JPH06151917A - 光起電力装置の製造装置 - Google Patents
光起電力装置の製造装置Info
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- JPH06151917A JPH06151917A JP4328822A JP32882292A JPH06151917A JP H06151917 A JPH06151917 A JP H06151917A JP 4328822 A JP4328822 A JP 4328822A JP 32882292 A JP32882292 A JP 32882292A JP H06151917 A JPH06151917 A JP H06151917A
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- amorphous semiconductor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
(57)【要約】
【目的】 所望のバンドギャッププロファイルを持つａ
−ＳｉＧｅ層をｉ層とする光起電力装置を量産できる製
造装置を提供することを目的とする。 【構成】 第２反応室２０内の上側放電電極２３と下側
放電電極２４を、両電極間隔が基板１の搬送方向に沿っ
て次第に広がった後に狭まるように設置し、プラズマを
生起させるための放電電力密度が基板１の搬送方向に沿
って変化するように構成した。
−ＳｉＧｅ層をｉ層とする光起電力装置を量産できる製
造装置を提供することを目的とする。 【構成】 第２反応室２０内の上側放電電極２３と下側
放電電極２４を、両電極間隔が基板１の搬送方向に沿っ
て次第に広がった後に狭まるように設置し、プラズマを
生起させるための放電電力密度が基板１の搬送方向に沿
って変化するように構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマＣＶＤ法を用
いて、非晶質太陽電池等の光起電力装置を製造する装置
に関する。
いて、非晶質太陽電池等の光起電力装置を製造する装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、クリーンなエネルギーとして、太
陽光発電が注目されている。その中でも特に非晶質太陽
電池は、低コスト化に有望であることから、研究開発が
積極的に進められている。
陽光発電が注目されている。その中でも特に非晶質太陽
電池は、低コスト化に有望であることから、研究開発が
積極的に進められている。
【０００３】一般的な非晶質太陽電池は、受光面となる
ガラス基板上に、透明導電膜、ｐ型非晶質半導体膜、ｉ
型非晶質半導体膜、ｎ型非晶質半導体膜（以下、これら
を各々ｐ層，ｉ層，ｎ層と略称することがある）、及び
金属電極をこの順で積層して形成される。
ガラス基板上に、透明導電膜、ｐ型非晶質半導体膜、ｉ
型非晶質半導体膜、ｎ型非晶質半導体膜（以下、これら
を各々ｐ層，ｉ層，ｎ層と略称することがある）、及び
金属電極をこの順で積層して形成される。
【０００４】上記ｐｉｎ層はいずれもプラズマＣＶＤ法
により形成されるが、一つの反応室でこれら全ての層を
形成する場合には、不純物混入による膜質低下といった
不具合を生じるので、これを回避すべく、ｐｉｎ各層を
別々のプラズマＣＶＤ反応室で順番に形成していく、い
わゆる連続分離形成プラズマ反応法が用いられる（特開
昭６０−３０１８２号公報参照）。
により形成されるが、一つの反応室でこれら全ての層を
形成する場合には、不純物混入による膜質低下といった
不具合を生じるので、これを回避すべく、ｐｉｎ各層を
別々のプラズマＣＶＤ反応室で順番に形成していく、い
わゆる連続分離形成プラズマ反応法が用いられる（特開
昭６０−３０１８２号公報参照）。
【０００５】図５は、ｐｉｎ構造を形成するための連続
分離形成プラズマ反応装置である。この装置は、仕込み
室１０１、第１反応室１１０、第２反応室１２０、第３
反応室１３０、及び取出室１４０を備え、基板１が上記
の各室１０１〜１３０を順に経ていく過程で基板１にｐ
ｉｎ層を形成するようになっている。
分離形成プラズマ反応装置である。この装置は、仕込み
室１０１、第１反応室１１０、第２反応室１２０、第３
反応室１３０、及び取出室１４０を備え、基板１が上記
の各室１０１〜１３０を順に経ていく過程で基板１にｐ
ｉｎ層を形成するようになっている。
【０００６】各々の反応室には、基板１を搬送する搬送
