WO2011102053A1 - 成膜装置及び成膜方法、並びに薄膜太陽電池の製造装置及び製造方法 - Google Patents

成膜装置及び成膜方法、並びに薄膜太陽電池の製造装置及び製造方法 Download PDF

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film
deposition
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研介 竹中
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富士電機ホールディングス株式会社
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/206—Particular processes or apparatus for continuous treatment of the devices, e.g. roll-to roll processes, multi-chamber deposition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method for forming a non-intrinsic conductive layer and a substantially intrinsic layer on a substrate by generating plasma in a film forming chamber, and a thin film solar cell manufacturing apparatus and manufacturing Regarding the method.
  • a plurality of layers composed of a non-intrinsic conductive type layer and a substantially intrinsic layer are formed on a substrate by generating plasma in a film forming chamber.
  • a thin film solar cell employs a multi-junction structure in which a plurality of photoelectric conversion layers made of semiconductors having different absorption wavelengths are formed in order to improve characteristics as a solar cell.
  • a substantially intrinsic i layer and a doped layer are used for the plurality of photoelectric conversion layers of the thin film solar cell.
  • the i layer is configured to absorb sunlight.
  • the doped layer takes out carriers generated by being excited by sunlight absorbed in the i layer as a drift current, and generates an internal electric field in the depletion layer of the i layer as a driving force for generating a photovoltaic force. It has a configuration.
  • As the doped layer an n layer that is positively charged by supplying electrons to the depletion layer and a p layer that is negatively charged by supplying holes to the depletion layer are used.
  • PH 3 phosphine
  • B 2 H 6 diborane
  • a thin film solar cell manufacturing apparatus (hereinafter referred to as “manufacturing apparatus”) using a plasma CVD method is used.
  • the manufacturing apparatus is a single chamber type provided with one film formation chamber, the i layer, the p layer, and the n layer are formed on the substrate in the one film formation chamber.
  • the dopant component generated when the p layer and the n layer, which are doped layers, are formed on the substrate also stays in the film formation chamber when the i layer is formed on the substrate. Therefore, the impurities of such a dopant component may be mixed into the i layer, and the film quality of the i layer may be deteriorated.
  • a multi-chamber manufacturing apparatus provided with a plurality of film forming chambers is used to form the i layer, the p layer, and the n layer in different environments.
  • a multi-chamber manufacturing apparatus there is a problem that an increase in the number of film forming chambers increases manufacturing costs, increases the size of the apparatus, and increases the site area for installing the apparatus.
  • each of the two movable walls is formed in a cylindrical shape so as to extend in a direction perpendicular to the electrode plane. Further, each of the two movable walls is perpendicular to the electrode plane between a position covering the pair of electrodes and a position retracted from the position covering the pair of electrodes, depending on the type of layer to be deposited. Configured to move along.
  • Patent Document 1 needs to provide a moving mechanism for moving the movable wall, and further needs to provide a space for retracting the movable wall. Therefore, the structure and operation of the movable wall moving mechanism are complicated, and there is a problem that the manufacturing apparatus is likely to fail. In addition, since the space for retracting the movable wall is provided, there is a problem that the film forming chamber is enlarged and the manufacturing apparatus is enlarged despite the single-chamber manufacturing apparatus. In particular, when a large-area substrate is formed, or when a film-like long substrate transport method such as a roll-to-roll method or a stepping roll method is adopted, the size of the manufacturing apparatus is significantly increased. Become.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and the object thereof is a simple configuration, which can be reduced in size, is low in cost, and has excellent maintainability. Even in this case, a film forming apparatus and a thin film solar cell manufacturing apparatus capable of forming a substantially intrinsic layer and a non-intrinsic conductive type layer without deteriorating the film quality are provided.
  • An object of the present invention is to provide a film forming method and a thin film solar cell manufacturing method capable of forming a substantially intrinsic layer and a non-intrinsic conductive type layer without deteriorating the film quality in any case of multiple chambers.
  • the film forming apparatus of the present invention is configured to form a non-intrinsic conductive type layer and a substantially intrinsic layer on a substrate by generating plasma in the film forming chamber. Furthermore, in the film forming apparatus of the present invention, an adhesion preventing plate having a first surface and a second surface opposite to the first surface is disposed on the inner wall surface of the film forming chamber, so When forming the mold layer, the first surface faces the plasma generation side, while when forming a substantially intrinsic layer, the second surface faces the plasma generation side. Moreover, the said adhesion prevention board is comprised so that rotation is possible.
  • the deposition plate is provided at a plurality of locations, and the base end portion of the deposition plate is rotatably attached to the inner wall surface of the deposition chamber, and the distal end of the deposition plate
  • the substrate is a film-like long substrate, and one end in the longitudinal direction of the substrate is wound around a winding roll, while the other end in the longitudinal direction of the substrate is wound.
  • the substrate is wound on a take-up roll, and the substrate is configured to be roll-transportable.
  • a discharge electrode and a ground electrode which are a pair of electrodes for generating the plasma, are provided, and an inner wall surface facing the substrate and an inner wall surface in the substrate width direction of the pair of electrodes.
  • the plurality of deposition preventing plates are arranged within a predetermined range defined by a sum of a predetermined distance on one side and a predetermined distance on the other side in the substrate longitudinal direction from the center in the substrate longitudinal direction.
  • the predetermined range affects the film formation of an intrinsic layer in which impurities of the non-intrinsic conductive type layer adhere to the inner wall surface and the impurities attached to the inner wall surface. Includes a range to give.
  • the non-intrinsic conductive type layer to be formed is an n layer or a p layer
  • the substantially intrinsic layer to be formed is an i layer
  • the plasma source that generates the plasma is a capacitively coupled plasma source, an inductively coupled plasma source, a surface wave plasma source, or an ECR plasma source.
  • the thin-film solar cell manufacturing apparatus of the present invention uses the film forming apparatus described above.
  • a rotatable deposition preventing plate having a first surface and a second surface opposite to the first surface is disposed on the inner wall surface.
  • plasma is generated to form a non-intrinsic conductive layer and a substantially intrinsic layer on the substrate.
  • the deposition plate is rotated so that the first surface is directed toward the plasma generation side, and the substrate is substantially formed on the substrate.
  • the deposition plate is rotated so that the second surface faces the plasma generation side.
  • the thin film solar cell manufacturing method of the present invention uses the film forming method described above.
  • the film forming apparatus of the present invention is configured to form a non-intrinsic conductive type layer and a substantially intrinsic layer on a substrate by generating plasma in the film forming chamber. Furthermore, in the film forming apparatus of the present invention, an adhesion preventing plate having a first surface and a second surface opposite to the first surface is disposed on the inner wall surface of the film forming chamber, so When forming the mold layer, the first surface faces the plasma generation side, while when forming a substantially intrinsic layer, the second surface faces the plasma generation side. Moreover, the said adhesion prevention board is comprised so that rotation is possible.
  • the first surface of the deposition preventing plate faces the side opposite to the side on which the substrate is formed when the substantially intrinsic layer is formed, the non-intrinsic material attached to the first surface
  • the impurities in the conductive type layer can be prevented from scattering into the film formation chamber. Therefore, it is possible to reliably prevent impurities from being mixed into the substantially intrinsic layer, and to prevent deterioration of the film quality of the substantially intrinsic layer.
  • the construction is such that the deposition plate is simply rotated according to the type of the conductive type layer to be deposited, the manufacturing cost of the deposition apparatus can be reduced. Furthermore, the simple structure facilitates cleaning of the deposition preventing plate and improves the maintainability of the film forming apparatus.
  • the film forming apparatus since the deposition preventive plate is always used, it is not necessary to provide a separate space for retracting the deposition preventive plate when not in use, and the film forming apparatus can be downsized. In other words, the film forming apparatus has a simple configuration, can be reduced in size, is low in cost, and is excellent in maintainability. And a non-intrinsic conductive layer can be formed.
  • the deposition plate is provided at a plurality of locations, and the base end portion of the deposition plate is rotatably attached to the inner wall surface of the deposition chamber, and the distal end of the deposition plate
  • the inner wall exposed between the deposition preventing plate and the adjacent deposition preventing plate is not covered by the deposition preventing plate when the non-intrinsic conductive layer is formed, and the exposed inner wall is not intrinsic. Impurities of the conductive layer adhere, but the exposed inner wall is covered with the adjacent deposition plate when forming a substantially intrinsic layer to prevent the adhering impurities from scattering into the film formation chamber. it can. Therefore, the film forming apparatus has a simple configuration, can be reduced in size, is low in cost, and has excellent maintainability, but is substantially intrinsic without deteriorating the film quality in any of a single chamber and multiple chambers. Layers and non-intrinsic conductive layers can be deposited.
  • the substrate is a film-like long substrate, and one end in the longitudinal direction of the substrate is wound around a winding roll, while the other end in the longitudinal direction of the substrate is wound. Since the substrate is wound around a take-up roll and the substrate is configured to be roll-transportable, for example, a roll-to-roll method, a stepping roll method and the like can be downsized with a simple configuration, While being low in cost and excellent in maintainability, it is possible to form a substantially intrinsic layer and a non-intrinsic conductive type layer without deteriorating the film quality in either a single chamber or multiple chambers.
  • a discharge electrode and a ground electrode which are a pair of electrodes for generating the plasma, are provided, and an inner wall surface facing the substrate and an inner wall surface in the substrate width direction of the pair of electrodes.
  • the plurality of deposition preventing plates are arranged within a range of a predetermined distance on one side and a predetermined distance on the other side in the substrate longitudinal direction from the center in the substrate longitudinal direction.
  • the predetermined range includes a range in which impurities of a non-intrinsic conductive type layer adhere to the inner wall surface, and impurities adhered to the inner wall surface substantially affect film formation of the intrinsic layer.
