JPH10154661A - 薄膜形成装置及びカルコパイライト型薄膜の作製方法 - Google Patents
薄膜形成装置及びカルコパイライト型薄膜の作製方法Info
- Publication number
- JPH10154661A JPH10154661A JP31477796A JP31477796A JPH10154661A JP H10154661 A JPH10154661 A JP H10154661A JP 31477796 A JP31477796 A JP 31477796A JP 31477796 A JP31477796 A JP 31477796A JP H10154661 A JPH10154661 A JP H10154661A
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- Japan
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- thin film
- crucible
- heating medium
- heating
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 均一な膜形成が容易な薄膜形成装置を提供す
る。 【解決手段】 蒸発源の加熱に熱媒による間接加熱を行
う薄膜形成装置。
る。 【解決手段】 蒸発源の加熱に熱媒による間接加熱を行
う薄膜形成装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等の薄膜形
成装置に関する。
成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜太陽電池等に用いられるカルコパイ
ライト型薄膜は、通常、図２に示すような過程で形成さ
れていた。すなわち、ソーダライムガラスなどの基板上
にスパッタリング法などによってモリブデン膜（Ｍｏ
膜）を形成し、図３に示すような蒸着装置２０を用いて
次いで銅膜（Ｃｕ膜）、インジウム膜（Ｉｎ膜）、セレ
ン層（Ｓｅ膜）をこの順番に順次蒸着させ得られたプリ
カーサー（図４（ａ）参照）を熱処理して製膜したもの
を不活性雰囲気下で熱処理して、カルコパイライト型薄
膜（ＣＩＳ膜）を形成（図４（ｂ）参照）していた。
ライト型薄膜は、通常、図２に示すような過程で形成さ
れていた。すなわち、ソーダライムガラスなどの基板上
にスパッタリング法などによってモリブデン膜（Ｍｏ
膜）を形成し、図３に示すような蒸着装置２０を用いて
次いで銅膜（Ｃｕ膜）、インジウム膜（Ｉｎ膜）、セレ
ン層（Ｓｅ膜）をこの順番に順次蒸着させ得られたプリ
カーサー（図４（ａ）参照）を熱処理して製膜したもの
を不活性雰囲気下で熱処理して、カルコパイライト型薄
膜（ＣＩＳ膜）を形成（図４（ｂ）参照）していた。
【０００３】ここで、図３の蒸着装置２０による蒸着膜
形成について簡単に説明する。装置筐体である真空容器
２１内に上記モリブデン膜を形成した基板２２をセット
し、真空容器内をポンプ（図示しない）等の減圧手段で
減圧する。なお基板２２上方はヒーター２３によって加
熱されている。このような装置の内部に設けてある銅蒸
発源２４、インジウム蒸発源２５及びセレン蒸発源２６
からそれぞれ上記を発生させて基板２２上に薄膜を形成
させる。
形成について簡単に説明する。装置筐体である真空容器
２１内に上記モリブデン膜を形成した基板２２をセット
し、真空容器内をポンプ（図示しない）等の減圧手段で
減圧する。なお基板２２上方はヒーター２３によって加
熱されている。このような装置の内部に設けてある銅蒸
発源２４、インジウム蒸発源２５及びセレン蒸発源２６
からそれぞれ上記を発生させて基板２２上に薄膜を形成
させる。
【０００４】なお、これら蒸発源は、図４にその例を示
すような磁性製坩堝を用い、坩堝はカンタル線により抵
抗加熱により外部から加熱される。上記のカルコパイラ
イト型薄膜作製において、良好なカルコパイライト型結
晶膜形成するためには、原料である銅膜、インジウム
膜、及びセレン膜を基板全体に均一に形成することが必
要である。すなわち、化学量論的に最適な比率で原料が
供給されたとき最良の結晶膜が得られる。しかしながら
図３に示すような蒸着装置では基板全体に均一な膜を形
成することが困難で、また、製品ごとの膜厚のばらつき
も非常に大きく、これは特にセレン膜製膜に顕著であっ
た。
すような磁性製坩堝を用い、坩堝はカンタル線により抵
抗加熱により外部から加熱される。上記のカルコパイラ
イト型薄膜作製において、良好なカルコパイライト型結
晶膜形成するためには、原料である銅膜、インジウム
膜、及びセレン膜を基板全体に均一に形成することが必
要である。すなわち、化学量論的に最適な比率で原料が
供給されたとき最良の結晶膜が得られる。しかしながら
図３に示すような蒸着装置では基板全体に均一な膜を形
成することが困難で、また、製品ごとの膜厚のばらつき
も非常に大きく、これは特にセレン膜製膜に顕著であっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
蒸着装置で困難であった均一な膜形成が容易な薄膜形成
装置を提供することを目的とする。
蒸着装置で困難であった均一な膜形成が容易な薄膜形成
装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記従来の
蒸着装置の改造を試み、真空容器の形状や、特にセレン
