JPS58199571A - 光起電力デバイス製造装置用のガス・ゲ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも２つの隣接するデボジシ（３） ヨン・チャンバの各々ζこおいてアモルファス・シリコ
ン・アロイ半導体層を連続的にデポジットすることによ
って、磁性基板材料のウェブ上に光起電力デバイスを連
続的に製造する装置に関する。

各アモルファス層の組成は、各デポジション・チャンバ
に導かれる特別な反応ガスの構成成分に依存する。最初
のデポジション・チャンバζこ導かれる構成成分は、注
意深く制御され、隣接するデポジション・チャンバに導
かれる構成成分から隔絶される。特に、デポジション・
チャンバは、（１）基板材料のウェブが通過し、（２＋
最初のデポジション・チャンバに導かれる反応ガス成分
を隣接するデポジション・チャンバに導かれる反応ガス
成分から隔絶するようζこ適合された、比較的狭いガス
・ゲート通路によって接続される。しかし、比較的小さ
な寸法のガス・ゲート通路（こも拘らず、第二のデポジ
ション・チャンバ（こ導かれるドーパント・ガス成分が
隣接する第一のデポジション・チャンバに逆流或いは拡
散し、それによって第一のデポジション・チャンバ内で
デポジットされた層を汚（４） 染する、ということが判明した。本発明の本質は、ドー
パント・ガス成分の逆流又は拡散を減少するように機能
するガス・ゲート内の通路の寸法を減少させ、それによ
って第一のデポジション・チャンバ内でデポジットされ
る層の汚染を減少させることである。

最近、比較的大きな面積を囲むことができ、結晶質の相
対物によって製造されるものと実質的に等価なｐ−１−
ｎ型デバイスを製造するためのｐ型及びｎ型物質を形成
するためにドープ処理できる、アモルファス半導体アロ
イをデポジットするプロセスを開発するために、多くの
努力が払われてきた。長年にわたって、アモルファス・
シリコン又はゲルマニウムの膜に関するそのような研究
は、その中に、エネルギー・ギャップ内に高密度の局在
化状態を生成するマイクロボイド及びダン・ブリング結
合が存在するために、実質的に非生産的なものであった
。初めに、局在化状態の減少は、アモルファス・シリコ
ン膜のグロー放電デポジションによって達成され、シラ
ン（ＳｉＨ，）ガスが反（５） 旧管を通過し、そこでガスは、高周波（ｒ、　ｆ　、）
グロー放電によって分解され、約５００−６００°Ｋ（
２２７−８２７℃）の基板温度で基板にデポジットされ
た。そのようζこして基板にデポジットされた材料は、
シリコン及び水素よ構成る真性アモルファス材料である
。ドープ処理されたアモルファス材料を生成するために
、ｎ型伝導性に対してはホスフィン・ガス（ＰＨ５）、
又はｐ型伝導性に対してはジボラン（Ｂ　２Ｈａ　）ガ
スがシラン・ガスＯこ予め混合され、同じ操作条件のも
とてグロー放電反応管を通される。そのようにデポジッ
トされた材料は、おそらく置換のリン又はホウ素のドー
パントを含匁、不純物性を示し、ｎ又はｐ伝導型のもの
である。シラン内の水素は、最適温度で、グロー放電デ
ポジション中に、シリコンの多くのダングリング結合と
組合わさシ、エネルギー・ギャップ内の局在化状態の密
度を実質的に減少させ、アモルファス材料が対応する結
晶質材料に近似するということが見出された。

今や、エネルギー・ギャップ内の局在化状態の（６） 濃度を十分に減少させ、他方グロー放電によって高質の
電子特性を与える著しく改良されたアモルファス・シリ
コン・アロイを調製することが可能である。この技術は
、１９８０年１０月７日に発行された′°結晶質半導体
に均等なアモルファス半導体″と題された５ｔａｎｆｏ
ｒｄ　Ｒ，０ｖｓｈｉｎｓｋｙとＡｒｕｎ　Ｍａｃｌａ
ｎの米国特許第４，２２６，８９８号に、また同じ名称
の１９８０年８月１２日に発行された５ｔａｎｆｏｒｄ
　Ｒ，０ｖｓｈｉｎｓｋｙとＭａｓａｔｓｕｇｕ　Ｉｚ
ｕの米国特許第４，２１７，８７４号に記述された蒸着
によって、十分に説明される。これらの特許に開示され
たように、アモルファス・シリコン半導体に導かれたフ
ッ素は、その中の局在状態密度を実質的に減少するよう
に作用し、ゲルマニウムのような他のアロイ材料の添加
を容易にする。

活性化されたフッ素は、マトリクス・ボディー内のアモ
ルファス・シリコンに容易に拡散し、そしてそれに結合
して、その中の局在化欠陥状態の密度を実質的に減少さ
せる。これは、小さな寸法のフッ素原子力アモルファス
・シリコン・マトリ（７） クスに容易に導入されるためである。フッ素は、シリコ
ンのダングリング・ボンドに結合し、フレキシブルな結
合角で部分的なイオン安定結合を形成し、水素或いは従
来使用された他の補償剤又は変性剤によって形成される
よυも安定し且つ有効な補償又は変性を与える。フッ素
は、その極めて小さい寸法、高い反応性、化学結合の特
異性、最高の電気陰性度を有しているために、単独で使
用され或いは水素と共に使用される場合に、水素よりも
はるかに有効な補償又は変成元素であると考えられる。

補償は、非常に少量（例えば１原子パーセントの一部）
のそのような元素の添加で、フッ素単独で又は水素との
組合せで達成できる。しかし、最も使用に適したフッ素
及び水素の量は、そのようなわずかな百分率よりはるか
ζこ多く、元素はシリコン・水素°フッ素のアロイを形
成する。従って、アロイを形成するフッ素及び水素の量
は、例えば０．１乃至５パーセント又はそれ以上の範囲
で使用される。従って１、形成されるアロイは、ダン（
８） ブリング・ボンド及び同様の欠陥状態を単に無効にする
ことＯこよって達成できるよりも低いエネルギー・ギャ
ップ内の欠陥状態密度を有する。特に、比Ｍ的多量のフ
ッ素の使用は、アモルファス・シリコン含有材料の新規
な構造的形態をもたらすのに実質的に関連し、ゲルマニ
ウムのような他のアロイ形成材料の添加を容易にすると
考えられる。

前述の特性に加えて、フッ素は、誘導及びイオン効果を
通して、シリコン含有アロイ内の局部構造のオーガナイ
ザである。フッ素はまた、通常水素が寄与する欠陥状態
密度を減少するように作用することによって、水素の結
合に影響を与える。フッ素がそのようなアロイ内で働く
イオンの役割は、最近隣関係の見地から重要なファクタ
ーである。

光起電力デバイスの効率を増加させるために、多層セル
を使用する概念は、１９６０年８月１６日に発行された
Ｅ、Ｄ、Ｊａｃｋｓｏｎの米国特許第２．９４９．４９
８号によって、少なくとも１９５５年頃に論述された。

そこで論述された多層セル構造は、ｐ−ｎ接合結晶質半
導体デバイスを使用しく９） ていた。この概念は本質的に、太陽スペクトルの種々の
部分を効率よく収集し、開回路電圧（Ｖｏｃ、）を増加
させるために、種々のバンド・ギャップ・デバイスを使
用することに向けられていた。タンデム・セル・デバイ
スは、各セルを介して直列に向けられる光を使用する２
又はそれ以上のセルを有し、最初のセル又は層を通過す
る光を吸収するために比較的小さなバンド・ギャップの
材料が続く大きなバンド・ギャップの材料を備えている
。

