JPH04181720A - マイクロ波プラズマｃｖｄ法による大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する装置 - Google Patents

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
住起させ、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
、か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できる装置であって、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きている。

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
え出てきている。

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、Ｉ　Ｅ　Ａ　（Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ＥｎｅｒｇｙＡｇｅｎｃｙ）で
は２（１０）５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、太陽光は地球上至るとこ
ろに障り注いでいるため工ふ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、太陽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Ｖ４電池が、光電変換効率が十分に高く、特性安
定性に優れたものであり、か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、−船釣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ｌｌ！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３０ｍ′程度となる。そして、例えば子
方世帯の家庭において必要な電力を供給するには３，（
１０）０，（１０）０ｎ？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ノ気体状
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Ｖｓ１に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、か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より達
成されこの点を、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（ＰＨｚ）、ジボ
ラン（Ｂ２Ｈ４）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
分解することによす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４，４（１０），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絡に沿って配置し、前記各
グロー放ｉｉｔ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６二おいては、各半導体層形成時に用いるドーパ
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ＷＳｆｆ域同志を、スリット状の分離ｉ
ｌｌ路によって相互に分離し、さらに該分離通路に例え
ばＡｒ、Ｈｔ等の排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
いえよう。

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５（１０）０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
プラズマを往起し、かつ該プラズマを均一ムこ維持する
４・要がある。ところが、そのようにするについてはか
なりの熟練を必要とし、そのために関係する種々のプラ
ズマ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じて
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
用をセしめ、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
。このようにボ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か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６ 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でいるが、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、かつ、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４，７２９，３４２号明細書には、一
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、大面積かつ長尺の基体への適用はなされ
ていない。

また、堆積膜の製造工程はバッチ式であって、−回の仕
込みで形成される堆積膜の量は限られており、大面積の
基板上に大量に堆積膜を連続して形成する方法に関する
開示はない。

ところで、マイクロ波を用いたプラズマはマイクロ波の
波長が短いため工フルギーの不均一性が生しやすく大面
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を効な
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。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、かつ基板の移動方向
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［は、例えば、ジャーナル・オブ・バ
キューム・テクノロジイー（Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏｆ　
　Ｖａｃｕｕｍ　　５ｃｉｅｎｃｅ　　Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ　　）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
レフ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、２．４５
ＧＨｚ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１０ｃｍ程度であり、プラズマ体積にして
もせいぜい１１８ｄ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、９１５ＭＨｚ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４０ｃｍのプラズマ直径、及び２（１
０）０ｄ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、４（１０）
ＭＨｚ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達成す
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
の大面積化は達成できるが、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
難であり入手でき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、空洞共振器の周囲に電磁石を配置
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５５−１４１７２９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装買が市販され
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１
を磁石も大型化し、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
等とい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ＥＣＲ条件外のい
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
はいえない。

前述の米国特許筒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いえない
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プラズマプロセスの早斯捷供
が望まれている。

ところで、薄膜半導体は前述した大ｌｌａ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（ＴＰＴ）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ボ−７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（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、かつ高速で機能性堆積膜を形成する新規な装
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機能性堆積
膜を形成する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させる装置を提供する
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装置を提供するもので
ある。

〔発明の構成・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、帯状部材を湾曲開始端形
成用の支持・搬送用ローラー湾曲部形成用の支持・搬送
用リング、及び湾曲終了端形成用の支持・搬送用ローラ
ーを介し、前記支持・搬送用ローラー同志の間には隙間
を残して湾曲させ、前記帯状部材を側壁とした柱状の成
膜室を形成し、前記成膜室の両端面にはマイクロ波エネ
ルギーをマイクロ波の進行方向に対して平行な方向に放
射させるようにしたマイクロ波アプリケーター手段を対
向して一対配設し、更に、前記成膜室内に堆積膜形成用
の原料ガスを導入し、前記一対の支持・搬送用ローラー
同志の間に残された間隙より排気して前記成膜室内の圧
力を所定の減圧下に保持し、前記マイクロ波アプリケー
タ−手段よりマイクロ波エネルギーを前記側壁とほぼ平
行に放射せしめたところ、前記成膜室内において前記帯
状部材の幅方向にほぼ均一なマイクロ波プラズマを生起
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、上述するところを骨子とするマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法による大面積の機能性堆積膜
を連続的に形成する装置を包含する。

本発明の装置は、次のとおりのものである。即ち、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、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平行な方
向に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Ｓ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
手段の外壁のうち少なくともプラズマに曝される部分の
表面は、使用するマイクロ波の周波数における比誘電率
εと誘電正接ｔａｎδとの積が２Ｘ１０−２以下となる
ようにした誘電体より構成される。

そして、前記マイクロ波アプリケーターの外壁の表面を
構成する誘電体はアルミナを主成分とするセラミックス
より成る。

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片側又は両側に、少
なくとも１つ以上の前記マイクロ波アプリケーター手段
が配設される。

そして、前記マイクロ波アプリケーター手段は、前記端
面に垂直方向に配設される。

本発明の装置において、前記マイクロ波アプリケーター
手段の先端部分には、前記成膜室と前記マイクロ波アプ
リケーター手段との気密分離を行い、かつ、前記マイク
ロ波アプリケーターから放射されるマイクロ波エネルギ
ーを前記成膜室内へ透過せしめるマイクロ波透過性部材
が配設される。

本発明の装置において、前記帯状部材の少なくとも一方
の面には、８７ａ性処理が施される。

本発明の装置において、前記マイクロ波アプリケーター
手段には方形及び／又は楕円導波管を介してマイクロ波
エネルギーが伝送される。

そして、前記マイクロ波アプリケーター手段を前記成膜
室の両端面において互いに対向して配設させる場合には
、前記マイクロ波アプリケーター手段に接続される前記
方形及び／又は楕円導波管の長辺を含む面同志、長軸を
含む面同志、又は長辺を含む面と長軸を含む面同志が互
いに平行とならないよう配設される。

また、前記方形及び／又は楕円導波管の長辺を含む面及
び／又は長軸を含む面と、前記一対の支持搬送用ローラ
ーの中心軸を含む面とのなす角度が垂直とならないよう
配設される。

以下、本発明者らが本発明を完成するにあたり得た知見
について説明する。

比較的長尺の帯状部材を用い、その表面上に機能性堆積
膜を連続して形成するためには、長尺の帯状部材の幅方
向及び長手方向において、形成される堆積膜の特性及び
膜厚の均一性を高め、かつ、それを長時間に渡って良好
に維持することが生産性を高める上で非常に重要である
。

特ニ、後述する、広いスペクトルを持つ太陽光を有効に
吸収して光電変換するための積層型（いわゆるタンデム
型、トリプル型）光起電力素子を作製する場合、積層さ
れた状態において解放電圧Ｖｏｃ、短絡電流ｒｓｃ、曲
線因子ＦＦ、光を変換効率η等の特性が最大となるよう
に、前記積層型光起電力素子を構成する下部セル、上部
セル等の各半導体層の膜厚や光学的禁制帯幅Ｅｇｏｐｔ
等の成膜パラメーターを最適化する必要がある。

このような積層型光電変換素子を長尺の帯状部材上に連
続して作製するには、帯状部材上の幅方向及び長手方向
の全面にわたり、形成された上部セル、下部セル等の半
導体層の膜特性が均一であることが重要である。即ち、
積層型光電変換素子においては、上部セル、下部セル等
の各半導体層のなかで最も膜特性の低い半導体層によっ
て、作製された充電変換素子の特性が律速されてしまう
。

したがって、前記帯状部材の長手方向や幅方向での上部
セル下部セル等の半導体層のＭ特性の均一性が損なわれ
て半導体層の膜特性や膜厚が最適化した状態からずれる
と、光電変換素子の分光怒度等の特性が帯状部材の面内
方向において均一ではなくなり、特性の低い部分が生し
てしまう。一つの光電変換素子のなかに一部でも特性の
低い部分があると、作製された光電変換素子の光電変換
効率η等の特性がこの部分に律速され、特性の向上を図
ることができない。

更に、上述のような光電変換素子を多数接続してモジュ
ール化された太［池では、特性の低い光電変換素子にモ
ジュールの特性が律速されるため、その結果、大ｌ！！
電池の性能を良好に維持し、製品としての品質を安定し
て維持しつつ生産性の向上を図ることができない。

一方、前述のような堆積膜特性が時間的に変動したり空
間的に不均一になることを予め考慮して、光電変換素子
を構成する上部セル、下部セル等の半導体層の膜厚、膜
特性を常に最適な状態にするために、堆積膜を形成して
いる間中、成膜パラメーターの調整を行うことは困難で
ある。

また、常に移動する帯状部材とは違って、マイクロ波ア
プリケーター手段は成膜空間において静止しているので
、その一部には比較的厚い膜が堆積する。この時、マイ
クロ波プラズマの時間的な揺らぎがあったり、空間的な
均一性が欠如すると、その影響でマイクロ波アプリケー
ター手段に堆積した膜のストレスが時間的に変化したり
、堆積膜上において熱分布が住じたりして、余分なスト
レスが加わり、このような膜は＠離しやすくなる。

一方、マイクロ波アプリケーター手段は帯状部材に近接
して配設されているので、剥離した膜は飛散して帯状部
材上に付着し、ピンホール等の欠陥の発生の原因となっ
て製品としての品質を損なうこととなる。生産性を向上
させるために相当長尺の帯状部材を用いても、前述のよ
うに欠陥が発生してしまうと、堆積膜の形成を中止して
、静止したマイクロ波アプリケーター手段上に形成され
た堆積膜の除去やマイクロ波アプリケーター手段そのも
のの交換等の作業が必要となり、そのために必要な時間
は、成膜に必要な時間ムこ対して無視できないほど長時
間を要し、生産性の向上を図ることが困難になってくる
。

