JPS59219928A - プラズマcvd装置 - Google Patents

プラズマcvd装置

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Publication number
JPS59219928A
JPS59219928A JP58093770A JP9377083A JPS59219928A JP S59219928 A JPS59219928 A JP S59219928A JP 58093770 A JP58093770 A JP 58093770A JP 9377083 A JP9377083 A JP 9377083A JP S59219928 A JPS59219928 A JP S59219928A
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JP
Japan
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electrode
roll
susceptor
wound
reaction chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP58093770A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Nishiura
西浦 真治
Yoshiyuki Uchida
内田 喜之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd filed Critical Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
Priority to JP58093770A priority Critical patent/JPS59219928A/ja
Publication of JPS59219928A publication Critical patent/JPS59219928A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02524Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532Silicon, silicon germanium, germanium

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は基板の支持体を兼ねる第一電極とそれに対向し
て配置される第二電極との間に電圧を印加してグロー放
電を発生させ、反応ガスを分解して基板上に非晶質半導
体あるいは絶縁物などの薄膜を堆積させるプラズマCV
D装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
非晶質半導体、特に非晶質シリコンを用いる非晶質半導
体太陽電池は、光を直接電気エネルギーに変換する太陽
電池の低コスト化の有力な候補者として研究開発が進め
られている。非晶質シリコン(以下a−8i)太陽電池
は、金属等の導電性基板又は上面に透明導電膜を備えだ
ガラス等の透明絶縁性基板上に、例えばp型層−8置層
、ノンドープミー8置 μm、数百A形成することによシ、pin接合を有する
a−8置層を光起電力層として形成したものである。こ
れらの各層において,p型層、n型層に光透過性のよい
a−8 iC層、又は伝導性の高い微結晶化a−8i層
を用いて効率を向上させる技術についても周知である。
このa−8置層を形成する装置として第1図に示す容量
結合型グロー放電装置が知られている。容量結合型グロ
ー放電装置は大面積太陽電池の製造に適している。ベル
ジャ1の内部に、ヒ〜り2を備えた電極3がと9つけら
れておシ、その下面に対向して電極4が配置されている
。a−8置層が形成される基板5は,上部電極3にとシ
フけられておシ,ヒータ2によって200〜300℃の
温度に保たれる。ベルジャ1の内部空間はガス導入管6
を介してガス供給ラインに、排気管7を介して排気系に
接続されている。例えばp型a−8i層を形成する場合
、シランガスとジボランガスを適当な分量混合し、管6
を通じてベルジャに導入し。
排気系とつシあわせて1〜10Torrに保持する。外
部から高周波電源8を用いて両対向電極3,4間に高周
波電力を印加し、内部のガスを分解してp型a−8i層
を基板5の上に堆積する。ノンドープ層、n型a−8i
層の形成においても同様な形で適当な組成のガスをダロ
ー放電分解して堆積する。
第2図(a)、(b)に上部電極の拡大図を示す。(a
)は基板5を保持した上部電極3を下から見た図である
。電極3は支持爪9により (a)および断面図(b)
に示すように、ヒータ2を内蔵した支持体・10にとυ
つけられておシ、電極3は支持体10にはめこまれて、
支持爪9によって支えられるようになっている。基板5
は電極3につくられた穴にはめこまれておシ、基板5と
電極3の電気的接触熱的接触を向上させるために、基板
の上側から金属板でおさえられ、固定されている。基板
の表面は電極4に対向し、又電極4に対して露出してい
る。電極3と電極4の間に高周波電圧を印加してグロー
放電を発生させると、電極3、基板5さらに対向電極4
をはじめとして器壁等にa−8iが付着する。
このa−8iが基板以外の部に付着すると、膜生成を重
ねるにつれて、この部分からの膜はがれが生じ、グロー