各セルからの発生電流を実質的ζこマツチさセることに
よって、全開回路電圧は、短絡回路電流を実質的に減少
させずζこ増加される。

Ｊａｃｋｓｏｎに続いて結晶質のスタック状セルに関す
る多くの刊行物が報告されており、最近、スタック状セ
ルに５ｉ−Ｈ材料を扱った幾つかの記事が刊行された。

Ｍａ　ｒｆａ　Ｚ：　ｎ　ｇは、スタック状セルにシラ
ン・デポジット・アモルファス５ｉ−Ｇｅアロイを利用
することを提案したがその調法を報告しなかった。（Ｙ
、　Ｍａｒｆａｉｎｇ　、議事録、第２ヨーロツパ）協
同体光起電力エネルギー会議、西独、ベルリン、（ｌＯ
） 第２８７頁（１９７９年）。

Ｈａｒｎａ　ｋ　ａｗα他は、カスケード型多層セルと
して定義される構造に５ｉ−Ｈを利用する調法を報告し
た。カスケード・セルは、以下において、多層セル間に
分離又は絶縁層を持たない多層セルとして参照される。

各セルは、ｐ−１−ｎ接合形態内に同じバンド・ギャッ
プを持つ５ｉ−Ｈ材料から形成された。短絡回路電流（
ＪＳＣ）のマツチングは、直列の光パスにおけるセルの
厚さを増加させることによって行われた。期待されるよ
うに、全デバイスのＶｏｃが増加し、セルの数に比例し
た。

前述の方法でシランからデポジットされるアモルファス
°シリコンの多層接合（スタック状）太陽電池の電池効
率を増加させることに関する最近の報告において、゛ゲ
ルマニウムは５ｉＩＨ４こ有害な不純物であることが判
り、そのＪｓｃをＧｅ　の増加と共に指数的に低下させ
る″ということが報告された。Ｃａｒｌｓｏｎ＊　Ｍａ
ｒｆａｉｎｇ及びＨａｍａｋａｗａの研究と同様に、彼
らの研究から、アモルファス・シリコン、ゲルマニウム
及び水素のアロイは、パ光起電力特性が劣っており”、
従って、“αＳｉ：Ｈを使用した有効なスタック状セル
の組合せに関して、約１ミクロンでスペクトル応答を有
する光起電力膜セル材料が発見されなければならない″
と結論された。（Ｊ、　Ｊ、　Ｈａｎａｋ＋　Ｂ、　Ｆ
ａｕｇｈ−ｎａｎ＋　Ｖ、　Ｋｏｒｓｕｎ＋　Ｊ、　Ｐ
、　Ｐｅｌ　１ｉｃａｎが、１９８０年１月７日〜１０
日のカリフォルニア、サンディエゴの第１４回、ＩＥＥ
Ｅ光起電力専門家会議で発表した。） フッ素の導入によって達成される有益な特性により、カ
スケード型多層セルの製造（こ使用゛されたアモルファ
ス・アロイは、今や材料の電子特性を劣化させずに局在
状態密度を減少させるために、フッ素を混入する。更に
、ゲルマニウム及び炭素のようなバンド・ギャップ調整
元素は、活性化することができ、蒸着、スパタリング又
はグロー放電プロセスで添加される。バンド・ギャップ
は、必要量の１又はそれ以上の調整元素を、少なくとも
光電流発生領域内のデポジットされたアロイ・セルζこ
導くことによって、特別のデバイスの応用に対して、必
要に応じて調整される。バンド・ギャップ調整元素は、
フッ素の影響のために、実質的に有害な状態を付加せず
ζこ、セルに混入されたので、セル・アロイは、調整元
素が特別の光応答の応用に対してデバイスの波長特性を
変えるために付加されるときに、高い電子特性及び光伝
導性を維持する。フッ素と共に、或いはデポジションの
後に水素を添加するとフッ素で補償され又は変成された
アロイを更に増強できる。水素のポスト・デポジション
混入は、フッ素によって許される比較的高いデポジショ
ン基板温度を使用するのが望ましい場合に有利である。

光起電力デバイスを大量生産できることは明らかに商業
的に重要なことである。太陽電池の製造のために一括処
理するのに制限される結晶質シリコント異ナリ、アモル
ファス・シリコン・アロイは、高容量の連続的な処理シ
ステム内で太陽電池を形成するために大きな面積の基板
にわたって多層にデポジットできる。この種の連続処理
システムは、例えば以下の如き特許出願に開示されてい
（１３） る。″ｐドープ処理されたシリコン膜の製造方法及びそ
れから製造されるデバイス”と題された１９８０年５月
１９日に出願された米国特許用、願第１５１，８０１号
；パアモルファス半導体材料をデポジットするための連
続システム”と題された１９８１年３月１６日（こ出願
された米国特許出願第２４４．８８６号；“連続的なア
モルファス太陽電池の製造システム″″と題された１９
８１年８月１６日に出願された米国特許出願第２４０，
４９８号；パ多チャンバ・デポジション及び分離システ
ム及び方法″と題された１９８１年９月２８日に出願さ
れた米国特許出願第８０６，１４６号；“タンデム型ア
モルファス光起電力セルを連続的に製造する方法及び装
置”と題された１９８２年３月１９日に出願された米国
特許出願第８５９，８２５号。これらの出願に開示され
たように、基板は、連続的なデポジション・チャンバを
介して連続的ζζ前送され、各チャンバは、特定の材料
のデポジションに使用される。ｐ−１−ｎ形構造の太陽
電池）ｆ：製造する場合に、第一のチャンバは、ｐ形ア
（１４） モルファス・シリコン・アロイをデポジットするため（
こ使用され、第二のチャンバは、真性アモルファス・シ
リコン・アロイをデポジットするために使用され、第三
のチャンバは、ｎ形のアモルファス・シリコン・アロイ
をデポジットするためζこ使用される。デポジットされ
る各アロイ、特に真性アロイは高純度のものでなければ
ならないので、真性デポジション・チャンバ内のデポジ
ション環境は、ドーピング成分が真性チャンバに拡散す
るのを防止するためＯこ、他のチャンバ内のドーピング
成分から分離される。前述の特許出願において、システ
ムは主ζζ光起電力セルの製造に関連しており、チャン
バ間の分離は、基板の通過時Ｏこ基板に不活性ガスを通
し又は”′スイープ″するガス・ゲートヲ用いること（
こよって、或いは真性デポジションチャンバに導かれる
反応ガス混合物をドーパント・デポジションに一方的Ｑ
こ流すガス・ゲートによって達成される。本発明の改良
されｆこ磁気ガス・ゲートは、チャンバ間の通路の寸法
を減少し、（１１ドーパントのデポジション・チャンバ
から真性のデポジション・チャンバへ拡散又は逆流する
汚染物質、（２１基板材料の歪曲、を実質的に減少させ
、それによって基板のスクラッチを減少させ、更Ｑこ効
率的な光起電力デバイスの製造を助成する。他のチャン
バはアモルファス層デポジション・チャンバ（こ作動的
Ｏこ接続できるということＱこ留意すべきである。例え
ば、透明導電酸化物層（以下で記述〕が最上位のアモル
ファス・アロイ層に付加されるチャンバは、最後のデポ
ジション・チャンバＯこ接続できる。（１１透明導電酸
化物チヤンバからドーパント・チャンバに逆流又は拡散
する成分、（２）透明導電酸化物チャンバ内（こ基板材
料ワツフル、そ有することは明らかに望１しくないので
、本発明の磁気ガス・ゲートはまた、透明導電酸化物チ
ャンバと最後のドーパント・デポジション・チャンバと
の間にも使用される。それ（こついては、磁気ガス・ゲ
ートは、アモルファス光起電力デバイスを連続的ζこ製
造するために接続される装置の全てのチャンバの間に使
用されるのが望ましい。