  • the deposition plate it is not necessary to dispose the deposition plate on the entire inner wall of the film forming chamber, and the deposition plate may be disposed on a part of the inner wall, so that the number of deposition plates can be reduced. Alternatively, the area of the deposition preventing plate can be reduced. Therefore, with respect to the film forming apparatus, the intrinsic layer and the non-intrinsic conductive layer can be substantially reduced without deteriorating the film quality in both the single chamber and the multi-chamber while further reducing the cost and improving the maintainability.
  • a mold layer can be formed.
  • the non-intrinsic conductive type layer to be formed is an n layer or a p layer
  • the substantially intrinsic layer to be formed is an i layer.
  • a film forming apparatus used for manufacturing a product having a multi-junction structure such as a nip junction structure or a pin junction structure has a simple configuration, can be reduced in size, is low in cost, and has excellent maintainability.
  • a substantially intrinsic layer and a non-intrinsic conductive type layer can be formed without deteriorating the film quality.
  • the plasma source for generating the plasma is a capacitively coupled plasma source, an inductively coupled plasma source, a surface wave plasma source, or an ECR plasma source.
  • the film forming apparatus used is simple in structure, can be reduced in size, is low in cost, is excellent in maintainability, and is substantially intrinsic without deteriorating the film quality in either a single room or multiple rooms. Layers and non-intrinsic conductive layers can be deposited.
  • the thin film solar cell manufacturing apparatus of the present invention uses the film forming apparatus. For this reason, the thin film solar cell manufacturing apparatus, like the film forming apparatus, has a simple configuration, can be reduced in size, is low in cost, and has excellent maintainability. A substantially intrinsic layer and a non-intrinsic conductive layer can be formed without degrading the film quality.
  • a plasma is formed in a film forming chamber in which a rotatable deposition preventing plate having a first surface and a second surface opposite to the first surface is disposed on an inner wall surface.
  • a rotatable deposition preventing plate having a first surface and a second surface opposite to the first surface is disposed on an inner wall surface.
  • the manufacturing method of the thin film solar cell of the present invention uses the film forming method described above. Therefore, similarly to the film formation method, the thin film solar cell can be provided by the method for manufacturing a thin film solar cell without deteriorating the film quality in either a single chamber or multiple chambers.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 when a non-intrinsic conductive type layer is formed, and FIG.
  • FIG. 4B is a view taken along arrow D in FIG. (A) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 when a substantially intrinsic layer is formed, and (b) is a view taken along arrow E in FIG. 5 (a).
  • a film forming apparatus will be described below.
  • a thin film solar cell manufacturing apparatus using a plasma CVD method will be described as an example of a film forming apparatus.
  • the film forming apparatus may be used for a manufacturing apparatus such as a semiconductor, a diode, a thin display, and an electromagnetic wave shielding film.
  • the thin-film solar cell manufacturing apparatus (hereinafter referred to as “manufacturing apparatus”) 1 of the present embodiment has a single film forming chamber 2, which is a single-chamber manufacturing apparatus 1. ing.
  • the film forming chamber 2 includes a plurality of deposition plates 3, each having a first surface 3a, 4a, 5a and a second surface 3b, 4b, 5b opposite to the first surface 3a, 4a, 5a. 4 and 5 are provided.
  • a film-like long substrate (hereinafter referred to as “substrate”) 6 is arranged with its width direction along the vertical direction of the manufacturing apparatus 1.
  • One end in the longitudinal direction of the substrate 6 is taken up by an unwinding roll 7 extending along the vertical direction of the manufacturing apparatus 1, while the other end in the longitudinal direction of the substrate 6 extends along the vertical direction of the manufacturing apparatus 1. It is wound on a winding roll 8.
  • Such a substrate 6 is unwound from the unwinding roll 7, guided to the unwinding guide roll 9 and the unwinding guide roll 10, and then wound onto the winding roll 8.
  • Such a manufacturing apparatus 1 is configured to be able to roll the substrate 6.
  • a discharge electrode (anode electrode) 11 and a ground electrode (cathode electrode) 12 as a pair of capacitively coupled parallel plate electrodes. are arranged so that plasma is generated between the discharge electrode 11 and the ground electrode 12. The substrate 6 is transported so as to pass between the discharge electrode 11 and the ground electrode 12.
  • the discharge electrode 11 is configured as a shower head electrode, and a substantially cylindrical gas supply pipe 13 is disposed between the discharge electrode 11 and the inner wall side surface 2c on the discharge electrode 11 side.
  • the film forming gas is supplied from the gas supply tube 13 to the discharge electrode 11, and is supplied into the film forming chamber 2 from the surface 11 a on the substrate 6 side of the discharge electrode 11.
  • a substantially cylindrical support member 14 is disposed between the ground electrode 12 and the inner wall side surface 2b on the ground electrode 12 side.
  • the manufacturing apparatus 1 in FIG. 1 is provided with a mechanism for evacuating the inside of the apparatus, and controls the exhaust mechanism during plasma CVD film formation to exclude unreacted gas. It is configured to exhaust.
  • the manufacturing apparatus 1 generates plasma between the discharge electrode 11 and the ground electrode 12 in the film formation chamber 2, thereby forming an n-layer and a p-layer that are non-intrinsic conductive layers on the substrate 6.
  • An i layer that is a film and is substantially intrinsic can be formed.
  • the inner wall bottom surface 2a which is one inner wall surface facing the surface of the substrate 6, has a plurality of first walls.
  • One protective plate 3 is provided.
  • the five first deposition preventing plates 3 are arranged on the inner wall bottom surface 2a at intervals in the longitudinal direction of the substrate.
  • the 1st adhesion prevention board 3 is formed in the rectangular plate shape extended in the whole substrate width direction of the inner-wall bottom face 2a.
  • the base end portion 3c in the substrate longitudinal direction is attached to the inner wall bottom surface 2a so as to be rotatable about a rotation shaft 3d extending in the substrate width direction.
  • the front end 3e in the longitudinal direction of the substrate has the first surface 3a in contact with the inner wall bottom surface 2a, and the second surface 3b on the inner wall bottom surface 2a. in each state of being contact, it is spaced a distance L 1 to the first deposition preventing plate 3 of the rotating shaft 3d adjacent.
  • the distance L 1 is a distance L 2 less.
  • the five first deposition prevention plates 3 have a distance R 1 range from the center in the longitudinal direction of the pair of electrodes 11, 12 to the one side in the longitudinal direction of the substrate on the inner wall bottom surface 2 a, and the pair of electrodes 11. , 12 is disposed so as to be protected and the range from the center of the substrate longitudinal distance R 2 on the other side of the substrate longitudinal direction of.
  • the distance R 1 and the distance R 2 indicate that the n-layer and p-layer impurities, which are non-intrinsic conductivity type layers, adhere to the inner wall bottom surface 2a of the film formation chamber 2 and the impurities adhered to the inner wall bottom surface 2a during film formation. It may be determined to include a range that affects the formation of a substantially intrinsic layer.
  • Such a first deposition prevention plate 3 has a posture in which the first surface 3a faces the pair of electrodes 11 and 12 (see FIGS. 2A and 2B), and the second surface. It is possible to rotate between a posture (see FIGS. 3A and 3B) in which 3b faces the pair of electrodes 11 and 12 side. In the posture in which the first surface 3a is directed toward the pair of electrodes 11 and 12, the second surface 3b is in contact with the inner wall bottom surface 2a. On the other hand, in a posture in which the second surface 3b is directed to the pair of electrodes 11 and 12, the first surface 3a is in contact with the inner wall bottom surface 2a.
  • a drive mechanism for rotating the first deposition preventing plate 3 is provided, and the first deposition preventing plate 3 is controlled to rotate by controlling the drive mechanism. It is comprised so that.
  • the 1st deposition board 3 is provided also in the inner-wall ceiling surface (not shown) which is the other inner wall surface facing the surface of the board
  • the inner wall side surface 2b which is the inner wall surface on the ground electrode 12 side in the substrate width direction
  • a second protective plate 4 and a third protective plate 5 are provided.
  • a plurality of second deposition plates 4 and a plurality of third deposition plates 5 are provided, and in particular, the four second deposition plates 4 and the two second deposition plates 4.
  • the present invention is not limited to this.
  • Two of the four second adhesion-preventing plates 4 are disposed on one side in the substrate longitudinal direction with respect to the support member 14 of the ground electrode 12 on the inner wall side surface 2b.
  • the other two of the four second adhesion-preventing plates 4 are disposed on the inner wall side surface 2b on the other side of the support member 14 in the longitudinal direction of the substrate.
  • the two third protective plates 5 are respectively arranged on the upper side and the lower side with respect to the column member 14 on the inner wall side surface 2b.
  • the second deposition preventing plate 4 is formed in a rectangular plate shape that extends in the entire thickness direction of the inner wall side surface 2b.
  • One of the two third adhesion-preventing plates 5 is formed in a rectangular plate shape extending between the column member 14 and the upper end portion of the inner wall side surface 2b.
  • the other of the two third adhesion-preventing plates 5 is formed in a rectangular plate shape extending between the column member 14 and the lower end portion of the inner wall side surface 2b.
  • the base end portion 4c in the longitudinal direction of the substrate is attached to the inner wall side surface 2b so as to be rotatable about a rotation shaft 4d extending in the substrate thickness direction.
  • the base end 5c in the substrate longitudinal direction is attached to the inner wall side surface 2b so as to be rotatable about a rotation shaft 5d extending in the substrate thickness direction.
  • the tip 4e in the longitudinal direction of the substrate on the second deposition preventing plate 4 is in a state where the first surface 4a is in contact with the inner wall side surface 2b, and the second surface 4b is on the inner wall side surface 2b.
