JPH10306372A - Ion beam sputtering device, production of semiconductor device and production of photoelectric converter - Google Patents

Ion beam sputtering device, production of semiconductor device and production of photoelectric converter

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JPH10306372A
JPH10306372A JP10043476A JP4347698A JPH10306372A JP H10306372 A JPH10306372 A JP H10306372A JP 10043476 A JP10043476 A JP 10043476A JP 4347698 A JP4347698 A JP 4347698A JP H10306372 A JPH10306372 A JP H10306372A
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semiconductor layer
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thin film
target
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent bad influence on semiconductor layer by ion beam sputtering and to produce an excellent semiconductor device. SOLUTION: This ion sputtering device has a primary means 11 of generating an ion beam and orientating the ion beam 121 toward a prescribed direction, a secondary means of holding a target 122 in a position to be irradiated with the ion beam so that the target 122 is sputtered by the irradiation of the ion beam orientated toward the prescribed direction, a third means of holding an electrically conductive substrate 124 provided with a semiconductor thin coating layer for depositing the sputtered target components and a fourth means of setting the electric potential of the electrically conductive substrate to non-earth one.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池、ライン
光センサー若しくはエリア光センサーなどの光電変換装
置、又は薄膜トランジスタを構成する薄膜半導体層、特
にアモルファスシリコン、微結晶シリコン又は多結晶シ
リコンなどの非単結晶シリコンによって形成させたpi
n接合層、nip接合層やpn接合層等の半導体接合層
を持つ薄膜半導体層上に、導電膜を成膜するための改善
されたイオンビームスパッタ装置、並びに半導体装置及
び光電変換装置の製造法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic device such as a solar cell, a line light sensor or an area light sensor, or a thin film semiconductor layer constituting a thin film transistor, especially non-crystalline silicon, microcrystalline silicon or polycrystalline silicon. Pi formed of single crystal silicon
Ion beam sputtering apparatus for forming a conductive film on a thin film semiconductor layer having a semiconductor bonding layer such as an n-junction layer, a nip junction layer, and a pn junction layer, and a method for manufacturing a semiconductor device and a photoelectric conversion device It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜半導体は、導電膜を設けた基板の上
に薄膜半導体層を設けた後、該薄膜半導体層上に導電膜
を成膜して、素子化される。例えば、上述の光起電力素
子等の光電変換装置は、導電性表面をもつ基板上に上述
したような薄膜半導体層を設け、さらに該薄膜半導体層
上に透明導電膜が成膜される。
2. Description of the Related Art A thin film semiconductor is formed into an element by forming a thin film semiconductor layer on a substrate on which a conductive film is provided, and then forming a conductive film on the thin film semiconductor layer. For example, in the above-described photoelectric conversion device such as a photovoltaic element, a thin film semiconductor layer as described above is provided on a substrate having a conductive surface, and a transparent conductive film is formed over the thin film semiconductor layer.

【0003】従来、透明導電膜などの導電膜は、蒸着法
やDCマグネトロンスパッタ法によって、薄膜半導体層
の上に形成されていた。
Conventionally, a conductive film such as a transparent conductive film has been formed on a thin film semiconductor layer by a vapor deposition method or a DC magnetron sputtering method.

【0004】例えば導電性基板上に反射層を介して半導
体層が形成され、さらにその上に透明導電膜が形成され
ている光起電力素子において用いられる該透明導電膜の
材料としては、通常In23、SnO2、ZnO、IT
O(インジウム錫酸化物)などが知られており、その形
成方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、CVD法、
スプレー法などがある。この中でも特にITO透明導電
膜は、その透過率、導電性、エッチング特性に優れてお
り最もよく用いられている。このITO膜の形成方法と
しては、形成された膜の特性の面からの優位性、および
生産性の面での優位性からDCマグネトロンスパッタ法が
広く用いられている。
[0004] For example, as a material of a transparent conductive film used in a photovoltaic element in which a semiconductor layer is formed on a conductive substrate via a reflective layer and a transparent conductive film is formed thereon, usually, In is used. 2 O 3 , SnO 2 , ZnO, IT
O (indium tin oxide) and the like are known, and as a forming method thereof, a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method,
Spray method and the like. Among these, ITO transparent conductive films are most often used because of their excellent transmittance, conductivity and etching characteristics. As a method for forming the ITO film, a DC magnetron sputtering method is widely used because of its superiority in characteristics of the formed film and its superiority in productivity.

【0005】上記光起電力素子が効率よく起電力を発生
するためには、より低抵抗で、より透過率が高い透明導
電膜が要求される。しかしながら、例えば、成膜時の基
板温度を比較的低い230℃以下程度として、量産性に優
れた堆積速度10Å/sec.以上程度で、導電性基板/反射
層/半導体層上の透明導電膜として適した厚みである50
0Å〜1000Å程度の透明導電膜を形成した場合には、シ
ート抵抗がせいぜい50Ω/□程度の透明導電膜しかえら
れていない。
In order for the photovoltaic element to generate electromotive force efficiently, a transparent conductive film having lower resistance and higher transmittance is required. However, for example, the substrate temperature at the time of film formation is relatively low, about 230 ° C. or less, and the deposition rate excellent in mass production is about 10 ° / sec. Suitable thickness is 50
When a transparent conductive film of about 0 ° to 1000 ° is formed, only a transparent conductive film having a sheet resistance of about 50Ω / □ is obtained.

【0006】また、特開平7―331413号公報に記
載されたイオンビームスパッタによる透明導電膜の成膜
方法が提案されている。上述の公開明細書の記載によれ
ば、半導体層として、ホモ接合CuInSe2などの特
殊な化合物半導体が使用されている。しかしながら該方
法を例えばアモルファスのnip接合を有する薄膜半導
体層上の導電膜形成に適用するにあたって、以下のよう
な課題があることが、本発明者の実験により明らかにな
った。
A method for forming a transparent conductive film by ion beam sputtering described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-331413 has been proposed. According to the description in the above-mentioned published specification, a special compound semiconductor such as a homojunction CuInSe 2 is used as a semiconductor layer. However, experiments by the present inventors have revealed that there are the following problems in applying the method to, for example, forming a conductive film on a thin film semiconductor layer having an amorphous nip junction.

【0007】即ち本発明者の実験によれば、光起電力素
子を形成させる導電性基板上の薄膜半導体層の上に、イ
オンビームスパッタによって、透明導電膜などの導電膜
を成膜した時、該導電性基板から該薄膜半導体層の表面
に向かって、直流電流(この電流は、薄膜半導体層の表
面から導電性基板への負電荷の流れによるものと推定さ
れる)が流れ、この結果、該薄膜半導体層の電気的に弱
い部分(周囲と比較して低抵抗な箇所)に電流が集中し
て流れ、その箇所に破壊(ショート)を引き起こすこと、
が判明した。このため、光起電力素子としての機能は、
低下してしまい、更に長期間の使用における経時安定性
を悪化させていた。
That is, according to an experiment by the present inventors, when a conductive film such as a transparent conductive film is formed by ion beam sputtering on a thin film semiconductor layer on a conductive substrate on which a photovoltaic element is formed, A direct current flows from the conductive substrate toward the surface of the thin film semiconductor layer (this current is presumed to be caused by the flow of negative charges from the surface of the thin film semiconductor layer to the conductive substrate). Current flows intensively in an electrically weak portion of the thin-film semiconductor layer (a portion having a lower resistance compared to the surroundings), causing destruction (short) in that portion;
There was found. Therefore, the function as a photovoltaic element is:
Thus, the stability over time in long-term use has been worsened.

【0008】上述した実験に基づく本発明者の知見によ
れば、上述のショートの原因は、以下のとおりであるこ
とが判明した。すなわち、特に、導電性基板として、ロ
ール状ステンレススチールを使用し、この上に、ロール
状に薄膜半導体層を設けた後で、該薄膜半導体層の上に
イオンビームスパッタによって透明導電膜を成膜した
時、ロール状ステンレススチールを支持するための支持
部や搬送を安定化させるための支持ロール等が金属など
の導電部材によって構成されているため、これらとの間
での接触によって、ロール状ステンレススチールが結果
的にアースされてしまい、このためイオンビームスパッ
タ時に、薄膜半導体層表面側の電位と導電性基板のアー
ス電位との間に電界が生じ、この電界が薄膜半導体層に
印加され、電流が該薄膜半導体層内に存在している低抵
抗箇所を通して導電性基板から半導体層表面に向かって
集中的に流れること、であった。
According to the inventor's findings based on the above-described experiment, it has been found that the cause of the above-mentioned short circuit is as follows. That is, in particular, a roll-shaped stainless steel is used as the conductive substrate, and after a thin-film semiconductor layer is provided on the roll-shaped stainless steel, a transparent conductive film is formed on the thin-film semiconductor layer by ion beam sputtering. Since the support part for supporting the roll-shaped stainless steel and the support roll for stabilizing the conveyance are made of a conductive material such as metal, the contact between these parts causes the rolled stainless steel As a result, the steel is grounded, and during ion beam sputtering, an electric field is generated between the potential on the surface side of the thin film semiconductor layer and the ground potential of the conductive substrate. Intensively flows from the conductive substrate toward the surface of the semiconductor layer through the low resistance portion existing in the thin film semiconductor layer.

【0009】イオンビームスパッタは、DCマグネトロ
ンスパッタ等と比較してプラズマのエネルギーが強い。
従って、上記電流による光起電力素子の機能低下はより
大きな問題となる。さらに半導体層に与えられるプラズ
マダメージも問題となる。
In ion beam sputtering, the energy of plasma is higher than in DC magnetron sputtering or the like.
Therefore, the deterioration of the function of the photovoltaic element due to the current becomes a more serious problem. Further, plasma damage given to the semiconductor layer also becomes a problem.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
のショートの発生を抑制した改善されたイオンビームス
パッタ装置、並びに半導体装置及び光電変換装置の製造
法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an improved ion beam sputtering apparatus which suppresses the above-mentioned short circuit, and a method for manufacturing a semiconductor device and a photoelectric conversion device.