したがって、少なくとも有限の帯状部材上への堆積膜の
形成が終了するまでは、帯状部材の全面に渡って膜厚、
膜質の均一な堆積膜を形成し、なおかつマイクロ波アプ
リケーター手段等の静止した部分からの堆！Ｉ！膜の剥
離に起因する欠陥の発生を抑制するようにしなければな
らない。

本発明において用いられる機能性堆積膜への連続形成装
置においては、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形状及びそれに
接続される導波管の種類及び配置、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。

一般的傾向として、成膜室内の圧力を上げるマイクロ波
電力を大きくする原料ガス、特にソランの流量を多くす
ることにより、プラズマの安定性は向上するが、一方、
プラズマの均一性、堆積膜の剥離による欠陥の発生につ
いても考慮しなければならないため、各種のパラメータ
ーを再調整しなければならない。

本発明者らは、マイクロ波プラズマを長時間安定して維
持し、堆積膜の特性を均一かつ良好な状態に維持するた
めに、放電空間におけるマイクロ波アプリケーター手段
近傍のプラズマの挙動に着目し、さらにマイクロ波アプ
リケーター手段に堆積した膜の剥離を防止するためマイ
クロ波アプリケーター手段の材質を複合化することにつ
いて検討を行った。その結果、マイクロ波の導入手段で
あるマイクロ波アプリケーター手段の表面の材質が、プ
ラズマの安定化及び堆積膜の特性、均−性及び堆積膜の
付着力を向上させる上で重要な因子であることが明らか
になった。

以下、本発明者らが本発明を完成させるにあたり行った
実験について詳しく説明する。

第２図に本発明のマイクロ波アプリケーター手段を具体
的に説明するための断面模式図を示した。

２（１０）はマイクロ波アプリケーターであり、図中左
側矢印方向から不図示のマイクロ波電源より方形導波管
２０８を介してマイクロ波が伝送される。

マイクロ波アプリケーター２（１０）の外筒２０５は、
金属部分２０５ａと誘電体部分２０５ｂとから構成され
、誘電体部分２０５ｂはマイクロ波透過性部材２０２の
固定用リング２０６を兼ねている。

２０１．２０２はマイクロ波透過性部材であり、メタル
シール２１２及び固定用リング２０６を用いて、内筒２
０４、外筒２０５ａに固定されており、真空シールがさ
れている。また内筒２０４と外筒２０５ａとの間には冷
却媒体２０９が流れるようになっており、一方の端はＯ
リング２１０でシールされていて、マイクロ波アプリケ
ータ−２（１０）全体を均一に冷却するようになってい
る。

冷却媒体２０９としては、水、フレオン、オイル、冷却
空気等が好ましく用いられる。マイクロ波透過性部材２
０１にはマイクロ波整合用円板２０３ａ、２０３ｂが固
定されている。外筒２０５ａには溝２１１の加工された
チョークフランジ２０７が接続されている。また、２１
３．２１４は冷却空気の導入孔、及び／又は排出孔であ
り、アプリケーター内部を冷却するために用いられる。

内筒２０４の内側の形状は円筒状であり、その内直径及
びマイクロ波の進行方向の長さは導波管としての機能を
果たすように設計される。即ち、その内直径は、カット
オフ周波数が用いるマイクロ波の周波数よりも小さく、
かつ、複数モードが立たない範囲で可能な限り大きく、
また、長さについては好ましくはその内部において定在
波がたたないような長さに設計されるのが望ましい。も
ちろん、前記内筒２０４の内側の形状は角柱状であって
も良い。

〔実験〕

本発明の装置を用いて、帯状部材上に機能性堆積膜を均
一に形成し、堆積膜特性を良好に維持するための、マイ
クロ波アプリケーター手段の構成条件について実験を行
ったので以下に詳述する。

大簾炎上 本実験例においては、後述する装置例２で示す装置を用
い、また後述する製造例１で説明する手順でマイクロ波
プラズマを生起させ、マイクロ波アプリケーター手段の
外壁表面を構成する材質の違いによるマイクロ波プラズ
マの安定性及び堆積膜の電気的特性の均−性等について
検討を行った。

第１表に示すマイクロ波プラズマ放電条件にて、第２表
に示す種々のεｔａｎδの条件におけるマイクロ波プラ
ズマの安定性等について実験評価を行った。ここで、方
形導波管の取付角度は共に４５゜に配置し、帯状部材の
表面温度は２１０℃、帯状部材の搬送速度を５０ｃ＊／
ｗｉｎとして、帯状部材の材質を代え、各々３０分間堆
積膜の形成を行った。

第６図に方形導波管１１１．１１２の取り付は角度の説
明用の模式的断面概略図を示した。

実線で示した方形導波管１１１と点線で示した方形導波
管とは成膜室１１６の両端面に対向して配設されたマイ
クロ波アプリケーター（不図示）に接続されており、例
えば、方形導波管１１１は図面手前側、方形導波管１１
２は奥側に配設されている。０は湾曲形状の中心であり
、Ａ−Ａ’　は支持・搬送用ローラー１０２と１０３と
の中心軸を含む面を表しており、これに垂直な面をＨ−
Ｈ′とする。そして、方形導波管１１１の長辺を含む面
に平行な面Ｂ−Ｂ’　とＨ−Ｈ’　とのなす角度を０１
とし、これを方形導波管１１１の取り付は角度とする。

また、方形導波管１１２の長辺を含む面に平行な面ｃ−
ｃ’　とＨ−Ｈ’　とのなす角度を０８とし、これを方
形導波管１１２の取り付は角度とする。ここで、方形導
波管１１１．１１２の取り付は角度θ９．θ２が各々１
８０’を超える場合には、１８０°以下の場合のＨ−Ｈ
’に対する対称配置となる故、その配置関係は１８０′
以下の場合と同様である。もちろん、θ、とＯ２とは相
互に入れ替えても、対向している故、やはり配置関係は
同等である。

本発明において、支持・搬送用ローラー１０２゜１０３
とで限定される帯状部材の湾曲端間距離を間隙りと定義
する。

なお、本実験例においては、第２図においてマイクロ波
アプリケーター手段の外筒２０５を構成する金属部分２
０５ａを５ＵＳ３０４とし、マイクロ波プラズマに接す
る表面に位置する誘電体部分２０５ｂの比誘電率（ε）
と誘電正接（ｔａｎ　６　）を変化させた。具体的には
、マイクロ波アプリケーター手段の外壁の表面の材質と
して、アルミナ、ステアタイト、ムライト等ＡＩ！ｔｏ
ｓ　、ＭｇＯ。

Ｓｉｎｇを主成分とするセラミックスを用い、各セラミ
ックスの成分であるＡ　１　ｔｏｓ　、　Ｍ　ｇ　Ｏ。

Ｓ　ｉ　Ｏｚの含有量及び不純物の含有量を変え、更に
焼成条件を変えることにより比誘電率（ε）と誘電正接
（ｔａｎδ）の積を変化させた。

また、その厚さは全て１ｆｉとした。評価結果は第２表
に示すとおりであった。

なお、「放電安定性」は帯状部材として５ＵＳ４３０８
Ａを用い、第３図において排気孔３２０の不図示のフィ
ードスルーからグラスファイバーを差し込みこれを分光
光度計に接続して、放電時の発光強度の測定を行った結
果による。この時、発光強度の最大値と最小値の幅をそ
の平均値で除した値、即ち発光強度のバラツキが０．２
以下のものを◎、０．２を越えてＯ７５以下のものをＯ
ｌｏ、５を越えて１以下のものを△、１を越えるものを
×とした４段階評価により示した。

「電気的特性ｊは、帯状部材として５ｕｓ４３０ＢＡに
代えてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用い、
堆積膜を形成した後、その一部を切り出し、ＡＡ製くし
型ギャンプ電極（幅２５０μｍ、長さ５ｆｉ）を抵抗加
熱法にて蒸着し、堆積膜の暗導電率と明導電率の比を測
定した。このとき、微小電流針（ＨＰ４１４０Ｂ、　ヒ
ユーレットバフカード社製）で、暗電流及び７ｍＷのＨ
ｅ　−Ｎｅレーザー照射下での光を流を測定し、暗導電
率σａ　（Ｓ　／　ａｍ　）及び光導電率σｅ　（Ｓ　
／　ｃｓ　）を算出した。そして、マイクロ波アプリケ
ーター手段が本発明外の構成、即ち外筒２０５が５ＵＳ
３０４からなる構成のときに得られる堆積膜の暗導電率
と明導電率との比を１（１０）％としたときの相対評価
を行った。

更に、他の２０ケ所をランダムに切り出し、それぞれに
ついて暗導電率と明導電率の比σ、／σ４を測定し均一
性を調べた。

この時、σ、／σ４の最大値と最小値の差を平均値で除
した値を算出し、本発明外のマイクロ波アプリケーター
手段を用いた時の値を１（１０）としたときの相対評価
を行った。そして、５０以下をＡ、５０を越えて６０以
下をＢ、６０を越えて８０以下をＣ１８０を越えたもの
をＤとした。

これらの結果から、マイクロ波アプリケーターの外壁表
面の材質を変えることによって、マイクロ波プラズマの
安定性及び帯状部材上に形成された堆積膜の特性及び均
一性が向上することが判った。具体的には、マイクロ波
アプリケーター手段の外壁の表面を構成する材質の比誘
電率と誘電正接との積（εｔａｎδ）が５Ｘ１０−２以
下で放電の安定性が向上し、２．５Ｘ１０−２以下で電
気的特性の均一性が向上して、更に２Ｘ１０−’以下に
なると、堆積膜の電気的特性が明らかに向上することが
判った。

