JPH06120144A - プラズマｃｖｄ装置とこれによる機能性堆積膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形成膜中への不純物混入が少なく、高品質な
シリコン系機能素子形成を容易にすること。 【構成】 電子の電界放射を促進するための放電点火装
置を具備するプラズマＣＶＤ装置において、放電点火装
置を構成する放電促進用の電極がシリコンにて形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は機能性堆積膜の形成方法
及び形成装置に関わり、特に、低温プラズマを用いた半
導体堆積膜形成装置における放電点火方法や光起電力素
子等の積層薄膜素子に用いる薄膜を基体上に形成する方
法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体機能性素子や集積回路及び磁性体
素子における低温プラズマプロセスは、ドライ化、低温
プロセス、微細パターン加工技術の一翼を担うものとし
て発展してきた。代表的なプラズマプロセスとしては、
物理的作用を用いたスパッタデポジションや化学反応に
よるプラズマＣＶＤやケミカルドライエッチングが知ら
れている。

【０００３】上記低温プラズマは、低圧の気体グロー放
電によって得られる。該放電の発生法のひとつとして
は、相離れた２枚の平面電極に直流もしくは高周波電界
を印加させ、電界中で加速された電子と分子の衝撃によ
って、絶縁破壊を生じさせることによってプラズマを得
る有極グロー放電法である。他の発生方法としては、高
周波電界を用いた無極放電法も知られている。

【０００４】図１３に代表的な有極高周波グロー放電法
によるプラズマＣＶＤ方式膜形成装置を示した。気密に
して真空排気可能な容器１３１６内には、対向する２枚
の平面平行電極１３１２，１３１３が設置されている。
該平面電極１３１２，１３１３には外部より高周波電圧
が印加できる様になっている。膜を形成させる基体１３
１８は該平面電極上に固定されている。膜形成用原料ガ
スをガス供給手段１３１９により容器１３１６内に導入
し、前記平面電極間に高周波電圧を印加して、放電を生
起させて基体上に膜を形成する。ガス種、ガス供給量、
圧力、高周波周波数および高周波電力は所望の膜質を得
るために選択する（膜形成条件）。

【０００５】放電開始手段としては、電極間の電界を高
周波電力を供給する事によって増大させて、絶縁破壊に
導く方法がある。一般に放電開始電力は、電極間距離、
電極面積、ガス種、圧力に依存する。放電開始に必要な
高周波電力が、膜形成時の高周波電力よりも高いことが
多々あり、大出力の高周波電源が必要となり、装置コス
トを引き上げてしまう問題点がある。

【０００６】この問題を解決するために、放電開始電力
の低いガス雰囲気にて放電を開始させ、徐々に膜形成原
料ガスに置換する方法がある。

【０００７】しかし前記２方法とも放電開始時と、膜形
成時の高周波供給回路の整合条件が異なる為に、膜形成
時までに２回の整合調整が必要で煩雑な作業を強いられ
るという問題点もある。

【０００８】さらに、２回の整合調整時間中に膜形成容
器内は堆積する膜に汚されてしまう。また、原料ガスも
浪費となってしまう。

【０００９】製造ラインにおいては、タクトタイムの増
大、コスト増加を招く要因として好ましからざるもので
ある。

【００１０】前述した問題の対策として放電点火装置が
知られている。前出図１３の１３０８は放電点火回路で
ある。平行平面電極１３１２、１３１３間に高周波電力
と伴に直流高電圧を重畳して印加する事によって、電子
の電界放射を促進して、該電子を放電の種火とするもの
である。又、電極間の電界強度を高める為に、高周波印
加電極とは別に、近接して対向する小面積の金属電極を
設けて、直流高電圧を印加する事も行われている。

【００１１】しかし、上記放電点火装置においては、直
流高電圧印加時に、しばしばアーク放電が発生し、電極
形成金属が蒸発し、基体上に形成する膜中に不純物とし
て混入し、膜質を低下させる問題が起きている。

【００１２】アーク放電時の電極形成金属の基体上への
到達を防止する為に、放電点火装置作動開始時から、放
電が開始し、整合をとるまでの間、基体をシャッタによ
り放電から隔離する方法もとられている。しかし、成膜
炉壁や高周波電極に飛散した放電点火電極の形成金属
が、膜形成中にスパッタされて、基体上の形成膜中に取
り込まれ、膜質を低下させる問題点が残っている。

【００１３】ところで無極放電法においても、同様の放
電開始手段が取られている。図１４に、無極放電法とし
てマイクロ波プラズマＣＶＤ方式の膜形成装置を示し
た。気密にして真空排気可能な容器１４１６内には、高
周波電源１４１５にて発生し、マイクロ波導波管１４２
０を伝搬してきたマイクロ波をマイクロ波アプリケータ
手段１４２１により導入する。ガス供給手段１４１９に
よって容器内に導かれた膜形成用原料ガスは、前記マイ
クロ波によって解離放電し、容器内の放電空間に設置さ
れた基体１４１８上に膜を形成するものである。この装
置にも放電点火装置１４０８が設けられて放電の開始を
容易としている。

【００１４】マイクロ波放電の特徴は、１３．５６ＭＨ
ｚを代表とするラジオ周波数帯の高周波放電と比較して
高密度のプラズマが得られ、ガスの解離、分解が促進し
て、高速成膜が可能な事、又、ガスの利用効率が高い事
である。反面、周波数が高い為、言い換えれば波長が短
いために、大面積にわたって均一な放電を得る事は、難
しい。均一な放電を得る為にマイクロ波放電は、ラジオ
周波数帯の高周波放電の圧力（１０^-2〜数Ｔｏｒｒ）よ
りも低い圧力領域（１０^-4〜１０^-1Ｔｏｒｒ）で行われ
ている。放電開始手段としてはラジオ周波数帯の高周波
放電と同様の点火装置が使用され、抱える問題も前述の
とおり同様である。

【００１５】近年、機能性堆積膜の量産化に向けた研究
開発が活発に行われている。例えばアモルファスシリコ
ンを用いた大面積の太陽電池の作製においては、ホスフ
ィン（ＰＨ₃）、ジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）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る。従って、所望の基体上に
これらの半導体膜を順次形成することによって容易に半
導体接合ができるため、結晶シリコンの太陽電池よりも
かなり安価に太陽電池を作製できる。