  • the front end portion 5e in the longitudinal direction of the substrate also has a state in which the first surface 5a is brought into contact with each other and a state in which the second surface 5b is brought into contact with the inner wall side surface 2b. in, and is spaced a distance L 3 relative to the adjacent second deposition preventing plate 4 of the rotary shaft 4d.
  • the distance L 3 is a distance L 4 below.
  • Such a second deposition preventing plate 4 has a posture in which the first surface 4a faces the pair of electrodes 11 and 12 (see FIGS. 2A and 2B), and the second surface. 4b can be rotated between postures (see FIGS. 3A and 3B) in which 4b faces the pair of electrodes 11 and 12 side.
  • the third deposition preventing plate 5 has a posture in which the first surface 5a faces the pair of electrodes 11 and 12 (see FIGS. 2A and 2B) and the second surface 5b. Can be rotated between a posture (see FIGS. 3A and 3B) facing the pair of electrodes 11 and 12 side.
  • the second surfaces 4b and 5b of the second deposition plate 4 and the third deposition plate 5 are directed toward the pair of electrodes 11 and 12, respectively.
  • the first surfaces 4a and 5a of the second deposition plate 4 and the third deposition plate 5 are directed to the pair of electrodes 11 and 12, respectively.
  • the first surfaces 4a. , 5a is in contact with the inner wall side surface 2b.
  • drive mechanisms for rotating the second deposition prevention plate 4 and the third deposition prevention plate 5 are provided, respectively.
  • the deposition preventing plate 4 and the third deposition preventing plate 5 are configured to be controlled to rotate.
  • the four second deposition plates 4 and the two third deposition plates 5 are arranged on the inner wall side surface 2b from the center in the substrate longitudinal direction of the pair of electrodes 11 and 12 to one side in the substrate longitudinal direction. and the range of distance R 3, are arranged so as to be able to protect the range from the center of the substrate longitudinal distance R 4 to the other side of the substrate longitudinal direction of the pair of electrodes 11 and 12.
  • the distance R 3 and the distance R 4 are determined so that the impurities of the n layer and the p layer, which are non-intrinsic conductive type layers, are attached to the inner wall side surface 2b and the impurities attached to the inner wall side surface 2b are substantially intrinsic during film formation. It may be in a range that affects the film formation of the layer.
  • the second and third adhesion prevention plates 4 and 3 are also applied to the inner wall side surface 2c, which is the inner wall surface on the discharge electrode 11 side in the substrate width direction, like the inner wall bottom surface 2b on the ground electrode 12 side. 5 is provided.
  • the adhesion prevention plates 3, 4, and 5 are rotated, and the 1st surface 3a, 4a, 5a is made into the state which orient
  • FIGS. 3 (a), 3 (b), 5 (a) and 5 (b) are used. As shown in FIG. 3, the adhesion preventing plates 3, 4 and 5 are rotated so that the second surfaces 3b, 4b and 5b face the pair of electrodes 11 and 12 side. In this state, the i layer is formed on the substrate 6 after predeposition.
  • a substrate type nip junction structure, a super straight type pin structure, or the like may be used.
  • the conductive layer that is a semiconductor layer microcrystalline Si, amorphous Si, amorphous SiO, or the like is preferably used.
  • the substrate 6 may be made of an insulating plastic film such as polyimide, PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PES (polyethersulfone), acrylic, or aramid.
  • the substrate 6 may be either transportable in one direction or transportable in both directions.
  • the transport method of the substrate 6 is a roll-to-roll method in which the substrate 6 is continuously transported, a stepping roll method in which film formation is performed after the substrate 6 has been transported in steps of a certain distance, and further, step transportation of a certain distance is performed after film formation is completed.
  • the range defined by the sum of the distance R 3 and the distance R 4 has an influence on the film formation of the intrinsic layer where impurities of the non-intrinsic conductive type layer adhere to the inner wall surface and the impurities attached to the inner wall surface substantially. It is preferable that the range which gives is included.
  • the back electrode layer previously formed on one surface of the substrate 6 is a multilayer structure composed of a metal electrode such as Ag (silver), Ag alloy, Al (aluminum), a transparent conductive electrode, or the like, or a metal film / transparent conductive film It is preferable that the electrode has a laminated structure.
  • the method for forming the back electrode layer may be a sputtering method, a vacuum deposition method, a spray film formation method, a mist film formation, a printing method, a coating method, a plating method, or the like.
  • the material of the transparent electrode layer formed on the semiconductor layer of the nip junction structure formed on the substrate 6 is ITO (indium tin oxide), ZnO (zinc oxide), TiO 2 (titanium oxide), SnO 2 ( Tin oxide), IZO (indium oxide-zinc oxide), or the like is preferably used.
  • the method for forming the transparent electrode layer may be a sputtering method, a vacuum deposition method, a spray film formation method, a mist film formation, a printing method, a coating method, a plating method, or the like.
  • the collector electrode layer formed on the other surface of the substrate 6 may be either a single layer film or a multilayer film.
  • the collector electrode layer may be made of a metal such as Ag, Al, Ni (nickel), or an alloy made of any one of these metals. Further, the collector electrode layer may be a multilayer film using a metal such as Ag, Al, Ni, or an alloy made of any one of these metals, or may be a single layer film.
  • the method for forming the collector electrode layer may be an electron beam evaporation method using a mask, a sputtering method, a vacuum evaporation method, a spray film formation method, an ink jet printing method, a screen printing method, or the like. Furthermore, it is good also as a series connection structure using the SCAF (Series Connection through Structures formed on Film) structure, without using the current collection electrode 7.
  • SCAF Series Connection through Structures formed on Film
  • the thin-film solar cell manufacturing apparatus of this embodiment when the first surfaces 3a, 4a, and 5a of the deposition preventing plates 3, 4, and 5 form a substantially intrinsic layer, Since the substrate 6 faces away from the side on which the film is formed, it is possible to prevent the impurities of the non-intrinsic conductive type layer adhering to the first surfaces 3a, 4a, 5a from scattering into the film forming chamber. Therefore, it can be surely prevented from being mixed into the substantially intrinsic layer, and the film quality of the i layer can be prevented from deteriorating.
  • the manufacturing cost of the film forming apparatus 1 can be reduced because it is a simple configuration in which the deposition preventing plates 3, 4, and 5 are only rotated according to the type of the conductive type layer to be formed. Furthermore, the simple structure facilitates cleaning of the deposition prevention plates 3, 4, 5, and improves the maintainability of the film forming apparatus 1. In addition, since the deposition preventive plates 3, 4 and 5 are always used, there is no need to provide a separate space for retracting the deposition preventive plates 3, 4 and 5 when not in use. Can be That is, the film forming apparatus 1 has a simple configuration, can be reduced in size, is low in cost, is excellent in maintainability, and has a substantially intrinsic i layer without deterioration in film quality even in a single chamber. Then, a doped layer which is a non-intrinsic conductive type layer can be formed.
  • the adhesion preventing plates 3, 4 and 5 are arranged at a predetermined interval, so that when the adhesion preventing plates 3, 4, and 5 rotate. It can prevent that the adhering prevention plates 3, 4, and 5 contact each other.
  • the exposed inner wall between the adjacent adhesion preventing plates 3, 4 and 5 is not covered by the adhesion preventing plates 3, 4 and 5 during the formation of the non-intrinsic conductive layer, and the exposed inner wall Impurities of the non-intrinsic conductive type layer adhere, but the exposed inner wall is covered by the adjacent deposition plates 3, 4, and 5 when the substantially intrinsic layer is formed, and the attached impurities are deposited in the film formation chamber. 2 can be prevented from being scattered.
  • the film forming apparatus 1 has a simple configuration, can be reduced in size, is low in cost, is excellent in maintainability, and is substantially intrinsic i layer without deterioration in film quality even in the case of a single chamber, A doped layer which is a non-intrinsic conductive type layer can be formed.
  • the manufacturing apparatus 1 such as a roll-to-roll system or a stepping roll system has a simple configuration, although it is possible to reduce the size, the cost is low, and the maintainability is excellent. Even in the case of a single chamber, a substantially intrinsic i layer and a doped layer that is a non-intrinsic conductive type layer are formed without degrading the film quality. I can make a film.
  • the first adhesion-preventing plate 3 is a distance to which impurities affecting the film formation of the intrinsic layer adhere on the inner wall bottom surface 2a and the inner wall ceiling surface. Arranged only in the range of R 1 and distance R 2 .
  • the second deposition plate 4 and the third deposition plate 5 have a distance R 3 and a distance R 4 to which impurities affecting the film formation of a substantially intrinsic layer adhere. It is arranged in the range.
  • the manufacturing apparatus 1 can be made of a substantially intrinsic i layer and a non-intrinsic conductive layer without reducing the film quality even in the case of a single chamber while further reducing the cost and improving the maintainability. A certain doped layer can be formed.
  • the non-intrinsic conductive type layer is an n layer or a p layer
  • the substantially intrinsic layer is an i layer.
  • the manufacturing apparatus 1 used for manufacturing a thin-film solar cell having a multi-junction structure such as a structure or a pin junction structure can also be reduced in size, cost-effective and easy to maintain with a single chamber.
  • a substantially intrinsic i layer and a doped layer which is a non-intrinsic conductive type layer can be formed without deteriorating the film quality.
  • the first surfaces 3a, 4a, 5a of the adhesion preventing plates 3, 4, 5 can be obtained by a simple operation of rotating the adhesion preventing plates 3, 4, 5.
  • the impurities adhering to the first surfaces 3a, 4a, 5a are scattered in the deposition chamber 2. Can be prevented. Therefore, it is possible to reliably prevent impurities from being mixed into the substantially intrinsic layer, and it is possible to provide a thin film solar cell that is formed without deteriorating the film quality of the i layer even in the case of a single chamber.