放電装置内がよごれ、a−8i膜にピンホールが出きた
υ、またa−8i膜の膜質が低下して太陽電池の効率が
低下した。電極3は一回の成長工程終了毎にとシ出し、
清浄化等の処置をとるので問題ないが、電極4、支持体
10、支持爪9あるいは器壁等は、頻繁に付着a−8i
を除去し。
また清浄化の作業をすや必要がある。その際、膜5成長
作業を中断するのみならず、炉の温度を低くするために
時間を要したシ、ふきとり作業、空気はく露等炉自体に
とって好ましくない条件におかれ、さらに清浄作業後も
空焼き等の処置をとる必侠があシ、装置の安定性稼動率
という点でも問題が多かった。
第3図に他の装置の例を示す。この装置は、p型、ノン
ドープ、n型a−8i層を異った反応室で形成し、各層
の成長時において他の層を形成した時の影響を抑えて、
膜の制御性を向上させようというものである。三つの反
応室11,12.13の前後に、基板をサセプタ3に装
着するための前室14と、pin層を形成した基板を取
シ出すための後室15があシ、各室11〜15はパルプ
16を介して排気系に接続されている。サセプタ3は第
4図に拡大して示したように穴31を有し、その中に基
板5が落し込まれている。この人31は下から見ると第
2図(a)に示すように配置されている。基板5を装着
したサセプタ3を前室14に図示しない仕切多弁を開い
て入れる。サセプタ3の搬入は並んでいる車輪17の上
を動かすことによって行われる。サセプタ3が前室14
の所定の位置へ達すると仕切多弁を閉じ、パルプ16を
介して室14を排気する。ついでサセプタ3を前室14
内で基板の温度が200〜300℃になるように加熱す
る。温度が200〜300℃で安定した後、前室14と
反応室11の間の仕切多弁(図示せず)を開き、サセプ
タ3を車輪17の躯動に伴なって室11内に搬入する。
所定の位置に来ると室14゜11の間の仕切多弁を閉じ
、反応室11内にシランとジポランの混合ガスを導入し
、1〜10Torrの状態でサセプタ3と対向電極4と
の間に加えられた高周波電界よジグロー放電分解を行い
、p型a−8i層をサセプタ3に装着された基板5の上
に堆積させる。所定の膜厚の堆積が終了すると反応室1
1を排気し、反応室11.12間の仕切多弁を開けてサ
セプタ3を反応室12へ移動する。以降は同様にして各
a−8i層が堆積される。室13でn)脅a−8iが形
成されると、サセプタ3は反応室13と後室150間の
仕切多弁を通じて室15に入れる。ここでサセプタ3を
一定温度、例えば100℃以下に冷却した後、室J5に
N2ガスを導入して常圧とし、仕切り弁を開いてサセプ
タ3を取シ出す。
反応室11〜13においてはサセプタ3と対向電極4の
間の距離が最も近く、40〜100wである。他の距離
、例えばサセプタ3と反応室の壁、車輪17と室壁、車
輪17と対向電極4との間の距離はサセプタ3と対向電
極4の距離に比較して大きな距離、例えば1.5倍の距
離を有している。
このためサセプタ3と対向電極4との間に高周波電界を
加えて放電させても電界はこの両極間に集中し、分解し
たa−8iの大部分が付着する。サセプタ3は基板5と
共に外にとシ出されるので、その際洗浄等の処理を行う
ことができるが、反応室内の対向電極4は2−8 iが
多く堆積することになシ、量が多くなるとはがれてグロ
ー放電時に飛散し、基板上にとシこまれたシしてピンホ
ール形成または膜質低下の原因となる。従ってこれまで
対向電極への堆積量がある量を越えると洗浄のために膜
生成作業を中断してa−8iの除去を行い、次いでCF
、等のガスを導入し、プラズマエツチング等の手段によ
シ、反応室内の清浄化を行っていた。
しかし当初からプラズマエツチングする試みは長時間を
必要とすると共に、除去された部分にばらつきが生じ、
効率的な清浄作業を行うことができなかった。また反応
室を開くと反応室の内壁が外気管で汚染される等の問題
があり、また作業が長く中断されるので稼動率の点から
も問題があった〔発明の目的〕 本発明は、反応室内の対向電極上に付着した反応生成物
を、反応室を開くことなく、しかも短い時間で除去する
ことのできるプラズマCVD装置を提供することを目的
とする。
〔発明の要点〕
本発明は第二電極が送り出しロールに巻かれ、巻きとり
ロールに巻き取ることが可能で両ロールの間において第
一電極を対向する金属帯からなることによって上記の目
的を達成する。
〔発明の実施例〕
第5図は本発明の第一の実施例を示す。第一電極を兼ね
るサセプタ3に対向する電極はロール21に巻かれてい
る。例えばステンレス鋼よシなる帯板40である。この
帯板は別のロール22に巻き取られて両ロール21.2
2間の張力によシ平面が形成されている。第5図は第4
図のような装置においては紙面と垂直の方向における断
面図である。従ってサセプタ3は紙面に垂直方向に移動
する。反応室内で1〜10 Torrのガスふん囲気で
高周波電源8を用いて電圧印加を行いグロー放電分解し
た。a−8iはサセプタとサセプタに塔載された基板、
さらに対向電極40上に堆積した。対向電極40上に堆
積したa−8iが所定の膜厚越えたトキ、ロール22を
巻いて、新しい金属帯40の平面を形成した。このロー
ル22の巻きとシによって堆積したa−8iはロール2
2内に巻きとられる。その後、 CF、等のガスで反応
炉内をプラズマエツチングすることにより炉を外気にさ
らすことなく反応炉のクリーニングを行うことができた
第6図は第二の実施例で、送シ出しロール21と巻き取
シロール22をサセプタ610に対して対向電極40の