機構（図示しない）が備えられており、各室間はゲート
バルブ（仕切弁）１４１によって仕切られている。ま
た、各室には、基板加熱ヒータ１０３、真空度を計る真
空計、室内を減圧させる真空ポンプなどが備えられる。
機構（図示しない）が備えられており、各室間はゲート
バルブ（仕切弁）１４１によって仕切られている。ま
た、各室には、基板加熱ヒータ１０３、真空度を計る真
空計、室内を減圧させる真空ポンプなどが備えられる。
【０００７】第１反応室１１０は、ｐ型非晶質半導体膜
を形成するためのＣＶＤ反応室であり、この反応室内に
は、ガスボンベ１１２からバルブを介してシランガス
（ＳｉＨ4）、ジボランガス（Ｂ2Ｈ6）、及びメタンガ
ス（ＣＨ4）が供給される。
を形成するためのＣＶＤ反応室であり、この反応室内に
は、ガスボンベ１１２からバルブを介してシランガス
（ＳｉＨ4）、ジボランガス（Ｂ2Ｈ6）、及びメタンガ
ス（ＣＨ4）が供給される。
【０００８】第２反応室１２０は、ｉ型非晶質半導体膜
を形成するためのＣＶＤ反応室であり、この反応室内に
は、ガスボンベ１２２からバルブを介してシランガス
（ＳｉＨ4）、及びゲルマンガス（ＧｅＨ4）が供給され
る。
を形成するためのＣＶＤ反応室であり、この反応室内に
は、ガスボンベ１２２からバルブを介してシランガス
（ＳｉＨ4）、及びゲルマンガス（ＧｅＨ4）が供給され
る。
【０００９】第３反応室１３０は、ｎ型非晶質半導体膜
を形成するためのＣＶＤ反応室であり、この反応室内に
は、ガスボンベ１３２からバルブを介してシランガス
（ＳｉＨ4）、及びホスフィンガス（ＰＨ3）が供給され
る。
を形成するためのＣＶＤ反応室であり、この反応室内に
は、ガスボンベ１３２からバルブを介してシランガス
（ＳｉＨ4）、及びホスフィンガス（ＰＨ3）が供給され
る。
【００１０】また、上記各反応室で成膜される非晶質半
導体膜の膜厚は、例えば、ｐ層が１５０Å、ｉ層が３０
００〜４０００Å、ｎ層が３００〜５００Åである。ｉ
層は他の２層に比べて膜厚が格段に厚いため、スループ
ットの向上を目的とし、ｉ層形成用の第２反応室１２０
は、第１，第３反応室１１０，１３０よりも基板１の搬
送方向に長く、基板１を同時に複数枚収容できるように
なっている。
導体膜の膜厚は、例えば、ｐ層が１５０Å、ｉ層が３０
００〜４０００Å、ｎ層が３００〜５００Åである。ｉ
層は他の２層に比べて膜厚が格段に厚いため、スループ
ットの向上を目的とし、ｉ層形成用の第２反応室１２０
は、第１，第３反応室１１０，１３０よりも基板１の搬
送方向に長く、基板１を同時に複数枚収容できるように
なっている。
【００１１】ところで、上記の連続分離形成プラズマ反
応装置では、第２反応室１２０内にゲルマンガス（Ｇｅ
Ｈ4）を供給しているため、ａ−ＳｉＧｅのｉ層を持つ
ｐｉｎ構造を形成することができる。このａ−ＳｉＧｅ
は、ａ−Ｓｉでは吸収できない長波長光に対して感度を
持つため、非晶質太陽電池の光電変換効率の向上に寄与
することができる。
応装置では、第２反応室１２０内にゲルマンガス（Ｇｅ
Ｈ4）を供給しているため、ａ−ＳｉＧｅのｉ層を持つ
ｐｉｎ構造を形成することができる。このａ−ＳｉＧｅ
は、ａ−Ｓｉでは吸収できない長波長光に対して感度を
持つため、非晶質太陽電池の光電変換効率の向上に寄与
することができる。
【００１２】一方、上記ａ−ＳｉＧｅのｉ層は、発生し
た光キャリアの収集特性に若干の問題がある。このた
め、この収集特性の改善を図るべく、ａ−ＳｉＧｅのｉ
層のバンドギャップをｐ層側から一度狭くした後、ｎ層
側に向けて再度広げたような構造（ダブルグレーデッド
構造）が考え出されている（５th international Pho
tovoltaic Science and Engineering Conference (1
990.11.26 〜30 京都)予稿集 P.387〜390 参照）。
た光キャリアの収集特性に若干の問題がある。このた
め、この収集特性の改善を図るべく、ａ−ＳｉＧｅのｉ
層のバンドギャップをｐ層側から一度狭くした後、ｎ層
側に向けて再度広げたような構造（ダブルグレーデッド
構造）が考え出されている（５th international Pho
tovoltaic Science and Engineering Conference (1
990.11.26 〜30 京都)予稿集 P.387〜390 参照）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
