JPH0372081A - マイクロ波プラズマｃｖｄ法により大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法及び装置 - Google Patents

マイクロ波プラズマｃｖｄ法により大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法及び装置

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JPH0372081A
JPH0372081A JP20785089A JP20785089A JPH0372081A JP H0372081 A JPH0372081 A JP H0372081A JP 20785089 A JP20785089 A JP 20785089A JP 20785089 A JP20785089 A JP 20785089A JP H0372081 A JPH0372081 A JP H0372081A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、大面積に亘って均一なマイクロ波プラズマを
生起させ得る新規なマイクロ波エネルギー供給装置を用
い、これにより引き起されるプラズマ反応により、原料
ガスを分解、励起させることによって大面積の機能性堆
積膜を連続的に形成する方法及び装置に関する。
更に詳しくは、前記原料ガスの利用効率を飛躍的に高め
、且つ高速で均一性の良い機能性堆積膜を大面積に亘っ
て連続的に形成することが出来る方法及び装置であって
、具体的には光起電力素子等の大面積薄膜半導体デバイ
スの量産化を低コストで実現させ得るものである。
〔従来技術の説明〕
近年、全世界的に電力需要が急激に増大し、そうした需
要をまかなうべく電力生産が活発化するに及んで環境汚
染の問題が深刻化して来ている。
因に、火力発電に代替する発電方式として期待され、す
でに実用期に入ってきている原子力発電においては、チ
ェルノブイリ原子力発電所事故に代表されるように重大
な放射能汚染が人体に被害を与えると共に自然環境を侵
す事態が発生し、原子力発電の今後の普及が危ぶまれ、
現実に原子力発電所の新設を禁止する法令を定めた国さ
え出て来ている。
又、火力発電にしても増大する電力需要をまかなう上か
ら石炭、石油に代表される化石燃料の使用量は増加の一
途をたどり、それにつれて排出される二酸化炭素の量が
増大し、大気中の二酸化炭素等の温室効果ガス濃度を上
昇させ、地球温暖化現象を招き、地球の年平均気温は確
実に上昇の一途をたどっており、Ｔ　Ｅ　Ａ　（Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｅｒｇｙ＾ｇｅｎｃｙ）で
は２００５年までに二酸化炭素の排出量を２０％削減す
ることを提言している。
こうした背景のある一方、開発途上国における人口増加
、そして、それに伴う電力需要の増大は必至であり、先
進諸国における今後更なる生活様式のエレクトロニクス
化の促進による人ロー人当りの電力消費量の増大と相ま
って、電力供給問題は地球規模で検討されねばならない
状況になってきている。
このような状況下で、太陽光を利用する太陽電池による
発電方式は、前述した放射能汚染や地球温暖化等の問題
を惹起することはなく、また、太陽光は地球土星るとこ
ろに降り注いでいるためエネルギー源の偏在が少なく、
さらには、複雑な大型の設備を必要とせず比較的高い発
電効率が得られる等、今後の電力需要の増大に対しても
、環境破壊を引き起こすことなく対応できるクリーンな
発電方式として注目を集め、実用化に向けて様々な研究
開発がなされている。
ところで、太ＩｒＩＪ電池を用いる発電方式については
、それを電力需要を賄うものとして確立させるためには
、使用する太陽電池が、光電変換効率が充分に高く、特
性安定性に優れたものであり、且つ大量生産し得るもの
であることが基本的に要求される。
因に、−殻内な家庭において必要な電力を賄うには、−
世帯あたり３ｋＷ程度の出力の太陽電池が必要とされる
ところ、その大ＦＩＭ電池の光電変換効率が例えば１０
％程度であるとすると、必要な出力を得るための前記太
陽電池の面積は３〇−程度となる。そして、例えば干天
世帯の家庭において必要な電力を供給するには３，００
０，０００−といった面積の太陽電池が必要となる。
こうしたことから、容易に入手できるシラン等の気体状
の原料ガスを使用し、これをグロー放電分解して、ガラ
スや金属シート等の比較的安価な基板上にアモルファス
シリコン等の半導体薄膜を堆積させることにより作製で
きる太陽電池が、量産性に冨み、単結晶シリコン等を用
いて作製される太陽電池に比較して低コストで生産がで
きる可能性があるとして注目され、その製造方法につい
て各種の提案がなされている。
太陽電池を用いる発電方式にあっては、単位モジュール
を直列又は並列に接続し、ユニット化して所望の電流、
電圧を得る形式が採用されることが多く、各モジュール
においては断線やショートが生起しないことが要求され
る。加えて、各モジュール間の出力電圧や出力電流のば
らつきのないことが重要である。こうしたことから、少
なくとも単位モジュールを作製する段階でその最大の特
性決定要素である半導体層そのものの特性均一性確保さ
れていることが要求される。そして、モジュール設計を
し易くし、且つモジュール組立工程の簡略化できるよう
にする観点から大面積に亘って特性均一性の優れた半導
体堆積膜が提供されることが太陽電池の量産性を高め、
生産コストの大幅な低減を達成せしめるについて要求さ
れる。
太陽電池については、その重要な構成要素たる半導体層
は、いわゆるｐｎ接合、ｐｉｎ接合等の半導体接合がな
されている。それらの半導体接合は、導電型の異なる半
導体層を順次積層したり、−導電型の半導体層中に異な
る導電型のドーパントをイオン打込み法等によって打込
んだり、熱拡散によって拡散させたりすることにまり達
成される。
この点を、前述した注目されているアモルファスシリコ
ン等の薄膜半導体を用いた太陽電池についてみると、そ
の作製においては、ホスフィン（Ｐｊ（ｓ）、ジボラン
（Ｂ！ＨＪ等のドーパントとなる元素を含む原料ガスを
主原料ガスであるシラン等に混合してグロー放電分解す
ることにより所望の導電型を有する半導体膜が得られ、
所望の基板上にこれらの半導体膜を順次積層形成するこ
とによって容易に半導体接合が達成できることが知られ
ている。そしてこのことから、アモルファスシリコン系
の太陽電池を作製するについて、その各々の半導体層形
成用の独立した成膜室を設け、該成膜室にて各々の半導
体層の形成を行う方法が提案されている。
因に、米国特許第４．４００．４０９号明細書には、ロ
ール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ　ｔｏ　　Ｒｏｌｌ）方
式を採用した連続プラズマＣＶＤ装置が開示されている
。
この装置によれば、複数のグロー放電領域を設け、所望
の幅の十分に長い可撓性の基板を、該基板が前記各グロ
ー放電領域を順次貫通する経路に沿って配置し、前記各
グロー放電領域において必要とされる導電型の半導体層
を堆積形成しつつ、前記基板をその長手方向に連続的に
搬送せしめることによって、半導体接合を有する素子を
連続形成することができるとされている。なお、該明細
書においては、各半導体層形威時に用いるドーパントガ
スが他のグロー放電領域へ拡散、混入するのを防止する
にはガスゲートが用いられている。具体的には、前記各
グロー放電領域同志を、スリット状の分離通路によって
相互に分離し、さらに該分副通路に例えばＡｒ、Ｈ，等
の掃気用ガスの流れを形成させる手段が採用されている
。こうしたことからこのロール・ツー・ロール方式は、
半導体素子の量産に適する方式であると言えよう。
しかしながら、前記各半導体層の形成はＲＦ（ラジオ周
波数）を用いたプラズマＣＶＤ法によって行われるとこ
ろ、連続的に形成される膜の特性を維持しつつその膜堆
積速度の向上を図るにはおのずと限界がある。即ち、例
えば膜厚が高々５０００人の半導体層を形成する場合で
あっても相当長尺で、大面積にわたって常時所定のプラ
ズマを生起し、且つ該プラズマを均一に維持する必要が
ある。ところが、そのようにするについては可成りの熟
練を必要とし、その為に関係する種々のプラズマ制御パ
ラメーターを一般化するのは困難である。また、用いる
成膜用原料ガスの分解効率及び利用効率は高くはなく、
生産コストを引き上げる要因の一つともなっている。
また他に、特開昭６１−２８８０７４号公報には、改良
されたロール・ツー・ロール方式を用いた堆積膜形成装
置が開示されている。この装置においては、反応容器内
に設置されたフレキシブルな連続シート状基板の一部に
ホロ様たるみ部を形成し、この中に前記反応容器とは異
なる活性化空間にて生成された活性種及び必要に応して
他の原料ガスを導入し熱エネルギーにより化学的相互作
用をせしめ、前記ホロ様たるみ部を形成しているシート
状基板の内面に堆積膜を形成することを特徴としている
。このようにホロ様たるみ部の内面に堆積を行うことに
より、装置のコンパクト化が一可能となる。さらに、あ
らかじめ活性化された活性種を用いるので、従来の堆積
膜形成装置に比較して成膜速度を早めることができる。
ところが、この装置はあくまで熱エネルギーの存在下で
の化学的相互作用による堆積膜形成反応を利用したもの
であり、更なる成膜速度の向上を図るには、活性種の導
入量及び熱エネルギーの供給量を増やすことが必要であ
るが、熱エネルギーを大量且つ均一に供給する方法や、
反応性の高い活性種を大量に発生させて反応空間にロス
なく導入する方法にも限界がある。
一方、最近注目されているのが、マイクロ波を用いたプ
ラズマプロセスである。マイクロ波は周波数帯が短いた
め従来のＲＦを用いた場合よりもエネルギー密度を高め
ることが可能であり、プラズマを効率良く発生させ、持
続させることに適している。
例えば、米国特許第４，５１７．２２３号明細書及び同
第４，５０４，５１８号明細書には、低圧下でのマイク
ロ波グロー放電プラズマ内で小面積の基体上に薄膜を堆
積形成させる方法が開示されているが、該方法によれば
、低圧下でのプロセス故、膜特性の低下の原因となる活
性種のポリマリゼーションを防ぎ高品質の堆積膜が得ら
れるばかりでなく、プラズマ中でのポリシラン等の粉末
の発生を抑え、且つ、堆積速度の飛躍的向上が図れると
されてはいるものの、大面積に亘って均一な堆積膜形成
を行うにあたっての具体的開示はなされていない。
一方、米国特許第４，７２９．３４１号明細書には、対
の放射型導波管アプリケーターを用いた高パワープロセ
スによって、大面積の円筒形基体上に光導電性半導体薄
膜を堆積形成させる低圧マイクロ波プラズマＣＶＤ法及
び装置が開示されているが、大面積基体としては円筒形
の基体、即ち、電子写真用光受容体としてのドラムに限
られており、大面積且つ長尺の基体への適用はなされて
いない。
ところで、マイクロ波を用いたプラズマはマイクロ波の
波長が短いためエネルギーの不均一性が生じやすく大面
積化に対しては、解決されねばならない問題点が種々残
されている。
例えば、マイクロ波エネルギーの均一化に対する有効な
手段として遅波回路の利用があるが、該遅波回路にはマ
イクロ波アプリケーターの横方向への距離の増加に伴い
プラズマへのマイクロ波結合の急激な低下が生じるとい
った独特の問題点を有している。そこで、この問題点を
解決する手段として、被処理体と遅波回路との距離を変
える基体の表面近傍でのエネルギー密度を均一にする方
法が試みられている０例えば、米国特許第３．８１４，
９８３号明細書及び同第４，５２１．７１７号明細書に
は、そうした方法が開示されている。そして前者におい
ては、基体に対しである角度に遅波回路を傾斜させる必
要性があることが記載されているが、プラズマに対する
マイクロ波エネルギーの伝達効率は満足のゆくものでは
ない、また、後者にあっては、基体とは平行な面内に、
非平行に２つの遅波回路を設けることが開示されている
。即ち、マイクロ波アプリケーターの中央に垂直な平面
同志が、被処理基板に平行な面内で、且つ基板の移動方
向に対して直角な直線上で互いに交わるように配置する
ことが望ましいこと、そして２つのアプリケーター間の
干渉を避けるため、アプリケーター同志を導波管のクロ
スバ−の半分の長さだけ基体の移動方向に対して横にず
らして配設することのそれぞれが開示されている。
また、プラズマの均一性（即ち、エネルギーの均一性）
を保持するようにするについての提案がいくつかなされ
ている。それらの提案は、例えば、ジャーナル・オブ・
バキューム・サイエンス・テクノロジイー（Ｊｏｕｒｎ
ａｌ　ｏｆ　Ｖａｃｕｕｍ　ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ　）　Ｂ　　４　（１９８６年１月〜２月）
２９５頁−２９８頁および同誌のＢ−４（１９８６年１
月〜２月）　１２６頁−１３０頁に記載された報告に見
られる。これらの報告によれば、マイクロ波プラズマ・
ディスク・ソース（ＭＰＤＳ）と呼ばれるマイクロ波リ
アクタが提案されている。
即ち、プラズマは円板状あるいはタブレソト状の形をな
していて、その直径はマイクロ波周波数の関数となって
いるとしている。そしてそれら報告は次のような内容を
開示している。即ち、まず、プラズマ・ディスク・ソー
スをマイクロ波周波数によって変化させることができる
という点にある。
ところが、２．４５ＧＨｚで作動できるように設計した
マイクロ波プラズマ・ディスク・ソースにおいては、プ
ラズマの閉じ込め直径はたかだかｌＯ値程度であり、プ
ラズマ体積にしてもせいぜい１１８ａＪ程度であって、
大面積化とは到底言えない、また、前記報告は、９１５
ＭＨｚという低い周波数で作動するように設計したシス
テムでは、周波数を低くすることで約４０（２）のプラ
ズマ直径、及び２０００ａＩのプラズマ体積が与えられ
るとしている。前記報告は更に、より低い周波数、例え
ば、４００ＭＨｚで作動させることにより１ｍを超える
直径まで放電を拡大できるとしている。ところがこの内
容を遠戚する装置となると極めて高価な特定のものが要
求される。
即ち、マイクロ波の周波数を低くすることで、プラズマ
の大面積化は遠戚できるが、このような周波数域での高
出力のマイクロ波電源は一般化されてはいなく、入手困
難であり入手出来得たとしても極めて高価である。そし
てまた、周波数可変式の高出力のマイクロ波電源は更に
入手困難である。
同様に、マイクロ波を用いて高密度プラズマを効率的に
生成する手段として、空胴共振器の周囲にｉｌ磁石を配
置し、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）条件を成立さ
せる方法が特開昭５５１４１７２９号公報及び特開昭５
７−１３３６３６号公報等により提案されており、また
学会等ではこの高密度プラズマを利用して各種の半導体
薄膜が形成されることが多数報告されており、すでにこ
の種のマイクロ波ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置が市販され
るに至っている。
ところが、これらのＥＣＲを用いた方法においては、プ
ラズマの制御に磁石を用いているため、マイクロ波の波
長に起因するプラズマの不均一性に、更に、磁界分布の
不均一性も加わって、大面積の基板上に均一な堆積膜を
形成するのは技術的に困難とされている。また、大面積
化のため装置を大型化する場合には、おのずと用いる電
磁石も大型化し、それに伴う重量及びスペースの増大、
また、発熱対策や大電流の直流安定化電源の必要性等実
用化に対しては解決されねばならない問題が種々残され
ている。
更に、形成される堆積膜についても、その特性は従来の
ＲＦプラズマＣＶＤ法にて形成されるものと比較して同
等と言えるレベルには至っておらず、また、ＥＣＲ条件
の成立する空間で形成される堆積膜とＥＣＲＣ性条件外
わゆる発散磁界空間で形成される堆積膜とでは特性及び
堆積速度が極端に異なるため、特に高品質、均一性が強
く要求される半導体デバイスの作製に適している方法と
は言えない。
前述の米国特許第４．５１７，２２３号明細書及び同第
４．７２９．３４１号明細書では、高密度のプラズマを
得るについては、非常に低い圧力を維持する必要性があ
ることが開示されている。即ち、堆積速度を早めたり、
ガス利用効率を高めるためには低圧下でのプロセスが必
要不可欠であるとしている。しかしながら、高堆積速度
、高ガス利用効率、高パワー密度及び低圧の関係を維持
するには、前述の特許に開示された遅波回路及び電子サ
イクロトロン共鳴法のいずれをしても十分とは言えない
ものである。
従って、上述したマイクロ波手段の持つ種々の問題点を
解決した新規なマイクロ波アプリケーターの早期提供が
必要とされている。
ところで、薄膜半導体は前述した太陽電池用の用途の他
にも、液晶デイスプレィの画素を駆動するための薄膜ト
ランジスタ（Ｔ　Ｐ　Ｔ）や密着型イメージセンサ−用
の光電変換素子及びスイッチング素子等大面積又は長尺
であることが必要な薄膜半導体デバイス作製用にも好適
に用いられ、前記画像入出力装置用のキーコンポーネン
トとして一部実用化されているが、高品質で均一性良く
高速で大面積化できる新規な堆積膜形成法の提供によっ
て、更に広く一般に普及されるようになることが期待さ
れている。
〔発明の目的〕
本発明は、上述のごとき従来の薄膜半導体デバイス形成
方法及び装置における諸問題を克服して、大面積に亘っ
て均一に、且つ高速で高品質の機能性堆積膜を形成する
新規な方法及び装置を提供することを目的とするもので
ある。
本発明の他の目的は、帯状部材上に連続して高品質の機
能性堆積膜を形成する方法及び装置を提供することにあ
る。
本発明の更なる目的は、堆積膜形成用の原料ガスの利用
効率を飛躍的に高めると共に、薄膜半導体デバイスの量
産化を低コストで実現し得る方法及び装置を提供するこ
とにある。
本発明の更に別の目的は、大面積、大容積に亘ってほぼ
均一なマイクロ波プラズマを生起することを可能にする
マイクロ波アプリケーターを提供することにある。
本発明の更に別の目的は、大面積、大容積に亘って生起
させたマイクロ波プラズマのプラズマ電位を均一に再現
性良く、安定して制御する方法及び装置を提供すること
にある。
本発明の更なる目的は、マイクロ波プラズマのプラズマ
電位を制御することにより、高品質で特性均一性に優れ
た機能性堆積膜を形成させるための新規な方法及び装置
を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、比較的幅広で長尺の基板上に
連続して安定性良く、高効率で高い光電変換効率の光起
電力素子を形成するための新規な方法及び装置を提供す
るものである。
〔発明のｍ或・効果〕
本発明者らは、従来の薄膜半導体デバイス形成装置にお
ける上述の諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成す
べく鋭意研究を重ねたところ、マイクロ波エネルギーを
マイクロ波の進行方向に対して垂直な一方向に指向性を
もたせて放射又は伝達させるようにしたマイクロ波アプ
リケーター手段を、マイクロ波透過性部材で包含させ、
且つその内周壁には前記マイクロ波アプリケーター手段
を接触させないようにした状態で成膜室中に突入させ、
前記酸膜室内に堆積膜形成用の原料ガスを導入して、所
定の圧力に保ち、前記マイクロ波アプリケーター手段に
マイクロ波電源よりマイクロ波を供給し、更に、前記帯
状部材とは分離して配設したバイアス印加手段にバイア
ス電圧を印加せしめたところ、前記成膜室内において、
前記アプリケーター手段の長手方向に均一なマイクロ波
プラズマを生起でき、且つそのプラズマ電位を制御し得
るという知見を得た。
本発明は、上述の知見に基づき更に検討を重ねた結果完
成に至ったものであり、下述するところを骨子とするマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法により大面積の機能性堆積膜
を連続的に形成する方法及び装置を包含する。
本発明の方法は、次のとおりのものである。即ち、長手
方向に帯状部材を連続的に移動せしめながら、その中途
で前記移動する帯状部材を側壁とする柱状の成膜空間を
形成し、該成膜空間内にガス供給手段を介して堆積膜形
成用原料ガスを導入し、同時に、マイクロ波エネルギー
をマイクロ波の進行方向に対して垂直な一方向に指向性
をもたせて放射又は伝達させるようにしたマイクロ波ア
プリケーター手段より、該マイクロ波エネルギーを放射
又は伝達してマイクロ波プラズマを前記成膜空間内で生
起せしめ、前記マイクロ波プラズマのプラズマ電位を制
御しながら、該マイクロ波プラズマに曝される前記側壁
を構成し連続的に移動する前記帯状部材の表面上に堆積
膜を形成せしめることを特徴とするマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法により機能性堆積膜を連続的に形成する方法で
ある。
本発明の方法においては、前記移動する帯状部材は、そ
の中途において、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成
手段とを用いて、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終
了端形成手段との間に前記帯状部材の長手方向に間隙を
残して該帯状部材を湾曲させて前記成膜空間の側壁を威
すようにされる。
そして、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成
手段との間に前記帯状部材の長手方向に残された間隙よ
りマイクロ波エネルギーを前記成膜空間内に放射又は伝
達するようにしても良いし、或いは、前記帯状部材を側
壁として形成される柱状の成膜空間の両端面のうちいず
れか一方より、前記成膜空間内に前記マイクロ波アプリ
ケーター手段を突入させてマイクロ波エネルギーを前記
成膜空間内に放射又は伝達するようにしても良い。
本発明の方法においては、前記プラズマ電位は、前記帯
状部材から分離されたバイアス印加手段を介して制御す
るようにする。
そして、前記バイアス印加手段は、少なくともその一部
分が前記マイクロ波プラズマに接するように配設し、前
記バイアス印加手段にバイアス電圧を印加させるように
するが、前記バイアス印加手段の前記マイクロ波プラズ
マに接する少なくとも一部分には導電処理を施すように
する。
更に、前記バイアス電圧としては直流、脈流及び／又は
交流が好適に用いられる。
本発明の方法においては、前記バイアス印加手段は前記
ガス供給手段を兼ねるようにしても良いし、前記ガス供
給手段から分離して配設するようにしても良い。
そして、前記バイアス印加手段は、単数又は複数のバイ
アス棒で構成させるようにする。
本発明の方法においては、前記プラズマ電位は前記帯状
部材に印加するバイアス電圧によって制御するようにし
ても良く、前記ガス供給手段は接地電位とし、少なくと
もその一部分が前記マイクロ波プラズマに接するように
配設するようにする。
そして、前記ガス供給手段の前記マイクロ波プラズマに
接する少なくとも一部分にはｉｔ処理を施すようにする
。
本発明の方法において、前記マイクロ波アプリケーター
手段より放射又は伝達されるマイクロ波エネルギーは、
前記成膜空間と前記アプリケーター手段との間に設けら
れたマイクロ波ｉｆ性部材を介して前記成膜空間内に放
射又は伝達するようにする。
前記マイクロ波透過性部材には接触させない範囲で、前
記マイクロ波アプリケーター手段を前記帯状部材の幅方
向とほぼ平行となるように近接させて配設し、前記柱状
の成膜空間内にマイクロ波エネルギーを放射又は伝達す
るようにする。
前記マイクロ波アプリケーター手段からは、前記帯状部
材の幅方向とほぼ同じ長さに均一にマイクロ波エネルギ
ーを放射又は伝達するようにする。
前記マイクロ波アプリケーター手段は、前記マイクロ波
透過性部材を介して、前記成膜空間内に生起するマイク
ロ波プラズマから分離するようにする。
本発明の方法において、前記柱状の成膜空間内に放射又
は伝達されたマイクロ波エネルギーは、前記成膜空間外
へ漏洩しないようにする。
本発明の方法において、前記帯状部材の前記マイクロ波
プラズマに曝される側の面には少なくとも導電処理を施
すようにする。
更には、本発明の装置は、連続的に移動する帯状部材上
にマイクロ波プラズマＣＶＤ法により機能性堆積膜を連
続的に形成する装置であって、前記帯状部材をその長手
方向に連続的に移動させながら、その中途で湾曲させる
ための湾曲部形成手段を介して、前記帯状部材を側壁に
して形成され、その内部を実質的に真空に保持し得る柱
状の成膜室を有し、前記成膜室内にマイクロ波プラズマ
を生起させるための、マイクロ波エネルギーをマイクロ
波の進行方向に対して垂直な一方向に指向性をもたせて
放射させるようにしたマイクロ波アプリケーター手段と
、前記マイクロ波アプリケーター手段から、マイクロ波
の進行方向に対して垂直な一方向に指向性をもって放射
されるマイクロ波エネルギーを、前記成膜室内に透過せ
しめ、且つ、該マイクロ波エネルギーによって前記成膜
室内に生起したマイクロ波プラズマから前記マイクロ波
アプリケーターと手段を分離するための分離手段と、前
記成膜室内を排気する排気手段と、前記成膜室内に堆積
膜形成用原料ガスを導入するためのガス供給手段と、前
記マイクロ波プラズマのプラズマ電位を制御するための
バイアス印加手段と、前記帯状部材を加熱及び／又は冷
却するための温度制御手段とで構成され、前記帯状部材
の前記マイクロ波プラズマに曝される側の表面上に、連
続して堆積膜を形成するようにしたことをｖｆ＠とする
機能性堆積膜の連続形成装置である。
本発明の装置において、前記湾曲部形成手段は、少なく
とも一組以上の、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成
手段とで構成され、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲
終了端形成手段とを、前記帯状部材の長手方向に間隙を
残して配設される。
なお、前記湾曲部形成手段は、少なくとも一対の支持・