本発明の多くの目的及び利点は、図面、本発明の詳細な
説明、特許請求の範囲の記載から明らか（こなるであろ
う。

ここでは、一対の隣接の離隔したデポジション・チャン
バからその対の他方への反応ガス成分の逆流を実質的に
減少させる改良されたガス・ゲートが開示される。ガス
・ゲートは、一般的なタイプのものであり、比較的狭い
通路を備え、この通路を介して基板は、第一の層が前記
基板の一方の側にデポジットされる隣接のデポジション
・チャンバの第一のチャンバから、第二の層が第一の層
の頂部ζこデポジットされる前記デポジション・チャン
バの第二のチャンバζこ移動する。通路は、細長い上方
及び下方壁と比較的短い側壁とによって画成される。第
一のデポジション・チャンバは、少なくとも１つの反応
ガス成分を隣接のプラズマ領域（こ導く第一の導管を備
え、第二のデポジション・チャンバはまた、少なくとも
１つの付加的な反応ガス成分を第一のデポジション・チ
ャンバに導かないが、隣接のプラズマ領域に導く導管を
備えている。第一のデポジション・チャンバは更に、ガ
（１′７） ス・ゲートの前端で水素、アルゴン又は他の不活性スィ
ーブ・ガスを導くための第二の導管を通路の入口に備え
ている。排気ポンプは、各デポジション°チャンバζこ
関連して作動する。第一のチャンバ・ポンプは、そのプ
ラズマ領域に導かれる少なくとも１つの反応ガス成分の
全てをほとんど除去するようＯこ適合される。第二のチ
ャンバ・ポンプは、そのプラズマ領域ζこ導かれる少な
くとも１つの付加的な反応ガス成分の全てをほとんど除
去するように適合される。第二の排気ポンプは、スイー
プ・ガスを回収するためζこ、ガス・ゲートの後端に隣
接して配置することができる。

ガス・ゲートは、通路を介して移動する磁気的に吸引す
る基板の層ζこ形成されない側を、基板の層状側ζこ物
理的に接触せずに１通路の上方及び下方の壁の一方と摺
動接触するように適合された機構を付設することによっ
て改良され、通路の上方壁と下方壁との間の距離は、層
状の基板を通路の上方壁及び下方壁の他方と表面接触さ
せずＯこ減少される。減少しｆこ通路の開口は、第二の
デボジシ（１８） ヨン・チャンバから隣接の第一のデポジション・チャン
バへの反応ガス成分の逆流を減少させる。

磁性基板Ｏこ接触する通路壁は、低い摩擦で、低い熱伝
導性のボロシリケート・ガラス・シー１・が好ましい。

この基板は、磁性材側から形成され、そして複数の非磁
性スペーサによって相互に分離された複数のセラミック
磁石（こよって与えられる磁界Ｏこよって、ガラス・シ
ートと摺動接触する。

本発明のこれら及び他の目的、−利点は、図面、特許請
求の範囲、発明の詳細な説明から明らかになるであろう
。

従って、本発明の第一の目的は、デポジション装置の一
方のチャンバから隣接のチャンバへのガスの逆流を実質
的ζこ減少させるための改良されたガス・ゲートを提供
することである。ガス・ゲー）・は、比較的狭い通路を
備え、この通路を介して、基板は、第一の層が基板の一
方の側にデポジットされる第一のチャンバから、第二の
層が第一の層にデポジットさ扛る第二のチャンバに移動
する。

通路は、一対の細長い、対向する上部及び下部の壁と、
一対の比較的短い対向する側壁とで画成される。第一の
チャンバは、そこに少なくとも１つのガスを導くための
装置を備え、第二のチャンバはそこζこ少なくとも１つ
の付加的なガスを導くための装置を備え、それらのチャ
ンバからカー１ｉＥｌｌＦ気するため（こチャンバと関
連する装置がある。改良されたガス・ゲートは、通路（
４３）　Ｔ−介して移動する基板（１１）の層状ζこ形
成されない＠０を細長い通路壁の一方（４，ｓ　ａ　）
と摺動接触させるための装置（７２）を備え、層状の基
板表面を細長い通路壁の他方（４３ｂ）と接触させない
ように上方（４８ａ）及び下方Ｃ４８ｂ　）の通路壁と
の間の距離を減少させ、ガス・ゲート通路（４３）を介
して第二のチャンバ（３０）からガスが逆流するのを防
止することを特徴としている。

本発明の第二の目的は、一対の隣接するデポジション・
チャンバを接続するように適合された改良されたガス・
ゲートを提供することであシ、ガス・ゲートは比較的狭
い通路を備え、この通路を介して、基板材料のウェブは
、ドープ処理されたアモルファス・シリコン・アロイ層
が基板の一方の１則にデポジットされる第一のデポ・ジ
ション・チャンバから、真性のアモルファス・シリコン
・アロイ層が第一の層にデポジットさ扛る第二のデボジ
ンヨン・チャンバＯこ連続的Ｏこ給送される。通路は、
一対の横方向に細長い対向する上方及び下方壁と、一対
の対向した比較的短い側壁と、によって画成される。改
良され１こガス・ゲートは、通路（４３）を介して移動
する基板材料のウェブ（１１）の層状に形成されない１
０を細長い壁（４３ａ、４３ｂ）の一方と摺動接触させ
るために磁界を生成するように適合された装置（７２）
を備え、通路（４３）を介して移動する基板材料のウェ
ブ（１１）の層状に形成された面を細長い通路壁の他方
（４；ｌ）と接触させないようＯこ、細長い通路壁（４
３α）の間の距離を減少させることを特徴としている。

本発明を図示実施例に従って以下詳細に説明する。

■、光光起電力ビイピ ー１図を参照すると、アモルファス半導体アロ（２１） イをそれぞれ備えた連続的なｐ−１−ｎ層から形成され
るタンデム又はカスケード形の光起電力デバイス１０が
示されている。本発明の改良されたガス・ゲートが開発
されたのは、アモルファス・アロイ層が連続的な離隔さ
れたデポジション・チャンバ内で基板材料の移動ウェブ
上に連続的にデポジットされる、このタイプの光起電力
デバイスを製造するためである。

特に、第１図は、太陽電池１２（ＩＬ、１２ｂ、１２Ｇ
のような複数のｐ−１−ｎ形光起電力デバイスを示す。

最下位のセル１２αの下方は基板１１であシ、この基板
は、透明でもよく、或いは金属表面加工した箔でもよい
。ある種の応用では薄い酸化物層及び／又は一連のベー
ス接点を、アモルファス材料の適用に先立って必要とす
るが、この応用のために、用語”基板″は可撓性の膜に
限らず、予備処理によって添加される任意の元素も含む
。最も普通の基板材料１１は、ステンレス鋼、アルミニ
ウム、タンタル、モリブデン、又ハクロームである。