連続分離形成プラズマ反応装置を普通に用いてｉ層を形
成したのでは、上記のようなダブルグレーデッド構造を
得ることはできない。
連続分離形成プラズマ反応装置を普通に用いてｉ層を形
成したのでは、上記のようなダブルグレーデッド構造を
得ることはできない。
【００１４】そこで、第２反応室１２０内に供給するシ
ランガス（ＳｉＨ4）とゲルマンガス（ＧｅＨ4）の混合
比を、形成しようとするバンドギャップに対応させて変
化させることが考えられている。例えば、シランガスの
流量を３０CC／分に一定にしておき、ゲルマンガスの流
量を０CC／分から５CC／分に増加させた後、再度０CC／
分まで減少させる。
ランガス（ＳｉＨ4）とゲルマンガス（ＧｅＨ4）の混合
比を、形成しようとするバンドギャップに対応させて変
化させることが考えられている。例えば、シランガスの
流量を３０CC／分に一定にしておき、ゲルマンガスの流
量を０CC／分から５CC／分に増加させた後、再度０CC／
分まで減少させる。
【００１５】しかし、第２反応室１２０内には複数の基
板１が存在し、且つ、これら基板１は反応室１２０内を
順に搬送されていくため、前記のように供給ガスの混合
比を変化させた場合、一枚目の基板については所望のバ
ンドギャップ構造を得ることができたとしても、二枚目
以降の基板については同一のバンドギャップ構造を得る
ことはできない。
板１が存在し、且つ、これら基板１は反応室１２０内を
順に搬送されていくため、前記のように供給ガスの混合
比を変化させた場合、一枚目の基板については所望のバ
ンドギャップ構造を得ることができたとしても、二枚目
以降の基板については同一のバンドギャップ構造を得る
ことはできない。
【００１６】一方、全ての基板１について所望のバンド
ギャップを得るためには、ガスの混合比を基板１の進行
方向に沿って変化させる必要があるが、第２反応室１２
０内は各基板１ごとに空間を仕切られたものではないか
ら、ガス混合比を基板進行方向に沿って正確に変化させ
ることは困難である。
ギャップを得るためには、ガスの混合比を基板１の進行
方向に沿って変化させる必要があるが、第２反応室１２
０内は各基板１ごとに空間を仕切られたものではないか
ら、ガス混合比を基板進行方向に沿って正確に変化させ
ることは困難である。
【００１７】本発明は、上記の事情に鑑み、ｉ型非晶質
半導体膜を形成するための反応室内に順次搬送されてく
る複数の基板の各々に対して所望のバンドギャップ構造
を形成することができる光起電力装置の製造装置を提供
することを目的とする。
半導体膜を形成するための反応室内に順次搬送されてく
る複数の基板の各々に対して所望のバンドギャップ構造
を形成することができる光起電力装置の製造装置を提供
することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光起電力装
置の製造装置は、上記の課題を解決するために、複数個
の反応室をそれぞれ仕切弁等を介して直列に接続し、基
板を各室に順に搬送していく過程でｐ型，ｉ型，ｎ型非
晶質半導体膜の成膜を順次行って光起電力装置を製造す
る装置において、ｉ型非晶質半導体膜の成膜を行う反応
室は、他のｐ型，ｎ型非晶質半導体膜の成膜を行う反応
室に比べて基板搬送方向に長く、複数枚の基板を同時に
収容してこれらを順次搬送する機構を有し、且つこの反
応室内でプラズマを生起させるための放電電力密度及び
／又は基板温度を基板の搬送方向に沿って変化させる手
段を備えたことを特徴としている。
置の製造装置は、上記の課題を解決するために、複数個
の反応室をそれぞれ仕切弁等を介して直列に接続し、基
板を各室に順に搬送していく過程でｐ型，ｉ型，ｎ型非
晶質半導体膜の成膜を順次行って光起電力装置を製造す
る装置において、ｉ型非晶質半導体膜の成膜を行う反応
室は、他のｐ型，ｎ型非晶質半導体膜の成膜を行う反応
室に比べて基板搬送方向に長く、複数枚の基板を同時に
収容してこれらを順次搬送する機構を有し、且つこの反
応室内でプラズマを生起させるための放電電力密度及び
／又は基板温度を基板の搬送方向に沿って変化させる手
段を備えたことを特徴としている。
【００１９】
【作用】上記の構成によれば、変化させるのはプラズマ
を生起させるための放電電力密度及び／又は基板温度で
あり、これら放電電力密度及び／又は基板温度は、従来
のガス混合比を変化させるのとは違って基板進行方向に
沿って正確に変化させることができるため、反応室内を
搬送されていく複数の基板の一つ一つに所望のバンドギ
ャップ構造を持つｉ型非晶質半導体膜を形成することが