搬送用ローラーと支持・搬送用リングとで構成され、前
記一対の支持・搬送用ローラーは前記帯状部材の長手方
向に間隙を残して平行に配設される。
本発明の装置において、前記バイアス印加手段を前記帯
状部材から分離して配設する。
そして、前記バイアス印加手段は、少なくともその一部
分が前記マイクロ波プラズマに接するように配設し、前
記バイアス印加手段にバイアス電圧を印加させるように
するが、前記バイアス印加手段の前記マイクロ波プラズ
マに接する少なくとも一部分には導電処理が施される。
更に、前記バイアス電圧としては、直流、脈流及び／又
は交流が好適に用いられる。
本発明の装置において、前記バイアス印加手段は前記ガ
ス供給手段を兼ねても良いし、前記ガス供給手段から分
離して配設されても良い。
前記バイアス印加手段は単数又は複数のバイアス棒で構
成される。
本発明の装置において、前記バイアス印加手段は前記帯
状部材を兼ねて配設する場合には、前記ガス供給手段を
接地し、少なくともその一部分が前記マイクロ波プラズ
マに接するように配設する。
そして、前記ガス供給手段の前記マイクロ波プラズマに
接する少なくとも一部分には導電処理を施す。
本発明の装置において、前記分離手段は、前記湾曲開始
端形成手段と前記湾曲終了端形成手段との間に残された
間隙にほぼ平行に近接させ、且つ、前記成膜室の外側に
配設しても良いし、前記帯状部材を側壁として形成され
る柱状の成膜室の両端面のうちいずれか一方より、前記
成膜室内に前記帯状部材の幅方向とほぼ平行に突入させ
ても良い。
また、前記分離手段は、はぼ円筒形であっても良いし、
又は、はぼ半円筒形であっても良い。
一方、前記マイクロ波アプリケーター手段は、前記分離
手段の周壁から隔てて、且つ、前記分離手段の内部に包
含されるように配設させる。
本発明の装置において、前記分離手段には、冷却手段が
設けられており、該冷却手段としては、前記分離手段の
内周面に沿って流れる空気流である。
また、前記冷却手段は、前記分離手段の内部に配設され
前記分離手段との間に冷却媒体を流すことが出来る導管
構造とすべく、前記分離手段と同心状に構成されても良
い。
本発明の装置において、前記マイクロ波アプリケーター
手段はマイクロ波伝送用導波管であり、該導波管には、
その長手方向にほぼ均一に前記成膜室内へマイクロ波エ
ネルギーをマイクロ波の進行方向に対して垂直な一方向
に指向性をもたせて放射するために、実質的に方形の孔
が開けである。
なお、前記方形の孔は、前記導波管の片面に少なくとも
１つ以上開けられており、この孔よりマイクロ波が放射
される構造となっている。
また、前記方形の孔を複数開ける場合には、これらの孔
を前記導波管の長手方向に間隔を隔てて配設する。
また、前記方形の孔は、単一で縦横比の大きい長方形で
あっても良く、その寸法は、マイクロ波の１波長よりも
大きい寸法で前記方形導波管の長手方向のほぼ全体の幅
及び長さにほぼ等しくする。
そして、前記方形の孔より、前記導波管の長手方向に対
して、放射されるマイクロ波の少なくともｌ波長以上の
長さでマイクロ波エネルギーを均一に放射する構成とす
る。
また、前記方形の孔からほぼ均一な密度でマイクロ波エ
ネルギーを前記マイクロ波アプリケーターの全長に亘っ
て確実に放射するように、前記方形の孔にはシャッター
手段が設けられる。
本発明の装置において、前記帯状部材を湾曲させて形成
する柱状の成膜室内に前記マイクロ波プラズマを閉じ込
める構成とする。
本発明の装置において、前記帯状部材の前記マイクロ波
プラズマに曝される側の面には、少なくとも導電性処理
が施される。
更に、本発明の装置は、連続して移動する帯状部材上に
マイクロ波プラズマＣＶＤ法により機能性堆積膜を連続
的に形成する装置であって、前記帯状部材をその長手方
向に連続的に移動させながら、その中途で湾曲させるた
めの湾曲部形成手段を介して、前記帯状部材を側壁にし
て形成され、その内部を実質的に真空に保持し得る柱状
の成膜室を有し、前記成膜室内にマイクロ波プラズマを
生起させるための、エバネソセントマイクロ波エネルギ
ーをマイクロ波の進行方向に対して垂直な一方向に指向
性をもたせて伝達させるようにしたマイクロ波アプリケ
ーター手段と、前記マイクロ波アプリケーター手段から
、マイクロ波の進行方向に対して垂直な一方向に指向性
をもって伝達されるエバネフセントマイクロ波エネルギ
ーを、前記成膜室内に透過せしめ、且つ、該エバネフセ
ントマイクロ波エネルギーによって前記成膜室内に生起
したマイクロ波プラズマから前記マイクロ波アプリケー
ター手段を分離するための分離手段と、前記成膜室内を
排気する排気手段と、前記成膜室内に堆積膜形成用原料
ガスを導入するためのガス供給手段と、前記マイクロ波
プラズマのプラズマ電位を制御するためのバイアス印加
手段と、前記帯状部材を加熱及び／又は冷却するための
温度制御手段とを備えていて、前記帯状部材の前記マイ
クロ波プラズマに曝される側の表面上に、連続して堆積
膜を形成するようにしたことを特徴とする機能性堆積膜
の連続形成装置である。
本発明の装置において、前記マイクロ波アプリケーター
手段は、細長い遅波回路導波管であって、前記成膜室内
へ該遅波回路導波管はその長手方向にほぼ均一にエバネ
ソセント・マイクロ波エネルギーを伝達するようなはし
ご状の構造を有する。
また、前記はしご状構造の長さは前記帯状部材の幅方向
の長さにほぼ等しくする。
そして、前記はしご状構造より、その長手方向に伝達さ
れるマイクロ波の少なくともｌ波長以上の長さでエバネ
ンセントマイクロ波エネルギーを均一に伝達する構造と
する。
〔実験〕
本発明の装置を用いて、帯状部材上に高品質の機能性堆
積膜を均一に形成するための、マイクロ波プラズマの生
起条件及び帯状部材と分離手段との相対的位置関係等に
ついて検討するため、種々実験を行ったので、以下に詳
述する。
大駿班エニエ 本実験例においては、後述する装置例１で示す構成の装
置において、搬送用リング１０４，１０５の側を排気孔
とし、不図示の排気ポンプに接続し、第１表に示す種々
の導波管及び孔加工寸法のマイクロ波アプリケーターを
用い、また、第２表に示すマイクロ波プラズマ放電条件
にて、プラズマの安定性等について実験、評価を行った
。評価結果を第３表に示す、なお、この放電実験におい
ては帯状部材１０１を静止させた場合及び１．２ｍ／ｓ
ｉｎの搬送スピードで搬送させた場合とで行ったが、両
者において放電の安定性については特に差異は認められ
なかった。
実進　１０−１８ 本実験例においては、後述する装置例５で示す構成の装
置において、帯状部材とマイクロ波アプリケーターとの
配置を第５図Ｔｂｌのごとく配置した装置を用い、第１
表に示した種々の導波管及び孔加工寸法のマイクロ波ア
プリケーターを用い、また、第４表に示すマイクロ波プ
ラズマ放電条件にて、プラズマの安定性等について実験
、評価を行った。
評価結果を第５表に示す、なお、この放電実験において
は帯状部材１０１を静止させた場合及び１、２　ｍ／ｓ
ｉｎの搬送スピードで搬送させた場合とで行ったが、両
者において放電の安定性については特に差異は認められ
なかった。
去社載［Ｌ亀二」」− 本実験例においては、後述する装置例３で示す横取の装
置において、搬送用リング１０４，１０５の側を排気孔
とし、不図示の排気ポンプに接続し、第６表に示す種々
の導波管及び孔、シャンク−加工寸法のものを用い、ま
た、第２表に示すマイクロ波プラズマ放電条件にて、プ
ラズマの安定性等について実験、評価を行った。評価結
果を第７表に示す、なお、この放電実験においては帯状
部材１０１を静止させた場合及びｌ、２ｍ／ｗｉｎの搬
送スピードで搬送させた場合とで行ったが、両者におい
て放電の安定性については特に差異は認められなかった
。
天皇１ヨしユＬ４ 本実験例においては、後述する装置例７で示す構成の装
置において、第６表に示した種々の導波管及び孔、シャ
ッター加工寸法のマイクロ波アプリケーターを用い、ま
た、第４表に示すマイクロ波プラズマ放電条件にて、プ
ラズマの安定性等について実験、評価を行った。評価結
果を第８表に示す、なお、この放電実験においては、帯
状部材を静止させた場合及び１．２　ｍ　／ｓｉｎの搬
送スピードで搬送させた場合とで行ったが、両者におい
て放電の安定性について特に差異は認められなかった。
去１匹ｌｉ生 本実験例においては、後述する装置例１２〈第７図〉で
示す装置にて、隔離容器４００内に第１３図（Ａ）に示
した構成のバイアス印加手段を具備させ、ニッケル製の
ガス導入管を兼ねるバイアス印加前１３０３への直流バ
イアス印加電圧を変化させたときのマイクロ波プラズマ
の制御性、プラズマ電位及びＩｌｌ質への影響等につい
て検討を行った。
バイアス印加電圧を、−３００Ｖから＋３００■までＩ
ＯＶきざみで変化させた以外は、第２表に示したのと同
様のマイクロ波プラズマ放電条件にてプラズマを生起さ
せた。なお、マイクロ波アプリケーターは１ｍ１ｌＯも
のを用いた。また、帯状部材の表面温度は２５０℃とし
、搬送速度は６０ｃｍ／ｗｉｎとした。また、各バイア
ス電圧を印加してからは１０分間放電を維持させるよう
にした。
第１４図にＸ軸にバイアス印加電圧、Ｙ軸にバイアス電
流値をとり、バイアス印加時におけるバイアス印加管と
帯状部材との間の電流−電圧特性を求めた結果を示す。
同時に、直径０．３ｆｉ、長さ３ｍｍ（ｎ画部分）のタ
ングステン線を用いたシングルプローブを用いた探針法
により、バイアス印加時のプラズマ電位Ｖ、を測定し、
バイアスを印加させない時のプラズマ電位Ｖ、に対する
変化率Δｖｂ（＝ｖｂ／ｖｏ）を求めた結果を第１５図
に示す、なお、前記シングルプローブは前記帯状部材の
湾曲部分のほぼ中央、且つ内表面よりほぼ５備の所に配
設した。
これらの結果において、放電用の原料ガスの種類や流量
によって変化はあるものの、概ねバイアス電圧を一２２
０ｖ以下、又は＋２２０Ｖ以上とした場合には、成膜室
内でスパーク等の異常放電が発生し、安定した放電状態
の維持は困難であった。
しかしながら、マイクロ波プラズマの放電条件が一定の
時にはバイアス電圧の増加にともない電流−電圧特性は
ほぼ増加傾向の直線関係を示し、プラズマ電位もバイア
ス電圧の増加とともに増加傾向を示すことが判った。即
ち、バイアス電圧を変化させることでプラズマ電位を容
易に安定して、再現性良く制御することができた。
引き続き、帯状部材としての５ＵＳ４３０ＢＡ薄板上に
堆積形成された膜について５　ｍ　Ｘ　５　ｍの試料片
を切り出し、その表面状態を超高分解能、低加速ＦＥ−
３ＥＭ　（日立製作所Ｓ−９００型）にて観察したとこ
ろ、バイアス電圧が一３００Ｖ乃至＋ＩＯＶの範囲では
数百人〜数千人程度の表面荒れが目立ったが、＋１０ｖ
乃至＋２００Ｖの範囲ではほぼバイアス電圧の増加に伴
って膜表面が平滑化していく傾向が認められた。そして
、＋２００Ｖを超えた範囲では膜表面が再び荒れ始め、
特に＋２２０Ｖを超えて異常放電の多発した試料表面に
はピンホールの発生も認められた。
また、マイクロ波電力が一定の条件下ではＳｉＨ，等の
電離断面積の大きい原料ガスの流量比が増加するのに伴
い、電流−電圧特性の傾きは大きくなり、一方、Ｈ２等
の電離断面積の小さい原料ガスの流量比が増加するのに
伴い、電流−電圧特性の傾きは小さくなることが判った
。
比較大駿班土 実験例３９において、ガス導入管を兼ねるバイアス印加
前１３０３をニソケル製のものからアルミニウム製のも
のに変えた以外は同様の条件で電流−電圧特性を測定し
た。ところが、バイアス印加電圧をＯｖから＋７０ｖ程
度まで上昇させていった所、バイアス印加前１３０３は
変形を始め、ついには溶断してしまうという現象が認め
られた。
更に、バイアス印加前１３０３を銅製、真ちゅう製のも
のに変えて同様の測定を行ったところ、やはり前述と同
様の現象が認められた。これらに対し、バイアス印加前
１３０３をステンレス・スチール製、チタン酸、バナジ
ウム製、ニオブ製、タンタル製、モリブデン製、タング
ステン製等の高融点金属製、及びアルミナ・セラ嵩ソク
ス管の表面にニッケル溶射を８００μｍ行ったものに変
えて同様の測定を行ったところ、ステンレス・スチール
製のものを用いた場合にはバイアス印加電圧が＋１３０
Ｖを超えるあたりで変形が認められ、やはりついには溶
断してしまった以外は、他の材質のものを用いた場合に
はほぼ実験例３９で得られたのと同様の測定結果が得ら
れ、特に変形等の現象も認められなかった。
五較失狭過１ 実験例３９において、帯状部材としての５ＬＩＳ４３０
ＢＡ薄板をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製シ
ート（厚さ０．８ｍ）に変えた以外は同様の条件で電流
−電圧特性を測定した。ところが、バイアス印加電圧を
正又は負のいずれの側に印加しても流れる電流値は、実
験例３９で得られたのとほぼ同等の値を示したものの、
成膜室内での異常放電の開始電圧が一１１０Ｖ又は＋１
１０Ｖ程度であった。目視によりその状態を観察した所
、スパークは前記バイアス印加管と帯状部材の支持・搬
送用ローラーとの間で生しており、このスパークは用い
た帯状部材が絶縁性故チャージアンプ現象を示し、成膜
室内にてバイアス印加前以外では唯一導電性部材にて構
成されている前記支持・搬送用ローラーに過剰の電流が
流れているためであることが判った。
また、堆積形成された膜の表面状態を実験例３９で行っ
たのと同様の方法にて観察、評価したところ、膜表面は
バイアス印加電圧の違いによらず数百人〜数千人程度の
表面荒れが生したままであった。
北（００動４走 実験例３９において、ｔｃ成膜室内配設されるガス導入
管を兼ねるバイアス印加前１３０３の位置を、成膜室の
ほぼ中心軸近く　（第５図（ａｌ、Ｏの位置）から、第
５図＋ａｌ中ＯＨ’　、ＯＨ，ＯＡ、ＯＡ’の方向へ３
０１＠、６０ｎ、９０ｕ＋と３Ｏｍずつずらせた以外は
、同様の条件で電流−電圧特性を測定した。なお、ＯＡ
’方向へは１２０ｍ、１５０ｎの場合も同様に測定を行
った。
その結果、ＯＨ’、○ＨＳＯＡ、ＯＡ’方向へ３０目、
６０ｆｌずらせた場合には実験例３９と全く同様の結果
が得られた。９０ｗｍずらせた場合には、スパーク等の
異常放電の開始電圧がやや変化するものの、それ以外は
やはり実験例３９と同様の結果が得られた。一方○Ａ′
方向へ１２０ｍｍ、１５０ｆｌずらせた場合においては
、そもそも成膜室内への原料ガスの供給が十分に行われ
ないために、プラズマが安定して生起しないのと相まっ
て、バイアス電圧を印加してもバイアス電流はほとんど
流れず、プラズマ電位の制御は実施困難であることが判
った。
大駿斑土立 本実験例においては、実験例３９で用いた構成の装置を
用い、第９表に示す種々の波形及び周波数条件のバイア
ス電圧をバイアス印加前１３０３に印加させたときのマ
イクロ波プラズマの制御性、プラズマ電位及び膜質への
影響等について検討を行った。なお、マイクロ波プラズ
マ放電条件等は実験例３９と同様とした。
バイアス電圧はファンクション・ジェネレータ（ヒユー
レット・パラカード社製ＨＰ８１１６Ａ）で発生させた
種々の波形出力を精密電力増幅器〈エヌエフ回路ブロッ
ク社製４５００シリーズ及び特注品）にて増幅させたも
の、又は自作の整流回路装置にて出力させたものを同軸
ケーブルを介して、バイアス印加前１３０３に印加させ
た。
放電の状況、プラズマ電位の変化率、膜表面観察等によ
り、プラズマ電位の制御性について評価を行った結果を
第９表中に示す。これらの結果より、比較的広い周波数
範囲においてバイアス電圧を印加することによる効果が
認められることが判った。
更に、バイアス電圧の周波数を固定して最大振幅電圧を
種々変化させた場合には、はぼ実験例３９と同様の傾向
、即ち、直流電圧を変化させたときと同様の傾向が認め
られ、特に、最大振幅電圧の増加によりスパーク等の異
常放電の発生頻度が増加した。
これらの結果より、バイアス印加管に直流電圧以外の種
々のバイアス電圧を印加させた場合においても、該バイ
アス電圧を変化させることでプラズマ電位を容易に、安
定して、再現性良く制御できることが判った。
大狼奥土上 本実験例においては、バイアス印加手段を第１３図（Ｂ
）に示した構成に変えた以外は実験例３９と同様の条件
で電流−電圧特性を測定した。
その結果、実験例３９とほぼ同様の結果が得られ、ガス
導入管１３０５とバイアス棒１３０４とが独立に配設さ
れていてもバイアス電圧を変化させることでプラズマ電
位を容易に、安定して、再現性良く制御できることが判
った。
大憩貫工１ 本実験例においては、バイアス印加手段を第１３図（Ｃ
）に示した構成に変えた以外は実験例３９と同様の条件
で電流−電圧特性を測定した。
その結果、スパーク等の異常放電の開始電圧がやや変化
し、その時には特に成膜室内の支持・搬送用リングと帯
状部材との接触部分での異常放電の発生が認められた以
外は、はぼ実験例３９と同様の結果が得られた。ただし
、膜表面が平滑化するバイアス電圧は、実験例３９の場
合と全く逆の極性、即ち、−１０Ｖ乃至−１８０ｖの範
囲であった。勿論、この電圧範囲内においてはプラズマ
は安定していた。
従って、帯状部材にバイアス電圧を印加し、成膜室内に
ガス導入管を兼ねるアース棒１３０５を配設することで
プラズマ電位を容易に、安定して、再現性良く制御でき
ることが判った。
尖腋奥土主 本実験例においては、バイアス印加手段を第１３図（Ｄ
）に示した構成に変え、バイアス棒１３０４には実験例
４１と同様の条件で直流バイアス電圧を印加し、これと
は独立にバイアス棒１３０６にはバイアス棒１３０４に
印加した直流電圧１／４の電圧を印加したときのマイク
ロ波プラズマの制御性、プラズマ電位及び膜質への影響
等について検討を行った。なお、マイクロ波プラズマ放
電条件等は実験例３９と同様とした。
その結果、スパーク等の異常放電の発生頻度が減少し、
プラズマの安定性が向上した以外はほぼ実験例３９と同
様の結果が得られた。
従って、成膜室内に複数のバイアス棒を配設し、夫々独
立にバイアス電圧を印加させることで、プラズマ電位を
容易に、安定して再現性よく制御できることが判った。
失致班土工 本実験例においては、実験例４３にてバイアスｆ！＋１
３０４に印加するバイアス電圧を直流電圧に変えて、実
験例４０で実施したのと同様の種々の波形及び周波数の
バイアス電圧を印加させたときのマイクロ波プラズマの
制御性、プラズマ電位及び膜質への影響等について検討
を行った。なお、マイクロ波プラズマ放電条件等は実験
例３９と同様とした。
その結果、スパーク等の異常放電の発生頻度が減少し、
また、異常放電の開始電圧もやや低下し、プラズマの安
定性が向上した以外はほぼ実験例３９と同様の結果が得
られた。
従って、成膜室内に複数のバイアス棒を配設し、夫々独
立にバイアス電圧を印加させることで、プラズマ電位を
容易に、安定して、再現性よく制御できることが判った
。
大駐員土エユ土工 実験例４１及び４２において、実験例４０で実施したの
と同様のバイアス電圧を印加させた実験を行った所、は
ぼ実験例４１及び４２で得られたのと同様の効果が認め
られた。
止較失駿斑エニ１ 実験例２，７．２１及び２５において、第２表に示した
マイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変えず
第１０表に示すように圧力のみを種々変化させて、その
時のプラズマの状態を安定性、均−性等の観点で評価し
た。評価について、最も安定した状態が得られた場合を
◎、やや安定性、均一性に欠けるものの実用上問題のな
い場合を○、安定性、均一性に欠は実用上問題のある場
合を△、全く放電をしなかったり、異常放電等があって
実用的でない場合を×としてそれぞれランクづけし、第
９表中にそれらの評価結果を示した。
これらかられかるように、比較的広い圧力範囲において
安定して、均一なマイクロ波プラズマが形成されること
がわかる。
なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、１５ｍ／ｓ＋ｉｎの搬送速度で搬送している時で
も特に変化は認められなかった。
六　　　８〜１１ 実験例２，７．２１及び２５において、第２表に示した
マイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変えず
第１１表に示すようにマイクロ波電力のみを種々変化さ
せて、その時のプラズマの状態を安定性、均−性等の観
点で評価し、最も安定した状態が得られた場合を◎、や
や安定性、均一性に欠けるものの実用上問題のない場合
をＯ１安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合を△
、全く放電をしなかったり、異常放電等があって実用的
でない場合を×としてランクづけし、第１１表中にそれ
らの評価結果を示した。
これらかられかるように、比較的広いマイクロ波電力範
囲において安定して、均一なマイクロ波プラズマが形成
されることがわかる。
なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、ｌ、　５　ｍ　／ｌ１ｉｎの搬送速度で搬送して
いる時でも特に変化は認められなかった。
・　　　１２〜１５ 実験例２．７．２１及び２５において、第２表に示した
マイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変えず
第１２表に示すようにＬｌ、Ｌｌのみを種々変化させて
、その時のプラズマの状態を安定性、均−性等の観点で
評価し、最も安定した状態が得られた場合を◎、やや安
定性、均一性に欠けるものの実用上問題のない場合を○
、安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合をΔ、全
く放電をしなかったり、異常放電等があって実用的でな
い場合を×としてランクづけし、第１２表中にそれらの
評価結果を示した。
これらかられかるように、Ｌ＋、Ｌｘの少なくとも一方
がマイクロ波の波長の１／４波長よりも大きい場合には
マイクロ波プラズマがチラついたり、マイクロ波の漏れ
が大きくなるが、いずれも１／４波長以下である場合に
おいては安定して、均一なマイクロ波プラズマが形成さ
れることがわかる。
なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、Ｉ、　５　ｍ　／＋ｗｉｎの搬送速度で搬送して
いる時でも特に変化は認められなかった。
″　　　１６〜１９ 実験例２．７．２１及び２５において、第２表に示した
マイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変えず
第１３表に示すようにり、のみを種々変化させて、その
時のプラズマの状態を安定性、均−性等の観点で評価し
、最も安定した状態が得られた場合を◎、やや安定性、
均一性に欠けるものの実用上問題のない場合を○、安定
性、均一性に欠は実用上問題のある場合をΔ、全く放電
をしなかったり、異常放電等があって実用的でない場合
を×としてランクづけし、第１３表中にそれらの評価結
果を示した。
これらかられかるように、Ｌ、がマイクロ波の波長の１
／２波長以下では放電が不安定となるが、１／２波長以
上においては安定して、均一なマイクロ波プラズマが形
成されることがわかる。
ただし、Ｌ＋、Ｌよを１／４波長よりも大きく且つ、Ｌ
、が大きすぎる場合には、マイクロ波の漏れが大きく、
放電も不安定であった。
なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、１５　ｍ　／ｗｉｎの搬送速度で搬送している時
でも特に変化は認められなかった。
″　　　２０〜２３ 実験例２，７．２１及び２５において、第２表に示した
マイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変えず
第１４表に示すように湾曲形状の内直径のみを種々変化
させて、その時のプラズマの状態を安定性、均−性等の
観点で評価し、最も安定した状態が得られた場合を◎、
やや安定性、均一性に欠けるものの実用上問題のない場
合を○、安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合を
△、全く放電をしなかったり、異常放電等があって実用
的でない場合を×としてランクづけし、第１４表中にそ
れらの評価結果を示した。
これらかられかるように、比較的大きな内直径まで安定
して、均一なマイクロ波プラズマが形成されることがわ
かる。
なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、１５ｍ／１ｌｉｎの搬送速度で搬送している時で
も特に変化は認められながった。
′　　　２４〜２７ 実験例１１，１８．３０及び３７において、第４表に示
したマイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変
えず第１５表に示すように圧力のみを種々変化させて、
その時のプラズマの状態を安定性、均−性等の観点で評
価し、最も安定した状態が得られた場合を◎、やや安定
性、均一性に欠けるものの実用上問題のない場合を○、
安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合を△、全く
放電をしなかったり、異常放電等があって実用的でない
場合を×としてランクづけし、第１５表中にそれらの評
価結果を示した。
これらかられかるように、比較的広い圧力範囲において
安定して、均一なマイクロ波プラズマが形成されること
がわかる。
なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、１５　ｍ　／糟ｉｎの搬送速度で搬送している時
でも特に変化は認められなかった。
六　　　　　　　　２８〜３１ 実験例１１，１８．３０及び３７において、第４表に示
したマイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変
えず第１６表に示すようにマイクロ波電力のみを種々変
化させて、その時のプラズマの状態を安定性、均−性等
の観点で評価し、最も安定した状態が得られた場合を◎
、やや安定性、均一性に欠けるものの実用上問題のない
場合を○、安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合