実験１ 本実験例においては、実験例１と同様、装置例２で示し
た装置を用い、第２図で示したマイクロ波アプリケータ
ー手段の誘電体部分２０５ｂの厚さｄを変化させたとき
の堆積膜の欠陥等について検討を行った。

誘電体部分２０５ｂの厚さｄについては、第３表に示し
た範囲で種々変化させて各々３時間堆積膜の形成を行っ
た。その他のマイクロ波プラズマ放電条件については、
第１表に示したのと同様とし、誘電体２５ｂはｔ　ｔａ
ｎδが０．５　Ｘ　１０”１７）アルミナを主成分とす
るセラミックスとした。　−なお、帯状部材１０１とし
ては、厚さ０．２鶴の５ＵＳ４３ＯＢＡ鋼を用い、表面
温度が２５０℃となるように温度間ｍｓ構１０６２−ｅ
を動作させ、帯状部材の搬送速度は３０ｃｍ／ｓｉｎと
した。

第３表に堆積膜の欠陥及び膜中水素量について評価した
結果を示した。

なお、欠陥については堆積膜を形成した帯状部材から５
１角の小片を切り出し、光学顕微鏡にて欠陥の数を観察
した。そして、堆積膜形成終了時での帯状部材の幅方向
の１０ケ所での平均欠陥数を算出した。

水素量については、切り出した小片について金属中水素
分析計（ＥＭＧＡ−１１（１０），堀場製作所製）を用
いて膜中水素量を定量し、成膜開始時と終了時での水素
量の変化の割合を算出した。

この結果から、長時間にわたり堆積膜の特性を良好に維
持するためには、マイクロ波アプリケーター手段の表面
を構成する誘電体の厚さは、好ましくは０．０５鶴乃至
２５ｍ、より好ましくは０．１日乃至１０■であること
が判った。

大腋糎１ ２．４５ＧＨｚにおける比誘電率と誘電正接との積が０
．８Ｘ１０−”となるようにしたアルミナを主成分とす
るセラミックスを誘電体部分２０５に用い、厚さを０．
５鶴としたマイクロ波アプリケーターを用い、実験例１
と同様に装置例２で示した装置を用いて、間隙し、湾曲
形状の内直径φ、原料ガス流量、成膜室内圧、マイクロ
波電力を種々変えて、３０分間の放電実験を行ったとこ
ろ、本発明外の外筒の表面が金属であるマイクロ波アプ
リケーター手段を用いた場合に比べて、マイクロ波プラ
ズマが安定となり、その結果、堆積膜の均一性を良好に
維持することのできる、間隙し、湾曲形状の内直径φ、
原料ガス流量、内圧、マイクロ波電力の許容範囲が広く
なり、堆積膜形成のためのパラメーターの自由度が大き
くすることができた。

本発明のごとくマイクロ波アプリケーター手段の外壁の
材質を複合化して、プラズマに接する側の表面の材質の
誘電率と誘電正接との積を選定することによって、マイ
クロ波プラズマ放電が安定して維持でき、堆積膜の特性
が長時間にわたり良好に維持でき、かつ、マイクロ波ア
プリケーター手段上に堆積した堆積膜の剥離を抑制でき
るということについて、詳細は明らかではないが本発明
者らは次のように考えている。

マイクロ波アプリケーター手段によりマイクロ波透過性
部材を通して成膜空間にマイクロ波が投入されたとき、
マイクロ波透過性部材を中心としてマイクロ波プラズマ
が生起する。マイクロ波エネルギーによって電離したプ
ラズマは電気的導体として作用するため、誘電体内部を
空間伝搬する性質を有するマイクロ波にとっては反射体
として作用し、マイクロ波の電界強度はその表皮効果の
ため、マイクロ波透過性部材から遠ざかるにしたがって
急激に減少する。

プラズマの界面によって反射されたマイクロ波は、一部
はマイクロ波透過性部材にそして一部はマイクロ波アプ
リケーター手段を構成する外壁へと入射する。マイクロ
波透過性部材とマイクロ波アプリケーター手段の外壁を
構成する金属とではマイクロ波の反射の様子が異なり、
金属部分ではマイクロ波が再度反射されて成膜空間の端
面方向でのマイクロ波エネルギー密度の分布が生じやす
くなる。

一方、本発明で開示したごとくマイクロ波アブリケータ
ー手段の外壁を金属上にマイクロ波の吸収の少ない誘電
体が設けられた構成にすることにより、マイクロ波アプ
リケーター手段の外壁が一種の伝送線路を形成し、マイ
クロ波がマイクロ波アプリケーター手段の外壁に沿って
も伝送されることになり、その結果、マイクロ波アプリ
ケーター手段とプラズマに挟まれた空間において成膜空
間に投入されるマイクロ波のエネルギー分布が、成膜空
間の端面方向においての均一性が向上する。

したがって、マイクロ波エネルギーが効率的に成膜空間
に投入され、マイクロ波プラズマは成膜空間内に効果的
に閉じ込められ、効率よくプラズマを性成することがで
きると同時に、マイクロ波電力の部分的な集中を抑える
ことができて放電が安定すると推察される。

また、−船釣に堆積膜の特性を良好に維持する手段とし
て、マイクロ波工皐ルギーを増加させることが挙げられ
る。堆積膜の形成時間が比較的短い場合に効果のあるこ
の方法も、本発明の装置のごとく長尺の帯状部材上に長
時間連続して堆積膜を形成する場合には、マイクロ波電
力の集中に起因する異常放電の発生や、それに伴う欠陥
の増加といった問題が発生するおそれがある。しかし、
マイクロ波アプリケーター手段を本発明で開示した構成
にすることにより、前述のように成膜空間に投入される
マイクロ波エネルギーの均一性が向上するため、異常放
電等は抑制される。

更に、前記帯状部材を用いて堆積膜を長時間にわたり形
成していくと、前述のようにマイクロ波透過性部材を含
めたマイクロ波アプリケーター手段表面にも堆積膜が形
成されていく。この時、マイクロ波アプリケーター手段
のマイクロ波透過性部材の近傍ではマイクロ波のエネル
ギー密度が比較的高くなり、他の部分とで堆積した膜の
表面温度に分布が生しやすくなる。また、金属とマイク
ロ波透過性部材とのマイクロ波の伝搬の状態が異なるた
め、マイクロ波の導入と同時に発生するジュール熱の影
響を受け、堆積膜上の熱分布が生してしまう原因となる
。そのため、堆積膜を形成していくにしたがって堆積膜
のストレスが増加していき、ついには堆積膜がマイクロ
波アプリケーター手段から剥離してしまう。

しかし、本発明で開示したごとくマイクロ波透過性部材
を含めて、マイクロ波アプリケーター手段の外壁表面を
マイクロ波の吸収の少ない誘電体であるように構成する
ことにより、マイクロ波プラズマに起因する熱エネルギ
ーの分布がマイクロ波アプリケーター上において均一に
なり、堆積膜の形成に伴う帯状部材の長尺方向の、膜の
ストレスに起因するマイクロ波アプリケーター手段近傍
からの堆積膜の剥離による欠陥の発生を効果的に防止す
ることができる。

更に、機能性堆積膜としてのａ−３ｔ：Ｈ膜のように誘
電率の低い膜を堆積する場合、形成される堆積膜はマイ
クロ波に対して吸収体もしくは反射体として作用する。

そのため、前記帯状部材上に堆積膜を連続して形成する
場合、マイクロ波アプリケーター手段への堆積膜の形成
が進行して膜厚が厚（なるにつれて、前述の熱分布の影
響等により堆積膜でのマイクロ波の反射量や吸収量が変
化し、マイクロ波エネルギーの均一性を阻害するように
なる。そのため、マイクロ波プラズマを維持させるため
に成膜空間に投入される実効的なマイクロ波電力が変動
し、前記帯状部材上に形成される堆積膜の特性が前記帯
状部材の長尺方向において変化してしまう。

しかしながら、マイクロ波アプリケーター手段を本発明
で開示したごとき構成にすることにより、堆積膜の形成
により生じる成膜空間に投入される実効的なマイクロ波
電力の変動が抑えられ、前記帯状部材の長尺方向におい
ての堆積膜特性の均一性が向上する。

以下、前述の〔実験〕により判明した事実をもとに本発
明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の構成及び特徴点に
ついて詳細に記載する。

本発明の装置は、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、即ち、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し込
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Ｎ＃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、堆積膜形成用の基板又は支持体として用いることが
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、従来の堆積膜形成装置においては堆積膜形成用の
基板又は支持体は、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、前記堆積膜形成用の基板又は支持
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、本発明の装置は、機能性堆積膜形成用の基板又は
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。

本発明の装置によれば、マイクロ波プラズマ胡域を移動
しつつある帯状部材で閉じ込められていることにより、
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基板上に捕獲し、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
て、前記成膜空間内に均一なマイクロ波プラズマが生起
されるため、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もちろんのこと、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。

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０リング
、ガスヶ−／　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セて
、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、前記成膜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、適宜の強度を存する金属、セラミフクス又は強化
樹脂等で構成される線材、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、かつ前
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ュパタ
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、所望の強度を有し、また、導電性を有するもので
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、及びポリイミド
、ポリアミド、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Ａｌ。

Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｎｊ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ。