  • the manufacturing apparatus 1 may be a method of fixing the substrate instead of the method of rolling the substrate 6. The same effect as this embodiment can be obtained.
  • the substrate 6 may be arranged with its width direction aligned with the horizontal direction of the manufacturing apparatus 1. That is, the substrate transfer method of the manufacturing apparatus 1 may be a flat transfer method. The same effect as this embodiment can be obtained.
  • the plasma source of the discharge electrode 11 and the ground electrode 12 may be other than a parallel plate type that generates capacitively coupled plasma, such as inductively coupled plasma, surface wave plasma, A method of generating ECR plasma or the like may be used. The same effect as this embodiment can be obtained.
  • the deposition preventing plates 3, 4, and 5 may be disposed so as to protect the entire inner wall of the film forming chamber 2. The same effect as this embodiment can be obtained.
  • a fifth modification of the embodiment of the present invention in a multi-chamber manufacturing apparatus having a plurality of film forming chambers, at least one of the plurality of film forming chambers is provided with deposition plates 3, 4 and 5. It may be. Even in the case of a multi-chamber manufacturing apparatus, the same effects as those of the present embodiment can be obtained.
  • only the second protective plate 4 may be provided on the inner wall side surfaces 2b and 2c. The same effect as this embodiment can be obtained.
  • an amorphous Si thin film solar cell having a substrate type nip junction structure is manufactured.
  • the nip junction structure includes an n layer that is an n-type amorphous Si layer having a thickness of 20 nm, an i layer that is an i-type amorphous Si layer having a thickness of 300 nm, and a p layer that is a p-type amorphous Si layer having a thickness of 20 nm.
  • a polyimide film having a thickness of 50 ⁇ m is used for the substrate 6.
  • Ag having a thickness of 200 nm is formed as a back electrode layer by a sputtering method.
  • substrate 6 is conveyed by a stepping roll system.
  • the distance between the discharge electrode 11 and the ground electrode 12 is 20 mm, and the discharge frequency is 27.12 MHz.
  • the discharge power from the discharge electrode 11 is 5 W, and the film formation temperature is 300 ° C.
  • the discharge power from the discharge electrode 11 is 20 W, and the film formation temperature is 280 ° C.
  • the discharge power from the discharge electrode 11 is 5 W, and the film-forming temperature is 160 ° C.
  • pre-deposition and film formation for forming an n layer on the back electrode layer of the substrate 6 are performed.
  • the deposition prevention plates 3, 4 and 5 are rotated.
  • the first surfaces 3a, 4a, 5a are directed toward the discharge electrode 11 and the ground electrode 12 side.
  • a mixed gas using SiH 4 gas, H 2 (hydrogen) gas, and PH 3 gas is supplied between the discharge electrode 11 and the ground electrode 12.
  • the substrate 6 is transported to a predetermined position for the n-layer predepot and predeposition is performed for 10 minutes. Thereafter, the film formation target portion of the substrate 6 is transported between the discharge electrode 11 and the ground electrode 12 to form an n layer on the substrate 6.
  • pre-deposition and film formation for forming an i layer on the n-layer formed on the substrate 6 are performed.
  • the deposition preventing plates 3, 4 and 5 are rotated.
  • the second surfaces 3b, 4b, 5b are moved toward the discharge electrode 11 and the ground electrode 12 side.
  • a mixed gas using SiH 4 gas and H 2 gas is supplied between the discharge electrode 11 and the ground electrode 12.
  • the substrate 6 is transported to a predetermined position for the i-layer predepot, and the predeposition is performed for 30 minutes. Thereafter, the film formation target portion of the substrate 6 is transported between the discharge electrode 11 and the ground electrode 12 to form an i layer on the substrate 6.
  • predeposition and film formation for forming a p layer on the i layer formed on the substrate 6 are performed.
  • the deposition plates 3, 4 and 5 are again rotated.
  • the first surfaces 3a, 4a, 5a are moved toward the discharge electrode 11 and the ground electrode 12 side.
  • a mixed gas using SiH 4 gas, H 2 gas and B 2 H 6 gas is supplied between the discharge electrode 11 and the ground electrode 12.
  • the substrate 6 is transported to a predetermined position for the i-layer predepot, and the predeposition is performed for 10 minutes. Thereafter, the film formation target portion of the substrate 6 is transported between the discharge electrode 11 and the ground electrode 12 to form a p-layer on the substrate 6.