をΔ、全く放電をしなかったり、異常放電等があって実
用的でない場合を×としてランクつけし、第１６表中に
それらの評価結果を示した。
これらかられかるように、比較的広いマイクロ波電力範
囲において安定して、均一なマイクロ波プラズマが形成
されることがわかる。
なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、１５　ｍ　／ｗｉｎの搬送速度で搬送している時
でも特に変化は認められなかった。
六　　　　　　　　　３２〜３５ 実験例１１，１８．３０及び３７において、第４表に示
したマイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変
えず第１７表に示すようにり、のみを種々変化させて、
その時のプラズマの状態を安定性、均−性等の観点で評
価し、最も安定した状態が得られた場合を◎、やや安定
性、均一性に欠けるものの実用上問題のない場合を○、
安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合を△、全く
放電をしなかったり、異常放電等があって実用的でない
場合を×としてランクづけし、第１７表中にそれらの評
価結果を示した。
これらかられかるように、Ｌ４がマイクロ波の波長のほ
ぼ１／２波長以下の範囲において安定して、均一なマイ
クロ波プラズマが形成されることがわかる。
なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、１５ｍ／ｓｉｎの搬送速度で搬送している時でも
特に変化は認められなかった。
３６〜３９ 実験例１１，１８．３０及び３７において、第４表に示
したマイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変
えず第１８表に示すように湾曲形状の内直径のみを種々
変化させて、その時のプラズマの状態を安定性、均−性
等の観点で評価し、最も安定した状態が得られた場合を
◎、やや安定性、均一性に欠けるものの実用上問題のな
い場合を○、安定性、均一性に欠は実用上問題のある場
合を△、全く放電をしなかったり、異常放電等があって
実用的でない場合をＸとしてランクづけし、第１８表中
にそれらの評価結果を示した。
これらかられかるように、内直径が分離手段の直径のほ
ぼ５倍の寸法までの範囲において安定して、均一なマイ
クロ波プラズマが形成されることがわかる。
なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、１５ｍ／ｗｉｎの搬送速度で搬送している時でも
特に変化は認められなかった。
ｆ″　　　４０〜４３ 実験例Ｉ及び４０において、マイクロ波領域閉じ込め用
のパンチングボードを５ＵＳ３１６Ｌ製の薄板の表面に
アルミナ溶射を行ったものに変えた以外は、他の放電条
件は変えず、プラズマの安定性等について同様の評価を
行ったところ、いずれも特に差異は認められなかった。
尖駿猪果坐量叉 本発明の方法及び装置において、マイクロ波プラズマの
安定性、均−性等は、例えばマイクロ波アプリケーター
の種類及び形状、成膜時の成膜室内の圧力、マイクロ波
電力、マイクロ波プラズマの閉じ込めの程度、放電空間
の体積及び形状等種々のパラメーターが複雑にからみ合
って維持されているので、単一のパラメーターのみで最
適条件を求めるのは困難であるが、本実験結果より、お
およそ次のような傾向及び条件範囲が判った。
圧力に関しては、好ましくは１〜３　ｍ　Ｔｏｒｒ乃至
２００〜５００ｍＴｏｒｒ　、より好ましくは３〜１０
ｍＴｏｒｒ乃至１００〜２００ｍＴｏｒｒであることが
判った。マイクロ波電力に関しては、好ましくは３００
〜７００Ｗ乃至３０００〜５０００Ｗ、より好ましくは
３００〜７００Ｗ乃至１５００〜３０００Ｗであること
が判った。更に、湾曲形状の内直径に関しては、分離手
段の外周壁のマイクロ波プラズマ領域に曝される長さの
好ましくは５倍程度、より好ましくは４倍程度の範囲に
条件設定されることによってほぼ安定して、均一なマイ
クロ波プラズマが維持されることが判った。
また、マイクロ波プラズマ領域からのマイクロ波エネル
ギーの漏れ量が大きくなるとプラズマの安定性を欠くこ
とが判り、帯状部材の湾曲端及び分離手段のいずれかで
形成される隙間は好ましくはマイクロ波の１／２波長以
下、より好ましくは１／４波長以下に設定されることが
望ましいことが判った。
更に、本発明の方法及び装置において、マイクロ波プラ
ズマのプラズマ電位を制御するには、プラズマの閉じ込
められた成膜室内にバイアス電圧印加手段を設け、該バ
イアス印加手段に種々の直流電圧、又は脈流、交流電圧
にて種々の波形、周波数、及び最大振幅電圧のバイアス
電圧を印加させることが望ましいことが判った。また、
前記バイアス電圧印加手段はガス導入管を兼ねても良く
、あるいはガス導入管とは別に設けられたバイアス棒で
も良いことが判った。そして、前記帯状部材にバイアス
電圧を印加させてもほぼ同様にプラズマ電位の制御がで
きることが判った。前記バイアス電圧が直流電圧である
場合には、膜特性の改善を図る目安としてその電圧を好
ましくは＋ＩＯＶ乃至＋２００ｖとするのが望ましいこ
とが判った。
以下、前述の〔実験〕により判明した事実をもとに本発
明の方法及び装置について更に詳しく説明する。
本発明の方法において、前記移動する帯状部材の中途に
おいて、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段とを
用いて前記帯状部材を湾曲させて形成される柱状の成膜
空間の側壁の大部分は、前記移動する帯状部材で形成さ
れるが、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成
手段との間には前記帯状部材の長手方向に間隙が残され
るようにする。
本発明の方法において、前記成膜空間の内壁面は、所望
の電流密度のバイアス電流が流れるのに必要な導電性を
有することが望ましい、そのためにはまず、前記帯状部
材は導電性の材料で構成されることが好ましいが、少な
くとも前記成膜空間に向いている側の面に導電処理が施
されていることが必要である。
本発明の方法において、前記マイクロ波プラズマのプラ
ズマ電位を制御するには、バイアス印加手段を前記成膜
空間内に生起するプラズマに少なくともその一部分が接
するように配設するのが望ましい、前記バイアス印加手
段は成膜空間内に堆積膜形成用原料ガスを導入するため
のガス供給手段を兼ねても良く、又、前記ガス供給手段
とは別に設けられた単数本又は複数本のバイアス捧であ
っても良い。
前者の場合においては、バイアス電圧がガス供給手段を
介して原料ガスボンへ、流量制御系、配管等のいわゆる
ガス供給系に印加されて感電、制御系の破損等の事故が
発生しないように、該ガス供給系とバイアス電圧の印加
される前記ガス供給とはその中途において絶縁分離され
ていることが望ましい、そして、その絶縁分離される位
置は前記成膜空間に近接していることが好ましい。
前記ガス供給手段を兼ねるバイアス印加手段が前記マイ
クロ波プラズマに接する少なくとも一部には、前記バイ
アス電圧が印加されるように導電処理が施されているこ
とが望ましいが、プラズマ加熱等により変形、破損、溶
断等が発生しないようにその材質は配慮される必要があ
る。具体的には高融点金属又は高融点セラミックスの上
に高融点金属をコーティング処理して構成するようにす
ることか望ましい。
また、前記ガス供給手段を兼ねるバイアス印加手段が前
記成膜空間内に配設される位置は、前記マイクロ波プラ
ズマがほぼ均一な導体として作用しているが故、前記マ
イクロ波プラズマに接して配設されている限り特に限定
されないが、異常放電の発生等を抑える上で前記帯状部
材の内表面からは好ましくは１０ｍ以上、より好ましく
は２０ｎ以上翻して配設するのが望ましい。
一方、後者の場合においては、前記バイアス棒を構成す
る材質及びその配設される位置等については前述のバイ
アス印加手段がガス供給手段を兼ねる場合と同様に配慮
される。ただし、前記ガス供給手段は誘電体で構成させ
ることが、異常放電の発生の抑制や、均一なプラズマ電
位を前記成膜空間内で形成させる上で好ましいが、バイ
アス印加電圧が比較的低い場合等においては、特にその
材質については制限されることはない。
本発明の方法において、前記バイアス棒又はガス供給手
段を兼ねるバイアス印加手段が単数本配設される場合に
は、バイアス電圧として直流、脈流及び交流電圧を単独
又は夫々を重畳させて印加させることが望ましく、前記
バイアス棒が複数本配設される場合には、夫々に同電圧
又は異なる電圧の直流電圧を印加させても良く、又、直
流、脈流及び交流電圧のそれぞれを単独又は重畳させて
印加させても良い、複数種のバイアス電圧を印加させる
ことにより、プラズマ電位の制御範囲が広がるばかりで
なく、プラズマの安定性、再現性及び膜特性の向上、欠
陥の発生の抑制等が図られる。
前記交流電圧としては、好ましくは正弦波、方形波、三
角波、パルス波、及びこれらを重畳させた波形等を挙げ
ることができる。又、脈流電圧としては、好ましくは前
記交流電圧を半波整流又は全波整流した波形、及びラン
プ波等を挙げることができる。更に、前記バイアス電圧
の直流電圧又は最大振幅電圧は、形成される堆積膜の膜
特性及び欠陥の発生率等との兼ね合いにて適宜設定され
るが、プラズマの生起開始時から堆積膜の形成開始及び
終了時までの間において一定に保たれていても良いが、
形成される堆積膜の特性制御や欠陥発生の抑制を図る上
で連続的又は適宜の周期で変化させることが好ましい、
特に、スパーク等の異常放電が発生した場合には、バイ
アス電圧の急激な変動が起こるので、電気的にこれを検
知し、直ちにバイアス電圧を低下させるか、又は−時中
断させて、再び所定のバイアス電圧に復帰させることが
、堆積膜の欠陥発生等を抑制する上で好ましい、勿論、
これらの工程は手動にて行っても良いが、自動制御回路
をバイアス印加手段の制御回路中に設けることが堆積膜
の歩留り向上の上で好ましい。
本発明の方法において、前記バイアス印加手段は前記帯
状部材を兼ねても良い、この場合には、前記成膜空間内
に接地電極を設けるようにする。
そして、前記接地電極は前記ガス供給手段を兼ねても良
い。
本発明の方法において、前記帯状部材は導電性材料、又
は、絶縁性材料の表面に導電性処理を施したもので構成
するようにするが、少なくとも堆積膜形成時に前記帯状
部材が加熱保持される温度において、十分な電流密度が
確保される導電率を有する材料にて構成されることが必
要である。具体的にはいわゆる金属、半導体等を挙げる
ことができる。また、前記帯状部材上には素子分離の工
程を容易にさせる等の目的で一部ｍ縁性部材で構成され
る領域を設けておいても良い、一方、前記絶縁性部材で
構成される領域の面積が大きい場合には、その領域にお
いてはプラズマ電位を制御された堆積膜の形成は行われ
ないが、微小面積である場合には導電性部材上に形成さ
れる膜とほぼ同じ特性を有する膜が形成される。
そして、本発明の方法において、前記柱状の成膜空間内
にてマイクロ波プラズマを均一に生起させるには、前記
帯状部材の幅方向に均一にマイクロ波エネルギーを放射
又は伝達し得るマイクロ波アプリケーター手段を、前記
柱状の成膜空間内の両端面のいずれか一方より、前記帯
状部材の幅方向とほぼ平行に突入させるか、又は、前記
湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成手段との間に
長手方向に残された間隙とほぼ平行に近接させて配設す
るのが望ましい、前記マイクロ波アプリケーター手段か
らはマイクロ波の進行方向に対して垂直な一方向に指向
性をもたせてマイクロ波エネルギーが放射又は伝達させ
るようにするが、いずれの場合においても、前記柱状の
成膜空間内に放射又は伝達されたマイクロ波エネルギー
は前記側壁を構成する帯状部材にて反射、散乱され前記
成膜空間内に一様に充満し、同時にガス供給手段にて導
入された堆積膜形成用原料ガスに効率よく吸収されるた
め、均一なマイクロ波プラズマを形成させることができ
る。
ただし、前記マイクロ波プラズマを安定して、再現性良
く生起させるためには、前記成膜空間内にマイクロ波エ
ネルギーを効率よく放射又は伝達させ、且つマイクロ波
エネルギーが前記成膜空間内からの漏洩が生じないよう
に配慮する必要がある。
たとえば、前者の場合においては、前記アプリケーター
手段の突入されていない一方の端面及び前記帯状部材の
湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段との間に前記
帯状部材の長手方向に残された間隙等からのマイクロ波
エネルギーの漏洩がないようにすることが必要であり、
前記端面及び前記間隙等を導電性部材で密封したり、穴
径が用いるマイクロ波の波長の好ましくは１／２波長以
下、より好ましくは１７４波長以下の金網、パンチング
ボードなとで覆うことが望ましい。
前記成膜空間内にマイクロ波アプリケーター手段を突入
させるにあたり、該マイクロ波アプリケーター手段は前
記側壁からほぼ等距離の位置に配設されることが望まし
いが、前記側壁の湾曲形状が非対称である場合等におい
ては特に配設される位置は制限されることはない。
また、後者の場合においては、マイクロ波エネルギーが
前記マイクロ波アプリケ−クー手段から指向性をもって
放射又は伝達される方向は、前記帯状部材の湾曲開始端
形成手段と湾曲終了端形成手段との間に残された間隙に
向いていることが必要である。そして、マイクロ波エネ
ルギーを効率良く前記柱状の成膜空間内に放射又は伝達
せしめるには、前記湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形
成手段との間に残された間隙の前記帯状部材の長手方向
の開口幅の最小の寸法はマイクロ波の波長の好ましくは
１／４波長以上、より好ましくは１／２波長以上とする
のが望ましい。
また、前記間隙と前記マイクロ波アプリケーター手段が
配設される間隔を大きくしすぎた場合には前記成膜空間
内へのマイクロ波エネルギーの放射又は伝達量が減少す
ると共に、放射又は伝達されたマイクロ波エネルギーの
閉じ込めが不十分となる場合がある。
ただし、前記マイクロ波エネルギーの放射又は伝達方向
と前記開口幅、及び前記間隙と前記マイクロ波アプリケ
ーター手段との間隔とは前記柱状の成膜空間内へマイク
ロ波エネルギーを効率良く供給する上で重要な意味を持
っているが相互に関係しあっているので最も効率が上げ
られるように適宜調整、配置するのが好ましい。
なお、前記柱状の成膜空間の両端面からはマイクロ波の
漏洩がないように導電性部材で密封したり、穴径が用い
るマイクロ波の波長の好ましくは１／２波長以下、より
好ましくは１／４波長以下の金網、パンチングボード等
で覆うことが望ましい。
本発明の方法において、前記移動する帯状部材を前記湾
曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段とを用いて湾曲
させて形成される柱状の成膜空間の両端面の形状として
は、前記成膜空間内に放射又は伝達されたマイクロ波エ
ネルギーがほぼ均一に該成膜空間内に充満するようにさ
れるのが好ましく、円形状、楕円形状、方形状、多角形
状に類似する形であってほぼ対称な形で比較的滑らかな
湾曲形状であることが望ましい、勿論、前記湾曲開始端
形成手段と前記湾曲終了端形成手段との間に前記帯状部
材の長手方向に残された間隙部分においては、前記端面
形状は不連続となる場合がある。
本発明の方法において、前記湾曲開始端形成手段と湾曲
終了端形成手段とは前記移動する帯状部材の長手方向に
少なくとも２ケ所配設され、前記帯状部材を湾曲せしめ
、該湾曲した帯状部材を側壁とした柱状の成膜空間が形
成される。湾曲形状は、その中で生起されるマイクロ波
プラズマの安定性、均一性を保つ上で常に一定の形状が
保たれることが好ましく、前記帯状部材は前記湾曲開始
端形成手段及び前記湾曲終了端形成手段によってシワ、
たるみ、横ずれ等が生ぜぬように支持されるのが望まし
い、そして、前記湾曲開始端形成手段及び前記湾曲終了
端形成手段に加えて、湾曲形状を保持するための支持手
段を設けても良い。具体的には前記湾曲した帯状部材の
内側又は外側に所望の湾曲形状を連続的に保持するため
の支持手段を設ければ良い、前記湾曲した帯状部材の内
側に前記支持手段を設ける場合には、堆積膜の形成され
る面に対して接触する部分をできるだけ少なくするよう
に配慮する０例えば、前記帯状部材の両端部分に前記支
持手段を設けるのが好ましい。
前記帯状部材としては、前記湾曲形状を連続的に形成で
きる柔軟性を有するものを用い、湾曲開始端、湾曲終了
端及び中途の湾曲部分においては滑らかな形状を形成さ
せることが望ましい。
前記成膜空間内にガス供給手段により導入された堆積膜
形成用原料ガスは、効率良く前記成膜空間外に排気され
前記成膜空間内は前記マイクロ波プラズマが均一に生起
される程度の圧力に保たれるようにするが、特にその排
気される方向について制限はない。しかし、その排気孔
においては、その箇所からのマイクロ波の漏洩がなく、
且つ、原料ガスの排気は効率良くなされるように配慮さ
れる必要がある。勿論、複数の排気孔より原料ガスの排
気がなされる場合には、前記成膜空間内でのガスの拡散
、波型等がほぼ均一になされるようにするのが好ましく
、排気孔の数を制限したりしても良い。
前記柱状の成膜空間内においてマイクロ波プラズマを均
一に安定して生起、維持させるためには、前記成膜空間
の形状及び容積、前記成膜空間内に導入する原料ガスの
種類及び流量、前記成膜空間内の圧力、前記成膜空間内
へ放射又は伝達されるマイクロ波エネルギー量、マイク
ロ波の整合、及びバイアス印加電圧等について各々最適
な条件があるものの、これらのパラメーターは相互に有
機的に結びついており、−概に定義されるものではなく
、適宜好ましい条件を設定するのが望ましい。
本発明の方法によれば、帯状部材を側壁とした成膜空間
を形成し、且つ、該成膜空間の側壁を構成する前記帯状
部材を連続的に移動せしめると共に、前記成膜空間の側
壁を構成する帯状部材の幅方向に対して均一にマイクロ
波エネルギーを放射又は伝達せしめるマイクロ波アプリ
ケーター手段を具備させ、マイクロ波プラズマの生起・
維持条件及びバイアス印加条件を調整、最適化すること
によって、大面積にわたって高品質の機能性堆積膜を連
続して、均−性及び再現性良く形成することができる。
また、本発明の方法によれば、プラズマ電位を適宜制御
することによって、所望の特性を有し、欠陥の少ない高
品質の機能性堆積膜を連続して効率良く高い歩留りで形
成することができる。
本発明の方法が従来の堆積膜形成方法から客観的に区別
される点は、成膜空間を柱状とし、その側壁が連続的に
移動しつつ、構造材としての機能を果たし、且つ、堆積
膜形成用の支持体をも兼ねるようにした点にある。
ここで、構造材としての機能とは、特に、成膜用の雰囲
気空間すなわち成膜空間と成膜用には関与しない雰囲気
空間とを物理的、化学的に隔離する機能であって、具体
的には、例えば、ガス組成及びその状態の異なる雰囲気
を形成したり、ガスの流れる方向を制限したり、更には
、圧力差の異なる雰囲気を形成したりする機能を意味す
るものである。
即ち、本発明の方法は、前記帯状部材を湾曲させて柱状
の成膜空間の側壁を形成し、他の残された壁面、すなわ
ち両端面及び前記側壁の一部に残された間隙のうちのい
ずれかの箇所より、堆積膜形成用の原料ガス及びマイク
ロ波エネルギーを前記成膜空間内に供給し、また、排気
させることによって、マイクロ波プラズマを前記成膜空
間内に閉じ込め、前記側壁を構成する帯状部材上に機能
性堆積膜を形成せしめるものであり、前記帯状部材その
ものが成膜空間を成膜用には関与しない外部雰囲気空間
から隔離するための構造材としての重要な機能を果たし
ているとともに、堆積膜形成用の支持体として用いるこ
ともできる。
従って、前記帯状部材を側壁として構成される成膜空間
の外部の雰囲気は、前記成膜空間内とは、ガス組成及び
その状態、圧力等について相当異なる状態となっている
。
一方、従来の堆積膜形成方法においては堆積膜形成用の
支持体は、堆積膜を形成するための成膜空間内に配設さ
れ、専ら、該成膜空間にて生成する例えば堆積膜形成用
の前駆体等を堆積させる部材としてのみ機能するもので
あり、本発明の方法におけるように前記成膜空間を構成
する構造材として機能させるものではない。
また、従来法であるＲＦプラズマＣＶＤ法、スパッタリ
ング法等においては、前記堆積膜形威用の基板又は支持
体は放電の生起、維持のための電極を兼ねることはある
がプラズマの閉じ込めは不十分であり、成膜用には関与
しない外部雰囲気空間との隔離は不十分であって、構造
材として機能しているとは言い難い。
一方、本発明の方法は、機能性堆積膜形成用の支持体と
して機能し得る帯状部材を前記成膜空間の側壁として用
い、前記構造材としての機能を発揮せしめると共に、前
記帯状部材上への機能性堆積膜の連続形成をも可能にす
るものである。
本発明の方法において、前記帯状部材を用いて柱状の成
膜空間の側壁を形成し、該柱状の成膜空間内にマイクロ
波エネルギーを前記帯状部材の幅方向に均一に放射又は
伝達させて、前記柱状の成膜空間内にマイクロ波を閉じ
込めることによって、マイクロ波エネルギーは効率良く
前記柱状の成膜空間内で消費されて、均一なマイクロ波
プラズマが生起され、形成される堆積膜の均一性も高ま
る。
更には、前記マイクロ波プラズマに曝される側壁を構成
する帯状部材を絶えず連続的に移動させ、前記成膜空間
外へ排出させることによって、前記帯状部材上に、その
移動方向に対して均一性の高い堆積膜を形成することが
できる。
勿論、前記帯状部材が相当幅広のものであっても、前記
マイクロ波アプリケーター手段からのマイクロ波エネル
ギーの放射又は伝達量がその長手方向に均一に保たれる
限り対応できる。
本発明の方法においては、前記帯状部材で成膜空間を形
成し、該成膜空間内でのみ堆積膜を形成せしめるように
、前記成膜空間外におけるガス組成及びその状態は前記
成膜空間内とは異なるように条件設定する０例えば、前
記成膜空間外のガス組成については、堆積膜形成には直
接関与しないようなガス雰囲気としても良いし、前記成
膜空間から排出される原料ガスを含んだ雰囲気であって
も良い、また、前記成膜空間内にはマイクロ波プラズマ
が閉じ込められているのは勿論であるが、前記成膜空間
外には前記マイクロ波プラズマが漏洩しないようにする
ことが、プラズマの安定性、再現性の向上や不要な箇所
への膜堆積を防ぐ上でも有効である。具体的には前記成
膜空間の内外で圧力差をつけたり、電離断面積の小さい
いわゆる不活性ガス、Ｈ！ガス等の雰囲気を形成したり
、あるいは、積極的に前記成膜空間内からマイクロ波の
漏洩が起こらないような手段を設けることが有効である
。マイクロ波の漏洩防止手段としては、前記成膜空間の
内外を結ぶ間隙部分を導電性部材で密封したり、穴径が
好ましくは用いるマイクロ波の波長の１／２波長以下、
より好ましくは１／４波長以下の金網、パンチングボー
ドで覆っても良く、また、前記成膜空間の内外を結ぶ間
隙の最大寸法がマイクロ波の波長の好ましくは１／２波
長以下、より好ましくは１／４波長以下とするのが望ま
しい、また、前記成膜空間の外部の圧力を前記成膜空間
内の圧力に比較して非常に低く設定するか又は逆に高く
設定することによっても、前記成膜空間外でマイクロ波
プラズマが生起しないような条件設定ができる。
このように、前記帯状部材に成膜空間を構成する構造材
としての機能をもたせることに、本発明の方法の特徴が
あり、従来の堆積膜形成方法とは区別され、更に多大な
効果をもたらす。
本発明の方法において、前記マイクロ波アプリケーター
手段から用いる帯状部材の幅方向の長さに対して少なく
ともほぼ均一にマイクロ波の進行方向に対して垂直な一
方向に指向性をもたせてマイクロ波エネルギーを放射又
は伝達させるには漏れ液式又は遅波回路式のうちいずれ
かの方式が好適に採用される。いずれの方式においても
マイクロ波の放射又は伝達量はマイクロ波の進行方向に
対して均一となるように配慮する。また、前記マイクロ
波アプリケーター手段は、前記成膜空間内に生起するマ
イクロ波プラズマから、マイクロ波透過性部材にて分離
する。こうすることによって、前記マイクロ波アプリケ
ーター手段から放射又は伝達されるマイクロ波エネルギ
ーは外部環境の変化によらずその長手方向に均一に保た
れる０例えば、前記分離手段の外周壁土に堆積膜が堆積
しマイクロ波の絶対透過量が変化するような場合におい
ても、少なくとも長手方向でのマイクロ波プラズマの均
一性は保たれるわけであり、更に、前記分離手段を均一
に効率良く冷却できる構造とすることによって局部的な
マイクロ波のｉ３ｉ！の不均一性をも回避できる。また
、前記分離手段の冷却さえ十分に行われるならば、相当
の高パワープロセスにも対応できる方法となる。
以下、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の構成及
び特徴点について更に詳細に順を追って記載する。
本発明の装置によれば、マイクロ波プラズマ領域を移動
しつつある帯状部材で閉じ込めることにより、前記マイ
クロ波プラズマ領域内で生成した堆積膜形成に寄与する
前駆体を高い収率で帯状部材上に捕獲し、更には堆積膜
を連続して帯状部材上に形成できるため、堆積膜形成用
原料ガスの利用効率を飛躍的に高めることができる。
更には、本発明のマイクロ波アプリケーター手段を用い
ることにより、前記マイクロ波アプリケーター手段の長
手方向に生起するマイクロ波プラズマの均一性が高めら
れているため、前記帯状部材の幅方向に形成される堆積
膜の均一性が優れているのは勿論のこと、前記帯状部材
を前記マイクロ波アプリケーター手段の長手方向に対し
てほぼ垂直方向に連続的に搬送することにより、前記帯
状基体の長手方向に形成される堆積膜の均一性にも優れ
たものとなる。
また、本発明の装置によれば、連続して安定に均一性良
く放電が維持できるため、長尺の帯状部材上に連続して
、安定した特性の機能性堆積膜を堆積形成でき、界面特
性の優れた積層デバイスを作製することができる。