Ｖ、Ｃｒ、　　Ｃｕ、　　ステンレス、真ちゅう、ニク
ロム、Ｓｎｏｗ　、ＩｎｚＯｘ　、ＺｎＯ，５ｎＯｚ　
−［ｎｚＯｓ（ＩＴｏ）等のいわゆる金属単体又は合金
、及び透明導電性酸化物（ＴＣ○）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０．０１ｗｍ乃至５１１Ｉｍ、より好ましくは０．０
２鶴乃至２Ｎ、最適には０．０５ｍ乃至１ｎ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
薄クシても所望の強度が得られやすい。

また、前記帯状部材の幅寸法については、前記マイクロ
波アプリケーター手段を用いた場合においてその長手方
向に対するマイクロ波プラズマの均一性が保たれ、かつ
、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５ｃｓ乃至１（１０）１、より
好ましくは１０儂乃至８０ａ１１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
曲さセ、更に前記帯状部材の長手方向に設けられた少な
（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、湾曲形状を
形成するにあたり、好ましくは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。搬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
によるフィードパ、り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
曙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、即“　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、形成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、スパッタ法、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
にてドライエツチング又は分解後ウェットエツチング、
ビーズブラスト等の化学的、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。

本発明において形成される湾曲形状は、前記アプリケー
ター手段の先端部分を一部包含するように柱状に形成さ
れる。

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、かつ前記マイクロ波アプリケーター
手段が配設される位置は、はぼ前記形状の中心付近であ
ることが、前記成膜室内に均一にマイクロ波プラズマを
生起せしめ、形成される堆積膜の均一性を高める上で望
ましい。

また、前記湾曲部分の端面の内径はマイクロ波の伝送モ
ード及び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成される堆積膜の膜厚
が決定され、且つ、前記帯状部材の幅寸法と相関して前
記成膜室の内表面積に対する前記側壁の面積比が決まり
堆積膜形成用原料ガスの利用効率が決定される。

したがって、前記湾曲部分の端面の内直径としては、好
ましくは１ｃｓ乃至４５備、より好ましくは８１乃至３
５ｃｍとするのが望ましい、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（Ｗ／ｅｍ’）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
リケータ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。

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
Ａ１．Ａｇ、Ｐｔ。

Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ。

Ｃｕ、ステンレス、真ちゅう、ニクロム、ＳｎＯ□。

夏　ｎｚｏｓ　　、　　　Ｚ　　ｎ　　Ｏ，Ｓ　　ｎ　
　（）ｚ　　−１ｎｚＯｓ（Ｉ　　Ｔｏ）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、スバン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。

もちろん、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
膜をあらかじ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好ましくは５（１０）人乃
至５（１０）０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閉し込めるには、前記
帯状部材にて形成される側壁と平行な方向に、前記成膜
空間の両端面のうち片側又は両側よりマイクロ波エネル
ギーを放射させ、前記成膜空間内にマイクロ波エネルギ
ーを閉し込めるようにする。

本発明の装置において、前記成膜空間内に放射されたマ
イクロ波エノルギーは、前記成膜空間内に導入される原
料ガスの種類にもよるが、前記成膜空間内の圧力に強い
相関を持ちながら、且つ、前記マイクロ波アプリケータ
ーに設けられたマイクロ波透過性部材からの距離の増大
と共に著しく減少する傾向を示す。従って、比較的幅広
の帯状部材を用いた場合において、幅方向に対して均一
なマイクロ波プラズマを生起させるには、前記成膜空間
内の圧力を十分に低く保持し、前記成膜空間の両端面よ
り、少なくとも一対以上のマイクロ波アプリケーター手
段を介してマイクロ波エネルギーを前記成膜空間内に放
射させるのが望ましい。

本発明の方法において、前記マイクロ波アプリケーター
手段は放射するマイクロ波エネルギーの進行方向が、前
記帯状部材で形成される成膜空間の側壁に対してほぼ平
行となるように、前記成膜空間の端面に対して垂直に配
設するのが望ましい。

また、前記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のが望ましいが、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６もちろん、複数
のマイクロ波アプリケーター手段が対向して配設される
場合においてもそれらの中心軸は同一線上にあってもな
くても良い。

本発明の装置におけるマイクロ波アプリケーター手段は
、マイクロ波電源より供給されるマイクロ波エネルギー
を前記成膜室内に放射して、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、マイクロ波伝送用導波管の先端部分に前記
マイクロ波ｉ３過性部材を、気密保持が可能な状態に取
り付けたものが好ましく用いられる。

そして前記マイクロ波アプリケーター手段は前記マイク
ロ波伝送用導波管と同一規格のものであっても良いし、
他の規格のものであっても良い。また、前記マイクロ波
アプリケーター手段中でのマイクロ波の伝送モードは、
前記成膜室内でのマイクロ波エネルギーの伝送を効率良
く行わせしめ、かつ、マイクロ波プラズマを安定して生
起・維持・制御せしめる上で、華−モードとなるように
前記マイクロ波アプリケーターの寸法・形状等が設計さ
れるのが望ましい。但し、複数モードが伝送されるよう
なものであっても、使用する原料ガス、圧力、マイクロ
波電力等のマイクロ波プラズマ生起条件を適宜選択する
ことによって使用することもできる。羊−モードとなる
ように設計される場合の伝送モードとしては、例えばＴ
Ｅ、。モード、ＴＥ１１モード、ｅＨ＋　　モード、Ｔ
Ｍ　Ｉ＋モード、Ｔ　Ｍ　ｏ　＋モード等を挙げること
ができるが、好ましくはＴ　Ｅ　＋　ａモード、ＴＥＩ
ｌモード、ｅＨ，モードが選択される。そして、前記マ
イクロ波アプリケーター手段には、上述の伝送モードが
伝送可能な導波管が接続され、好ましくば該導波管中の
伝送モードと前記マイクロ波アプリケーター手段中の伝
送モードとは一致させるのが望ましい。前記導波管の種
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、少なくともその力
、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、Ｅ［ＡＪ、ｒ
Ｅｃ、ＪＡＮ等の規格の方形導波管、円形導波管、又は
楕円導波管等の他、２．４５ＧＨｚのマイクロ波用の自
社規格として、方形の断面の内径で幅９６ｍ×高さ２７
ｆｉのもの等を挙げることができる。

本発明の装置において、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、前記マイクロ波アプリケータ
ー手段を介して効率良（前記成膜室内へ放射されるため
、いわゆるマイクロ波アプリケーターに起因する反射波
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マイクロ波整合回
路を設けることが望ましい。

本発明におけるマイクロ波アプリケーター手段は、少な
くともマイクロ波を伝送するための金属からなる部分と
、マイクロ波プラズマに接する側の表面に位置する。使
用するマイクロ波の周波数において、マイクロ波の吸収
が十分に少ない誘電体からなる部分とから構成される。

前記マイクロ波アプリケーターを構成する金属部分とし
ては、真空気密が保持でき、マイクロ波伝送用導波管と
しての８能を有するものが好ましく用いられ、具体的に
は加工性・耐久性等の点から、ステンレス、アルミニウ
ム合金、真ちゅう等の金属が好ましい。

また、前記マイクロ波アプリケーター手段の外壁表面を
構成する誘電体部分としては、使用するマイクロ波の周
波数における比誘電率ε、及び誘電正接ｔａｎδを考慮
して選定されるのが望ましく、具体的には、アルミナ、
酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化
珪素、窒化珪素、酸化珪素等が好適に用いられ、特にこ
れらの一つ又は複数を含むファインセラミックスが耐熱
性・耐久性の点から優れている。

更に本発明における前記マイクロ波アプリケーター手段
の外壁を構成する金属部分と誘電体部分は各々均一な厚
さを有し、十分に密着していることが望ましい０両者を
接合する方法としては金属部分と誘電体部分とを各々別
々に切削、鋳造、鍛造、焼成等により成形・加工し、酸
化物ソルダー法、金属ソルダー法、高融点金属法等によ
り接着する方法、同様に別々番こ成形・加工した後、金
属部分上に誘電体部分をネジで留める方法や金属部分を
あらかしめ成形・加工しておき、その後金属上に誘電体
を真空蒸着法、イオンブレーティング法、スパッタ法、
ＣＶＤ法、塗布法、溶射法等の方法により被覆する方法
を用いることができる。

そして、前記誘電体の表面形状は形成される堆積膜の付
着力がなるべく大きくなるように膜の応力等を考慮して
適宜選択されるが、微小な凹凸を設けることが望ましい
、具体的には、表面粗さを示すパラメーターとして十点
平均粗さＲ，を用い、Ｒ１が好ましくは１μｍ乃至１（
１０）μｍ、より好ましくは５μｍ乃至５０μｍとする
のが望ましい。

微小な凹凸を設ける方法としては、バレル法、ベルト法
、ブラストに代表される噴射法、パブ法、ブラシ法、ラ
ンピング等の研磨・加工方法を適宜選択して使用するこ
とができる。

前記マイクロ波透過性部材は前記マイクロ波アプリケー
ター手段の先端部分に設けられ、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、その
マイクロ波の進行方向に対する断面形状が好ましくは円
形、方形、楕円形の平板、ペルジャー状、ダブレット状
、円錐状とされるのが望ましい。

また、前記マイクロ波透過性部材のマイクロ波の進行方
向に対する厚さは、ここでのマイクロ波の反射が最少に
抑えられるように用いる材質の誘電率を考慮して、設計
されるのが望ましく、例えば平板状であるならばマイク
ロ波の波長の１／２波長にほぼ等しくされるのが好まし
い、更に、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
失で前記成膜室内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、アルミナ、窒化ケイ素、
へりリア、マグふンア、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ミックス等が挙げら
れる。