蒸発源の設置方法、坩堝の形状等に至るまで検討を行っ
た結果、次の事実に着目した。すなわち図３に示すよう
な蒸着装置を用いてセレン蒸着を行う場合、坩堝温度と
製膜速度の関係の例を表１に示す。
蒸着装置の改造を試み、真空容器の形状や、特にセレン
蒸発源の設置方法、坩堝の形状等に至るまで検討を行っ
た結果、次の事実に着目した。すなわち図３に示すよう
な蒸着装置を用いてセレン蒸着を行う場合、坩堝温度と
製膜速度の関係の例を表１に示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】表１により判るようにセレンの製膜速度は
著しく坩堝温度（加熱温度）に依存する。この温度を厳
密に制御することにより良好な薄膜を得ることができる
と考えられた。しかしながら、坩堝の微妙な温度の制御
は非常に困難であった。ここで、蒸着源の加熱方法は、
抵抗加熱、直接通電加熱、放射加熱、高周波誘導加熱、
電子衝撃加熱、電子ビーム加熱等があるが、いずれの方
法も満足できる結果が得られなかった。
著しく坩堝温度（加熱温度）に依存する。この温度を厳
密に制御することにより良好な薄膜を得ることができる
と考えられた。しかしながら、坩堝の微妙な温度の制御
は非常に困難であった。ここで、蒸着源の加熱方法は、
抵抗加熱、直接通電加熱、放射加熱、高周波誘導加熱、
電子衝撃加熱、電子ビーム加熱等があるが、いずれの方
法も満足できる結果が得られなかった。
【０００９】ここで本発明者等は溶媒加熱による蒸発源
の加熱を試みたところ、その結果は極めて良好で驚くべ
きものがあり、本発明に至った。すなわち本発明は、請
求項１に記載のように、蒸発源の加熱に熱媒による間接
加熱を行う薄膜形成装置である。
の加熱を試みたところ、その結果は極めて良好で驚くべ
きものがあり、本発明に至った。すなわち本発明は、請
求項１に記載のように、蒸発源の加熱に熱媒による間接
加熱を行う薄膜形成装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の薄膜形成装置は、セレン
等の特に均一な薄膜形成が困難な物質に特に顕著な効果
が得られるが、通常の比較的均一薄膜が得られやすい物
質の薄膜形成においても用いることができ、その場合は
さらに均一な薄膜が得られる。また、本発明の薄膜形成
装置は、ＰＶＤのみならず、ＣＶＤ、スパッタリング等
の一般的な真空関連薄膜作成技術においても好適に利用
できる。なお、上記熱媒は、経時変化に対して優れ、ま
た熱交換性、流動性等が良好であるシリコーンオイルを
用いることが望ましい。
等の特に均一な薄膜形成が困難な物質に特に顕著な効果
が得られるが、通常の比較的均一薄膜が得られやすい物
質の薄膜形成においても用いることができ、その場合は
さらに均一な薄膜が得られる。また、本発明の薄膜形成
装置は、ＰＶＤのみならず、ＣＶＤ、スパッタリング等
の一般的な真空関連薄膜作成技術においても好適に利用
できる。なお、上記熱媒は、経時変化に対して優れ、ま
た熱交換性、流動性等が良好であるシリコーンオイルを
用いることが望ましい。
【００１１】本発明の薄膜形成装置について、その例を
図１を用いて説明する。符号１で示されているのが本発
明の薄膜形成装置（真空蒸着装置）の一例である。ここ
ではセレン蒸着膜形成の例について述べる。図１中、符
号２が真空容器で、この中に処理対象の基板３がセット
されている。４はヒーターで基板３を最適な温度に保
つ。符号５は坩堝部で、その中にセレン６が入れられて
加熱されてる。符号７はシャッターで外部からの操作に
より開閉して蒸着量を制御する。符号８は熱媒パイプで
あって内部には熱媒であるシリコーンオイルが循環して
いて装置内の坩堝部５に熱媒を供給している。この熱媒
は調温タンク９内で加熱され、再度坩堝部５に供給され
る。シリコーンオイルは液状であるため調温タンク９で
極めて均一な加熱が容易である。このように坩堝の見か
けの熱容量を増加させることにより、熱安定性が良好な
ものとなる。
図１を用いて説明する。符号１で示されているのが本発
明の薄膜形成装置（真空蒸着装置）の一例である。ここ
ではセレン蒸着膜形成の例について述べる。図１中、符
号２が真空容器で、この中に処理対象の基板３がセット
されている。４はヒーターで基板３を最適な温度に保
つ。符号５は坩堝部で、その中にセレン６が入れられて
加熱されてる。符号７はシャッターで外部からの操作に
より開閉して蒸着量を制御する。符号８は熱媒パイプで
あって内部には熱媒であるシリコーンオイルが循環して
いて装置内の坩堝部５に熱媒を供給している。この熱媒
は調温タンク９内で加熱され、再度坩堝部５に供給され
る。シリコーンオイルは液状であるため調温タンク９で
極めて均一な加熱が容易である。このように坩堝の見か
けの熱容量を増加させることにより、熱安定性が良好な
ものとなる。
【００１２】上記のような構成により、坩堝部５の温度
は極めて安定しているため良好で均一なセレン薄膜が得
られる、その結果、結晶の発達したカルコパイライト型
薄膜が得られ、最終的には光電変換効率の良好な薄膜太
陽電池が得られる。
は極めて安定しているため良好で均一なセレン薄膜が得
られる、その結果、結晶の発達したカルコパイライト型
薄膜が得られ、最終的には光電変換効率の良好な薄膜太
陽電池が得られる。
【００１３】
【発明の効果】本発明の薄膜形成装置によれば、坩堝部
の温度が極めて安定し、極めて均一な薄膜が、製品間の
ばらつきもなく得られる。