できる。
を生起させるための放電電力密度及び／又は基板温度で
あり、これら放電電力密度及び／又は基板温度は、従来
のガス混合比を変化させるのとは違って基板進行方向に
沿って正確に変化させることができるため、反応室内を
搬送されていく複数の基板の一つ一つに所望のバンドギ
ャップ構造を持つｉ型非晶質半導体膜を形成することが
できる。
【００２０】第１実施例 本発明の一実施例を、図１および図２に基づいて説明す
れば、以下の通りである。
れば、以下の通りである。
【００２１】図１は、ｐｉｎ構造を形成するための連続
分離形成プラズマ反応装置である。この装置は、仕込み
室５、第１反応室１０、第２反応室２０、第３反応室３
０、及び取出室４０を直列に備えており、基板１を各室
に順に搬送していく過程でｐ型，ｉ型，ｎ型非晶質半導
体膜の成膜を順次行って光起電力装置を形成するもので
ある。上記の第２反応室２０は、第１，第３反応室１
０，３０よりも基板１の搬送方向に長く形成されてお
り、基板１を同時に複数枚（３〜５枚）収容できるよう
になっている。
分離形成プラズマ反応装置である。この装置は、仕込み
室５、第１反応室１０、第２反応室２０、第３反応室３
０、及び取出室４０を直列に備えており、基板１を各室
に順に搬送していく過程でｐ型，ｉ型，ｎ型非晶質半導
体膜の成膜を順次行って光起電力装置を形成するもので
ある。上記の第２反応室２０は、第１，第３反応室１
０，３０よりも基板１の搬送方向に長く形成されてお
り、基板１を同時に複数枚（３〜５枚）収容できるよう
になっている。
【００２２】各室には、基板１を搬送する搬送機構（図
示しない）が備えられ、各室間はゲートバルブ（仕切
弁）６１によって仕切られている。また、各室には、室
内を減圧させるための真空ポンプが接続される排気経路
６２が備えられている。
示しない）が備えられ、各室間はゲートバルブ（仕切
弁）６１によって仕切られている。また、各室には、室
内を減圧させるための真空ポンプが接続される排気経路
６２が備えられている。
【００２３】仕込み室５内には、基板加熱ヒータ５１が
設けられており、基板１は上記ヒータ５１上を通過して
予備加熱されるようになっている。
設けられており、基板１は上記ヒータ５１上を通過して
予備加熱されるようになっている。
【００２４】第１反応室１０は、基板１上にｐ型非晶質
半導体膜（ａ−Ｓｉ膜）を成膜するためのＣＶＤ反応室
であり、シランガス（ＳｉＨ4）、ジボランガス（Ｂ2Ｈ
6）、及びメタンガス（ＣＨ4）を室内に導入するための
ガス供給系１１を備えている。また、第１反応室１０内
には、高周波電源（ＲＦ）１２に接続された上側放電電
極１３及び下側放電電極１４が一定の間隔を有して配備
されており、上記高周波電源１２により電極１３，１４
間に高周波電界が印加されると、電極間に均一の電力密
度でグロー放電が生起されるようになっている。更に、
下側放電電極１４内には、基板加熱ヒータ１５が内蔵さ
れており、電極１３，１４間を通過する基板１を加熱す
るようになっている。
半導体膜（ａ−Ｓｉ膜）を成膜するためのＣＶＤ反応室
であり、シランガス（ＳｉＨ4）、ジボランガス（Ｂ2Ｈ
6）、及びメタンガス（ＣＨ4）を室内に導入するための
ガス供給系１１を備えている。また、第１反応室１０内
には、高周波電源（ＲＦ）１２に接続された上側放電電
極１３及び下側放電電極１４が一定の間隔を有して配備
されており、上記高周波電源１２により電極１３，１４
間に高周波電界が印加されると、電極間に均一の電力密
度でグロー放電が生起されるようになっている。更に、
下側放電電極１４内には、基板加熱ヒータ１５が内蔵さ
れており、電極１３，１４間を通過する基板１を加熱す
るようになっている。
【００２５】第２反応室２０は、基板１に形成されたｐ
層上にｉ型非晶質半導体膜（ａ−ＳｉＧｅ膜）を成膜す
るためのＣＶＤ反応室であり、シランガス（Ｓｉ
Ｈ4）、及びゲルマンガス（ＧｅＨ4）を室内に導入する
ためのガス供給系２１を備えている。また、第２反応室
２０内には、高周波電源２２に接続された上側放電電極
２３及び下側放電電極２４が配備されており、上記高周
波電源２２により電極２３，２４間に高周波電界が印加
されると、グロー放電が生起されるようになっている。
更に、下側放電電極２４内には、基板加熱ヒータ２５が
内蔵されており、電極２３，２４間を通過する基板１を
加熱するようになっている。
層上にｉ型非晶質半導体膜（ａ−ＳｉＧｅ膜）を成膜す
るためのＣＶＤ反応室であり、シランガス（Ｓｉ
