TW201409737A - 太陽電池之製造方法及電漿處理裝置 - Google Patents

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Abstract

太陽電池之製造方法係具備以下步驟。半導體膜形成步驟係使用會產生微波之電漿處理裝置，在將被處理體表面溫度保持在400℃以下的狀態下將半導體膜層積於被處理體表面。絕緣膜形成步驟係在將被處理體表面溫度保持在400℃以下的狀態下將絕緣體膜層積於矽膜上。藉由將半導體膜形成步驟及該絕緣體膜形成步驟交互地重複既定次數，來形成多層膜所構成之層積體。遮罩形成步驟及蝕刻步驟中，係使用形成於層積體上之點狀遮罩來蝕刻層積體。埋入步驟中，係使用該電漿處理裝置，在將被處理體表面溫度保持在400℃以下的狀態下將絕緣體膜沉積於溝部。

Description

太陽電池之製造方法及電漿處理裝置
本發明之各種面相及實施形態係關於一種太陽電池之製造方法及電漿處理裝置。
專利文獻1中記載有一種具備量子點奈米線陣列之太陽電池之製造方法。此種太陽電池係於接合p型半導體與n型半導體之接合部配置埋入有量子點之奈米線。藉由此構造會提升電子及正孔之傳導效率。專利文獻1所記載之製造方法中，係以以下步驟來製作太陽電池。首先，於p型半導體層的上部交互地重複既定次數來層積媒質薄膜與半導體薄膜，以製作多層膜所構成之複合層積體。然後，於複合層積體上形成遮罩。之後，藉由蝕刻將複合層積體部分地蝕刻而獲得奈米線。之後，以半導體物質埋入於所獲得之奈米線之間的空間。此處，半導體薄膜為Si層，媒質薄膜為SiO2或SiN層，使用PVD或CVD來加以成膜。又，蝕刻係藉由化學性濕式蝕刻或離子束蝕刻來加以進行。
【先前技術文獻】
專利文獻1：日本特表2011-530829號公報
專利文獻1所記載之裝置中，係使用PVD或CVD來成膜，故為了成膜出結晶性良好的複合層積體必須要升溫至750℃以上。為此，必須要為能耐熱750℃以上之溫度條件的基板，故有基板成本增加之虞，且要將基板尺寸變大而提升生產性便有困難。該技術領域中，便期望有一種能將製造時所要求之溫度條件緩和至玻璃基板能耐受之溫度，而可以低成本、大面積來容易地製造之太陽電池之製造方法及電漿處理裝置。
本發明一面相相關之太陽電池之製造方法係具有量子點陣列的太陽電池之製造方法。此製造方法具備有絕緣體膜形成步驟、半導體膜形成步驟、 層積體形成步驟、遮罩形成步驟、蝕刻步驟、蝕刻步驟及埋入步驟。絕緣體膜形成步驟中係使用電漿處理裝置。該電漿處理裝置具備有處理容器、載置台、微波產生器、天線、介電體窗及氣體供給部。處理容器係區劃出處理空間。載置台係載置被處理體。天線係將微波產生器所產生之微波加以放射。介電體窗係設於處理空間與天線之間。氣體供給部係供給氣體。絕緣體膜形成步驟中，係使用該電漿處理裝置，在將被處理體表面溫度保持在400℃以下之狀態下從氣體供給部將絕緣體原料氣體朝處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，以將絕緣體膜層積於被處理體表面。半導體膜形成步驟中，係使用該電漿處理裝置，在將該被處理體表面溫度保持於400℃以下之狀態下從氣體供給部將半導體原料氣體朝處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，以將半導體膜層積於絕緣體膜上。層積體形成步驟中，係藉由將絕緣體膜形成步驟及半導體膜形成步驟交互地重複既定次數，來形成多層膜所構成之層積體。遮罩形成步驟中，係於層積體上形成複數點狀之遮罩。蝕刻步驟中，係使用遮罩來蝕刻層積體。埋入步驟中，係使用該電漿處理裝置，在將被處理體表面溫度保持在400℃以下的狀態下從氣體供給部將絕緣體原料朝處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，而於蝕刻步驟所形成之溝部沉積絕緣體膜。
此製造方法中，係將形成太陽電池之量子點陣列時的成膜步驟(絕緣體膜形成步驟、半導體膜形成步驟及埋入步驟)使用微波所激發之電漿，在將被處理體表面溫度保持在400℃以下的狀態下加以成膜。只要為通常的熱CVD等之電漿處理裝置，為了結晶性良好的成膜便必須要升溫至750℃以上，但藉由使用微波，便可實現在400℃以下將絕緣體膜與半導體膜交互地層積來形成結晶性良好的層積體。因此，便能將製造時所要求之溫度條件緩和至玻璃基板能耐受之溫度，而可以低成本、大面積來容易地進行製造。
一實施形態中，半導體原料氣體可為含矽氣體。藉此，便可形成含有矽的量子點陣列之太陽電池。
一實施形態中，絕緣體原料氣體可為含矽氣體及氧化性氣體。藉由此般構成，便可以矽氧化物來形成作為量子點陣列之母體的絕緣體。
一實施形態中，可更具備有氧化步驟，係在絕緣體膜形成步驟後，在將被處理體表面溫度保持在400℃以下的狀態下從氣體供給部將氧化性氣 體及非活性氣體朝處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，以將絕緣體膜電漿處理。藉由此般構成，便可形成由結晶性良好之矽氧化物所構成之絕緣體膜。
一實施形態中，層積體形成步驟中，可藉由將絕緣體膜形成步驟、氧化步驟及半導體膜形成步驟重複既定次數，以形成層積體。藉由此般構成，便可使用由結晶性良好之矽氧化物所構成之絕緣體膜來形成層積體。
一實施形態中，絕緣體原料氣體可為含矽及碳氣體。藉由此般構成，便可以SiC來形成作為量子點陣列之母體的絕緣體。一實施形態中，絕緣體原料氣體可進一步為含非活性氣體之氣體。
一實施形態中，電漿處理裝置可更具備有將偏壓施加用之高頻電功率施加至載置台之高頻電源；絕緣體膜形成步驟、半導體膜形成步驟或埋入步驟中的電漿處理時，係將偏壓施加用之高頻電功率施加至載置台。藉由此般構成，便可有效率地成膜出半導體膜及絕緣體膜。
一實施形態中，遮罩可使用自我組織化材料而形成為點狀。藉由此般構成，便可形成規則的量子點陣列。一實施形態中，遮罩可使用含蛋白質及金屬材料而加以形成。一實施形態中，遮罩可使用含鐵蛋白材料而加以形成。藉由此般構成，由於藉由蛋白質，例如鐵蛋白之自我組織化作用使得金屬規則排列，故可有效率地形成點狀之遮罩。
一實施形態中，被處理體可為玻璃基板。藉由使用玻璃基板，便可以低成本、大面積來加以製造。