また、前記マイクロ波ｉ３ｉ！４性部材はマイクロ波エ
スルギー及び／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。

具体的な冷却手段としては、前記マイクロ波透過性部材
の大気側の面に向けて吹きつけられる冷却空気流であっ
てもよいし、前記マイクロ波アプリケーター手段そのも
のを冷却空気、水、オイル、フレオン等の冷却媒体にて
冷却し、前記マイクロ波アプリケーター手段に接する部
分を介して前記マイクロ波透過性部材を冷却しても良い
。前記マイクロ波透過性部材を十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工♀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
マイクロ波透過性部材にヒビ割れ等の破壊を生しさせる
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、前記マイクロ波透過性部
材がマイクロ波プラズマ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さ
れるべき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しる
ことがある。このような場合には、前記マイクロ波透過
性部材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、前記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、前記マイクロ波アプリケーター手段毎前記成膜室
内の真空状態は保持したまま、いわゆるロードロック方
式で前記成膜室外へ取り出し、前記マイクロ波透過性部
材上に堆積した膜をウェソＩ・エツチング又は機械的除
去等によってＩＩ！１［して再利用するか、又は、新品
と交換しても良い。更には、前記マイクロ波透過性部材
の前記成膜室側の表面に沿って、該マイクロ波透過性部
材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。

本発明の装置において、前記成膜室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間隙が残されて
いて、該間隙から前記原料ガスを排気し、前記成膜室内
が所定の減圧状態に保持されるようにするが、前記間隙
の寸法は十分な排気コンダクタンスが得られると同時に
、前記成膜室内に放射されたマイクロ波エネルギーが前
記成膜室外へ漏洩しないように設計される必要がある。

具体的には、マイクロ波アプリケーター手段中を進行す
るマイクロ波の電界方向と、前記湾曲開始端形成手段と
しての支持・搬送用ローラーの中心軸と前記湾曲終了端
形成手段としての支持・搬送用ローラーの中心軸とを含
む面とが互いに平行とならないように前記マイクロ波ア
プリケーター手段を配設する。即ち、前記マイクロ波ア
プリケーター手段に接続される前記導波管の長辺又は長
軸を含む面と前記一対の支持・搬送用ローラーの中心軸
を含む面とが平行とならないように、前記導波管を配設
させる。

そして、複数個の前記マイクロ波アプリケーター手段を
介して前記成膜室内にマイクロ波エネルギーを放射させ
る場合には、各々のマイクロ波アプリケーター手段につ
いて前述のごとく配設されることが必要である。

更に、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
幅の最大寸法は該間隙からのマイクロ波エネルギーの漏
洩を防止する上で、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波長以下とするのが
望ましい。

更に前記成膜室の圧力としては、好ましくは１．５ｍＴ
ｏｒｒ乃至１（１０）　ｍＴｏｒｒ　、より好ましくは
３ｍＴｏｒｒ乃至５０ｍＴｏｒｒとするのが望ましい。

本発明の装置において、複数個の前記マイクロ波アプリ
ケーター手段を互いに対向させて配設させる場合には、
一方のマイクロ波アプリケーター手段より放射されたマ
イクロ波エネルギーを、他方のマイクロ波アプリケータ
ー手段が受信し、受信されたマイクロ波エネルギーが前
記他方のマイクロ波アプリケーター手段に接続されてい
るマイクロ波電源にまで達して、該マイクロ波電源に損
傷を与えたり、マイクロ波の発振に異常を生せしめる等
の悪影響を及ぼすことのないように配置する必要がある
。

具体的には、前記マイクロ波アプリケーター手段中を進
行するマイクロ波の電界方向同志が互いに平行とならな
いように前記マイクロ波アプリケーター手段を配設する
。即ち、前記マイクロ波アプリケーター手段に接続され
る前記導波管の長辺又は長軸を含む面とが互いに平行と
ならないように前記導波管を配設する。

マイクロ波電力に関しては、好ましくは２５０ｘ２Ｗ乃
至３（１０）０ｘ２Ｗ、より好ましくは３（１０）ｘ２
Ｗ乃至１（１０）０ｘ２Ｗとするのが望ましい。

本発明の方法において、前記成膜室の両端面のうち片側
のみからマイクロ波エネルギーを放射させる場合には、
他方の端面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どで覆うことが望ましい。

本発明の装置において前記成膜室及び／又は隔離容器を
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、かつ、前記帯状部材をそれらの中を貫通させて連
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
０本発明の装置において前記成膜室及び／又は隔離容器
内は修正パッシェ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・器間に生じる圧力差によ
って、相互に使用している堆積膜形成用原料ガスを拡散
させない能力を育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１０６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、メカニカルブースターポンプ等が好
適に用いられる。また、ガスゲートの断面形状としては
スリット状又はこれにＩＩ（Ｉｕ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、−
ａ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。

Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎ等の希ガス又はＨ７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１０
図［８１，（ｂｌ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１０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１０図（ｂｌ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、もちろん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、そのリン
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
できるためを効である。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９図（その１）（ｉ）図乃至第９（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９図において、９０１ａ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）、９０１ｂ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、
その内部にはハイトン製ローラー９０７ａ、９０７ｂ、
切断刃９０８　ａ。

９０８ｂ、溶接治具９０９ａ、９０９ｂが収納されてい
る。

即ち、第９図（その１）（ｉ）は、通常成膜時の状態で
あり、帯状部材９０２が図中矢印方向に移動していて、
ローラー９０７ａ、切断刃９０８ａ、及び溶接治具９０
９ａは帯状部材９０２に接触していない。９１０は帯状
部材収納容器（不図示）との接続手段（ガスゲー））、
９］、１は真空容器（不図示）との接続手段（ガスゲー
ト）である。

第９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９０２を停止させ
、ローラー９０７８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９０２及び帯状部材処理室９０１
ａ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。次に、切断刃９０８ａを図中
矢印方向に動作させ帯状部材９０２を切断する。この切
断刃９０８ａは機械的、電気的、熱的に帯状部材９０２
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９図（その１）（ｉｉｉ）では、切断分離された帯状
部材９０３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９図（その２）　　（ｉｖ）では、新しい帯状部材９
０４が送り込まれ、帯状部材９０２と接続される工程を
示している。帯状部材９０４と９０２とはその端部が接
せられ溶接治具９０９ａにて溶接接続される。

第９図（その２）（ｖ）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９０７ａを帯状部材９０２及び帯状部材
処理室（Ａ）９０１ａの壁から離し、帯状部材９０２，
９０４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９図（その３）（ｖｉ）は、通常成膜時の状態である
が、各治具は第９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９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９０２を停止させ、ローラー９０７ｂ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９０２及び帯状部材処理室９０１ｂ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。次に、切断刃９０８ｂを図中矢印方向に動作させ
、帯状部材９０２を切断する。この切断刃９０８ｂは機
械的、電気的、熱的に帯状基体９０２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９図（その４）　　（ｖｉ）では、切断分離された成
膜工程終了後の帯状部材９０５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９図（その４）　　（ｉｘ）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９０
６が送り込まれ、帯状部材９０２と接続される工程を示
している。予備巻き取り用帯状部材９０６と帯状部材９
０２とはその端部が接せられ、溶接治！Ｌ、９０９　ｂ
にて溶接接続される。

第９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９０７ｂを帯状部材９０２及び帯状部
材処理室（Ｂ）９０１ｂの壁から離し、帯状部材９０２
，９０６を巻き取っている状態を示している。

本発明の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。

Ｇｅ、Ｃ等いわゆる■族生導体薄膜、５ｉＧｅ。

ＳｉＣ，５ｉＳｎ等いわゆる■族合金半導体薄膜、Ｇａ
Ａｓ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、［ｎＰ、ＩｎＡｓ等いわゆる
ｍ−ｖ族化合物半導体薄膜、及びＺｎ５ｅ、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ。

ＣｄＴｅ等いわゆる■〜■族化合物半導体薄膜等が挙げ
られる。

本発明の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構成元
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）ｌｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ。

Ｒｎ等の希ガス、及びＨ！、ＨＦ、ＨＣＩ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
御則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のない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
、タングステン、バナジウム、ニクロム等耐熱性金属及
びこれらの金属上にアルミナ、窒化ケイ素等のセラミッ
クスを溶射処理等したものが挙げられる。

本発明の装置において、前記ガス導入管より前記柱状の
成膜室内乙こ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し、プラズマの不安定性
の原因となったり、他の電子機器、人体等への悪影響を
及ぼすこととなる。従って、本発明の装置においては、
該排気孔は、前記帯状部材の湾曲開始端と湾曲終了端と
の間隙とし、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１／４波長以下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説明
するが、本発明はこれらの装置例によって何ら限定され
るものではない。

装置層↓ 第１図に本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の模式
的透視概略図を示した。

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（＝Ｏ
）方向に搬送され成膜室１１６を連続的に形成する。１
０６ａ乃至１０６ｅ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り、各々独立に温度制御がな
される。

本装置例において、マイクロ波アプリケーター１０７．
１０８は一対対向して設けられており、その先端部分に
はマイクロ波這過性部材１０９゜１１０が各々設けられ
ていて、また、方形導波管１１１．１１２が各々支持・
搬送用ローラーの中心軸を含む面に対してその長辺を含
む面が垂直とならぬよう、かつ、お互いに長辺を含む面
が平行とならぬように配設されている。なお、第１図に
おいて、説明のためにマイクロ波アプリケーター１０７
は支持・搬送用リング１０４から切り離した状態を示し
であるが、堆積膜形成時には、図中矢印方向に配設され
る。