  • an ITO transparent electrode having a thickness of 70 nm is formed on the semiconductor layer by RF sputtering using Ar gas. Further, a collector electrode layer using a Ti (titanium) layer having a thickness of 100 nm and an Ag layer having a thickness of 500 nm is formed on the other surface of the substrate 6 by an electron beam evaporation method using a mask.
  • the initial conversion efficiencies of the thin film solar cells produced in the examples and comparative examples were measured with a solar simulator.
  • the initial conversion efficiency of the thin film solar cell of the example was 8.0%
  • the initial conversion efficiency of the thin film solar cell of the comparative example was 7.0%. Therefore, it was confirmed that the initial conversion efficiency of the example was higher than the initial conversion efficiency of the comparative example, and that the deterioration of the film quality of the i layer could be prevented by using the turnable adhesion preventing plates 3, 4 and 5 of the present invention.

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Abstract

　シンプルな構成で、小型化可能で、低コストで、かつメンテナンス性に優れながら、単室及び多室のいずれの場合にも膜質を低下させずに成膜可能とする成膜装置及び薄膜太陽電池の製造装置、さらには成膜方法及び薄膜太陽電池の製造方法を提供する。　成膜室２内でのプラズマの発生により基板６に非真性の導電型層及び実質的に真性な層を成膜する成膜装置及び成膜方法、並びに薄膜太陽電池の製造装置１及び製造方法に関して、第１の表面３ａ，４ａ，５ａと、第１の表面３ａ，４ａ，５ａと反対側の第２の表面３ｂ，４ｂ，５ｂとを有する防着板３，４，５を成膜室２の内壁面２ａ，２ｂ，２ｃに配置して、基板６に非真性の導電型層を成膜する際には、防着板３，４，５を回動させて第１の表面３ａ，４ａ，５ａをプラズマ発生側に向け、基板６に実質的に真性な層を成膜する際には、防着板３，４，５を回動させて第２の表面３ｂ，４ｂ，５ｂをプラズマ発生側に向ける。

Description

成膜装置及び成膜方法、並びに薄膜太陽電池の製造装置及び製造方法
　本発明は、成膜室内でプラズマを発生させることによって基板に非真性の導電型層及び実質的に真性な層を成膜する成膜装置及び成膜方法、並びに薄膜太陽電池の製造装置及び製造方法に関する。
　半導体、太陽電池等の製造に用いられる成膜装置では、成膜室内にてプラズマを発生させることによって基板に非真性の導電型層及び実質的に真性な層から成る複数の層が成膜されることがある。特に、薄膜太陽電池には、太陽電池としての特性を向上させるために、異なる吸収波長の半導体から成る複数の光電変換層を成膜した多接合体構造が採用されている。
　薄膜太陽電池の複数の光電変換層には実質的に真性なｉ層と、ドープ層とが用いられている。ｉ層は、太陽光を吸収する構成となっている。ドープ層は、ｉ層内にて吸収された太陽光により励起され発生したキャリアを、ドリフト電流として取り出すとともに、光起電力を発生させる駆動力となる内部電界を、ｉ層の空乏層に発生させる構成となっている。このドープ層には、空乏層に電子を与えることによってプラスに帯電するｎ層と、空乏層に正孔を与えることによってマイナスに帯電するｐ層とが用いられている。多くの場合、ｎ層を成膜する際にはＰＨ３（ホスフィン）がドーピングガスとして用いられ、ｐ層を成膜する際にはＢ２Ｈ６（ジボラン）がドーピングガスとして用いられている。
　例えば、ＳｉＨ４（シラン）ガス等を原料としてＳｉ（シリコン）系の薄膜太陽電池を製造する場合に、プラズマＣＶＤ法による薄膜太陽電池の製造装置（以下、「製造装置」という）が用いられることがある。ここで製造装置が１つの成膜室を設けた単室型である場合、当該１つの成膜室内でｉ層、ｐ層及びｎ層がそれぞれ基板に成膜される。このような製造装置では、ドープ層であるｐ層及びｎ層を基板に成膜した際に発生するドーパント成分が、ｉ層を基板に成膜する際にも成膜室内に滞留する。そのため、このようなドーパント成分の不純物がｉ層に混入して、ｉ層の膜質が低下するおそれがある。
　そこで多くの場合、ｉ層、ｐ層及びｎ層をそれぞれ別々の環境で成膜するために複数の成膜室を設けた多室型の製造装置が用いられている。しかしながら、多室型の製造装置を用いた場合、成膜室数の増加によって、製造コストが増加し、装置が大型化し、装置を設置するための敷地面積が広くなるという問題がある。
　このような問題を解決すべく、特許文献１に示すような単室型の製造装置では、プラズマ発生用の一対の平行平板電極を設けた成膜室内に、当該電極を覆う防着板として２つの可動壁が設けられている。２つの可動壁のそれぞれは、電極平面に対して垂直方向に延びるように筒状に形成されている。さらに２つの可動壁のそれぞれは、成膜する層の種類に応じて、一対の電極を覆う位置と当該一対の電極を覆う位置から退避した位置との間で、電極平面に対して垂直方向に沿って移動するように構成されている。
特公平５－５１８８号公報
　しかしながら、特許文献１の製造装置は、可動壁の移動機構を設ける必要があり、さらに可動壁を退避させる空間を設ける必要がある。そのため、可動壁の移動機構の構造及び操作が複雑化して、製造装置に故障が発生し易いという問題がある。また、可動壁を退避させる空間を設けたことによって、単室型の製造装置であるにもかかわらず、成膜室が大型化し、製造装置が大型化するという問題がある。特に、大面積の基板を成膜する場合や、ロールツーロール方式、ステッピングロール方式等のようにフィルム状の長尺基板を搬送する方式を採用する場合には、製造装置の大型化が顕著となる。また、移動機構の複雑化、及び装置の大型化によって、製造コストが増加するという問題がある。さらに、複雑な移動機構を有し、かつ大型である可動壁をクリーニングすることは煩雑であるので、メンテナンス性も悪化し、問題となる。
　本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、シンプルな構成で、小型化可能で、低コストで、かつメンテナンス性に優れながら、単室及び多室のいずれの場合でも膜質を低下させずに実質的に真性な層及び非真性の導電型層を成膜可能とする成膜装置及び薄膜太陽電池の製造装置を提供し、さらにシンプルな操作によって、単室及び多室のいずれの場合でも膜質を低下させずに実質的に真性な層及び非真性の導電型層を成膜可能とする成膜方法及び薄膜太陽電池の製造方法を提供することにある。
　課題を解決するために本発明の成膜装置は、成膜室内でプラズマを発生させることによって基板に非真性の導電型層及び実質的に真性な層を成膜するように構成されている。さらに本発明の成膜装置では、第１の表面と、該第１の表面と反対側の第２の表面とを有する防着板が前記成膜室の内壁面に配置され、非真性の導電型層を成膜する際には、前記第１の表面がプラズマ発生側を向く一方で、実質的に真性な層を成膜する際には、前記第２の表面がプラズマ発生側を向くように、前記防着板が回動可能に構成されている。
　本発明の成膜装置では、前記防着板が複数箇所に設けられ、前記防着板の基端部が、前記成膜室の内壁面に回動可能に取付けられ、前記防着板の先端部が、前記第１の表面及び前記第２の表面をプラズマ発生側に向けたそれぞれの状態で、隣接する前記防着板の回動軸に対して、前記防着板の回動軸及び先端部間の長さ以下に間隔を空けて配置されている。
　本発明の成膜装置では、前記基板がフィルム状の長尺基板となっており、前記基板の長手方向の一端が巻出しロールに巻き取られる一方で、前記基板の長手方向の他端が巻取りロールに巻き取られており、前記基板がロール搬送可能に構成されている。
　本発明の成膜装置では、前記プラズマを発生させる一対の電極である放電電極及び接地電極が設けられ、前記基板に対向する内壁面及び前記基板幅方向の内壁面にて、前記一対の電極の基板長手方向中央から基板長手方向の一方側の所定距離及び他方側の所定距離の合計により定められる所定範囲内に、前記複数の防着板が配置されている。
　本発明の成膜装置では、前記所定範囲は、非真性な導電型層の不純物が前記内壁面に付着し、かつ前記内壁面に付着した不純物が実質的に真性な層の成膜に影響を与える範囲を含んでいる。
　本発明の成膜装置では、前記成膜する非真性の導電型層がｎ層又はｐ層となっており、前記成膜する実質的に真性な層がｉ層となっている。
　本発明の成膜装置では、前記プラズマを発生させるプラズマ源が、容量結合プラズマ源、誘導結合プラズマ源、表面波プラズマ源、又はＥＣＲプラズマ源となっている。
　課題を解決するために本発明の薄膜太陽電池の製造装置は、上述の成膜装置を用いている。
　課題を解決するために本発明の成膜方法は、第１の表面と、該第１の表面と反対側の第２の表面とを有する回動可能な防着板を、内壁面に配置した成膜室内で、プラズマを発生させることによって基板に非真性の導電型層及び実質的に真性な層を成膜するものである。当該成膜方法にて、前記基板に非真性の導電型層を成膜する際には、前記防着板を回動させて前記第１の表面をプラズマ発生側に向け、前記基板に実質的に真性な層を成膜する際には、前記防着板を回動させて第２の表面をプラズマ発生側に向ける。
　課題を解決するために本発明の薄膜太陽電池の製造方法は、上述の成膜方法を用いる。
　本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
　本発明の成膜装置は、成膜室内でプラズマを発生させることによって基板に非真性の導電型層及び実質的に真性な層を成膜するように構成されている。さらに本発明の成膜装置では、第１の表面と、該第１の表面と反対側の第２の表面とを有する防着板が前記成膜室の内壁面に配置され、非真性の導電型層を成膜する際には、前記第１の表面がプラズマ発生側を向く一方で、実質的に真性な層を成膜する際には、前記第２の表面がプラズマ発生側を向くように、前記防着板が回動可能に構成されている。
　そのため、前記防着板の第１の表面が、実質的に真性な層を成膜する際には前記基板を成膜する側と反対側を向くので、前記第１の表面に付着した非真性の導電型層の不純物が、前記成膜室内に飛散することを防ぐことができる。従って、不純物が実質的に真性な層に混入することを確実に防ぐことができ、実質的に真性な層の膜質低下を防ぐことができる。