【0011】更には、本発明の別の目的は、イオンビー
ムスパッタ時のイオンによる半導体層へのプラズマダメ
ージを軽減し、大量生産に適したロール状の導電性基板
を連続搬送することを可能にした、改善されたイオンビ
ームスパッタ装置、並びに半導体装置及び光電変換装置
の製造法を提供することにある。
Further, another object of the present invention is to reduce plasma damage to a semiconductor layer due to ions during ion beam sputtering, and to continuously transport a roll-shaped conductive substrate suitable for mass production. It is an object of the present invention to provide an improved ion beam sputtering apparatus, and a method for manufacturing a semiconductor device and a photoelectric conversion device.

【0012】また、本発明のもう一つの目的は、粒径の
大きさが均一で、粒子の分布が密で、低抵抗で、高透過
率で、耐酸性・耐アルカリ性に優れ、かつ、耐熱性に優
れ、長期の使用に対して安定な透明導電膜を形成するこ
とを可能にしたイオンビームスパッタ装置並びに該透明
導電膜を設けた半導体装置及び光電変換装置の製造法を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a powder having a uniform particle size, a dense distribution of particles, low resistance, high transmittance, excellent acid and alkali resistance, and heat resistance. It is an object of the present invention to provide an ion beam sputtering apparatus which is capable of forming a transparent conductive film which is excellent in durability and can be used for a long period of time, and a method for manufacturing a semiconductor device and a photoelectric conversion device provided with the transparent conductive film. .

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、 a.イオンビームを発生し、該イオンビームを所定方向
に向ける第1の手段、 b.前記所定方向に向けたイオンビームの照射によって
ターゲットがスパッタされるように、該イオンビームの
照射を受ける位置において該ターゲットを保持する第2
の手段、 c.前記スパッタされたターゲット成分を堆積させるた
めの半導体薄膜層を設けた導電性基板を保持する第3の
手段、 d.前記導電性基板の電位を非アース電位に設定する第
4の手段、を有するイオンビームスパッタ装置を提供す
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises: a. First means for generating an ion beam and directing the ion beam in a predetermined direction; b. Holding the target at a position to be irradiated with the ion beam so that the target is sputtered by the irradiation of the ion beam in the predetermined direction.
Means, c. Third means for holding a conductive substrate provided with a semiconductor thin film layer for depositing the sputtered target component, d. A fourth means for setting the potential of the conductive substrate to a non-earth potential is provided.

【0014】また、本発明は、 a.イオンビームスパッタ装置内のイオンビームが照射
される位置にターゲットを配置する工程、 b.前記イオンビームスパッタ装置内の前記ターゲット
から発生するターゲット成分が堆積する位置に、薄膜半
導体層を設けた導電性基板を配置する工程、 c.イオンビームを発生し、該イオンビームを所定方向
に向けることにより、前記ターゲットに該イオンビーム
を照射し、該ターゲットをスパッタし、前記ターゲット
成分を前記薄膜半導体層上に堆積させる工程、を有し、 少なくとも前記ターゲット成分が堆積する期間中には前
記導電性基板が非アース電位になるように、前記導電性
基板の電位を設定することを特徴とする半導体装置の製
造法及び光電変換装置の製造法を提供するものである。
The present invention also provides: a. Placing a target at a position in the ion beam sputtering apparatus where the ion beam is irradiated; b. Disposing a conductive substrate provided with a thin-film semiconductor layer at a position where a target component generated from the target in the ion beam sputtering apparatus is deposited; c. Generating an ion beam, directing the ion beam in a predetermined direction, irradiating the target with the ion beam, sputtering the target, and depositing the target component on the thin film semiconductor layer. A method of manufacturing a semiconductor device and a method of manufacturing a photoelectric conversion device, wherein the potential of the conductive substrate is set so that the conductive substrate has a non-earth potential at least during a period in which the target component is deposited. It provides the law.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】 (透明導電膜をイオンビームスパッタ形成する装置)図
1は、本発明に係る透明導電膜をイオンビームスパッタ
形成するイオンビームスパッタ装置の一例を示す概略構
成図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Apparatus for Forming Transparent Conductive Conductive Film by Ion Beam Sputtering) FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an ion beam sputtering apparatus for forming a transparent conductive film according to the present invention by ion beam sputter.

【0016】図1において、本発明の装置は、アルゴン
ガス導入管111、導入されたアルゴンガスをイオンに
励起するイオン化ヒータ112、及び発生イオンをビー
ム状に加速させ、所定方向に出射させる加速器113を
真空室114内に備えたイオンビーム発生装置11、前
記所定方向のイオンビーム121の照射を受ける位置に
配置され、該イオンビーム121の照射によってスパッ
タされるターゲット122、前記スパッタされたターゲ
ット成分123を堆積させるために配置した図4に図示
する下述の薄膜半導体層41を設けた導電性基板12
4、該導電性基板124を加熱する基板加熱用ヒータ1
25及び温度制御用の熱電対127を真空室126内に
備えた堆積室12、並びに前記ターゲット成分123の
堆積期間中に、前記導電性基板124をアースに対して
電気的に絶縁するためにオープンに設定したスウィッチ
13を有するイオンビームスパッタ装置である。該スウ
ィッチ13のオープンによって、前記導電性基板124
とアース電位との間は絶縁され、薄膜半導体層41の上
に下述の図4に図示する透明導電膜42の成膜が実施さ
れる。
In FIG. 1, the apparatus of the present invention comprises an argon gas introducing pipe 111, an ionization heater 112 for exciting the introduced argon gas into ions, and an accelerator 113 for accelerating the generated ions into a beam and emitting the ions in a predetermined direction. An ion beam generator 11 provided in a vacuum chamber 114, a target 122 disposed at a position to receive the irradiation of the ion beam 121 in the predetermined direction, sputtered by the irradiation of the ion beam 121, and a sputtered target component 123. The conductive substrate 12 provided with the thin film semiconductor layer 41 described below and shown in FIG.
4. a substrate heating heater 1 for heating the conductive substrate 124
25 and a deposition chamber 12 having a thermocouple 127 for temperature control in a vacuum chamber 126, and open during the deposition of the target component 123 to electrically insulate the conductive substrate 124 from ground. This is an ion beam sputtering apparatus having a switch 13 set to. The opening of the switch 13 causes the conductive substrate 124
4 and the ground potential are insulated, and a transparent conductive film 42 shown in FIG. 4 described below is formed on the thin film semiconductor layer 41.

【0017】図2は、本発明装置の別の態様を図示して
いる。図2に図示した装置は、アルゴンガス導入管11
1、導入させたアルゴンガスをイオンに励起させるイオ
ン化ヒータ112、及び発生イオンをビーム状に加速さ
せ、所定方向に出射させる加速器113を真空室114
内に備えたイオンビーム発生装置11、前記所定方向の
イオンビーム121の照射を受ける位置に配置し、該イ
オンビーム121の照射によってスパッタされるターゲ
ット122、前記スパッタされたターゲット成分123
を堆積させるために配置した図4に図示する薄膜半導体
層41を設けた導電性基板124、該導電性基板124
を加熱する基板加熱用ヒータ125及び温度制御用の熱
電対127を真空室126内に備えた堆積室12、並び
に前記ターゲット成分123の堆積期間中に、前記導電
性基板124をアースに対して−100ボルト以上0ボル
ト未満の範囲に設定する電圧印加手段21を有するイオ
ンビームスパッタ装置である。
FIG. 2 illustrates another embodiment of the device of the present invention. The apparatus shown in FIG.
1. An ionization heater 112 for exciting the introduced argon gas into ions, and an accelerator 113 for accelerating the generated ions in a beam shape and emitting the ions in a predetermined direction are provided in a vacuum chamber 114.
An ion beam generator 11 provided therein, a target 122 disposed at a position to receive irradiation of the ion beam 121 in the predetermined direction, a target 122 sputtered by the irradiation of the ion beam 121, and a sputtered target component 123
Conductive layer 124 provided with the thin-film semiconductor layer 41 shown in FIG.
The deposition chamber 12 having a substrate heating heater 125 and a temperature control thermocouple 127 in a vacuum chamber 126, and the conductive substrate 124 with respect to the ground during the deposition of the target component 123. This is an ion beam sputtering apparatus having voltage applying means 21 set to a range of 100 volts or more and less than 0 volts.

【0018】また、本発明の別の具体例では、導電性基
板124は、不図示のアルミナでできた絶縁碍子の基板
ホルダーに固定し、これにより導電性基板124は、真
空室126等のアース電位に対して電気的に絶縁するこ
とができる。
In another embodiment of the present invention, the conductive substrate 124 is fixed to a substrate holder of an insulator (not shown) made of alumina, so that the conductive substrate 124 is grounded to a vacuum chamber 126 or the like. It can be electrically insulated from potential.

【0019】図2における電圧印加手段21は、イオン
ビームスパッタ期間中に於いて、前記薄膜半導体層41
表面の電位状態がアースに対して、マイナス電位である
ことに基づいて、前記導電性基板124をアースに対し
て−100ボルト以上0ボルト未満の範囲、好ましくは、
−60ボルト以上0ボルト未満の範囲、特に好ましく
は、−40ボルト以上0ボルト未満の範囲の電圧を印加
することができる。この結果、薄膜半導体層41の上に
下述の図4に図示する透明導電膜42が成膜される。
The voltage applying means 21 shown in FIG. 2 operates during the ion beam sputtering period.
Based on the fact that the potential state of the surface is a negative potential with respect to the ground, the conductive substrate 124 is in a range of −100 volts to less than 0 volts with respect to the ground, preferably,
A voltage in the range from −60 volts to less than 0 volt, particularly preferably in the range from −40 volts to less than 0 volt, can be applied. As a result, a transparent conductive film 42 shown in FIG. 4 described below is formed on the thin film semiconductor layer 41.