Ｈ4）、及びゲルマンガス（ＧｅＨ4）を室内に導入する
ためのガス供給系２１を備えている。また、第２反応室
２０内には、高周波電源２２に接続された上側放電電極
２３及び下側放電電極２４が配備されており、上記高周
波電源２２により電極２３，２４間に高周波電界が印加
されると、グロー放電が生起されるようになっている。
更に、下側放電電極２４内には、基板加熱ヒータ２５が
内蔵されており、電極２３，２４間を通過する基板１を
加熱するようになっている。
【００２６】そして、上記第２反応室２０においては、
上側放電電極２３と下側放電電極２４との間隔は、基板
１の進行方向に沿って次第に広がった後に次第に狭まる
ように設定されている。従って、両電極２３，２４間の
放電電力密度は、基板１の進行方向に沿って漸減した後
に漸増する。
上側放電電極２３と下側放電電極２４との間隔は、基板
１の進行方向に沿って次第に広がった後に次第に狭まる
ように設定されている。従って、両電極２３，２４間の
放電電力密度は、基板１の進行方向に沿って漸減した後
に漸増する。
【００２７】本実施例では、図中Ａ地点での電極間隔を
３ｃｍとし、Ｂ地点での電極間隔を１０ｃｍとし、Ｃ地
点での電極間隔を再び３ｃｍとしている。また、第２反
応室２０における他の条件は、以下のように設定されて
いる。 シランガス（ＳｉＨ4）の流量 ３０CC／分 ゲルマンガス（ＧｅＨ4）の流量 ５CC／分 基板温度 ２００℃ 高周波出力 ２０Ｗ 反応室内圧力 ０.1Ｔｏｒｒ
３ｃｍとし、Ｂ地点での電極間隔を１０ｃｍとし、Ｃ地
点での電極間隔を再び３ｃｍとしている。また、第２反
応室２０における他の条件は、以下のように設定されて
いる。 シランガス（ＳｉＨ4）の流量 ３０CC／分 ゲルマンガス（ＧｅＨ4）の流量 ５CC／分 基板温度 ２００℃ 高周波出力 ２０Ｗ 反応室内圧力 ０.1Ｔｏｒｒ
【００２８】第３反応室３０は、基板１上のｐｉ層上に
ｎ型非晶質半導体膜（ｎ型ａ−Ｓｉ膜）を成膜するため
のＣＶＤ反応室であり、シランガス（ＳｉＨ4）、及び
ホスフィンガス（ＰＨ3）を室内に導入するためのガス
供給系３１を備えている。また、第３反応室３０内に
は、高周波電源３２に接続された上側放電電極３３およ
び下側放電電極３４が一定の間隔を有して配備されてお
り、高周波電源３３により電極３３，３４間に高周波電
界が印加されると、電極間に均一の電力密度でグロー放
電が生起されるようになっている。更に、下側放電電極
３４内には、基板加熱ヒータ３５が内蔵されており、電
極３３，３４間を通過する基板１を加熱するようになっ
ている。
ｎ型非晶質半導体膜（ｎ型ａ−Ｓｉ膜）を成膜するため
のＣＶＤ反応室であり、シランガス（ＳｉＨ4）、及び
ホスフィンガス（ＰＨ3）を室内に導入するためのガス
供給系３１を備えている。また、第３反応室３０内に
は、高周波電源３２に接続された上側放電電極３３およ
び下側放電電極３４が一定の間隔を有して配備されてお
り、高周波電源３３により電極３３，３４間に高周波電
界が印加されると、電極間に均一の電力密度でグロー放
電が生起されるようになっている。更に、下側放電電極
３４内には、基板加熱ヒータ３５が内蔵されており、電
極３３，３４間を通過する基板１を加熱するようになっ
ている。
【００２９】上記の構成によれば、第２反応室２０内の
両電極２３，２４間の間隔が基板１の進行方向に沿って
次第に広がった後次第に狭まるように設定されているの
で、プラズマを生起させるための放電電力密度は、基板
１の進行方向に沿って漸減された後に漸増される。
両電極２３，２４間の間隔が基板１の進行方向に沿って
次第に広がった後次第に狭まるように設定されているの
で、プラズマを生起させるための放電電力密度は、基板
１の進行方向に沿って漸減された後に漸増される。
【００３０】ここで、第２反応室２０内に供給されるゲ
ルマンガス（ＧｅＨ4）は、シランガス（ＳｉＨ4）より
も低い放電電力密度で分解されるため、反応室２０内の
ガス混合比は一定でも反応室２０内の各地点での分解比
率は放電電力密度の高低で異なるものとなり、ｉ型非晶
質半導体膜のうちＢ地点で形成されたものが最も高いＧ
ｅ濃度を有することになる。従って、Ｂ地点に至るまで
に形成されるｉ層のバンドギャップは漸減することにな
り、Ｂ地点を経て形成されるｉ層のバンドギャップは漸
増することになる。
ルマンガス（ＧｅＨ4）は、シランガス（ＳｉＨ4）より
も低い放電電力密度で分解されるため、反応室２０内の
ガス混合比は一定でも反応室２０内の各地点での分解比
