JPH0851228A

JPH0851228A - 光起電力素子の作製方法

Info

Publication number: JPH0851228A
Application number: JP6185647A
Authority: JP
Inventors: Akira Sakai; 明酒井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1994-08-08
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】高価な付帯設備なしで、プラズマ生起から成
膜工程への円滑かつ安定な移行が可能である光起電力素
子の作製方法を提供する。また、プラズマ生起時に発生
しやすかった異常放電を防止し、成膜装置の実効稼働時
間を増大することで、低コストな光起電力素子の作製方
法を実現する。【構成】帯状部材が複数の成膜空間の中を連続的に通
過するとき、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により該帯状
部材の表面上に複数の異なる薄膜を積層形成してなる光
起電力素子の作製方法において、前記成膜空間内に、予
めマイクロ波エネルギーの導入手段からマイクロ波エネ
ルギーを導入し、これに続いてＲＦエネルギーの導入手
段からＲＦエネルギーを導入することによって、マイク
ロ波プラズマを生起する。また、前記成膜空間の圧力
を、５０ｍＴｏｒｒ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光起電力素子の作製方
法に係る。より詳細には、マイクロ波プラズマを生起す
る場合に、マイクロ波エネルギーと、ＲＦエネルギーと
を併用した光起電力素子の作製方法に関する。特に、ロ
ール・ツー・ロール法を用いた太陽電池等の光起電力素
子を大量生産する場合に好適に適用される。

【０００２】

【従来の技術】従来、光起電力素子の作製方法として
は、次の技術が知られている。

【０００３】例えば、ａ−Ｓｉ膜等を用いた光起電力素
子の作製には、一般的には、プラズマＣＶＤ法が広く用
いられており、企業化されている。しかしながら、光起
電力素子を電力需要を賄うものとして確立させるために
は、使用する光起電力素子が、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、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。そのために
は、ａ−Ｓｉ膜等を用いた光起電力素子の作製において
は、電気的、光学的、光導電的あるいは機械的特性及び
繰り返し使用での疲労特性あるいは使用環境特性の向上
を図るとともに、大面積化、膜厚及び膜質の均一化を図
りながら、しかも高速成膜によって再現性のある量産化
を図らねばならないため、これらのことが、今後改善す
べき問題点として指摘されている。

【０００４】そのなかで、これまでマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法による堆積膜形成方法については多くの報告が
なされている。

【０００５】例えば、文献：“Chemical Vapor depos
ition of a-SiGe:H films utilizing a microwave-exei
ted plasma” T.Watanabe, M.Tanaka, K.Azuma, M.Naka
tani, T.Sonobe, T.Simada, Japanese Journal of Appl
ied Physics, Vol.26, No.4,April, 1987, pp.L288-L29
0と、文献：“Microwave-excited plasma CVD ofa-S
i:H films utilizing a hydrogen plasma stream or by
direct excitationof silane” T.Watanabe, M.Tanak
a, K.Azuma, M.Nakatani, T.Sonobe, T.Simada, Japane
se Journal of Applied Physics, Vol.26, No.8, Augus
t, 1987, pp.1215-1218は、磁界中をサイクロトロン運
動する電子にマイクロ波エネルギーを共鳴させて、高密
度のプラズマを低圧力下で実現させるＥＣＲ装置に関す
る報告である。特に、文献では、ＥＣＲ装置を用いて
ＳｉＨ₄ガス及びＧｅＨ₄ガスを分解し、ａ−ＳｉＧｅ膜
の高速成膜の可能性を報告している。また、文献で
は、ＥＣＲ装置で、プラズマ分解されたＨ₂ガス流の中
に、ＳｉＨ₄ガスを導入することで高品質のａ−Ｓｉ膜
の高速堆積の可能性を報告したものである。

【０００６】また、文献：特開昭５９−５６７２４号
公報は、マイクロ波プラズマを生起するための円筒型の
共振器を用い、内外二重管より導入されるガスを混合す
るとともに、前記プラズマを分解することで基板上に均
一な堆積膜を形成させるもので、マイクロ波プラズマ生
起手段の一方式を提示している。

【０００７】さらに、文献：“Preparation of highl
y photosensitive hydrogenated amorphous Si-Ge allo
ys using a triode plasma reactor” A.Matsuda et.a
l., Applied Physics Letters, Vol.47 No.10,15 Novem
ber, 1985, pp.1061-1063では、従来の容量結合型ＲＦ
プラズマ装置においてアノードとカソードの間にメッシ
ュ状の第三の電極を設けることにより、イオン種の基板
への衝突を抑制したもので、ＳｉＨ₃ラジカル及びＧｅ
Ｈ₃ラジカルの選択と、基板表面のＨの被覆を実現させ
ることで高品質のａ−ＳｉＧｅ：Ｈ膜の作製を可能にし
ている。しかしながら、マイクロ波を用いた高速堆積技
術に比較し、著しく堆積速度が低いなど、大面積、大量
生産に関する生産技術の要求に答えることが難しく、先
に述べたマイクロ波技術のさらなる発展が要望されつつ
ある。

【０００８】このようなマイクロ波を用いたＣＶＤ技術
では、放電生起、即ちプラズマを発生させるためには、
プラズマ発生用の電磁エネルギーを高密度化させてやる
必要があった。

【０００９】例えば、先に述べたＥＣＲＣＶＤ法では、
マイクロ波エネルギーを電子共鳴が発生するよう磁力線
を調製することで、プラズマを生起することができる。
しかしながら、ＥＣＲではこのような磁力を発生するた
めに大型のマグネットが必要となり、さらにこれを冷却
するための手段を必要とする等、設備上の大きな投資と
装置設計上の大きな制約となっていた。

【００１０】また、ＥＣＲではない、マイクロ波ＣＶＤ
装置では、プラズマ生起時に成膜空間内の圧力を上げる
こと、あるいはマイクロ波パワーを通常のマイクロ波Ｃ
ＶＤによる成膜時よりも多大に導入することでプラズマ
を生起させていた。しかしながら、このような方法で
は、プラズマ生起時の条件と成膜時のプラズマ条件が大
きく異なるため、プラズマ生起時から成膜条件への移行
時間の短縮化が難しく、大量生産時のスループット向上
には対応しづらかった。また、プラズマ生起時の条件に
よっては、特に圧力上昇時には、異常放電等が突発的に
生じ、成膜空間を構成する部材にスパーク跡を残し、部
分的な破損を招く等の問題が生じやすかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、先に
述べた問題点を解決し、光起電力素子の大量生産と低コ
スト化を可能とすることである。即ち、大型マグネット
や大型マイクロ波電源等の設備を必要とせず、プラズマ
生起及び成膜条件の大幅な変更をしなくても、プラズマ
生起を円滑に行うことが容易な光起電力素子の作製方法
及びその作製装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子の
作製方法は、帯状部材が複数の成膜空間の中を連続的に
通過するとき、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により該帯
状部材の表面上に複数の異なる薄膜を積層形成してなる
光起電力素子の作製方法において、前記成膜空間内に、
予めマイクロ波エネルギーの導入手段からマイクロ波エ
ネルギーを導入し、これに続いてＲＦエネルギーの導入
手段からＲＦエネルギーを導入することによって、マイ
クロ波プラズマを生起することを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明では、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
り帯状部材の表面上に複数の異なる薄膜を積層形成する
場合、成膜空間内に、予めマイクロ波エネルギーの導入
手段からマイクロ波エネルギーを導入し、これに続いて
ＲＦエネルギーの導入手段からＲＦエネルギーを導入す
ることによって、大きな付帯設備と高い設備費用を要す
るＥＣＲＣＶＤ法を用いなくても、プラズマを容易に生
起することが可能となった。特に、成膜空間内の圧力を
上げたり、あるいはマイクロ波パワーを通常のマイクロ
波ＣＶＤによる成膜時よりも多大に導入する必要がなく
なったため、成膜開始の初期段階から、安定した膜特性
および堆積速度の均一性が得られる。その結果、高品質
で優れた均一性を有し、欠陥の少ない光起電力素子を作
製する方法の提供が可能となる。

【００１４】

【実施態様例】以下では、本発明の光起電力素子を作製
する装置について、図１〜図３に基づき説明する。図１
は、本発明の光起電力素子を連続的に作製する方法にお
いて、ｉ型層作製用容器の模式的説明図である。図２
は、本発明の光起電力素子を連続的に作製する方法にお
いて、ガスゲート手段の圧力勾配を模式的に示した説明
図である。図３は、本発明の光起電力素子を連続的に作
製する製造装置の一例の模式的説明図である。

【００１５】図１は、ｉ型層作製用容器であり、概ね直
方体形状のｉ型半導体作製用の成膜容器１０１と帯状部
材１とで構成される、第１、第２、第３の成膜空間１０
１ａ，１０１ｂ，１０１ｃからなる。このｉ型層作製用
容器は、図３におけるｉ型層作製真空容器１００の中に
配置してある。真空容器１００及び、成膜容器１０１
は、それぞれ金属性であって電気的に接続されている。

