41a、41b、41c、41d ゲッタリング要素
42a、42b、42c、42d マスキング要素
43 活性領域
44 温度制御または調整のための装置
45 ゲッタリング要素の移動および/または位置決めのための装置
46 接続装置
B マスクおよび/またはゲッタリング要素の移動方向
Claims (11)
- 少なくとも2つの成分から作製される層を物体(20)上に堆積させるための装置(10)であって、
前記層の堆積に際して物体(20)が配置される堆積チャンバ(11)と、
堆積させようとする材料(30)を有する少なくとも1つのソース(12)と、
堆積させようとする材料(30)の少なくとも1つの成分の濃度を、当該少なくとも1つの成分の所定量を選択的に結合させることで、物体(20)上への堆積前に気相のもとで修正し、ソース(12)における前記材料の組成と、物体(20)上における前記材料の組成との間に、前記選択的な結合に応じた差異を生じさせるように構成される、堆積プロセスを制御するための少なくとも1つの装置(40)と
を備え、
堆積プロセスを制御するための装置(40)が、
堆積チャンバ(11)内に配置された少なくとも1つのゲッタリング要素(41、41a、41b)を有し、前記少なくとも1つの成分の濃度を、当該ゲッタリング要素に対するその成分の所定量の物理的または化学的結合によって修正し、さらに、
ゲッタリング要素の電位を修正して、選択的に結合させる前記少なくとも1つの成分の量を制御することができるように構成される、装置(10)。 - 堆積プロセスを制御するための装置(40)が、選択的に結合させる前記少なくとも1つの成分の量を、成分の堆積プロセス中に制御することができるように構成される、請求項1に記載の装置(10)。
- 堆積プロセスを制御するための装置(40)が、電極要素として構成された少なくとも2つのゲッタリング要素(41、41a、41b)を備え、前記2つのゲッタリング要素に対し、互いに異なる電位を印加する、請求項1または2に記載の装置(10)。
- 堆積プロセスを制御するための装置(40)が、堆積チャンバ(11)の壁に対して少なくとも1つのゲッタリング要素(41、41a、41b)に異なる電位を印加することができるように構成される、請求項1から3のいずれか一項に記載の装置(10)。
- 堆積プロセスを制御するための装置(40)が、少なくとも1つの電極を有し、この電極に対してゲッタリング要素(41、41a、41b)に異なる電位を印加することができるように構成される、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置(10)。
- ゲッタリング要素(41、41a、41b)が、パネル要素および/またはロッド要素および/またはグリッド要素として構成され、かつ/あるいはゲッタリング要素(41、41a、41b)が、少なくとも部分的にソース(12)を包み込むように構成される、請求項1から5のいずれか一項に記載の装置(10)。
- ゲッタリング要素(41、41a、41b)が、堆積チャンバ(11)内に配置されおよび/または堆積チャンバ(10)の少なくとも一部を形成する、請求項1から6のいずれか一項に記載の装置(10)。
- ゲッタリング要素(41、41a、41b)の反応性の材料が、銅および/またはモリブデンを含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置(10)。
- 少なくとも2つの成分から作製される層を物体(20)上に堆積させるための方法であって、
堆積プロセスを制御するための装置(40)を用いることにより、堆積させようとする材料(30)の少なくとも1つの成分の所定量を選択的に結合させることで、当該少なくとも1つの成分の濃度を物体(20)上への堆積前に気相のもとで修正するステップを含み、
堆積プロセスを制御するための装置(40)に、少なくとも1つのゲッタリング要素(41、41a、41b)を備え、前記少なくとも1つの成分の濃度が、当該ゲッタリング要素に対するその成分の所定量の物理的または化学的結合によって修正され、
選択的に結合させる前記少なくとも1つの成分の量が、ゲッタリング要素の電位を修正することによって制御される、方法。 - 前記物体(20)上の層が、薄膜太陽電池または薄膜太陽モジュールの膜構造を形成する、請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。
- 薄膜太陽電池または薄膜太陽モジュールの膜構造が、前記物体(20)上の層を用いて形成される、請求項9に記載の方法。
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