また、本発明のマイクロ波アプリケーター手段を用い、
その孔径や開口率を種々変化させることにより、長手方
向に亘って均一性の高いマイクロ波プラズマを生起させ
ることができる。
更には、本発明の装置によれば、バイアス印加手段に適
宜のバイアス電圧を単独又は重畳させて印加させること
により、所望のプラズマ電位を制御することができる。
そして、そのことにより、高品質で欠陥の少ない機能性
堆積膜を連続して効率良く、高い歩留りで再現性良く形
成することができる。
本発明の装置において、前記帯状部材を構造材として機
能させるにあたり、前記成膜室の外部は大気であっても
良いが、前記成膜室内への大気の流入によって、形成さ
れる機能性堆積膜の特性に影響を及ぼす場合には適宜の
大気流入防止手段を設ければ良い、具体的にはＯリング
、ガスケット、ヘリコツレックス、磁性流体等を用いた
機械的封止構造とするか、又は、形成される堆積膜の特
性に影響が少ないかあるいは効果的な希釈ガス雰囲気、
又は適宜の真空雰囲気を形成するための隔離容器を周囲
に配設することが望ましい、前記機械的封止構造とする
場合には、前記帯状部材が連続的に移動しなから封止状
態を維持できるように特別配慮される必要がある０本発
明の装置と他の複数の堆積膜形成手段を連結させて、前
記帯状部材上に連続して堆積膜を積層させる場合には、
ガスゲート手段等を用いて各装置を連結させるのが望ま
しい、また、本発明の装置のみを複数連結させる場合に
は、各装置において成膜室は独立した成膜雰囲気となっ
ているため、前記隔離容器は単一でも良いし、各々の装
置に設けても良い。
本発明の装置において、前記ｒＩｉ、Ｍ４室の外部の圧
力は減圧状態でも加圧状態でも良いが、前記成膜室内と
の圧力差によって前記帯状部材が大きく変形するような
場合には適宜の補助構造材を前記成膜室内に配設すれば
良い、該補助構造材としては、前記成膜室の側壁とほぼ
同一の形状を、適宜の強度を有する金属、セラミックス
又は強化樹脂等でＩ１１威される線材、薄板等で形成し
たものであることが望ましい、また、該補助構造材の前
記マイクロ波プラズマに曝されない側の面に対向する前
記帯状部材上は、実質的に該補助構造材の影となる故堆
積膜の形成はほとんどなされないので前記補助構造材の
前記帯状部材上への投影面積は可能な限り小さくなるよ
うに設計されるのが望ましい。
また、該補助構造材を前記帯状部材に密着させ、且つ前
記帯状部材の搬送速度に同期させて回転又は移動させる
ことにより、前記補助構造材上に施されたメンシェパタ
ーン等を前記帯状部材上に形成させることもできる。
本発明の装置において好適に用いられる帯状部材の材質
としては、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による機能性堆
積膜形成時に必要とされる温度において変形、歪みが少
なく、所望の強度を有するものであることが好ましく、
具体的にはステンレススチール、アルミニウム及びその
合金、鉄及びその合金、銅及びその合金等の金属の薄板
及びその複合体、及びそれらの表面に異種材質の金属薄
膜をスバフタ法、蒸着法、鍍金法等により表面コーティ
ング処理を行ったもの、又、ポリイミド、ボリア壽ド、
ポリエチレンテレフタレート、エポキシ等の耐熱性樹脂
性シート又はこれらとガラスファイバー、カーボンファ
イバー、ホウ素ファイバー、金属繊維等との複合体の表
面に金属単体又は合金、及び透明導電性酸化物（ＴＣＯ
）等を鍍金、蒸着、スパッタ、塗布等の方法で導電性処
理を行ったものが挙げられる。また、前述の構成の帯状
部材の導電性処理面上にＳ　ｉＯｘ　＋５ｉｉＮ４＊Ａ
１□０２．ＡＩＮ、及び前述の耐熱性樹脂等の絶縁性薄
膜を一部形成させたものを用いることもできる。
また、前記帯状部材の厚さとしては、前記搬送手段によ
る搬送時に形成される湾曲形状が維持される強度を発揮
する範囲内であれば、コスト、収納スペース等を考慮し
て可能な限り薄い方が望ましい、具体的には、好ましく
は０．０Ｉｎ乃至５ｆｉ、より好ましくは０．０２關乃
至２ａｓ、最適には０．０５ｎ乃至１ｕであることが望
ましいが、比較的金属等の薄板を用いた方が厚さを薄く
しても所望の強度が得られやすい、前記帯状部材の幅寸
法については、本発明のマイクロ波アプリケーター手段
を用いる限りその長手方向に対するマイクロ波プラズマ
の均一性が保たれるので特に制限はないが、前記湾曲形
状が維持される程度であることが好ましく、具体的には
好ましくは５ｃｍ乃至２００ｃｍ、より好ましくはＬｏ
ａｍ乃至１５０ｃｍであることが望ましい。
更に、前記帯状部材の長さについては、特に制限される
ことはなく、ロール状に巻き取られる程度の長さであっ
ても良く、長尺のものを溶接等によって更に長尺化した
ものであっても良い。
本発明の装置において、前記帯状部材を連続的に湾曲さ
せながら支持・搬送する手段としては、搬送時に前記帯
状部材がたるみ、シワ、横ズレ等を生ずることなく、そ
の湾曲した形状を一定に保つことが必要である０例えば
、所望の湾曲形状を有する支持・搬送用リングを少なく
とも一対設け、該支持・搬送用リングにて前記帯状部材
の好ましくは両端を支持し、またその形状に沿わせて湾
曲させ、更に前記帯状部材の長手方向に設けられた少な
くとも一対の湾曲開始端形成手段及び湾曲終了端形成手
段としての支持・搬送用ローラーにて絞り込み、はぼ柱
状に湾曲させ、更に前記支持・搬送用リング及び支持・
搬送用ローラーの少なくとも一方に駆動力を与えて、湾
曲形状を維持しつつ前記帯状部材をその長手方向に搬送
せしめる。
なお、前記支持・搬送用リングにて前記帯状部材を支持
・搬送する方法としては単なる滑り摩擦のみによっても
良いし、あるいは前記帯状部材にスプロケット穴等の加
工を施し、又前記支持・搬送用リングについてもその周
囲に鋸刃状の突起を設けたいわゆるギア状のものも用い
たりしても良い。
前記支持・搬送用リングの形状については、好ましくは
湾曲形状を形成するにあたり、円形状であることが望ま
しいが、楕円状、方形状、多角形状であっても連続的に
一定してその形状を保つ機構を有するものであれば特に
支障はない、ｖＩｉ送速度を一定に保つことが、前記湾
曲形状にたるみ、シワ、横ズレ等を生せしめることなく
搬送する上で重要なポイントとなる。従って、前記支持
・搬送機構には前記帯状部材の搬送速度の検出機構及び
それによるフィードバックのかけられた搬送速度調整機
構が設けられることが望ましい、また、これらの機構は
半導体デバイスを作製する上での膜厚制御に対しても多
大な効果をもたらす。
また、前記支持・搬送用リングはその目的上プラズマに
曝される程度の差はあれ、マイクロ波プラズマ領域内に
配設されることとなる。従って、マイクロ波プラズマに
対して耐え得る材質、すなわち耐熱性、耐腐食性等に優
れたものであることが望ましく、又、その表面には堆積
膜が付着し、長時間の堆積操作時には該付着膜が剥離、
飛散し、形威しつつある堆積膜上に付着して、堆積膜の
ピンホール等の欠陥発生の原因となり、結果的には作製
される半導体デバイスの特性悪化や歩留り低下の原因と
なるので、前記堆積膜の付着係数が低い材質もしくは付
着しても相当の膜厚まで強い付着力を保持し得る材質及
び表面形状のもので構成されることが望ましい、具体的
材質としては、ステンレススチール、ニッケル、チタン
、バナジウム、タングステン、モリブデン、ニオブ及び
その合金を用いて加工されたもの、またはその表面にア
ルミナ、石英、マグネシア、ジルコニア、窒化ケイ素、
窒化ホウ素、窒化アルミニウム等のセラミックス材料を
溶射法、蒸着法、スバソタ法、イオンブレーティング法
、ＣＶＤ法等によりコーティング処理したもの、または
前記セラミックス材料の単体もしくは複合体で成形加工
したもの等を挙げることができる。また、表面形状とし
ては鏡面加工、凹凸加工等堆積される膜の応力等を考慮
して適宜選択される。
前記支持・搬送用リングに付着した堆積膜は剥離、飛散
等が発生する以前に除去されることが好ましく、真空中
にてドライエンチング又は分解後ウェットエツチング、
ビーズプラスト等の化学的、物理的手法によって除去さ
れることが望ましい。
前記支持・搬送用ローラーは、前記支持・搬送用リング
に比較して前記帯状部材に接触する面積は大きく設計さ
れるので、前記帯状部材との熱交換率は大きい、従って
、該支持・搬送用ローラーで前記帯状部材の温度が極端
に上昇又は低下することのないように適宜温度調整がな
される機構を有するものであることが望ましい、しかる
に、少なくとも一対以上設けられる支持・搬送用ローラ
ーの設定温度が異なるということもあり得る。更に、前
記支持・搬送用ローラーには前記帯状部材の搬送張力検
出機構が内蔵されることも搬送速度を一定に保持する上
で効果的である。
更に、前記支持・搬送用ローラーには前記帯状部材の搬
送時のたわみ、ねじれ、横ずれ等を防ぐためにクラウン
機構が設けられることが好ましい。
本発明において形威される湾曲形状は、前記分離手段に
近接するか、もしくは前記分離手段を包含するように柱
状に形威される。
前記帯状部材を側壁として形威される柱状の成膜室の両
端面の形状としては、はぼ円形状、楕円状、方形状、多
角形状等であって、且つ前記マイクロ波アプリケーター
手段の中心軸に対してほぼ対称形であることが、堆積膜
の均一性を高める上で望ましい、また、前記湾曲部分の
長さはマイクロ波プラズマ領域の体積を決定し、実質的
には前記帯状部材が搬送中に前記マイクロ波プラズマ領
域に曝される時間と相関して形威される堆積膜の膜厚を
決定し、且つ、前記分離手段の前記マイクロ波プラズマ
に曝される周囲長との比において堆積膜形成用原料ガス
の利用効率が決定される。従って、前記湾曲部分の長さ
は前記分離手段の周囲長の好ましくは５倍以内、より好
ましくは４倍以内に設定されることが望ましい、そして
、前記マイクロ波プラズマ領域において、安定したマイ
クロ波プラズマを維持するためのマイクロ波電力密度Ｃ
Ｗ／２”　）は用いられる原料ガスの種類及び流量、圧
力、マイクロ波アプリケ−クーのマイクロ波の放射、伝
達能力、及びマイクロ波プラズマ領域の絶対体積等の相
関によって決まり、−概に定義することは困難である。
本発明の装置において、前記成膜室内で堆積される膜の
膜厚を制御するためには、前記側壁の一部分を覆い隠す
ような基板カバーを挿入させるのが好ましい。
本発明の装置において、前記帯状部材が湾曲して柱状を
形威しなくとも、前記マイクロ波アプリケーターの孔手
段の向いている側に対向して水平又はやや湾曲した形状
で搬送されても特にマイクロ波プラズマの放電条件等に
ついて支障をきたすようなことはない。
前記帯状部材を太陽電池用の基板として用いる場合には
、該帯状部材が金属等の電気導電性である場合には直接
電流取り出し用の電極としても良いし、合成樹脂等の電
気絶縁性である場合には堆積膜の形成される側の表面に
Ａｊ！、Ａｇ、Ｐｔ。
Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ。
Ｃｕ、ステンレス、真ちゅつ、ニクＤム、ＳｎＯ，。
Ｉｎ２Ｏ２，ＺｎＯ，Ｓｎｏｗ　　　ＩｎｔＯｉ（ＩＴ
Ｏ）等のいわゆる金属単体又は合金、及び透明導電性酸
化物（ＴＣＯ）を鍍金、蒸着、スパッタ等の方法であら
かじめ表面処理を行って電流取り出し用の電極を形成し
ておくことが望ましい、また、素子分離の工程を容易に
させる目的で、一部絶縁膜を形成させておいても良い。
勿論、前記帯状部材が金属等の電気導電性のものであっ
ても、長波長光の基板表面上での反射率を向上させたり
、基板材質と堆積膜との間での構成元素の相互拡散を防
止したり短絡防止用の干渉層とする等の目的で異種の金
属層等を前記基板上の堆積膜が形成される側に設けても
良い、又、前記帯状部材が比較的透明であって、該帯状
部材の側から光入射を行う層構成の太陽電池とする場合
には前記透明導電性酸化物や金属薄膜等の導電性薄膜を
あらかしめ堆積形成しておくことが望ましい。
また、前記帯状部材の表面性としてはいわゆる平滑面で
あっても、微小の凹凸面であっても良い。
微小の凹凸面とする場合にはその凹凸形状は球状、円錐
状、角錐状等であって、且つその最大高さ（Ｒｓａｘ）
が好ましくは５００人乃至５０００人とすることにより
、該表面での光反射が乱反射となり、該表面での反射光
の光路長の増大をもたらす。
本発明の装置における前記分離手段は、前記成膜室に近
接又は突入して配設され、前記成膜室内にマイクロ波エ
ネルギーを放射又は伝達するためのマイクロ波アプリケ
ーター手段をその内側に包含する構造を有するものであ
る。従って、前記成膜室内の真空雰囲気と前記マイクロ
波アプリケーター手段の設置されている外気とを分離し
、その内外間に存在している圧力差に耐え得るような構
造に設計される。具体的には、好ましくは円筒形又は半
円筒形であることが望ましく、他に全体的に滑らかな曲
面をもつ形状のものであってもよい。
また、前記分離手段の周壁の厚さは、用いられる材質に
よって多少の差はあるが、概ね好ましくは０．５■乃至
５ｎであることが望ましい、その材質としては、マイク
ロ波アプリケーター手段から放射又は伝達されるマイク
ロ波エネルギーを最小の損失で前記成膜室中へ透過させ
ることができ、また、前記成膜室内への大気の流入が生
しない気密性の優れたものが好ましく、具体的には石英
、アルごす、窒化ケイ素、ベリリア、マグネシア、ジル
コニア、窒化ホウ素、炭化ケイ素等のガラス又はファイ
ンセラごツクス等が挙げられる。
前記分離手段が円筒形又は半円筒形である場合にはその
直径（内径）は、用いられるマイクロ波アプリケーター
手段がその内側に包含され且つ該マイクロ波アプリケー
ター手段が前記分離手段の内周壁に接することがない必
要最低限の寸法に設定されることが望ましい。
また、前記分離手段において、前記マイクロ波アプリケ
ーター手段が挿入される側と反対側の端部にはマイクロ
波閉じ込め手段もしくはダミーロードを設けることが望
ましい。前者の場合においては前記帯状部材の端部から
突出している部分のほとんどを金属、金網等の導電性部
材で覆い、アースすることが好ましく、特に高パワーレ
ベルでマイクロ波の整合に不都合が生しる可能性がある
場合には、後者の手段を設けることが好ましい。
更に、前記分離手段において、前記マイクロ波アプリケ
ーター手段が挿入される側に突出している部分について
も金属、金網等の導電性部材で覆い、前記導波管及び前
記隔離容器等にアースすることが安全上好ましい。
また、前記分離手段はマイクロ波エネルギー及び／又は
プラズマエネルギーによる加熱によって熱劣化（ヒビ割
れ、破壊）等を起こすことを防止するため均一に冷却さ
れることが好ましい。
具体的には、前記冷却手段は前記分離手段の内周面に沿
って流れる空気流であってもよいし、前記分離手段とほ
ぼ相似の形状で、前記分離手段の内部に同心状に形成さ
れた囲いで前記分離手段との間に導管を構成し、該導管
に水、オイル、フレオンのような冷却流体を流すもので
あっても良い。
一方、本発明の円筒形等の前記分離手段は、普通の遅波
回路式マイクロ波アプリケ−クーと一緒に使用してもよ
く、その場合、前記遅波回路式マイクロ波アプリケータ
ーから伝送されるマイクロ波エネルギーはエバネッセン
ト波を介して前記成膜室内に結合するようになっている
。このことにより、薄い肉厚の分離手段を利用し、該分
離手段を充分に低い温度まで冷却することで、比較的高
いパワーのマイクロ波エネルギーを前記成膜室内へ導入
しても、発生する熱によって前記分離手段にひび割れ等
の破壊を生じさせることなく、高電子密度のプラズマを
生起することができる。
また、本発明の装置において、前記分離手段の外周面の
うち少なくともマイクロ波プラズマ領域に接している部
分には、前記帯状部材上と同様膜堆積が起こる。従って
、堆積する膜の種類、特性にもよるが、該堆積膜によっ
て前記マイクロ波アプリケーター手段から放射、伝達さ
れるマイクロ波エネルギーが吸収又は反射等され、前記
帯状部材によって形成される成膜室内へのマイクロ波エ
ネルギーの放射、伝達量が減少し、放電開始直後に比較
して著しくその変化量が増大した場合には、マイクロ波
プラズマの維持そのものが困難になるばかりでなく、形
成される堆積膜の堆積速度の減少や特性等の変化を生じ
ることがある。このような場合には、前記分離手段に堆
積される膜をドライエツチング、ウェットエツチング、
又は機械的方法等により除去すれば初期状態を復元でき
る。
特に、真空状態を維持したまま堆積膜の除去を行う方法
としてはドライエツチングが好適に用いられる。また、
前記分離手段を真空保持のまま回転させ、マイクロ波プ
ラズマに曝された部分をマイクロ波プラズマ領域外へ移
動させ、前記マイクロ波プラズマ領域とは異なる領域で
、堆積した膜を除去し、再びマイクロ波プラズマ領域ま
で回転させて用いるといった連続的手法を採用すること
もできる。更には、前記分離手段の外周面に沿って、該
分離手段とほぼ同等のマイクロ波透過性を有する材質か
らなるシートを連続的に送ることによって、該シートの
表面上に堆積膜を付着、形成させ、前記マイクロ波プラ
ズマ領域外へ排出するといった手法を採用することもで
きる。
本発明におけるマイクロ波アプリケ−クー手段は、マイ
クロ波電源より供給されるマイクロ波エネルギーを前記
成膜室の内部に放射して、前記ガス導入手段から導入さ
れる堆積膜形成用原料ガスをプラズマ化し維持させるこ
とができる構造を有するものである。具体的には、末端
部が開口端となっている導波管が好ましく用いられる。
該導波管としては、具体的には、円形導波管、方形導波
管、楕円導波管等のマイクロ波伝送用導波管を挙げるこ
とができる。ここでは開口端とされることにより前記導
波管の末端部において定在波がたつことを防止できる。
一方、前記導波管の末端部は閉口端であっても特に支障
をきたすことはない。
本発明の装置において、マイクロ波アプリケーター用と
して好適に用いられる円形導波管の寸法としては、使用
されるマイクロ波の周波数帯（バンド）及びモードによ
って適宜設計される。設計にあたっては、前記円形導波
管内での伝送ロスが少なく、又、なるべく多重モードが
発生しないように配慮されることが好ましく、具体的に
は、ＥＩＡＪ規格円形導波管等の他、２．４５ＧＨｚ用
の自社規格として、内直径９Ｃ１ｎ、Ｌｏｏｍのもの等
を挙げることができる。
なお、マイクロ波電源からのマイクロ波の伝送は比較的
人手し易い、方形導波管を使用することが好ましいが、
マイクロ波アプリケーターとして用いられる前記円形導
波管への変換部ではマイクロ波エネルギーの伝送ロスを
最小限に抑えることが必要であり、具体的には電磁ホー
ンタイプの方形、円形変換用導波管を用いることが好ま
しい。
また、本発明において、マイクロ波アプリケーター用と
して好適に用いられる方形導波管の種類としては、使用
されるマイクロ波の周波数帯（バンド）及びモードによ
って適宜選択され、少なくともそのカットオフ周波数は
使用される周波数よりも小さいものであることが好まし
く、具体的にはＪＩＳ、ＥＩＡＪ、ＩＥＣ，ＪＡＮ等の
規格品の他、２．４５ＧＨｚ用の自社規格として、方形
の断面の内径で幅９６ｍ１ｘ高さ２７曽１のもの等を挙
げることができる。
本発明の装置において、本発明のアプリケーター手段を
用いる限り、マイクロ波電源より供給されるマイクロ波
エネルギーは効率良く前記成膜室内へ放射、伝達される
ため、いわゆる反射波に関する問題は回避しやすく、マ
イクロ波回路においてはスリースタブチューナー又はＥ
−Ｈチューナー等のマイクロ波整合回路を用いなくとも
比較的安定した放電を維持することが可能であるが、放
電開始前や放電開始後でも異常放電等により強い反射波
を生ずるような場合にはマイクロ波電源の保護のために
前記整合回路を設けることが望ましい。
前記導波管にはマイクロ波エネルギーを放射するための
孔手段がその片面に少なくとも１つ以上開けられており
、これらの孔手段はマイクロ波エネルギーを均一に放射
できるような寸法及び間隔で開けられていることが必要
であるが、各々はそろっていても、そろっていなくても
良い、具体的な寸法等については後述する実験例におい
て開示される。
前記導波管に開けられる孔手段の形状は実質的に方形で
あることが望ましく、前記導波管の末端部近傍より長手
方向に複数個所望の間隔で開けられている場合には、そ
のうちのいくつかを開けたり、閉じたりすることによっ
て、用いる前記帯状部材の幅方向に均一なマイクロ波プ
ラズマを生起させる。この時、放射されるマイクロ波エ
ネルギーは前記導波管の長手方向に対して放射されるマ
イクロ波の少なくともｌ波長以上の長さで、好ましくは
前記帯状基板の幅方向にほぼ等しく均一に放射されるこ
とが望ましい。
また、前記孔手段が１つだけ開けられている場合には方
形の縦横比が大きく、前記導波管の長手方向にマイクロ
波の１波長よりも大きい寸法でほぼ全体の幅、長さに亘
って開けられるのが望ましい。そして、長手方向に放射
されるマイクロ波エネルギーの均一性を高めるために、
その開口度を調整するためのシャッター手段が設けられ
る。該シャッター手段の形状は短面状、細長い台形状、
及び短佃又は細長い台形からその一辺上の一部を半月状
に切り欠いた形状等で、前記導波管の表面形状に沿った
ものであることが望ましく、その材質としては金属又は
導電処理された樹脂が好ましい、そして、その端部は前
記孔手段のマイクロ波を源に近い側の角付近に設けられ
た連結部に固定され、硬こを支点として開口度が調整さ
れるが、所望の条件出し終了後はマイクロ波プラズマの
安定性向上のため固定されても良い。
前記縦横比の大きい孔手段を用いる場合には、長い辺の
長さが、用いる前記帯状部材の幅方向の長さにほぼ等し
いことが望ましい。
更に、前記シャッター手段は前記連結部のみで前記導波
管にアースされることが望ましく、前記導波管と前記シ
ャンク−手段とは前記連結部以外の所では絶縁手段にて
絶縁されていることが好ましい、なお、付加的に前記シ
ャッター手段と前記方形導波管との間に接触子を設けた
場合には、これはアース接触子となる。
上述した孔手段を用いたマイクロ波アプリケーター手段
はいわゆる「漏れ波」タイプのマイクロ波放射構造であ
る。
一方、本発明においてはマイクロ波アプリケーター手段
として遅波回路式のものを用いても良い。
遅波回路を用いた場合にはマイクロ波エネルギーの大部
分はエバネッセント波を介して伝達される。
従って、マイクロ波エネルギーはマイクロ波構造に対し
て横方向の距離の増大に伴いプラズマに結合する量が急
激に減少するという欠点を有するが、本発明においては
プラズマ領域から前記マイクロ波アプリケーターを分離
することによってこの欠点を解決することができる。
本発明の装置において、プラズマ電位を制御するために
設けられるバイアス印加手段は前記成膜室内に生起する
プラズマに少なくともその一部分が接するように配設さ
れる。以下、図面を用いてその配置等についての典型例
を具体的に説明するが、本発明の装置におけるバイアス
印加手段はこれらに限定されるわけではない。
第１３図（Ａ）乃至第１３図（Ｄ）に、第１図に示した
本発明の装置の、第５図（ａｌに示した断面模式図中の
ＨＨ’方向での側断面模式図を示した。
これらの図面においては主要構成部材のみを示しである
。
第１３図（Ａ）に示す例は、バイアス印加手段がガス供
給手段を兼ねる場合の典型例であり、帯状部材１３０１
は接地され、支持・搬送用ローラー１３０２によって湾
曲形状が保たれながら搬送されている。１３０３はガス
導入管を兼ねるバイアス印加管であり、ガス供給管１３
１０と絶縁性継手１３０９にて接続されている。そして
、ガス導入管を兼ねるバイアス印加前１３０３にはバイ
アス印加用電源１３０７にて発生させたバイアス電圧が
印加される。該バイアス印加用電源１３０７としては、
市販されている直流安定化電源、交流電源、高周波電源
等の他、種々の波形及び周波数を有するバイアス電圧を
印加させるために、例えばファンクシクン・ジェネレー
ターにて発生させた波形出力を精密電力増幅器にて場幅
させる電源システムを自作して用いることができる。
バイアス印加電圧及びバイアス電流値は記録計等にて絶
えずモニターすることが好ましく、プラズマの安定性、
再現性の向上や異常放電の発生を抑制するための制御回
路にそのデータを取り込むようにすることが望ましい。
バイアス印加前１３０３が前記成膜室内に配設される位
置は、前記マイクロ波プラズマに該バイアス印加前１３
０３が接して配設される限り特に限定されることはない
が、異常放電の発生等を抑える上で、前記帯状部材１３
０１の内表面から好ましくは１０ｍ以上、より好ましく
は２０ｍ以上離して配設されるのが望ましい。
バイアス印加前１３０３はガス導入管を兼ねるのでその
周方向、特に長手方向には均一に原料ガスが放出される
ような孔又はスリフトが開けられているのが望ましい、
また、その管径及び管長については、所望の電流密度が
確保されるように設計されるが、その表面積は前記電流
密度が確保される限り小さくさせることが好ましい、そ
れにより、表面に堆楕膜が形成されることによる原料ガ
スの利用効率の低下及び堆積した膜の剥がれ、飛散によ
る帯状部材上に形成される堆積膜の欠陥発生率の増大を
抑制することができる。また、本構成とすることにより
原料ガスの分解効率のより一層の向上も図れる。
第１３図（Ｂ）＆び第１３図（Ｄ）に示す例は、ガス供
給手段とバイアス印加手段とを各々独立に設ける場合の
典型例であり、第１３図（Ｂ）にはバイアス棒１３０４
が１本、第１３図（Ｄ）にはバイアス棒１３０４及び第
２バイアス棒１３０６が設けられている例を示したが、
所望により更に別のバイアス棒を追加配設しても良い。
１３０７．１３０８は各々バイアス印加用電源であり、
その仕様は全く同しであっても良いし、各々独立のバイ
アス電圧が印加できるように異なった仕様のものであっ
ても良い、原料ガスはガス導入管１３０５を介して前記
成膜室内に導入される。バイアス棒１３０４及び第２バ
イアス棒は各々耐熱性金属、例えばステンレススチール
、ニッケル、チタン、バナジウム、ニオブ、タンタル、
モリブデン、タングステン等で構成される棒状又は管状
のものを用いることが好ましい、管状構造とすることに
よって、その中に冷却媒体を流してバイアス棒の異常発
熱等を抑えることができる。
また、これらの配設される位置は前記バイアス印加前１
３０３の場合とほぼ同様である。