１１３はガス導入管、１１４は排気管であり、不図示の
排気ポンプに接続されている。１１５ａ。

１１５ｂは隔離通路であり、本発明の装置を他の成膜手
段を含む容器等との接続を行うときに設けられる。

支持・搬送用ローラー１０２．１０３には、搬送送度検
出機構、張力検出調整機構（いずれも不図示）が内蔵さ
れ、帯状部材＋０１の搬送送度を一定に保つとともに、
その湾曲形状が一定に保たれる。

導波管１１１．１１２には不図示のマイクロ波電源が接
続されている。

笠！斑童 本装置例では、装置例Ｉで示した装置を隔離容器中に配
設した場合を挙げることができる。

隔離容器の形状としては、装置例１で示した各構成治具
を内蔵できるものであれば、特に制限はないが、立方体
状、直方体状の池田筒状等のものが好適に用いられる。

また、成膜室１１６と隔離容器との間に残された空間に
は補助ガス導入管が設けられ、該空間での放電防止用の
圧力調整用の希ガス、Ｈ２ガス等が導入される。また、
前記空間は成膜室１１６の排気用ポンプで同時に排気さ
れても良く、また、独立の排気ポンプが接続されていて
も良い。

１１班１ 本装置例では、装置例１において、マイクロ波アプリケ
ーターの形状を角柱状にした以外は同様の構成のものを
挙げることができる。角柱状のマイクロ波アプリケータ
ーの断面寸法は、用いる導波管の寸法と同じでも良いし
、異なっていても良い。また、用いるマイクロ波の周波
数に対して、複数モードが立たない範囲で可能な限り大
きくするのが望ましい。

装！炭↓ 本装置例では、装置例２において、装置例３で用いた角
柱状のマイクロ波アプリケーター手段を用いた以外は同
様の構成としたものを挙げることができる。

呈＆ 本装置例では、装置例１及び２において、円筒状マイク
ロ波アプリケーター手段のかわりに、楕円柱状マイクロ
波アプリケーター手段を用いた以外は同様の構成とした
ものを挙げることができる。

肇Ｉ炎１ 本装置例では、第３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３０１
及び３０２をガスゲート３２１及び３２２を用いて接続
した装置を挙げることができる。

３（１０）は隔離容器、３０３は帯状部材の送り出し用
ボビン、３０４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。

また、真空容器３０１．３０２中には帯状部材の表面保
護用に用いられる台紙の巻き取り、及び送り込み手段を
配設しても良い。前記台紙の材質としては、耐熱性樹脂
であるポリイミド系、テフロン系及びグラスウール等が
好ましく用いられる。３０６，３０７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。３１
２゜３１３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。３０７，３０８，３０９は排気
量調整用のスロ７）ルバルブ、３１０゜３１１．３２０
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。３１４．３１５は圧力計、また、３１６，３
１７はゲートガス導入管、３１８．３１９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。

装！班１ 本装置例では、第４図に示したごとく、装置例７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ＣＶ
Ｄ法による堆積膜形成装置の内蔵された隔離容器３（１
０）−ａ、３（１０）−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。

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３（１０）中で用いられたものと同様の効果を有する
機構である。

４０１’、４０２，４０３．４０４は各々ガスゲート、
４０５，４０６，４０７．４０８は各々ゲートガス導入
管、４０９，４１０，４１１．　４１２は各々ゲートガ
ス排気管である。

装！■ニー土襄 装置例７及び８においてマイクロ波アプリケーター２０
１を装置例３又は４で用いた角柱状のマイクロ波アプリ
ケーター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。

呈１１１１，１２ 装置例７及び８においてマイクロ波アプリケーターを装
置例５又は６で用いた楕円柱状のマイクロ波アプリケー
ター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Ｉ炎上主 本装置例では第５図に示したごとく、装置例７で示した
装！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。

ここで、５０１．．５０２は真空容器、５０３゜５０４
はＲＦ印加用カソードＴ！ｉ極、５０５，５０６はガス
導入管兼ヒーター、５０７．５０８は基板加熱用ハロゲ
ンランプ、５０９．５１０はアノード電極、５１１．５
１２は排気管である。

装　　１４．１５− 本装置例では、装置例１及び２で示した装置において、
比較的幅の狭い帯状部材を用いた場合として、マイクロ
波アプリケーターを成膜室の片側一方の端面のみに配設
したものを挙げることができる。ただし、この場合には
もう一方の端面にはマイクロ波漏洩防止用の金網、パン
チングボード、金属薄板等が設けられる。

その他の装置例 例えば、装置例８において、堆積膜形成用の隔離容器３
（１０）．３（１０）−ａ、３（１０）−ｂで上述した
種々の形状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８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
手段を混在させで接続した装置等を挙げることができる
。

また、装置例１又は２で示した装置において、成膜室の
両端面に２対又はそれ以上のマイクロ波アプリケーター
を配設し、より大きなマイクロ波プラズマ領域を形成さ
せ、帯状部材の搬送送度は変えず、比較的厚膜の機能性
堆積膜を形成できるようにした装置等を挙げることがで
きる。

本発明の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。その層構成として
、典型的な例を模式的に示す図を第８図（Ａ）乃至（Ｄ
）に示す。

第８図（Ａ）に示す例は、支持体８０１上に下部電極８
０２、ｎ型半導体層８０３、ｌ型半導体層８０４、ｎ型
半導体層８０５、透明電極８０６及び集電電極８０７を
この順に堆積形成した光起電力素子８（１０）である。

なお、本光起電力素子では透明電極８０６の側より光の
入射が行われることを前提としている。

第８図（Ｂ）に示す例は、透光性の支持体８０１上に透
明電極８０６、ｎ型半導体層８０５、ｌ型半導体層８０
４、ｎ型半導体層８０３及び下部電極８０２をこの順に
堆積形成した光起電力素子８（１０）′である。本光起
電力素子では透光性の支持体８０１の側より光の入射が
行われることを前提としている。

第８図（Ｃ）に示す例は、バンドギヤ、ブ及び／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８１１．８１．２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８１３である
。８０Ｉは支持体であり、下部電極８０２、ｎ型半導体
層８０３．１型半導体層８０４、ｎ型半導体層８０５、
ｎ型半導体Ｎ８０８、ｌ型半導体層８０９、ｎ型半導体
層８１０、透明ｉｉｉ掻８０６及び集ｗｉｔ極８０７が
この順に積層形成され、本光起電力素子では透明電極８
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８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１層として用いたｐｉｎ接
合型光起電力素子８２０．８２１゜８２３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８２
４である。８０１は支持体であり、下部電極８０２．ｎ
型半導体層８０３、ｌ型半導体層８０４、ｎ型半導体層
８０５、ｎ型半導体層８１４、】型半導体層８１５、ｎ
型半導体層８１６、ｎ型半導体層８１７．１型半導体層
８１Ｂ、ｎ型半導体層８１９、透明電極８０６及び集電
電極８０７がこの順に積層形成され、本光起電力素子で
は透明電極８０６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じ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。

叉捧生 本発明において用いられる支持体８０１は、フレキンブ
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８０１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、該帯状部材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
低減等が図れる。

１盪 本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１８ｉｉとして
は、下部電極、上部電極（透明電極）、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。

ユ±と工豊１員 本発明において用いられる下部電極８０２としては、上
述した支持体８０１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（例え
ば、支持体８０１が金属等の非透光性の材料である場合
には、第８図（Ａ）で示したごとく透明電極８０６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８図（Ａ）　、（Ｃ）及び（Ｄ）のよう
な層構成の場合には支持体８０１とｎ型半導体層８０３
との間に設けられる。しかし、支持体８０１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８０１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８０２を設置してもよい。

第８図（Ｂ）の場合には透光性の支持体８０１が用いら
れており、支持体８０１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８０２が支持体８０１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８０１として電気絶縁性のものを用いる場
合にはｘｆＬ取り出し用の電極として、支持体８０１と
ｎ型半導体層８０３との間に下部電極８０２が設けられ
る。

電極材料としては、Ａｇ、Ａｕ、ＰＬ、Ｎｉ。

Ｃｒ、Ｃｕ、ＡＪ、Ｔｉ、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￥Ｒ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
て抵抗成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１
０Ω以下であることが望ましい。

下部電極８０２とｎ型半導体層８０３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８０２
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８０２と透明電極８０
６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し込める等の効果を挙げる
ことができる。

（１１）上部電極（゛　　極） 本発明において用いられる透明電極８０６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１（１０）Ω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Ｓｎｏｗ　、Ｉｎｚ０３　、ＺｎＯ，ＣｄＯ，Ｃｄ
ｚＳｎＯａ　。

ＩＴＯ（ＩｎｚＯｓ　＋５ｎＯ１）等の金属酸化物や、
Ａｕ、Ａｊ！、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。ｉＳ明電極は第８図（
Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）においてはｐ型半導体層８０５層
の上に積層され、第８図（Ｂ）においては基板８０１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
ム加熱版着法、スパンタリング法、スプレー法等を用い
ることができ所望に応して適宜選択される。

］砿ユＪ１１！投 本発明において用いられる集を電極８０７は、透明電極
８０６の表面抵抗値を低減させる目的で透明電極８０６
上に設けられる。電極材料としてはＡｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、
Ａ１．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。

例えば、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、か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５０Ω以下、
より好ましくはｌＯΩ以下であることが望ましい。