【００１６】堆積膜が形成される帯状部材１は、真空容
器１００の図示左側、即ち搬入側の側壁に取付けられた
ガスゲート１２９（図３）を経て、この成膜容器１０１
内に導入され、第１、第２、第３の成膜空間１０１ａ，
１０１ｂ，１０１ｃをそれぞれ貫通し、真空容器１００
の図示右側、即ち搬出側の側壁に取り付けられたガスゲ
ート１３０（図３）を通って真空容器１００の外部へ排
出されるようになっている。

【００１７】成膜空間１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの
側壁には、第１、第２、第３のアプリケータ１０４ａ，
１０４ｂ，１０４ｃが、帯状部材１の移動方向に沿って
並ぶように取り付けられている。各アプリケータ１０４
ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、マイクロ波エネルギーを成
膜空間に導入するためのものであり、マイクロ波電源
（図示せず）に一端が接続された導波管１１１，１１
２，１１３（図３）の他端が、それぞれ接続されてい
る。また、アプリケータ１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ
の成膜空間への取り付け部位は、それぞれマイクロ波を
通過する材料からなるマイクロ波透過性部材１０６ａ，
１０６ｂ，１０６ｃとから成っている。

【００１８】図１において、１０２ａ，１０２ｂ，１０
２ｃは、ＲＦバイアス印加手段の金属性バイアス棒であ
り、マッチングボックス（図示せず）を介してＲＦ電源
（図示せず）と接続されている。該バイアス棒と帯状部
材１との間隔、すなわち垂直距離ｄは成膜条件を最適化
するのに併せて適宜調整可能であり、図１においては、
その距離ｄを模式的に成膜空間１０５ａ，１０５ｂ，１
０５ｃにおいて変化させて描写してある。

【００１９】また、成膜容器１０１の底面には、原料ガ
スを放出する第１、第２、第３のガス導入手段１０３
ａ，１０３ｂ，１０３ｃがぞれぞれ取り付けられ（図
３）、原料ガスを放出するための多数のガス放出孔が帯
状部材１に向けられ配設されている。これらのガス放出
手段は、ガス供給設備（図示せず）に接続されている。

【００２０】さらに、アプリケータの対向側、即ち図示
手前側の側壁には、排気パンチングボード１２０，１２
１，１２２が取り付けられ、マイクロ波エネルギーを成
膜空間内に閉じこめるとともに排気管１２５，１２６
（図３）に接続された排気スロットバルブ１２７，１２
８を介して真空ポンプ等の排気手段（図示せず）に接続
されている。

【００２１】図３は、本発明の光起電力素子を連続的に
作製する製造装置であり、帯状部材１の送り出し及び巻
き取り用の真空容器３０１及び３０２、第１の導電型層
作製用の真空容器１００ｎ、ｉ型層作製用の真空容器１
００、第２の導電型層作製用の真空容器１００ｐをガス
ゲートを介して接続した装置から構成されている。

【００２２】図３におけるｎ（ｐ）型層作製真空容器１
００ｎ（ｐ）の中には、ｎ（ｐ）型層作製容器が設けて
ある。このｎ（ｐ）型層作製容器は、概ね直方体形状の
ｎ（ｐ）型半導体作製用の成膜容器１０１ｎ（ｐ）と帯
状部材１とで構成される、成膜空間１０２ｎ（ｐ）から
なる。真空容器１００ｎ（ｐ）及び成膜容器１０１ｎ
（ｐ）は、それぞれ金属性であって電気的に接続されて
いる。上記のｎ（ｐ）型層作製真空容器１００ｎ（ｐ）
は、先に説明したｉ型層作製用の真空容器１００内の構
造に対し、アプリケータを一台としてある点が異なる。

【００２３】３０３は帯状部材１の送り出し用ボビン、
３０４は帯状部材１の巻き取り用ボビンであり、図中の
矢印方向に帯状部材が搬送される。但し、この帯状部材
は逆転させて搬送することもできる。また、真空容器３
０１，３０２の中には、帯状部材１の表面保護用に用い
られる合紙の巻き取り、及び送り込み手段を配設しても
良い。前記合紙の材質としては、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適に用い
られる。３０５，３０６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。３１４，３１５は
圧力計、１２７ｎ，１２７，１２８，１２７ｐ，３０
７，３０８はコンダクタンス調整用のスロットルバル
ブ、１２５ｎ，１２５，１２６，１２５ｐ，３１０，３
１１は排気管であり、それぞれ排気ポンプ（図示せず）
に接続されている。

【００２４】１２９ｎ，１２９，１３０，１２９ｐはガ
スゲートであり、１３１ｎ，１３１，１３２，１３２ｐ
はゲートガス導入管で、それぞれガス供給設備（図示せ
ず）に接続されている。

【００２５】各成膜容器１０１ｎ，１０１，１０１ｐの
中においては、帯状基体１を挟んで成膜空間と反対側の
空間に、多数の赤外線ランプヒーター１２４ｎ，１２
４，１２４ｐと、これら赤外線ランプヒーターからの放
射熱を効率よく帯状部材１に集中させるためのランプハ
ウス１２３ｎ，１２３，１２３ｐがそれぞれ設けられて
いる。また、帯状部材１の温度を監視するための熱電対
１３４ｎ，１３４，１３４ｐがそれぞれ帯状部材１に接
触するように接続されている。

【００２６】以下では、本発明の実施態様例を説明す
る。

【００２７】（帯状部材）帯状部材としては、半導体膜
製作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、及びそれらの表面
に異種材質の金属薄膜及び／またはＳｉＯ₂，Ｓｉ
₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ₃，ＡｌＮ等の絶縁性薄膜をスパッタ法、
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。また、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製シート、また
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
体または合金、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。

【００２８】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作製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０．０１ｍｍ乃至５ｍｍ、より好ましく
は０．０２ｍｍ乃至２ｍｍ、最適には０．０５ｍｍ乃至
１ｍｍであることが望ましいが、金属等の薄板を用いる
場合、厚さを比較的薄くしても所望の強度が得られやす
い。

【００２９】前記帯状部材の幅については、特に制限さ
れることはなく、半導体膜作製手段、あるいはその容器
等のサイズによって決定される。

【００３０】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。

【００３１】前記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
成樹脂の電気絶縁性である場合には半導体膜の作製され
る側の表面にＡｌ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｕ，ステンレス，真ちゅ
う，ニクロム，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，ＳｎＯ₂−
Ｉｎ₂Ｏ₃（ＩＴＯ）等のいわゆる金属単体または合金、
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
用の電極を作製しておくことが望ましい。

【００３２】前記帯状部材が金属等の非透光性のもので
ある場合、長波長光の基板表面上での反射率を向上させ
るための反射性導電膜を該帯状部材上に作製することが
前述のように好ましい。該反射性導電膜の材質として好
適に用いられるものとしてＡｇ，Ａｌ，Ｃｒ等が挙げら
れる。

【００３３】また、基板材質と半導体膜との間での構成
元素の相互拡散を防止したり短絡防止用の緩衝層とする
等の目的で、金属層等を反射性導電膜として前記基板上
の半導体膜が作製される側に設けることが好ましい。該
緩衝層の材質として好適に用いられるものとして、Ｚｎ
Ｏが挙げられる。

【００３４】また、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作製しておくことが望まし
い。

【００３５】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、微小の凹凸面が有っても良い。
微小の凹凸面とする場合には球状、円錐状、角錐状等で
あて、かつその最大高さ（Ｒ_max）は好ましくは５０ｎ
ｍ〜５００ｎｍ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。

【００３６】（複数の成膜空間）複数の成膜空間として
は、例えば前記帯状部材が最初に投入されて減圧処理が
行われる仕込室、搬送されてくる前記帯状部材を適当な
温度まで上昇させる加熱室、搬送されてくる前記帯状部
材の表面上に適当な薄膜を形成する成膜室、搬送されて
くる前記帯状部材を適当な温度まで下降させる冷却室、
成膜が完了した前記帯状部材を大気圧下にもどす取り出
し室があげられる。特に、成膜室を、連続して複数個設
けることにより、異なる材質の薄膜を複数層形成する場
合もある。この時、各成膜室の間に後述するガスゲート
室を設けて、隣合う成膜室の影響を防止する手段も用い
られる。また、前記帯状部材に成膜する場合は、部材の
搬送速度と膜厚の関係から、時間調整をするトランスフ
ァー室をさらに設けることもある。

【００３７】（ガスゲート室）ガスゲート室とは、前記
帯状部材の送り出し及び巻き取り用真空容器と半導体膜
作製用真空容器とを分離独立させ、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目的で設け
た真空容器である。

【００３８】ガスゲート室の機能としては、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半導体
膜作製用原料ガス等の雰囲気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号に開示されているガスゲート技
術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。