【００１６】そして、上述のグロー放電分解に関して、
ＲＦ（ラジオ周波数）グロー放電分解法が技術的に確立
され、広く利用されるようになってきている。しかしな
がらこの方法は上述したように小電力で堆積膜を低速で
形成する場合にのみ良質の堆積膜が得られることから、
大電力を用いて良質の堆積膜を高速で大面積にわたって
形成し、太陽電池を工業的規模で作製して電力需要を賄
い得るようにすることは甚だ困難であった。そこでこの
困難を回避する方法として、マイクロ波を用いたプラズ
マプロセスが注目されている。このプロセスが注目され
る理由は、マイクロ波の周波数帯が短いため、ＲＦを用
いる場合より、成膜室内での電力密度を高めることが可
能であり、プラズマを効率よく発生させ、持続させるこ
とができることにある。

【００１７】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、それ
ぞれのマイクロ波電力によりグロー放電を生起させ、低
圧で基体上に堆積膜を形成させる方法が開示されてい
る。これらの公報によれば、これらの堆積膜形成方法
は、低圧下で成膜を行うものであることから、大電力を
投入した場合に、堆積膜の特性悪化の原因となるラジカ
ルの再結合が少ない、プラズマ中でのポリシラン等から
なる微粉末の発生が少ない、成膜速度の向上が図れる、
といった利点があることが理解される。

【００１８】しかしながら、マイクロ波を用いたプラズ
マプロセスでは、マイクロ波の波長が従来のＲＦに比べ
て１８０分の１程度と極めて短く、またＲＦと異なり電
極がないため、プラズマ密度の不均一性が生じやすいと
いう問題がある。例えば、帯状基体等の大面積基体上に
万遍なく均一に所望の堆積膜を形成するには幾多の未解
決の問題が残されている。

【００１９】そうした問題を回避する例として、特開昭
６３−５５１１２号公報に、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法による機能性堆積膜の製造方法が開示されている。こ
の方法は、マイクロ波導入窓が対向して設けられる装置
については、従来、図１５（ａ）に示されるような対向
する方形のマイクロ波導入窓がその長手方向が平行とな
るように設置されていたのに対して、図１５（ｂ）に示
すようにその長手方向が互いに直交するように設置され
ている。この様に、配置されたマイクロ波導入窓からマ
イクロ波を導入することにより、マイクロ波電力を広範
囲に供給できるため、大面積にわたって機能性堆積膜を
形成できる。また、マイクロ波導入窓が互いに直交して
いると、電界（あるいは磁界）の向きが直交しているた
め、マイクロ波が対向するマイクロ波導入窓に進入する
ことがなく、マイクロ波を成膜室に閉じこめ易くなると
いう利点がある。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術の
うち、有極高周波グロー放電法による製造は、放電を開
始するときに大出力の高周波電源を必要とするため、装
置コストが高くなるという問題点がある。このことを防
ぐために放電開始電力が低いガスを用いて放電を開始
し、徐々にガスを置換する方法においては、膜形成まで
に２回の整合調整が必要となり、作業が複雑になるとい
う問題点がある。この作業の複雑化は、放電開始時膜形
成時の高周波回路の整合条件が異なる場合にも生じる。

【００２１】放電点火装置を加えて放電を早める方法に
おいては、放電点火電極を形成する金属により、形成さ
れる膜の質が低下するという問題点がある。

【００２２】一方、図１５（ｂ）に示した対向する方形
のマイクロ波導入窓がその長手方向が直交するように配
置してマイクロ波電力を広範囲に供給するものにおいて
は、各マイクロ波導入窓を互いに直交させるように配置
しているため、放電炉の高さはマイクロ波導入窓の方形
断面の長辺と同等あるいはそれよりも長くする必要があ
り、図１５（ａ）に示したマイクロ波導入窓を平行に配
置した場合に比べると放電炉の体積がどうしても大きく
なってしまう。放電炉の体積が大きくなると、マイクロ
波の電力密度を体積の小さい放電炉と同一にするために
は、マイクロ波の供給電力を大きくしなければならない
という問題点があった。

【００２３】さらに、原料ガスの利用効率は、放電炉内
の全表面積に対するプラズマにさらされる基体表面の面
積に一致すると考えると、プラズマにさらされる基体表
面の面積が同じ場合、放電炉の体積が大きくなり、その
分全表面積も大きくなると、原料ガスの利用効率は落ち
ることになる。

【００２４】また、光起電力素子等の機能性堆積膜の作
製に於いて、マイクロ波電力とともに、直流あるいは高
周波のバイアス電圧を加えることで良質の堆積膜を作製
できるものが知られている。ところが、バイアス電圧を
均一に基体表面上に加えることは容易ではなく、放電炉
の体積が大きくなると、さらにバイアスを均等に印加す
ることは難しくなり、良質な機能性堆積膜を均一に作製
することは困難であるという問題点があった。

【００２５】本発明は上述の如き従来の低温プラズマプ
ロセス、特にシリコン系膜形成プロセスにおける諸問題
を克服して、形成膜中への不純物混入が少なく、高品質
なシリコン系機能素子形成を容易にする放電点火方法を
提供することを目的とするものである。

【００２６】本発明の他の目的は、低温プラズマを用い
たシリコン系膜形成プロセスにおいて、放電開始を容易
にし、さらに、膜形成装置の製造コストを下げる事にあ
る。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマＣＶＤ
装置は、電子の電界放射を促進するための放電点火装置
を具備するプラズマＣＶＤ装置において、放電点火装置
を構成する放電促進用の電極がシリコンにて形成されて
いる。

【００２８】この場合、放電促進用の電極間を調整する
ための距離調整機構を設けてもよい。

【００２９】本発明の別の形態によるプラズマＣＶＤ装
置は、マイクロ波導入窓よりマイクロ波を導入すること
により放電炉内にプラズマを発生させるマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ装置において、前記マイクロ波導入窓が複数
設けられ、放電炉内には、 各マイクロ波導入窓より導
入されるマイクロ波の導入量をその反射角度によって調
節する開閉自在に構成されたマイクロ波反射板が設けら
れている。

【００３０】この場合、複数のマイクロ波導入窓のそれ
ぞれにマイクロ波反射板を設けてもよい。

【００３１】また、複数のマイクロ波導入窓を方形と
し、放電炉に供給されるマイクロ波の電界の向きが、互
いに平行となるように配置してもよい。

【００３２】また、放電炉の底部に、バイアス電圧を印
加するための電極を設けてもよい。

【００３３】上記のような複数のマイクロ波導入窓およ
びマイクロ波反射板を設けたマイクロ波プラズマＣＶＤ
装置を用いた機能性堆積膜の形成方法としては、放電を
開始するときには、複数のマイクロ波導入窓のうちの所
定の一つに設けられたマイクロ波反射板のみを開けて一
つのマイクロ波導入窓のみからマイクロ波を導入して局
所的に放電を開始させ、次に、該放電状態を維持しなが
ら隣接するマイクロ波導入窓に設けられたマイクロ波反
射板を開けて該マイクロ波導入窓からのマイクロ波を導
入して局所的な放電領域を拡大させ、以下、同様の手順
により順次放電領域を拡大して大容量のマイクロ波プラ
ズマを形成し、機能性堆積膜を形成することとしてもよ
い。