（２２） セル１２　　　　　　１２ｃの各々は、少なくトモンリ
コ　　　　　　含有するアモルファス・アロイ・ボデ、
　　　　Σれる。各アロイ・ボディーは、ｎ形伝導性領
域又は層２０ａ、２０ｂ、２０Ｃ；真性領域又は層１８
ａ、１８ｂ、１８Ｃ；ｐ形伝導領域又は層１６α、１６
ｂ、　　１６ｃ：ｆ備えている。図示のようζこ、セル
１２ｂは中間セルであり、第１図に示されたようＯこ、
付加的な中間セルは、本発明の精神又は範囲から逸脱せ
ずに、図示セルの頂部にスタックできる。！、た、タン
デム形ｐ−１−ｎセルが図示されているが、本発明のガ
ス・ゲートは、基板にｎ形及びｐ形層をデポジットする
順序を単に反転することＯこよって、タンデム形ｎ−１
−ｐセルを製造するよう０こ適合される多チャンバ装置
に使用するために適合さ扛る。

セル１２ａ、１２Ｌ１２ｃの各ｋｌコ関シテ、ｐ形層は
、光吸収、高伝導性アロイの層によって特徴づけられる
。真性アロイ層は、太陽光応答に対する調整された波長
閾値、高い光吸収性、低い暗伝導性、高い光伝導性、に
よって特徴づけられ、特別のセルの応用に対するバンド
・ギャップヲ最適にするために十分な量のバンド・ギャ
ップ調整元素を含む。真性層は、最低のバンド・ギャッ
プを有するセル１２α、最高のバンド・ギャップを有す
るセル１２Ｃ１他の２つの間のバンド・ギャップを有す
るセル１２ｂ、を与えるために、バンド・ギャップを調
整される。ｎ形層は、低い光吸収性、高い伝導性アロイ
層Ｑこよって特徴づけられる。ｎ形層の厚さは、約２５
〜１００７￥の範囲とすることができる。バンド・ギャ
ップ調整されたアモルファス真性アロイ層の厚さは、約
２０００〜ａｏｏｏｕの間とすることができる。ｐ形層
の厚さは、５０〜２００Ａの間とすることができる。

正孔の比較的短い拡散長により、ｐ形層は一般に可能な
限り薄くする。更ζこ、最外層、ここではｎ形層２０ｃ
は、可能な限り薄くして、光の吸収を回避し、バンド・
ギャップ調整元素を含まない。

半導体アロイ層のデポジションζこ続いて、別のデポジ
ション・ステップが別の環境で、或いは連続的製造装置
の一部として実行可能であるということが理解されるべ
きである。このステップＱこおいて、ＴＣＯ（透明導電
酸化物）層２２が付加され、この層は、例えば、インジ
ウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、第二スズ酸カドミウム（
Ｃｄ２ＳｎＯ４）、又はドープ処理された酸化スズ（Ｓ
ｎ（Ｊ）２）である。

電極グリッド２４がデバイスζこ付加されるが、十分に
小さい面積を有するタンデム・セルに対して、ＴＣＯ層
２２はほぼ十分に導電性であり、グリッド２４は不要で
ある。タンデム・セルが十分に大きな面積のものである
か、或いはＴＣＯ層２２の導電性が不十分であると、グ
リッド２４は、層２２上に設けられ、キャリヤ・パスを
短くし、その導電効率を増加させる。

■、多ダグロー放電デポジションチャンバ第２図を参照
すると、前述された、タンデム光起電力セルの連続的製
造用の多グロー放電チャンバ・デポジション装置２６が
図示されている。装置２６は、複数の分離したデポジシ
ョン・チャンバを備え、各チャンバは、本発明の原理（
こ従って、ガス・ゲーＨこよって相互に接続される。

（２５） 装置２６は、基板材料１１のデポジション表面上にｐ−
１−ｎ構造を有する高いボリームの大面積のアモルファ
ス光起電力セルを製造するよう（こ適合され、基板材料
は、基板供給コア１１ａがら基板巻取りコア１１ｂ（こ
連続的に給送される。ｐ−１−ｎ構造のタンデム・セル
を製造するために必要なアモルファス・アロイ層をデポ
ジットするために、装置２６は、少なくとも１つの３つ
組のデポジション・チャンバを備え、各３つ組は、ｐ形
伝導性アモルファス・アロイ層が、基板１１が通過する
とき（こ基板１１のデポジション表面にデポジットされ
る第一のデポジション・チャンバ２８；基板１１が通過
するとき（こ、真性アモルファス・アロイ層が基板１１
のデポジション表面上のｐ形アロ・１層上にデポジット
される第二のデポジション・チャンバ３ｏ；基板１１が
通過するときに、ｎ形伝導性アロイ層が基板１１のデポ
ジション表面上の真性層上にデポジットされる第三のデ
ポジション・チャンバ３２；よす成ル。

以下の事項が明らかである。（１）１つの３つ組の（２
６） デポジション・チャンバが記述されたが、任意数のアモ
ルファス層を有する光起電力セルを製造する能力を有す
る機械を提供するために、付加的な３つ組又は付加的な
個々のチャンバを機械Ｏこイ」設できる。（２＋本発明
のガス・ゲートは、２つの隣接するチャンバ間でのガス
の逆流又は混合汚染の防止が必要とされるこれらのチャ
ンバを使用する環境で適用される。（３）好適な実施例
において、基板材料は磁性材料の連続状ウェブとして図
示され且つ記述されたが、本発明の概念は、複数のデポ
ジション・チャンバを介して連続的に供給できる別々の
磁性基板上に連続的な層をデポジットするためζこ適用
できる。（４）個々のデポジション・チャンバを介する
基板の移動するパスの長さはチャンバ内でデポジットさ
れるｐ形又は真性又はｎ形層の厚さくこ比例するので、
個々のデポジション・チャンバを介する基板の移動する
パスの長さは、基板上に所望の厚さの層をデポジットす
るために増加され、或いは減少される。（５）図示され
ていないが、他のチャンバ（例えば光起電力デバイスの
最上位のドーパンｌ上にＴＣＯ層を付加するためのチャ
ンバ）を本発明の磁性ガス・ゲートによってクロー放電
装置２６ｉこ接続できる。

装置２６がタンデムｐ−１−ｎ又はｎ−１−ｐ形光起電
力セルを製造するために使用されると、伺加的な３つ組
のデポジション・チャンバカ第２図に示された３゛つ組
のデポジション・チャンバに接続される。これらの実施
例において、装置２６は更（こ、第三のデポジション・
チャンバ３２を流れるｎ形反応ガス混合物と、引き続く
３つ組の第一のデポジション・チャンバを流れるｐ形反
応ガス混合物とを分離するための中間チャンバ（図示せ
ず）を備える。

３つ組の谷デポジション・チャンバ２８．３０．３２は
、磁性基板１１へのグロー放電デポジションによって、
単一のアモルファス・シリコン・アロイをデポジットす
るように適合される。この目的のために、各デポジショ
ン・チャンバ２８．３０．３２は、それぞれ、カソード
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ；ガス供給導管３６ａ、８６ｂ
、３６ｃ；高周波発生器３８ａ、３８ｂ、３８Ｃ；複数
の輻射熱素子４０ａ、４０ｂ、４０Ｃ；を備えている。

供給導管３６ａ〜３６Ｃは、各カソード３４ａ〜３４ｃ
に関連１〜、カソードと移動する基板１１との間の各デ
ポジション・チャンバ２８．３０．３２で生成されるプ
ラズマ領域に反応ガス混合物を与える。磁性基板材料の
供給コア１１ａは第一のデポジション・チャンバ２８内
で回転するように図示され、基板材料の巻取りコア１１
ｂは第三のデポジション・チャンバ３２内で回転するよ
う（こ図示されているが、供給コア１１α及び巻取りコ
ア１１ｂは、本発明の精神又は範囲を逸脱せずに、図示
の３つ組チーＶンバに接続される他のチャンバ内に配置
できる。