【0020】また、本発明者の実験によれば前記電圧印
加手段21による前記導電性基板124に印加される電
圧が、−100ボルトを越えてマイナス側に大きくなる
と、半導体層41表面へのプラズマダメージが発生する
ことが判明した。
According to an experiment conducted by the present inventor, when the voltage applied to the conductive substrate 124 by the voltage applying means 21 exceeds −100 volts and increases to the negative side, plasma on the surface of the semiconductor layer 41 is reduced. Damage was found to occur.

【0021】図3は、本発明の別の態様を図示したもの
である。図3において、ロール状ステンレススチールな
どの金属製ロール体によって成形されているロール状導
電性基板31は、矢標32の方向に沿って連続的に又は
ステップ的に搬送される。このロール状導電性基板31
の先端部は、真空状態に設定された基板搬入室33内の
軸受け(図示せず)によって固定され、巻き取りロール
331に巻きとられる。一方、ロール状導電性基板31
の後端部は、真空状態に設定された基板搬出室34の軸
受け(図示せず)によって固定され、予め送り出しロー
ル341に巻かれている。基板搬出室34及び基板搬入
室33内にはそれぞれの軸受けを駆動する駆動源(図示
せず)が設けられ、また水平方向に移動中のロール状導
電性基板31の張力を一定にする送りロール332及び
342が設けられている。堆積室35と基板搬入室33
との間、及び堆積室35と基板搬出室34との間は不図
示のガスゲートによって結ばれており、基板31が大気
に触れないようになっている。
FIG. 3 illustrates another embodiment of the present invention. In FIG. 3, a roll-shaped conductive substrate 31 formed by a roll made of metal such as a rolled stainless steel is conveyed continuously or stepwise in the direction of arrow 32. This roll-shaped conductive substrate 31
Is fixed by a bearing (not shown) in the substrate loading chamber 33 set in a vacuum state, and is wound around a take-up roll 331. On the other hand, the roll-shaped conductive substrate 31
The rear end portion is fixed by a bearing (not shown) of the substrate unloading chamber 34 set in a vacuum state, and is previously wound around a delivery roll 341. A drive source (not shown) for driving each bearing is provided in the substrate carrying-out chamber 34 and the substrate carrying-in chamber 33, and a feed roll for keeping the tension of the roll-shaped conductive substrate 31 moving in the horizontal direction constant. 332 and 342 are provided. Deposition chamber 35 and substrate loading chamber 33
, And between the deposition chamber 35 and the substrate unloading chamber 34 by a gas gate (not shown), so that the substrate 31 does not come into contact with the atmosphere.

【0022】本発明で用いるロール状導電性基板31と
しては、好ましくは、該ロール状導電性基板31の上
に、例えば特開昭57―43413号公報、特開平4―
299823号公報等に記載されたロール・ツ・ロール
方式及びその装置を用いることによって、図4に図示す
る下述の薄膜半導体層41が設けられている。
The roll-shaped conductive substrate 31 used in the present invention is preferably formed on the roll-shaped conductive substrate 31 by, for example, JP-A-57-43413,
By using the roll-to-roll method and the apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 299823 and the like, the below-described thin film semiconductor layer 41 shown in FIG. 4 is provided.

【0023】本発明で用いたロール・ツ・ロール方式及
びその装置は、ロール状導電性基板の連続搬送中に、該
ロール状導電性基板をガスゲート手段等の不拡散接合手
段によって独立させた複数の成膜室を通過させることに
よって、アモルファスシリコン、微結晶シリコン又は多
結晶シリコンなどの非単結晶シリコンによって形成させ
たpin接合層、nip接合層やpn接合層等の半導体
接合層を持つ薄膜半導体層をロール状導電性基板の上に
連続的に成膜する方法及びその装置である。
The roll-to-roll system and the apparatus used in the present invention are characterized in that a plurality of roll-shaped conductive substrates are separated by non-diffusion bonding means such as gas gate means during continuous conveyance of the roll-shaped conductive substrates. Thin film semiconductor having a semiconductor junction layer such as a pin junction layer, a nip junction layer, or a pn junction layer formed of non-single-crystal silicon such as amorphous silicon, microcrystalline silicon, or polycrystalline silicon by passing through a film formation chamber of A method and an apparatus for continuously forming a layer on a roll-shaped conductive substrate.

【0024】この薄膜半導体層41が設けられているロ
ール状導電性基板31は、イオンビーム発生装置(図示
せず)及び堆積室35からなるイオンビームスパッタ装
置の堆積室35内において、薄膜半導体層41の上に透
明導電膜42の成膜が実施される。イオンビーム発生装
置及び堆積室35は、上述の図1及び2に図示した実施
例で用いたものと同様のものを用いることができる。
The rolled conductive substrate 31 on which the thin film semiconductor layer 41 is provided is placed in a deposition chamber 35 of an ion beam sputtering apparatus comprising an ion beam generator (not shown) and a deposition chamber 35. A transparent conductive film 42 is formed on 41. The ion beam generator and the deposition chamber 35 can be the same as those used in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 described above.

【0025】図3に図示する装置において、ターゲット
351のスパッタにより生じたターゲット成分352の
堆積期間中に、前記導電性基板31をアースに対して電
気的に絶縁するために、本例では導電性基板31と接触
する各ロール341、342、331及び332の表面
に、両面テープで絶縁性ポリイミドフィルム(図示せ
ず)を予め貼っている。これにより導電性基板31は、
アースに接続させたイオンビームスパッタ装置35等の
電位に対して絶縁された。電気的絶縁手段としては、上
述の他に、テフロン等の樹脂、紙等からなる絶縁物質を
各ロール341、342、331及び332の表面に、
貼りつけても良い。また、各ロール341、342、3
31及び332の表面に、ペンキ等の絶縁物質を塗布し
ても良い。また、各ロール341、342、331及び
332の表面にテフロン等の樹脂を含浸させても良い。
更には、各ロール341、342、331及び332の
回転軸の軸受け(図示せず)として、テフロン、デルリ
ン等の樹脂製のものを用いても良い。また、これらの手
段をいくつか組み合わせても良い。
In the apparatus shown in FIG. 3, in order to electrically insulate the conductive substrate 31 from the ground during the deposition of the target component 352 generated by sputtering of the target 351, in the present embodiment, the conductive substrate 31 is electrically conductive. An insulating polyimide film (not shown) is previously adhered to the surface of each of the rolls 341, 342, 331, and 332 that comes into contact with the substrate 31 with a double-sided tape. Thereby, the conductive substrate 31
It was insulated from the potential of the ion beam sputtering device 35 connected to the ground. As the electrical insulating means, in addition to the above, an insulating material made of a resin such as Teflon, paper, or the like is applied to the surface of each of the rolls 341, 342, 331, and 332.
You may stick it. In addition, each roll 341, 342, 3
An insulating material such as paint may be applied to the surfaces of 31 and 332. The surface of each of the rolls 341, 342, 331, and 332 may be impregnated with a resin such as Teflon.
Further, as a bearing (not shown) of the rotating shaft of each of the rolls 341, 342, 331, and 332, a resin-made one such as Teflon or Delrin may be used. Also, some of these means may be combined.

【0026】また、図3に図示する装置において、ター
ゲット成分352の堆積期間中に、前記導電性基板31
を非アース電位に接続することができる。この際の電圧
印加手段21による導電性基板31への印加電圧は、イ
オンビームスパッタ時に発生する導電性基板とアース電
位との間のセルフ・バイアス電位と同電位の−100ボル
ト以上0ボルト未満の範囲に設定するのが良い。この電
圧印加手段からの電圧は、直流電圧に限定されるもので
はなく、交流電圧、RF電圧等を直流電圧に重畳しても
よい。
Further, in the apparatus shown in FIG. 3, during the deposition of the target component 352, the conductive substrate 31
Can be connected to a non-earth potential. The voltage applied to the conductive substrate 31 by the voltage applying means 21 at this time is between −100 volts and less than 0 volt, which is the same potential as the self-bias potential between the conductive substrate and the ground potential generated during ion beam sputtering. It is good to set to the range. The voltage from the voltage applying means is not limited to a DC voltage, and an AC voltage, an RF voltage, or the like may be superimposed on the DC voltage.

【0027】上記図1、図2及び図3に図示の実施例に
おけるイオンビームスパッタ装置のイオンビーム発生に
は、熱陰極電子衝撃のイオン源を用いることができる。
発生したイオンビームは、堆積室12又は35内に、イ
オンビームに対して斜めに配置されたターゲットに入射
し、ターゲットをスパッタする。ターゲットとしては例
えばITOのペレット(例えばIn23が90wt%−
SnO2が10wt%の混合焼結体)を用いることがで
きる。ペレットの相対密度は65%以上であればよく、
好ましくは70%以上、更に好ましくは80%以上のも
のがよい。
An ion source of hot cathode electron bombardment can be used for generating an ion beam in the ion beam sputtering apparatus in the embodiment shown in FIGS.
The generated ion beam is incident into the deposition chamber 12 or 35 on a target arranged obliquely with respect to the ion beam, and sputters the target. As a target, for example, an ITO pellet (for example, 90 wt% of In 2 O 3
A mixed sintered body containing 10 wt% of SnO 2 can be used. The relative density of the pellet may be 65% or more,
It is preferably at least 70%, more preferably at least 80%.

【0028】上記したターゲットの材料としては、IT
O以外にSnO2、In23、ZnO等を用いてもよ
い。また、上述したような酸化物を用いたターゲットの
かわりに、例えばInSnやZnの金属ペレットを用い、酸
素を反応ガスとして用い、これによって透明導電性酸化
膜を成膜することができる。
As the material of the above-mentioned target, IT
Other than O, SnO 2 , In 2 O 3 , ZnO or the like may be used. Instead of a target using an oxide as described above, for example, a metal pellet of InSn or Zn is used, and oxygen is used as a reaction gas, whereby a transparent conductive oxide film can be formed.