【００３４】

【作用】本発明者は、従来の低温プラズマを用いたシリ
コン系膜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、鋭意研究を重ねて得た知見
を述べる。従来技術の項で説明した放電点火装置におい
て、直流電圧を印加する電極を金属からシリコンに材質
変更しても、直流高電圧を印加することによってスパー
ク（絶縁破壊）が発生すると、シリコンが溶融飛散する
場合がある。しかし、基体上のシリコン形成膜中に前記
飛散したシリコンが取り込まれても、シリコン形成膜に
与えるダメージは微々たるものであった。

【００３５】また、前記シリコン電極は針状にして、１
〜３ｍｍに近接させて対向させることで電極間の電界強
度は増大し、絶縁破壊が容易に起こることがわかった。

【００３６】しかし、シリコン電極は従来の金属電極と
比較して、仕事関数が大きい為に、電極間で種火放電さ
せる為に必要な、電極からの電子の電界放出、及びイオ
ン衝突による二次電子放出を促す為には、従来の金属電
極よりも高い電圧を印加する必要がある。

【００３７】前記欠点を改善すべく、上記とは別の、本
放電の種火となり得るシリコン電極からの電子放出方法
を検討した。電圧を印加したシリコン電極どうしを接触
させると、ショート状態となり、針状となった両電極の
先端には大電流が流れて該先端部ではスパークによる電
子の電界放出及び発熱による熱電子放出が促進され、本
放電の開始を誘起する種火と十分になり得る事がわかっ
た。

【００３８】マイクロ波の導入するマイクロ波導入窓を
複数設け、マイクロ波の導入量を調節するためのマイク
ロ波反射板を設けた場合には、マイクロ波を効率よく使
用することができ、また、放電炉内のプラズマ発生領域
を放電開始時と膜堆積時のそれぞれに異なるものとする
ことができ、放電炉の状況に適したプラズマを発生する
ことができる。

【００３９】

【実施例】（実施例１−１）図１は、本発明の放電点火
方法を採用した高周波プラズマＣＶＤ方式の膜形成装置
を示した図である。

【００４０】気密保持可能に構成され、排気口１１７か
ら真空排気可能な容器１１６の内部には対向平面電極１
１２、１１３（半径５ｃｍ、電極間距離３ｃｍ）が設置
されている。これらの各電極間には、高周波電源１１５
により１３．５６ＭＨｚの高周波電力が印加される。薄
膜が上面に形成される基体１１８は平面電極１１３上に
固定設置され、薄膜形成のための原料ガスはガス導入手
段１１９により容器１１６内に導入される。

【００４１】本発明の放電点火方法を採用した放電点火
装置は、電極１０１，１０２、直流電源１０５および距
離調整機構１０６より構成されている。

【００４２】平面電極１１２、１１３に隣接し、φ２ｍ
ｍかつ先端が針状に加工され対向して設けられたシリコ
ン製の電極１０１，１０２には、容器外部の直流電源１
０５から数十（ｋＶ）までの電圧が印加可能である。電
極１０１，１０２間の距離は、距離調整機構１０６によ
って０〜５ｍｍまで調整可能である。

【００４３】図１に示した膜形成装置を用いて、放電点
火方式の性能を放電開始に必要な高周波電力によって調
べた。減圧状態に排気された容器１１６に、膜形成用の
原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ₄）をガス導入手段１１
９により導入し、対向平面電極１１２、１１３間に高周
波電力を印加した。次に、放電点火装置の直流電圧印加
スイッチ１０７によって、直流電源１０５から１０ｋＶ
の直流電圧を電極１０１，１０２間に印加した。

【００４４】比較の為に放電点火装置を使用せずに、高
周波パワーを増加して放電開始する時点での電力もモニ
ターした。

【００４５】図２に試験条件と結果を示す。本発明の放
電点火方式を用いた放電点火装置により放電開始に必要
な高周波電力が減少したことが判る。

【００４６】（実施例１−２）図３は、本発明の放電点
火方法を採用したマイクロ波プラズマＣＶＤ方式の膜形
成装置を示した図である。

【００４７】気密保持可能に構成され、排気口３１７か
ら真空排気可能な１５ｃｍ＋１５ｃｍ＋２０ｃｍの容器
３１６には、マイクロ波導波管３２０を伝般してきた
２．４５ＧＨｚのマイクロ波が、マイクロ波アプリケー
タ手段３２１によって導入される。マイクロ波アプリケ
ータ手段の先端には、マイクロ波透過性の窓３２２が設
けられており、大気圧であるマイクロ波導波管３２０側
と減圧状態とされる容器３１６内部を隔離する。膜形成
用の原料ガスは、ガス供給手段３１９によって導入され
る。

【００４８】本発明の放電点火方法を採用した放電点火
装置は、電極３０１，３０２、直流電源３０５および距
離調整機構３０６より構成されている。

【００４９】平面電極３１，２３１３に隣接し、φ２ｍ
ｍかつ先端が針状に加工され対向して設けられたシリコ
ン製の電極３０１、３０２には、容器外部の直流電源３
０５から数十ｋＶまでの電圧が印加可能である。電極３
０１，３０２間の距離は、距離調整機構３０６によって
０〜５ｍｍまで調整可能である。

【００５０】本実施例の装置において、成膜がなされる
基体３１８は、マイクロ波の導入方向と平行な台３３１
上に固定されている。

【００５１】図３に示した膜形成装置を用いて、放電点
火方式の性能を、放電開始に必要なマイクロ波電力によ
って調べた。

【００５２】減圧は排気中の容器３１６に、膜形成用の
原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ₄）及び水素（Ｈ₂）をガ
ス導入手段３１９によって導入した。また、マイクロ波
電力を容器３１６内に、マイクロ波アプリケータ手段３
２１を介して投入した。

【００５３】次に、放電点火装置の直流電圧印加スイッ
チ３０７によって、直流電源３０５から１０ｋＶの直流
電圧を電極３０１，３０２間に印加した。使用したマイ
クロ波電源は最大出力１．５ＫＷ連続発振仕様のもので
ある。容器内の圧力はコンダクタンス可変バルブ３３０
にて調整した。

【００５４】図４に上記の試験の結果を示す。電極３０
１，３０２間の距離を１ｍｍとして放電点火装置を使用
すると、圧力が１０^-2Ｔｏｒｒ以上では放電開始マイク
ロ波電力を低下し、点火装置として有効であったが、圧
力が１０^-2Ｔｏｒｒ以下では効果が認められなかった。