反対側に配置したものである。これは、方向変更ロール
23.24を用いて図のように構成される。この結果、
ロール21に付N−j−るa−8i層を低減することが
でき、ロール22の巻き取シによりa−8iの付着の少
ない対向電極を形成できた。
第7図は第三の実施例で、反応室18内にサセプタ3と
対向する電極を構成する金属帯40はロール21から引
き出されてロール23.24の間で平面状に張られてい
る。金属帯40はロール24からロール25を介して方
向を変えられた後、口気系につながる排気ロア内に設置
されている。こっても反応室18内を汚染することがな
くなる。
第8図は第四の実施例で、方向変換ロールは。
る。まだ送シ出しロール21についても引き出し穴27
を除き全体をカバー26でおおい、ロールと等電位に保
持した。このため金属帯40にa−8iが付着すること
は全くなくなった。
以上いずれの場合もサセプタ3と対向電極40の間の距
離を最低とし、対向電極と同電位であるロール21,2
2,23,24.25等はサセプタ3又−は器壁から十
分距離を取って(サセプタと対向電極間の1.5倍以上
)構成された。
第9図は第四の実施例で、サセプタ3を搬送する車輪1
7が存在する場合のサセプタと対向電極40の関係を示
したもので、車輪17と対向電極40、ロー/L/21
,22,23.24との距離をサセプタ3と対向電極間
の距離の1.5倍以上とした。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によるプラズマCVD装置は
第一電極に対向する電極を二つのロールの間に張られた
金属帯によって形成したもので、これによpa−8iの
ような反応生成物の付着した対向電極を撤去して新しい
対向電極を備えることが反応室を開かないで迅速に行う
ことができる。従って反応室内が外気からの不純物によ
って汚染されることがない。この結果特に太陽電池に用
いるa−8i膜の形成を安定して行うことができ、太陽
電池の特性、製造歩留シの向上、あるいは装置の稼動率
の向上が達成されるので、本発明の効果は極めて犬であ
る。
【図面の簡単な説明】 第1図は従来のプラズマCVD装置の断面図、第2図(
a) 、 (b)はサセプタおよびヒータ部を示し、(
a)は平面図、(b)は断面図、第3図は別の従来のプ
ラズマCVD装置の断面図、第4図はその要部拡大図、
第5図は本発明の一実施例の断面図、第6図ないし第9
図はそれぞれ異なる実施例の断面図である。 3・・・サセプタ、18・・・反応室、21・・・送シ
出しロール、22・・・巻きとシロール、40・・・金
属帯(対向電極)。 第1図 第8図 第4図 ご 第5図 第6図 第8図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)基板の支持体を兼ねる第一電極とそれに対向して配
    置される第二電極との間に電圧を印加してグロー放電を
    発生させて反応ガスを分解するものにおいて、第二電極
    が送シ出しロールに巻かれ、巻きとシロールに巻き取る
    ことが可能で両ロール間において第一電極と対向する金
    属帯からなることを特徴とするプラズマCVD1置。
JP58093770A 1983-05-27 1983-05-27 プラズマcvd装置 Pending JPS59219928A (ja)

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JP58093770A JPS59219928A (ja) 1983-05-27 1983-05-27 プラズマcvd装置

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JP58093770A Pending JPS59219928A (ja) 1983-05-27 1983-05-27 プラズマcvd装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60170235A (ja) * 1984-02-14 1985-09-03 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜の製法およびそれに用いる装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5870524A (ja) * 1981-09-28 1983-04-27 エナ−ジ−・コンバ−シヨン・デバイセス・インコ−ポレ−テツド 基板上に本体材料をデポジツトする方法及びシステム

Patent Citations (1)

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JPS5870524A (ja) * 1981-09-28 1983-04-27 エナ−ジ−・コンバ−シヨン・デバイセス・インコ−ポレ−テツド 基板上に本体材料をデポジツトする方法及びシステム

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JPS60170235A (ja) * 1984-02-14 1985-09-03 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜の製法およびそれに用いる装置

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