【００３９】また、ガスゲート室の断面形状は、例えば
スリッド状また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、一般の
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。

【００４０】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，Ｎ
ｅ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎ等の希ガスまたはＨ₂等の半導体
膜作製用希釈ガスが挙げられる。ゲートガスの流量は、
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、例えば、ガスゲー
トのほぼ中央部に圧力の最大となるポイントを設けれ
ば、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、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、半導体膜の組
成分析を行うことによって最適条件を決定する。

【００４１】（連続的に通過）連続的に通過とは、前記
帯状部材が、一定速度で、その面内にキズ、シワ、捩
れ、反りなどを生じることなく、前記複数の成膜空間を
搬送される状態を示しているが、特に、加熱に対して耐
久性があることが好ましい。

【００４２】（マイクロ波プラズマＣＶＤ法）ある気体
（常温以下に沸点のある物質）を一あるいは数種類、容
器の中に入れて高温にすると、気体の種類によって反応
が生じ、蒸気圧の低い物質が生成する。これが気相成長
(Chemical Vaper Deposition, ＣＶＤと略記される)と
いわれる薄膜成長の過程であり、この成長方法を利用し
た成膜法が、ＣＶＤ法である。さらに、ＣＶＤ装置に放
電を行わせる装置（通常は、周波数１３．５６ＭＨｚ）
を組み合わせた装置を用いて、上記の気体をプラズマ化
することにより、低温でも薄膜の形成を可能とした方法
が、プラズマＣＶＤ法である。

【００４３】また、１３．５６ＭＨｚの高周波の代わり
に、さらに高い周波数の電磁波を用いれば、電極間距離
を小さくすることができ、成膜室をより小型化すること
が可能となる。例えば、周波数に２．４５ＧＨｚを用い
て行うＣＶＤ法が、マイクロ波プラズマＣＶＤ法であ
る。この時、マイクロ波の進向性を揃えるため、後述す
るアプリケータ等を用いる場合がある。

【００４４】さらに、マイクロ波プラズマＣＶＤ法の放
電空間に、適当な値の静磁場を印加することにより、電
磁場の中の電子を共鳴させることができる。この共鳴現
象は、電子サイクロトロン共鳴（Electron Cyclotron R
esonance，ＥＣＲと略す）といい、この条件下で作られ
たプラズマをＣＶＤ法に用いたものが、ＥＣＲプラズマ
ＣＶＤ法である。ＥＣＲプラズマＣＶＤ法は、マイクロ
波プラズマＣＶＤ法に比べて、放電の閉じこめ、均一
性、安定性がさらに向上するという特徴を有している。

【００４５】（マイクロ波エネルギーの導入手段）マイ
クロ波エネルギーの導入としては、例えば図４に示した
マイクロ波アプリケータが挙げられる。本発明において
はマイクロ波アプリケータ４００は、帯状部材の移動す
る方向に垂直に配設されるが、さらに具体的に説明す
る。図４において４０１，４０２はマイクロ波透過性部
材であり、メタルシール４１２及び固定用リング４０６
を用いて、内筒４０４、外筒４０５に固定されており、
真空シールがされている。また、内筒４０４、外筒４０
５との間には冷却媒体４０９が流れるようになっており
一方の端にはＯリング４１０でシールされており、マイ
クロ波アプリケータ４００全体を均一に冷却するように
なっている。冷却媒体４０９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４０１にはマイクロ波整合用円板４０３ａ，
４０３ｂが固定されている。外筒４０５には溝４１１の
加工されたチュークフランジ４０７が接続されている。
４１３，４１４は冷却空気の導入孔及び／または排出孔
であり、アプリケータ内部を冷却するために用いられ
る。

【００４６】（ＲＦエネルギーの導入手段）本発明にお
いてＲＦ導入手段は、成膜空間内に配設されるが、材質
としては金属、Ａｌ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，
Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｕ，ステンレス、真ちゅ
う、ニクロム、あるいは半導体Ｓｉ，Ｇｅの単一元素を
成分としていても、またこれらの合金であっても構わな
い。

【００４７】成膜空間内における配置及びその形状につ
いては、成膜の他の条件、例えば原料ガス種、流量、圧
力、マイクロ波パワーによって最適な成膜条件の下で適
宜決定される。

【００４８】（マイクロ波プラズマの生起）本発明にお
いて、マイクロ波プラズマの生起は以下の順に従って行
うことを特徴とする。

【００４９】成膜空間の内圧は５０ｍＴｏｒｒ以下及び
１ｍＴｏｒｒ以上の範囲であり、成膜空間に導入される
原料ガスは、成膜に必要な原料ガス種、ガス流量が適宜
選択される。また、ゲートに流すガスが成膜空間に混入
していても構わない。

【００５０】マイクロ波プラズマを生起するに際し、ま
ず、マイクロ波エネルギーを成膜空間に導入する。該マ
イクロ波エネルギーは、成膜条件時のマイクロ波エネル
ギーと同じであっても、また若干高目に設定されていて
も構わない。但し、マイクロ波電源の容量を概みると、
好ましくは成膜条件時のマイクロ波エネルギーに対し上
限で＋５０％程度であり、また、さらに異常放電を誘起
しない点でより好ましくは＋４０％程度を上限とする。

【００５１】この状態で、次にＲＦバイアス導入手段よ
りＲＦエネルギーを成膜空間に導入する。

【００５２】本発明においてＲＦエネルギーの周波数
は、商用周波数として好適に１３．５６ＭＨｚが用いら
れる。適用範囲としては１０ｋＨｚから１００ＭＨｚの
範囲でマイクロ波プラズマを生起するのに有効である。
また、このときスパーク等の異常放電は一切観察されず
円滑なプラズマ生起が可能である。

【００５３】このマイクロ波プラズマを生起できる原因
については、現在のところ正確には判明していないが、
本発明ではマイクロ波の周波数１ＧＨｚから１００ＧＨ
ｚ程度の範囲で、このＲＦ周波数１０ｋＨｚから１００
ＭＨｚの範囲でマイクロ波プラズマが生起できることか
ら考えて、マイクロ波エネルギーとＲＦエネルギーの重
量作用により成膜空間に局所的な電子密度の向上を生み
出しプラズマを生起できるものを推論している。

【００５４】マイクロ波プラズマが生起した後は、ＲＦ
エネルギーは供給を停止しても良く、また引き続き成膜
条件にＲＦバイアスが有効である場合は、このままＲＦ
エネルギーを供給していても構わない。

【００５５】本発明においてＲＦエネルギーは、マイク
ロ波プラズマを生起させるために少なくともマイクロ波
エネルギーの５０％以上のエネルギーが必要であり、最
大でもマイクロ波エネルギーの１５０％のエネルギーを
供給すれば容易にマイクロ波プラズマを生起させること
が可能である。

【００５６】本発明においてＲＦエネルギーを導入する
タイミングは、マイクロ波エネルギーを導入した直後に
導入してもよく、また、同時でも構わない。マイクロ波
エネルギーを導入した後プラズマが生起しないまま時間
を置くと、一般的には成膜空間の特定箇所が局部的に加
熱され、成膜装置の破損を招くので好ましくはない。

【００５７】（光起電力素子）光起電力素子とは、例え
ば図５に示した層構成、すなわち帯状部材５０１（図
１、図３では帯状部材１に相当する）の表面上に、下部
電極５０２、第１の導電型層５０３、ｉ型層５０４、第
２の導電型層５０５、上部電極５０６、集電電極５０７
という各層を順次積み上げた層構成からなる発電素子で
ある。

【００５８】また、異なった波長を含む太陽光を有効に
利用するため、図６や図７に示した層構成の光起電力素
子も実用化されている。図６の場合には、バンドギャプ
及び／又は層厚の異なる２種類の半導体層をｉ型層に用
いた例であり、第１の導電型層５０３、ｉ型層５０４、
第２の導電型層５０５からなる積層部分を２回繰り返し
た層構成（タンデム型とよぶ）が使われている。また、
図７の場合は、この繰り返しの回数が３回の場合（トリ
プル型とよぶ）である。さらに、この繰り返しの回数が
４回以上の場合も、図示はしないがすでに適宜採用され
ている。

【００５９】以下では、上述した光起電力素子を構成す
る各層について説明する。

【００６０】（帯状部材）本発明において用いられる帯
状部材５０１（図１、図３では帯状部材１に相当する）
は、フレキシブルであ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、それらの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、帯状部材５
０１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。

【００６１】具体的には、本発明において用いられる材
質がＳＵＳ４３０ＢＡである帯状部材５０１を挙げるこ
とができ、該帯状部材５０１を用いることにより、作製
される光起電力素子の軽量化、強度向上、運搬スペース
の低減等を図ることができる。

【００６２】（電極）本光起電力素子においては、当該
素子の構成形態により次のような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（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。