【００５５】シリコン電極どうしを接触させて高電圧を
印加すると１０^-3Ｔｏｒｒ台まで点火装置として有効で
あった。

【００５６】膜形成条件が圧力５ｍＴｏｒｒ、マイクロ
波電力３００Ｗであれば、マイクロ波電源として出力
１．５ＫＷは必要なく、出力６００Ｗ程度の小電力電源
にて十分である。点火装置の設置による装置コストの増
大に対して、マイクロ波電源の小型化の及ぼす装置コス
トの削減額は大きなものがある。

【００５７】（実施例１−３）図５に示される基板ロー
ドロック搬送方式によるｎ−ｉ−ｐ３層分離膜を積層す
るための成膜装置（無電極マイクロ波ＣＶＤ方式）に本
発明の放電点火装置を搭載してアモルファスシリコン太
陽電池シングルセルを作成した。さらに、放電点火装置
からの不純物混入によるセルの性能低下を調べる為に従
来の金属電極製放電点火装置を前記成膜装置に搭載して
同様にシングルセルを作成して、セルの量子効率を比較
した。

【００５８】本実施例の成膜装置は、搬入室５５１と搬
出室５０５の間に、図１に示した装置をゲートバルブ５
０６にて連結した構成としたものである。

【００５９】シングルセルの成膜は以下の方法で行っ
た。ステンレス製の基板５６１を取出口５５１から搬入
室５０１内にセットし、室内を減圧状態に排気後、ゲー
トバルブ５０６を開放して、あらかじめ減圧に排気して
おいたｎ層成膜室５０２に搬送し、成膜室にマイクロ波
を投入後、放電点火装置５７２によってマイクロ波放電
を開始してｎ層を成膜した。

【００６０】ｎ層成膜後、同様にして基板をｉ層成膜室
５０３に搬送してｉ層を成膜し、さらにｐ層成膜室５０
４でｐ層を成膜した。

【００６１】ｎ、ｉ、ｐ層の成膜条件を第１表に示す。

【００６２】

【表１】 セルの量子効率測定は、ＡＭ１光照射により行った。図
６に、作製したセルの量子効率スペクトルを示した。従
来の金属電極製放電点火装置を使用して作成したセルと
比較して、本発明のシリコン電極製放電点火装置を使用
して作成したセルは短波長域、長波長域ともに量子効率
が向上している。

【００６３】別途ＳＩＭＳによってセルの厚さ方向元素
分析を行ったところ、従来の金属電極製放電点火装置を
使って形成したセルでは、ｎ−ｉ層界面付近、及びｉ−
ｐ層界面付近で金属電極の構成元素が検出された。

【００６４】金属電極製放電点火装置を使用した場合
の、セルの量子効率低下は、ｎ−ｉ層界面、及びｉ−ｐ
層界面における金属電極材の混入によってもたらされた
と判定した。

【００６５】以上より、本発明の放電点火方法を使用し
て低温プラズマの膜形成プロセスを行うと、高品質な形
成膜および機能性素子が得られることがわかった。

【００６６】次に、本発明の第２の構成による実施例に
ついて説明する。

【００６７】上述した各実施例がマイクロ波放電を行う
際の放電点火装置についてのものであるのに対し、本実
施例は、マイクロ波導入窓について改良を行ったもので
ある。

【００６８】まず最初に、放電が生起していないとき
の、対向する方形のマイクロ波導入窓の相対角度と、マ
イクロ波の漏洩する電力との関係を調べる。

【００６９】図７は実験で用いた装置の模式的概略を示
す図である。

【００７０】図７において、７０１は放電炉、７０２，
７０３は方形導波管、７０４，７０５は方形のマイクロ
波導入窓、７０６は原料ガス導入管、７０７はメッシュ
状の排気口、７０８はマイクロ波電源、７０９はアイソ
レーター、７１０，７１１はパワーモニター、７１２は
無反射終端、７１３は成膜室である。

【００７１】方形導波管７０２，７０３は導波管断面が
２７ｍｍ×９６ｍｍの東芝社製を用い、方形のマイクロ
波導入窓７０４，７０５も同じサイズとした。従って、
放電炉内にはＨ₀₁の単一モードのマイクロ波が導入され
ることになる。

【００７２】マイクロ波電源７０８、アイソレーター７
０９、パワーモニター７１０は導波管７０２によりこの
順に接続されており、さらに成膜室７１３中に設置され
ている放電炉７０１に前記マイクロ波導入窓７０４を介
して接続されている。マイクロ波電源７０８より発生し
たマイクロ波電力は、方形導波管７０２を通ってマイク
ロ波導入窓７０４から放電炉７０１内に供給される。こ
こで、パワーモニター７１０により、マイクロ波導入窓
７０４より放電炉内に入射する入射電力（以下これをＰ
_fと呼ぶ）と放電炉内からの反射電力（以下これをＰ_rと
呼ぶ）をモニターする。また、アイソレーター７０９に
より、Ｐ_rが電源７０８に入るのを避けるようにした。
マイクロ波導入窓７０４と対向して設置された、マイク
ロ波導入窓７０５はパワーモニター７１１、アイソレー
ター７０９とこの順に接続されており、マイクロ波導入
窓７０５を通って放電炉７０１外へ漏洩するマイクロ波
電力（以下これをＰ_tと呼ぶ）をパワーモニター７１１
によりモニターする。マイクロ波導入窓７０４，７０５
は互いの相対角度を連続的に変えることができる構造と
されており、その相対角度をθとすると、マイクロ波導
入窓７０４，７０５が互いに平行であるときをθ＝０°
とした。さらにパワーモニター７１１の他端には無反射
終端７１２を接続し、反射波が戻らないような構造とし
た。

【００７３】（実験１）実験は図７に示した実験装置を
用い、以下のようにして行った。まず、不図示真空ポン
プにより放電炉７０１内を排気口７０７から排気した
後、原料ガス導入管７０６よりＨｅ３００ｓｃｃｍを導
入した。次に、導波管７０２を介してマイクロ波導入窓
７０４より放電が生起しない程度のマイクロ波電力（こ
の場合３００Ｗとした）をマイクロ波電源７０８より供
給した。このとき、パワーモニター７１０によってＰ_f
とＰ_rをモニターした。また、もう一方のマイクロ波導
入窓７０５側に漏洩してくるＰ_tを導波管７０３に接続
されたパワーメーター７１１により測定した。この測定
を、対向する導波管の相対角度（θ）を０°から１８０
°まで１０°おきに変化させてそれぞれ行った。