【0029】また、透明導電膜42を堆積している期間
中に、導電性基板124又は31と堆積室12又は35
との間の電圧が上記セルフバイアス Vselfとして電圧計
によって測定される。セルフバイアス電圧(Vself) は
、−100 V≦Vself<0 Vとなるようにスパッタ条件(イ
オンビーム電流(好ましくは1A〜500A)、成膜圧
力(好ましくは3×10-5〜1×10-2Torr)、酸
素分圧(好ましくは0〜5×10-4Torr)、導電性
基板とターゲット間の距離(好ましくは50mm〜80
0mm)、イオンの引き出し電圧(好ましくは0.2〜3
0kV)等)を選んでやるとよい。イオンによる半導体
層へのプラズマダメージをより軽減するために Vself
は好ましくは -60 V<Vself<0 V 、更に好ましくは -4
0 V<Vself<0 V となるようにスパッタ条件(イオンビ
ーム電流、成膜圧力、基板とターゲット間の距離、イオ
ンの引き出し電圧等)を選んでやるとよい。
During the period in which the transparent conductive film 42 is being deposited, the conductive substrate 124 or 31 and the deposition chamber 12 or 35 are deposited.
Is measured by a voltmeter as the self-bias Vself. The self-bias voltage (Vself) is set so as to satisfy −100 V ≦ Vself <0 V by sputtering conditions (ion beam current (preferably 1 A to 500 A), film forming pressure (preferably 3 × 10 −5 to 1 × 10 −). 2 Torr), oxygen partial pressure (preferably 0-5 × 10 −4 Torr), distance between the conductive substrate and the target (preferably 50 mm-80
0 mm), ion extraction voltage (preferably 0.2 to 3)
0 kV)). Vself to further reduce plasma damage to semiconductor layers by ions
Is preferably -60 V <Vself <0 V, more preferably -4
Sputtering conditions (ion beam current, deposition pressure, distance between substrate and target, ion extraction voltage, etc.) may be selected so that 0 V <Vself <0 V.

【0030】また、本発明の装置では、導電性基板12
4又は31を成膜期間中に加熱するための基板加熱用ヒ
ータ125としては、シースヒータや赤外線ランプ等を
用いることができ、導電性基板124または31の直上
に設置した熱電対127の指示値が一定となるように制
御する。
In the apparatus of the present invention, the conductive substrate 12
As the heater 125 for heating the substrate 4 or 31 during the film formation period, a sheath heater, an infrared lamp, or the like can be used, and the indicated value of the thermocouple 127 installed immediately above the conductive substrate 124 or 31 can be used. Control to be constant.

【0031】本発明で用いる導電性基板31としては、
厚さ0.2mm、50mm角のステンレス板(sus430)の表面
を不活性ガス中において焼鈍処理するBA(ブライト・ア
ニール;光輝焼鈍)処理したものや、厚さ0.2mm、巾3
60mm、長さ300mのステンレス・ロール(sus430)の表
面をBA処理したものを用いることができるが、本発明に
於いてはこれらのものには限定されない。表面処理とし
ては、上記BA処理に限定されるものではなく、例えば冷
間圧延後、熱処理及び酸洗処理によって表面に凹凸状の
筋を形成させたことによる粗面化したもの(例えば、N
o.2D鋼板)を用いることができる。また、導電性基板
31としては、上記ステンレス板(ロール)の他に、亜
鉛鋼板、アルミニウム板(ロール)、メッキ鋼板(ロー
ル)や金属メッキしたプラスチックフィルム(テープ)
等も使用できる。
As the conductive substrate 31 used in the present invention,
A 0.2 mm thick, 50 mm square stainless steel plate (sus430) that has been subjected to a BA (bright annealing) process in which the surface is annealed in an inert gas, a 0.2 mm thick, 3 mm wide
A stainless steel roll (sus430) having a length of 60 mm and a length of 300 m can be used with a surface treated with BA, but the present invention is not limited to these. The surface treatment is not limited to the above BA treatment. For example, after cold rolling, a roughened surface formed by forming uneven streaks on the surface by heat treatment and pickling treatment (for example, N
o. 2D steel sheet). In addition to the stainless steel plate (roll), the conductive substrate 31 may be a zinc steel plate, an aluminum plate (roll), a plated steel plate (roll), or a metal-plated plastic film (tape).
Etc. can also be used.

【0032】本発明で用いる導電性基板124又は31
の表面には、アルミニウム膜、銀膜、ニッケル膜や銅膜
などの金属膜で形成した反射層43が設けられていても
よい。該反射層43の上には、酸化亜鉛膜、ITO膜な
どの透明導電膜44が堆積されていてもよい。これらの
反射層43及び下地透明導電膜44は、DCマグネトロン
スパッタ法によって成膜されるのが好ましい。
The conductive substrate 124 or 31 used in the present invention
May be provided with a reflective layer 43 formed of a metal film such as an aluminum film, a silver film, a nickel film, or a copper film. On the reflection layer 43, a transparent conductive film 44 such as a zinc oxide film or an ITO film may be deposited. The reflective layer 43 and the underlying transparent conductive film 44 are preferably formed by a DC magnetron sputtering method.

【0033】本発明で用いる導電性基板124上の薄膜
半導体層41は、pin接合を持ったセルを複数、例え
ばタンデム又はトリプル素子とすることができる。例え
ば、本発明において好ましく用いられる光起電力素子用
の半導体層は、プラズマCVD法で形成される。すなわ
ち、材料ガスとして SiH4、PH3、H2を用い、電力
を投入し 、n型半導体層419としてn型 a−Si層
を、さらにSiH4、GeH4、H2を用い、i型半導体
層418としてi型 a−SiGe層を、続いてSi
4、BF3、H2を用い、p型半導体層417としてp
型μc(微結晶)−Si層を順次形成した第1番目のn
ipセルを設け、続いて2層目のセルとしてn型半導体
層416、i型半導体層415及びp型半導体層414
を持つ第2番目のセルを積層し、更に、第3番目のn型
半導体層413、上記i型 a−SiGe層をi型a−
Si層に変更した半導体層であるi型半導体層412及
びp型半導体層411を持つ第3番目のセルを積層し、
この第3番目のセルをトップセルとして積層したトリプ
ル型光起電力素子用の半導体層が挙げられる。この薄膜
半導体層41は、アモルファス、微結晶又は多結晶に制
限されるものではない。また、nipを重ねる回数は1
以上であればよい。さらに、薄膜半導体層41として
は、nip接合の構成に限定されるものではなくpin
接合やpn接合、np接合等の各種接合体であっても良
い。
In the thin film semiconductor layer 41 on the conductive substrate 124 used in the present invention, a plurality of cells having a pin junction, for example, a tandem or triple element can be used. For example, a semiconductor layer for a photovoltaic element preferably used in the present invention is formed by a plasma CVD method. That is, power is supplied using SiH 4 , PH 3 , and H 2 as material gases, an n-type a-Si layer is used as the n-type semiconductor layer 419, and an i-type semiconductor is used using SiH 4 , GeH 4 , and H 2. I-type a-SiGe layer as layer 418 followed by Si
Using H 4 , BF 3 , and H 2, p-type semiconductor layer 417
First n in which a type μc (microcrystal) -Si layer is sequentially formed
An ip cell is provided, and subsequently, an n-type semiconductor layer 416, an i-type semiconductor layer 415, and a p-type semiconductor layer 414 are provided as second-layer cells.
Are stacked, and the third n-type semiconductor layer 413 and the i-type a-SiGe layer are replaced with an i-type a-
A third cell having an i-type semiconductor layer 412 and a p-type semiconductor layer 411 which are semiconductor layers changed to a Si layer is stacked,
A semiconductor layer for a triple-type photovoltaic element in which the third cell is stacked as a top cell is exemplified. This thin film semiconductor layer 41 is not limited to amorphous, microcrystalline or polycrystalline. In addition, the number of times of nips is 1
All that is required is the above. Further, the thin film semiconductor layer 41 is not limited to the configuration of the nip junction, but may be a pin junction.
Various types of junctions such as junctions, pn junctions, and np junctions may be used.

【0034】(透明導電膜をイオンビームスパッタ形成
する方法)以下、図1に図示した装置を用いて透明導電
膜を形成する方法を作製手順にしたがって説明する。
(Method for Forming a Transparent Conductive Film by Ion Beam Sputtering) A method for forming a transparent conductive film using the apparatus shown in FIG. 1 will be described below according to the manufacturing procedure.

【0035】まず、初めに、基板124を碍子製基板ホ
ルダー(図示せず)に装着し、導電性基板124と堆積
室12との間の電気抵抗をテスターで測定することによ
り、基板124が電気的にアースに対して絶縁されてい
ることを確認した。この時の抵抗値は、高ければ高いほ
ど流れる電流を少なくすることができるため好ましい
が、300kΩ以上あれば良く、好ましくは600kΩ以上、更
に好ましくは800kΩ以上あれば良い。
First, the substrate 124 is mounted on an insulator substrate holder (not shown), and the electrical resistance between the conductive substrate 124 and the deposition chamber 12 is measured with a tester. It was confirmed that it was insulated from the ground. The resistance value at this time is preferably as high as possible because the flowing current can be reduced, but it is preferable that the resistance value be 300 kΩ or more, preferably 600 kΩ or more, more preferably 800 kΩ or more.

【0036】次に、室114を真空ポンプ(図示せず)
で適当な真空度まで減圧し、高真空室114とした後、
該高真空室114内にアルゴンガスを導入した。また、
この時、導電性基板124をヒータ14で所定の温度に
加熱した。
Next, the chamber 114 is evacuated by a vacuum pump (not shown).
After reducing the pressure to an appropriate degree of vacuum to make a high vacuum chamber 114,
Argon gas was introduced into the high vacuum chamber 114. Also,
At this time, the conductive substrate 124 was heated to a predetermined temperature by the heater 14.