ガス導入管１３０５は異常放電の発生の抑制や、均一な
プラズマ電位を形成させる上で誘電体で構成させること
が好ましいが、導電性であって接地されていても支障な
く用いることもできる。
第１３図（Ｃ）に示す例は、帯状部材にバイアス電圧を
印加させる場合の典型例であり、帯状部材１３０１にバ
イアス印加用電源１３０７が接続されている。そして、
ガス導入管１３０５はＳ電性部材で構成され、且つ接地
されている。なお、ガス導入管１３０５を誘電体で構成
し、これとは別に接地電極を設けても良い。前記ガス導
入管１３０５の配設される位置はプラズマに接している
限り、特に制限はない。
本発明の装置において前記成膜室及び／又は隔離容器を
他の成膜手段を有する真空容器と真空雰囲気を分離独立
させ、且つ、前記帯状部材をそれらの中をＷ浦させて連
続的に搬送するにはガスゲート手段が好適に用いられる
。本発明の装置において前記成膜室及び／又は隔離容器
内は修正バソシエン曲線の最小値付近の動作に必要な程
度の低圧に保たれるのが望ましいため、前記成膜室及び
／又は隔離容器に接続される他の真空容器内の圧力とし
ては少なくともその圧力にほぼ等しいか又はそれよりも
高い圧力となるケースが多い。従って、前記ガスゲート
手段の能力としては前記各容器間に生しる圧力差によっ
て、相互に使用している堆積膜形成用原料ガスを拡散さ
せない能力を有することが必要である。従って、その基
本概念は米国特許第４．４３８，７２３号明細書に開示
されているガスゲート手段を採用することができるが、
更にその能力は改善される必要がある。具体的には、最
大１０ｈ倍程度の圧力差に耐え得ることが必要であり、
排気ポンプとしては排気能力の大きい油拡散ポンプ、タ
ーボ分子ポンプ、メカニカルブースクーポンプ等が好適
に用いられる。また、ガスゲートの断面形状としではス
リット状又はこれに類似する形状であり、その全長及び
用いる排気ポンプの排気能力等と合わせて、−ｍのコン
ダクタンス計算式を用いてそれらの寸法が計算、設計さ
れる。更に、分離能力を高めるためにゲートガスを併用
することが好ましく、例えばＡｒ、ＨｅＮｅ、Ｋｒ、Ｘ
ｅ、Ｒｎ等の希ガス又はＨ２等の堆積膜形成用希釈ガス
が挙げられる。ゲートガス流量としてはガスゲート全体
のコンダクタンス及び用いる排気ポンプの能力等によっ
て適宜決定されるが、概ね第６図（ａｌ、　Ｔｏｌに示
したような圧力勾配を形成するようにすれば良い、第６
図（ａｌにおいて、ガスゲートのほぼ中央部に圧力の最
大となるポイントがあるため、ゲートガスはガスゲート
中央部から両サイドの真空容器側へ流れ、第６図（ｂ）
においてはガスゲートのほぼ中央部に圧力の最小となる
ポイントがあるため、両サイドの容器から流れ込む堆積
膜形成用原料ガスと共にゲートガスもガスゲート中央部
から排気される。従って両者の場合において両サイドの
容器間での相互のガス拡散を最小限に抑えることができ
る。実際には、質量分析計を用いて拡散してくるガス量
を測定したり、堆積膜の組成分析を行うことによって最
適条件を決定する。
本発明の装置において、前記ガスゲート手段によって、
前記隔離容器と接続される他の真空容器中に配設される
堆積膜形成手段としては、ＲＦプラズマＣＶＤ法、スパ
ッタリング法及び反応性スパッタリング法、イオンブレ
ーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法
、ＭＢＥ法そしてＨＲ−ＣＶＤ法等いわゆる機能性堆積
膜形成用に用いられる方法を実現するための手段を挙げ
ることができる。そして、勿論本発明のマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法及び類似のマイクロ波プラズマＣＶＤ法の
手段を接続することも可能であり、所望の半導体デバイ
ス作製のため適宜手段を選択し、前記ガスゲート手段を
用いて接続される。
本発明の装置において用いられるマイクロ波電源から供
給されるマイクロ波周波数は、好ましくは民生用に用い
られている２、４５ＧＨｚが挙げられるが、他の周波数
帯のものであっても比較的入手し易いものであれば用い
ることができる。また、安定した放電を得るには発振様
式はいわゆる連続発振であることが望ましく、そのリッ
プル幅が、使用出力領域において、好ましくは３０％以
内、より好ましくは１０％以内であることが望ましい。
本発明の装置において、前記成膜室及び／又は隔離容器
を大気に曝すことなく連続して堆積膜形成を行うことは
、形成される堆積膜の特性安定上、不純物の混入を防止
できるため有効である。ところが、用いられる帯状部材
の長さは有限であることから、これを溶接等の処理によ
り接続する操作を行うことが必要である。具体的には、
前記帯状部材の収納された容器（送り出し側及び巻き取
り側）に近接して、そのような処理室を設ければ良い。
以下、図面を用いて具体的処理方法について説明する。
第１２図（その１）（ｉ）図乃至第１２　（その４）（
ｘ）図は、前記帯状部材処理室の概略及び帯状部材等の
成膜時の作動を説明するための模式図を示した。
第１２図において、１２０１ａは帯状部材の送り出し側
に設けられた帯状部材処理室（Ａ）、１２０１ｂは帯状
基体の巻き取り側に設けられた帯状部材処理室（Ｂ）で
あり、その内部にはパイトン製ローラー１２０７ａ、１
２０７ｂ、切断刃１２０８ａ、１２０８ｂＳ溶接治具１
２０９ａ１２０９ｂが収納されている。
即ち、第１２図（その１）（ｉ）は、通常ｔｃ模膜時状
態であり、帯状部材１２０２が図中矢印方向に移動して
いて、ローラー１２０７ａ、切断刃１２０８ａ、及び溶
接治具１２０９ａは帯状部材１２０２に接触していない
。１２１０は帯状部材収納容器（不図示）との接続手段
（ガスゲート）、１２１１は真空容器（不図示）との接
続手段（ガスゲート）である。
第１２図〈その１　）　（ｉｉ　）は、１巻の帯状部材
への成膜工程が終了した後、新しい帯状部材と交換する
ための第１工程を示している。まず、帯状部材１２０２
を停止させ、ローラー１２０７ａを図中点線で示した位
置から矢印方向へ移動させ帯状部材１２０２及び帯状部
材処理室１２０１ａの壁と密着させる。この状態で帯状
部材収納容器とＩｌｉ、ｌｆＩ室とは気密分離される１
次に、切断刃１２０８ａを図中矢印方向に動作させ帯状
部材１２０２を切断する。この切断刃１２０８ａは機械
的、電気的、熱的に帯状部材１２０２を切断できるもの
のうちのいずれかにより構成される。
第１２図（その１）（ｉｉｉ）では、切断分離された帯
状部材１２０３が帯状部材収納容器側へ巻き取られる様
子を示している。
上述した切断及び巻き取り工程は帯状部材収納容器内は
真空状態又は大気圧リーク状態のいずれかで行われても
良い。
第１２図（その２）（ｉｖ）では、新しい帯状部材！２
０４が送り込まれ、帯状部材１２０２と接続される工程
を示している。帯状部材１２０４と１２０２とはその端
部が接せられ溶接治具１２０９ａにて溶接接続される。
第１２図（その２Ｈｖ）では帯状部材収納容器（不図示
）内を真空排気し、十分成膜室との圧力差が少なくなっ
た後、ローラー１２０７ａを帯状部材１２０２及び帯状
部材処理室（Ａ）１２０１ａの壁から離し、帯状部材１
２０２．１２０４を巻き取っている状態を示している。
次に、帯状部材の巻き取り側での動作を説明する。
第１２図（その３）　　（ｖｉ）は、通常成膜時の状態
であるが、各治具は第１２図（その１）（ｉ）で説明し
たのとほぼ対称に配置されている。
第１２図（その３）　　（ｖｉ）は、１巻の帯状部材へ
の成膜工程が終了した後、これを取り出し、次の成膜工
程処理された帯状部材を巻き取るための空ボビンと交換
するための工程を示している。
まず、帯状部材１２０２を停止させ、ローラー１２０７
ｂを図中点線で示した位置から矢印方向へ移動させ、帯
状部材１２０２及び帯状部材処理室１２０１ｂの壁と密
着させる。この状態で帯状部材収納容器と成膜室とは気
密分離される６次に、切断刃１２０８ｂを図中矢印方向
に動作させ、帯状部材１２０２を切断する。この切断刃
１２０日すは機械的、電気的、熱的に帯状基体１２０２
を切断できるもののうちのいずれかにより構成される。
第１２図（その３）　　（ｖｉ）では、切断分離された
成膜工程終了後の帯状部材１２０５が帯状部材収納容器
側へ巻き取られる様子を示している。
上述した切断及び巻き取り工程は帯状部材収納容器内は
真空状態又は大気圧リーク状態のいずれかで行われても
良い。
第１２図（その４）（ｉに）では、新しい巻き取りボビ
ンに取り付けられている予備巻き取り用帯状部材１２０
６が送り込まれ、帯状部材１２０２と接続される工程を
示している。予（１１巻き取り用帯状部材１２０６と帯
状部材１２０２とはその端部が接せられ、溶接治具１２
０９ｂにて溶接接続される。
第１２図（その４）（Ｘ）では、帯状部材収納容器（不
図示）内を真空排気し、十分成膜室との圧力差が少なく
なった後、ローラー１２０７ｂを帯状部材１２０２及び
帯状部材処理室（Ｂ）１２０１ｂの壁から離し、帯状部
材１２０２．１２０６を巻き取っている状態を示してい
る。
本発明の方法及び装置において連続形成される機能性堆
積膜としては非晶質、結晶質を問わず、Ｓｉ、Ｇｏ、Ｃ
等いわゆる■族生導体薄膜、５ｉＧｅ　　ＳｉＣ，Ｓｉ
ｇｎ等いわゆる■族合金半導体薄膜、ＧａＡｓ、ＧａＰ
＋ＧａＳｂ、ＩｎＰ。
ＩｎＡｓ等いわゆるｍ−ｖ族化合物半導体薄膜、及びＺ
ｎ５ｅ、ＺｎＳ、ＺｎＴａ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ。
ＣｄＴｅ等いわゆるＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体薄膜等が
挙げられる。
本発明の方法及び装置において用いられる前記機能性堆
積膜形成用原料ガスとしては、上述した各種半導体薄膜
のＩＩＩｆｃ元素の水素化物、ハロゲン化物、有機金属
化合物等で前記成膜室内へ好ましくは気体状態で導入で
きるものが選ばれ使用される。
勿論、これらの原料化合物は１種のみならず、２種以上
混合して使用することもできる。又、これらの原料化合
物はＨｅ＋Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ。
Ｒｎ等の希ガス、及びＨｚ　、ＨＦ、ＨＣｌ等の希釈ガ
スと混合して導入されても良い。
また、連続形成される前記半導体薄膜は価電子制御及び
禁制帯幅制御を行うことができる。具体的には価電子制
御剤又は禁制帯幅制御剤となる元素を含む原料化合物を
単独で、又は前記堆積膜形成用原料ガス又は前記希釈ガ
スに混合して前記成膜室内へ導入してやれば良い。
前記堆積膜形成用原料ガス等は、前記帯状部材で形成さ
れる柱状の成膜室内に配設されたその先端部に単一又は
複数のガス放出孔を有するガス導入管、又はガス導入管
を兼ねるバイアス管より、前記柱状の成膜室内に均一に
放出され、マイクロ波エネルギーによりプラズマ化され
、マイクロ波プラズマ領域を形成する。前記ガス導入管
、又はガス導入管を兼ねるバイアス管を構成する材質と
してはマイクロ波プラズマ中で損傷を受けることがなく
、前述した機能を有するものが好適に用いられる。具体
的にステンレススチール、ニッケル、チタン、ニオブ、
タンタル、タングステン、バナジウム、モリブデン等耐
熱性金属及びこれらをアルξす、窒化ケイ素、石英等の
セラミックス上に溶射処理等したもの、そして、アルミ
ナ、窒化ケイ素、石英等のセラξソクス単体、及び複合
体で構成されるもの等を挙げることができる。
本発明の装置において、前記ガス導入管より前記柱状の
成膜室内に導入された堆積膜形成用原料ガスはその一部
又は全部が分解して堆積膜形成用の前駆体を発生し、堆
積膜形成が行われるが、未分解の原料ガス、又は分解に
よって異種の組成のガスとなったものはすみやかに前記
柱状の成膜室外に排気される必要がある。ただし、排気
孔面積を必要以上に大きくすると、該排気孔よりのマイ
クロ波エネルギーの漏れが生じ、プラズマの不安定性の
原因となったり、他の電子ａ器、人体等への悪影響を及
ぼすこととなる。従って、以下に述べる３通りの方法に
より排気孔を設けることが望ましい、（ｉ）前記帯状部
材を湾曲させる際に用いられる支持・搬送用リングのう
ち最も端に設けられるものの両側面にメツシュ又はパン
チングボードを設け、ここからのガス排気は可能とする
が、マイクロ波の漏洩は防止する。ただし、前記メツシ
ュ又はパンチングボードの穴径は前記柱状の成膜室内外
での圧力差を生ぜしめ、且つ、マイクロ波の漏洩を防止
するようなサイズであることが望ましい、具体的には１
つあたりの穴の最大径で好ましくは使用されるマイクロ
波の波長の１／２波長以下、より好ましくは１／４波長
以下で、開口率は好ましくは８０％以下、より好ましく
は６０％以下であることが望ましい、勿論、この時前記
帯状部材の湾曲開始端と湾曲終了端との間隙、又は帯状
部材の湾曲開始端及び湾曲終了端と前記分離手段との外
周壁とで形成される隙間（スリット）より同時に排気さ
れても良いが、その間隔はマイクロ波の漏洩防止上、使
用されるマイクロ波の波長の好ましくは１／２波長以下
、より好ましくは１／４波長以下であることが望ましい
、（ｉｉ）前記帯状部材を湾曲させる際に用いられる支
持・搬送用リングのうち最も端に設けられるものの両側
面に薄板を設け、ここからのガス排気及びマイクロ波の
′ａ洩はないようにする。そして、前記帯状部材の湾曲
量始端と湾曲終了端との間隙、又は帯状部材の湾曲端と
前記分離手段の外周壁とで形成される隙間（スリット）
のみからガス排気を行う。
ただし、その間隔はマイクロ波の漏洩防止上、使用され
るマイクロ波の波長の好ましくは１／２波長以下、より
好ましくはｌ／４波長以下であることが望ましい、（ｉ
ｉ）前記支持・搬送用リングの両側面に（＋）及び（１
１）に記載のメツシュ又はパンチングボード、及び薄キ
反のいずれ力）１つずつ設ける。すなわち（ｉ）と（ｉ
ｉ）の両者を合わせた方法が挙げられる。前記メツシュ
、パンチングボード、薄板ともに前記支持・搬送用リン
グと同様の材質及び表面処理を施されたものであること
が望ましい。
〔装置例〕
以下、図面を用いて本発明の具体的装置例を挙げて本発
明の装置について説明するが、本発明はこれによって何
ら限定されるものではない。
笠星班上 第１図に本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の模式
的概略図を示した。
１０１は帯状部材であり、支持・搬送用ローラー１０２
．１０３及び支持・搬送用リング１０４゜１０５によっ
て円柱状に湾曲した形状を保ちながら、図中矢印方向に
搬送される。１０６，１０７は帯状部材１０１を加熱又
は冷却するための温度制御機構である。
１０８はマイクロ波アプリケーターであり、分離手段１
０９によって、マイクロ波プラズマ領域１１３から分離
されている。１１０はマイクロ波漏洩防止用金属筒、１
１１はマイクロ波漏洩防止用金網、１１２はガス導入管
を兼ねるバイアス印加管である。１１４，１１５はマイ
クロ波漏洩防止用金網であり、マイクロ波プラズマ′ｉ
Ｊｉ域１１３は、帯状部材１０１の湾曲部分を側壁とし
た成膜室内に閉じ込められている。マイクロ波プラズマ
領域１１３内は不図示の排気装置により、分離手段１０
９と搬送用ローラー１０２．１０３との間隙、及び／又
はマイクロ波漏洩防止用金網１１４゜１１５を介して排
気される。
ガス導入管を兼ねるバイアス印加前１１２には導線１１
９を介して、バイアス印加用電源１１８にて発生させた
バイアス電圧が印加される。又、ガス導入管を兼ねるバ
イアス印加前１１２は絶縁性継手１１６を介してガス供
給管１１７とは絶縁分離されている。
帯状部材１０１は接地されるが、前記柱状の成膜室の側
壁部分のほぼ全面にわたり均一に接地されることが好ま
しく、支持・搬送用ローラー１０２．１０３、支持・搬
送用リング１０４１０５、及び前記帯状部材ｌｏｔの側
壁に接触する電気ブラシ（不図示）等を介して接地され
るのが望ましい。
第２図にマイクロ波アプリケーター１０８として用いら
れるマイクロ波アプリケーター手段２０１の具体的概略
図を示した。
円形導波管２０２は末端部２０３を有し、その片面には
複数の（ここでは例えば５個）間隔をおいて配置された
孔２０４乃至２０Ｂが開けられていて、図中矢印方向か
らマイクロ波が進行して来る。ここでは−例として孔２
０５は導波管２０２と同様の材質の蓋で塞いだ様子を示
している。このようにいくつかの孔を開けたり、閉じた
りすることによって導波管２０２の長手方向に放射され
るマイクロ波エネルギーの均一化がなされる。
なお、本装置例では第１３図（Ａ）に示した溝底のバイ
アス印加手段を具備しているが、もちろん、第１３図（
Ｂ）乃至第１３図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイア
ス印加手段を具備しても良い。
装星囲主 本装置例では、装置例１で示した装置を隔離容器中に配
設した場合の装置例を挙げることができる。第４図にそ
の模式的概略図を示した。４００は隔離容器であり、そ
の内部は排気孔４１９より不図示の排気ポンプを用いて
真空にすることができる。４０１，４０２は固定用フラ
ンジであり、隔離容器４００の両壁を貫いて突出してい
る分離手段１０９を固定している。固定用フランジ４０
１．４０２は隔離容器４００と同様ステンレス鋼のよう
な適当な耐腐蝕性材料で作製されているのが好ましく、
隔離容器４００とは着脱自在の構造であることが好まし
い、固定用フランジ４０１は連結フランジ４０４に取り
付けられている。連結フランジ４０４は隔離容器４００
の側壁に直接取り付けられており、ここでは円筒形の分
離手段１０９の外周面とほぼ同じ広がりをもつ開口部４
０５が開けられ、前記分離手段１０９が挿入できるよう
になっている。また、固定用フランジ４０１には少なく
とも２本のＯリング４０６゜４０７が取り付けられ、隔
離容器４００内の真空雰囲気を外気から分離している。
ここで、Ｏリング４０６．４０７の間には冷却用溝４０
８が設けてあり、これを通って例えば水のような冷媒を
循環させ、Ｏリング４０６．４０７を均一に冷却するこ
とができる。０リング用の材質としては例えばパイトン
等の１００℃以上の温度にてそのａ能を果たすものが好
ましく用いられる。ここで、０リングの配設される位置
としてはマイクロ波プラズマ領域から十分に離れた所が
好ましく、このことによりＯリングが高温で損傷を受け
ないようにすることができる。
１１０は金属筒であり、その開口端部４０９には金ｙ４
１１１が取り付けられ、また、アース用フィンガー４１
０によって、前記固定用フランジ４０１と電気的接触を
保ち、これらの構造によってマイクロ波エネルギーの外
部への漏洩を防止している。金８１１１１１は分離手段
１．０９の冷却用空気が流れ出る役割をも有している。
なお、開口端部４０９にはマイクロ波吸収用のダミーロ
ードを接続しても良い、これは特に高パワーレベルでの
マイクロ波エネルギーの漏洩が起こるような場合に有効
である。
隔翻容器４００には、先に説明した固定用フランジ４０
１の取り付けられた側壁と対向する側壁に分離手段と同
様に固定するための固定用フランジ４０２が取り付けら
れている。４１１は連結フランジ、４１２は開口部、４
１３．４１４はＯリング、４１５は冷却用溝、４１６は
金属筒、４１７はアース用フィンガーである。４１８は
連結板であり、マイクロ波アプリケーター手段１０８と
マイクロ波電源と方形、円形変換用導波管４０３との連
結を行うとともに、ここでのマイクロ波エネルギーの洩
れのない構造であることが好ましく、例えばチョークフ
ランジ等を挙げることができる。更に、方形、円形変換
用導波管４０３は方形導波管４２１と接続フランジ４２
０を介して接続されている。
第５図＋Ｉｋｌには、本装置例における帯状部材１０１
の搬送ｍｔ＊の側断面図を模式的に示した。
ここでの配置は、分離手段１０９の外周面に少なくとも
２ケ所の近接点を有し、円形導波管２０２に開けられた
孔２０８の向いている側に対してほぼ円柱状に湾曲させ
た場合を示しである。
円筒状を保持するために支持・搬送用ローラー１０２．
１０３及び支持・搬送用リング１０４（１０５）が用い
られている。ここで、支持・搬送用リング１０４（１０
５）の幅は、用いる帯状部材の幅に対してできるだけ比
率の小さいものを用いることが、基板上に堆積される膜
の有効利用率を高めることとなる。何故なら、基板上に
堆積するべき膜がこの支持・搬送用リング１０４（１０
５）に堆積してしまうからである。
また、支持・搬送用リング１０４，１０５の両側面には
マイクロ波プラズマ領域の閉じ込め用の金網又は薄板５
０１５０１’が（片側は不図示）取り付けられているこ
とが好ましく、そのメノシュ径は用いられるマイクロ波
の波長の好ましくは１／２波長以下、より好ましくは１
／４波長以下で、且つ、この面からの排気がなされる場
合には、原料ガスの透過が確保できる程度のものである
ことが望ましい。
また、基板温度制御ｉ構１０６，１０７は帯状部材１０
１がマイクロ波プラズマ領域を通過する間、その温度を
一定に保つためのものであり、加熱及び／又は冷却のい
ずれも可能な手段であることが望ましい。又、ｔｔｉ基
板温度制御機構は熱交換効率を高めるために、直接帯状
部材に接する構造であっても良い、−殻内に、マイクロ
波プラズマに曝されるところは温度上昇がしやすく、用
いる帯状部材の種類、厚さによってその上昇の程度が変
わるので適宜制御される必要がある。
更に、分離手段１０９の外周面と帯状部材１０１との近
接点における間隔り、及びＬ２ば、ここからのマイクロ
波エネルギーの漏洩を防止し、マイクロ波プラズマ領域
を湾曲形状内に閉じ込めるために少なくとも放射される
マイクロ波の波長の１／２波長よりも短く設定されるの
が好ましい。
ただし、前記帯状部材１０１の湾曲量始端と湾曲終了端
との間隔り、はマイクロ波アプリケーター２０１から放
射されるマイクロ波エネルギーが前記帯状部材１０１で
形成される湾曲形状領域内へ効率良く放射されるために
、放射されるマイクロ波の波長の１′／４波長よりも長
く設定されることが望ましい。
前記孔２０８から放射されるマイクロ波エネルギーは指
向性をもって該孔２０日の向いている側に対してほぼ垂
直方向に放射されるので、その放射方向は少なくとも前
記間隔り、の方にほぼ垂直に向いていることが好ましい
。
ガス導入管を兼ねるバイアス印加前１１２には、はぼ均
一にガス放出が行われる配置及び穴径で孔が開けられて
いる。また、ガス導入管を兼ねるバイアス印加管が前記
湾曲形状内に設置される位置はプラズマに接する範囲内
であれば特に制限されることはない。
なお、本装置例では第１３図（Ａ）に示した構成のバイ
アス印加手段を具備しているが、もちろん、第１３図（
Ｂ）乃至第１３図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイア
ス印加手段を具備しても良い。
装置Ｉ４走 次に、第１図に示した装置において、第３図（ａｌに示
したマイクロ波アプリケーター手段３０１を用いた場合
を挙げることができる。
円形導波管３０２には、開口端３０３及び一つの細長い
方形の孔３０４が加工されていて、図中矢印方向よりマ
イクロ波が進行して来る。該孔３０４は用いるマイクロ
波の１波長よりも大きく、円形導波管３０２の片面のほ
ぼ全面にわたって開けられている。開口端３０３は定在
波がたつことを避けるために設けであるが、シールされ
ていても特に支障はない、この構造とすることによって
マイクロ波エネルギーを孔３０４の全面から放射させる
ことができるが、特にマイクロ波電源に近い側の孔の端
でマイクロ波エネルギーの集中度は最大となる。従って
、連結部３０５によって円形導波管３０２に取り付けた
少なくとも１つのシャッター３０６を用いてその集中度
を調整することができる。該シャッター３０６の好まし
い形状としては第３図（ｂｌ乃至（ｄｌに示すごとく短
冊状、台形状、及び短冊又は台形の一辺上を半月状等に
切り欠いた形状等のものが挙げられる。
連結部３０゛５はシャンク−３０６のマイクロ波電源に
近い側に開けられた溝３０７、固定用ビン３０８で構成
される。また、前記孔３０４の周囲にはガラス又はテフ
ロン等で作製された絶縁体３０９が配設されている。こ
れらは、シャッター３０６が連結部３０５でのみ導波管
３０２と接触させるためである。ここで、一部シャッタ
ー３０６と導波管３０２との間に接触子を設けた場合に
はこれはアーク接触子となる。
なお、本装置例では第１３図（Ａ）に示した構成のバイ
アス印加手段を具備しているが、もちろん、第１３図（
Ｂ）乃至第１３図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイア
ス印加手段を具θａしても良い。
装置」トし−ｉ 本装置例においては、装置例１及び２において第５図山
）に示した側断面図のごとく、帯状部材ｌｏｔと分離手
段１０９とを配置にした場合を挙げることかできる。
ここでの配置は、分離手段１０９の外周面に沿って帯状
部材１０１を同心状に湾曲させた場合を示している。こ
こで支持・搬送用リング１０４１０５の両側面には、マ
イクロ波プラズマ領域の閉じ込め用の金網５０２，５０
２’　　（片側は不図示）が取り付けられているのが好
ましく、そのメツシュは用いられるマイクロ波の波長の
好ましくは１／２波長以下、より好ましくは１７４波長
以下で、且つ原料ガスの透過が確保できる程度のもので
あることが望ましい。
更に、帯状部材１０１の湾曲開始端と湾曲終了端におけ
る前記帯状部材１０１の面間隔Ｌ４は、ここからのマイ
クロ波エネルギーの漏洩を防止し、マイクロ波プラズマ
領域を湾曲形状内に閉じ込めるために少なくとも放射さ
れるマイクロ波の波長のＬ／２波長よりも短く設定され
ることが必要である。
なお、前記分離手段１０９と前記帯状部材１０１との相
対的配置は同心状であることが好ましいが、前記分離手
段１０９が前記帯状部材１０１の湾曲形状内に包まれて
配置される限り放射されるマイクロ波エネルギーは前記
湾曲形状内に閉じ込められるため特に支障はなく、また
、孔２０８の向けられる方向は特に限定されない。
また、ガス導入管を兼ねるバイアス印加前１１２は前記
分離手段１０９と前記帯状部材１０１とで囲まれる領域
内に生起するマイクロ波プラズマに接するように配置さ
れることが望ましい。
なお、本装置例では第１３図（Ａ）に示した構成のバイ