本發明其他面相相關之電漿處理裝置係製造具有量子點陣列之太陽電池的電漿處理裝置。此裝置係具備有處理容器、載置台、微波產生器、天線、介電體窗、氣體供給部及控制部。處理容器係區劃處理空間。載置台係載置被處理體。天線係將微波產生器所產生之微波加以放射。介電體窗，係設於處理空間與天線之間。氣體供給部係供給氣體。控制部會從氣體供給部將絕緣體原料氣體朝該處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，以將絕緣體膜層積於被處理體表面，再者，在將被處理體表面溫度保持在400℃以下之狀態下，從氣體供給部將半導體原料氣體朝處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，以將半導體膜層積於絕緣體膜上，而形成絕緣體膜及半導體膜交互地層積之多層膜所構成之層積體。然後，控制部會使 用層積體上所形成之複數點狀遮罩來蝕刻層積體，在將被處理體表面溫度保持在400℃以下之狀態下從氣體供給部將絕緣體原料氣體朝處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，以將絕緣體膜沉積於藉由電漿所形成之溝部。
本發明其他面相相關之電漿處理裝置中，係將形成太陽電池之量子點陣列時的成膜步驟使用微波所激發之電漿，在將被處理體表面溫度保持在400℃以下的狀態下加以成膜。只要為通常的熱CVD等之電漿處理裝置，為了結晶性良好的成膜便必須要升溫至750℃以上，但藉由使用微波，便可實現在400℃以下將絕緣體膜與半導體膜交互地層積來形成結晶性良好的層積體。因此，便能將製造時所要求之溫度條件緩和至玻璃基板能耐受之溫度，而可以低成本、大面積來容易地進行製造。
依本發明各種面相及一實施形態，便能將製造時所要求之溫度條件緩和至玻璃基板能耐受之溫度，而可以低成本、大面積來容易地進行製造。
1‧‧‧處理容器
2‧‧‧載置台
3‧‧‧支撐構件
5‧‧‧加熱器
9‧‧‧高頻電源
12‧‧‧排氣管
14‧‧‧氣體導入部
14a‧‧‧第1氣體導入部
14b‧‧‧第2氣體導入部
16‧‧‧搬出入口
17‧‧‧閘閥
18‧‧‧氣體供給裝置
19a‧‧‧非活性氣體供給源
19b‧‧‧氫氣供給源
19c‧‧‧矽化合物氣體(Si化合物氣體)供給源
19d‧‧‧摻雜氣體供給源
19e‧‧‧氫氣供給源
19f‧‧‧氧氣供給源
19g‧‧‧蝕刻氣體供給源
19h‧‧‧遮罩用氣體供給源
24‧‧‧排氣裝置
27‧‧‧微波導入裝置
28‧‧‧穿透板
29‧‧‧密封構件
31‧‧‧平面天線
32‧‧‧微波放射孔
37‧‧‧導波管
39‧‧‧微波產生器
50‧‧‧控制部
100‧‧‧電漿CVD裝置
W‧‧‧被處理體
圖1係概略顯示一實施形態相關之製造方法所製造之太陽電池一範例的圖式。
圖2係顯示包含有一實施形態相關之電漿處理裝置的電漿處理系統之俯視圖。
圖3係顯示一實施形態相關之電漿處理裝置的剖面圖。
圖4係顯示一實施形態相關之電漿處理裝置的平面天線之圖式。
圖5係說明一實施形態相關之電漿處理裝置的控制部之概略圖。
圖6係顯示一實施形態相關之電漿蝕刻裝置的剖面圖。
圖7係一實施形態相關之製造方法的流程圖。
圖8係顯示使用一實施形態相關之製造方法的太陽電池之製造工序的圖式。
圖9係顯示使用一實施形態相關之製造方法的太陽電池之製造工序的圖式。
圖10係顯示使用一實施形態相關之製造方法的太陽電池之製造工序的圖式。
以下，便參照圖式就各種實施形態加以詳細說明。另外，各圖式中，對於相同或相當之部分則賦予相同之符號。
圖1係概略顯示一實施形態相關之製造方法所製造之太陽電池的剖面圖。圖1所示之太陽電池係由下依序具備有內面電極66、基板65、下部半導體層64、接合部63、上部半導體層62及表面電極60。下部半導體層64及上部半導體層62係具有相互不同之導電型的半導體所構成之層。例如，下部半導體層64為n型導電型，上部半導體層62為p型導電型。接合部63係接觸配置於下部半導體層64及上部半導體層62。亦即，下部半導體層64及上部半導體層62係透過接合部63(絕緣體)來PN接合。接合部63具有由絕緣體所構成之母體63b，與半導體所構成之量子點63a。量子點63a係三維地規則配列於成為母體63b之內部。藉此，在傳導帶與價電子帶之能隙便會產生被稱為中間能帶之能量準位，可發揮與存在有複數能隙的情況同樣的效果。從而，即使為無法直接超越傳導帶與價電子帶之能隙的長波長太陽光L，亦可利用中間能帶來產生載頻，故可提升變換效率。
下部半導體層64、上部半導體層62及量子點63a之材料只要為III-V族或II-VI族之半導體則無特別限定。以下中以矽(多晶矽)為一範例來加以說明。另外，量子點63a之大小例如為數奈米~10奈米左右。又，母體63b材料只要為絕緣體則無特別限定。以下中，雖係以SiO2(矽氧化物)中心加以說明，但亦可為SiC或SiN等。
內面電極66及表面電極60係用以取出藉由光吸收所激發之電流者。表面電極60為略棒狀構件，為了讓太陽光L透過係相互隔有間隔而複數地配置於上部半導體層62上。另外，表面電極60之間係配置有用以防止太陽光L反射之反射防止膜61。內面電極66及表面電極60係使用例如Ag等之金屬。又，反射防止膜61係使用氧化鈦或氮化矽。又，基板65係具有能耐受400℃以下之熱的耐熱性之基板，例如玻璃基板。
接著，就圖1所示之太陽電池之製造方法加以說明。首先，就製造該太陽電池之電漿處理系統加以說明。圖2係顯示包含有一實施形態相關之電漿處理裝置的電漿處理系統之俯視圖。圖2所示之電漿處理系統100係具備有載置台102a~102d、收容容器104a~104d、裝載模組LM、加載互鎖室LL1,LL2、程序模組PM1,PM2,PM3、及移轉室110。
載置台102a~102d係沿著裝載模組LM之一邊緣而加以配列。該等載置台102a~102d上係分別載置有收容容器104a~104d。收容容器104a~104d內係收容有被處理體W。
裝載模組LM內係設有搬送機器人Rb1。搬送機器人Rb1會將收容於收容容器104a~104d之任一者的被處理體W取出，將該被處理體W搬送至加載互鎖室LL1或LL2。
加載互鎖室LL1及LL2係沿著裝載模組LM之另一邊緣加以設置，而構成預備減壓室。加載互鎖室LL1及LL2係透過閘閥而分別連接至移轉室110。
移轉室110為可減壓之腔室，該腔室內係設有另外的搬送機器人Rb2。移轉室110係透過對應之閘閥而分別連接有程序模組PM1~PM3。搬送機器人Rb2會從加載互鎖室LL1或LL2將被處理體W取出，而依序搬送至程序模組PM1、PM2、PM3。電漿處理系統100之程序模組PM1,PM2,PM3可分別為一實施形態之電漿處理裝置、其他電漿處理裝置等。例如，可為平行平板型電漿蝕刻裝置，或，使用奈米印刷技術而形成蝕刻用遮罩之遮罩形成裝置。
以下，便就可使用為程序模組PM1之一實施形態的電漿處理裝置101來加以說明。圖3係一實施形態相關之電漿處理裝置101的剖面圖。