【0037】その後、電源(図示せず)により、イオン
ガンのイオンビーム電流とイオンの引き出し電圧等を、
アルゴン流量および/または排気バルブの開度の調節
し、これにより成膜圧力を調整し、所望のセルフバイア
ス電圧を維持しながら、基板124の表面すなわち薄膜
半導体層41の上に、透明導電膜42を所望の膜厚にな
るよう形成した。
Thereafter, a power supply (not shown) controls the ion beam current of the ion gun and the ion extraction voltage, etc.
The transparent conductive film 42 is formed on the surface of the substrate 124, that is, on the thin film semiconductor layer 41 while controlling the argon flow rate and / or the opening degree of the exhaust valve, thereby controlling the film forming pressure and maintaining a desired self-bias voltage. Was formed to have a desired film thickness.

【0038】(実施例1)本実施例では、図2に図示の
装置を用いた。この際、導電性基板124上には、予め
プラズマCVD法を用い、n型アモルファスシリコン層
(10nm)、i型アモルファスシリコンゲルマニウム
層(200nm)、p型微結晶シリコン層(5nm)、
n型アモルファスシリコン層(10nm)、i型アモル
ファスシリコンゲルマニウム層(100nm)、p型微
結晶シリコン層(5nm)、n型アモルファスシリコン
層(10nm)、i型アモルファスシリコン層(70n
m)、p型微結晶シリコン層(5nm)を順に堆積する
ことによりトリプルセルを設けた。導電性基板124と
アース間との電圧V0を−120ボルト≦V0≦+20ボ
ルトの範囲である下記11ポイントの電圧に変化させ、
透明導電膜を形成し、それぞれの透明導電膜が設けら
れ、下記手順(1)〜(5)に従って、11種の光起電
力素子(太陽電池として機能する素子)を作製した。
(Embodiment 1) In this embodiment, the apparatus shown in FIG. 2 was used. At this time, an n-type amorphous silicon layer (10 nm), an i-type amorphous silicon germanium layer (200 nm), a p-type microcrystalline silicon layer (5 nm) are formed on the conductive substrate 124 by a plasma CVD method in advance.
n-type amorphous silicon layer (10 nm), i-type amorphous silicon germanium layer (100 nm), p-type microcrystalline silicon layer (5 nm), n-type amorphous silicon layer (10 nm), i-type amorphous silicon layer (70 n
m), a triple cell was formed by sequentially depositing a p-type microcrystalline silicon layer (5 nm). The voltage V 0 between the conductive substrate 124 and the ground is changed to a voltage of the following 11 points in a range of −120 volts ≦ V 0 ≦ + 20 volts,
A transparent conductive film was formed, each transparent conductive film was provided, and 11 types of photovoltaic elements (elements functioning as solar cells) were manufactured according to the following procedures (1) to (5).

【0039】11ポイントの電圧値として、+20ボル
ト、+5ボルト、0ボルト(アース)、−5ボルト、−
20ボルト、−40ボルト、−60ボルト、−80ボル
ト、−100ボルト、−100ボルト及び−120ボル
トを選択した。
As voltage values at 11 points, +20 volts, +5 volts, 0 volts (earth), -5 volts,-
20 volts, -40 volts, -60 volts, -80 volts, -100 volts, -100 volts and -120 volts were selected.

【0040】(1) 導電性基板124は、アルミナでで
きた絶縁碍子の基板ホルダー(図示せず)に固定した。 (2) 導電性基板124と堆積室12との間の電気抵抗
をテスターで測定したところ抵抗値はMΩ台を示し、確
かに基板124が電気的にアースに対して絶縁されてい
ることを確認した。 (3) 真空ポンプ(図示せず)で真空度が10-6Torr台
になるまで室114の内を排気し、高真空室114とし
た後、この室114内にガス導入管111よりアルゴン
ガスを導入した。 (4) ヒータ125は、熱電対15の指示値が190℃に
なるように出力制御した。なお、膜厚はおおむね700 Å
となるようにした。 (5) 電源(図示せず)によりイオンガンのイオンビ
ーム電流とイオンの引き出し電圧等を、アルゴン流量お
よび/または排気バルブの開度調節により成膜圧力を下
記表1のとおり調整することにより、導電性基板124
と堆積室12との間でのセルフバイアス電圧Vself
を-120ボルト≦Vself<0ボルトの範囲内の表1に記載の
とおり設定した。また、成膜中にフローティングを短絡
させ、Vself=0ボルトでの成膜もおこなった。更には、
直流電源を用いて、導電性基板124への印加電圧V0
を0ボルト<V0≦ +20ボルトの範囲で印加しながらの成
膜もおこなった。
(1) The conductive substrate 124 was fixed to a substrate holder (not shown) made of an insulator made of alumina. (2) When the electric resistance between the conductive substrate 124 and the deposition chamber 12 was measured with a tester, the resistance value showed a value on the order of MΩ, and it was confirmed that the substrate 124 was certainly electrically insulated from the ground. did. (3) The inside of the chamber 114 is evacuated by a vacuum pump (not shown) until the degree of vacuum reaches the order of 10 −6 Torr, and the high vacuum chamber 114 is formed. Was introduced. (4) The output of the heater 125 was controlled so that the indicated value of the thermocouple 15 became 190 ° C. The film thickness is about 700 700
It was made to become. (5) The conductivity is adjusted by adjusting the ion beam current of the ion gun and the extraction voltage of ions by a power supply (not shown) and the film forming pressure by adjusting the argon flow rate and / or the opening of the exhaust valve as shown in Table 1 below. Substrate 124
Bias voltage Vself between the gate and the deposition chamber 12
Was set as described in Table 1 in the range of -120 volts ≦ Vself <0 volts. In addition, floating was short-circuited during film formation, and film formation was performed at Vself = 0 volt. Furthermore,
The voltage V 0 applied to the conductive substrate 124 using a DC power supply
Was applied in the range of 0 volts <V 0 ≦ + 20 volts.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】こうして作成した光起電力素子の200lux
(ルックス) の蛍光灯下での開放電圧の測定結果を図
5に示す。
200 lux of the photovoltaic device thus produced
(Looks) FIG. 5 shows the measurement results of the open-circuit voltage under a fluorescent lamp.

【0043】更に、上述した11種の太陽電池の透明導
電膜42の表面に、銀ペーストをスクリーン印刷して集
電電極を形成し、AM1.5(100mW/cm2)の光
照射下にて得られた光電変換効率を図6に示す。
Further, a silver paste was screen-printed on the surface of the transparent conductive film 42 of the above-mentioned 11 types of solar cells to form a current collecting electrode, and irradiated with light of AM 1.5 (100 mW / cm 2 ). FIG. 6 shows the obtained photoelectric conversion efficiency.

【0044】図5及び図6から電圧が0 (アース)ボル
ト〜+10ボルトの場合では、光起電力素子の機能が著
しく低下するのが分かる。これは半導体層41表面に発
生する負電荷が半導体層41から導電性基板124側に
向かって流れる際に、半導体層41の電気的に弱い部分
に集中して流れ、その部分に破壊(ショート)を引き起こ
すためと思われる。
It can be seen from FIGS. 5 and 6 that when the voltage is between 0 (earth) volts and +10 volts, the function of the photovoltaic element is significantly reduced. This is because, when the negative charges generated on the surface of the semiconductor layer 41 flow from the semiconductor layer 41 toward the conductive substrate 124, the negative charges flow intensively in an electrically weak portion of the semiconductor layer 41 and are broken (short-circuited) in that portion. It seems to cause.

【0045】また、セルフバイアス電圧がマイナス側に
大きくなり過ぎると(−100ボルトを越えて、よりマイナ
ス側に大きくなる場合)、光起電力素子の機能は低下す
る。特に、低照度での開放電圧の低下が著しい。この原
因は、飛来してくるイオンによる半導体層41へのプラ
ズマダメージが大きくなったためと思われる。
If the self-bias voltage becomes too large on the negative side (exceeds -100 volts and becomes more negative), the function of the photovoltaic element deteriorates. In particular, the open-circuit voltage significantly decreases at low illuminance. This is considered to be due to the fact that plasma damage to the semiconductor layer 41 by the flying ions has increased.

【0046】(実施例2)本実施例では、図3に示した
長尺ロール状の導電性基板31を連続搬送できるロール
・ツー・ロール( Roll to Roll)形式のイオンビーム
スパッタ装置を用いて、下記手順(1)〜(6)に従っ
て、11種の光起電力素子(太陽電池として機能する素
子)を作製した。
(Embodiment 2) In this embodiment, a roll-to-roll type ion beam sputtering apparatus shown in FIG. 3 capable of continuously transporting a long roll-shaped conductive substrate 31 is used. According to the following procedures (1) to (6), 11 types of photovoltaic elements (elements functioning as solar cells) were produced.