高周波発生器８８ａ〜３８Ｃは、カソード８４ａ〜３４
Ｃ１輻射ヒーター４０ａ〜４０Ｃ１及び接地された基板
１１と関連１７て動作し、デポジション・チャンバ２８
．３０．３２４こ入る元素の反応ガスをデポジション種
ζこ解離することによって、プラズマ領域を形成する。

次Ｏこ、デポジション種（２９） は、アモルファス・シリコン・アロイ層として基板１１
上ζこデポジットされる。

第１図に示された光起電力セル１０を形成するために、
ｐ形アモルファス・シリコン層は、デポジション・チャ
ンバ２８内で基板１１上にデボジン１−サレ、真性のア
モルファス・シリコン・アロイ層は、デポジション・チ
ャンバ３０内でｐ形層上にデポジットされ、ｎ形アモル
フ゛アス・シリコン・アロイ層は、デポジション・チャ
ンバ３２内で真性層上にデポジットされる。その結果、
装置２６は、基板１１上に少なくとも３つのアモルファ
ス・シリコン・アロイ層をデポジットし、デポジション
・チャンバ３０内でデポジットされた真性層は、ドーパ
ント又はドーピング種として以下に参照される少なくと
も１つの元素が存在しないことによって、デポジション
・チャンバ２８及び３２内でデポジットされる層とは組
成が相違する。

磁性基板ｌｌ上にデポジットされるアロイ層は、相当に
高い効率の光起電力デバイス１０を製造するために高純
度のものである。従って、真性アロ（３０） イ層を形成するためＯこ真性ガスのみを導いた真性デポ
ジション・チャンバ３０を、ドーピング種ガスが導かれ
るドーパント・デポジション・チャンバ２８及び３２か
ら分離するための装置を提供することが必要である。こ
の分離は、デポジション・チャンバ３０内の真性ガスと
ドーパント・デポジション・チャンバ２８及び３２内の
ドーピング種ガスの濃度で少なくとも１０３の比率を与
えるの（こ十分でなければならないが、分離が大きい程
、デバイスの効率はよい。

１１ｒ、ガス・ゲート 本発明Ｏこよれば、真性デポジション・チャンバ３０内
の真性ガスの、ドーパント・デポジション・チャンバ２
８及び３２内のドーピング種ガスからの必要な分離は、
真性デポジション・チャンバ３０からドーパント・デポ
ジション・チャンバ２８及び３２のいずれかへの二方向
の流れ（矢印４４の方向）を与えることによって、一部
達成される。第２図から明らかなように、真性デポジシ
ョン・チャンバ３０は、スロット４２α及び４２ｂで図
示されたガス・ゲートによってドーパント・デポジショ
ン・チャンバ２８及び３２と連通しており、これらのス
ロットは、基板１１が供給コア１１ａからデポジション
・チャンバ２８．３０及び３２８介して巻取りコア１１
ｂｉこ連続的ζこ移動するときＯこ、この基板が通路４
３を介して移動できるようζこ寸法が決められる。従来
、ガス・ゲート４２　ａ及び４２ｂの寸法は、ドーパン
ト・デポジション・チャンバ２８及び３２から真性デポ
ジション・チャンバ２８へのドーピング種ガスの逆拡散
又は逆流を防止するために可能な限り小さく選択され、
一方、この寸法は、同時に、層状に形成された基板表面
が通路壁によってスクラッチされずζこ通過するのに十
分な大きさに選択された。

従って、４２ａ及び４２ｂのようなガス・ゲートの設計
は、比較考量の問題である。ガス・ゲートを介する通路
は、（υ基板１１の層状に形成された表面が接触せずに
通過し、（２）真性デポジション・チャンバ３０からの
反応ガスの拡散又は逆流を防止する、のに十分な大きさ
でなければならない。

本発明が目的としているのは、層状に形成された基板表
面を損傷せずにガス・ゲートの通路の寸法を最小にする
ことである。本発明はドーパント・アロイ成分による真
性アロイ層の汚染の防止（こ主に関連しているが、ドー
パント・アロイ層はｌた、例えば（１１Ｔ　Ｃ０層が最
上位のドーパント層上にデボジットされ、或いは（２）
磁性基板材料がデポジション・チャンバＯこ入るのζこ
先立って浄化される、隣接のチャンバとドーパント・デ
ポジション・チャンバとを接続するためζζ本発明の磁
性ガス・ゲートヲ使用することζこよって、汚染から保
護される。磁性ガス・ゲートの使用はまた、これら他の
チャンバ内の基板のワツフリンクを防止するようＱこ機
能する。

真性デポジション・チャンバ３０からガス・ゲート４２
α及び４２ｂを介するドーパント・デポジション・チャ
ンバ２８及び３２への真性反応ガスの拡散を防止するた
めに、ｐドーパント・デポジション・チャンバ２８及び
ｎドーパント・デボ（３３） ジション・チャンバ３２は、真性デポジション・チャン
バ３０よりも低い内部圧に維持される。

この目的のために、各デポジション・チャンバは、自動
スロットル弁、ポンプ、マノメータ（図示せず）を備え
ている。各スロットル弁は、デポジション・−チャンバ
からの過度の且つ費やされたデポジション成分を排出す
るためＱこ、各デポジション・チャンバと各ポンプに接
続される。各絶対マノメータは、前記デポジション・チ
ャンバ内の圧力全制御するため（こ、各デポジション・
チャンバ及び各スロットル弁に接続される。特に、ドー
パント・デポジション・チャンバ２８及び３２内の圧力
は、約０．５５　トルに維持されるのが好ましく、真性
デポジション・チャンバ３０内の圧力は約０．６トルに
維持されるのが好ましい。従って、圧力差がドーパント
・デポジション・チャンバ２８及び３２と真性デポジシ
ョン・チャンバ３０との間ζコ与工られて維持され、真
性デポジション・チャンバ３０を介する実質的に一方向
のガス流を与える。

本発明の好適な実施例ζこよれば、真性ガスは、（３４
） ３つのデポジットされるアモルファス・シリコン・アロ
イ層が得られる真性の出発物質を含む。例えば、真性の
出発ガスは、四フッ化ケイ素Ｃ３ｉＦ４）及び水素ガス
、四フッ化ケイ素及びシラン・ガス（Ｓ　Ｚ＃４）、四
フッ化ケイ素ガスのみ、或いはシラン・ガスのみ、を含
み得る。真性出発物質ガスは、４ｇ：ａ６ｂｔこ、従っ
て真性デポジション・チャンバ８０に放出され、その割
合は、スイープ・ガスが導ひかれる割合と協同して、＋
１１ガス・ゲー）４２１１Ｌ及び４２ｂを介する一方向
の流れを保証し、（２）ドーパント・デポジション・チ
ャンバ２８及び３２内に真性ガスを維持し、（８）真性
デポジション・チャンバ３０へのドーパント・ガスの逆
流又は拡ｉｆ実寅的ζこ防止する、ものである。

ドーパント・デポジション・チャンバ２８及び３２内で
ｐ又はｎ形アロイ層を生成するのに必要とされるドーピ
ング種ガスは、それぞれ導管３６α及び３６Ｃを介して
導ひかれる。ｐ形アロイ層を生成するためにｐドーパン
ト・デポジション・チャンバ２８内で必要とされるドー
ピング種ガスの濃度は約０．１原子パーセントである。