【００６３】（下部電極）本発明において用いられる下
部電極５０２は、上述した帯状部材５０１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
る面が異なるので（例えば、帯状部材５０１が金属等の
非透光性の材料である場合には、図５（Ａ）で示したよ
うに透明電極５０６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。

【００６４】具体的には、図５、図６及び図７のような
層構成の場合には、帯状部材５０１と第１の導電型層５
０３との間に設けられる。しかし、帯状部材５０１が導
電性である場合には、該帯状部材が下部電極を兼ねるこ
とができる。ただし、帯状部材５０１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、あるいは基板表面での反射率を高め入
射光の有効利用を図る目的で下部電極５０２を設置して
もよい。

【００６５】電極材料としは、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｗ等の金属
また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作製す
る。また、作製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ないように配慮しなければなら
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。

【００６６】下部電極５０２と第１の導電型層５０３と
の間に、図中には示されていないが、ＺｎＯ等の短絡防
止及び拡散防止のための緩衝層を設けても良い。該緩衝
層の効果としては下部電極５０２を構成する金属元素が
第１の導電型層５０３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５０２と透明電極５０６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こと等の効果を挙げることがで
きる。

【００６７】（上部電極（透明電極））本発明において
用いられる透明電極５０６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、ＳｎＯ₂，Ｉ
ｎ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，ＣｄＯ，Ｃｄ₂ＳｎＯ₄，ＩＴＯ（Ｉｎ
₂Ｏ₂＋ＳｎＯ₂）等の金属酸化物や、Ａｕ，Ａｌ，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、図９においては第２の導電型
層５０５層の上に積層されるため、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、スパッタ
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。

【００６８】（集電電極）本発明において用いられる集
電電極５０７は、透明電極５０６の表面低坑値を低減さ
せる目的で透明電極５０６上に設けられる。電極材料と
してはＡｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｐ
ｔ，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。

【００６９】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、かつその面積は受光面積に対し
て好ましくは１５％以下、より好ましくは１０％以下で
あることが望ましい。

【００７０】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１０Ω／□以下である
ことが望ましい。

【００７１】（第１及び第２の導電型層）本発明の光起
電力素子における第１及び第２の導電型層に用いられる
材料としては、例えば周期律表第ＩＶ族の原子を１種ま
たは複数種から成る、非単結晶半導体が適する。また更
に、光照射側の導電型層は、微結晶化した半導体が最適
である。該微結晶の粒径は、好ましくは３ｎｍ〜２０ｎ
ｍで有り、最適には３ｎｍ〜１０ｎｍである。

【００７２】第１または第２の導電型層の導電型がｎ型
の場合、第１または第２の導電型層に含有される添加物
としては、周期律表第Ｖｂ族の原子が適している。その
中でも特にリン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、ひ素（Ａｓ）、ア
ンチモン（Ｓｂ）が最適である。

【００７３】第１または第２の導電型層の導電型がｐ型
の場合、第１または第２の導電型層に含有される添加物
としては、周期律表第ＩＩＩｂ族元素が適している。そ
の中でも特にホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガ
リウム（Ｇａ）が最適である。

【００７４】第１及び第２の導電型の層厚は、好ましく
は１ｎｍ〜５０ｎｍ、最適には３ｎｍ〜１０ｎｍであ
る。

【００７５】更に、光照射側の導電型層での光吸収をよ
り少なくするためには、ｉ型層を構成する半導体のバン
ドギャップよりも大きなバンドギャップを有する半導体
層を用いることが好ましい、例えば、ｉ型層がアモルフ
ァスシリコンの場合に光照射側の導電型層に非単結晶炭
化シリコンを用いるのが最適である。

【００７６】（ｉ型層）本発明の光起電力素子における
ｉ型層に用いられる半導体材料としては、例えば周期律
表第ＩＶ族の原子１種または複数種から成る、Ｓｉ，Ｇ
ｅ，Ｃ，ＳｉＣ，ＧｅＣ，ＳｉＳｎ，ＧｅＳｎ，ＳｎＣ
等の半導体が挙げられる。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体と
して、ＧａＡｓ，ＧａＰ，ＧａＳｂ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ
等が、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体としては、ＺｎＳｅ，
ＺｎＳ，ＺｎＴｅ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ等が、
Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物半導体としては、ＣｕＡｌＳ
₂，ＣｕＡｌＳｅ₂，ＣｕＡｌＴｅ₂，ＣｕＩｎＳ₂，Ｃｕ
ＩｎＳｅ₂，ＣｕＩｎＴｅ ₂，ＣｕＧＡｓ₂，ＣｕＧａＳ
ｅ₂，ＣｕＧａＴｅ，ＡｇＩｎＳｅ₂，ＡｇＩｎＴｅ ₂等
が、ＩＩ−ＩＶ−Ｖ族化合物半導体としては、ＺｎＳｉ
Ｐ₂，ＺｎＧｅＡｓ₂，ＣｄＳｉＡｓ₂，ＣｄＳｎＰ₂等
が、酸化物半導体としては、Ｃｕ₂Ｏ，ＴｉＯ₂，Ｉｎ₂
Ｏ₃，ＳｎＯ₂，ＺｎＯ，ＣｄＯ，Ｂｉ₂Ｏ₃，ＣｄＳｎＯ
₄等がそれぞれ挙げられる。

【００７７】また更に本発明において、ｉ型層の層厚
は、本発明の光起電力素子の特性を左右する重要なパラ
メータである。ｉ型層の好ましい層厚は１００ｎｍ〜１
０００ｎｍであり、最適な層厚は２００ｎｍ〜６００ｎ
ｍである。これらの層厚は、ｉ型層及び界面層の吸光係
数や光源のスペクトルを考慮し上記範囲内で設計するこ
とが望ましいものである。

【００７８】以下では、上述した光起電力素子を構成す
る各層を形成する材料、すなわち原料ガスとについて説
明する。本発明において、第１及び第２の導電型層、ｉ
型層及び界面層を作製する、マイクロ波グロー放電分解
法に適した原料ガスとして次のものが挙げられる。

【００７９】（Ｓｉ供給用の原料ガス）本発明において
Ｓｉ供給用の原料ガスとしては、例えばＳｉＨ₄，Ｓｉ₂
Ｈ₆，Ｓｉ₃Ｈ₈，Ｓｉ₄Ｈ₁₀等のガス状態の、またはガス
化し得る水素化珪素（シラン類）が有効に使用されるも
のとして挙げられる。殊に、層作成作業の扱い易さ、Ｓ
ｉ供給効率の良さ等の点でＳｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆が好まし
いものとして挙げられる。

【００８０】（ハロゲン原子供給用の原料ガス）本発明
においてハロゲン原子供給用の原料ガスとしては、例え
ばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲン間化合物、ハ
ロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状態のまたは
ガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられる。

【００８１】また、更には、シリコン原子とハロゲン原
子とを構成元素とするガス状態のまたはガス化し得る、
ハロゲン原子を含む珪素化合物も有効なものとして本発
明において挙げることができる。

【００８２】本発明において好適に使用し得るハロゲン
化合物としては、例えばフッ素、塩素、臭素、ヨウ素の
ハロゲンガス、ＢｒＦ，ＣｌＦ，ＣｌＦ₃，ＢｒＦ₅，Ｂ
ｒＦ ₃，ＩＦ₃，ＩＦ₇，ＩＣｌ，ＩＢｒ等のハロゲン間
化合物を挙げることができる。

【００８３】ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆる
ハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、例え
ばＳｉＦ₄，Ｓｉ₂Ｆ₆，ＳｉＣｌ₄，ＳｉＢｒ₄等のハロ
ゲン化珪素が好ましいものとして挙げることができる。

【００８４】本発明においては、ハロゲン原子供給用の
原料ガスとして上記されたハロゲン化合物あるいはハロ
ゲン原子を含む弗素化合物が有効なものとして使用され
るものであるが、その他に、ＨＦ，ＨＣｌ，ＨＢｒ，Ｈ
ｌ等のハロゲン化水素、ＳｉＨ₃Ｆ，ＳｉＨ₂Ｆ₂，Ｓｉ
ＨＦ₃，ＳｉＨ₂Ｉ₂，ＳｉＨ₂Ｃｌ₂，ＳｉＨＣｌ₃，Ｓｉ
Ｈ₂Ｂｒ₂，ＳｉＨＢｒ₃等のハロゲン置換水素化珪素、
これらのガス状態のあるいはガス化し得る、水素原子を
構成要素の１つとするハロゲン化物も有効な原料ガスと
して挙げることができる。

【００８５】これらの水素原子を含むハロゲン化物は、
作製される層の中にハロゲン原子を供給すると同時に、
電気的あるいは光電的特性の制御に極めて有効な水素原
子も供給するので、本発明においては好適なハロゲン原
子供給用の原料ガスとして使用される。