【００７４】図８にそのときの結果を表す。横軸は相対
する導波管７０２，７０３の相対角度、縦軸はマイクロ
波導入窓７０４から放電炉７０１に導入したマイクロ波
電力と、放電炉７０１からマイクロ波導入窓７０４を通
って導波管７０２へ戻っていく反射電力と、対向するマ
イクロ波導入窓７０５側へ漏洩するマイクロ波電力とを
示す。

【００７５】図８より、放電が生起していない状態で
は、対向する導波管が平行（θ＝０°）の場合は、導波
管７０２より導入されたマイクロ波電力の８０％程度が
対向する導波管７０３より漏洩しているのに対して、対
向する導波管が垂直（θ＝９０°）の場合は、対向する
導波管７０３にはマイクロ波が漏洩していないことが解
る。また、θ＝０°とθ＝９０°の場合について、さら
に供給するマイクロ波電力を増加していったとき、θ＝
９０°の場合には容易に放電が生起したが、θ＝９０°
の場合にはマイクロ波電力の入射電力を２ｋＷ導入して
も放電は生起しなかった。

【００７６】（実験２）次に、放電が生起しているとき
の、対向する導波管の相対角度θとマイクロ波の漏洩す
る電力との関係について調べた。

【００７７】実験は図７に示した実験装置を用い、不図
示真空ポンプにより放電炉７０１内を排気した後、原料
ガス導入管７０６よりＨｅ３００ｓｃｃｍを導入し、導
波管７０２を介して、マイクロ波電力をマイクロ波電源
７０８より導入し、放電を生起させた。その後、放電状
態を維持しながら供給するマイクロ波電力（Ｐ_f）を３
００Ｗに調整した。このときＰ_fとＰ_rをパワーモニター
７１０により測定し、さらにマイクロ波導入窓７０５側
に漏洩してくるＰ_tを対向する導波管７０３側に接続さ
れたパワーモニター７１１により測定した。この測定
を、対向する導波管の相対角度を０°から１８０°まで
１０°おきに変化させてそれぞれ行った。

【００７８】図９にそのときの結果を示す。横軸は対向
する導波管７０２，７０３の相対角度、縦軸はマイクロ
波導入窓７０４から放電炉７０１に導入したマイクロ波
電力と、放電炉７０１からマイクロ波導入窓７０４を通
って導波管７０２へ戻っていく反射電力と、対向するマ
イクロ波導入窓７０５側へ漏洩するマイクロ波電力とを
示す。図５より放電が生起した場合、θを０°から９０
°まで変化させても、対向する導波管７０３に漏洩する
マイクロ波電力はほとんどないことが解った。つまり供
給されたマイクロ波電力はそのほとんどが放電のために
消費されるか、マイクロ波を供給している側の導波管に
反射電力として戻っていくかのどちらかであり、対向す
るマイクロ波導入窓７０５まで、マイクロ波はほとんど
到達できないと考えられる。

【００７９】以上の結果より、対向する方形のマイクロ
波導入窓を放電炉内に平行に配置した場合、放電が生起
する前は、一方のマイクロ波導入窓からマイクロ波電力
を導入すると、もう一方のマイクロ波導入窓からマイク
ロ波が大量に漏洩するが、一度放電が生起してしまえ
ば、対向する導波管の相対的位置関係によらず、供給さ
れたマイクロ波電力は効率よく放電を維持するために消
費できることがわかった。

【００８０】次に、本発明の特徴を最も良く表した、図
１０に示すような装置を用いて、実験を行った。図１０
において１００１は放電炉、１００２，１００３は導波
管、１００４，１００５はマイクロ波導入窓、１００６
は原料ガス導入管、１００７はメッシュ状の電極を兼ね
た排気口であり、該排気口１００７は不図示のバイアス
電圧印加手段に接続されており、バイアス電圧を印加で
きるようになっている。１００８はマイクロ波反射板、
１００９は基体、１０１０は基体加熱ヒータ、１０１１
は成膜室、１０１２，１０１３はマイクロ波電源、１０
１４はシャッターである。

【００８１】マイクロ波電源１０１２，１０１３はそれ
ぞれマイクロ波導入窓１００４，１００５に導波管１０
０２，１００３を介して接続されており、前記マイクロ
波導入窓１００４，１００５を介して成膜室１０１１中
に設置された放電炉１００１に接続されている。

【００８２】ここで、マイクロ波導入窓は、マイクロ波
を透過し、同時に成膜室内部と外部の機密を保持する材
質のものが好ましい。使用するマイクロ波帯域におい
て、誘電損失ｔａｎδが小さいものであればよいが、同
時に熱電導率が高く、熱衝撃に強いものが望ましい。こ
の様な条件に好適な材質としては、ベリリア、アルミナ
セラミックス、窒化ホウ素、石英等であり、特にアルミ
ナセラミックスは最適である。

【００８３】マイクロ波導入窓１００４，１００５は互
いに対向かつ平行（θ＝０°）に設置されている。

【００８４】マイクロ波導入窓１００５上に設置されて
いる反射板１００８は開閉を自由に行うことができ反射
板が閉じているときは放電炉１００１とマイクロ波導入
窓１００５との間はマイクロ波の行き来はできない構造
になっている。

【００８５】（実験３）実験は図１０に示した装置を用
い、以下のようにして行った。まず、不図示真空ポンプ
により放電炉１００１内を排気した後、原料ガス導入管
１００６よりＨｅ３００ｓｃｃｍを導入した。次に、マ
イクロ波反射板１００８を閉じた状態で、マイクロ波電
力をマイクロ波電源１０１２によりマイクロ波導入窓１
００４を介して、放電炉１００１内に導入したところ、
放電は容易に生起した。放電が生起したのを確認した
後、マイクロ波反射板１００８を開けて、マイクロ波導
入窓１００５側からもマイクロ波電源１０１３よりマイ
クロ波電力を導入した。この時放電状態に乱れはなく、
常に安定した放電状態を維持していた。

【００８６】以上の結果より、本発明の装置において、
上記反射板を設けることにより、対向する導波管のθが
０°の場合であっても、容易に放電が生起し、安定した
放電状態が得られることが判明した。

【００８７】但し、これらの放電の安定性は、マイクロ
波導入窓間の距離や、導入するマイクロ波電力の大き
さ、さらに原料ガスの種類や流量により異なるため、処
方により適宜、安定放電する条件を決定する必要がある
ことは言うまでもない。

【００８８】本発明のマイクロ波反射板はマイクロ波導
入窓を完全に覆う様に構成され、反射板が閉まっている
ときにはマイクロ波導入窓と放電炉との間にマイクロ波
の漏洩がなく、開いているときには逆に大きな反射体と
ならないような構造であることが望ましい。また、本発
明のマイクロ波反射板はマイクロ波導入窓に密着させる
ことが好ましい。