【0047】透明導電膜42は、下記作製手順に従って
薄膜半導体層41の上に設けた。 (1) 基板送り出しロール341に巻きつけられた実施
例1と同様にトリプルセルを設けた導電性基板31を基
板送り出し室34に装着し、図3の様にロール342、
ロール332を介して基板巻き取りロール331に巻き
つけた。 (2) 導電性基板31は、堆積室35等のアース電位に
対して電気的に絶縁するために、導電性基板31と接触
する各ロール341、342、331および332の表
面には、両面テープで絶縁性ポリイミドフィルムを貼っ
た。 (3) 導電性基板31と堆積室35との間の電気抵抗
をテスターで測定したところ、抵抗値はMΩ台を示し、
確かに基板31が電気的にアースに対して絶縁されてい
ることを確認した。 (4) 真空ポンプ(図示せず)で真空度が10-6Torr台
になるまで、イオンビーム発生室(図示せず)を排気し
た後、該室にアルゴンガスを導入し、3×10-4Torrと
した。また、酸素(O2)分圧が1×10-5Torrとなる
ように、酸素ガスを導入した。 (5) ヒータ14は、熱電対15の指示値が200℃
になるように出力制御した。ヒータ14による発熱から
1時間後に、導電性基板31の搬送を開始した。この時
の基板搬送速度は、毎分50cmとした。 (6) 導電性基板31と堆積室35との間に、電圧印
加手段として設けた直流電源36により、導電性基板3
1とアース電位に対して、-120ボルト〜 +20ボルトの範
囲で、下記11ポイントの電圧値を選択し、各電圧値毎
の成膜をおこなった。
The transparent conductive film 42 was provided on the thin film semiconductor layer 41 according to the following manufacturing procedure. (1) A conductive substrate 31 provided with a triple cell and wound around a substrate delivery roll 341 is mounted in the substrate delivery chamber 34 in the same manner as in the first embodiment, and as shown in FIG.
It was wound around a substrate take-up roll 331 via a roll 332. (2) The conductive substrate 31 is provided with a double-sided tape on the surface of each of the rolls 341, 342, 331 and 332 in contact with the conductive substrate 31 in order to electrically insulate the ground from the deposition chamber 35 and the like. Then, an insulating polyimide film was stuck. (3) When the electric resistance between the conductive substrate 31 and the deposition chamber 35 was measured with a tester, the resistance value was on the order of MΩ,
Indeed, it was confirmed that the substrate 31 was electrically insulated from the ground. (4) After evacuating the ion beam generating chamber (not shown) using a vacuum pump (not shown) until the degree of vacuum reaches the order of 10 −6 Torr, argon gas is introduced into the chamber, and 3 × 10 − 4 Torr. Oxygen gas was introduced so that the oxygen (O 2 ) partial pressure was 1 × 10 −5 Torr. (5) The heater 14 has a thermocouple 15 indicated value of 200 ° C.
The output was controlled so that From the heat generated by the heater 14
One hour later, the transfer of the conductive substrate 31 was started. The substrate transfer speed at this time was 50 cm per minute. (6) The DC power source 36 provided as a voltage applying means between the conductive substrate 31 and the deposition chamber 35 causes the conductive substrate 3
With respect to 1 and the earth potential, the following 11 voltage values were selected within the range of -120 volts to +20 volts, and a film was formed for each voltage value.

【0048】上記11ポイントの電圧値として、+20
ボルト、+5ボルト、0ボルト(アース)、−5ボル
ト、−20ボルト、−40ボルト、−60ボルト、−8
0ボルト、−100ボルト、−110ボルト及び−12
0ボルトが選択された。成膜圧力は実施例1と同様にし
た。
The voltage value of the above 11 points is +20
Volt, +5 volt, 0 volt (ground), -5 volt, -20 volt, -40 volt, -60 volt, -8
0 volts, -100 volts, -110 volts and -12
0 volts was selected. The film formation pressure was the same as in Example 1.

【0049】こうして作成した11種の光起電力素子の
200lux の蛍光灯下での開放電圧の測定結果を図7に示
す。更に、透明導電膜42の上に、銀ペーストをスクリ
ーン印刷して集電電極を形成し、AM1.5(100m
W/cm2)の光照射下にて得られた光電変換効率を図
8に示す。
The eleven types of photovoltaic elements thus produced were
FIG. 7 shows the measurement results of the open circuit voltage under a fluorescent lamp of 200 lux. Further, on the transparent conductive film 42, a silver paste was screen-printed to form a current collecting electrode, and a current collecting electrode of AM 1.5 (100 m
FIG. 8 shows the photoelectric conversion efficiency obtained under irradiation of light (W / cm 2 ).

【0050】図7及び図8から判るように、電圧が0
(アース)ボルト〜+10ボルトの場合では、太陽電池
としての機能が著しく低下していた。この原因は、薄膜
半導体層41表面に発生する電荷が薄膜半導体層41か
ら導電性基板31側に向かって流れる際に、薄膜半導体
層41の電気的に弱い部分に集中して流れ、その部分に
破壊(ショート)を引き起こすため、と思われる。
As can be seen from FIG. 7 and FIG.
In the case of (earth) volts to +10 volts, the function as a solar cell was significantly reduced. This is because when the electric charge generated on the surface of the thin film semiconductor layer 41 flows from the thin film semiconductor layer 41 toward the conductive substrate 31, the electric charge concentrates on the electrically weak portion of the thin film semiconductor layer 41, It is thought to cause destruction (short).

【0051】また、セルフバイアス電圧がマイナス側に
大きくなり過ぎると(−100ボルトを越えて、よりマイナ
ス側に大きくなる場合)、光起電力素子の機能は低下す
る。特に、低照度での開放電圧の低下が著しい。この原
因は、飛来してくるイオンによる半導体層41へのプラ
ズマダメージが大きくなったためと思われる。
If the self-bias voltage becomes too large on the minus side (exceeds -100 volts and becomes more minus), the function of the photovoltaic element deteriorates. In particular, the open-circuit voltage significantly decreases at low illuminance. This is considered to be due to the fact that plasma damage to the semiconductor layer 41 by the flying ions has increased.

【0052】(実施例3)本実施例は、図3に図示した
装置を用いて実施したものである。
(Embodiment 3) This embodiment is carried out by using the apparatus shown in FIG.

【0053】前記実施例2で用いた導電性基板31への
電圧印加を省略し、該導電性基板31をハイ・インピー
ダンスに設定した他は、実施例2と同様の方法によって
薄膜半導体層41の上に透明導電膜42を成膜させた。
The voltage applied to the conductive substrate 31 used in the second embodiment is omitted, and the conductive substrate 31 is set to high impedance. A transparent conductive film 42 was formed thereon.

【0054】なお、実施例2の手順(5)における熱電
対15の指示値が180℃に設定されるようにヒータ14
を加熱制御した他は、実施例2の手順(1)〜(5)と
同一の手順を用いた。また、本実施例で用いたイオンビ
ーム発生装置では、高真空室を10-6Torr台まで排気
し、アルゴンガスは、真空度が0.2mTorrに設定され
る様に、ガス導入管から導入させた。
The heater 14 is set so that the indicated value of the thermocouple 15 in the procedure (5) of the second embodiment is set to 180 ° C.
The procedure was the same as the procedures (1) to (5) of Example 2 except that the heating was controlled. In the ion beam generator used in this embodiment, the high vacuum chamber was evacuated to the order of 10 -6 Torr, and argon gas was introduced from the gas inlet tube so that the degree of vacuum was set at 0.2 mTorr. Was.

【0055】また、透明導電膜堆積中に於いて、導電性
基板31と堆積室35との間の電圧を電圧計によって測
定したところ、セルフバイアス値が指示値 Vself =-15
ボルト であるー15ボルトの値をほぼ維持しているこ
とを確認した。
When the voltage between the conductive substrate 31 and the deposition chamber 35 was measured by a voltmeter during the deposition of the transparent conductive film, the self-bias value was changed to the indicated value Vself = -15.
It was confirmed that the value of -15 volt, which is the bolt, was almost maintained.

【0056】こうして作成した光起電力素子を20mおき
に30cm巾で切り出し、200lux の蛍光灯下で開放電圧
を測定した所 、0.46ボルト±0.03ボルトと良好な値を
示した。更に、薄膜半導体層41の上に銀ペーストをス
クリーン印刷して集電電極を形成し、AM1.5(10
0mW/cm2)の光照射下にて特性評価を行ったとこ
ろ、光電変換効率で7.3±0.2%と優れた変換効率が得ら
れた。
The photovoltaic element thus produced was cut out at intervals of 20 m with a width of 30 cm, and the open-circuit voltage was measured under a 200 lux fluorescent lamp. As a result, a good value of 0.46 volt ± 0.03 volt was obtained. Furthermore, a silver paste is screen-printed on the thin-film semiconductor layer 41 to form a collecting electrode, and the AM1.5 (10
When the characteristics were evaluated under light irradiation of 0 mW / cm 2 ), an excellent conversion efficiency of 7.3 ± 0.2% was obtained in photoelectric conversion efficiency.

【0057】(比較例1)前記実施例2で用いた装置に
於いて、導電性基板31をアースに接続した他は、実施
例2と同様の装置及び成膜方法を用いた。
(Comparative Example 1) The same apparatus and film forming method as in Example 2 were used except that the conductive substrate 31 was connected to the ground in the apparatus used in Example 2 above.

【0058】こうして作成した光起電力素子は、実施例
2と同様の方法によって、光電変換効率を測定したとこ
ろ、最高でも2.0%であった。この比較用素子の集電
電極を陽極にし、導電性基板31を負極にして、両電極
間に直流電流を20mA流した時の光起電力素子表面をIRカ
メラで観察してみると、素子全面に電流のパスができて
いるのが確認できた。この原因は、透明導電膜42を薄
膜半導体層41の上に形成する際、導電性基板31がア
ースされた堆積室35と電気的に接続されているため、
薄膜半導体層41表面に発生する電荷が薄膜半導体層4
1から導電性基板31の側に向かって流れ、この時、薄
膜半導体層41の電気的に弱い部分に集中して流れ、そ
の部分に破壊(ショート)が引き起こされたため、と考え
られる。
When the photoelectric conversion efficiency of the photovoltaic device thus produced was measured by the same method as in Example 2, it was at most 2.0%. Observing the surface of the photovoltaic element with an IR camera when a DC current of 20 mA was applied between the two electrodes, the current collecting electrode of this comparative element was used as an anode and the conductive substrate 31 was used as a negative electrode. It was confirmed that a current path was established. This is because the conductive substrate 31 is electrically connected to the grounded deposition chamber 35 when the transparent conductive film 42 is formed on the thin film semiconductor layer 41.
The charge generated on the surface of the thin film semiconductor layer 41 is
It is considered that the current flows from No. 1 toward the conductive substrate 31 and, at this time, the current flows intensively in an electrically weak portion of the thin film semiconductor layer 41, which causes a destruction (short circuit) in that portion.