【００８６】（水素原子供給用の原料ガス）本発明にお
いて水素原子供給用の原料ガスとしては、上記のハロゲ
ン化水素やハロゲン置換水素化珪素などの他に、例えば
Ｈ₂、あるいはＳｉＨ₄，Ｓｉ₂Ｈ₆，Ｓｉ₃Ｈ₈，Ｓｉ₄Ｈ
₁₀等の水素化珪素が挙げられる。

【００８７】（ゲルマニウム原子供給用の原料ガス）本
発明においてゲルマニウム原子供給用の原料ガスとして
は、例えばＧｅＨ₄，Ｇｅ₂Ｈ₆，Ｇｅ₃Ｈ₈，Ｇｅ₄Ｈ₁₀，
Ｇｅ₅Ｈ₁₂，Ｇｅ₆Ｈ₁₄，Ｇｅ₇Ｈ₁₆，Ｇｅ₈Ｈ₁₈，Ｇｅ₉
Ｈ₂₀等の水素化ゲルマニウムや、ＧｅＨＦ₃，ＧｅＨ₂Ｆ
₂，ＧｅＨ₃Ｆ，ＧｅＨＣｌ₃，ＧｅＨ₂Ｃｌ₂，ＧｅＨ₃Ｃ
ｌ，ＧｅＨＢｒ₃，ＧｅＨ₂Ｂｒ₂，ＧｅＨ₃Ｂｒ，ＧｅＨ
Ｉ₃，ＧｅＨ₂Ｉ₂，ＧｅＨ₃Ｉ等の水素化ハロゲン化ゲル
マニウム等の水素原子を構成要素の１つとするハロゲン
化物、ＧｅＦ₄，ＧｅＣｌ₄，ＧｅＢｒ₄，ＧｅＩ₄，Ｇｅ
Ｆ₂，ＧｅＣｌ₂，ＧｅＢｒ₂，ＧｅＩ₂等のハロゲン化ゲ
ルマニウム等のゲルマニウム化合物が挙げられる。

【００８８】（炭素原子供給用の原料ガス）本発明にお
いて炭素原子供給用の原料ガスとしては、炭素原子含有
化合物、例えば炭素数１〜４の飽和炭化水素、炭素数２
〜４のエチレン系炭化水素、炭素数２〜３のアセチレン
系炭化水素等が挙げられる。

【００８９】飽和炭化水素としては、例えばメタン（Ｃ
Ｈ₄）、エタン（Ｃ₂Ｈ₆）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、ｎ−
ブタン（ｎ−Ｃ₄Ｈ₁₀）、ペンタン（Ｃ₅Ｈ₁₂）等が、エ
チレン系炭化水素としては、例えばエチレン（Ｃ
₂Ｈ₄）、プロピレン（Ｃ₃Ｈ₆）、ブテン−１（Ｃ
₄Ｈ₈）、ブテン−２（Ｃ₄Ｈ₈）、イソブチレン（Ｃ
₄Ｈ₈）、ペンテン（Ｃ₅Ｈ₁₀）等が、アセチレン系炭化
水素としては、例えばアセチレン（Ｃ₂Ｈ ₂）、メチルア
セチレン（Ｃ₃Ｈ₄）、ブチン（Ｃ₄Ｈ₆）等が挙げられ
る。

【００９０】また、ＳｉとＣとＨとを構成原子とする原
料ガスとしては、例えばＳｉ（ＣＨ ₃）₄、Ｓｉ（Ｃ
₂Ｈ₄）₄等のケイ化アルキルを挙げることができる。

【００９１】第ＩＩＩ族原子または第Ｖ族原子の含有さ
れる層を作製するのにグロー放電を用いる場合、該層作
製用の原料ガスとなる出発物質は、前記したシリコン原
子用の出発物質の中から適宜選択したものに、第ＩＩＩ
族原子または第Ｖ族原子供給用の出発物質が加えられた
ものである。そのような第ＩＩＩ族原子または第Ｖ族原
子供給用の出発物質としては、第ＩＩＩ族原子または第
Ｖ族原子を構成原子とするガス状態の物質またはガス化
し得る物質をガス化したものであれば、いずれのもので
あってもよい。

【００９２】（第ＩＩＩ族原子供給用の出発物質）本発
明において第ＩＩＩ族原子供給用の出発物質としては、
例えばホウ素原子供給用の場合、Ｂ₂Ｈ₆，Ｂ₄Ｈ₁₀，Ｂ₅
Ｈ₉，Ｂ₅Ｈ₁₁，Ｂ₆Ｈ₁₀，Ｂ₆Ｈ₁₂，Ｂ₆Ｈ₁ ₄等の水素化
ホウ素、ＢＦ₃，ＢＣｌ₃，ＢＢｒ₃等のハロゲン化ホウ
素等を挙げることができるが、この他ＡｌＣｌ3，Ｇａ
Ｃｌ₃，ＩｎＣｌ₃，ＴｌＣｌ₃等も挙げることができ
る。

【００９３】（第Ｖ族原子供給用の出発物質）本発明に
おいて第Ｖ族原子供給用の出発物質としては、例えば燐
原子供給用の場合、ＰＨ₃，Ｐ₂Ｈ₄等の水素化燐、ＰＨ₄
Ｉ，ＰＦ₃，ＰＦ₅，ＰＣｌ₃，ＰＣｌ₅，ＰＢｒ₃，ＰＢ
ｒ₅，ＰＩ₃等のハロゲン化燐等を挙げることができる
が、この他ＡｓＨ₃，ＡｓＦ₃，ＡｓＣｌ₃，ＡｓＢｒ₃，
ＡｓＦ₅，ＳｂＨ₃，ＳｂＦ₃，ＳｂＦ₅，ＳｂＣｌ₃，Ｓ
ｂＣｌ₅，ＢｉＨ₃，ＢｉＣｌ₃，ＢｉＢｒ₃，Ｎ₂，Ｎ
Ｈ₃，Ｈ₂ＮＮＨ₂，ＨＮ₃，ＮＨ₄Ｎ₃，Ｆ₃Ｎ，Ｆ₄Ｎ₂等
も挙げることができる。

【００９４】（酸素原子供給用ガス）本発明において酸
素原子供給用ガスとしては、例えば酸素（Ｏ₂）、オゾ
ン（Ｏ₃）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（Ｎ
Ｏ₂）、一二酸化窒素（Ｎ₂Ｏ）、三二酸化窒素（Ｎ
₂Ｏ₃）、四二酸化窒素（Ｎ₂Ｏ₄）、五二酸化窒素（Ｎ₂
Ｏ₅）、三酸化窒素（ＮＯ₃）等、また、シリコン原子
（Ｓｉ）と酸素原子（Ｏ）と水素原子（Ｈ）とを構成原
子とする例えば、ジシロキサン（Ｈ₃ＳｉＯＳｉＨ₃）、
トリシロキサン（Ｈ₃ＳｉＯＳｉＨ₂ＯＳｉＨ₃）等の低
級シロキサン等も挙げることができる。

【００９５】（窒素原子供給ガス）本発明において窒素
原子供給ガスとしては、例えば窒素（Ｎ₂）、アンモニ
ア（ＮＨ₃）、ヒドラジン（Ｈ₂ＮＮＨ₂）、アジ化水素
（ＨＮ₃）、アンモニウム（ＮＨ₄Ｎ₃）等のガス状のま
たはガス化し得る窒素、窒化物及びアジ化物等の窒素化
合物を挙げることができる。この他に、窒素原子の供給
に加えて、ハロゲン原子の供給も行えるという点から、
三弗化窒素（Ｆ₃Ｎ）、四弗化窒素（Ｆ₄Ｎ₂）等のハロ
ゲン化窒素化合物を挙げることができる。

【００９６】（ＩＩ−ＶＩ族化物半導体を形成するため
に用いられる、周期律表第ＩＩ族原子を含む化合物）本
発明においてＩＩ−ＶＩ族化物半導体を形成するために
用いられる、周期律表第ＩＩ族原子を含む化合物として
は、例えばＺｎ（ＣＨ₃）₂，Ｚｎ（Ｃ₂Ｈ₅） ₂，Ｚｎ
（ＯＣＨ₃）₂，Ｚｎ（ＯＣ₂Ｈ₅）₂，Ｃｄ（ＣＨ₃）₂，
Ｃｄ（Ｃ₂Ｈ₅）₂，Ｃｄ（Ｃ₃Ｈ₇）₂，Ｃｄ（Ｃ
₄Ｈ₉）₂，Ｈｇ（ＣＨ₃）₂，Ｈｇ（Ｃ₂Ｈ₅）₂，Ｈｇ（Ｃ
₆Ｈ₅）₂，Ｈｇ〔（Ｃ＝（Ｃ₆Ｈ₅）〕₂等が挙げられる。
また周期律表第ＶＩ族原子を含む化合物としては、例え
ばＮＯ，Ｎ₂Ｏ，ＣＯ₂，ＣＯ，Ｈ₂Ｓ，ＳＣｌ₂，Ｓ₂Ｃ
ｌ₂，ＳＯＣｌ₂，ＳｅＨ₂，ＳｅＣｌ₂，Ｓｅ₂Ｂｒ₂，Ｓ
ｅ（ＣＨ₃）₂，Ｓｅ（Ｃ₂Ｈ₅）₂，ＴｅＨ，Ｔｅ（Ｃ
Ｈ₃）₂，Ｔｅ（Ｃ₂Ｈ₅）₂等が挙げられる。もちろん、
これらの原料物質は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。