電漿處理裝置101係藉由以具有複數槽孔狀之孔的平面天線來將微波導入處理容器內而產生電漿，而構成為可產生高密度且低電子溫度之微波激發電漿的微波電漿處理裝置。電漿處理裝置101中，可以具有1×1010~5×1012/cm3之電漿密度，且0.7~2eV之低電子溫度的電漿來進行處理。從而，電漿處理裝置101便適合利用於各種半導體裝置之製造過程中，以電漿CVD成膜出作為結晶性矽膜之多晶矽膜或矽化合物膜為目的之處理。
電漿處理裝置101主要構成係具備有區劃處理空間S之處理容器1、將氣體供給至處理容器1內之氣體供給裝置(氣體供給部)18、連接至此氣體供給裝置18之氣體導入部14、用以將處理容器1內減壓排氣之排氣裝置24、設置於處理容器1上部而將微波導入至處理容器1內之微波導入裝置27、以及控制該等電漿處理裝置101之各構成部的控制部50。另外，氣體供給裝置18亦可不包含於電漿處理裝置101之構成部，而係將外部的氣體供給 裝置連接至氣體導入部14來加以使用。
處理容器1係藉由接地之略圓筒狀容器所形成，上部則開口。另外，處理容器1亦可由方筒狀容器來形成。處理容器1具有鋁等材質所構成之底壁1a及側壁1b。
處理容器1內部係設有用以將被處理體W水平地加以支撐之載置台2。載置台2係由熱傳導性高，例如AlN等之陶瓷所構成。此載置台2係藉由從排氣室11底部中央朝上方延伸之圓筒狀支撐構件3來加以支撐而固定於底部。支撐構件3係由例如AlN等之陶瓷所構成。
又，載置台2係設有覆蓋其外緣部而用以引導被處理體W之引導環4。此引導環4係以例如石英、AlN、Al2O3、SiN等之材質所構成之環狀構件。從載置台2之保護觀點，引導環4亦可覆蓋載置台2之全表面。
又，載置台2係埋入有作為溫度調節機構之電阻加熱型加熱器5。此加熱器5係藉由來自加熱器電源5a之供電來加熱載置台2，並以其熱來將被處理體W均勻地加熱。
又，載置台2係配置有熱電偶(TC)6。藉由此熱電偶6來進行溫度測量，便可將被處理體W之加熱溫度控制在例如室溫至400℃以下之範圍。
又，載置台2係具有用以將被處理體W加以支撐而升降之晶圓支撐銷(未圖式)。各晶圓支撐銷係設置為可相對於載置台2之表面而出沒。
又，載置台2表面側係埋設有電極7。此電極7係配置於加熱器5與載置台2面之間。此電極7藉由供電線7a透過匹配箱(M．B．)8而連接有偏壓施加用高頻電源9。而構成為藉由高頻電源9將高頻電功率供給至電極7，以可將高頻偏壓(RF偏壓)施加至為基板之被處理體W。亦即，電極7、供電線7a、匹配箱(M．B．)及高頻電源9係構成偏壓施加機構。電極7的材質較佳係具有與為載置台2材質之AlN等陶瓷同樣的熱膨脹係數的材質，較佳係例如使用鉬、鎢等之導電性材料。電極7係形成為網眼狀、格子狀、漩渦狀等形狀。電極7的尺寸較佳係形成為至少與被處理體W相同或較其稍大(例如較被處理體W直徑大上1~5mm左右)。
處理容器1之底壁1a略中央部係形成有圓形開口部10。底壁1a係設有與此開口部連通而朝下方突出之排氣室11。此排氣室11係連接有排氣管12，透過此排氣管12而連接至排氣裝置24。
形成處理容器1之側壁1b上端係配置有具有將處理容器1開閉之蓋體(lid)功能的環狀板13。板13的內周下部係朝內側(處理容器內空間)突出而形成環狀支撐部13a。
處理容器1上方係配設有將處理氣體導入之氣體導入部14。板13係設有具有第1氣體導入孔之第1氣體導入部14a。又，處理容器1之側壁1b係設有具有第2氣體導入孔之第2氣體導入部14b。亦即，第1氣體導入部14a及第2氣體導入部14b係設置為上下2段，而構成氣體導入部14。第1氣體導入部14a及第2氣體導入部14b係連接至供給成膜氣體或電漿激發用氣體之氣體供給裝置18。另外，第1氣體導入部14a及第2氣體導入部14b可設置為噴嘴狀或噴淋頭狀。又，亦可將第1氣體導入部14a及第2氣體導入部14b設置為單一的噴淋頭。再者，亦可將第1氣體導入部14a及第2氣體導入部14b一同設置於處理容器1之側壁1b。
又，處理容器1之側壁1b係設有用以在電漿處理裝置101與相鄰於此之搬送室(未圖示)之間進行被處理體W之搬出入的搬出入口16，及開閉此搬出入口16的閘閥17。
氣體供給裝置18係將成膜氣體等供給至處理容器1內者，具有非活性氣體供給源19a、氫氣供給源19b、含矽化合物之矽化合物氣體(Si化合物氣體)供給源19c、摻雜氣體供給源19d、氫氣供給源19e、氧氣供給源19f、蝕刻氣體供給源19g及遮罩用氣體供給源19h。非活性氣體供給源19a及氫氣供給源19b係透過氣體管線20a,20b及氣體管線20f而連接至第1氣體導入部14a。又，矽化合物氣體供給源19c、摻雜氣體供給源19d、氫氣供給源19e、氧氣供給源19f、蝕刻氣體供給源19g及遮罩用氣體供給源19h係透過氣體管線20c,20d,20e,20f,20g及氣體管線20h而連接至第2氣體導入部14b。另外，氣功供給裝置18亦可另外具有上述以外之未圖示的氣體供給源，例如將處理容器1內清洗之清洗氣體氣體供給源，或將處理容器1內之氛圍置換時所使用之吹淨氣體供給源等。又，第1氣體導入部14a及第2氣體導入部14b之連接並不限定於上述樣態，亦可適當改變連接端。
此處，就用以形成太陽電池之接合部63的量子點構造的氣體加以說明。首先，詳細說明半導體原料氣體。半導體原料氣體係使用例如含矽氣體。一實施形態中，為成膜原料(半導體原料氣體)之矽化合物係使用分子中 所含有之矽原子數量為2以上的矽化合物之氣體，更具體而言，為式SinH2n+2(此處，n為2以上之數字)所表示之矽化合物之氣體。此矽化合物較佳為矽原子與氫原子所構成之化合物，可使用例如二矽烷(Si2H6)、三矽烷(Si3H8)等。亦可將該等組合2種以上來使用。
又，半導體原料氣體除了矽化合物氣體以外，可使用非活性氣體、氫氣、摻雜氣體等。非活性氣體與氫氣由於係具有會穩定而形成處理容器1內所產生之電漿的功能之電漿形成用氣體，故較佳係將該等混合於成膜氣體中。
非活性氣體可使用例如稀有氣體。稀有氣體作為電漿激發用氣體會產生穩定的電漿，故可使用例如Ar氣體、Kr氣體、Xe氣體、He氣體等。摻雜氣體可例示為在成膜n型多晶矽膜的情況，為PH3、AsH3等，在成膜p型多晶矽膜的情況，為B2H6等。另外，Ar等電漿激發用之非活性氣體或氫氣乃為任意氣體，並無需一定要和半導體原料氣體同時供給。又，摻雜氣體亦可依需要而不供給。