このドーピング種ガスは、例えば、ジボラン・ガス（Ｂ
２１１６）の形態で縛びかれるホウ素である。増加した
バンド・ギャップを有するｐ形アロイ層を生成するため
に、窒素、炭素又は酸素のような元素も導入できる。

ｎ形アロイ層を生成するためにｎドーパント・デポジシ
ョン・チャンバ３２内で必要とされるドーピング種ガス
の濃度は、約０．０５原子パーセントである。このドー
ピング種ガスは、例えば、ホスフィン・ガスとして導ひ
かれるリン、又はアルシン・ガスとして導びかれるヒ素
である。

好適な実施例において、水素、アルゴン、又は他の不活
性ガスのようなスイープ・ガスは、ガス・ゲート４２ａ
及び４２ｂの先導側（真性デポジション・チャンバ側）
で導入される。スイープ・ガスは、それぞれ導管３７ａ
及び３７ｂを介して前記ガス・ゲート４２ａ、及び４２
ｂｌこ隣接する真性チャンバ３０に入り、これらの導管
３７ｃＬ及び３７ｂは、基板材料１１の磁性ウェブの両
側にスィーブ・カスを向けるための孔（図示せず〕を備
えている。ドーパント・チャンバ２８及び３２と真性チ
ャンバ３０との間の圧力差（こより、不活性ガスは、ガ
ス・ゲート４２α及び４２ｂの通路４３を横切って一方
向にスイープされる。導管８６ｂを介して真性チャンバ
３０１こ導入される真性反応ガスの実質的なパーセンテ
ージは、チャンバ３０のプラズマ領域付近でガスを導入
し又は回収することによって前記領域に制限されるのが
好ましい。同様の方法で、ドープ処理層をデポジットす
るのに必要な反応ガス成分の実質的なパーセンテージは
、導管３６ａ及び８６ｃ）ｉそれぞれ介してドーパント
・チャンバ２８及び８２に導入される。ドーパント・ガ
スはまた、ドーパント・チャンバのプラズマ領域付近で
反応ガス混合物を導入（〜又は回収することＯこよって
、前記プラズマ領域に実質的に制限される。不活性ガス
がガス・ゲート４２ａ及び４２ｂを介して各ドーパント
・デボジンヨン・チャンバ２８及び３２に導びかれた後
に、前記不活性ガスは、ガス・ゲート４２ａ及び４２ｂ
の端（ドーパント・チャンバ）側付近で実質的に６回（
３＋７） 収され、或いは、ドーパント反応ガスと共に排気される
。いずれにしても、スイープ・ガスは、ドーパント・デ
ポジション・チャンバ２８及び３２から真性デポジショ
ン・チャンバ３０へのドーパント・ガスの逆流又は拡散
を実質的ζこ防止するために、付加的な手段として作用
する。

第３図は、好適なガス・ゲート構造４２の拡大断面図で
ある。第３図のガス・ゲート４２は、典型的なガス・ゲ
ートにおける既知の部品の一般的な配列を例示したもの
に過ぎず、当該ガス・ゲートの既知の構成要素の全てを
示すものではない。

本発明の要旨を形成する磁性素子にのみ関連して詳細に
説明する。

特に、ガス・ゲート４２は、下方ブロック４４と上方ブ
ロック４６より成り、その先端（こは、横方向に伸長さ
れた円筒状のローラ部材４８が固設される。円筒状のロ
ーラ部材４８の長さは、少なくとも、多チャンバ装置２
６を通過する基板材料１１の磁性ウェブの幅と同じ幅で
あるのが好ましく、それにより基板１１の全幅が円筒状
ローラ表（３８） 而の円周の一部（こ接触する。複数のローラ・ベアリン
グが円筒状ローラ部材４８の回転摩擦を実質的になくす
ために設け−Ｃもよい。円筒状ローラ部相４８は、下方
ガス・ゲート・ブロック４４の頂面と上方ガス・ゲート
・フロック４６の切片部との間に形成される比較的狭い
スロット又は通路４３を介して基板材料１１の磁性ウェ
ブを案内するために適合される。ガス・ゲートの真性デ
ポジション・チャンバ側からカス・ゲートの隣接するド
ーパント・デポジション・チャンバ側への不活性スィー
ブ・ガスの一方向の流れを与えることによって、隣接す
るデポジション・チャンバ２８及び３０のそれぞれに導
入されるｐ形及びｎ形ドーパント・ガスの逆流又は拡散
によって生ずる真性デポジション・チャンバ３０の実質
的な汚染が実質的に防止される。

好適な実施例はガス・ゲ−１・４２の前端に隣接して回
転可能（こ設けられた単一のローラ部材４８を使用して
いるが、基板材料１１のウェブ（こ対する別の案内を与
えるために、ガス・ゲートの終端に第二のローラ部材を
回転可能に設けることもできる。

ガス・ゲート・スリット又は通路４８は断面構造がほぼ
矩形であり、上方壁４３ａ１下刃壁４．３　ｂ　。

２つの側壁４８Ｃ１によって画成される。前述のように
、側壁４８ｃは、通路４８を介するガスの逆流又は拡散
を最小とするために出来る限り短くすることが好ましい
。この目的を達成するために、通路４・８の上方壁４８
ａは、低い表面摩擦抵抗と低い熱伝導率の特性を示す比
較的堅い材料から形成される。好適な実施例において、
”ｐｙＲｇｘ″′（８２０’Ｃの軟化点、通常２８０℃
の上方作用温度、１２０のスフレロスコープ硬度、を有
するボロシリケート・ガラスに対するＣｏｒｎｉｎｇ　
ＧｌａｓｓＷｏｒｋｓ　　の登録商標）のような、硬化
ガラスは、必要とする特性を示し、従って、上方通路壁
４．８ａを作成するために使用される。好適な実施例に
おいて、上方壁４３ａは低い表面摩擦抵抗及び低い熱伝
導率を有する材料から形成されたが、（その理由は、上
方壁４３ａの表面が基板１１０層状に形成されない側に
接触するためである。）下刃壁４．８ｂもまた、（層が
基板１１の上面にデポジットされた場合には）本発明の
精神又は範囲から逸脱せずに、形成することができる。

別の好適な実施例として、本発明の磁性ガス・ゲートは
また、（図示された水平のカソードよりむしろ）垂直に
配向されたカソード部材と共に使用するために適合でき
る。垂直のカソード部材により、ガス・ゲートのいずれ
かの壁は、本発明の範囲から逸脱せずに、低い摩擦で低
い熱伝導率の材料から形成できる。

第３図及び第５図を参照すると、ガス・ゲート４２の通
路４８を介して移動する基板１１の磁性ウェブが図示さ
れている。特に、第５図は、通路４８の上方ガラス壁４
８αと摺動接触する基板材料１１のウェブを示している
。約にインチ（約０．８２ｃｒＩＩ）の小さな半径の曲
面４５が上方ガラス壁４８αの先端に形成されることに
留意されたい。

曲面４５の目的は、壁４８αの先端が基板材料■１のウ
ェブを切損するのを更に防止することである０ 前述のように、通路４Ｂは、上カブロック４６（４１） 内の凹部６４によって部分的に形成され、そこには基板
１１をガラス・シート６２の下面と摺動接触させるよう
に適合された複数の要素が設けられ］。