【００９７】本発明において形成されるＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体を価電子制御するために用いられる価電子制
御剤としては、周期律表Ｉ，ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖ族の原子
を含む化合物等を有効なものとして挙げることができ
る。具体的にはＩ族原子を含むものとしては、ＬｉＣ₃
Ｈ₇，Ｌｉ（ｓｅｃ−Ｃ₄Ｈ₉），Ｌｉ₂Ｓ，Ｌｉ₃Ｎ等を
好適なものとして挙げることができる。

【００９８】（ＩＩＩ族原子を含む化合物およびＶ族原
子を含む化合物）本発明においてＩＩＩ族原子を含む化
合物としては、例えばＢＸ₃，Ｂ₂Ｈ₅，Ｂ₄Ｈ₁₀，Ｂ
₅Ｈ₉，Ｂ₅Ｈ₁₁，Ｂ₆Ｈ₁₀，Ｂ（ＣＨ₃）₃，Ｂ（Ｃ₂Ｈ₅）
₃，Ｂ₆Ｈ₁₂，ＡｌＸ₃，Ａｌ（ＣＨ₃）₂Ｃｌ，Ａｌ（Ｃ
Ｈ₃）₃，Ａｌ（ＯＣＨ₃）₃，Ａｌ（ＣＨ₃）Ｃｌ₂，Ａｌ
（Ｃ₂Ｈ₅）₃，Ａｌ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃，Ａｌ（ＣＨ₃）₃Ｃｌ
₃，Ａｌ（ｉ−Ｃ₄Ｈ₉）₃，Ａｌ（ｉ−Ｃ₃Ｈ₇）₃，Ａｌ
（Ｃ₃Ｈ₇）₃，Ａｌ（ＯＣ₄Ｈ ₉）₃，ＧａＸ₃，Ｇａ（Ｏ
ＣＨ₃）₃，Ｇａ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃，Ｇａ（ＯＣ₃Ｈ₇），Ｇ
ａ（ＯＣ₄Ｈ₉）₃，Ｇａ（ＣＨ₃）₃，Ｇａ₂Ｈ₆，ＧａＨ
（Ｃ₂Ｈ₅）₂，Ｇａ（ＯＣ ₂Ｈ₅），Ｇａ（Ｃ₂Ｈ₅）₂，Ｉ
ｎ（ＣＨ₃）₃，Ｉｎ（Ｃ₄Ｈ₇）₃，Ｉｎ（Ｃ₄Ｈ₉） ₃等
が、Ｖ族原子を含む化合物としては、例えばＮＨ₃，Ｈ
Ｎ₃，Ｎ₂Ｈ₅Ｎ₃，Ｎ₂Ｈ₄，ＮＨ₄Ｎ₃，ＰＸ₃，Ｐ（ＯＣ
Ｈ₃），Ｐ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃，Ｐ（Ｃ₃Ｈ₇）₃，Ｐ（ＯＣ₄Ｈ
₉）₃，Ｐ（ＣＨ₃）₃，Ｐ（Ｃ₂Ｈ₅）₃，Ｐ（Ｃ₄Ｈ₉）₃，
Ｐ（ＯＣＨ₃） ₃，Ｐ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃，Ｐ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃，
Ｐ（ＯＣ₃Ｈ₇）₃，Ｐ（ＯＣ₄Ｈ₉）₃，Ｐ（ＳＣＮ）₃，
Ｐ₂Ｈ₄，ＰＨ₃，ＡｓＨ，ＡｓＨ₃，Ａｓ（ＯＣＨ₃）₃，
Ａｓ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃，Ａｓ（ＯＣ₃Ｈ₇）₃，Ａｓ（ＯＣ₄
Ｈ₉）₃，Ａｓ（ＣＨ₃）₃，Ａｓ（Ｃ₆Ｈ₅）₃，ＳｂＸ₃，
Ｓｂ（ＯＣＨ₃）₃，Ｓｂ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃，Ｓｂ（ＯＣ₃Ｈ
₇）₃，Ｓｂ（ＯＣ₄Ｈ₉）₃，Ｓｂ（ＣＨ₃）₃，Ｓｂ（Ｃ₃
Ｈ₇）₃，Ｓｂ（Ｃ₄Ｈ₉） ₃等が挙げられる（但し、上記
におけるＸはハロゲン原子、具体的には、Ｆ，Ｃｌ，Ｂ
ｒ，Ｉから選ばれる少なくとも一つを表す）。もちろ
ん、これらの原料物質は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。

【００９９】（ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を価電子制御
するために用いられる価電子制御剤）本発明において形
成されるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を価電子制御するた
めに用いられる価電子制御剤としては、周期律表ＩＩ，
ＩＶ，ＶＩ族の原子を含む化合物等を有効なものとして
挙げることができる。ＩＩ族原子を含む化合物として
は、例えばＺｎ（ＣＨ₃）₂，Ｚｎ（Ｃ₂Ｈ₅）₂，Ｚｎ
（ＯＣＨ₃）₂，Ｚｎ（ＯＣ₂Ｈ₅）₂，Ｃｄ（ＣＨ₃）₂，
Ｃｄ（Ｃ₂Ｈ₅）₂，Ｃｄ（Ｃ₃Ｈ₇）₂，Ｃｄ（Ｃ
₄Ｈ₉） ₂，Ｈｇ（ＣＨ₃）₂，Ｈｇ（Ｃ₂Ｈ₅）₂，Ｈｇ（Ｃ
₆Ｈ₅）₂，Ｈｇ〔（Ｃ＝（Ｃ₆Ｈ ₅）〕₂等を有効なものと
して挙げることができる。また、ＶＩ族原子を含む化合
物としては、例えばＮＯ，Ｎ₂Ｏ，ＣＯ₂，ＣＯ，Ｈ
₂Ｓ，ＳＣｌ₂，Ｓ₂Ｃｌ₂，ＳＯＣｌ₂，ＳｅＨ₂，ＳｅＣ
ｌ₂，Ｓｅ₂Ｂｒ₂，Ｓｅ（ＣＨ₃）₂，Ｓｅ（Ｃ₂Ｈ₅）₂，
ＴｅＨ，Ｔｅ（ＣＨ₃）₂，Ｔｅ（Ｃ₂Ｈ₅）₂等が挙げら
れる。もちろん、これらの原料物質は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。更にＩＶ族原子
を含む化合物としては前述した化合物を挙げることがで
きる。

【０１００】本発明において前述した原料化合物は、Ｈ
ｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎ等の希ガス、及びＨ
₂，ＨＦ，ＨＣｌ等の希釈ガスと混合して導入されても
良い。

【０１０１】（ガス導入手段を構成する材質）本発明に
おいて配設されるガス導入手段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いも
のが好適に用いられる。具体的には、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、モリブテン等の耐熱性金属、及びこれ
らをアルミナ、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
英等のセラミックス単体、及び複合体で構成されるもの
等を挙げることができる。

【０１０２】

【実施例】以下、本発明の光起電力素子を連続的に製造
する方法の具体的実施例を示すが、本発明はこれらの実
施例によって何ら限定されるものではない。

【０１０３】（実施例１）図３に示した装置を用いて、
本発明の光起電力素子を連続的に作製する方法につい
て、手順に従って以下説明する。

【０１０４】（１）基板送り出し機構を有する真空容器
３０１に、十分に脱脂、洗浄を行い、下部電極として、
スパッタリング法により、銀薄膜を１００ｎｍ、ＺｎＯ
薄膜を１μｍ蒸着してあるＳＵＳ４３０ＢＡ製帯状部材
１（幅１２０ｍｍ×長さ２００ｍ×厚さ０．１３ｍｍ）
の巻きつけられたボビン３０３をセットし、該帯状部材
１をガスゲート、第１の導電型層作製用の真空容器１０
０ｎ、ｉ型層作製用の真空容器１００、第２の導電型層
作製用の真空容器１００ｐを介して、帯状部材巻き取り
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。

【０１０５】（２）各真空容器３０１、１００ｎ、１０
０、１００ｐ、３０２を、真空ポンプ（図示せず）で１
×１０^-6Ｔｏｒｒ以下まで真空引した。

【０１０６】（３）成膜時の加熱処理：ガスゲート１２
９ｎ、１２９、１３０、１２９ｐにゲートガス導入管１
３１ｎ、１３１、１３２、１３２ｐよりゲートガスとし
てＨ ₂を各々７００ｓｃｃｍ流し、加熱用赤外線ランプ
１２４ｎ、１２４、１２４ｐにより帯状部材１を各々３
５０℃に加熱する。