【0059】(実施例4)前記実施例3の手順(4)を
下記手順(4a)に変更し、更に手順(5)における基
板搬送速度を毎分50cmを毎分70cmに変更した他
は、実施例3と同様の装置及び方法を用いた。
(Example 4) The procedure (4) of Example 3 was changed to the following procedure (4a), and the substrate transfer speed was changed from 50 cm / min to 70 cm / min in the procedure (5). The same apparatus and method as in Example 3 were used.

【0060】手順(4a)イオンビーム発生装置の高真
空室の真空度が10-6Torr台になるまで排気した後、アル
ゴンガスを導入し、真空度を1.5×10-5Torrにし
た。
Procedure (4a) After evacuating the high vacuum chamber of the ion beam generator to a degree of vacuum of the order of 10 -6 Torr, argon gas was introduced to reduce the degree of vacuum to 1.5 × 10 -5 Torr. .

【0061】本実施例における透明導電膜堆積中に於い
て、導電性基板31と堆積室35との間の電圧を電圧計
によって測定したところ、セルフバイアスの指示値Vsel
fは、-110ボルト であった。
During the deposition of the transparent conductive film in this embodiment, the voltage between the conductive substrate 31 and the deposition chamber 35 was measured by a voltmeter.
f was -110 volts.

【0062】こうして作成した光起電力素子を実施例3
と同様の方法によって測定したところ、80%のサンプル
について、その 開放電圧は、0.05ボルト以下と低いも
のであった。更に、銀ペーストをスクリーン印刷して集
電電極を形成し、AM1.5(100mW/cm2)の光
照射下にて特性評価を行ったところ、前述80%のサンプ
ルにおいて、その光電変換効率は、最高でも3.5 %であ
った。
The photovoltaic element thus produced was used in Example 3.
The open-circuit voltage was as low as 0.05 volts or less for 80% of the samples as measured by the same method as in the above. Furthermore, a silver paste was screen-printed to form a collecting electrode, and the characteristics were evaluated under AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation. The photoelectric conversion efficiency of the 80% sample was as follows. , At most 3.5%.

【0063】この比較用素子に設けた集電電極を陽極に
し、導電性基板31を負極にして、両電極間に直流電流
を20mA流した時の素子表面をIRカメラで観察してみる
と、素子表面のところどころに直径約30mm前後のボール
状の電流のパスができているのが確認できた。これは透
明導電膜42を形成する際のイオンビームによりイオン
化されたITOイオンによる半導体層41へのプラズマ
ダメージにより何らかの破壊(ショート)が引き起こされ
たため、と考えられる。
When the current collecting electrode provided on the comparative device was used as an anode, the conductive substrate 31 was used as a negative electrode, and a DC current of 20 mA was applied between both electrodes, the device surface was observed with an IR camera. It was confirmed that a ball-shaped current path having a diameter of about 30 mm was formed at some points on the element surface. This is probably because some damage (short-circuit) was caused by plasma damage to the semiconductor layer 41 due to the ITO ions ionized by the ion beam when the transparent conductive film 42 was formed.

【0064】本発明を適用し得る薄膜半導体層として
は、上述の図4に記載の太陽電池用半導体層の他に、ア
クティブマトリクス駆動によって動作駆動される液晶パ
ネルに使用する薄膜トランジスタ用薄膜半導体層、米国
特許第5,184,018公報、米国特許第5,26
2,649号公報等に記載のセンサー用薄膜半導体層を
挙げることができる。
As the thin film semiconductor layer to which the present invention can be applied, in addition to the above-described semiconductor layer for a solar cell shown in FIG. 4, a thin film semiconductor layer for a thin film transistor used for a liquid crystal panel driven by active matrix driving, US Pat. No. 5,184,018, US Pat. No. 5,26
No. 2,649 or the like can be used.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明によれば、上記特徴を有するイオ
ンビームスパッタ装置及び半導体装置の製造法を用い
て、すなわち該導電性基板を電気的に、ハイ・インピー
ダンス又はセルフバイアスと同電位に接続することで、
非アースに接続させ、導電性基板上に形成された半導体
層上に透明導電膜を形成することにより、導電性基板か
ら表面の半導体層に向かって直流電流が流れにくくな
り、半導体層の破壊(ショート)を防止できる。また、導
電性基板のアースに対する電位は、−100ボルト以上0
ボルト未満となるようにスパッタ条件を選んでやること
によって、イオンによる半導体層へのプラズマダメージ
を軽減することができる。
According to the present invention, the conductive substrate is electrically connected to the same potential as the high impedance or the self-bias by using the manufacturing method of the ion beam sputtering apparatus and the semiconductor device having the above characteristics. by doing,
By connecting to a non-earth and forming a transparent conductive film on the semiconductor layer formed on the conductive substrate, DC current hardly flows from the conductive substrate toward the semiconductor layer on the surface, and the semiconductor layer is destroyed ( Short) can be prevented. Further, the potential of the conductive substrate with respect to the ground is -100 volts or more and 0
By selecting sputtering conditions so as to be less than the volt, plasma damage to the semiconductor layer by ions can be reduced.

【0066】また、本発明によれば、導電性基板の電位
をアースに対して−100ボルト以上0ボルト未満に制御
することにより、上記のような半導体層への悪影響をな
くすことができるのみでなく、粒径の大きさがそろった
密な膜が得られ、低抵抗で、透過率が高く、耐酸性・耐
アルカリ性に優れ、かつ、耐熱性に優れた長期使用に対
して安定な透明導電膜を形成することができる。
Further, according to the present invention, by controlling the potential of the conductive substrate to -100 volts or more and less than 0 volts with respect to the ground, it is possible to eliminate only the above-mentioned adverse effects on the semiconductor layer. , A dense film with a uniform particle size is obtained, low resistance, high transmittance, excellent acid and alkali resistance, and excellent heat resistance. A film can be formed.

【0067】更に、本発明によれば、グロー放電による
DCマグネトロンスパッタ法に比べてスパッタ室が高真空
になるため、グロー放電装置で発生する放電ガスのスパ
ッタ膜への吸蔵がなくなり、高純度の薄膜、すなわち、
低抵抗で、高透過率の透明導電膜が得られる。
Further, according to the present invention, the glow discharge
Since the sputtering chamber has a higher vacuum than the DC magnetron sputtering method, the occlusion of the discharge gas generated in the glow discharge device into the sputtered film is eliminated, and a high-purity thin film, that is,
A transparent conductive film with low resistance and high transmittance can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のイオンビームスパッタ装置の概略構成
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ion beam sputtering apparatus of the present invention.

【図2】本発明の別のイオンビームスパッタ装置の概略
構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of another ion beam sputtering apparatus of the present invention.

【図3】本発明の別のイオンビームスパッタ装置の概略
構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of another ion beam sputtering apparatus of the present invention.

【図4】本発明で用いた半導体装置の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor device used in the present invention.

【図5】実施例1によって測定された特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram measured according to the first embodiment.

【図6】実施例1によって測定された特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram measured according to the first embodiment.

【図7】実施例2によって測定された特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram measured by Example 2.

【図8】実施例2によって測定された特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram measured by Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 イオンビーム発生装置 111 ガス導入管 112 イオン化ヒータ手段 113 ビーム加速手段 114 高真空室 12、35 堆積室 121 イオンビーム 122 ターゲット 123 ターゲット成分 124 導電性基板 125 基板加熱用ヒータ 126 真空室 127 熱電対 13 スウィッチ 21 導電性基板への電圧印加手段 31 ロール状導電性基板 32 導電性基板の移動方向を示す矢標 33 基板搬入室 331 巻き取りロール 332、342 送りロール 34 基板搬出室 341 送り出しロール 352 ターゲット成分 41 薄膜半導体層 411、414、417 p型半導体層 412、415、418 i型半導体層 413、416、419 n型半導体層 42 透明導電膜 43 反射層 44 下地透明導電膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Ion beam generator 111 Gas introduction pipe 112 Ionization heater means 113 Beam acceleration means 114 High vacuum chamber 12, 35 Deposition chamber 121 Ion beam 122 Target 123 Target component 124 Conductive substrate 125 Heater for substrate 126 Vacuum chamber 127 Thermocouple 13 Switch 21 Means for applying voltage to conductive substrate 31 Rolled conductive substrate 32 Arrow mark indicating direction of movement of conductive substrate 33 Substrate carry-in chamber 331 Take-up roll 332, 342 Send roll 34 Substrate carry-out chamber 341 Send-out roll 352 Target component 41 thin film semiconductor layer 411, 414, 417 p-type semiconductor layer 412, 415, 418 i-type semiconductor layer 413, 416, 419 n-type semiconductor layer 42 transparent conductive film 43 reflective layer 44 underlying transparent conductive film