【００８９】本発明の放電炉およびマイクロ波反射板の
材質としてはオーム損の小さい金属部材で構成されるの
が望ましい。具体的には銀、銅、アルミニウム製で構成
されるか、あるいはこれらの金属を他の材質上にメッキ
して構成されるかの何れかであれば良い。本装置に於い
てはステンレス上に銀メッキした部材を用いている。

【００９０】以下実施例により、本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に何等限定されるもの
ではない。

【００９１】（実施例２−１）図１０に示した装置を用
い、本発明の方法により以下に示す操作によって基体上
にアモルファスシリコン膜を形成した。

【００９２】まず、不図示基体ホルダーに、あらかじめ
櫛形状の電極としてＣｒ１０００Åを蒸着により形成し
た４０ｃｍ×２０ｃｍ角の７０５９ガラス基体１００９
を設置した。次に、基体加熱ヒーター１０１０により基
体１００９を所定の温度に加熱し、シャッター１０１４
を閉じた状態で、放電炉１００１内に原料ガス導入管１
００６よりＳｉＨ₄を２８０ｓｃｃｍ導入し、同時併行
的に不図示マイクロ波電源より、マイクロ波電力を導波
管１００２、マイクロ波導入窓１００４を介して、放電
炉１００１内に導入した。このとき、マイクロ波反射板
１００８は閉じておき、マイクロ波導入窓１００５側へ
マイクロ波が漏洩しないようにした。放電が生起した
後、マイクロ波反射板１００８を開けて、対向する導波
管１００３からもマイクロ波電源１０１３より、マイク
ロ波電力を導入してマイクロ波導入窓両側から、放電を
生起させ、マイクロ波導入窓１００４，１００５から導
入する電力を各々４００Ｗに調整した。また、バイアス
電圧印加手段１００５より、適当な直流バイアス電圧を
基体上に印加した。その後、放電が安定したのを確認し
た後、シャッター１００９を開けて１００秒間、基体上
にアモルファスシリコン膜を形成した。そのときの成膜
条件を第２表にまとめて示す。

【００９３】ここで、使用した方形導波管は東芝社製の
ものであり、その長辺と短辺の長さはそれぞれ９６，２
７ｍｍであり、放電炉の高さは４０ｍｍとし、長辺の長
さよりも短くなるようにした。

【００９４】

【表２】 上記方法で得られたアモルファスシリコン膜を５ｃｍ×
５ｃｍ角に切断して、それぞれの膜厚を触針式膜厚計を
用いて測定したところ、その平均値は１．２３μｍであ
り、基体全体の膜厚分布は５％であった。これより、平
均の成膜速度は１２３Å／ｓ（±５％の分布）であるこ
とがわかる。又、上記アモルファスシリコン膜上に超音
波ハンダにより電極をつけて暗導電率（σｄ）の測定を
行った。その結果、暗導電率は３．０×^-10±２×^-10Ｓ
／ｃｍであり、基体全体にわたって、均一で良質のアモ
ルファスシリコン膜が作製されていることを確認した。

【００９５】（比較例２−１）従来装置のように、対向
かつ直交しているマイクロ波導入窓を用いて、マイクロ
波反射板を除いた以外は、実施例１と同じ装置構成と成
膜条件によりアモルファスシリコン膜を作製した。但
し、放電炉の大きさは図１５（ｂ）に示すように、マイ
クロ波導入窓を平行にした場合に比べて、直交させた場
合は放電炉の高さが高くなるため、炉内の表面積も大き
くなる。また、放電炉の底部は実施例２−１と同様にメ
ッシュ状の排気口兼電極とし、不図示のバイアス電圧印
加手段によりバイアス電圧を印加できるようにした。

【００９６】作製は実施例２−１と同様に、放電炉１０
０１内にＳｉＨ₄２８０ｓｃｃｍを導入して、プラズマ
を生起させた後、対向するマイクロ波導入窓から導入す
るマイクロ波電力をそれぞれ４００Ｗに調整し、１００
秒間アモルファスシリコン膜を基体上に堆積させた。

【００９７】上記の方法によって得られたアモルファス
シリコン膜の膜厚を触針式の膜厚計を用いて測定したと
ころ、１．１０μｍであり、平均の成膜速度は１１０Å
／ｓに対応する。また、基体全体の膜厚分布は±５％で
あった。又、上記アモルファスシリコン膜上に、超音波
ハンダにより電極をつけて、暗導電率の測定を行った結
果、暗導電率は、基体の外周部以外は３×^-10Ｓ／ｃｍ
程度であったが、基体の外周部は８×^-10Ｓ／ｃｍ程度
と、暗導電率が高くなっていることがわかった。

【００９８】以上、実施例２−１と比較例２−１とか
ら、本発明の方法を取り入れた実施例２−１の方が、成
膜速度は大きくなり、従ってガス利用効率も向上するこ
とが判明した。更に、電気特性である暗導電率において
も、本発明の方法により、特性の均一化（特に基体の外
周部において顕著）が図れることが判明した。これは、
本発明により、放電炉底部を、基体に近づけることが可
能となり、そのため、バイアス電圧が基体に一様に印加
することができるようになったためであると考えられ
る。

【００９９】（実施例２−２）図１１に示すロールツー
ロール装置を用い、本発明の方法により、以下に示す操
作によって、帯状基体上にｎ，ｉおよびｐ型のアモルフ
ァスシリコン膜を順次連続的に形成した。図１１におい
て、１１０１，１１０３は１３．５６ＭＨｚの高周波
（以下これをＲＦと略す）のプラズマＣＶＤ法による成
膜室、１１０２はマイクロ波プラズマＣＶＤ法による成
膜室、１１０４，１１０５は帯状基体の供給室、巻き取
り室である。それぞれの成膜室はガスゲート１１０６に
よって接続されている。１１０７は帯状基体で、供給室
から巻き取り室に搬送されるまでに、３つの成膜室を通
過して、その表面に三層の機能性堆積膜、例えば、ｐｉ
ｎ構造光起電力素子用半導体が形成される。なお、１１
０８は耐熱性不織布からなる帯状シートであり、帯状基
体を巻く際に同時に巻き、帯状基体表面に傷がつくこと
を防止する。