【０１０７】（４）ガス導入手段１０３ｎより、ＳｉＨ
₄ガスを２０ｓｃｃｍ、ＰＨ₃／Ｈ₂（１％）ガスを２０
０ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガスを３００ｓｃｃｍ、ガス導入手段
１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃより、それぞれＳｉＨ₄
ガスを２００ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガスを３００ｓｃｃｍ、ガ
ス導入手段１０３ｐより、ＳｉＨ₄ガスを３０ｓｃｃ
ｍ、ＢＦ₃／Ｈ₂（１％）ガスを５０ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス
を３５０ｓｃｃｍ導入した。真空容器１００ｎ内の圧力
は、３０ｍＴｏｒｒとなるように圧力計（図示せず）を
見ながらスロットルバルブ１２７ｎの開口を調整した。
真空容器１００内の圧力は、６ｍＴｏｒｒとなるように
圧力計（図示せず）を見ながらスロットルバルブ１２７
の開口を調整した。真空容器１００ｐ内の圧力は、３０
ｍＴｏｒｒとなるように圧力計（図示せず）を見ながら
スロットルバルブ１２７ｐの開口を調整した。

【０１０８】（５）マイクロ波電力をアプリケータ１０
５ｎ、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｐに電力
を導入し、それぞれマイクロ波透過性歩材１０８ｎ、１
０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｐを通じて、マイ
クロ波電力を１０００Ｗ、３００Ｗ、３００Ｗ、３００
Ｗ、１０００Ｗ導入する。これに続いてＲＦ導入手段で
あるＲＦバイアス棒１０２ｎ、１０２ａ、１０２ｂ、１
０２ｃ、１０２ｐにＦＲ電力を各々５００Ｗ、２００
Ｗ、２００Ｗ、２００Ｗ、５００Ｗ導入し、直ちに各成
膜空間１０１ｎ、１０２ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０
１ｐにマイクロ波プラズマを生起させる。プラズマが生
起されたら各ＲＦ電力を総て０Ｗにし、成膜状態に移行
する。次に、帯状部材１を図中の矢印の方向に１ｍ／ｍ
ｉｎの速度で搬送させ、帯状部材上に第１の導電型層、
ｉ型層、第２の導電型層を作製した。

【０１０９】（６）前記帯状部材の１ロール分を搬送さ
せた後、総てのプラズマ、総てのガスの供給、総てのラ
ンプヒーターの通電、搬送を停止した。次に、チャンバ
ーリーク用のＮ₂ガスをチャンバーに導入し（導入用部
材は図示せず）大気圧に戻し、巻き取り用ボビン３０４
に巻き取られた前記帯状部材を取り出した。

【０１１０】（７）第２の導電型層上に、透明電極とし
て、ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＳｎＯ₂）を真空蒸着にて７０
ｎｍ蒸着し、さらに集電電極として、Ａｌを真空蒸着に
て２μｍ蒸着し、光起電力素子を作製した。

【０１１１】以上の光起電力素子の作製条件を表１に示
す。ここで、第１の導電型層はｎ型層、第２の導電型層
はｐ型層である。

【０１１２】

【表１】本例では、プラズマを生起するために、マイクロ波電力
に加えてＲＦ電力を印加したことにより、成膜条件と同
じ条件下でプラズマの生起が可能となった。その結果、
成膜初期の異常放電の発生などがなくなったため、成膜
初期から安定したプロセスにて光起電力素子の作製が可
能となった。

【０１１３】（比較例１）本例では、実施例１がマイク
ロ波電力とＲＦ電力の両方を用いてプラズマを生起する
のに代えて、マイクロ波電力のみを用いた。すなわち、
マイクロ波透過性部材１０８ｎ，１０８ａ，１０８ｂ，
１０８ｃ，１０８ｐに、マイクロ波電力を各々１０００
Ｗ，３００Ｗ，３００Ｗ，３００Ｗ，１０００Ｗ導入し
た。

【０１１４】他の点は、実施例１と同様とした。

【０１１５】本例では、マイクロ波電力をはじめ、その
他の作製条件は表１に示すように設定したが、マイクロ
波プラズマは生起できなかった。

【０１１６】（比較例２）本例では、比較例１に対し
て、マイクロ波電力を各成膜空間において５割上昇させ
た。すなわち、マイクロ波透過性部材１０８ｎ，１０８
ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｐに、マイクロ波電力
を各々１５００Ｗ，４５０Ｗ，４５０Ｗ，４５０Ｗ，１
５００Ｗ程度導入した。

【０１１７】他の点は、比較例１と同様とした。

【０１１８】本例では、各成膜空間においてマイクロ波
プラズマが生起した。この直後に、各マイクロ波電力
を、表１に示す作製時の電力に設定変更した。この作製
プロセスにて得られた光起電力素子を観察したところ、
大マイクロ波電力の印加により、帯状部材の端部が波状
に変形しているのが分かった。また、この変形部分が、
帯状部材搬送時に各成膜空間の構成部材と干渉・衝突し
た結果、帯状部材の端部変形が発生したことが分かっ
た。

【０１１９】従って、実施例１の作製方法によれば、帯
状部材の変形が防止できるため、帯状部材が搬送中に成
膜装置内で引っかかるなどして搬送停止の状況に陥るよ
うなトラブルを回避することが可能となった。その結
果、光起電力素子の生産プロセスが安定し、光起電力素
子の低コスト化を図ることができた。

【０１２０】（実施例２）本例では、ｉ型層作製用容器
が配置された真空容器１００の圧力を、１０ｍＴｏｒｒ
〜１００ｍＴｏｒｒの範囲で可変とした。この圧力変更
は、真空容器１００に接続されたスロットルバルブ１２
７の開度を調整することで行った。

【０１２１】他の点は、実施例１と同様とした。

【０１２２】表２は、各圧力で作製された光起電力素子
の曲線因子である。実施例１で作製された光起電力素子
（真空容器１００の圧力＝６ｍＴｏｒｒ）の曲線因子で
規格化して表記した。

【０１２３】但し、曲線因子とは、次式で表記されるも
のである。

【０１２４】

【０１２５】

【表２】表２から、真空容器１００の圧力を５０ｍＴｏｒｒ以下
とした場合、作製される光起電力素子の曲線因子が急激
に良くなることが判明した。

【０１２６】上記の圧力依存性が生じた理由として、発
明者は以下のとおり推定した。（１）活性種の気相中での反応性は、マイクロ波プラズ
マ法の方が、ＲＦ法などに比べて高い。（２）圧力が高い場合、活性種がクラスター状態にな
り、それが基板に高速で付着した。（３）このような状態では、構造緩和のための充分な表
面反応時間が得られないため、膜質が低下した。（４）このような膜質の低下が、光起電力素子の特性の
中で、特に正孔の走行特性に影響を与え、曲線因子の低
下をもたらした。

【０１２７】（実施例３）本例では、実施例１が１組の
ｐｉｎ接合を有するのに代えて、下部電極上に２組のｐ
ｉｎ接合を配置した。

【０１２８】他の点は、実施例１と同様とした。

【０１２９】本例で用いた成膜装置は、図３に示した装
置の第２の導電型層作製用真空容器１００ｐと真空容器
３０２の間に、第２のｐｉｎ接合作製用として、第１の
導電型層作製用真空容器１００ｎ’、ｉ型層作製用真空
容器１００’、第２の導電型層作製用真空容器１００
ｐ’が各ガスゲートを介して接続された構成を有する。

【０１３０】図６は、２組のｐｉｎ接合を積層したタン
デム型の光起電力素子の模式的断面図である。第１のｐ
ｉｎ接合は、アモルファスシリコンゲルマニウムで、ま
た第２のｐｉｎ接合はアモルファスシリコンで、各ｉ層
を構成している。作製条件は表３に纏めて示す。ここ
で、第１の導電型層はｎ型層、第２の導電型層はｐ型層
である。また、積層順は表の上欄より下欄の順である。

【０１３１】

【表３】上述した装置を用いて、本発明の光起電力素子を連続的
に作製する方法について、以下に説明する。但し、実施
例１と異なる手順、すなわち手順（５）に対応する手順
（５）’のみ以下に説明する。