アス印加手段を具備しているが、もちろん、第１３図（
Ｂ）乃至第１３図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイア
ス印加手段を具備しても良い。
装置」０Ｌ−二 装置例４．５において、マイクロ波アプリケーター２０
１を、装置例２で用いたマイクロ波アプリケーター３０
１に変えた以外は同様の構成としたものを挙げることが
できる。
笠夏亘に１上 装置例１．　２．　４及び５において、マイクロ波アプ
リケーター２０１を不図示の遅波回路式のマイクロ波ア
プリケーターを用いた以外は同様の構成のものを挙げる
ことができる。
装り皿上１ 本装置例では、第７図に示したごとく、装置例２で示し
た堆積膜形成用のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置に帯状
部材１０１の送り出し及び巻き取り用の真空容器７０１
及び７０２をガスゲート７２１及び７２２を用いて接続
した装置を挙げることができる。
なお、本装置例では第１３図（Ａ）に示した構成のバイ
アス印加手段を具備しているが、もちろん、第１３図（
Ｂ、）乃至第１３図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイ
アス印加手段を具備しても良い。
７０３は帯状部材の送り出し用ボビン、７０４は帯状部
材の巻き取り用ボビンであり、図中矢印方向に帯状部材
が搬送される。もちろんこれは逆転させて搬送すること
もできる。７０６，７０７は張力調整及び帯状部材の位
置出しを兼ねた搬送用ローラーである。７１２．７１３
は帯状部材の予備加熱又は冷却用に用いられる温度調整
機構である。７０７，７０８，７０９は排気量調整用の
スロットルバルブ、７１０，７１１，７２０は排気管で
あり、それぞれ不図示の排気ポンプに接続されている。
７１４，７１５は圧力計、また、７１６．７１７はゲー
トガス導入管、７１８゜７１９はゲートガス排気管であ
り、不図示の排気ポンプによりゲートガス及び／又は堆
積膜形成用原料ガスが排気される。７２３は帯状部材１
０１を側壁とした成膜室である。
装夏炎上主 本装置例では、第８図に示したごとく、装置例１２で示
した装置に、更に２台の本発明のマイクロ波プラズマＣ
ＶＤによる堆積膜形成用の隔離容器４００−ａ、４００
−ｂを両側に接続して、積層型デバイスを作製できるよ
うに構成したものを挙げることができる。
なお、本装置例においては隔離容器４００中には第１３
図（Ａ）に示した構成のバイアス印加手段を具備し、隔
離容器４００ａ、４００ｂ中には第１３図（Ｂ）に示し
た構成のバイアス印加手段を具備した例を示したが、各
々の隔離容器中には第１３図（Ａ）乃至第１３図（Ｄ）
に示した構成のいずれのバイアス印加手段を具備しても
良い。
図中ａ及びｂの符号をつけたものは、基本的には隔離容
器４００中で用いられたものと同様の効果を有する機構
である。
８０１．８０２，８０３，８０４は各々ガスゲート、８
０５，８０６，８０７，８０８は各タゲートガス導入管
、８０９，８１０，８１１，８１２は各々ゲートガス排
気管である。
笠夏奥上土、土工 装置例１２及び１３においてマイクロ波アプリケーター
２０１を装置例３で用いたマイクロ波アプリケーター３
０１に変えた以外は同様の構成としたものを挙げること
ができる。
装逼ｍ工 装置例１２及び１３においてマイクロ波アプリケーター
２０１を不図示の遅波回路式のマイクロ波アプリケータ
ーを用いた以外は同様の構成のものを挙げることができ
る。
装置班１１ 本装置例では第９図に示したごとく、装置例１２で示し
た装置に、更に２台の従来法であるＲＦプラズマＣＶＤ
装置を両側に接続して、積層型デバイスを作製できるよ
うに構成したものを挙げることができる。
なお、本装置例では隔離容器４００中には第１３図（Ａ
）に示した構成のバイアス印加手段を具備しているが、
もちろん、第１３図（Ｂ）乃至第１３図（Ｄ）に示した
構成のいずれのバイアス印加手段を具備しても良い。
ここで、９０１，９０２は真空容器、９０３゜９０４は
ＲＦ印加用カソード電極、９０５．９０６はガス導入管
兼ヒーター、９０７，９０８はｉｆ加熱用ハロゲンラン
プ、９０９，９１０はアノード電極、９１１．９１２は
排気管である。
土曵盗囚装夏班 例えば装置例１３において、堆積膜形成用の隔離容器４
０（１，４００−ａ、４０（１−ｂ中に、上述した種々
のマイクロ波アプリケーターを組み合わせて取り付けた
装置。
また、装置例１３で示した装置を２連又は３連接続した
装置、及び前述のＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜形
成手段を混在させて接続した装置等を挙げることができ
る。
また、装置ｇ４１２及び１３で前記帯状部材とマイクロ
波アプリケーターの配置を装置例４及び５で挙げたのと
同様の配置とした装置、等を挙げることができる。
本発明の方法及び装置によって好適に製造される半導体
デバイスの一例として太陽電池が挙げられる。その層ｆ
ｌ威として、典型的な例を模式的に示す図を第１１図（
Ａ）乃至（Ｄ＞に示す。
第１１図（Ａ）に示す例は、支持体１１０１上に下部電
極１１０２、ｎ型半導体層１１０３、ｉ型半導体層１１
０４、ｐ型半導体層１１０５、透明電極１１０６及び集
電電極１１０７をこの順に堆積形成した光起電力素子１
１００である。なお、本光起電力素子では透明電極１１
０６の側より光の入射が行わ゛れることを前提としてい
る。
第１１図（Ｂ）に示す例は、透光性の支持体１１０１上
に透明電極１１０６、ｐ型半導体層１１０５、ｉ型半導
体層１１０４、ｎ型半導体層１１０３及び下部電極１１
０２をこの順に堆積形成した光起電力素子１１００’　
である９本光起電力素子では透光性の支持体１１０１の
側より光の入射が行われることを前提としている。
第１１図（Ｃ）に示す例は、バンドギャップ及び／又は
層厚の異なる２種の半導体層をｉ層として用いたｐｉｎ
接合型光起電力素子１１１１゜１１１２を２素子積層し
て構成されたいわゆるタンデム型光起電力素子１１１３
である。１１０１は支持体であり、下部電極１１０２、
ｎ型半導体層１１０３、ｉ型半導体層１１０４、ｐ型半
導体層１１０５、ｎ型半導体層１１０８、ｉ型半導体層
１１０９、ｐ型半導体層１１１０．透明電極１１０６及
び集電電極１１０７がこの順に積層形威され、本光起電
力素子では透明電極１１０６の側より光の入射が行われ
ることを前提としている。
第１１図（Ｄ）に示す例は、バンドギャップ及び／又は
層厚の異なる３種の半導体層をｉＮとして用いたｐｉｎ
接合型光起電力素子１１２０１１．２１．１１２３を３
素子積層して構成された、いわゆるトリプル型光起電力
素子１１２４である。
１１０１は支持体であり、下部電極１１０２、ｎ型半導
体層１１０３、ｉ型半導体層１１０４、ｐ型半導体Ｆ！
ｆ１１０５、ｎ型半導体層１１１４、ｉ型半導体層１１
１５、ｐ型半導体層１１１６、ｎ型半導体層１１１７、
ｉ型半導体層１１１８、ｐ型半導体層１１１９、透明電
極１１０６及び集電電極１１０７がこの順に積層形成さ
れ、本光起電力素子では透明電極１１０６の側より光の
入射が行われることを前提としている。
なお、いずれの光起電力素子においてもｎ型半導体層と
ｐ型半導体層とは目的に応して各層の積層順を入れ変え
て使用することもできる。
以下、これらの光起電力素子の構成について説明する。
叉注佐 本発明において用いられる支持体１１０１は、フレキシ
ブルであって湾曲形状を形成し得る材質のものが好適に
用いられ、導電性のものであっても、また電気絶縁性の
ものであってもよい。さらには、それらは透光性のもの
であっても、また非透光性のものであってもよいが、支
持体１１０１の側より光入射が行われる場合には、もち
ろん透光性であることが必要である。
具体的には、本発明において用いられる前記帯状部材を
挙げることができ、該基板を用いることにより、作製さ
れる太陽電池の軽量化、強度向上、運搬スペースの＠滅
等が図れる。
１盪 本発明の光起電力素子においては、当該素子の構成形態
により適宜の電極が選択使用される。それらの電極とし
ては、下部電極、上部電極（ｉ３明電極）、集電電極を
挙げることができる。（ただし、ここでいう上部電極と
は光の入射側に設けられたものを示し、下部電極とは半
導体層を挟んで上部電極に対向して設けられたものを示
すこととする。） これらの電極について以下に詳しく説明する。
−〇」二［１纂揚 本発明において用いられる下部電極１１０２としては、
上述した支持体１１０１の材料が透光性であるか否かに
よって、光起電力発生用の光を照射する面が異なる故（
たとえば支持体１１ｏ１が金属等の非透光性の材料であ
る場合には、第１１図（Ａ）で示したごとく透明電極１
１０６側から光起電力発生用の光を照射する。〉、その
設置される場所が異なる。
具体的には、第１１図（Ａ）、　　（Ｃ）及び（Ｄ）の
ような層構成の場合には支持体１１０Ｉとｎ型半導体層
１１０３との間に設けられる。しかし、支持体１１０１
が導電性である場合には、該支持体が下部電極を兼ねる
ことができる。ただし、支持体１１０１が導電性であっ
てもシート抵抗値が高い場合には、電流取り出し用の低
抵抗の電極として、あるいは支持体面での反射率を高め
入射光の有効利用を図る目的で電極１１０２を設置して
もよい。
第１１図（Ｂ）の場合には透光性の支持体１１０１が用
いられており、支持体１１０１の側から光が入射される
ので、電流取り出し及び当該電極での光反射用の目的で
、下部電極１１０２が支持体１１０１と対向して半導体
層を挟んで設けられている。
また、支持体１１０１として電気絶縁性のものを用いる
場合には電流取り出し用の電極として、支持体１１０１
とｎ型半導体Ｎ１１０３との間に下部電極１１０２が設
けられる。
電極材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ。
Ｃｒ、Ｃｕ、ＡＣＴｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ等の金属又はこ
れらの合金が挙げられ、これ等の金属の薄膜を真空蒸着
、電子ビーム蒸着、スパッタリング等で形成する。また
、形成された金属薄膜は光起電力素子の出力に対して砥
抗威分とならぬように配慮されねばならず、シート抵抗
値として好ましくは５０Ω以下、より好ましくは１０Ω
以下であることが望ましい。
下部電極１１０２とｎ型半導体層１１０３との間に、図
中には示されていないが、導電性酸化亜鉛等の拡散防止
層を設けても良い。該拡散防止層の効果としては電極１
１０２を構成する金属元素がｎ型半導体層中へ拡散する
のを防止するのみならず、若干の抵抗値をもたせること
で半導体層を挟んで設けられた下部電極１１０２と透明
電極１１０６との間にピンホール等の欠陥で発生するシ
ョートを防止すること、及び薄膜による多重干渉を発生
させ入射された光を光起電力素子内に閉じ込める等の効
果を挙げることができる。
（１１）上部２　（゛日″′） 本発明において用いられる透明型１１１０６としては太
陽や白色蛍光灯等からの光を半導体層内に効率良く吸収
させるために光の透過率が８５％以上であることが望ま
しく、さらに、電気的には光起電力素子の出力に対して
抵抗成分とならぬようにシート抵抗値は１００Ω以下で
あることが望ましい、このような特性を備えた材料とし
てＳｎＯ，、ｒｎｘｏｚ　＋ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＣｄｇＳ
ｎＯｎＩＴＯ（ｌｎｌｏｓ　＋５ｎＯｔ　）などの金属
酸化物や、Ａｕ、Ａ１．Ｃｕ等の金属を極めて薄く半透
明状に成膜した金属薄膜等が挙げられる。透明電極は第
１１図（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）においてはｐ型半導体Ｎ
１１０５層の上に積層され、第１Ｆ図（Ｂ）においては
基板１１０１の上に積層されるものであるため、互いの
密着性の良いものを選ぶことが必要である。これらの作
製方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム加熱蒸着
法、スパソタリング法、スプレー法等を用いることがで
き所望に応じて適宜選択される。
ユ旦と栗里里亘 本発明において用いられる集電電極１１０７は、透明電
極１１０６の表面抵抗値を低減させる目的で透明電極１
１０６上に設けられる。電極材料としてはＡｇ、Ｃｒ、
Ｎｊ、ＡＩ、Ａｇ、Ａｕ。
Ｔｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ等の金属またはこれらの合
金の薄膜が挙げられる。これらの薄膜は積層させて用い
ることができる。また、半導体層への光入射光量が十分
に確保されるよう、その形状及び面積が適宜設計される
。
たとえば、その形状は光起電力素子の受光面に対して一
様に広がり、且つ受光面積に対してその面積は好ましく
は１５％以下、より好ましくは１０％以下であることが
望ましい。
また、シート抵抗値としては、好ましくは５゜Ω以下、
より好ましくはｌＯΩ以下であることが望ましい。
ユ１１腿動１匪 本光起電力素子において好適に用いられるｉ型半導体層
を構成する半導体材料としては、Ａ−３ｉ：Ｈ，Ａ　　
Ｓｉ：Ｆ、Ａ−３ｊ：Ｈ：Ｆ。
Ａ−５ｆＣ：Ｈ，Ａ−５ｉＣ：Ｆ、Ａ−８ａｃ：Ｈ：Ｆ
、Ａ−３ｉＧｅ：Ｈ，Ａ−３ｉＧｅ：Ｆ。
Ａ−３ｉＧｓ：Ｈ：Ｆ、ｐｏｌｙ−３ｉ：Ｈ。
ｐｏｌｙ−３ｉ：Ｆ、ｐｏｌｙ−３ｉ：Ｈ：Ｆ等いわゆ
る■族及び■族合金系半導体材料の他、■−■族及びｍ
−ｖ族のいわゆる化合物半導体材料等が挙げられる。
一半導　層　びｎ　半導体 本光起電カー素子において好適に用いられるｐ型又はｎ
型半導体層を構成する半導体材料としては、前述したｉ
型半導体層を構成する半導体材料に価電子制御剤をドー
ピングすることによって得られる。
〔製造例〕
以下、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を用いて
の具体的製造例を示すが、本発明はこれらの製造例によ
って何ら限定されるものではない。
袈遺班工 装置例１２で示した連続式マイクロ波プラズマＣＶＤ装
置（第７図）を用い、アモルファスシリコン膜の連続堆
積を行った。なお、マイクロ波アプリケーターは旭１３
のタイプのものを用いた。
まず、基板送り出し機構を有する真空容器７０１に、十
分に脱脂、洗浄を行った５ＵＳ４３０ＢＡ製帯状基Ｉ（
幅５ＱｃｓＸ長さＩ　００ｍｘ厚さ０、２　ｔｍ　）の
巻きつけられたボビン７０３をセットし、該帯状部材１
０１をガスゲート７２１及び隔離容器４００中の搬送機
構を介して、更にガスゲート７２２を介し、基板巻き取
り機構を有する真空容器７０２まで通し、たるみのない
程度に張力調整を行った。帯状部材の湾曲形状等の条件
を第１９表に示した。
そこで、各真空容器７０１，７０２及び隔離容器４００
を不図示のロークリポンプで荒引きし、次いで不図示の
メカニカルブースターポンプヲ起動させ１０−”Ｔｏｒ
ｒ付近まで真空引きした後、更に温度制御機構１０６，
１０７を用いて、帯状部材１０１の表面温度を２５０℃
に保持しつつ、不図示の油拡散ポンプ（バリアン製ＭＳ
−３２）にて５　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ以下まで真空引
きした。
十分に脱ガスが行われた時点で、ニッケル製のガス導入
管を兼ねるバイアス印加管１１２より、Ｓ＋Ｈａ　　５
５０ｓｃｃｍ、Ｓ　ｉ　Ｆ　ａ　　８　ｓｃｃ戴、Ｈ２
４０ｓｅｃｍを導入し、前記油拡散ポンプに取り付けら
れたスロフトルバルブの開度を調整して成膜室７２３内
の圧力を８５ｍＴｏｒｒに保持した。この時、隔離容Ｈ
４００内の圧力は１５　ｍ　Ｔｏｒｒであった。圧力が
安定した所で、不図示のマイクロ波電源より、実効パワ
ーで１．７ｋＷのマイクロ波をアプリケーター３０１よ
り放射させた。直ちに、導入された原料ガスはプラズマ
化し、マイクロ波プラズマ領域を形成し、該マイクロ波
プラズマ領域は搬送用リング１０４，１０５の側面に取
り付けられた金網５０１，５０１’　　（線径１ｆｉ、
間隔５關〉から真空容器側に漏れ出ることはなく、また
、マイクロ波の漏れも検出されなかった。
そこで、バイアス印加用電源１１８より＋９０Ｖの直流
電圧を導！１１９を介してガス導入管を兼ねるバイアス
印加管１１２に印加させたところ、７．５Ａのバイアス
電流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増した
。
そこで、支持・搬送用ローラー１０２．１０３及び支持
・搬送用リング１０４．１０５　（いずれも駆動機構は
不図示）を起動し、前記帯状部材１０２の搬送スピード
が１．２ｍ　／ｓｉｎとなるように制御した。搬送を開
始してもプラズマは安定しており、バイアス電圧、電流
ともに変化はなかった。
なお、ガスゲート７２１，７２２にはゲートガス導入管
７１６，７１７よりゲートガスとしてＨ２ガスを５０ｓ
ｃｃｎ＋流し、排気孔７１８．７１８より不図示の油拡
散ポンプで排気し、ガスゲート内圧は１ｍＴｏｒｒとな
るように制御した。
搬送を開始してから３０分間、連続して堆積膜の形成を
行った。なお、長尺の帯状部材を用いているため、本製
造例の終了後、引き続き他の堆積膜の形成を実施し、す
べての堆積終了後、前記帯状部材を冷却して取り出し、
本製造例において形成された帯状部材上の堆積膜膜厚分
布を幅方向及び長手方向について測定したところ５％以
内に納まっており、堆積速度は平均８６人／ｓｅｃであ
った。また、その一部を切り出し、ＦＴ−ｒＲ（パーキ
ン・エルマー社製１７２０　Ｘ）を用い反射法により赤
外吸収スペクトルを測定したところ、２０００値−１及
び６３００ＩＩ−’に吸収が認められａ−３ｉ：Ｈ：Ｆ
ＩＰＪに特有の吸収パターンであった。
更に、ＲＨＥＥＤ　（Ｊ　ＥＭ−１００３Ｘ、日本電子
型）により膜の結晶性を評価したところ、ハローで、非
晶質であることが判った。また、金属中水素分析計（Ｅ
ＭＧＡ−１１００、堀場製作所製）を用いて膜中水素量
を定量した所２３±２ａｔｏｍｉｃ％であった。
更に、帯状部材上に堆積形成されたアモルファスシリコ
ン膜を約５１の領域にわたって機械的に剥離させてその
体積を測定し、ひき続き、ＥＳＲ装置（ＪＥＳ−ＲＥ２
Ｘ、日本電子型）にてスピン密度を測定したところ２．
８　Ｘｌ０１Ｓｓｐｉｎｓ　／ｃ１であり、欠陥の少な
い膜であることが判った。
また、前記帯状部材の他の部分より１■Ｘ１ｃｓの試料
片を任意に５ケ所切り出し、反応性スパッタリング装置
（自社内製品）にセントしてアモルファスシリコン膜の
堆積された面上に１５００人のＥ　Ｔｏ　（Ｉ　ｎｘｏ
ｓ　＋　Ｓ　ｎ　Ｏｘ　）膜を堆積した。
そして、この試料片をＣＰ　Ｍ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｐ
ｈｏｔｏ−ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社
内製装置）にセントし、ＩＴＯ膜側から光入射を行って
アーバフク裾（Ｕｒｂａｃｈ　Ｔａ１ｌ）の傾きを測定
したところ４９±１ｍｅＶで、欠陥の少ない膜であるこ
とが判った。
製造撚１ 製造例１において実施した堆積膜形成工程にひき続き、
用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器４００の内圧を
５　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、ガ
ス導入管を兼ねるバイアス印加管１１２より、ＳｉＨｚ
Ｉ　６０ｓｃｃｍＳＧｅＨａ　　Ｉ　３０！１ｃｃｌ１
％　Ｓ　ｉ　Ｆ、　　５ｓｅｃａＳＨ２２５ｓｅｃｍを
導入し、成膜室７２３の内圧を１４．５ｍＴｏｒｒに保
持し、マイクロ波アプリケーターを磁１１とし、マイク
ロ波電力を０．９５ｋＷとした以外は同様の堆積膜形成
条件でアモルファスシリコンゲルマニウム膜の連続堆積
を行った。
なお、バイアス印加用電源１１Ｂより＋５０Ｖの直流電
圧を導線１１９を介してガス導入管を兼ねるバイアス印
加管１１２に印加させたところ、７、ＩＡのバイアス電
流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増した。
本製造例及び他の製造側終了後、基板を冷却して取り出
し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布を幅
方向及び長手方向について測定したところ、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均４０人／ｓｅｃであった
。
また、その一部を切り出し、ＦＴ−ＩＲ（パーキン・エ
ルマー社製１７２０Ｘ）を用い反射法により赤外吸収ス
ペクトルを測定したところ、２０００ｃｓ−’、１８８
０ｃｓ−’及び６３０（Ｊ−’に吸収が認められａ−３
ｉＧｅ：Ｈ：Ｆ膜に特有の吸収パターンであった。更に
、ＲＨＥＥＤ　（ＪＥＭ−１００ＳＸ、日本電子型）に
より膜の結晶性を評価したところ、ハローで、非晶質で
あることが判った。また、金属中水素分析計（ＥＭＧＡ
ｌｌｏｏ、堀場製作所製）を用いて膜中水素量を定量し
たところ１５±’１ａｔｏｙｐｌｃ％であった。
更に、帯状部材上に堆積形成されたアモルファスシリコ
ンゲルマニウム膜を約５ｃｄの領域にわたって機械的に
ＩＩ離させてその体積を測定し、ひき続き、ＥＳＲ装置
（ＪＥＳ−ＲＥ２Ｘ、日本電子型）にてスピン密度を測
定したところ４．４Ｘ１０”５ｐｉｎｓ　／ｃｍ’であ
り、欠陥の少ない膜であることが判った。
また、前記帯状部材の他の部分より１　ｃｓ　Ｘ　ｌ　
ａｗの試料片を任意に５ケ所切り出し、反応性スバソク
リング装置（自社内製品）にセントしてアモルファスシ
リコンゲルマニウム膜の堆積された面上に１５００人の
ＩＴＯ（ＩｎｚＯ＝　＋５ｎＯｚ）膜を堆積した。そし
て、この試料片をＣＰ　Ｍ　（ＣｏｎｓｔａｎｔＰｈｏ
ｔｏｃｕｒｒｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社内製装
置）にセントし、ＩＴＯ膜側から光入射を行ってアーバ
ンク裾（Ｕｒｂａｃｈ　Ｔａ１ｌ）の傾きを測定したと
ころ５３±１ｓ＋ｅＶで、欠陥の少ない膜であることが
判った。
袈遺班１ 製造例１において実施した堆積膜形成工程にひき続き、
用いた原料ガスの導入を止め、隔離容８４００の内圧を
５　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、ガ
ス導入管を兼ねるバイアス印加管１１２より、５ｉＨ１
２６０ｓｃｃｍ、ＣＨａ　　３８ｓｃｃａ＋、５ｉＦａ
　　５ｓｃｃｍｓ　Ｈｚ　　８０ａｃｃ−を導入し、成
膜室７２３の内圧を２４ｍＴｏｒｒに保持した以外は同
様の堆積膜形成条件でアモルファスシリコンカーバイド
膜の連続堆積を行った。
なお、バイアス印加用電源１１９より＋６０Ｖの直導電
圧を導！１２０を介してガス導入管を兼ねるバイアス印
加管１１３に印加させたところ、７．３Ａのバイアス電
流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増した。
本製造例及び他の製造側終了後、帯状部材を冷却して取
り出し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布
を幅方向及び長手方向について測定したところ、５％以
内に納まっており、堆積速度は平均４３人／ｓｅｃであ
った。
また、その一部を切り出し、ＦＴ−ＩＲ（パーキン・エ
ルマー社製１７２０Ｘ）を用い、反射法により赤外吸収
スペクトルを測定したところ、２０８００１１−’、Ｉ
　２５０ｃｓ−’、９６００１１−’、７７７国−１及
び６６０　ａｍ−’に吸収が認められａ−３ｉＣ：Ｈ：
Ｆ膜に特有の吸収パターンであった。更に、ＲＨＥＥＤ
　（ＪＥＭ−１００ＳＸ、日本電子型）により膜の結晶
性を評価したところ、ハローで、非晶質であることが判
った。また、金属中水素分析計（ＥＭＧＡ−１１００、
堀場製作所製）を用いて膜中水素量を定量したところ１
３±２ａｔｏｍｉｃ％であった。
更に、帯状部材上に堆積形成されたアモルファスシリコ
ンカーバイド膜を約５ｃｄの領域にわたって機械的にｆ
ＪＩ　！させてその体積を測定し、ひき続き、ＥＳＲ装
置（ＪＥＳ−ＲＥ２Ｘ、日本電子型）にてスピン密度を
測定したところ７．９Ｘ１０”５ｐｉｎｓ　／ｃｔｍ”
であり、欠陥の少ない膜であることが判った。
また、前記帯状部材の他の部分よりｌａａＸｌｃｍの試
料片を任意に５ケ所切り出し、反応性スパッタリング装
置（自社内製品）にセットしてアモルファスシリコンカ
ーバイド膜の堆積された面上に１５００人のＩＴｏ（Ｉ
ｎｘＯ＊　＋５ｎＯｚ）膜を堆積した。そして、この試
料片をＣＰ　Ｍ（ＣｏｎｓｔａｎｔＰｈｏｔｏｃｕｒｒ
ｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社内製装置）にセント
し、ＩＴＯ膜側から光入射を行ってアーバソク裾（Ｕｒ
ｂａｃｈ　Ｔａ１ｌ）の傾きを測定したところ５５±１
ｓｅＶで、欠陥の少ない膜であることが判った。
里遣班土 製造例１において実施した堆積膜形成工程にひき続き、
用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器４００の内圧を
５　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、ガ
ス導入管を兼ねるバイアス印加管１１２より、５ｉＨｓ
２７０ｓｃｃａ＋、　Ｂ　Ｆ３（３０００ＰｐＨＨｇ希
釈）５５ｓｅｃｍ、Ｓ　ｉ　Ｆ４　４８ＳＣＣＩ１％　
Ｈｚ４５ｓｅｃｍを導入し、成膜室７２３の内圧を１９
ｍＴ　ｏｒｒに保持し、マイクロ波アプリケーターを胤
３とし、マイクロ波電力を２．８ｋＷにした以外は同様
の堆積膜形成条件でｐ型の微結晶シリコン膜の連続堆積
を行った。
なお、バイアス印加用型ａｔｔ９より＋１２５Ｖの直流
電圧を導！＊１２０を介してガス導入管を兼ねるバイア
ス印加管１１３に印加させたところ、８．６Ａのバイア
ス電流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増し
た。
本製造例及び他の製造側終了後、基板を冷却して取り出