る。更に詳細には、フインチ（約０．６３５ｍ）厚×１
６−インチ（約４１．９ｃｆｎ）幅×７百百ンチ（約１
９．０ｃｒｎ）深さのアルミニウム板が初めに凹部６４
に設けられ；次に、８０４ステンレス鋼の１６インチ（
約４０．６ｃｆｎ）幅×８インチ（約２０．８ｚ）深さ
×百インチ（約０．９５ｃ！ｎ）厚の包体６８がアルミ
ニウム板６６に接して凹部６４内に設けられ；最後に、
７インチ（約０．６３５　ｔｙｎ　）厚×１６インチ（
約４０．６ｃｒｎ）幅×８インチ（約２０．８　ｃｍ　
）深さのガラス板６２が包体６８に接して凹部６Φ内に
設けられる。一対の細長い百インチ（約０，８２ｔＭ）
のスペーサ７０は、（１）通路４３の側壁４３ｃを形成
し、（２）通路の開口の深さを調整する。スペーサの好
適な高さは百インチ（約０．３２ｃ１ｎ）であるが、高
さ寸法は、実際には、５インチ（約０．１６ｃｒｎ）程
度の小さい値まで減少された、ということに留意すべき
である。

（４２） コ 百インチ（約０．３２　ｃｍ　）の好適な高さ寸法は、
従来の開口が約７インチ（約０．６３５ｃｔｎ）より小
さくなかったので、通路開口の極めて十分な減少を示し
ている。明らかなように、深さ寸法が減少すると、通路
４８を介してドーパント・デポジション・チャンバ２８
及び８２から逆流又は拡散するドーパント・ガスの量は
相応して減少する。本発明により可能となるにインチ（
約０．ｆ１５（１））から基インチ（約０．１６ｍ）ま
での通路開口の寸法の減少により、ｐドーパント・デポ
ジション・チャンバ２８又はｎドーパント・デポジショ
ン・チャンバ８２から真性デポジション・チャンバ３０
へ逆流又は拡散する汚染が少なくとも↓ｏ。

の因数で減少することが判明した。

前述のことから、デポジションに必要とされる高い操作
温度及び温度変化でほぼ平坦のままである材料から通路
４８の上方壁４３ａを形成する重要性が明らかである。

上方壁４３αの表面が本質的に温度の変動により彎曲す
ると、（１）磁性基板１１の層状に形成された表面の部
分は、それが通（４３） 路を通過するときに、通路４３の下方壁４３ｂに接触し
、それによって、そこにデポジッＩ・される１又はそれ
以上のアモルファス層が破損し、それから製造される光
起電力デバイスの効率が相応に影響を受け、（２）上方
壁Φ３ａに対して吸引される磁性基板］■は、その表面
に順応し、波状又は彎曲した基板構造を生じさせ、その
上に平坦でない半導体層がデポジットされ、それはまた
光起電力デバイスの効率を低下させる。従って、高い操
作温度の下で実質的に平坦のままとなるように、上方壁
４３ａが形成される材料は比較的堅いという特性が更に
必要である。

ステンレス鋼の包体６８の内側には、複数の磁石７２が
複数の水平及び垂直に配列された磁石セパレータ７Φに
よって行列状に配列される。磁石７２は、セラミック材
料から形成されるのが好ましく、その理由は、セラミッ
ク材料が、高温で安定であり、強い磁界を発生する軽量
で比較的低廉な磁石を形成するためである。磁石７２は
、好適な実施例では、１インチ（約２．５４．ｚ）幅ｘ
２イ（４４） ンチ（約５．０８　ｃｍ　）長の矩形の士ラミック・バ
ーとして示されているが、磁石７２は、セラミック利料
或いは任意の特定の寸法又は構造のいずれにも限定され
るものではない。磁石７２は、デポジションに使用され
る高い操作温度で強い磁界を与えることが可能であるこ
とが必要であるに過ぎない。複数の磁石が全磁界を発生
するのに使用されるのが好ましい。この理由は、最大磁
束がバー磁石７２の両端で発生され、従って、使用され
る磁石が多い程、吸引力が大きくなり、磁界が均一とな
るからである。

磁石セパレータ７４は、−インチ（約０．１６ｃｒｎ）
６ 厚のアルミニウム板のような、はぼ平坦で細長い非磁性
要素である。セパレータ７４は、磁界の均一性を強める
ために複数の磁石７２と協働する。

好適な実施例において、全部で６４個の１インチ（約２
．５４α）×２インチ（約５．０８個）のセラミック磁
石７２は、周辺磁石７２の両端が通路４３を介して移動
する基板材Ｉ’ｌｌｌの磁性ウェブの端部と一致して終
るように非磁性セパレータ（４５） ？４によって離隔される。磁性基板１１に関連して磁石
７２を配列することによって、ここに開示された発明の
概念は、基板がガス・ゲート４２を介して移動するとき
に、基板１１の中心をとるために、磁界を使用する付加
的な利点を提供する。

上方ブロック４６は、予め配列されたパターンで磁石７
２及びセパレータ７４を保持するように適合された２片
保持器８４（第４図参照）を備えている。保持器８４の
頂部は、複数のネジ８６によってその側部と協働する。

前述の磁性ガス・ゲート４２によって達成される更に顕
著な利点がある。円筒状ロール部材４８は、上方通路壁
４３（Ｚの下方約０．０２インチ（約０．０５　ｃｍ　
）にガス・ゲート４＋２の通路４８を介して移動する基
板材料１１のウェブを位置決めするために回転可能に支
持される。基板１１がテンション状態に維持されるとい
う事実に拘らず、基板１１は、それが受ける高い操作温
度のために、その長さを横切って或いはその長さに沿っ
て彎曲又は突出する望ましくない固有の傾向を呈する。

これは、不均質な層が基板上にデポジットされる可能性
を生じさせる。本発明のように、磁界を展開することに
よって、基板材料１１のウェブは、上方通路壁４３ａに
接触するように磁界によって上方に吸引されることによ
って、比較的大きなテンションの下に保持される。この
付加的なテンションは、基板材料１１のウェブの曲がり
を実質的に減少させ、従って、その上に均一な層がデポ
ジットされる。

ガス・ゲート４２の下方ブロック４４の頂面ば、通路４
８の下方壁４８ｂを形成する。また下方ブロック４４に
は細長い加熱素子（図示せず）を収納するための複数の
穴７６が設けられ、その正確な数は、各素子のパワー及
び所望の温度に依存し、基板が通路４８を通過するとき
に、基板１１はその温度に維持される。ガス・ゲート４
２の下カブロック４４及び上方ブロック４６は、パネル
８０α及び８０ｂにそれぞれ複数の孔７８を備え、これ
らのパネルはガス・ゲート４２をデポジション・チャン
バに設置するために使用される。更に、ポート８２は、
凹部６４との連通を達成するために上方ブロック４６と
アルミニウム板６６へのアクセスを与える。この方法で
、磁性ガス・ゲート装置が挿入された後に、四部６４を
前述のようなスィーブ・ガスでスィーブでき、ポート８
２は、十ラミック磁石７２によってデポジション・チャ
ンバの汚染を防止するためにプラグ８８によってシール
できる。