接著，詳細說明絕緣體原料氣體。在形成SiO2作為絕緣體的情況，係使用含矽氣體及氧化性氣體。具體而言，絕緣體原料氣體係包含四乙氧基矽烷(TEOS)氣體、Ar氣體及O2氣體之混合氣體。另外，供給至處理容器內之稀有氣體除了Ar氣體以外，亦可供給Xe氣體、Kr氣體等。再者，亦可使用該等複數種類之稀有氣體。又，氧化性氣體除了氧以外，亦可使用作為含氧元素氣體之臭氧氣體或一氧化碳氣體等。再者，亦可使用該等複數種類之氧化性氣體。此時，被供給至處理容器內之氧原子的個數係以和Si原子數之關係而決定為既定值。在形成SiC作為絕緣體的情況，係使用含矽及碳的氣體。具體而言，絕緣體原料氣體係使用TEOS氣體或以SinH2n+2所表示之矽化合物氣體、及CH4氣體。另外，Ar等之電漿激發用非活性氣體或氫氣可任意加以導入。
接著，詳細說明遮罩用氣體。此遮罩係藉由蝕刻來形成量子點時所使用者。形成SiO2作為絕緣體的情況，係使用例如非晶碳來作為遮罩材料，形成SiC作為絕緣體的情況，係使用非晶碳或SiO2來作為遮罩材料。非晶碳係選擇例如CxHy(CH4、C2H4、C2H2、C3H6、C3H8或C4H8等)之原料來加以成膜。又，為了將遮罩成為點狀，係利用自我組織化材料而以自我整合程序 來加以形成。所謂自我組織化(DSA：Directed Self Assembly)係控制材料的物性或組成，而進行所形成之圖案位置、尺寸、形狀控制之方法。例如，已知蛋白質(例如鐵蛋白)會自主性地規則排列。因此，亦可使用含鐵蛋白與金屬(例如鐵)之材料來作為用以將SiO2或非晶碳所構成之遮罩成為點狀之遮罩。
接著，詳細說明蝕刻氣體。在將非晶碳電漿蝕刻而形成點狀之遮罩的情況，係使用O2等。又，在將SiO2電漿蝕刻的情況，係使用HBr/C4F8/Ar混合氣體作為蝕刻氣體。
上述氣體之供給係藉由氣體供給裝置18加以控制。另外，圖中非活性氣體及氫氣係從氣體供給裝置18之非活性氣體供給源19a及氫氣供給源19b透過氣體管線20a,20b而匯流至氣體管線20f後，到達第1氣體導入部14a，由第1氣體導入部14a導入至處理容器1內。另一方面，矽化合物氣體、摻雜氣體、氫氣、氧氣、蝕刻氣體及遮罩用氣體係由矽化合物氣體供給源19c、摻雜氣體供給源19d、氫氣供給源19e、氧氣供給源19f、蝕刻氣體供給源19g及遮罩用氣體供給源19h分別透過氣體管線20c,20d,20e,20f,20g,20h匯流至氣體管線20x後，到達第2氣體導入部14b，由第2氣體導入部14b導入至處理容器1內。連接至各氣體供給源之各氣體管線20a~20h係設有質流控制器21a~21h及其前後之開閉閥22a~22h。藉由此般氣體供給裝置18之構成，便可以控制所供給之氣體的切換或流量等。
排氣裝置24係具備渦輪分子泵等之高速真空泵。如前述，排氣裝置24係透過排氣管12連接至處理容器1之排氣室11。藉由讓此排氣裝置24作動，處理容器1內之氣體便會均勻地朝排氣室11內之空間11a流動，進一步地從空間11a透過排氣管12朝外部排氣。藉此，便可高速地將處理容器1內減壓至例如0.133Pa。
接著，就微波導入裝置27之構成加以說明。微波導入裝置27主要係具備有穿透板(介電體窗)29、平面天線31、慢波材33、蓋構件34、導波管37及微波產生器39。微波導入裝置27係將微波導入至處理容器1內而產生電漿之電漿產生機構。
作為介電體構件之穿透板28係在板13中配備在突出於內周側之支撐部13a上。亦即，係設於處理空間S及平面天線31之間。穿透板28係由能讓 微波穿透之介電體，例如石英或Al3O3、AlN等之陶瓷所構成。尤其是在作為電漿CVD裝置使用的情況，則Al2O3、AlN等之陶瓷較佳。此穿透板28與支撐部13a之間係透過密封構件29來氣密地密封。從而，處理容器1上部開口便會透過板13而藉由穿透板28來加以封閉，以保持處理容器1內之氣密。
平面天線31在穿透板28上方中，係以對向於載置台2之方式加以設置。平面天線31係成為圓板狀。另外，平面天線31之形狀不限於圓板狀，亦可為例如四方板狀。此平面天線31係卡固於板13之上端。
平面天線31係由例如表面鍍覆有金或銀之銅板、鎳板、SUS板或鋁板所構成。平面天線31具有將微波放射之多數槽孔狀的微波放射孔32。微波放射孔32係以既定圖案貫穿平面天線31來加以形成。
各自的微波放射孔32如圖4所示，係成為細長的長方形狀(槽孔狀)，相鄰的2個微波放射孔係成為一對。然後，典型地，相鄰的微波放射孔32係配置呈「L」字狀。又，如此般組合配置呈既定形狀(例如L字狀)之微波放射孔32係進一步地整體配置呈同心圓狀。
微波放射孔32之長度或配列間隔係對應於微波之波長(λ g)來加以決定。例如，微波放射孔32之間隔係以λ g/4至λ g之方式來加以配置。圖4中，形成為同心圓狀之相鄰微波放射孔32彼此之間隔係以△r來表示。另外，微波放射孔32之形狀亦可為圓形、圓弧形等其他形狀。再者，微波放射孔32之配置形態並無特別限定，除了同心圓狀以外，亦可配置呈例如螺旋狀、輻射狀等。
平面天線31之上面係設有具有較真空要大之介電率，例如石英、Al2O3、AlN、樹脂等的慢波材33。由於在真空中微波之波長會變長，故此慢波材33具有將微波波長變短而調整電漿之功能。
另外，平面天線31與穿透板28之間，又，慢波材33與平面天線31之間可分別接觸或分離，較佳係加以接觸。
板13上部係以覆蓋該等平面天線31及慢波材33之方式而設有蓋構件34。蓋構件34係由例如鋁或不鏽鋼等金屬材料所構成。板13與蓋構件34係藉由密封構件35來加以密封。蓋構件34內部係形成有冷卻水流道34a。藉由將冷卻水流通於此冷卻水流道34a，便可冷卻蓋構件34、慢波材33、 平面天線31及穿透板28。另外，蓋構件34係接地狀態。
蓋構件34之上壁(頂部)中央係形成有開口部36，此開口部36係連接有導波管37。導波管37之另端側係透過匹配電路38而連接有產生微波之微波產生器39。
導波管37係具有從上述蓋構件34之開口部36朝上方延伸而出之剖面圓形的同軸導波管37a、及連接於此同軸導波管37a上端部而延伸於水平方向之矩形導波管37b。
同軸導波管37a中心係延伸有內導體41。此內導體41係在其下端部中連接固定於平面天線31之中心。藉由此般構造，微波便會透過同軸導波管37a之內導體41而效率良好的均勻地朝平面天線31輻射狀地傳導。
藉由以上般構成之微波導入裝置27，微波產生器39所產生之微波便會透過導波管37朝平面天線31傳送，進一步地透過穿透板28而導入至處理容器1內。另外，微波的頻率較佳係使用例如2.45GHz，此外亦可使用8.35GHz、1.98GHz等。
電漿處理裝置101之各構成部係構成為連接至控制部50來被加以控制。控制部50係具有電腦，如圖5所示，係具備有具有CPU之程序控制器51，及連接至此程序控制器51之使用者介面52及記憶部53。程序控制器51係在電漿處理裝置101中，總括地控制例如關係到溫度、壓力、氣體流量、微波輸出、偏壓施加用高頻輸出等之程序條件的各構成部(例如加熱器電源5a、高頻電源9、氣體供給裝置18、排氣裝置24、微波產生器39等)之控制機構。