　また、成膜する導電型層の種類に応じて前記防着板を回動させるだけというシンプルな構成であるので、前記成膜装置の製造コストを低減できる。さらに、シンプルな構成によって前記防着板のクリーニング等が容易になり、前記成膜装置のメンテナンス性を向上させることができる。加えて、前記防着板は常に使用された状態となるので、使用しない状態の防着板を退避させる空間を別途設ける必要がなく、成膜装置を小型化できる。
　すなわち、前記成膜装置については、シンプルな構成で、小型化可能で、低コストで、かつメンテナンス性に優れながら、単室及び多室のいずれの場合でも膜質を低下させずに実質的に真性な層及び非真性の導電型層を成膜できる。
　本発明の成膜装置では、前記防着板が複数箇所に設けられ、前記防着板の基端部が、前記成膜室の内壁面に回動可能に取付けられ、前記防着板の先端部が、前記第１の表面及び前記第２の表面をプラズマ発生側に向けたそれぞれの状態で、隣接する前記防着板の回動軸に対して、前記防着板の回動軸及び先端部間の長さ以下に間隔を空けて配置されているので、前記防着板が回動する際に、前記防着板と前記隣接する防着板とが接触することを防止できる。この場合、前記防着板と前記隣接する防着板との間で露出した内壁が、非真性の導電型層の成膜時に前記防着板によって覆われず、当該露出した内壁に非真性の導電型層の不純物が付着するが、当該露出した内壁は実質的に真性な層の成膜時には前記隣接する防着板によって覆われて、付着した不純物が前記成膜室内に飛散することを防止できる。従って、前記成膜装置について、シンプルな構成で、小型化可能で、低コストで、かつメンテナンス性に優れながら、単室及び多室のいずれの場合でも膜質を低下させずに実質的に真性な層及び非真性の導電型層を成膜できる。
　本発明の成膜装置では、前記基板がフィルム状の長尺基板となっており、前記基板の長手方向の一端が巻出しロールに巻き取られる一方で、前記基板の長手方向の他端が巻取りロールに巻き取られており、前記基板がロール搬送可能に構成されているので、例えば、ロールツーロール方式、ステッピングロール方式等の成膜装置についても、シンプルな構成で、小型化可能で、低コストで、かつメンテナンス性に優れながら、単室及び多室のいずれの場合でも膜質を低下させずに実質的に真性な層及び非真性の導電型層を成膜できる。
　本発明の成膜装置では、前記プラズマを発生させる一対の電極である放電電極及び接地電極が設けられ、前記基板に対向する内壁面及び前記基板幅方向の内壁面にて、前記一対の電極の基板長手方向中央から基板長手方向の一方側の所定距離及び他方側の所定距離の範囲内に、前記複数の防着板が配置されている。好ましくは、前記所定範囲は、非真性な導電型層の不純物が前記内壁面に付着し、かつ前記内壁面に付着した不純物が実質的に真性な層の成膜に影響を与える範囲を含んでいる。
　そのため、前記成膜室の内壁全体に前記防着板を配置する必要がなく、前記内壁の一部に前記防着板を配置すればよいので、前記防着板の数を少なくすることができ、又は前記防着板の面積を小さくすることができる。従って、前記成膜装置について、さらにコストを低減し、かつさらにメンテナンス性を向上させながら、単室及び多室のいずれの場合でも膜質を低下させずに実質的に真性な層及び非真性の導電型層を成膜できる。
　本発明の成膜装置では、前記成膜する非真性の導電型層がｎ層又はｐ層となっており、前記成膜する実質的に真性な層がｉ層となっているので、例えば、ｎｉｐ接合構造、ｐｉｎ接合構造等の多接合体構造を有する製品の製造に用いられる成膜装置が、シンプルな構成で、小型化可能で、低コストで、かつメンテナンス性に優れながら、単室及び多室のいずれの場合でも膜質を低下させずに実質的に真性な層及び非真性の導電型層を成膜できる。
　本発明の成膜装置では、前記プラズマを発生させるプラズマ源が、容量結合プラズマ源、誘導結合プラズマ源、表面波プラズマ源、又はＥＣＲプラズマ源となっているので、これらのプラズマ源のいずれかを用いた成膜装置についても、シンプルな構成で、小型化可能で、低コストで、かつメンテナンス性に優れながら、単室及び多室のいずれの場合でも膜質を低下させずに実質的に真性な層及び非真性の導電型層を成膜できる。
　本発明の薄膜太陽電池の製造装置は、前記成膜装置を用いている。
　そのため、薄膜太陽電池の製造装置についても、前記成膜装置と同様に、シンプルな構成で、小型化可能で、低コストで、かつメンテナンス性に優れながら、単室及び多室のいずれの場合でも膜質を低下させずに実質的に真性な層及び非真性の導電型層を成膜できる。
　本発明の成膜方法は、第１の表面と、該第１の表面と反対側の第２の表面とを有する回動可能な防着板を、内壁面に配置した成膜室内で、プラズマを発生させることによって基板に非真性の導電型層及び実質的に真性な層を成膜するものである。当該成膜方法にて、前記基板に非真性の導電型層を成膜する際には、前記防着板を回動させて前記第１の表面をプラズマ発生側に向け、前記基板に実質的に真性な層を成膜する際には、前記防着板を回動させて第２の表面をプラズマ発生側に向ける。
　そのため、前記防着板を回動させるというシンプルな操作によって、前記防着板の第１の表面が実質的に真性な層を成膜する際には前記基板を成膜する側と反対側を向くため、前記第１の表面に付着した不純物が、前記成膜室内に飛散することを防ぐことができる。従って、不純物が実質的に真性な層に混入することを確実に防ぐことができ、単室及び多室のいずれの場合にも膜質を低下させずに成膜された製品を提供できる。
　本発明の薄膜太陽電池の製造方法は、上述の成膜方法を用いる。
　そのため、前記成膜方法と同様に、当該薄膜太陽電池の製造方法によって、単室及び多室のいずれの場合にも膜質を低下させずに成膜された薄膜太陽電池を提供できる。
本発明の実施形態における薄膜太陽電池の製造装置を模式的に示す上面視断面図である。 （ａ）は、非真性の導電型層の成膜時における図１の成膜室の内壁底面を示す図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＢ矢視図である。 （ａ）は、実質的に真性な層の成膜時における図１の成膜室の内壁底面を示す図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＣ矢視図である。 （ａ）は、非真性の導電型層の成膜時における図１のＡ－Ａ断面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のＤ矢視図である。 （ａ）は、実質的に真性な層の成膜時における図１のＡ－Ａ断面図であり、（ｂ）は、図５（ａ）のＥ矢視図である。
　本発明の実施形態における成膜装置を以下に説明する。なお、本実施形態では、成膜装置の一例として、プラズマＣＶＤ方式を用いた薄膜太陽電池の製造装置について説明する。しかしながら、成膜装置が、半導体、ダイオード、薄型ディスプレイ、電磁波シールド膜等の製造装置に用いられてもよい。
　図１に示すように、本実施形態の薄膜太陽電池の製造装置（以下、「製造装置」という）１は、１つの成膜室２を有しており、単室型の製造装置１となっている。成膜室２には、第１の表面３ａ，４ａ，５ａと、第１の表面３ａ，４ａ，５ａと反対側の第２の表面３ｂ，４ｂ，５ｂとを有する複数の防着板３，４，５が設けられている。
　製造装置１には、フィルム状の長尺基板（以下、「基板」という）６が、その幅方向を製造装置１の上下方向に沿わせて配置されている。基板６の長手方向の一端は、製造装置１の上下方向に沿って延びる巻出しロール７に巻き取られる一方で、基板６の長手方向の他端は、製造装置１の上下方向に沿って延びる巻取りロール８に巻き取られている。このような基板６は、巻出しロール７から巻き出されて、巻出し用ガイドロール９及び巻取り用ガイドロール１０に案内された後に、巻取りロール８に巻き取られている。このような製造装置１は、基板６をロール搬送可能に構成されている。
　巻出し用ガイドロール９と巻取り用ガイドロール１０との間における基板６の搬送区間には、容量結合方式の一対の平行平板電極として放電電極（アノード電極）１１及び接地電極（カソード電極）１２が配置されており、放電電極１１と接地電極１２との間にプラズマが発生するように構成されている。基板６は、放電電極１１と接地電極１２との間を通過するように搬送される。
　放電電極１１は、シャワーヘッド電極として構成され、放電電極１１と当該放電電極１１側の内壁側面２ｃとの間には、略円筒状のガス供給管１３が配置されている。成膜用ガスは、ガス供給管１３から放電電極１１に供給されて、放電電極１１の基板６側の表面１１ａから成膜室２内に供給されることとなる。また、接地電極１２と、当該接地電極１２側の内壁側面２ｂとの間には、略円柱状の支持部材１４が配置されている。なお、特に図示しないが、図１の製造装置１には、装置内部を真空排気する機構が設けられており、プラズマＣＶＤ成膜時に当該排気機構を制御することによって、未反応のガスを除外装置に排気するように構成されている。
　このように製造装置１は、成膜室２内における放電電極１１と接地電極１２との間でプラズマを発生させることによって、基板６に非真性の導電型層であるｎ層及びｐ層を成膜し、かつ実質的に真性な層であるｉ層を成膜可能に構成されている。
　ここで図２～図５を参照して、防着板３～５の構成を説明する。
　図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、基板６の表面に対向する一方の内壁面である内壁底面２ａには、複数の第１の防着板３が設けられている。本実施形態では、５枚の第１の防着板３が設けられた場合について記載するが、これに限定されない。５枚の第１の防着板３は、基板長手方向に互いに間隔を空けて、内壁底面２ａに配置されている。
　詳細には、第１の防着板３は、内壁底面２ａの基板幅方向全体に延びる長方形の板状に形成されている。第１の防着板３にて、基板長手方向の基端部３ｃは、内壁底面２ａに、基板幅方向に延びる回動軸３ｄを中心として回動可能に取付けられている。その一方で、第１の防着板３にて、基板長手方向の先端部３ｅは、第１の表面３ａを内壁底面２ａに当接させた状態、及び第２の表面３ｂを内壁底面２ａに当接させた状態のそれぞれで、隣接する第１の防着板３の回動軸３ｄに対して距離Ｌ１の間隔を空けて配置されている。ここで、第１の防着板３の回動軸３ｄ及び先端部３ｅ間の長さを距離Ｌ２とすると、距離Ｌ１は距離Ｌ２以下となっている。
　さらに５枚の第１の防着板３は、内壁底面２ａにて、一対の電極１１，１２における基板長手方向の中央から基板長手方向の一方側に距離Ｒ１の範囲と、一対の電極１１，１２における基板長手方向の中央から基板長手方向の他方側に距離Ｒ２の範囲とを保護できるように配置されている。距離Ｒ１及び距離Ｒ２は、成膜時に、非真性の導電型層であるｎ層及びｐ層の不純物が成膜室２の内壁底面２ａに付着し、かつ内壁底面２ａに付着した不純物が実質的に真性な層の成膜に影響を与える範囲を含むように定められるとよい。
　このような第１の防着板３は、第１の表面３ａを一対の電極１１，１２側に向けた姿勢（図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照）と、第２の表面３ｂを一対の電極１１，１２側に向けた姿勢（図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照）との間で回動可能となっている。なお、第１の表面３ａを一対の電極１１，１２側に向けた姿勢では、第２の表面３ｂは内壁底面２ａに当接している。その一方で、第２の表面３ｂを一対の電極１１，１２側に向けた姿勢では、第１の表面３ａは内壁底面２ａに当接している。また、特に図示はしないが、第１の防着板３を回動させるための駆動機構が設けられており、当該駆動機構を制御することによって、第１の防着板３が回動制御されるように構成されている。