率は放電電力密度の高低で異なるものとなり、ｉ型非晶
質半導体膜のうちＢ地点で形成されたものが最も高いＧ
ｅ濃度を有することになる。従って、Ｂ地点に至るまで
に形成されるｉ層のバンドギャップは漸減することにな
り、Ｂ地点を経て形成されるｉ層のバンドギャップは漸
増することになる。
【００３１】図２は前記の設定条件下で形成されたｉ層
のバンドギャップ断面図である。このｉ層のバンドギャ
ップは、ｐ層側から厚み方向に５００Åまでの間に1.7
ｅＶから1.4ｅＶにまで漸減され、その後、ｎ層までの
２５００Åの間に漸増して1.7ｅＶとなる。即ち、ダブ
ルグレーデッド構造を持つことになる。
のバンドギャップ断面図である。このｉ層のバンドギャ
ップは、ｐ層側から厚み方向に５００Åまでの間に1.7
ｅＶから1.4ｅＶにまで漸減され、その後、ｎ層までの
２５００Åの間に漸増して1.7ｅＶとなる。即ち、ダブ
ルグレーデッド構造を持つことになる。
【００３２】本実施例では、変化させるのは放電電力密
度であり、この放電電力密度は従来のガス混合比の変化
とは違って基板１の進行方向に沿って正確に変化させる
ことができるため、反応室２０内を移動していく複数の
基板１の一つ一つに所望のバンドギャップ構造を持つｉ
層を形成することができる。
度であり、この放電電力密度は従来のガス混合比の変化
とは違って基板１の進行方向に沿って正確に変化させる
ことができるため、反応室２０内を移動していく複数の
基板１の一つ一つに所望のバンドギャップ構造を持つｉ
層を形成することができる。
【００３３】第２実施例 本発明の他の実施例を図３に基づいて説明する。本実施
例の光起電力装置の製造装置は、放電電力密度を基板の
進行方向に沿って漸減した後に漸増させるようにした点
で上記の実施例１と共通するが、両電極２３，２４の間
隔は変えず、上側放電電極２３を４つに分割して各電極
に印加する高周波電界の出力を変えるようにしたもので
ある。
例の光起電力装置の製造装置は、放電電力密度を基板の
進行方向に沿って漸減した後に漸増させるようにした点
で上記の実施例１と共通するが、両電極２３，２４の間
隔は変えず、上側放電電極２３を４つに分割して各電極
に印加する高周波電界の出力を変えるようにしたもので
ある。
【００３４】即ち、上側放電電極２３は、基板１の搬送
方向に分割された分割電極２３ａ〜２３ｄにて構成さ
れ、各分割電極２３ａ〜２３ｄには、それぞれ高周波出
力の異なる或いは調節可能な高周波電源２２ａ〜２２ｄ
が接続される。本実施例では、高周波電源２２ａ（図中
Ｄ地点に対応）については５０ｗ程度に、高周波電源２
２ｂ（図中Ｅ地点に対応）については１５Ｗ程度に、高
周波電源２２ｃ（図中Ｆ地点に対応）については３５Ｗ
程度に、高周波電源２２ｄ（図中Ｇ地点に対応）につい
ては再び５０Ｗ程度となるように設定してある。
方向に分割された分割電極２３ａ〜２３ｄにて構成さ
れ、各分割電極２３ａ〜２３ｄには、それぞれ高周波出
力の異なる或いは調節可能な高周波電源２２ａ〜２２ｄ
が接続される。本実施例では、高周波電源２２ａ（図中
Ｄ地点に対応）については５０ｗ程度に、高周波電源２
２ｂ（図中Ｅ地点に対応）については１５Ｗ程度に、高
周波電源２２ｃ（図中Ｆ地点に対応）については３５Ｗ
程度に、高周波電源２２ｄ（図中Ｇ地点に対応）につい
ては再び５０Ｗ程度となるように設定してある。
【００３５】上記の構成によれば、第２反応室２０内で
形成されるｉ型非晶質半導体膜のバンドギャップはステ
ップ状に変化するものの、実施例１と同様の効果を持た
せることができる。
形成されるｉ型非晶質半導体膜のバンドギャップはステ
ップ状に変化するものの、実施例１と同様の効果を持た
せることができる。
【００３６】また、本実施例においても、変化させるの
は放電電力密度であるから、従来のガス混合比の変化と
は違って基板１の進行方向に沿って正確に変化させるこ
とが可能であり、反応室２０内を移動していく複数の基
板１の一つ一つに所望のバンドギャップを持つｉ型非晶
質半導体膜を形成することができる。
は放電電力密度であるから、従来のガス混合比の変化と
は違って基板１の進行方向に沿って正確に変化させるこ
とが可能であり、反応室２０内を移動していく複数の基
板１の一つ一つに所望のバンドギャップを持つｉ型非晶
質半導体膜を形成することができる。
【００３７】第３実施例 本発明の他の実施例を図４に基づいて説明する。本実施
例の光起電力装置の製造装置は、放電電力密度は一定の
ままで、第２反応室２０内を通過する基板１の温度を基