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 a.イオンビームを発生し、該イオンビ
ームを所定方向に向ける第1の手段、 b.前記所定方向に向けたイオンビームの照射によって
ターゲットがスパッタされるように、該イオンビームの
照射を受ける位置において該ターゲットを保持する第2
の手段、 c.前記スパッタされたターゲット成分を堆積させるた
めの半導体薄膜層を設けた導電性基板を保持する第3の
手段、 d.前記導電性基板の電位を非アース電位に設定する第
4の手段、を有するイオンビームスパッタ装置。
1. A method comprising: a. First means for generating an ion beam and directing the ion beam in a predetermined direction; b. Holding the target at a position to be irradiated with the ion beam so that the target is sputtered by the irradiation of the ion beam in the predetermined direction.
Means, c. Third means for holding a conductive substrate provided with a semiconductor thin film layer for depositing the sputtered target component, d. An ion beam sputtering apparatus comprising: fourth means for setting the potential of the conductive substrate to a non-earth potential.
【請求項2】 前記導電性基板は、長尺状導電性基板で
ある請求項1に記載のイオンビームスパッタ装置。
2. The ion beam sputtering apparatus according to claim 1, wherein the conductive substrate is a long conductive substrate.
【請求項3】 前記第4の手段は、前記導電性基板とア
ースとを絶縁する手段を有する請求項1に記載のイオン
ビームスパッタ装置。
3. The ion beam sputtering apparatus according to claim 1, wherein said fourth means includes means for insulating said conductive substrate from ground.
【請求項4】 前記第4の手段は、前記導電性基板のア
ースに対する電位が前記薄膜半導体層表面のアースに対
する電位と同一極性に設定されるように、該導電性基板
に電圧を印加する手段を有する請求項1に記載のイオン
ビームスパッタ装置。
4. The means for applying a voltage to the conductive substrate so that the potential of the conductive substrate with respect to the ground is set to the same polarity as the potential of the surface of the thin film semiconductor layer with respect to the ground. The ion beam sputtering apparatus according to claim 1, further comprising:
【請求項5】 前記電圧は、−100ボルト以上0ボル
ト未満に設定されている請求項4に記載のイオンビーム
スパッタ装置。
5. The ion beam sputtering apparatus according to claim 4, wherein the voltage is set to -100 volts or more and less than 0 volt.
【請求項6】 前記薄膜半導体層は、半導体接合をもつ
半導体層である請求項1に記載のイオンビームスパッタ
装置。
6. The ion beam sputtering apparatus according to claim 1, wherein said thin film semiconductor layer is a semiconductor layer having a semiconductor junction.
【請求項7】 前記薄膜半導体層は、非単結晶シリコン
によって形成された半導体接合をもつ半導体層である請
求項1に記載のイオンビームスパッタ装置。
7. The ion beam sputtering apparatus according to claim 1, wherein the thin film semiconductor layer is a semiconductor layer having a semiconductor junction formed of non-single-crystal silicon.
【請求項8】 前記薄膜半導体層は、アモルファスシリ
コン、微結晶シリコン又は多結晶シリコンによって形成
されたpin接合、nip接合、pn接合又はnp接合
をもつ半導体層である請求項1に記載のイオンビームス
パッタ装置。
8. The ion beam according to claim 1, wherein the thin film semiconductor layer is a semiconductor layer having a pin junction, a nip junction, a pn junction, or an np junction formed of amorphous silicon, microcrystalline silicon, or polycrystalline silicon. Sputtering equipment.
【請求項9】 a.イオンビームスパッタ装置内のイオ
ンビームが照射される位置にターゲットを配置する工
程、 b.前記イオンビームスパッタ装置内の前記ターゲット
から発生するターゲット成分が堆積する位置に、薄膜半
導体層を設けた導電性基板を配置する工程、 c.イオンビームを発生し、該イオンビームを所定方向
に向けることにより、前記ターゲットに該イオンビーム
を照射し、該ターゲットをスパッタし、前記ターゲット
成分を前記薄膜半導体層上に堆積させる工程、を有する
半導体装置の製造法であって、 少なくとも前記ターゲット成分が堆積する期間中には前
記導電性基板が非アース電位になるように、前記導電性
基板の電位を設定することを特徴とする半導体装置の製
造法。
9. A. Placing a target at a position in the ion beam sputtering apparatus where the ion beam is irradiated; b. Disposing a conductive substrate provided with a thin-film semiconductor layer at a position where a target component generated from the target in the ion beam sputtering apparatus is deposited; c. Generating an ion beam, directing the ion beam in a predetermined direction, irradiating the target with the ion beam, sputtering the target, and depositing the target component on the thin film semiconductor layer. A method of manufacturing a device, comprising: setting a potential of the conductive substrate so that the conductive substrate has a non-earth potential at least during a period in which the target component is deposited. Law.
【請求項10】 前記導電性基板は、長尺状導電性基板
である請求項9に記載の半導体装置の製造法。
10. The method according to claim 9, wherein the conductive substrate is a long conductive substrate.
【請求項11】 前記導電性基板とアースとを絶縁する
ことにより、前記導電性基板の電位を設定する請求項9
に記載の半導体装置の製造法。
11. The potential of said conductive substrate is set by insulating said conductive substrate from ground.
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to 1.
【請求項12】 前記導電性基板のアースに対する電位
が前記薄膜半導体層表面のアースに対する電位と同一極
性に設定されるように、該導電性基板に電圧を印加する
請求項9に記載の半導体装置の製造法。
12. The semiconductor device according to claim 9, wherein a voltage is applied to the conductive substrate so that the potential of the conductive substrate with respect to the ground is set to the same polarity as the potential of the surface of the thin film semiconductor layer with respect to the ground. Manufacturing method.
【請求項13】 前記電圧は、−100ボルト以上0ボ
ルト未満に設定する請求項12に記載の半導体装置の製
造法。
13. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the voltage is set to be −100 volts or more and less than 0 volts.
【請求項14】 前記薄膜半導体層は、半導体接合をも
つ半導体層である請求項9に記載の半導体装置の製造
法。
14. The method according to claim 9, wherein the thin film semiconductor layer is a semiconductor layer having a semiconductor junction.
【請求項15】 前記薄膜半導体層は、非単結晶シリコ
ンによって形成された半導体接合をもつ半導体層である
請求項9に記載の半導体装置の製造法。
15. The method according to claim 9, wherein the thin film semiconductor layer is a semiconductor layer having a semiconductor junction formed of non-single-crystal silicon.
【請求項16】 前記薄膜半導体層は、アモルファスシ
リコン、微結晶シリコン又は多結晶シリコンによって形
成されたpin接合、nip接合、pn接合又はnp接
合をもつ半導体層である請求項9に記載の半導体装置の
製造法。
16. The semiconductor device according to claim 9, wherein the thin film semiconductor layer is a semiconductor layer having a pin junction, a nip junction, a pn junction, or an np junction formed of amorphous silicon, microcrystalline silicon, or polycrystalline silicon. Manufacturing method.
【請求項17】 前記ターゲット成分の堆積により透明
導電膜を形成する請求項9に記載の半導体装置の製造
法。
17. The method according to claim 9, wherein a transparent conductive film is formed by depositing the target component.
【請求項18】 a.イオンビームスパッタ装置内のイ
オンビームが照射される位置にターゲットを配置する工
程、 b.前記イオンビームスパッタ装置内の、前記ターゲッ
トから発生するターゲット成分が堆積する位置に薄膜半
導体層を設けた導電性基板を配置する工程、 c.イオンビームを発生させ、該イオンビームを所定方
向に向けることにより、前記ターゲットに該イオンビー
ムを照射し、該ターゲットをスパッタし、前記ターゲッ
ト成分を前記薄膜半導体層上に堆積させる工程、を有す
る半導体装置の製造法であって、 少なくとも前記ターゲット成分が堆積する期間中には前
記導電性基板が非アース電位になるように、前記導電性
基板の電位を設定することを特徴とする光電変換装置の
製造法。
18. A. Placing a target at a position in the ion beam sputtering apparatus where the ion beam is irradiated; b. Arranging a conductive substrate provided with a thin-film semiconductor layer at a position in the ion beam sputtering apparatus where a target component generated from the target is deposited; c. Generating an ion beam, directing the ion beam in a predetermined direction, irradiating the target with the ion beam, sputtering the target, and depositing the target component on the thin film semiconductor layer. A method of manufacturing a device, wherein the potential of the conductive substrate is set so that the conductive substrate has a non-earth potential at least during a period in which the target component is deposited. Manufacturing method.
【請求項19】 前記導電性基板は、長尺状導電性基板
である請求項18に記載の光電変換装置の製造法。
19. The method according to claim 18, wherein the conductive substrate is a long conductive substrate.
【請求項20】 前記導電性基板とアースとを絶縁する
ことにより、前記導電性基板の電位を設定する請求項1
8に記載の光電変換装置の製造法。
20. The potential of the conductive substrate is set by insulating the conductive substrate from ground.
9. The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to item 8.
【請求項21】 前記導電性基板のアースに対する電位
が前記薄膜半導体層表面のアースに対する電位と同一極
性に設定されるように、該導電性基板に電圧を印加する
請求項18に記載の光電変換装置の製造法。
21. The photoelectric conversion according to claim 18, wherein a voltage is applied to the conductive substrate so that the potential of the conductive substrate with respect to the ground is set to the same polarity as the potential of the surface of the thin film semiconductor layer with respect to the ground. Equipment manufacturing method.
【請求項22】 前記電圧は、−100ボルト以上0ボ
ルト未満に設定する請求項21に記載の光電変換装置の
製造法。
22. The method according to claim 21, wherein the voltage is set to -100 volts or more and less than 0 volts.
【請求項23】 前記薄膜半導体層は、半導体接合をも
つ半導体層である請求項18に記載の光電変換装置の製
造法。
23. The method according to claim 18, wherein the thin film semiconductor layer is a semiconductor layer having a semiconductor junction.
【請求項24】 前記薄膜半導体層は、非単結晶シリコ
ンによって形成された半導体接合をもつ半導体層である
請求項18に記載の光電変換装置の製造法。
24. The method according to claim 18, wherein the thin film semiconductor layer is a semiconductor layer having a semiconductor junction formed of non-single-crystal silicon.
【請求項25】 前記薄膜半導体層は、アモルファスシ
リコン、微結晶シリコン又は多結晶シリコンによって形
成されたpin接合、nip接合、pn接合又はnp接
合をもつ半導体層である請求項18に記載の光電変換装
置の製造法。
25. The photoelectric conversion according to claim 18, wherein the thin film semiconductor layer is a semiconductor layer having a pin junction, a nip junction, a pn junction, or an np junction formed of amorphous silicon, microcrystalline silicon, or polycrystalline silicon. Equipment manufacturing method.
【請求項26】 前記ターゲット成分の堆積により透明
導電膜を形成する請求項18に記載の光電変換装置の製
造法。
26. The method according to claim 18, wherein a transparent conductive film is formed by depositing the target component.
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