　なお、基板６の表面に対向するもう一方の内壁面である内壁天井面（図示せず）にも、内壁底面２ａと同様に第１の防着板３が設けられている。
　また、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｃ）に示すように、基板幅方向の接地電極１２側の内壁面である内壁側面２ｂには、第２の防着板４、及び第３の防着板５が設けられている。本実施形態では、複数の第２の防着板４、及び複数の第３の防着板５が設けられているものとし、特に４枚の第２の防着板４と、２枚の第３の防着板５とが設けられている場合について記載するが、これに限定されない。４枚の第２の防着板４のうち２枚は、内壁側面２ｂにて、接地電極１２の支柱部材１４に対して基板長手方向の一方側に配置されている。４枚の第２の防着板４のうち他の２枚は、内壁側面２ｂにて、支柱部材１４に対して基板長手方向の他方側に配置されている。２枚の第３の防着板５は、内壁側面２ｂにて、支柱部材１４に対して上側及び下側にそれぞれ配置されている。
　第２の防着板４は、内壁側面２ｂの基板厚さ方向全体に延びる長方形の板状に形成されている。２枚の第３の防着板５のうち一方は、支柱部材１４と内壁側面２ｂの上端部との間で延びる長方形の板状に形成されている。２枚の第３の防着板５のうち他方は、支柱部材１４と内壁側面２ｂの下端部との間で延びる長方形の板状に形成されている。
　第２の防着板４にて、基板長手方向の基端部４ｃは内壁側面２ｂに基板厚さ方向に延びる回動軸４ｄを中心として回動可能に取付けられている。第３の防着板５にて、基板長手方向の基端部５ｃは内壁側面２ｂに基板厚さ方向に延びる回動軸５ｄを中心として回動可能に取付けられている。その一方で、第２の防着板４にて、基板長手方向の先端部４ｅは、第１の表面４ａを内壁側面２ｂに当接させた状態、及び第２の表面４ｂを内壁側面２ｂに当接させた状態のそれぞれで、隣接する第２の防着板４の回動軸４ｄ、又は隣接する第３の防着板５の回動軸５ｄに対して距離Ｌ３の間隔を空けて配置されている。第３の防着板５にて、基板長手方向の先端部５ｅもまた、第１の表面５ａを当接させた状態、及び第２の表面５ｂを内壁側面２ｂに当接させた状態のそれぞれで、隣接する第２の防着板４の回動軸４ｄに対して距離Ｌ３の間隔を空けて配置されている。ここで、第２の防着板４の回動軸４ｄ及び先端部４ｅ間の長さと、及び第３の防着板５の回動軸５ｄ及び先端部５ｅ間の長さを距離Ｌ４とすると、距離Ｌ３は距離Ｌ４以下となっている。
　このような第２の防着板４は、第１の表面４ａを一対の電極１１，１２側に向けた姿勢（図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照）と、第２の表面４ｂを一対の電極１１，１２側に向けた姿勢（図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照）との間で回動可能となっている。また、第３の防着板５は、第１の表面５ａを一対の電極１１，１２側に向けた姿勢（図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照）と、第２の表面５ｂを一対の電極１１，１２側に向けた姿勢（図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照）との間で回動可能となっている。なお、第２の防着板４及び第３の防着板５におけるそれぞれの第１の表面４ａ，５ａを一対の電極１１，１２側に向けた姿勢では、それぞれの第２の表面４ｂ，５ｂは内壁側面２ｂに当接している。その一方で、第２の防着板４及び第３の防着板５におけるそれぞれの第２の表面４ｂ，５ｂを一対の電極１１，１２側に向けた姿勢では、それぞれの第１の表面４ａ，５ａは内壁側面２ｂに当接している。また、特に図示はしないが、第２の防着板４及び第３の防着板５を回動させるための駆動機構がそれぞれ設けられており、当該駆動機構を制御することによって、第２の防着板４及び第３の防着板５がそれぞれ回動制御されるように構成されている。
　さらに４枚の第２の防着板４、及び２枚の第３の防着板５は、内壁側面２ｂにおける、一対の電極１１，１２の基板長手方向の中央から基板長手方向の一方側に距離Ｒ３の範囲と、一対の電極１１，１２の基板長手方向の中央から基板長手方向の他方側に距離Ｒ４の範囲とを保護できるように配置されている。距離Ｒ３及び距離Ｒ４は、成膜時に、非真性の導電型層であるｎ層及びｐ層の不純物が内壁側面２ｂに付着し、かつ内壁側面２ｂに付着した不純物が実質的に真性な層の成膜に影響を与える範囲であるとよい。
　なお、図示はしないが、基板幅方向の放電電極１１側の内壁面である内壁側面２ｃにも接地電極１２側の内壁底面２ｂと同様に第２の防着板４及び第３の防着板５が設けられている。
　本実施形態の製造装置１を用いることによって、基板６に非真性の導電型層であるｎ層及びｐ層と、実質的に真性な層であるｉ層とを成膜する方法を説明する。
　非真性の導電型層であるｎ層又はｐ層を成膜する際には、ｎ層又はｐ層のプレデポを行う前に、図２（ａ）、図２（ｂ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、防着板３，４，５を回動させて第１の表面３ａ，４ａ，５ａを一対の電極１１，１２側に向けた状態にする。このような状態で、プレデポを行った後にｎ層又はｐ層を基板６に成膜する。
　実質的に真性な層であるｉ層を成膜する際には、ｉ層のプレデポを行う前に、図３（ａ）、図３（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、防着板３，４，５を回動させて、第２の表面３ｂ，４ｂ，５ｂを一対の電極１１，１２側に向けた状態にする。このような状態で、プレデポを行った後にｉ層を基板６に成膜する。
　本実施形態のさらに好ましい構成を説明する。
　薄膜太陽電池には、サブストレート型のｎｉｐ接合構造、スーパーストレート型のｐｉｎ構造等が用いられるとよい。半導体層である導電型層には、微結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、アモルファスＳｉＯ等が用いられるとよい。基板６には、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、アクリル、アラミド等の絶縁性プラスチックフィルムが用いられるとよい。
　基板６は、一方向に搬送可能、及び双方向に搬送可能のいずれであってもよい。基板６の搬送方式は、連続的に基板６を搬送するロールツーロール方式、基板６を一定距離ステップ搬送した後に成膜をし、さらに成膜完了後に再び一定距離ステップ搬送するステッピングロール方式等であるとよい。
　また、一例として、第１の防着板３の配置範囲に関する距離Ｒ１及び距離Ｒ２の合計により定められる範囲と、第２の防着板４及び第３の防着板５の配置範囲に関する距離Ｒ３及び距離Ｒ４の合計により定められる範囲とが、非真性な導電型層の不純物が内壁面に付着し、かつ内壁面に付着した不純物が実質的に真性な層の成膜に影響を与える範囲を含んでいると好ましい。
　さらなる一例として、サブストレート型のｎｉｐ接合構造を有する薄膜太陽電池を製造する場合、次の構成であると好ましい。
　基板６の一方面に予め成膜される裏面電極層が、Ａｇ（銀）、Ａｇ合金、Ａｌ（アルミニウム）等の金属電極、透明導電性電極等から成る多層構造、又は金属膜／透明導電膜の積層構造から成る電極であるとよい。また、裏面電極層を成膜する方法は、スパッタリング法、真空蒸着法、スプレー成膜法、ミスト成膜、印刷法、塗布法、メッキ法等であるとよい。基板６に成膜されたｎｉｐ接合構造の半導体層上に成膜される透明電極層の材料には、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＴｉＯ２（酸化チタン）、ＳｎＯ２（酸化スズ）、ＩＺＯ（酸化インジウム－酸化亜鉛）等が用いられるとよい。透明電極層を成膜する方法は、スパッタリング法、真空蒸着法、スプレー成膜法、ミスト成膜、印刷法、塗布法、メッキ法等であるとよい。基板６の他方面に成膜される集電極層は、単層膜及び多層膜のいずれであってもよい。集電極層は、Ａｇ，Ａｌ、Ｎｉ（ニッケル）等の金属、又はそれらのうちいずれかの金属から成る合金を用いてもよい。また、集電極層は、Ａｇ，Ａｌ、Ｎｉ等の金属、又はそれらのうちいずれかの金属から成る合金を用いた多層膜であってもよく、又は単層膜であってもよい。集電極層を成膜する方法は、マスクを用いた電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、真空蒸着法、スプレー成膜法、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法等であるとよい。さらに、集電電極７を用いずに、ＳＣＡＦ（Ｓｅｒｉｅｓ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　Ａｐｅｒｔｕｒｅｓ　ｆｏｒｍｅｄ　ｏｎ　Ｆｉｌｍ）構造を用いた直列接続構造としてもよい。
　以上のように本実施形態の薄膜太陽電池の製造装置によれば、防着板３，４，５の第１の表面３ａ，４ａ，５ａが実質的に真性な層を成膜する際には基板６を成膜する側と反対側を向くので、第１の表面３ａ，４ａ，５ａに付着した非真性の導電型層の不純物が前記成膜室内に飛散することを防ぐことができる。従って、実質的に真性な層に混入することを確実に防ぐことができ、ｉ層の膜質低下を防止できる。また、成膜する導電型層の種類に応じて防着板３，４，５を回動させるだけというシンプルな構成であるので、成膜装置１の製造コストを低減できる。さらに、シンプルな構成によって防着板３，４，５のクリーニング等が容易になり、成膜装置１のメンテナンス性を向上させることができる。加えて、防着板３，４，５は常に使用された状態となるので、使用しない状態の防着板３，４，５を退避させる空間を別途設ける必要がなく、成膜装置１を小型化できる。すなわち、成膜装置１については、シンプルな構成で、小型化可能で、低コストで、かつメンテナンス性に優れながら、単室の場合にも膜質を低下させずに実質的に真性なｉ層と、非真性な導電型層であるドープ層とを成膜できる。
　本実施形態の薄膜太陽電池の製造装置によれば、防着板３，４，５同士が一定の間隔を空けて配置されているので、防着板３，４，５が回動する際に、隣接する防着板３，４，５同士が接触することを防止できる。この場合、隣接する防着板３，４，５同士の間で露出した内壁が、非真性の導電型層の成膜時に防着板３，４，５によって覆われず、当該露出した内壁に非真性の導電型層の不純物が付着するが、当該露出した内壁は実質的に真性な層の成膜時には隣接する防着板３，４，５によって覆われて、付着した不純物が成膜室２内に飛散することを防止できる。従って、成膜装置１について、シンプルな構成で、小型化可能で、低コストで、かつメンテナンス性に優れながら、単室の場合にも膜質を低下させずに実質的に真性なｉ層と、非真性な導電型層であるドープ層とを成膜できる。
　本実施形態の薄膜太陽電池の製造装置によれば、基板６がロール搬送可能に構成されているので、例えば、ロールツーロール方式、ステッピングロール方式等の製造装置１についても、シンプルな構成で、小型化可能で、低コストで、かつメンテナンス性に優れながら、単室の場合にも膜質を低下させずに実質的に真性なｉ層と、非真性な導電型層であるドープ層とを成膜できる。