ＴＶ操作 操作において、基板材料１１の磁性ウェブは、テンショ
ンの下で、供給コア１１αから以下を介して導かれる。

（１）１６αのようなｐアロイ層がウェブの下側にデポ
ジットされるｐドーパント・デポジション・チャンバ２
８　；　（２）第一のガス・ゲート４２　（Ｌ　７　（
ａ）１８αのような真性アロイ層がｐ層上にデポジット
される真性デポジション・チャンバ３０；（４）第二の
ガス・ゲート４２ｂ；（５）２０ｃＬのようなｎアロイ
層が真性層上にデポジットされるｎドーパント・デポジ
ション・チャンバ８２　；　（６）最後に巻取リコア１
１／）での巻回。ガス・ゲート４２ａ及び４２ｂは、真
性デポジション・チャンバ８０に隣接するドーパント・
デポジション・チャンバを接続し、一方、ｐドーパント
・デポジション・チャンバ２８及びｎドーパント・デポ
ジション・チャンバ８２から真性デポジション・チャン
バ３０への反応ガスの逆流又は拡散を防止する。ＴＣＯ
層２２をドーパント層２０＜上に設けるような付加的な
プロセスが８つ組のデポジション・チャンバ２８．８０
．８２に接続された付加的なチャンバ内で行われると、
本発明の改良されたガス・ゲート４２がまたこれら付加
的なチャンバと隣接のデポジション・チャンバとの間に
使用され、（１）ドーパント・デポジション・チャンバ
の汚染、ω）磁性基板材料１１の歪、を減少させる。

本発明のセラミック磁石７２によって発生される磁界は
、ガス・ゲート４２内の通路４８を介して移動する基板
材料１１の磁性ウェブ（４８０ステンレス鋼のような材
料から形成）の層状に形成されない側を、上方壁４８α
の表面と摺動接触さく４９） せるように作用する。上方壁４８αは、“”ＰＹＲＥＸ
”（Ｃｏｒｎｉｎｇ　Ｇｌａｓｓ　Ｗｏｒｋｓ　’の商
標）ガラス自シートのような、低摩擦、低熱伝導率の比
較的堅い材料から形成されるので、基板の下側は、有害
な影響を受けない。セラミック磁石７２は、通路４３を
介して移動する基板１１の平面と直角な方向に極めて強
い磁力の均一の磁界を発生させ、基板の前記平面と平行
な方向に比較的弱い磁力を与える。

それによって、基板材料１１の磁性ウェブは、（１）ガ
ラス・シート４８αの表面に対して同時的に吸引され、
他方（２）基板が通路４３を通過するときに、それに対
して摺動する。

磁性基板１１を特別に形成された通路４８の上方壁４．
８ａと摺動接触させることによって、磁石７２は通路開
口の幅を減少させる。換言すると、層状に形成されない
基板の表面の破損を防止するために、特別な構成が不要
となり、通路開口の幅が減少すると、ドーパント・デポ
ジション・チャンバからのドーパント・ガスの逆流又は
拡散が相応して減少し、それによって、真性層の汚染が
実（５０） 質的に減少し、効率のよい光起電力デバイスを力える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、複数のｐ−１−ｎ形セルより成るタンデム形
光起電力デバイスの断面図であり、セルの各層は、本発
明の原理に従って、アモルファス半導体アロイから形成
される。 第２図は、第１図に示された光起電力デバイスを連続的
に製造するために適合された多チャンバ・グロー放電デ
ポジション・システムの概略図である。 第８図は、本発明によるガス・ゲートの上カブロック内
の凹部内のセラミック磁石の配列を示す磁性ガス・ゲー
トの部分断面図である。 第４図は、本発明に有効に利用される磁界を発生させる
のを補助するセパレータを仮想線で示した第３図のガス
・ゲートの平面図である。 第５図は、本発明のガス・ゲート通路を介して移動する
基板材料のウェブの示し、上方のガス・ゲート壁の構造
を示す図である。 〔符号説明〕 ｌＯ：光起電力デバイス １２（Ｚ、１２ｂ、１２Ｃ：太陽電池　１１：基板２６
：多グロー放電チャンバ・デポジション族Ｍ２８．８０
．３２：デポジション・チャンバ４ｚａ、　４ｚｂ　：
ガス・ゲート　４８二通路７２：磁石　？４＝非磁性ス
ペーサ ％　許出ｉ　人　　エナージー・コンバージョン・デバ
イセス・インコーポレヘテッド ＝ ３５１ ＦＩＧ、　４ 手続補正書 １、事件の表示 昭和！δ年特許願第　　７１ｓ４　号 ２、発明の名称 先−凋し寂カブ”７ぐ４人魁れ曳」反￥１ｆ１ｔｙ＋ヵ
″ヌ、ゲ゛−トロ、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 ４、代理人

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　あるチャンバから隣接するチャンバへのガス
   の逆流を実質的に減少させるための改良されたガス・ゲ
   ートにおいて、前記ガス・ゲートは比較的狭い通路を備
   え、該通路を介して基板は、第一の層が前記基板の一方
   の側にデポジットされる隣接するチャンバの第一のチャ
   ンバから、第二の層が前記第一の層上にデポジットされ
   る前記チャンバの第二のチャンバへ移動し、前記通路は
   、対向する細長い上方及び下方壁と対向する比較的短い
   壁とζこよって画成され、前記第一のチャンバは、少な
   くとも１つのガスをその中に導入するための装量を備え
   、前記第二のチャンバは、少なくとも１つの付加的なガ
   スをその中に導入するための装置を備え、更に、前記第
   −及び第二のチャンバから前記ガスを排気するための装
   置が前記チャンバに関連して設けられ、前記改良された
   ガス・ゲート（１） は、 前記通路（４８）を介して移動する基板（１１）の層状
   に形成されない側を、前記細長い通路壁（４３α、４８
   ｂ）と摺動接触させ、層状に形成された基板を他の細長
   い通路壁と接触させないように前記上方及び下方通路壁
   間の距離を減少させ、ガス・ゲート通路を介して第二の
   チャンバ（８０）　カらガスが逆流するのを低下させた
   ことを特徴とする前記ガス・ゲート。
2. （２）　　特許請求の範囲第１項記載の改良されたガス
   ・ゲートにおいて、前記基板（１１）の層状に形成され
   ない側（こ接触する通路壁（４３ａ、４３ｂ）が低摩擦
   、低熱伝導率の材料から形成されることを更に特徴とす
   る前記ガス・ゲート。
3. （３）　　特許請求の範囲第２項記載の改良されたガス
   ・ゲートにおいて、基板に接触する壁（４３ａ、４３ｂ
   ）がボロシリケート・ガラス・シートであることを゛更
   ０こ特徴とする前記ガス・ゲート。
4. （４）　　特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   に記載の改良されたガス・ゲートにおいて、前記（２） 基板（１１〕は磁性材料から形成され、前記基板は、磁
   気吸引力によってガラス・シート（４８ａ、４３ｂ）と
   摺動接触することを更に特徴とする前記ガス・ゲート。
5. （５）特許請求の範囲第４項記載の改良されたガス・ゲ
   ートζこおいて、前記磁気吸引力は、複数の磁石（７２
   ）によって発生されることを更Ｏこ特徴とする前記ガス
   ・ゲート。
6. （６）　　特許請求の範囲第５項記載の改良されたガス
   ・ゲートにおいて、前記磁石（７２）は、複数の非磁性
   スペーサ（７４）によって離間されたことを更に特徴と
   する前記ガス・ゲート。
7. （７）　　特許請求の範囲第４項記載の改良されたガス
   ・ゲートにおいて、前記隣接するチャンバ（２８，３０
   ，３２）は、磁性基板（１１）上にアモルファス・アロ
   イ層（１６ａ−１６ｃ、１８ａ−１８ｃ、２０ｃＬ−２
   ００）をデポジットするよう（こ適合されたことを更ζ
   こ特徴とする前記ガス・ゲート。