板１の搬送方向に沿って変化させるようにしたものであ
る。
例の光起電力装置の製造装置は、放電電力密度は一定の
ままで、第２反応室２０内を通過する基板１の温度を基
板１の搬送方向に沿って変化させるようにしたものであ
る。
【００３８】即ち、基板加熱ヒータ２５を、基板１の搬
送方向に断熱材２６・・・を介して分割した４つの分割ヒ
ータ２５ａ〜２５ｄにて構成し、図中Ｈ地点での基板温
度が８０℃、Ｉ地点での基板温度が２００℃、Ｊ地点で
の基板温度が１４０℃、Ｋ地点での基板温度が再び８０
℃となるように基板温度を調節できるようになってい
る。即ち、各ヒータ２５ａ〜２５ｄ間は断熱材２６・・・
により断熱され、更に基板１の搬送スピードを第２反応
室２０内を通過するのに１〜２時間程度かけることでＩ
地点での基板温度が２００℃、Ｊ地点での基板温度が１
４０℃、Ｋ地点での基板温度が再び８０℃となるように
基板温度を調節できる。
送方向に断熱材２６・・・を介して分割した４つの分割ヒ
ータ２５ａ〜２５ｄにて構成し、図中Ｈ地点での基板温
度が８０℃、Ｉ地点での基板温度が２００℃、Ｊ地点で
の基板温度が１４０℃、Ｋ地点での基板温度が再び８０
℃となるように基板温度を調節できるようになってい
る。即ち、各ヒータ２５ａ〜２５ｄ間は断熱材２６・・・
により断熱され、更に基板１の搬送スピードを第２反応
室２０内を通過するのに１〜２時間程度かけることでＩ
地点での基板温度が２００℃、Ｊ地点での基板温度が１
４０℃、Ｋ地点での基板温度が再び８０℃となるように
基板温度を調節できる。
【００３９】上記の構成によれば、第２反応室２０内を
通過する基板１の温度は、基板１の進行方向に沿って次
第に上昇した後次第に低下する。ｉ型非晶質半導体膜の
水素量は、基板１の温度によって変化するため、反応室
２０内のガス混合比及び放電電力密度は一定でも反応室
２０内の各地点で形成されるｉ型非晶質半導体膜内の水
素量は基板温度の変化で異なるものとなる。従って、こ
の水素量の変化に起因してｉ型非晶質半導体膜のバンド
ギャップは、ｐ層側からｎ層側に向けて漸減した後漸増
する構造を持つことになる。
通過する基板１の温度は、基板１の進行方向に沿って次
第に上昇した後次第に低下する。ｉ型非晶質半導体膜の
水素量は、基板１の温度によって変化するため、反応室
２０内のガス混合比及び放電電力密度は一定でも反応室
２０内の各地点で形成されるｉ型非晶質半導体膜内の水
素量は基板温度の変化で異なるものとなる。従って、こ
の水素量の変化に起因してｉ型非晶質半導体膜のバンド
ギャップは、ｐ層側からｎ層側に向けて漸減した後漸増
する構造を持つことになる。
【００４０】基板１の温度制御は、従来のガス混合比の
制御よりも正確に行えるから、反応室２０内を移動して
いく複数の基板１の一つ一つに所望のバンドギャップ構
造を持つｉ型非晶質半導体膜を形成することができる。
制御よりも正確に行えるから、反応室２０内を移動して
いく複数の基板１の一つ一つに所望のバンドギャップ構
造を持つｉ型非晶質半導体膜を形成することができる。
【００４１】なお、以上の実施例では、放電電力密度ま
たは基板温度のいずれかを変化させるようにしたが、基
板温度と放電電力密度の双方を変化させてもよいことは
勿論である。また、ａ−ＳｉＧｅ膜のみならず、ａ−Ｓ
ｉＣ膜のような非晶質Ｓｉアロイ膜をｉ層とする場合に
も同等の効果を得ることができる。
たは基板温度のいずれかを変化させるようにしたが、基
板温度と放電電力密度の双方を変化させてもよいことは
勿論である。また、ａ−ＳｉＧｅ膜のみならず、ａ−Ｓ
ｉＣ膜のような非晶質Ｓｉアロイ膜をｉ層とする場合に
も同等の効果を得ることができる。
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、反応室
内を搬送されていく複数の基板の一つ一つに所望のバン
ドギャップを持つｉ層を形成することができ、高品質の
ｉ層を持つ光起電力装置の量産が可能になるという効果
を奏する。
内を搬送されていく複数の基板の一つ一つに所望のバン
ドギャップを持つｉ層を形成することができ、高品質の
ｉ層を持つ光起電力装置の量産が可能になるという効果
を奏する。
【図１】本発明の光起電力装置の製造装置の一実施例を
示す概略断面図である。
示す概略断面図である。
【図２】ｉ型非晶質半導体膜のバンドギャップ断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の光起電力装置の製造装置の他の実施例