止１副Ｗ 本発明によって作製される光起電力素子において好適に
用いられる】型半導体層を構成する半導体材料としては
、ａ−５ｉ　：Ｈ，ａ−３ｉ　：Ｆ。

ａ−３ｉ　：Ｈ：Ｆ、ａ−３ｉＣ：Ｈ，ａ−３ｉＣ：Ｆ
、ａ−３ｉＣ：Ｈ：Ｆ、ａ−３ｉＧｅ：Ｈ。

ａ−３ｉＧｅ：Ｆ、ａ−３ｉＧｅ：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、ｎ−ｖｒ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。

ｌ固半見生Ｉ及グ立工主１体１ 本発明によって作製される光起電力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。

製遺班上 本発明のマイクロ波アプリケーター手段を装着した、装
置例７で示した連続式マイクロ波プラズマＣＶＤ装置（
第３図）を用い、第７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作製した。

ここで、７０１は基板、７０２は下部電極、７０３はｎ
゛型半導体、７０４はノンドープの半導体層、７０５は
金属層、７０６．７０７は電流取り出し用端子である。

まず、基板送り出し機構を有する真空容器３０１に、十
分に脱脂、洗浄を行った５ＵＳ４３０ＢＡ製帯状基板（
輻４５０×長さ２（１０）ｍｘ厚さ０．２５ｗｍ）の巻
きつけられたボビン３０３をセットし、該基板１０１を
ガスゲート３２．１及び隔離容器３（１０）中の搬送機
構を介して、更にガスゲート３２２を介し、基板巻き取
り機構を有する真空容器３０２まで通し、たるみのない
程度に張力調整を行った。

そこで、各真空容器３０１．３０２及び隔離容器３（１
０）を不図示のロータ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を起動させ１０−”Ｔ
ｏｒｒ付近まで真空引きした後、更に温度制御機構１０
６ａ、］０６ｂを用いて、帯状部材の表面温度を２５０
℃に保持しつつ、不図示の油拡散ポンプ（バリアン製Ｈ
５−３２）にて５Ｘ１０−Ｔ　ｏｒｒ以下まで真空引き
した。

なお、マイクロ波アプリケーターの形状、及び湾曲形状
等の条件を第４表に示した。

十分に脱ガスが行われた時点で、ガス導入管（不図示）
より、ＳｉＨ４３（１０）ｓｃｃ麟、ＳｉＦｎ４ｓｃｃ
ｍ、　ＰＨ３／Ｈｚ（１％Ｈ２希釈）５５ｓｃｃｍ、Ｈ
ア１５０ｓｃｃｓを導入し、スロットルバルブ７０９の
開度を調整して、隔離容器３（１０）の内圧を５ｍＴｏ
ｒｒ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１ｋＷｘ２のマイクロ波を一対の
マイクロ波アプリケーター１０７；　　１０８より放射
させた。プラズマが生起したと同時に搬送を開始し、６
０ｃｎ／ｗｉｎ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７０３としてのｎ″ａ−３ｉ：Ｈ：Ｆ膜が
下部電極７０２上に形成された。

なお、この間ガスゲート３２１，３２２にはゲートガス
としてＨｚを５０ｓｅｃ−流し、排気孔３１８より不図
示の排気ポンプで排気し、ガスゲート内圧は１．５　ｍ
　Ｔｏｒｒ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
状部材の搬送を止めてから隔離容器３（１０）の内圧を
５　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、再
びガス導入管より、ＳｉＨｎ２５０ｓｃｃｍ、ＳｉＦ４
３ｓｃｃｍ、　Ｈｚ　　２（１０）ｓｃｃ＊を導入し、
スロットルバルブ３０９の開度を調整して、隔離容器３
（１０）の内圧を３ｍＴｏｒｒ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ｏ、ｓ
ｋｗｘ２のマイクロ波を一対のマイクロ波アプリケータ
ー１０７．１０８より放射させた。プラズマが生起した
のと同時に搬送を開始し、６０１＾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、６分間の堆
積操作を行った。これにより、ｎ″　ａ−３ｉ：Ｈ：Ｆ
膜上にノンドープの半導体層７０４としてのａ−３ｉ：
Ｈ：Ｆ膜が積層形成された。

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、基板の搬送を止め、十分に隔離容器３（
１０）内の残留ガスの排気を行い、基板を冷却後取り出
した。

工較製造斑上 外筒をステンレスのみで構成した本発明外のマイクロ波
アプリケーター手段を用いた以外は、製造例１と同様の
装置及び方法でショー／　）キー接合型ダイオードを作
製した。

製造例１．比較製造例１の各々について、該基板の１０
箇所をランダムにφ５ｆｉのパーマロイ製マスクを密着
させ、金属層７０５としてのＡｕ薄膜を電子ビーム蒸着
法にて８０人蒸着した。

続いて、ワイヤボンダーにて電流取り出し用端子７０６
．７０７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、製造例１はダイオード因子ｎ　＝　１．１５
±０．０５で比較製造例１より７％向上し、土ＩＶでの
整流比も約６桁と良好なダイオード特性を示した。

また、顕微鏡観察によりピンホールの発注率を比較した
ところ、製造例１は比較製造例１の約１７３以下と良好
な結果であった。

製造■１ 本製造例においては、第８図（Ａ）の断面模式図に示す
層構成のｐｉｎ型光起電力素子を本発明のマイクロ波ア
プリケーター手段を装着した第４図に示す装置を用いて
作製した。

該光起電力素子は、基板８０１上に下部電極８０２、ｎ
型半導体層８０３、ｉ型半導体層８０４、ｐ型半導体層
８０５、透明電極８０６及び集電電極８０７をこの順に
堆積形成した光起電力素子８（１０）である。なお、本
光起電力素子では透明電極８０６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、ＰＥＴ製帯状基板を連続スパッタ装置にセットし
、Ａｇ（９９，９９％）電極をターゲットとして用いて
１（１０）０人のＡｇｆｌ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１．２
μｍのＺｎＯ薄膜をスパッタ蒸着し、下部電極８０２を
形成した。

ひき続き、該下部電極８０２の形成された帯状基板を第
４図で示した連続堆積膜形成装置に、製造例１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３（１
０）内における基板の湾曲形状等の条件を第５表に示す
。

また、隔離容器３（１０）−ａ、３（１０）−ｂにおい
ては、第９表に示す堆積膜形成条件でｎ型８−３ｉ　：
Ｈ：Ｆ膜及びｐ９型μｃ−３ｉ：Ｈ：Ｆ膜の形成を行っ
た。

まず、各々の成膜室内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５５■／ｇＩｉｎで図中左側から右側方向へ搬送さ
せ、連続して、ｎ、ｉ、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
３５０Ｘ７０（Ｊｌの太陽電池モジュールを連続作製し
た。

ル較１遣炎↓ 外筒をステンレスのみで構成した本発明外のマイクロ波
アプリケーター手段を用いた以外は、製造例２と同様の
装置及び方法でｐｉｎ型光起電力素子を作製し、大Ｖｓ
電池モジュールを作製した。

製造例２．比較製造例２で作製した太陽電池モジュール
について、Ａ　Ｍ　１．５　（１（１０）ｍＷ／ｃｊ）
光照射下にて特性評価を行ったところ、製造例２では、
光電変換効率で８．５％以上が得られ、比較製造例２よ
りも０．２％光電変換効率が向上し、モジュール間の特
性のバラツキは４％以内に納まっていた６また、Ａ　Ｍ
　１．５　（１（１０）ｍＷ／ｃｏり光の５（１０）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１０％以内に納まった。

更に、顕微鏡による観察の結果、ピンホールの発生率で
製造例２では、比較例２に比べて１／３以下と良好であ
った。

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。

製造炎主 本製造例では、製造例２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ａ−３ｉ　：Ｈ：Ｆ
膜のかわりに、１−３　ｉ　Ｇｅ　：　Ｈ：　Ｆ膜を用
いた例を示す。

ａ−３ｉＣ；ｅ：Ｈ：Ｆｌｇの形成は、搬送速度を５２
　ｅｌｌ　／＋ｗｉｎ　、帯状部材の表面温度を２（１
０）℃とし、第７表に示す堆積膜形成条件で他の半導体
層及びモジュール化工程は製造例２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　
（１（１０）ｍＷ／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７３％以上が得られ、更にモ
ジュール間の特性のバラツキは４％以内に納まっていた
。

また、ＡＭ　！、　５　　（Ｉ　ＯＯｍＷ／ｃＪ＞光の
５（１０）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。

更にピンホールの発生もほとんどなく良好な結果であっ
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。

黒」１匠土 本製造例では、製造例２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ａ　−３ｉ　：’Ｈ
：Ｆ膜のかわりにａ　−Ｓ　ｉ　Ｃ：　Ｈ：　Ｆ膜を用
いた例を示す。

ａ−３ｉＣ：Ｈ：Ｆ＃の形成は、搬送速度を５０　＝ｙ
ａ　／ｓｉｎ　、帯状部材の表面温度を２（１０）℃と
し、第８表に示す条件で製造例２で行ったのと同様の操
作及び方法で行い、他の半導体層及びモジュール化工程
は製造例２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。

作製じた太陽電池モジュールについて、ＡＭｌ、　５　
（１（１０）ｍＷ／ｃｄ）光照射下ニテ特性評価を行っ
たところ、光電変換効率で６．６％以上が得られ、更に
モジュール間の特性のバラツキは４％以内に納まってい
た。

また、ＡＭ　１．５　（１（１０）ｍＷ／ｃ＋＋り光の
５（１０）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９８５％以内に納まった。

更に、ピンホールによるンヨートがなく良好なモジュー
ルを作製することができた。

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。

製遺史１ 本製造例では、第８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４図に示す装置に
おいて隔離容器３（１０）−ａ。