【０１３２】（５）’表３に示した各原料ガスに対し
て、マイクロ波電力をアプリケータ１０５ｎ，１０５
ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｐ，及び１０５ｎ’，
１０５ａ’，１０５ｂ’，１０５ｃ’，１０５ｐ’に電
力を導入する。各マイクロ波電力は、表３に示した数値
に設定した。これに続いて各成膜空間のＲＦ導入手段で
あるＲＦバイアス棒、１０２ｎ，１０２ａ，１０２ｂ，
１０２ｃ，１０２ｐ，及び１０２ｎ’，１０２ａ’，１
０２ｂ’，１０２ｃ’，１０２ｐ’に電力をそれぞれ５
００Ｗ，２００Ｗ，２００Ｗ，２００Ｗ，５００Ｗ，及
び５００Ｗ，２００Ｗ，２００Ｗ，２００Ｗ，５００Ｗ
導入し、直ちに各成膜空間にマイクロ波プラズマを生起
させる。プラズマが生起されたら各ＲＦ電力を総て０Ｗ
にし、成膜状態に移行する。次に、帯状部材１を図中の
矢印の方向に１ｍ／ｍｉｎの速度で搬送させ、帯状部材
上に、２組のｐｉｎ接合を作製した。

【０１３３】本例の場合も、実施例１と同様の結果、す
なわち帯状部材の変形が防止できるため、帯状部材が搬
送中に成膜装置内で引っかかるなどして搬送停止の状況
に陥るようなトラブルを回避可能という結果が得られ
た。その結果、光起電力素子の生産プロセスが安定し、
光起電力素子の低コスト化を図ることができた。

【０１３４】（実施例４）本例では、実施例１が１組の
ｐｉｎ接合を有するのに代えて、下部電極上に３組のｐ
ｉｎ接合を配置した。

【０１３５】他の点は、実施例１と同様とした。

【０１３６】本例で用いた成膜装置は、図３に示した装
置の第２の導電型層作製用真空容器１００ｐと真空容器
３０２の間に、第２のｐｉｎ接合作製用として、第１の
導電型層作製用真空容器１００ｎ’、ｉ型層作製用真空
容器１００’、第２の導電型層作製用真空容器１００
ｐ’が、さらに第３のｐｉｎ接合作製用として、第１の
導電型層作製用真空容器１００ｎ”、ｉ型層作製用真空
容器１００”、第２の導電型層作製用真空容器１００
ｐ”が、各ガスゲートを介して接続された構成を有す
る。

【０１３７】図７は、３組のｐｉｎ接合を積層したトリ
プル型の光起電力素子の模式的断面図である。第１のｐ
ｉｎ接合は、アモルファスシリコンゲルマニウムで、第
２のｐｉｎ接合はアモルファスシリコンで、さらに第３
のｐｉｎ接合はアモルファスシリコンで、各ｉ層を構成
している。作製条件は表４に纏めて示す。ここで、第１
の導電型層はｎ型層、第２の導電型層はｐ型層である。
また、積層順は表の上欄より下欄の順である。

【０１３８】

【表４】上述した装置を用いて、本発明の光起電力素子を連続的
に作製する方法について、以下に説明する。但し、実施
例１と異なる手順、すなわち手順（５）に対応する手順
（５）”のみ以下に説明する。

【０１３９】（５）”表４に示した各原料ガスに対し
て、マイクロ波電力をアプリケータ１０５ｎ，１０５
ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｐ，１０５ｎ’，１０
５ａ’，１０５ｂ’，１０５ｃ’，１０５ｐ’，及び１
０５ｎ”，１０５ａ”，１０５ｂ”，１０５ｃ”，１０
５ｐ”に電力を導入する。各マイクロ波電力は、表４に
示した数値に設定した。これに続いて各成膜空間のＲＦ
導入手段であるＲＦバイアス棒、１０２ｎ，１０２ａ，
１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｐ，１０２ｎ’，１０２
ａ’，１０２ｂ’，１０２ｃ’，１０２ｐ’，及び１０
２ｎ”，１０２ａ”，１０２ｂ”，１０２ｃ”，１０２
ｐ”にＲＦ電力をｎ層及びｐ層成膜空間には各々５００
Ｗ、第１、第２及び第３のｉ層作製用成膜空間には各々
２００Ｗずつを導入し、直ちに各成膜空間にマイクロ波
プラズマを生起させる。プラズマが生起されたら各ＲＦ
電力を総て０Ｗにし、成膜状態に移行する。次に、帯状
部材１を図中の矢印の方向に１ｍ／ｍｉｎの速度で搬送
させ、帯状部材上に、３組のｐｉｎ接合を作製した。

【０１４０】本例の場合も、実施例１と同様の結果、す
なわち帯状部材の変形が防止できるため、帯状部材が搬
送中に成膜装置内で引っかかるなどして搬送停止の状況
に陥るようなトラブルを回避可能という結果が得られ
た。その結果、光起電力素子の生産プロセスが安定し、
光起電力素子の低コスト化を図ることができた。

【０１４１】

【発明の効果】

（請求項１）以上説明したように、請求項１に係る発明
によれば、ＥＣＲ装置のような高価な付帯設備なしで、
プラズマ生起から成膜工程への円滑かつ安定な移行が可
能である光起電力素子の作製方法がえられる。その結
果、プラズマ生起時に発生しやすかったスパーク等の異
常放電が防止できるため、成膜装置の実効稼働時間を増
大することが可能となり、低コストな光起電力素子の作
製方法がえられる。

【０１４２】（請求項２）請求項２に係る発明によれ
ば、曲線因子の優れた光起電力素子の作製方法がえられ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る光起電力素子製造装置におい
て、ｉ型層作製用容器の一実施例の模式図である。

【図２】実施例１に係る光起電力素子製造装置におい
て、好適に用いられるガスゲート手段の圧力勾配を模式
的に示した説明図である。

【図３】実施例１に係る光起電力素子製造装置の一実施
例の模式図である。

【図４】本発明のマイクロ波アプリケータの概念的模式
図である。

【図５】本発明の光起電力素子の構成を示す模式的断面
図である。

【図６】本発明の光起電力素子の構成を示す模式的断面
図である。

【図７】本発明の光起電力素子の構成を示す模式的断面
図である。

【符号の説明】

１，５０１帯状部材、１００，１００ｎ，１００ｐ，３０１，３０２真空容
器、１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｉ型層作製用
成膜空間、１０１ｎ第１の導電型層作製用の成膜容器、１０１ｐ第２の導電型層作製用の成膜容器、１０２ａ，１０２ｄ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｎ，
１０２ｐＦＲバイアス棒、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ガス導入手段、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｎ，１０４ｐ
アプリケータ、１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｎ，１０６ｐ
マイクロ波透過性部材、１１１，１１１ｎ，１１１ｐ，１１２，１１３導波
管、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃガス供給管、１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ排気パンチングボー
ト、１２３，１２３ｎ，１２３ｐランプハウス、１２４，１２４ｎ，１２４ｐ赤外線ランプヒーター、１２５，１２５ｎ，１２５ｐ，１２６排気管、１２７，１２７ｎ，１２７ｐ，１２８排気スロットバ
ルブ、１２９，１２９ｎ，１２９ｐ，１３０，３１１，３１２
ガスゲート、１３１，１３１ｎ，１３１ｐ，１３２ｎ，１３２ｐ，１
３２ゲートガス供給管、１３３，１３３ｎ，１３３ｐ排気管、１３４，１３４ｎ，１３４ｐ排気管、３０３送り出し用ボビン、３０４巻き取り用ボビン、３０５，３０６搬送用ローラー、３０７，３０８，３０９，３０９ａ，３０９ｂスロッ
トルバルブ、３１０，３１１排気管、３１２，３１３温度調整機構、３１４，３１５圧力計、４００マイクロ波アプリケータ、４０１，４０２マイクロ波透過性部材、４０３ａ，４０３ｂマイクロ波整合用円板、４０４内筒、４０５外筒、４０６固定用リング、４０７チョークフランジ、４０８方形導波管、４０９冷却媒体、４１０Ｏリング、４１１溝、４１２メタルシール、４１３，４１４冷却空気導入・排気孔、５０１帯状部材、５０２下部電極、５０３第１の導電型層（ｎ型半導体層）、５０４ｉ型半導体層、５０４ｂバッファ層、５０５第２の導電型層（ｐ型半導体層）、５０６上部電極、５０７集電電極、５０８第１のｐｉｎ接合光起電力素子、５０９第２のｐｉｎ接合光起電力素子、５１０第３のｐｉｎ接合光起電力素子、５１１タンデム型光起電力素子、５１２トリプル型光起電力素子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯状部材が複数の成膜空間の中を連続的
に通過するとき、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により該
帯状部材の表面上に複数の異なる薄膜を積層形成してな
る光起電力素子の作製方法において、前記成膜空間内
に、予めマイクロ波エネルギーの導入手段からマイクロ
波エネルギーを導入し、これに続いてＲＦエネルギーの
導入手段からＲＦエネルギーを導入することによって、
マイクロ波プラズマを生起することを特徴とする光起電
力素子の作製方法。
【請求項２】前記成膜空間の圧力が、５０ｍＴｏｒｒ
以下であることを特徴とする請求項１に記載の光起電力
素子の作製方法。