【０１００】１１０１〜１１０３の各成膜室には基体を
加熱するヒーター１１０９、不図示のガス供給手段から
供給される原料ガスを成膜室に導入する原料ガス導入管
１１１０、不図示排気手段により成膜室を排気する排気
管１１１１、成膜室内の成膜ガスにエネルギーを与えて
放電を生起するＲＦ電力を供給する放電電極１１１２、
放電炉１１１７内にマイクロ波を導入するためのマイク
ロ波導入窓１１１３、前記マイクロ波導入窓上に設置さ
れたマイクロ波反射板１１１８が設けられ、成膜室１１
０１，１１０３ではＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜
が、成膜室１１０２ではマイクロ波プラズマＣＶＤ法に
よる膜堆積がそれぞれ行われる。ガスゲート１１０６に
は掃気ガス導入管１１１４から掃気ガスが導入され、と
なり合う成膜室の成膜ガスの混入を阻止する。また、１
１１５は帯状基体１１０７の供給室１１０４および１１
０５の排気を行う排気管であり、１１１６は各成膜室１
１０１，１１０２，１１０３、帯状基体１１０７の供給
室１１０４および巻き取り室１１０５内の圧力を計測す
るための圧力計である。

【０１０１】まず、幅４０ｃｍ、長さ５０ｃｍ、厚さ
０．２ｍｍの帯状ステンレス基板１１０７を、供給室１
１０４から巻き出され、１１０１〜１１０３の三つの成
膜室を通過して、巻き取り室１１０５で巻き取られるよ
うにセットした。

【０１０２】次に各室の真空チャンバーをそれぞれの排
気管１１１１，１１１４で十分に排気した後、引き続き
排気しながら各成膜室へ原料ガス導入管１１１０から、
それぞれの成膜ガスを導入し、圧力計１１１５を確認し
つつ、排気量を調整して各成膜室を所定の圧力に調整し
た。ガスゲート１１０６には掃気ガスとしてＡｒを各々
２００ｓｃｃｍずつ導入した。

【０１０３】ヒーター１１０９で帯状基体１１０７の裏
面から所定の温度で加熱し、放電電極１１１２からＲＦ
電力を、またマイクロ波導入窓１１１３からマイクロ波
電力を導入して、マイクロ波反射板１１１８を用いた本
発明の方法により、各成膜室内にプラズマ放電を生起
し、帯状基体を一定速度で搬送して、帯状基体上にｎ，
ｉおよびｐ型のアモルファスシリコン膜を順次連続的に
形成した。各成膜室での作製条件を第３表に示す。

【０１０４】

【表３】 このとき、成膜室１１０１〜１１０３の成膜速度はそれ
ぞれ、２０Å／ｓ、１２０Å／ｓ、１５Å／ｓであっ
た。

【０１０５】上記方法で得られたアモルファスシリコン
膜を堆積した帯状基体をロールツーロール装置から取り
出し、１０ｃｍ×４０ｃｍの大きさに切り離し、シング
ルチャンバーの真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法により
第４表に示す条件でＩＴＯ透明導電膜を積層し、図１２
の模式断面図に示す光起電力素子を作製した。図１２に
おいては、１２０１は基体、１２０２はｎ型層、１２０
３はｉ型層、１２０４はｐ型層、１２０５はＩＴＯ透明
導電膜である。

【０１０６】

【表４】 得られた光起電力素子を５ｃｍ角に切断した後、各々を
ソーラーシュミレーターにより測定したところ、良好な
光電変換効率を示した。又、１０ｃｍ×４０ｃｍ基板に
おける光電変換効率の分布は５％以内であった。 （比較例２−２）図１１に示した装置において、放電炉
１１１７の高さを実施例２−２で使用した放電炉の３倍
の高さにし、方形の対向するマイクロ波導入窓を直交さ
せて配置した以外は実施例２−２と全く同様の装置を用
い、第３表に示す成膜条件でアモルファスシリコン膜を
形成した。

【０１０７】このとき、成膜速度は成膜室１１０１〜１
１０３の各々で２０Å／ｓ、１１０Å／ｓ、１５Å／ｓ
であり、実施例１のときに比べて成膜室１１０２におい
てのみ成膜速度が遅くなったため、その分、搬送速度を
遅くして、成膜室１１０１，１１０３では不図示の仕切
板により膜厚を調整し、実施例２−１と同様の層構成と
膜厚の機能性堆積膜を形成した。

【０１０８】上記方法で得られたアモルファスシリコン
膜を堆積した帯状基体をロールツーロール装置から取り
出し、１０ｃｍ×４０ｃｍの大きさに切り離し、シング
ルチャンバーの真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法により
第４表に示す条件でＩＴＯ透明導電膜を積層し、図１２
の模式断面図に示す光起電力素子を作製した。

【０１０９】得られた光起電力素子を５ｃｍ角に切断し
た後、各々をソーラーシュミレーターにより測定したと
ころ、基体の幅方向に対して、中央部は良好な光電変換
効率を示したが、端部では十分な光電変換効率が得られ
ないものもあるため、光電変換効率の分布は、全体で１
０％以上存在していた。

【０１１０】（実施例２−３）各成膜室での堆積膜形成
条件を第５表に示すように変えた以外は実施例２−２と
同様にして帯状基体上にｎ，ｉ，ｐ型のアモルファスシ
リコンゲルマニウム半導体膜を連続的に形成して光起電
力素子を作製した。

【０１１１】

【表５】 このとき、成膜室１１０１〜１１０３の成膜速度はそれ
ぞれ、１５Å／ｓ、１２５Å／ｓ、２０Å／ｓであっ
た。

【０１１２】上記方法で得られたアモルファスシリコン
膜を堆積した帯状基体をロールツーロール装置から取り
出し、１０ｃｍ×４０ｃｍの大きさに切り離し、シング
ルチャンバーの真空蒸着装置に入れ、真空蒸着法により
第４表に示す条件でＩＴＯ透明導電膜を積層し、図１２
の模式断面図に示す光起電力素子を作製した。

【０１１３】得られた光起電力素子を５ｃｍ角に切断し
た後、各々をソーラーシュミレーターにより測定したと
ころ、良好な光電変換効率を示した。又、１０ｃｍ×４
０ｃｍ基板における光電変換効率の分布は６％以内であ
った。

【０１１４】また、比較例２−２と同様に、放電炉の高
さを本実施例で使用した放電炉の３倍の高さにし、方形
の対向するマイクロ波導入窓を直交させて配置した以外
は実施例２−３と全く同様の装置により、第５表に示し
た成膜条件を用いて光起電力素子を形成した。ただし、
比較例２−２のように搬送速度を遅くし、不図示の仕切
板で膜厚の調整を行った。得られた光起電力素子を５ｃ
ｍ角に切断した後、各々をソーラーシュミレーターによ
り測定したところ、基体の幅方向に対して、中央部は良
好な光電変換効率を示したが、端部では十分な光電変換
効率が得られなかったものが存在した。また、光電変換
効率の分布は、全体で１２％以上存在していた。