使用者介面52係具有為了讓工序管理者管理電漿處理裝置101而進行指令輸入操作等之鍵盤，及將電漿處理裝置101之作動狀況可視化地加以顯示之顯示器等。又，記憶部53係保存有用以藉由程序控制器51之控制來實現電漿處理裝置101所實行之各種處理之控制程式(軟體)或紀錄了處理條件數據等之配方。
然後，依需要，藉由從使用者介面52之指示從記憶部53叫出任意的配方而在程序控制器51實行，在程序控制器51的控制下，在電漿處理裝置101之處理容器1內進行所欲之處理。又，該控制程序或處理條件數據等之配方係利用收納於電腦可讀取記憶媒體，例如CD-ROM、硬碟、軟碟、快 閃記憶體、DVD、藍光碟等狀態者，或可由其他裝置，例如透過專用回線隨時傳送來線上利用。
另外，上述電漿處理裝置101雖係以相同裝置實行成膜及蝕刻，但就遮罩形成及蝕刻等，亦可以圖2所示之其他程序模組PM來實行。例如，作為程序模組PM2亦可配置圖6所示之平行平板型電漿蝕刻裝置來進行蝕刻處理。如圖6所示，電漿蝕刻裝置210係構成為下部2頻率之平行平板型(電容耦合型)電漿蝕刻裝置，具有例如表面經耐酸鋁處理(陽極氧化處理)後之鋁所構成之圓筒形處理容器211。處理容器211係接地狀態。
處理容器211內，係設有載置被處理體W之載置台212。載置台212例如由鋁所構成，透過絕緣性筒狀保持部214而被支撐於從處理容器211底部朝鉛直上方延伸之筒狀支撐部216。載置台212上面之靜電夾具240周緣部為了提高蝕刻的面內均勻性，係配置有例如矽所構成之聚焦環218。
處理容器211側壁與筒狀支撐部216之間係形成有排氣道220。排氣道220係組裝有環狀緩衝板222。排氣道220底部係設有排氣口224，透過排氣管226連接至排氣裝置228。排氣裝置228具有未圖示之真空泵，會將處理容器211內之處理空間減壓至既定真空度。處理空間211之側壁係組裝有將被處理體W之搬出入口加以開閉之搬送用閘閥230。
載置台212係透過匹配器233及匹配器234而分別電連接有電漿產生用第1高頻電源231及電漿中之離子吸引用(偏壓用)第2高頻電源232。
第1高頻電源231係為了在處理容器211內產生電漿而將適合的頻率，例如27MHz~60MHz之第1高頻電功率施加至載置台212。第2高頻電源232係將適於使電漿中的離子吸引至載置台212上之被處理體W的低頻率，例如380KHz~1MHz的第2高頻電功率施加至載置台212。如此一來，載置台212便會作為下部電極而發揮功能。處理容器211之頂部係設有後述之噴淋頭作為接地電位的上部電極。藉此，來自第1高頻電源231之高頻電功率便會電容性地施加至載置台212與噴淋頭238之間。
載置台212上面係設有用以將被處理體W以靜電吸附力加以保持之靜電夾具240。靜電夾具240係將導電膜所構成之電極240a夾置於一對膜之間者。電極240a係透過開關243而電連接有直流電壓源242。靜電夾具240會藉由來自直流電壓源2442之電壓，以庫倫力將被處理體W吸附保持於靜 電夾具240上。
傳熱氣體供給源252會通過氣體供給管線254將He氣體等傳熱氣體供給至靜電夾具240上面與被處理體W之內面之間。
頂部之噴淋頭238係具有具多數氣體通氣孔256a之電極板256，及可裝卸地支撐此電極板256之電極支撐體258。氣體供給源262係透過氣體供給配管264從氣體導入口260a將氣體朝噴淋頭238內供給，再從多數氣體通氣孔256a導入至處理容器211內。
處理容器211周圍係配置有環狀或同心圓狀延伸之磁石266，具有藉由磁力來將電漿封閉於處理容器211內的電漿產生空間之功能。
載置台212內部係設有冷媒管270。此冷媒管270係從冷卻單元271透過配管272,273而循環供給有既定溫度之冷媒。又，靜電夾具240下側係設有加熱器275。加熱器275係從交流電源244施加有所欲之交流電壓。依相關構成，便可藉由冷卻單元271之冷卻及加熱器275之加熱來將被處理體W調整至所欲溫度。又，該等溫度控制係基於來自控制裝置280之指令而加以進行。
控制裝置280會控制組裝於電漿蝕刻裝置210之各部，例如排氣裝置228、交流電源244、直流電壓源242、靜電夾具用開關243、第1高頻電源231、第2高頻電源232、匹配器233,234、傳熱氣體供給源252、氣體供給源262及冷卻單元271。另外，控制裝置280亦與主電腦連接。
控制裝置280具有未圖示之CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)，CPU會依儲存於未圖示之記憶部的各種配方來實行電漿處理。儲存有配方之記憶部可以例如半導體記憶體、磁光碟或光碟等作為RAM、ROM來實現。配方係儲存於記憶媒體而被加以提供，可透過未圖示之驅動器來讀取記憶部者，又，亦可為從未圖示之網際網路下載而儲存於記憶部者。又，為了實現上述各部功能，亦可使用DSP(Digital Signal Processor)來取代CPU。另外，控制裝置280之功能可藉由使用軟體之動作來加以實現，亦可藉由使用硬體之動作來加以實現，亦可藉由使用軟硬體雙方來加以實現。
上述電漿蝕刻裝置210中，在進行蝕刻之際，首先會使閘閥230打開，例如將保持於圖2所示之搬送機器人Rb2上的被處理體W搬入至處理容器 211內。被處理體W係由未圖示之推頂銷來加以保持，藉由降下推頂銷而載置於靜電夾具240上。在將被處理體W搬入後，便關閉閘閥230，從氣體供給源262將蝕刻氣體以既定流量及流量比導入至處理容器211內，藉由排氣裝置228將處理容器211內壓力減壓至設定值。再者，從第2高頻電源232將偏壓用，從第1高頻電源231將電漿產生用之既定功率的高頻電功率供給至載置台212。又，從直流電壓源242將電壓施加至靜電夾具240之電極240a，將被處理體W固定在靜電夾具240上，從傳熱氣體供給源252將作為傳熱氣體的He氣供給至靜電夾具240上面與被處理體W內面之間。從噴淋頭238噴淋狀地導入之蝕刻氣體會藉由來自第1高頻電源231之高頻電功率而電漿化，藉此，便會在上部電極(噴淋頭238)與下部電極(載置台212)之間的電漿產生空間產生電漿，藉由電漿來使得被處理體W的主面被蝕刻。又，藉由來自第2高頻電源232之高頻電功率，可將電漿中之離子吸引向被處理體W。
電漿蝕刻結束後，被處理體W會藉由推頂銷上提而加以保持，而閘閥230會開啟。然後，圖2所示之搬送機器人Rb2會搬入至處理容器211內，並將推頂銷降下讓被處理體W保持於搬送機器人Rb2上。接著，藉由使搬送機器人Rb2朝處理容器211外移出，便結束被處理體W的搬出。