　本実施形態の薄膜太陽電池の製造装置によれば、内壁底面２ａ及び内壁天井面にて、第１の防着板３は、実質的に真性な層の成膜に影響する不純物が付着する距離Ｒ１及び距離Ｒ２の範囲のみに配置されている。また、内壁底面２ｂ，２ｃにて、第２の防着板４及び第３の防着板５は、実質的に真性な層の成膜に影響する不純物が付着する距離Ｒ３及び距離Ｒ４の範囲に配置されている。そのため、成膜室２の内壁全体に防着板３，４，５を配置する必要がなく、内壁底面２ａ、内壁側面２ｂ，２ｃ、及び内壁天井面の一部にのみ防着板３，４，５を配置することができる。従って、防着板３，４，５の数を少なくすることができ、又は防着板３，４，５の面積を小さくすることができる。よって、製造装置１について、さらにコストを低減し、かつさらにメンテナンス性を向上させながら、単室の場合にも膜質を低下させずに実質的に真性なｉ層と、非真性な導電型層であるドープ層とを成膜できる。
　本実施形態の薄膜太陽電池の製造装置によれば、非真性の導電型層がｎ層又はｐ層となっており、実質的に真性な層がｉ層となっているので、例えば、ｎｉｐ接合構造、ｐｉｎ接合構造等の多接合体構造を有する薄膜太陽電池の製造に用いられる製造装置１についても、シンプルな構成で、小型化可能で、低コストで、かつメンテナンス性に優れながら、単室の場合にも膜質を低下させずに実質的に真性なｉ層と、非真性な導電型層であるドープ層とを成膜できる。
　本実施形態の薄膜太陽電池の製造方法によれば、防着板３，４，５を回動させるというシンプルな操作によって、防着板３，４，５の第１の表面３ａ，４ａ，５ａが実質的に真性な層を成膜する際には基板６を成膜する側と反対側を向くため、第１の表面３ａ，４ａ，５ａに付着した不純物が、成膜室２内に飛散することを防ぐことができる。従って、不純物が実質的に真性な層に混入することを確実に防ぐことができ、単室の場合にもｉ層の膜質を低下させずに成膜された薄膜太陽電池を提供できる。
　ここまで本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
　例えば、本発明の実施形態の第１変形例として、製造装置１が、基板６をロール搬送する方式でなく、基板を固定する方式であってもよい。本実施形態と同様の効果が得られる。
　本発明の実施形態の第２変形例として、基板６が、その幅方向を製造装置１の水平方向に沿わせて配置されていてもよい。すなわち、製造装置１の基板搬送方式が平置き搬送方式であってもよい。本実施形態と同様の効果が得られる。
　本発明の実施形態の第３変形例として、放電電極１１及び接地電極１２のプラズマ源が、容量結合プラズマを発生させる平行平板型の方式以外であってもよく、誘導結合プラズマ、表面波プラズマ、ＥＣＲプラズマ等を発生させる方式であってもよい。本実施形態と同様の効果が得られる。
　本発明の実施形態の第４変形例として、防着板３，４，５が、成膜室２の内壁全体を保護するように配置されていてもよい。本実施形態と同様の効果が得られる。
　本発明の実施形態の第５変形例として、複数の成膜室を有する多室型の製造装置にて、複数の成膜室の少なくとも１つに、防着板３，４，５が設けられていてもよい。多室型の製造装置の場合にも、本実施形態と同様の効果が得られる。
　本発明の実施形態の第６変形例として、内壁側面２ｂ，２ｃに第２の防着板４のみが設けられていてもよい。本実施形態と同様の効果が得られる。
　［実施例］
　本発明の実施例では、サブストレート型のｎｉｐ接合構造を有するアモルファスＳｉ薄膜太陽電池を製造する。当該ｎｉｐ接合構造は、厚さ２０ｎｍのｎ型アモルファスＳｉ層であるｎ層と、厚さ３００ｎｍのｉ型アモルファスＳｉ層であるｉ層と、厚さ２０ｎｍのｐ型アモルファスＳｉ層であるｐ層とを有する。
　基板６には、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを用いる。基板６の一方面には、裏面電極層として厚さ２００ｎｍのＡｇがスパッタリング法により成膜されている。このような基板６をステッピングロール方式で搬送する。さらに、放電電極１１と接地電極１２との電極間距離を２０ｍｍとし、放電周波数を２７．１２ＭＨｚとする。ｎ層を成膜する際には、放電電極１１からの放電パワーを５Ｗとし、成膜温度を３００℃とする。ｉ層を成膜する際には、放電電極１１からの放電パワーを２０Ｗとし、成膜温度を２８０℃とする。ｐ層を成膜する際には、放電電極１１からの放電パワーを５Ｗとし、成膜温度を１６０℃とする。
　まず、基板６の裏面電極層上にｎ層を形成するためのプレデポ及び成膜を実施するが、当該プレデポ及び成膜を開始する前に、防着板３，４，５を回動させて第１の表面３ａ，４ａ，５ａを放電電極１１及び接地電極１２側に向ける。ＳｉＨ４ガス、Ｈ２（水素）ガス及びＰＨ３ガスを用いた混合ガスを、放電電極１１と接地電極１２との間に供給する。基板６をｎ層プレデポ用の所定位置に搬送して、プレデポを１０分間実施する。その後、基板６の成膜対象部を放電電極１１と接地電極１２との間に搬送して、基板６にｎ層を成膜する。
　次に、基板６に成膜したｎ層上にｉ層を形成するためのプレデポ及び成膜を実施するが、当該プレデポ及び成膜を開始する前に、防着板３，４，５を回動させて第２の表面３ｂ，４ｂ，５ｂを放電電極１１及び接地電極１２側に向ける。ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスを用いた混合ガスを、放電電極１１と接地電極１２との間に供給する。基板６をｉ層プレデポ用の所定位置に搬送して、プレデポを３０分間実施する。その後、基板６の成膜対象部を放電電極１１と接地電極１２との間に搬送して、基板６にｉ層を成膜する。
　さらに、基板６に成膜したｉ層上にｐ層を形成するためのプレデポ及び成膜を実施するが、当該プレデポ及び成膜を開始する前に、再び防着板３，４，５を回動させて第１の表面３ａ，４ａ，５ａを放電電極１１及び接地電極１２側に向ける。ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス及びＢ２Ｈ６ガスを用いた混合ガスを、放電電極１１と接地電極１２との間に供給する。基板６をｉ層プレデポ用の所定位置に搬送して、プレデポを１０分間実施する。その後、基板６の成膜対象部を放電電極１１と接地電極１２との間に搬送して、基板６にｐ層を成膜する。
　このようにｎｉｐ接合構造の半導体層を成膜した後に、Ａｒガスを用いたＲＦスパッタリング法により当該半導体層上に厚さ７０ｎｍのＩＴＯ透明電極を成膜する。さらに、基板６の他方面に、マスクを用いた電子ビーム蒸着法により厚さ１００ｎｍのＴｉ（チタン）層、及び厚さ５００ｎｍのＡｇ層を用いた集電極層を成膜する。
　［比較例］
　比較例では、回動可能な防着板３，４，５を用いないということ以外は、上述の実施例と同様の条件にて薄膜太陽電池を製造する。
　実施例及び比較例にて製造した薄膜太陽電池について、それぞれの初期変換効率をソーラーシミュレータにより測定した。その結果、実施例の薄膜太陽電池の初期変換効率が８．０％であるのに対して、比較例の薄膜太陽電池の初期変換効率が７．０％となった。よって、実施例の初期変換効率は比較例の初期変換効率より高く、本発明の回動可能な防着板３，４，５を用いることによってｉ層の膜質低下を防止できることが確認できた。
１　薄膜太陽電池の製造装置
２　成膜室
２ａ　内壁底面
２ｂ，２ｃ　内壁側面
３　第１の防着板
３ａ，４ａ，５ａ　第１の表面
３ｂ，４ｂ，５ｂ　第２の表面
３ｃ，４ｃ，５ｃ　基端部
３ｄ，４ｄ，５ｄ　回動軸
３ｅ，４ｅ，５ｅ　先端部
４　第２の防着板
５　第３の防着板
６　基板
１１　放電電極
１２　接地電極
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４　距離

Claims (10)

  1. 　成膜室内でプラズマを発生させることによって基板に非真性の導電型層及び実質的に真性な層を成膜する成膜装置において、
    　第１の表面と、該第１の表面と反対側の第２の表面とを有する防着板が前記成膜室の内壁面に配置され、
    　非真性の導電型層を成膜する際には、前記第１の表面がプラズマ発生側を向く一方で、実質的に真性な層を成膜する際には、前記第２の表面がプラズマ発生側を向くように、前記防着板が回動可能に構成されていることを特徴とする成膜装置。
  2. 　前記防着板が複数箇所に設けられ、
    　前記防着板の基端部が、前記成膜室の内壁面に回動可能に取付けられ、
    　前記防着板の先端部が、前記第１の表面及び前記第２の表面をプラズマ発生側に向けたそれぞれの状態で、隣接する前記防着板の回動軸に対して、前記防着板の回動軸及び先端部間の長さ以下に間隔を空けて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
  3. 　前記基板がフィルム状の長尺基板となっており、
    　前記基板の長手方向の一端が巻出しロールに巻き取られる一方で、前記基板の長手方向の他端が巻取りロールに巻き取られており、前記基板がロール搬送可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
  4. 　前記プラズマを発生させる一対の電極である放電電極及び接地電極が設けられ、
    　前記基板に対向する内壁面及び前記基板幅方向の内壁面にて、前記一対の電極の基板長手方向中央から基板長手方向の一方側の所定距離及び他方側の所定距離の合計により定められる所定範囲内に、前記複数の防着板が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
  5. 　前記所定範囲は、非真性な導電型層の不純物が前記内壁面に付着し、かつ前記内壁面に付着した不純物が実質的に真性な層の成膜に影響を与える範囲を含んでいることを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
  6. 　前記成膜する非真性の導電型層がｎ層又はｐ層となっており、
    　前記成膜する実質的に真性な層がｉ層となっていることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の成膜装置。
  7. 　前記プラズマを発生させるプラズマ源が、容量結合プラズマ源、誘導結合プラズマ源、表面波プラズマ源、又はＥＣＲプラズマ源となっていることを特徴とする請求項１～
    ６に記載の成膜装置。
  8. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の成膜装置を用いた薄膜太陽電池の製造装置。
  9. 　第１の表面と、該第１の表面と反対側の第２の表面とを有する回動可能な防着板を、内壁面に配置した成膜室内で、プラズマを発生させることによって基板に非真性の導電型層及び実質的に真性な層を成膜する成膜方法であって、
    　前記基板に非真性の導電型層を成膜する際には、前記防着板を回動させて前記第１の表面をプラズマ発生側に向け、実質的に真性な層を成膜する際には、前記防着板を回動させて第２の表面をプラズマ発生側に向ける成膜方法。
  10. 　請求項９の成膜方法を用いた薄膜太陽電池の製造方法。
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