【０１１５】

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

【０１１６】請求項１に記載のものにおいては、シリコ
ンを電極として直流電圧を印加する放電点火方法を行う
ことにより、シリコン系の膜形成プラズマプロセスにお
ける膜中への不純物混入量が減少し、高品質な膜を形成
することができるとともに機能性素子の形成を容易にす
ることができる効果がある。また、低電力での放電開始
が容易であるので、膜形成装置の製造コストを下げるこ
とができる効果がある。

【０１１７】請求項２に記載のものにおいては、上記効
果に加えて、電極間の距離を放電炉内の圧力状態に応じ
て変化させることにより、放電を容易に行うことができ
る効果がある。

【０１１８】請求項３に記載のものにおいては、基体全
体にバイアス電圧を均一に印加することが可能になり、
ガス利用効率が向上され、良質の機能性堆積膜を均一、
かつ、低コストで作製することができる効果がある。

【０１１９】請求項４に記載のものにおいては上記各効
果一層向上されたものとすることができる効果がある。

【０１２０】請求項５に記載のものにおいては、特に、
放電開始時におけるガス利用効率を向上することができ
る効果がある。

【０１２１】請求項６に記載のものにおいては、特に、
基体全体にバイアス電圧を均一に印加することができる
効果がある。

【０１２２】請求項７に記載の方法においては、良質の
機能性堆積膜を均一に作成することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電点火方法を採用した高周波プラズ
マＣＶＤ方式の膜形成装置を示す図である。

【図２】図１に示した膜形成装置を用いて、放電点火方
式の性能を試験したときの試験条件と結果を示す図であ
る。

【図３】本発明の放電点火方法を採用したマイクロ波プ
ラズマＣＶＤ方式の膜形成装置を示す図である。

【図４】図３に示した膜形成装置を用いて、放電点火方
式の性能を、放電開始に必要なマイクロ波電力によって
調べたときの結果を示す図である。

【図５】本発明の放電点火装置による基板ロードロック
搬送方式のｎ−ｉ−ｐ３層分離膜を積層するための成膜
装置の構成を示す図である。

【図６】図５に示した装置により作製したセルの量子効
率スペクトルを示す図である。

【図７】本発明の第２の構成による実施例の性能を試験
するための比較例の構成を示す図である。

【図８】図７に示した実験装置による実験結果を示す図
である。

【図９】図７に示した実験装置による実験結果を示す図
である。

【図１０】本発明の第２の構成の特徴を最も良く表す図
である。

【図１１】本発明の第２の構成を用いたロールツーロー
ル装置を示す図である。

【図１２】図１１に示した装置により作製した光起電力
素子の模式断面図である。

【図１３】従来例の構成を示す図である。

【図１４】従来例の構成を示す図である。

【図１５】従来例の構成を示す図である。

【符号の説明】 １０１，１０２，３０１，３０２ 電極 １０５，３０５ 直流電源 １０６，３０６ 距離調整機構 １０７，３０７ 放電点火スイッチ １１２，１１３ 対向平面電極 １１５ 高周波電源 １１６，３１６ 容器 １１７，３１７，７０７，１００７ 排気口 １１８，３１８，１２０１ 基体 １１９ ガス導入手段 ３１９ ガス供給手段 ３２０ マイクロ波導波菅 ３２１ マイクロ波アプリケータ手段 ３２２ 窓 ３３０ コンダクタンス可変バルブ ３３１ 台 ５０１ 搬入室 ５０２ ｎ層成膜室 ５０３ ｉ層成膜室 ５０４ ｐ層成膜室 ５０５ 搬出室 ５０６ ゲートバルブ ５５１ 取出口 ５６１，１００９ 基板 ５７２ 放電点火装置 ７０１，１００１ 放電炉 ７０２，７０３ 方形導波菅 ７０４，７０５，１００４，１００５ マイクロ波導
入窓 ７０６ 原料ガス導入菅 ７０８，１０１２，１０１３ マイクロ波電源 ７０９ アイソレータ ７１０，７１１ パワーモニタ ７１２ 無反射終端 ７１３，１０１１ 成膜室 １００２，１００３ 導波菅 １００６ 原料ガス導入窓 １００８ マイクロ波反射板 １０１０ 基板加熱ヒータ １２０２ ｎ型層 １２０３ ｉ型層 １２０４ ｐ型層 １２０５ ＩＴＯ導電膜層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芳里 直 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 酒井 明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金井 正博 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 杉山 秀一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 越前 裕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子の電界放射を促進するための放電点
   火装置を具備するプラズマＣＶＤ装置において、 放電点火装置を構成する放電促進用の電極がシリコンに
   て形成されていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプラズマＣＶＤ装置にお
   いて、 放電促進用の電極間を調整するための距離調整機構が設
   けられていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
3. 【請求項３】 マイクロ波導入窓よりマイクロ波を導入
   することにより放電炉内にプラズマを発生させるマイク
   ロ波プラズマＣＶＤ装置において、 前記マイクロ波導入窓が複数設けられ、放電炉内には、
   各マイクロ波導入窓より導入されるマイクロ波の導入
   量をその反射角度によって調節する開閉自在に構成され
   たマイクロ波反射板が設けられていることを特徴とする
   マイクロ波プラズマＣＶＤ装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のマイクロ波プラズマＣ
   ＶＤ装置において、 複数のマイクロ波導入窓のそれぞれにマイクロ波反射板
   が設けられていることを特徴とするマイクロ波プラズマ
   ＣＶＤ装置。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載のマイク
   ロ波プラズマＣＶＤ装置において、 複数のマイクロ波導入窓が方形であって、放電炉に供給
   されるマイクロ波の電界の向きが、互いに平行となるよ
   うに配置されていることを特徴とするマイクロ波プラズ
   マＣＶＤ装置。
6. 【請求項６】 請求項３乃至請求項５のいずれかに記載
   のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置において、 放電炉の底部に、バイアス電圧を印加するための電極が
   設けられていることを特徴とするマイクロ波プラズマＣ
   ＶＤ装置。
7. 【請求項７】 請求項４乃至請求項６のいずれかに記載
   のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を用いた機能性堆積膜
   の形成方法であって、 放電を開始するときには、複数のマイクロ波導入窓のう
   ちの所定の一つに設けられたマイクロ波反射板のみを開
   けて一つのマイクロ波導入窓のみからマイクロ波を導入
   して局所的に放電を開始させ、次に、該放電状態を維持
   しながら隣接するマイクロ波導入窓に設けられたマイク
   ロ波反射板を開けて該マイクロ波導入窓からのマイクロ
   波を導入して局所的な放電領域を拡大させ、以下、同様
   の手順により順次放電領域を拡大して大容量のマイクロ
   波プラズマを形成し、機能性堆積膜を形成することを特
   徴とする機能性堆積膜の形成方法。