以下，便就使用上述電漿處理裝置101之太陽電池之製造方法一實施形態加以說明。圖7係顯示一實施形態相關之製造方法的流程圖。圖7所示之控制處理係作為配方而儲存於控制部50之記憶部53。然後，程序控制器51會將其配方叫出而藉由將控制訊號送出至電漿處理裝置101之各構成部，例如氣體供給裝置18、排氣裝置24、微波產生器39、加熱器電源5a、高頻電源9等來加以實行。
另外，圖7中，係詳細地顯示圖1所示之太陽電池之接合部63的製作流程，關於其他構成要素之製作方法則加以省略。亦即，圖7中，係使用於基板65上層積有下部半導體層64者來作為被處理體W。又，作為一範例係就使用多晶矽來作為量子點63a之材料，使用矽氧化膜作為母體63a材料的情況來加以說明。又，作為一範例，係在電漿處理裝置101中不實施蝕刻處理，而以圖6所示之電漿蝕刻裝置210來加以實施。又，依需要，參照圖8及圖9來加以說明。圖8及圖9中，係省略了下部半導體層64。
最初如圖7所示，係將矽氧化膜形成於下部半導體層64上(工序S10：絕緣體膜形成步驟)。首先，係將閘閥17開啟，從搬出入口16將被處理體W搬入至處理容器1內，而載置於載置台2上。接著，將處理容器1內減壓，並藉由微波產生器39產生電漿激發用之微波，將微波導入至處理容器1內，以於處理容器1內產生微波電漿。此處，微波功率係選擇為例如3.5kW。然後，於被處理體W進行電漿CVD處理，以形成構成絕緣體膜63B之矽氧化膜(參照圖8之(A))。亦即，藉由氣體供給裝置18，將作為矽化合物氣體之TEOS氣體、作為氧化性氣體之氧氣及作為稀有氣體之Ar氣體供給至處理容器1內，使被處理體W表面溫度為400℃以下(例如220℃)，以於被處理體W形成矽氧化膜。TEOS氣體與O2氣體之有效流量比(O2氣體/TEOS氣體)為5.0以上未達10.0，Ar氣體的分壓比為75%以上。具體的流量比率為，TEOS氣體流量為20sccm，Ar氣體流量為390sccm，O2氣體流量為110sccm。此情況，TEOS氣體與O2氣體的有效流量比為5.5，氬氣的分壓比為75%。另外，產生微波電漿之工序與供給反應氣體之工序亦可相反或同時。亦即，在藉由所產生之微波使用反應氣體來處理被處理體W的階段中，將被處理體W表面溫度達到上述既定溫度即可。
另外，依需要，在形成矽氧化膜後，亦可針對所形成之矽氧化膜進行電漿處理(氧化步驟)。亦即，矽氧化膜之成膜方法在形成矽氧化膜之工序後，亦可包含有進行所形成之矽氧化膜的電漿處理工序。具體而言，係在藉由上述方法形成矽氧化膜後，繼續將被處理體W表面溫度維持於220℃，停止TEOS氣體的供給。此處，係提升供給至處理容器1內之氬氣的流量。然後，進行所形成之矽氧化膜的電漿處理。具體而言，係將氬氣的流量從390sccm至3500sccm，而氧氣的流量則維持110sccm來進行電漿處理。亦即，將所供給的氬氣流量較形成矽氧化膜工序中所供給的氬氣流量要多來進行電漿處理。此情況，氬氣的分壓比為97%。然後，針對所形成之矽氧化膜進行電漿處理。此處，電漿處理中，係進行自由基的氧化處理。此情況，形成矽氧化膜工序及進行電漿處理工序係在相同處理容器內進行。如此一來，便可進行矽氧化膜的的成膜。
又，依需要，在進行電漿CVD處理期間，可從高頻電源9將既定頻率及大小的高頻電功率供給至載置台2之電極7，將高頻偏壓電壓(以下僅稱 為「RF偏壓」)施加至被處理體W。電漿處理裝置101中，由於可將電漿的電子溫度維持得較低，故即便施加了RF偏壓，對膜的傷害仍較少。又，以適當的範圍施加RF偏壓，由於可將電漿中之Si離子等朝被處理體W吸引，故可提高結晶化度而提升膜質，並將成膜率進一步地向上提升。此情況，從高頻電源9所供給的高頻電功率較佳為例如400kHz以上未達60MHz之範圍內，更佳為450kHz以上未達20MHz之範圍內。高頻電功率較佳係被處理體W之每單位面積的輸出密度為以例如0.012W/cm2以上未達0.585W/cm2之範圍內來施加，更佳為以0.012W/cm2以上未達0.234W/cm2之範圍內來施加。又，高頻電功率較佳為10W以上未達500W的範圍內，更佳為10W以上未達200W之範圍內，以可成為上述輸出密度之方式將RF偏壓施加至電極7。
接著，將多晶矽膜形成於矽氧化膜上(工序S12：半導體膜形成步驟)。與工序S10相同地，在處理容器1內產生微波電漿的狀態下，藉由氣體供給裝置18以既定流量分別透過第1氣體導入部14a及第2氣體導入部14b將矽化合物氣體、氫氣及/或非活性氣體與依需要的摻雜氣體導入至處理容器1內。然後，將處理容器1內調節至既定壓力。然後，進行電漿CVD處理，以在絕緣體膜63B上形成構成半導體膜63A之矽膜(參照圖8之(A))。
此處，就電漿CVD處理條件(處理壓力、成膜氣體流量、成膜溫度)加以說明。處理壓力較佳為0.1Pa以上未達10.6Pa的範圍內，更佳為0.1Pa以上未達5.3Pa的範圍內。處理壓力越低越好，上述範圍之下限值0.1Pa係基於裝置上之限制(高真空度的極限)所設定的數值。在處理壓力不超過10.6Pa的範圍下加以實施，便可以不降低多晶矽的結晶化度來加以形成。
又，較佳地，係相對於總計成膜氣體流量，將Si2H6氣體等之矽化合物氣體之體積流量比率(矽化合物氣體/總計成膜氣體流量的百分率)為0.5%以上未達10%，更佳為1%以上未達5%，希望為1.25%以上未達2.5%。矽化合物氣體之體積流量比率在0.5%以下便無法得到充分的成膜率，超過10%則有膜質降低之虞。另外，矽化合物氣體的流量可從1mL/min(sccm)以上未達100mL/min(sccm)，較佳為1mL/min(sccm)以上未達20mL/min(sccm)之範圍內設定為成為上述流量比率。
又，成膜氣體中，較佳係包含有矽化合物氣體及氫。氫藉由進入到結晶性矽膜中的缺陷，而有修復結晶的作用。從而，藉由添加氫至成膜氣體 中，可提高結晶性矽膜的結晶性，而提升膜質。較佳地，係相對於總計成膜氣體流量，使得氫氣的體積流量比率(H2/總計成膜氣體流量的百分率)為90%以上未達99.5%，更佳為95%以上未達99%，希望為97.5%以上未達98.7%。另外，氫氣的流量可從10mL/min(sccm)以上未達1000mL/min(sccm)，較佳為50mL/min(sccm)以上未達500mL/min(sccm)之範圍內設定為成為上述流量比率。
又，為了穩定地產生電漿，較佳地係與上述矽化合物氣體與氫氣一同地添加Ar等非活性氣體。此情況，較佳地，係相對於總計成膜氣體流量，使得非活性氣體的體積流量比率(Ar氣體/總計成膜氣體流量的百分率)為1%以上未達10%，更佳為1%以上未達5%。另外，非活性氣體的流量可從2mL/min(sccm)以上未達100mL/min(sccm)，較佳為2mL/min(sccm)以上未達50mL/min(sccm)之範圍內設定為成為上述流量比率。