し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布を幅
方向及び長手方向について測定したところ、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均４２人／ｓｅｃであった
・ また、その一部を切り出し、ＦＴ−ＩＲ（パーキン・エ
ルマー社製１７２０Ｘ）を用い反射法により赤外吸収ス
ペクトルを測定したところ、２１００（Ｊ−疹及び６３
０備−１に吸収が認められμＣ−３ｉ：Ｈ：Ｆ膜に特有
の吸収パターンであった。更に、ＲＨＥＥＤ　（ＪＥＭ
−１００３Ｘ。
日本電子型）により膜の結晶性を評価したところ、リン
グ状で、無配向の多結晶質であることが判った。また、
金属中水素分析計（ＥＭＧＡ−１１００、堀場製作所製
）を用いて膜中水素量を定量したところ４±ｌａｔｏｍ
ｉｃ％であった。
更に、帯状部材上に堆積形成された膜について、５　ｍ
　Ｘ　５　ｍの試料片を任意に５ケ所切り出し、その表
面状態を超高分解能、低加速ＦＢ−３ＥＭ（日立製作所
Ｓ−９００型）にて観察したところ、膜表面は平滑であ
り、異常突起の発生はほとんど認められなかった。
盟遺班工 製造例１において実施した堆積膜形成工程にひき続き、
用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器４００の内圧を
５　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、ガ
ス導入管１０５より、５ｉＨ４３８０ｓｃｃａＳＰ　Ｈ
ｓ（１％Ｈ２希釈）　　３２ｓｃｃｓ、ＳｉＦａ５ｓｃ
ｃｍ、　Ｈｚ　２５ｓｃｃｌＩを導入し、成膜室７２３
の内圧を１１ｍＴｏｒｒに保持し、マイクロ波電力を１
．１ｋＷとした以外は同様の堆積膜形成条件でｎ型のア
モルファスシリコン膜の連続堆積を行った。
なお、バイアス印加用電ａｘｉｓより＋９０Ｖの直流電
圧を導＆１１１９を介してガス導入管を兼ねるバイアス
印加管１１２に印加させたところ、７、ＩＡのバイアス
電流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増した
。
本製造例及び他の製造側終了後、帯状部材を冷却して取
り出し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布
を幅方向及び長手方向について測定した所、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均６０人／ｓｅｅであった
。
また、その一部を切り出し、ＦＴ−ＩＲ（パーキン・エ
ルマー社製１７２０Ｘ）を用い反射法により赤外吸収ス
ペクトルを測定したところ、２０００３−’及び６３０
ｃ１１−’に吸収が認められ、ａ−３ｉ：Ｈ：Ｆ膜に特
有の吸収パターンであった。更に、ＲＨＢＥＤ　（ＪＢ
Ｍ−１００ＳＸ、日本電子製〉により膜の結晶性を評価
したところ、ハローで、非晶質であることが判った。ま
た、金属中水素分析計（ＥＭＧＡ−１１００，堀場製作
所製）を用いて膜中水素量を定量したところ２２±２ａ
ｔｏ■ｉｃ％であった。
更に、帯状部材上に堆積形成された膜について、５　ｎ
　Ｘ　５　ｔｏの試料片を任意に５ケ所切り出し、その
表面状態を超高分解能、低加速ＦＢ−３ＥＭ（日立製作
所Ｓ−９００型）にて観察したところ、膜表面は平滑で
あり、異常突起の発生はほとんど認められなかった。
盟遣撚ｉ 製造例１において、５ＵＳ４３０ＢＡ製帯状基板のかわ
りに、堆積膜の形成される側の面にＡＩ膜を２μｍ蒸着
したくうち、その一部には巾７０μｍ、長さｌ０ｆｌの
くし型ギャップを幅及び長手方向に２０ｃｍごとに形成
した。）ＰＥＴ　（ポリエチレンテレツクレート）装帯
状基板（幅６０備×長さｌｏＯｍＸ厚さ０．８ｍｍ）を
用い、基板表面温度を２１０℃とした以外は、全く同様
の操作にてアモルファスシリコン膜の連続堆積を行った
。
なお、バイアス印加用電源１１８より＋９０Ｖの直流電
圧を導線１１９を介してガス導入管を兼ねるバイアス印
加前１１２に印加させたところ、７、ＯＡのバイアス電
流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増した。
基板を冷却後取り出し、まず、膜厚分布を幅方向及び長
手方向について測定したところ５％以内に納まっており
、堆積速度は平均８４人／ｓｅｃであった。また、その
一部を切り出し、ＦＴ−Ｉ　Ｒ（パーキ？・エルマー社
製１７２０Ｘ）を用い、リファレンス透過法により赤外
吸収スペクトルを測定したところ、２０００ｃｉｉ−’
及び６３０ｃｕ−に吸収が認められ、ａ−３ｔ：Ｉ−（
：Ｆ膜に特有の吸収パターンであった。また、２０００
ｃｍ−’付近のＳ　ｉ　−Ｈに帰属される吸収から膜中
水素量を定量したところ、２３±２ａｔｏ＋ｓｊｃ％で
あった。
更に、ＲＨＥＥＤ　（ＪＥＭ−１００５Ｘ、日本電子製
）により、膜の結晶性を評価したところ、ハローで、非
晶質であることが判った。
また、あらかしめ形成しであるギャップ電極のうち２０
箇所をランダムに切り出し、それぞれについてＡＭ−１
光（１００ｍＷ／ｃ＋Ｊ）照射下テノ光電流値、及び暗
中での暗電流値をＨＰ４１４０Ｂを用いて測定し、明導
電率σρ（Ｓ／ａｍ）、及び暗導電率σｄ（Ｓ／ｃｍ）
を求めたところ、それぞれ（５，５±０．５）　Ｘ　１
０−’Ｓ／ｃｍ及び（１，５±０．５）ＸＩＯ−”Ｓ／
ａｍの範囲内に納まっていた。
また、この試料片をＣＰ　Ｍ　（Ｃｏｎ５ｔａｎｔ　Ｐ
　ｈｏｔ。
ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社内製装置）
にセントし、ＩＴＯ膜側から光入射を行ってアーバンク
据（Ｕｒｂａｃｈ　Ｔａ１ｌ）の傾きを測定したところ
、５１±１ｍｅＶで、欠陥の少ない膜であることが判っ
た。
盟装置に１上 製造例１〜５の製造条件において、バイアス印加電圧を
第２０表に示す条件に変えた以外は同様の操作及びプラ
ズマ生起条件等にて、各堆積膜の形成を行った。
形成された堆積膜の評価を、製造例１〜５と同様の方法
にて行った結果を総合して、第２０表中に示したが、い
ずれの場合においても異常放電は発生せずプラズマは安
定しており、良好な特性の膜が得られた。
翌這銖土に上玉 製造例１〜５の製造条件において、第２のバイアス棒に
印加するバイアス印加電圧を第２１表に示す条件に変え
た以外は同様の操作及びプラズマ生起条件等にて、各堆
積膜の形成を行った。なお、バイアス印加方法は第１３
図（Ｄ）に示した方法にて、第１のバイアス棒にはいず
れの場合も＋３０ｖを印加した。
形成された堆積膜の評価を、製造例１〜５と同様の方法
にて行った結果を総合して、第２１表中に示したが、い
ずれの場合においても異常放電は発生せずプラズマは安
定しており、良好な特性の膜が得られた。
盟遺斑上１ 本製造例においては、第１０図の断面模式図に示す層構
成のショットキー接合型ダイオードを第７図に示す装置
を用いて、作製した。
ここで、１００１は基板、１００２ば下部電極、１００
３はｎ″″型半導体層、１００４はノンドープの半導体
層、１００５は金属層、１００６゜１００７は電流取り
出し用端子である。
まず、製造例１で用いたのと同様の５ＵＳ４３ＱＢＡ製
帯状部材１０１を連続スパッタ装置にセットし、Ｃｒ（
９９，９８％）電極をターゲットどして用いて、１５０
０人のＣｒ薄膜を堆積し、下部電極１００２を形成した
。
ひき続き、該帯状部材１０１を装置例１２で示した第７
図の連続堆積膜形成装置の真空容器７０１中の送り出し
用ボビン７０３にセントし、Ｃｒ薄膜の堆積された面を
下側に向けた状態で隔離容器４００を介して、真空容器
７０２中の巻き取り用ボビン・７０４にその端部を巻き
つけ、たるみのないよう張力調整を行った。
なお、本製造例における基板の湾曲形状等の条件は第１
９表に示したのと同様とし、マイクロ波アプリケーター
は製造例１と同様のＮｄＩ３のタイプのものを用いた。
その後、不図示の排気ポンプにて、各真空容器の排気管
７０９，７１０，７１１を介して、製造例１と同様の荒
引き、高真空引き操作を行った。
この時、基板表面温度は２５０℃となるよう、温度制御
機構１０６，１０７により制御した。
十分に脱ガスが行われた時点で、ガス導入管を兼ねるバ
イアス印加管１１２より、Ｓ　＋　Ｈａ３４０ｓｃｃｍ
ＳＳｉＦ４５ｓｅｃｍ、　Ｐ　Ｈ３７Ｈｚ　（１％Ｈ２
希釈）　５５ｓｅｃｓ＋ＳＨｚ　２５ｓｃｃｍを導入し
、スロントルバルブ７０９の開度を調整して、成膜室７
２３の内圧を１１ｍＴｏｒｒに保持し、圧力が安定した
ところで、直ちに不図示のマイクロ波電源より１．８　
ｋ　Ｗのマイクロ波をアプリケーター３０１より放射さ
せた。プラズマが生起したと同時に＋８０Ｖの直流バイ
アス電圧を印加させたところ、７．８Ａのバイアス電流
が流れた。プラズマが安定したところで搬送を開始し、
５３ａｍ／ｐｉｎの搬送スピードで図中左側から右側方
向へ搬送しつつ５分間の堆積操作を行った。これにより
、ｎ゛半導体層１００３としてのｎ゛型ａ３ｉ：Ｈ：　
Ｆｌｌ！が下部電極１００２上に形成される。
なお、この間ガスゲート７２１．７２２にはゲートガス
としてＨ２を５０ｓｃｃｍ流し、排気孔７１８より不図
示の排気ポンプで排気し、ガスゲート内圧は２ｍＴｏｒ
ｒとなるように制御した。
マイクロ波の供給及び原料ガスの導入を止め、また、帯
状部材１０１の搬送を止めてから隔離容器４００の内圧
を５　Ｘ　１０−ｈＴｏｒｒ以下まで真空引きした後、
再びガス導入管を兼ねるバイアス印加管１１２より、５
ｉＨｓ　３６　Ｑｓｃｃｍ、　５ｉＦ４１０ｓｅｃｍ、
　Ｈｔ　４５ｓｅｃｗを導入し、スＣ１＋ットルバルブ
７０９の開度を調整して、成膜室７２３の内圧を７．５
　ｍ　Ｔｏｒｒに保持し、圧力が安定したところで、直
ちに不図示のマイクロ波電源より１．７ｋＷのマイクロ
波をアプリケーター３０１より放射させた。プラズマが
生起したのと同時に＋８０Ｖの直流のバイアス電圧を印
加させたところ、６，８Ａのバイアス電流が流れた。プ
ラズマが安定したところで搬送を開始し、５６ｃｍ／ｓ
ｉｎの搬送スピードで図中右側から左側方向へ逆転搬送
しつつ、５．２分間の堆積操作を行った。これにより、
ｎ・型ａ−３ｉ；Ｈ：Ｆ膜上にノンドープの半導体層１
００４としてのａ−ｓ＋：Ｈ：ＦＭ！Ｉが積層形成され
る。
すべての堆積操作終了後、マイクロ波の供給、原料ガス
の供給を止め、帯状部材１０１の搬送を止め、十分に隔
離容器４００内の残留ガスの排気を行い、帯状部材を冷
却後取り出した。
該帯状部材の１０箇所をランダムにφ５１Ｉのパーマロ
イ製マスクを密着させ、金属層１００５としてのＡｕ薄
膜を電子ビーム蒸着法にて８０人蒸着した。Ｖｔいて、
ワイヤボンダーにて電流取り出し用端子１００６．１０
０７をボンディングし、ＨＰ４１４０Ｂを用いてダイオ
ード特性を評価した。
その結果、ダイオード因子ｎ＝１．０８±０．０５、±
Ｉｖでの整流比約６桁と良好なダイオード特性を示した
。
袈遺拠上１ 本製造例においては、第１１図（Ａ）の断面模式図に示
す層構成のｐｉｎ型光起電力素子を装置例１３で示した
第８図の連続堆積膜形成装置を用いて作製した。
該光起電力素子は、基板１１０１上に下部電極１１０２
、ｎ型半導体層１１０３、ｉ型半導体層１１０４、ｐ型
半導体１’１ｌ１０５、透明電極１１０６及び集電電極
１１０７をこの順に堆積形成した光起電力素子１１００
である。なお、本光起電力素子では透明電極１１０６の
側より光の入射が行われることを前提としている。
まず、製造例６で用いたのと同様のＰＥＴ製帯製部状部
材１０１続スパッタ装置にセントし、Ａ。
（９９，９９％）電極をターゲットとして用いて１００
０人のＡｇ薄膜を、また連続してＺｎ０（９９，９９９
％）電極をターゲットとして用いて１μｍのＺｎＯ薄膜
をスパッタ蒸着し、下部電極１１０２を形成した。
ひき続き、該下部電極ｌ００２の形成された帯状部材１
０１を第８図に示した連続堆積膜形成装置に、製造例１
７で行ったのと同様の要領でセットした。この時の隔離
容器４００内における基板の湾曲形状等の条件を第２２
表に示す。
また、隔離容器４００−ａ、４００−ｂにおいては、第
２３表に示す堆積膜形成条件でｎ型ａＳｉ：Ｈ：Ｆ膜及
びｐ、′型μｃ−３ｉ：Ｈ：Ｆ膜の形成を行った。
まず、真空容器でマイクロ波プラズマを生起させ、放電
等が安定したところで帯状部材１０１を搬送スピード４
７ｃｍ／ｗｉｎで図中左側から右側方向へ搬送させ、連
続して、ｎ、ｔ、ｐ型半導体層を積層形成した。
帯状部材１０１の全長に亘って半導体層を積層形成した
後、冷却後取り出し、更に、連続モジュール化装置にて
４ＱｃｍＸ３９ｃｍの太陽電池モジュールを連続作製し
た。
作製した太陽電池モジュールについて、ＡＭｌ、　５　
（１００ｍＷ／ｃ＋４）光照射下ニテ特性ｉＰ　価ヲ行
ったところ、光電変換効率で８．６％以上が得られ、更
にモジュール間の特性のバラツキは５％以内に納まって
いた。
また、Ａ　Ｍ　１５　（１００ｍＷｌｏＪ）光の５００
時間連続照射後の光電変換効率の初期値に対する変化率
を測定したところ９．５％以内に納まった。
更に、ショート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。
これらのモジュールを接続して３ｋＷの電力供給システ
ムを作製することができた。
盟遺班上主 本製造例では、製造例１８で作製したｐｉｎ型光起電力
素子において、ｉ型半導体層としてのａＳｉ：Ｈ：Ｆ膜
のかわりにａ−３ｉＧｅ：Ｈ：Ｆ膜を用いた例を示す。
ａ−３ｔＣｙ’ｅ：Ｈ：Ｆ膜の形成は、搬送速度を５　
Ｑ　ｃｓ　／ｗｉｎ　、バイアス電圧を方形波（１ｋＨ
ｚ）、１８０　ＶＦ−Ｐとした以外は製造例２で行った
のと同様の成膜条件で行い、他の半導体層形成及びモジ
ュール化工程は製造例１８と同様の操作及び方法で行い
、太陽電池モジュールを作製した。
作製した太陽電池モジュールについて、ＡＭｌ、５　（
１００ｍＷ／ａＪ）光照射下ニテ特性ｔＦ　価ヲ行った
ところ、光電変換効率で７．６％以上が得られ、更にモ
ジュール間の特性のバラツキは５％以内に納まっていた
。
また、ＡＭ　１５　（１００ｍＷｌｏＪ）光の５００時
間連続照射後の光電変換効率の初期値に対する変化率を
測定したところ９．５％以内に納まった。
更に、ショート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。
これらのモジュールを接続して３ｋＷの電力供給システ
ムを作製することができた。
製造択主１ 本製造例では、製造例１８で作製したｐｉｎ型光起電力
素子において、ｉ型半導体層としてのａＳ　ｉ　：　Ｈ
：　Ｆ膜のかわりにａ−３ｉＣ：Ｈ：Ｆ膜を用いた例を
示す。
ａ−３ｉＣ：Ｈ：Ｆ膜の形成は、搬送速度を４３ｃｍ／
ｍｉｎ、バイアス電圧を正弦波（５００Ｈｚ）、１７０
　ＶＦ−Ｐとした以外は製造例３で行ったのと同様の操
作及び方法で行い、他の半導体層形成及びモジュール化
工程は製造例１８と同様の操作及び方法で行い、太陽電
池モジュールを作製した。
作製した太陽電池モジュールについて、ＡＭｌ、　５　
（１００ｍＷ／ｃｄ）光照射下ニーｃ　特性評価ヲ行っ
たところ、光電変換効率で６．７％以上が得られ、更に
モジュール間の特性のバラツキは５％以内に納まってい
た。
また、ＡＭ　１５　（１００ｍＷ／ｃｄ）光の５００時
間連続照射後の光電変換効率の初期値に対する変化率を
測定したところ９．５％以内に納まった。
更に、ショート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太Ｖ４Ｔｌ池モジュールの場合と比
較したところ、２０％以上向上していた。
これらのモジュールを接続して３ｋＷの電力供給システ
ムを作製することができた。
盟遺班１工 本製造例では、第１１図（Ｃ）に示す層構成の光起電力
素子を作製した。作製にあたっては、第８図に示す装置
において隔離容器４００−ａ。
４００．４００−ｂと同様の構成の隔離容器４００−ａ
’　、４００’　、４００−ｂ’　をコノ順テカスゲー
トを介して更に接続させた装置（不図示）を用いた。
なお、帯状部材としては製造例Ｉで用いたのと同様の材
質及び処理を行ったものを用い、下部素子１１１１は製
造例１９で、上部素子１１１２は製造例１８で作製した
のと同様の層構成とし、各半導体層の堆積膜作製条件は
第２４表に示した。
モジュール化工程は製造例１８と同様の操作及び方法で
行い、太陽電池モジュールを作製した。
作製した太陽電池モジュールについて、ＡＭｌ、　５　
（１００ｍＷ／ｃｊ）光照射下にて特性評価を行ったと
ころ、光電変換効率で１０．３％以上が得られ、更にモ
ジュール間の特性のバラツキは５％以内に納まっていた
。
また、ＡＭ　１５　（１００ｍＷ／ｃｄ）光の５００時
間連続照射後の光電変換効率の初！ｌｌｌ値に対する変
化率を測定したところ９％以内に納まった。
更に、ショート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。
これらのモジュールを接続して３ｋＷの電力供給システ
ムを作製することができた。
袈遺斑又又 本製造例では、第１１図（Ｃ）に示す層構成の光起電力
素子を作製した０作製にあたっては、第８図に示す装置
において隔離容器４００−ａ。
４００．４００−ｂと同様の構成の隔離容器を４００−
ａ’　、４００’　、４００−ｂ’　をこの順でガスゲ
ートを介して更に接続させた装置（不図示）を用いた。
なお、帯状部材としては製造例１で用いたのと同様の材
質及び処理を行ったものを用い、下部素子１１１１は製
造例１８で、上部素子１１１２は製造例２０で作製した
のと同様の層構成とし、各半導体層の堆積膜作製条件は
第２５表に示した。
モジュール化工程は製造例１８と同様の操作及び方法で
行い、太陽電池モジュールを作製した。
作製した太陽電池モジュールについて、ＡＭｌ、　５　
（１００ｍＷ／ｃｊ）光照射下ニテ特性評価ヲ行ったと
ころ、光電変換効率で１０００％以上が得られ、更にモ
ジュール間の特性のバラツキは５％以内に納まっていた
。
また、ＡＭｌ、５　（１００ｍＷ／ａＪ）光の５００時
間連続照射後の光電変換効率の初期値に対する変化率を
測定したところ９％以内に納まった。
更に、ショート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。
これらのモジュールを接続して３ｋＷの電力供給システ
ムを作製することができた。
盟遺班又１ 本製造例では、第１１図（Ｄ）に示す層構成の光起電力
素子を作製した。作製にあたっては、第８図に示す装置
において隔離容器４００−ａ。
４００．４００−ｂと同様の構成の隔離容器４００ａ’
、４００’、４００　　ｂ’、４００　　ａ４００９．
４００−ｂ’をこの順でガスゲートを介して更に接続さ
せた装置（不図示）を用いた。
なお、帯状部材としては製造例１で用いたのと同様の材
質及び処理を行ったものを用い、下部素子１１２０は製
造例工９で、中間素子１１２１は製造例１８、上部素子
１１２３は製造例２０で作製したのと同様の層構成とし
、各半導体層の堆積膜作製条件は第２６表に示した。モ
ジュール化工程は製造例１８と同様の操作及び方法で行
い、太陽電池モジュールを作製した。
作製した太陽電池モジュールについて、ＡＭｌ、　５　
（ｌ　ＯＯｍＷ／ｃｄ）光照射下ニテ特性評価ヲ行った
ところ、光電変換効率でＩ　Ｏ，７％以上が得られ、更
にモジュール間の特性のバラツキは５％以内に納まって
いた。
また、ＡＭ　１５　　（１００ｍＷ／ｃ＋ａ）光の５０
０時間連続照射後の光電変換効率の初期値に対する変化
率を測定したところ８．５％以内に納まった。
更に、ショート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。
これらのモジュールを接続して３ｋＷの電力供給システ
ムを作製することができた。
（以下余白） 第 表 第 表 第 ３ 表 第 表 第 表 第 ７ 表 第 表 第 １３ 表 放電せず 一放電チラッキ有り 第 ４ 表 放電チラッキ有り 第 １８ 表 第 ９ 表 第 ２２ 表 注〉バイアス印加手段は第１１図（Ｂ）に示す式 〔発明の効果の概要〕 本発明の方法によれば、成膜空間の側壁を構成する帯状
部材を連続的に移動せしめると共に、前記成膜空間の側
壁を構成する帯状部材の幅方向に、マイクロ波の進行方
向に対して垂直な一方向に指向性をもたせて均一にマイ
クロ波エネルギーを放射又は伝達せしめるマイクロ波ア
プリケーター手段を具備させ、前記成膜空間内にマイク
ロ波プラズマを閉じ込めることによって、大面積の機能
性堆積膜を連続して、均一性良く形成することができる
。
また、本発明の方法によれば、プラズマ電位を適宜制御
することによって、所望の特性を有し、欠陥の少ない高
品質の機能性堆積膜を連続して効率良く高い歩留りで形
成することができる。
本発明の方法及び装置により、マイクロ波プラズマを前
記酸膜空間内に閉じ込め、プラズマ電位を制御すること
により、マイクロ波プラズマの安定性、再現性が向上す
ると共に堆積膜形成用原料ガスの利用効率を飛躍的に高
めることができる。
更に、前記帯状部材を連続して搬送させることによって
、湾曲の形状、長さ、及び搬送スピードを種々変化させ
ることによって任意の膜厚の堆積膜を大面積に亘り均一
性よく、連続して堆積形成できる。
本発明の方法及び装置によれば、比較的幅広で、且つ長
尺の帯状部材の表面上に連続して均一性良く機能性堆積
膜を形成できる。従って、特に大面積太陽電池の量産機
として好適に用いることができる。
また、放電を止めることなく、連続して堆積膜が形成で
きるため、積層型デバイス等を作製するときには良好な
界面特性が得られる。
また、低圧下での堆積膜形成が可能となり、ポリシラン
粉の発生を抑えられ、また、活性種のポリマリゼーショ
ン等も抑えられるので欠陥の減少及び、膜特性の向上、
膜特性の安定性の向上等が図れる。
従って、稼動率、歩留りの向上が図れ、安価で高効率の
太陽電池を量産化することが可能となる。
更に、本発明の方法及びＷｉｉによって作製された太陽
電池は光電変換効率が高く、且つ、長期に亘って特性劣
化の少ないものとなる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の模
式的概略図である。第２図及び第３図（ａｌ乃至＋ｄ＋
は、本発明のマイクロ波アプリケーター手段の概略図で
ある。第４図は、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装
置の横断面の模式的概略図である。第５図ｔａｇ、　（
ｂｌは本発明における帯状部材の搬送機構の側断面図を
模式的に示した図である。 第６図は、本発明におけるガスゲート手段の圧力勾配を
模式的に示した図である。第７図乃至第９図は、本発明
の連続式マイクロ波プラズマＣＶＤ装置の１例の全体概
略図である。第１０図は、本発明において作製されたシ
ョットキー接合型ダイオードの断面模式図である。第１
Ｉ図（Ａ）乃至（Ｄ）は、本発明において作製されたｐ
ｉｎ型光起電力素子（シングル、タンデム、トリプル）
の断面模式図である。第１２図（ｉ）乃至（Ｘ）は、帯
状部材の処理方法を説明するための図である。 第１３図は、バイアス印加手段の典型的配置を示す図で
ある。第１４図は、本発明の実験例において得られたバ
イアス電圧印加時の電流−電圧特性図である。第１５図
は、本発明の実験例において得られたバイアス電圧印加
時のプラズマ電位の変化率を示した図である。 第１乃至１３図の夫々について、 １０１．１３０１・・・帯状部材、 １０２．１０３．１３０２・・・支持・搬送用ローラー
１０４．１０５・・・支持・搬送用リング、１０６．１
０７・・・温度制御機構、 １０８・・・マイクロ波アプリケーター１０９・・・分
離手段、１１０，４１６・・・金属筒、１１ト・・金網
、１１２．１３０３・・・ガス導入管を兼ねるバイアス
印加管、 １１３・・・マイクロ波プラズマ領域、１１４．１１５
・・・マイクロ波漏洩防止用金網、１１６．１３０９・
・・絶縁性継手、 １１７．１３１０・・・ガス供給管、 ８．１３０７．１３０８・・・バイアス印加用を源、９
・・・導線、 １．３０’ｌ・・・マイクロ波アプリケーター２．３０
２・・・円形導波管、２０３・・・末端部、４．２０５
，２０６，２０７，２０８．３０４・・・孔、３・・・
開口端、３０５・・・連結部、６・・・シャンク−１３
０７・・・溝、８・・・固定用ビン、３０９・・・絶縁
体、０・・・隔離容器、 １．４０２・・・固定用フランジ、 ３・・・方形、円形変換用導波管、 ４．４１１・・・連結フランジ、 ５．４１２・・・開口部、 ６．４０７，４１３．４１４・・・Ｏリング、８．４１
５・・・冷却用溝、４０９・・・開口端部、０．４１７
・・・アース用フィンガー ８・・・連結板、４１９・・・排気孔、０・・・接続フ
ランジ、４２１・・・方形導波管、１５０１’　、５０
２．５０２’　・・・金網、１．７０２，９０１，９０
２・・・真空容器、７０３・・・送り出し用ボビン、 ７０４・・・巻き取り用ボビン、 ７０５．７０６・・・搬送用ローラー ７０７．７０８．７０９・・・スロットルバルブ、７１
０．７１１，７１８，７１９，７２０・・・排気孔、７
１２．７１３・・・温度調整機構、 ７１４．７１５・・・圧力計、 ７１６．７１７，８０５，８０６，８０７，８０８・・
・ゲートガス導入管、 ７２１．７２２，８０１，８０２，８０３，８０４・・
・ガスゲート、７２３・・・成膜室、 ８０９．８１０，８１１，８１２・・・ゲートガス排気
管、９０３．９０４・・・カソード電極、 ９０５．９０６・・・ガス導入管、 ９０’７．９０８・・・ハロゲンランプ、９０９．９１
０・・・アノード電極、 ９１１．９１２・・・排気管、 １００１．１１０１・・・支持体、 １００２．１１０２・・・下部電極、 １００３．１１０３，１１０８．１１１４．１１１７・
・・ｎ型半導体層、 １００４，１１０４．１１０９，１１１５．１１１８・
・・ｉ型半導体層、１００５・・・金属層、１００６．
１００７・・・電流取り出し用端子、１１００．１１０
０’、１１１１，１１１２゜１１２０．１１２１．１１
２３−Ｐｔｎ接合型光起電力素子、 １１０５．１１１０，１１１６．１１１９・・・ｐ型半
導体層、１１０６・・・上部電極、 １１０７・・・集電電極、１１１３・・・タンデム型光
起電力素子、１１２４・・・トリプル型光起電力素子、
１２０１ａ・・・帯状部材処理室（Ａ）、１２０１ｂ・