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図４】本発明の光起電力装置の製造装置の他の実施例
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図5】従来の光起電力装置の製造装置を示す概略断面
図である。
図である。
１ 基板 １０ 第１反応室 ２０ 第２反応室 ２２ 高周波電源 ２２ａ〜２２ｄ 高周波電源 ２３ 上側放電電極 ２３ａ〜２３ｄ 分割電極 ２４ 下側放電電極 ２５ 基板加熱ヒータ ２５ａ〜２５ｄ 分割ヒータ
Claims (1)
- 【請求項１】 複数個の反応室をそれぞれ仕切弁等を介
して直列に接続し、基板を各室に順に搬送していく過程
でｐ型，ｉ型，ｎ型非晶質半導体膜の成膜を順次行って
光起電力装置を製造する装置において、 ｉ型非晶質半導体膜の成膜を行う反応室は、他のｐ型，
ｎ型非晶質半導体膜の成膜を行う反応室に比べて基板搬
送方向に長く、複数枚の基板を同時に収容してこれらを
順次搬送する機構を有し、且つこの反応室内でプラズマ
を生起させるための放電電力密度及び／又は基板温度を
基板の搬送方向に沿って変化させる手段を備えたことを
特徴とする光起電力装置の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4328822A JP2977686B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 光起電力装置の製造方法及びその製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4328822A JP2977686B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 光起電力装置の製造方法及びその製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151917A true JPH06151917A (ja) | 1994-05-31 |
| JP2977686B2 JP2977686B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=18214482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4328822A Expired - Lifetime JP2977686B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 光起電力装置の製造方法及びその製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2977686B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5736431A (en) * | 1995-02-28 | 1998-04-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for producing thin film solar battery |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP4328822A patent/JP2977686B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5736431A (en) * | 1995-02-28 | 1998-04-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for producing thin film solar battery |
| US6100465A (en) * | 1995-02-28 | 2000-08-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Solar battery having a plurality of I-type layers with different hydrogen densities |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2977686B2 (ja) | 1999-11-15 |
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