另外，在取代氫氣而使用非活性氣體的情況(亦即，使用矽化合物氣體與非活性氣體的情況)，非活性氣體的流量較佳為例如100mL/min(sccm)以上未達1500mL/min(sccm)。又，載置台2的溫度設定為400℃以下的範圍內即可。
接著，將微波產生器39所產生之既定頻率，例如2.45GHz之微波透過匹配電路38導入至導波管37。被導至導波管37之微波會依序通過矩形導波管37b及同軸導波管37a，透過內導體41而供給至平面天線31。亦即，微波係朝平面天線而傳導於同軸導波管37a內。然後，微波會從平面天線31之槽孔狀微波放射孔32透過穿透板28而放射至處理容器1內被處理體W之上方空間。此時，微波輸出越大，越可提高所成膜之多晶矽膜的結晶化度，故微波輸出較佳為被處理體W之每單位面積之輸出密度係0.25~2.56W/cm2的範圍內，微波輸出可對應於目的而從例如500W~5000W之範圍內選擇成為上述範圍內的輸出密度。另外，微波輸出上限之5000W為因裝置限制所設定之數值，可能的話，可供給超過該上限值之微波輸出。
藉由從平面天線31經由穿透板28放射至處理容器1之微波，會在處理容器1內形成電磁場，會將矽化合物氣體、氫氣及/或非活性氣體，再者摻雜氣體(有添加的情況)分別電漿化。然後，電漿中原料氣體的解離會有效率地進行，而依SipHq、SiHq(此處，p、q為任意數，以下相同)等之活性基反應 來沉積多晶矽膜。
又，與工序S10同樣地，依需要，在進行電漿CVD處理期間，亦可從高頻電源9將既定頻率及大小的高頻電功率供給至載置台2的電極7，將RF偏壓施加至被處理體W。電漿處理裝置101由於可將電漿電子密度維持較低，故即便施加了RF偏壓，對膜的傷害仍較少。又，以適當的範圍施加RF偏壓，由於可將電漿中之Si離子朝被處理體W吸引，故可提高結晶化度而提升膜質，並將成膜率進一步地向上提升。此情況，從高頻電源9所供給的高頻電功率較佳為例如400kHz以上未達60MHz之範圍內，更佳為450kHz以上未達20MHz之範圍內。高頻電功率較佳係被處理體W之每單位面積的輸出密度為以例如0.012W/cm2以上未達0.585W/cm2之範圍內來施加，更佳為以0.012W/cm2以上未達0.234W/cm2之範圍內來施加。又，高頻電功率較佳為10W以上未達500W的範圍內，更佳為10W以上未達200W之範圍內，以可成為上述輸出密度之方式將RF偏壓施加至電極7。
接著，控制部50會判斷絕緣體膜63B及半導體膜63A是否重複目標週期來加以層積(工序S14：層積體形成步驟)。在未達目標週期的情況，會重複實行S10及S12之工序。藉此，S101及S12之工序便會重複既定次數，而獲得絕緣體膜63B及半導體膜63A已層積了既定目標週期的多層膜所構成之層積體(參照圖8之(A))。
工序S14中，在判斷已到達目標週期情況，會移行至遮罩形成工序(工序S16：遮罩形成步驟)。此工序中，首先，會成膜出成為遮罩的膜。例如使用CxHy之原料氣體將非晶碳膜73沉積於層積體上面(參照圖8之(B))。然後，將非晶碳膜73蝕刻而形成遮罩。亦即，為了蝕刻非晶碳膜73，係將作為遮罩的材料74配置於非晶碳膜73上(參照圖8之(C))。材料74係鐵蛋白內部含有Fe金屬或Fe化合物之奈米粒子74。此鐵蛋白周圍進一步地賦予有被認為為特定材料之肽。因此，鐵蛋白會規則地(例如格子狀)整列於非晶碳膜73上。接著，藉由加熱來去除蛋白質(參照圖8之(D))。藉此，便會在非晶碳膜73上形成Fe金屬粒子之點圖案。之後，藉由O2之電漿蝕刻，非晶碳膜73便會被蝕刻成點狀(參照圖9之(E))。之後，Fe金屬粒子係藉由例如使用HCl之乾蝕刻等來加以去除(參照圖9之(F))。如此一來，便會形成由非晶碳所構成之複數點狀的遮罩。
接著，進行蝕刻工序(工序S18：蝕刻步驟)。蝕刻係使用例如圖6所示之平行平板型電漿蝕刻裝置，以以下的條件來進行。壓力為50mTorr(6.6661Pa)，第1高頻電功率/第2高電功率為2000/4500W(283.1/636.9W/cm2)，第1高頻電功率及第2高頻電功率係重疊而施加至下部電極。氣體種類及氣體流量為HBr/C4F8/Ar=496/30/100sccm。C4F8氣體係將矽氧化膜(SiO2)電漿蝕刻所必要之蝕刻氣體。用以將矽氧化膜(SiO2)電漿蝕刻之蝕刻氣體不限於C4F8，只要為CF系氣體即可。HBr氣體為用以將多晶矽膜電漿蝕刻所必要的蝕刻氣體。另外，用以將多晶矽膜電漿蝕刻之蝕刻氣體不限於溴化氫HBr氣體等之含溴氣體，只要為含氯氣體、含碘氣體之至少一者所構成之氣體即可。另外，Ar氣體亦可不含於所供給之混合氣體中。藉由實行此蝕刻工序，多晶矽與矽氧化物便會交互層積而形成沿鉛直方向延伸之導線(參照圖9之(G))。
接著，進行埋入工序(工序S20：埋入步驟)。工序20中，係將矽氧化物沉積於工序S18之蝕刻所形成之溝部來填埋溝部76。矽氧化物之成膜條件與工序S10相同。另外，亦可以ALD(Atomic Layer Deposition)來沉積矽氧化膜。藉此，便會在母體63b內部形成規則地配列之量子點63a(參照圖9之(H))。
以上，便結束了圖7所示之控制處理。藉由實行圖7所示之控制處理，將形成太陽電池之量子點陣列時之成膜步驟(絕緣體膜形成步驟、半導體膜形成步驟及埋入步驟)使用微波所激發之電漿，在被處理體W表面溫度保持在400℃以下之狀態下進行成膜。只要為通常的熱CVD等之電漿處理裝置，為了結晶性良好矽膜的成膜便必須要升溫至750℃以上，但藉由使用微波，便可實現在400℃以下將絕緣體膜63B與半導體膜63A交互地層積來形成結晶性良好的層積體。這是因為藉由微波激發低電子溫度之電漿，藉由該電漿將原料氣體所包含之矽活性化，從而，會減低高離子能量所導致之成長障礙，而可讓多晶矽或矽氧化物加以成長之故。因此，能將製造時所要求之溫度條件緩和至玻璃基板能耐受之溫度，而可以低成本、大面積來容易地製造。
另外，上述實施形態僅係顯示電漿處理裝置及製造方法之一範例，亦可將實施形態相關之裝置及方法加以變形，或適用其他者。
例如，上述實施形態中，係以玻璃基板作為基板65加以說明，但只要 為具有可耐受400℃以下之熱的耐熱性之基板均可，Si基板、LCD基板、陶瓷基板等亦可適用本發明。
又，上述實施形態中，雖係就使用1個微波產生器的情況加以說明，但亦可具備頻率不同之複數微波產生器，使用各自不同的微波產生器來進行電漿處理。
又，上述實施形態中，雖係在矽氧化膜形成工序後實行多晶矽形成工序，但其順序亦可相反。又，上述實施形態中，雖係就使用相同處理容器1而在真空一貫性地進行成膜處理及蝕刻處理的情況加以說明，但蝕刻處理等亦可在其他處理容器進行。又，圖8中，雖係就目標週期為4週期的範例加以說明，但週期數亦可為數個。又，亦可以每1個週期來進行蝕刻工序及埋入工序以形成太陽電池之接合部63。