３（１０）．３（１０）−ｂと同様の構成の隔離容器３
０〇−ａ’　、３（１０）’　、３（１０）−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、下部セルは製造例３で
、上部セルは製造例２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９表に示した。モジ
ュール化工程は製造例２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ｉジュールについて、ＡＭｌ、　５　
（］’　ＯＯｍＷ／ｃｌＩ）光照射下ニテ特性評価ヲ行
ったところ、光電変換効率で１０．５％以上が得られ、
更にモジュール間の特性のバラツキは４％以内に納まっ
ていた。

また、Ａ　Ｍ　１．５　（１（１０）ｍＷ／ａＪ）光の
５（１０）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、アプリケーター手段等からの膜ハガレに起因する
ピンホールの発生によるショートもなく、良好なモジュ
ールを作製することができた。

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。

１１拠旦 本製造例では、第８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４図に示す装置に
おいて隔離容器３（１０）−ａ。

３（１０）．３（１０）−ｂと同様の構成の隔離容器を
３（１０）−ａ′、３（１０）’　、３（１０）−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、下部セルは製造例２で
、上部セルは製造例４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１０表に示した。モ
ジュール化工程は製造例２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　
（１（１０）ｍＷ／ａｄ）光照射下にて特性評価を行っ
たところ、光電変換効率で１０．２％以上が得られ、更
にモジュール間の特性のバラツキは４％以内に納まって
いた。

また、Ａ　Ｍ　１．５　（１（１０）ｍＷ／ｃｊ）光の
５（１０）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、アプリケーター手段付近からの膜ハガレに起因す
るピンホールの発生によるショートもなく、良好なモジ
ュールを作製することができた。

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。

１道医１ 本製造例では、第８図（Ｄ）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４図に示す装置に
おいて隔離容器３（１０）−ａ。

３（１０）．３（１０）−ｂと同様の構成の隔離容器３
０〇−ａ’　、３（１０）’　、３（１０）−ｂ’　、
３（１０）−ａ”。

３（１０）’、３（１０）−ｂ’をこの順でガスゲート
を介して更に接続させた装Ｗ（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、下部セルは製造例３で
、中間セルは製造例２、上部セルは製造例４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１１表に示した。

モジュール化工程は製造例２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　
（１（１０）ｍＷ／ａ＋Ｉ）光照射下にて特性評価を行
ったところ、光電変換効率で１０．５％以上が得られ、
更にモジュール間の特性のバラツキは４％以内に納まっ
ていた。

また、ＡＭｌ、５　　（１（１０）ｍＷ／ｃｊ）光の５
（１０）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８５以内に納まった。

更にピンホールによるショートの発生もなく良好なモジ
ュールを作製することができた。

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　　　１　　　表 第　　　　　３　　　　　表 第　　　　　４　　　　　表 第　　　　　５　　　　　表 第　　　６　　　表 ＊）Ｉｌｌ厚微調整用の基板カバーを湾曲形状内に挿入
第　　　　　７　　　　　表 〔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、かつマイクロ波の進行
方向に対して平行な方向にマイクロ波エネルギーを放射
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。

本発明の方法及び装置により、マイクロ波プラズマを前
記成膜空間内に閉じ込めることにより、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、かつ長
尺の帯状部材の表面上に連続して均一性良（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環が図れる。

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、本発明の方法及び装置↓こよって作製された太陽
電池は光電変換効率が高く、か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３図乃至第５図の夫々は、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６図
は本発明における方形導波管の取り付は角度を説明する
ための断面模式図である。第７図は、本発明において作
製されたショソ）キー接合型ダイオードの断面模式図で
ある。第８図（Ａ）乃至（Ｄ）は、本発明において作製
されたｐｉｎ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９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
１０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１乃至９図の夫々について、 １０１・・・帯状部材、 １０２．１０３・・・搬送用ローラー、１０４．１０５
・・・搬送用リング、 １０６ａ−ｅ・・・温度制御機構、 １０７．１０８・・・マイクロ波アプリケーター、１０
９．１１０・・・マイクロ波透過性部材、１１１．１１
２・・・方形導波管、 １１３・・・ガス導入管、］１４・・・排気管、１１５
ａ、ｂ・・・隔離通路、１１６・・・成膜室、２（１０
）・・・マイクロ波アプリケーター、２０１．２０２・
・・マイクロ波透過性部材、２０３ａ、ｂ・・・マイク
ロ波整合用円板、２０４・・・内筒、２０５ａ・・・外
筒、２０５ｂ川誘電体、２０６・・・固定用リング、 ２０７・・・チョークフランジ、２０８・・・方形導波
管、２０９・・・冷却媒体、２１０・・・０リング、２
１１・・・溝、２１２・・・メタルシール、２１３．２
］４・・・冷却空気導入・排出孔、３０１．３０２．５
０１．５０２・・・真空容器、３０３・・・送り出し用
ボビン、 ３０４・・・巻き取り用ボビン、 ３０５．３（１６・・・搬送用ローラー、３０７．３０
８．３０９・・・スロットルバルブ、３１０．３１１，
３１８，３１９．３２０・・・排気孔、３１２．３１３
・・・温度調整４！！構、３１４．３１５・・・圧力計
、 ３１６．３１７，４０５，４０６，４０７，４０８・・
・ゲートガス導入管、 ３２１．３２２，４０１，４０２，４０３．４０４・・
・ガスゲート、 ４０９．４１０，４１１．４１２・・・ゲートガス排気
管、５０３．５０４・・・カソード電極、 ５０５．５０６・・・ガス導入管、 ５０７．５０８・・・ハロゲンランプ、５０９．５１０
・・・アノード電極、 ５１１．５１２・・・排気管、７０１　、８０１−・・
支持体、７０２．８０２・・・下部電極、 ７０３．８０３，８０８，８１４，８１７＝−ｎ型半導
体層、 ７０４．８０４，８０９．８１５．８１８・・・ｉ型半
導体層、７０５・・・金属層、 ７０６．７０７・・・１１流取り出し用端子、８（１０
）．８（１０）’　、８１１，８１２，８２０，８２１
゜８２３・・・ｐｉｎ接合型光起電力素子、８０５．８
１０．８１６．８２９・・・ｐ型半導体層、８０６・・
・上部電極、８０７・・・集ｉｔ極、８１３・・・タン
デム型光起電力素子、８２４・・・トリプル型光起電力
素子、９０１ａ・・・帯状部材処理室（Ａ）、９０１ｂ
・・・帯状部材処理室（Ｂ）、９０２．９０３，９０４
，９０５．９０６・＝帯状部材、９０７　ａ、　　９０
７　ｂ−＋ｏ−−ｙ−１９０８ａ、９０８ｂ−・・切断
刃、 ９０９ａ、９０９ｂ−溶接治具、 ９１０．９１１，９１２．９１３・・・接続手段。 第２図 ２工遍 第６図 Ｈ＃ 第７図 第８図（Ａ） 第８図（Ｂ） 第８図（Ｃ） 第８図（Ｄ） 第　９　図（その１） 第　９　図　（その２） 第　９　図　（その３） ９０９ｂ 第１ＱｒＩ！Ｊ（ａ） 菖 ■ 低 第１０図（ｂ） 伺

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、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平行な方
   向に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、 前記マイクロ波アプリケーター手段の少なくとも前記マ
   イクロ波プラズマに曝される部分の外壁が金属と誘電体
   を、誘電体がプラズマに曝される側の表面に位置するよ
   うに積層し、該誘電体の比誘電率と誘電正接との積が使
   用するマイクロ波の周波数において２×１０＾−＾２以
   下となるように構成し、 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。
2. （２）前記マイクロ波アプリケーター手段の表面を構成
   する誘電体がアルミナを主成分とするセラミックスであ
   る請求項（１）に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
3. （３）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（１）に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
4. （４）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（３）に
   記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
5. （５）前記帯状部材を側壁として形成される柱状の成膜
   室の両端面のうち片側又は両側に、少なくとも１つ以上
   の前記マイクロ波アプリケーター手段を配設する請求項
   （１）に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
6. （６）前記マイクロ波アプリケーター手段を前記端面に
   垂直方向に配設する請求項（５）に記載の機能性堆積膜
   の連続形成装置。
7. （７）前記マイクロ波アプリケーター手段の先端部分に
   は、前記成膜室と前記マイクロ波アプリケーター手段と
   の気密分離を行い、かつ、前記マイクロ波アプリケータ
   ーから放射されるマイクロ波エネルギーを前記成膜室内
   へ透過せしめるマイクロ波透過性部材が配設される請求
   項（１）に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
8. （８）前記帯状部材の少なくとも一方の面に導電性処理
   が施される請求項（１）に記載の機能性堆積膜の連続形
   成装置。
9. （９）前記マイクロ波アプリケーター手段には方形及び
   ／又は楕円導波管を介してマイクロ波エネルギーが伝送
   される請求項（５）に記載の機能性堆積膜の連続形成装
   置。
10. （１０）前記マイクロ波アプリケーター手段を前記成膜
    室の両端面において互いに対向して配設させる場合には
    、前記マイクロ波アプリケーター手段に接続される前記
    方形及び／又は楕円導波管の長辺を含む面同志、長軸を
    含む面同志、又は長辺を含む面と長軸を含む面同志が互
    いに平行とならないよう配設する請求項（９）に記載の
    機能性堆積膜の連続形成装置。
11. （１１）前記方形及び／又は楕円導波管の長辺を含む面
    及び／又は長軸を含む面と、前記一対の支持搬送用ロー
    ラーの中心軸を含む面とのなす角度が垂直とならないよ
    う配設する請求項（１０）に記載の機能性堆積膜の連続
    形成装置。