・・帯状部材処理室（Ｂ）、１２０２．１２０３，１２
０４，１２０５．１２０６・・・帯状部材、１２０７ａ
、１２０７ｂ・・・ローラー１２０８ａ、１２０８ｂ−
・・切断刃、１２０９ａ。 １２０９ｂ・・・溶接治具、 １２１０．１２１１．１２１２．１２１３・・・接続手
段、１３０４．１３０６・・・バイアス棒、１３０５・
・・ガス導入管。 第 ５ 図 （ａ） ５０１（５０１′） 第 １“づ （ａ） 菖 区 第６図（ｂ） 高 畠 第 図 （ｂ） ５０２（改疋°） 第１０図 ００６ 第１１図（Ａ） 第１１図（Ｂ） 第 １１図（Ｃ） １０７ 第１１閃 （Ｄ） 第　１２　図　（その１） 第　１２　図（その３） ２０９ｂ 第　１２　図　（その２） ２０９ｂ 第 １３ 図 （Ａ） 第 １３図 （Ｂ） 第 １４図 第 ３ 図 （Ｃ） 第 ３ 図 （Ｄ） 第 ５ 図 バイアス印加電圧 （Ｖ）

Claims (76)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）長手方向に帯状部材を連続的に移動せしめながら
    、その中途で前記移動する帯状部材を側壁とする柱状の
    成膜空間を形成し、 該成膜空間内にガス供給手段を介して堆積膜形成用原料
    ガスを導入し、 同時に、マイクロ波エネルギーをマイクロ波の進行方向
    に対して垂直な一方向に指向性をもたせて放射又は伝達
    させるようにしたマイクロ波アプリケーター手段より、
    該マイクロ波エネルギーを放射又は伝達してマイクロ波
    プラズマを前記成膜空間内で生起せしめ、 前記マイクロ波プラズマのプラズマ電位を制御しながら
    、 該マイクロ波プラズマに曝される前記側壁を構成し連続
    的に移動する前記帯状部材の表面上に堆積膜を形成せし
    めることを特徴とするマイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
    り大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
  2. （２）前記移動する帯状部材の中途において、湾曲開始
    端形成手段と湾曲終了端形成手段とを用いて、前記湾曲
    開始端形成手段と前記湾曲終了端形成手段との間に前記
    帯状部材の長手方向に間隙を残して該帯状部材を湾曲さ
    せて前記成膜空間の側壁を形成する請求項１に記載の大
    面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
  3. （３）前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成手
    段との間に前記帯状部材の長手方向に残された間隙より
    マイクロ波エネルギーを前記成膜空間内に放射又は伝達
    させる請求項２に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的
    に形成する方法。
  4. （４）前記帯状部材を側壁として形成される柱状の成膜
    空間の両端面のうちいずれか一方より、前記成膜空間内
    に前記マイクロ波アプリケーター手段を突入させてマイ
    クロ波エネルギーを前記成膜空間内に放射又は伝達させ
    る請求項２に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形
    成する方法。
  5. （５）前記プラズマ電位は、前記帯状部材から分離され
    たバイアス印加手段を介して制御するようにする請求項
    １に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方
    法。
  6. （６）前記バイアス印加手段を少なくともその一部分が
    前記マイクロ波プラズマに接するように配設し、前記バ
    イアス印加手段にバイアス電圧を印加させる請求項５に
    記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
  7. （７）前記バイアス印加手段の前記マイクロ波プラズマ
    に接する少なくとも一部分には導電処理を施すようにす
    る請求項６に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形
    成する方法。
  8. （８）前記バイアス電圧は直流、脈流及び／又は交流で
    ある請求項６に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に
    形成する方法。
  9. （９）前記バイアス印加手段は前記ガス供給手段を兼ね
    るようにする請求項６に記載の大面積の機能性堆積膜を
    連続的に形成する方法。
  10. （１０）前記バイアス印加手段は前記ガス供給手段から
    分離して配設するようにする請求項６に記載の大面積の
    機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
  11. （１１）前記バイアス印加手段は、単数又は複数のバイ
    アス棒で構成させるようにする請求項１０に記載の大面
    積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
  12. （１２）前記プラズマ電位は前記帯状部材に印加するバ
    イアス電圧によって制御するようにする請求項１に記載
    の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
  13. （１３）前記ガス供給手段は接地電位とし、少なくとも
    その一部分が前記マイクロ波プラズマに接するように配
    設するようにする請求項１２に記載の大面積の機能性堆
    積膜を連続的に形成する方法。
  14. （１４）前記ガス供給手段の前記マイクロ波プラズマに
    接する少なくとも一部分には導電処理を施すようにする
    請求項１２に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形
    成する方法。
  15. （１５）前記マイクロ波アプリケーター手段より放射又
    は伝達されるマイクロ波エネルギーを、前記成膜空間と
    前記アプリケーター手段との間に設けられたマイクロ波
    透過性部材を介して前記成膜空間内に放射又は伝達させ
    る請求項１に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形
    成する方法。
  16. （１６）前記マイクロ波透過性部材には接触させない範
    囲で、前記マイクロ波アプリケーター手段を前記帯状部
    材の幅方向とほぼ平行となるように近接させて配設し、
    前記柱状の成膜空間内にマイクロ波エネルギーを放射又
    は伝達させるようにする請求項１５に記載の大面積の機
    能性堆積膜を連続的に形成する方法。
  17. （１７）前記マイクロ波アプリケーター手段からは、前
    記帯状部材の幅方向とほぼ同じ長さに均一なマイクロ波
    エネルギーを放射又は伝達させる請求項１６に記載の大
    面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
  18. （１８）前記マイクロ波アプリケーター手段を、前記マ
    イクロ波透過性部材を介して、前記成膜空間内に生起す
    るマイクロ波プラズマから分離させる請求項１７に記載
    の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
  19. （１９）前記柱状の成膜空間内に放射又は伝達されたマ
    イクロ波エネルギーが、前記成膜空間外へ漏洩しないよ
    うにする請求項１に記載の大面積の機能性堆積膜を連続
    的に形成する方法。
  20. （２０）前記書状部材の前記マイクロ波プラズマに曝さ
    れる側の面には少なくとも導電処理を施すようにする請
    求項１に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成す
    る方法。
  21. （２１）連続して移動する帯状部材上にマイクロ波プラ
    ズマＣＶＤ法により大面積の機能性堆積膜を連続的に形
    成する装置であって、 前記帯状部材をその長手方向に連続的に移動させながら
    、その中途で湾曲させるための湾曲部形成手段を介して
    、前記帯状部材を側壁にして形成され、その内部を実質
    的に真空に保持し得る柱状の成膜室を有し、 前記成膜室内にマイクロ波プラズマを生起させるための
    、マイクロ波エネルギーをマイクロ波の進行方向に対し
    て垂直な一方向に指向性をもたせて放射させるようにし
    たマイクロ波アプリケーター手段と、 前記マイクロ波アプリケーター手段から、マイクロ波の
    進行方向に対して垂直な一方向に指向性をもって放射さ
    れるマイクロ波エネルギーを、前記成膜室内に透過せし
    め、且つ、該マイクロ波エネルギーによって前記成膜室
    内に生起したマイクロ波プラズマから前記マイクロ波ア
    プリケーターと手段を分離するための分離手段と、 前記成膜室内を排気する排気手段と、 前記成膜室内に堆積膜形成用原料ガスを導入するための
    ガス供給手段と、 前記マイクロ波プラズマのプラズマ電位を制御するため
    のバイアス印加手段と、 前記帯状部材を加熱及び／又は冷却するための温度制御
    手段とを備えていて、 前記帯状部材の前記マイクロ波プラズマに曝される側の
    表面上に、連続して堆積膜を形成するようにしたことを
    特徴とする機能性堆積膜の連続形成装置。
  22. （２２）前記湾曲部形成手段を、少なくとも一組以上の
    、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段とで構成し
    、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成手段と
    を、前記帯状部材の長手方向に間隙を残して配設する請
    求項２１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  23. （２３）前記湾曲部形成手段が、少なくとも一対の支持
    ・搬送用ローラーと支持・搬送用リングとで構成され、
    前記一対の支持・搬送用ローラーは前記帯状部材の長手
    方向に間隙を残して平行に配設されている請求項２２に
    記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  24. （２４）前記バイアス印加手段を前記帯状部材から分離
    して配設する請求項２１に記載の機能性堆積膜の連続形
    成装置。
  25. （２５）前記バイアス印加手段を少なくともその一部分
    が前記マイクロ波プラズマに接するように配設し、前記
    バイアス印加手段にバイアス電圧を印加させる請求項２
    ４に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  26. （２６）前記バイアス印加手段の前記マイクロ波プラズ
    マに接する少なくとも一部分には導電処理が施される請
    求項２５に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  27. （２７）前記バイアス電圧は直流、脈流及び／又は交流
    である請求項２５に記載の機能性堆積膜の連続形成装置
    。
  28. （２８）前記バイアス印加手段は前記ガス供給手段を兼
    ねる請求項２５に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  29. （２９）前記バイアス印加手段は前記ガス供給手段から
    分離して配設される請求項２５に記載の機能性堆積膜の
    連続形成装置。
  30. （３０）前記バイアス印加手段は単数又は複数のバイア
    ス棒で構成される請求項２９に記載の機能性堆積膜の連
    続形成装置。
  31. （３１）前記バイアス印加手段は前記帯状部材を兼ねて
    配設される請求項２１に記載の機能性堆積膜の連続形成
    装置。
  32. （３２）前記ガス供給手段を接地し、少なくともその一
    部分が前記マイクロ波プラズマに接するように配設する
    請求項３１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  33. （３３）前記ガス供給手段の前記マイクロ波プラズマに
    接する少なくとも一部分には導電処理が施される請求項
    ３２に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  34. （３４）前記分離手段を、前記湾曲開始端形成手段と前
    記湾曲終了端形成手段との間に残された間隙にほぼ平行
    に近接させ、且つ、前記成膜室の外側に配設した請求項
    ２２に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  35. （３５）前記分離手段を、前記帯状部材を側壁とした柱
    状の成膜室の両端面のうちいずれか一方より、前記成膜
    室内に前記帯状部材の幅方向とほぼ平行に突入させた請
    求項２２に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  36. （３６）前記分離手段がほぼ円筒形である請求項２１に
    記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  37. （３７）前記分離手段がほぼ半円筒形である請求項２１
    に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  38. （３８）前記マイクロ波アプリケーター手段を、前記分
    離手段の周壁から隔てて、且つ、前記分離手段の内部に
    包含されるように配設した請求項２１に記載の機能性堆
    積膜の連続形成装置。
  39. （３９）前記分離手段には、冷却手段が設けられている
    請求項２１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  40. （４０）前記冷却手段は、前記分離手段の内周面に沿っ
    て流れる空気流である請求項３９に記載の機能性堆積膜
    の連続形成装置。
  41. （４１）前記冷却手段は、前記分離手段の内部に配設さ
    れ前記分離手段との間に冷却媒体を流すことが出来る導
    管構造とすべく、前記分離手段と同心状に構成される請
    求項３９に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  42. （４２）前記マイクロ波アプリケーター手段はマイクロ
    波伝送用導波管であり、該導波管には、その長手方向に
    ほぼ均一にマイクロ波エネルギーをマイクロ波の進行方
    向に対して垂直な一方向に指向性をもたせて放射するた
    めに、実質的に方形の孔が開けられている請求項２１に
    記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  43. （４３）前記方形の孔は、前記導波管の片面に少なくと
    も１つ以上開けられており、この孔よりマイクロ波が放
    射される構造とする請求項４２に記載の機能性堆積膜の
    連続形成装置。
  44. （４４）前記方形の孔を複数開ける場合には、これらの
    孔を前記導波管の長手方向に間隔を隔てて配設する請求
    項４３に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  45. （４５）前記方形の孔を、単一で縦横比の大きい実質的
    に長方形とする請求項４３に記載の機能性堆積膜の連続
    形成装置。
  46. （４６）前記方形の孔の寸法を、マイクロ波の１波長よ
    りも大きい寸法で前記導波管の長手方向のほぼ全体の幅
    及び長さにほぼ等しくする請求項４５に記載の機能性堆
    積膜の連続形成装置。
  47. （４７）前記方形の孔より、前記導波管の長手方向に対
    して、放射されるマイクロ波の、少なくとも１波長以上
    の長さでマイクロ波エネルギーを均一に放射する構成と
    する請求項４３に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  48. （４８）前記方形の孔からほぼ均一な密度のマイクロ波
    エネルギーを全長に亘って確実に放射するように、前記
    方形の孔にシャッター手段を設けた請求項４５に記載の
    機能性堆積膜の連続形成装置。
  49. （４９）前記帯状部材を湾曲させて形成する柱状の成膜
    室内に、前記マイクロ波プラズマを閉じ込める構成とす
    る請求項２１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  50. （５０）前記帯状部材の前記マイクロ波プラズマに曝さ
    れる側の面には少なくとも導電性処理が施される請求項
    ２１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  51. （５１）連続して移動する帯状部材上にマイクロ波プラ
    ズマＣＶＤ法により大面積の機能性堆積膜を連続的に形
    成する装置であって、 前記帯状部材をその長手方向に連続的に移動させながら
    、その中途で湾曲させるための湾曲部形成手段を介して
    、前記帯状部材を側壁にして形成され、その内部を実質
    的に真空に保持し得る柱状の成膜室を有し、 前記成膜室内にマイクロ波プラズマを生起させるための
    、エバネッセントマイクロ波エネルギーをマイクロ波の
    進行方向に対して垂直な一方向に指向性をもたせて伝達
    させるようにしたマイクロ波アプリケーター手段と、 前記マイクロ波アプリケーター手段から、マイクロ波の
    進行方向に対して垂直な一方向に指向性をもって伝達さ
    れるエバネッセントマイクロ波エネルギーを、前記成膜
    室内に透過せしめ、且つ、エバネッセントマイクロ波エ
    ネルギーによって前記成膜室内に生起したマイクロ波プ
    ラズマから前記マイクロ波アプリケーター手段を分離す
    るための分離手段と、 前記成膜室内を排気する排気手段と、 前記成膜室内に堆積膜形成用原料ガスを導入するための
    ガス供給手段と、 前記マイクロ波プラズマのプラズマ電位を制御するため
    のバイアス印加手段と、 前記帯状部材を加熱及び／又は冷却するための温度制御
    手段とを備えていて、 前記帯状部材の前記マイクロ波プラズマに曝される側の
    表面上に、連続して堆積膜を形成するようにしたことを
    特徴とする機能性堆積膜の連続形成装置。
  52. （５２）前記湾曲部形成手段を、少なくとも一組以上の
    、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段とで構成し
    、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成手段と
    を、前記帯状部材の長手方向に間隙を残して配設する請
    求項５１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  53. （５３）前記湾曲部形成手段が、少なくとも一対の支持
    ・搬送用ローラーと支持・搬送用リングとで構成され、
    前記一対の支持・搬送用ローラーは前記帯状部材の長手
    方向に間隙を残して平行に配設されている請求項５２に
    記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  54. （５４）前記バイアス印加手段を前記帯状部材から分離
    して配設する請求項５１に記載の機能性堆積膜の連続形
    成装置。
  55. （５５）前記バイアス印加手段を少なくともその一部分
    が前記マイクロ波プラズマに接するように配設し、前記
    バイアス印加手段にバイアス電圧を印加させる請求項５
    ４に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  56. （５６）前記バイアス印加手段の前記マイクロ波プラズ
    マに接する少なくとも一部分には導電処理が施される請
    求項５５に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  57. （５７）前記バイアス電圧は直流、脈流及び／又は交流
    である請求項５５に記載の機能性堆積膜の連続形成装置
    。
  58. （５８）前記バイアス印加手段は前記ガス供給手段を兼
    ねる請求項５５に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  59. （５９）前記バイアス印加手段は前記ガス供給手段から
    分離して配設される請求項５５に記載の機能性堆積膜の
    連続形成装置。
  60. （６０）前記バイアス印加手段は単数又は複数のバイア
    ス棒で構成される請求項５９に記載の機能性堆積膜の連
    続形成装置。
  61. （６１）前記バイアス印加手段は前記帯状部材を兼ねて
    配設される請求項５１に記載の機能性堆積膜の連続形成
    装置。
  62. （６２）前記ガス供給手段を接地し、少なくともその一
    部分が前記マイクロ波プラズマに接するように配設する
    請求項６１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  63. （６３）前記ガス供給手段の前記マイクロ波プラズマに
    接する少なくとも一部分には導電処理が施される請求項
    ６２に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  64. （６４）前記分離手段を、前記湾曲開始端形成手段と前
    記湾曲終了端形成手段との間に残された間隙にほぼ平行
    に近接させ、且つ、前記成膜室の外側に配設した請求項
    ５２に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  65. （６５）前記分離手段を、前記帯状部材を側壁とした柱
    状の成膜室の両端面のうちいずれか一方より、前記成膜
    室内に前記帯状部材の幅方向とほぼ平行に突入させた請
    求項５２に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  66. （６６）前記分離手段がほぼ円筒形である請求項５１に
    記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  67. （６７）前記分離手段がほぼ半円筒形である請求項５１
    に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  68. （６８）前記マイクロ波アプリケーター手段を、前記分
    離手段の周壁から隔てて、且つ、前記分離手段の内部に
    包含されるように配設した請求項５１に記載の機能性堆
    積膜の連続形成装置。
  69. （６９）前記分離手段には、冷却手段が設けられている
    請求項５１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  70. （７０）前記冷却手段は、前記分離手段の内周面に沿っ
    て流れる空気流である請求項６９に記載の機能性堆積膜
    の連続形成装置。
  71. （７１）前記冷却手段は、前記分離手段の内部に配設さ
    れ前記分離手段との間に冷却媒体を流すことが出来る導
    管構造とすべく、前記分離手段と同心状に構成される請
    求項６９に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  72. （７２）前記マイクロ波アプリケーター手段が細長い遅
    波回路導波管であって、前記成膜空間内へ該遅波回路導
    波管はその長手方向にぼぼ均一にエバネッセントマイク
    ロ波エネルギーを伝達するようなはしご状の構造を有す
    る請求項５１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  73. （７３）前記はしご状構造の長さを前記帯状部材の幅方
    向の長さにほぼ等しくする請求項７２に記載の機能性堆
    積膜の連続形成装置。
  74. （７４）前記はしご状構造より、その長手方向に少なく
    とも伝達されるマイクロ波の波長以上の長さでエバネッ
    セントマイクロ波エネルギーを均一に伝達する構造とす
    る請求項７２に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  75. （７５）前記帯状部材を湾曲させて形成する柱状の成膜
    室内に、前記マイクロ波プラズマを閉じ込める構成とす
    る請求項５１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
  76. （７６）前記帯状部材の前記マイクロ波プラズマに曝さ
    れる側の面には少なくとも導電性処理が施される請求項
    ５１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
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