の温度が極めて安定し、極めて均一な薄膜が、製品間の
ばらつきもなく得られる。
【図１】本発明に係る薄膜形成装置の一例を示すモデル
図である。
図である。
【図２】薄膜太陽電池の製造工程の一部を示す流れ図で
ある。
ある。
【図３】従来用いられていた薄膜形成装置の一例を示す
モデル図である。
モデル図である。
【図４】カルコパイライト型薄膜の製造方法を示すモデ
ル図である。
ル図である。
【図５】従来用いられていた薄膜形成装置における坩堝
の例を示す図である。
の例を示す図である。
１ 本発明に係る薄膜形成装置 ２ 真空容器 ３ 基板 ４ ヒーター ５ 坩堝部 ６ セレン ７ シャッター ８ 熱媒パイプ ９ 調温タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神谷 武志 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 中村 真砂美 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 鈴木 和枝 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 中川 伸一 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 望月 紀雄 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内
Claims (4)
- 【請求項１】 蒸発源の加熱に熱媒による間接加熱を行
うことを特徴とするカルコゲン薄膜形成装置。 - 【請求項２】 上記熱媒がシリコーンオイルであること
を特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。 - 【請求項３】 蒸発源の加熱に熱媒による間接加熱を行
うことを特徴とするセレン薄膜形成装置。 - 【請求項４】 セレンまたは硫黄を蒸着させる工程を有
するカルコパイライト型薄膜の作製方法に関し、蒸発源
のセレンまたは／及び硫黄の加熱を熱媒による間接加熱
を行うことを特徴とする薄膜生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31477796A JPH10154661A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 薄膜形成装置及びカルコパイライト型薄膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31477796A JPH10154661A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 薄膜形成装置及びカルコパイライト型薄膜の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10154661A true JPH10154661A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18057473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31477796A Withdrawn JPH10154661A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 薄膜形成装置及びカルコパイライト型薄膜の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10154661A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100531307B1 (ko) * | 2003-12-02 | 2005-11-28 | 엘지전자 주식회사 | 박막제조 장치 |
| JP2012510713A (ja) * | 2008-11-28 | 2012-05-10 | プロブスト、フォルカー | 平坦基板にセレン、硫黄元素処理で半導体層と被覆基板を製造する方法 |
| CN105369360A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-03-02 | 无锡科诺达电子有限公司 | 一种蓝宝石加工炉的循环保温装置 |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP31477796A patent/JPH10154661A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100531307B1 (ko) * | 2003-12-02 | 2005-11-28 | 엘지전자 주식회사 | 박막제조 장치 |
| JP2012510713A (ja) * | 2008-11-28 | 2012-05-10 | プロブスト、フォルカー | 平坦基板にセレン、硫黄元素処理で半導体層と被覆基板を製造する方法 |
| CN105369360A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-03-02 | 无锡科诺达电子有限公司 | 一种蓝宝石加工炉的循环保温装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040203 |