又，上述實施形態中，在工序S16(遮罩形成工序)中，雖係就利用自我組織化材料藉由自我整合程序來形成遮罩之範例加以說明，但遮罩形成工序不限於上述方法。例如，可使用形成奈米刻度之凹凸圖案的模具來將模具之凹凸圖案轉印至樹脂，藉由所謂奈米印刷技術來形成蝕刻用遮罩。具體而言，可配置遮罩形成裝置(未圖示)來作為圖2之程序模組PM3，藉由該遮罩形成裝置來實行遮罩形成工序。此遮罩形成工序之一範例如圖10所示。如圖10之(A)所示，在表面具有複數微細點狀之模具89的表面及層積體表面分別塗布熱硬化型樹脂88，按壓模具及層積體。藉此，模具89表面形狀之相反形狀便會轉印至樹脂88。此狀態下，加熱讓樹之88硬化。之後，如圖10之(B)所示，在將樹脂88接合於層積體的狀態下將樹脂88從模具剝離。接著，如圖10(C)所示，在層積體上之樹脂88中，藉由O2氣體之電漿蝕刻去除不若模具形狀之布要的樹脂部分88a，而獲得由樹脂88所構成之複數點狀遮罩。如此般，即便是在使用奈米印刷技術的情況，亦可形成與圖8之(F)相同的複數點狀遮罩。
60‧‧‧表面電極
61‧‧‧反射防止膜
62‧‧‧上部半導體層
63‧‧‧接合部
63a‧‧‧量子點
63b‧‧‧母體
64‧‧‧下部半導體層
65‧‧‧基板
66‧‧‧內面電極
L‧‧‧太陽光

Claims (14)

  1. 一種太陽電池之製造方法，係具有量子點陣列之太陽電池之製造方法，具備有：絕緣體膜形成步驟，係使用電漿處理裝置，在被處理體表面溫度保持在400℃以下之狀態從氣體供給部將絕緣體原料朝處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，來於該被處理體表面層積絕緣體膜，該電漿處理裝置係具備有區劃處理空間之處理容器、載置該被處理體之載置台、微波產生器、將該微波產生器所產生之微波加以放射之天線、設於該處理空間與該天線之間之介電體窗、供給氣體之氣體供給部；半導體膜形成步驟，係使用該電漿處理裝置，在將該被處理體表面溫度保持於400℃以下之狀態下從該氣體供給部將半導體原料氣體朝該處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，以將半導體膜層積於該絕緣體膜上；層積體形成步驟，係藉由將該絕緣體膜形成步驟及該半導體膜形成步驟交互地重複既定次數，來形成多層膜所構成之層積體；遮罩形成步驟，係於該層積體上形成複數點狀之遮罩；蝕刻步驟，係使用該遮罩來蝕刻該層積體；以及埋入步驟，係使用該電漿處理裝置，在將該被處理體表面溫度保持在400℃以下的狀態下從該氣體供給部將絕緣體原料朝該處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，而於該蝕刻步驟所形成之溝部沉積絕緣體膜。
  2. 如申請專利範圍第1項之太陽電池之製造方法，其中該半導體原料氣體係含矽氣體。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之太陽電池之製造方法，其中該絕緣體原料氣體係含矽氣體及氧化性氣體。
  4. 如申請專利範圍第3項之太陽電池之製造方法，其更具備有氧化步驟，係在該絕緣體膜形成步驟後，在將該被處理體表面溫度保持在400 ℃以下的狀態下從該氣體供給部將氧化性氣體及非活性氣體朝該處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，以將該絕緣體膜電漿處理。
  5. 如申請專利範圍第4項之太陽電池之製造方法，其中該層積體形成步驟中，係藉由將該絕緣體膜形成步驟、該氧化步驟及該半導體膜形成步驟重複既定次數，以形成該層積體。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之太陽電池之製造方法，其中該絕緣體原料氣體係含矽及碳氣體。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之太陽電池之製造方法，其中該絕緣體原料氣體進一步為含非活性氣體之氣體。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之太陽電池之製造方法，其中該電漿處理裝置更具備有將偏壓施加用之高頻電功率施加至該載置台之高頻電源；該絕緣體膜形成步驟、該半導體膜形成步驟或該埋入步驟中的電漿處理時，係將偏壓施加用之高頻電功率施加至該載置台。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之太陽電池之製造方法，其中該遮罩係使用自我組織化材料而形成為點狀。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之太陽電池之製造方法，其中該遮罩係使用含蛋白質及金屬材料而加以形成。
  11. 如申請專利範圍第10項之太陽電池之製造方法，其中該遮罩係使用含鐵蛋白材料而加以形成。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之太陽電池之製造方法，其中該遮罩係使用奈米印刷技術而形成為點狀。
  13. 如申請專利範圍第1或2項之太陽電池之製造方法，其中該被處理體係玻璃基板。
  14. 一種電漿處理裝置，係製造具有量子點陣列之太陽電池的電漿處理裝置，具備有：處理容器，係區劃處理空間；載置台，係載置被處理體；微波產生器；天線，係將該微波產生器所產生之微波加以放射；介電體窗，係設於該處理空間與該天線之間；以及氣體供給部，係供給氣體；該控制部會在將該被處理體表面溫度保持在400℃以下之狀態下，從該氣體供給部將絕緣體原料氣體朝該處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，以將絕緣體膜層積於該被處理體表面，再者，從該氣體供給部將半導體原料氣體朝該處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，以將半導體膜層積於該絕緣體膜上，而形成該絕緣體膜及該半導體膜交互地層積之多層膜所構成之層積體；使用該層積體上所形成之複數點狀遮罩來蝕刻該層積體；在將該被處理體表面溫度保持在400℃以下之狀態下從該氣體供給部將絕緣體原料氣體朝該處理容器內供給，藉由微波激發而產生電漿，以將絕緣體膜沉積於藉由電漿所形成之溝部。
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