JP3093502B2 - Photovoltaic element, method for forming the same, and apparatus for forming the same - Google Patents

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体積層膜及びその
形成方法及びその連続形成装置に関し、特に、プラズマ
ＣＶＤ法により、帯状基板上に形成する太陽電池等の光
起電力素子に用いるシリコン系非単結晶半導体の積層膜
及びその形成方法及びその連続形成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laminated film, a method for forming the same, and a continuous forming apparatus therefor, and more particularly, to a silicon-based film used for a photovoltaic element such as a solar cell formed on a strip substrate by a plasma CVD method. The present invention relates to a laminated film of a non-single-crystal semiconductor, a method for forming the same, and a continuous forming apparatus therefor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、環境汚染の問題が深刻化してきて
いるが、太陽光を利用する太陽電池による発電方式は、
原子力発電に伴う放射能汚染や火力発電に伴う地球温暖
化等の問題をおこすことがなく、また、太陽光は地球上
いたるところに降り注いでいるためエネルギー源の偏在
が少なく、さらには、複雑な大型の設備を必要とせず比
較的高い発電効率が得られる等、今後の電力需要の増大
に対しても、地球破壊を引き起こすことなく対応できる
クリーンな発電方式として注目を集め、実用化に向けて
様々な研究開発がなされている。2. Description of the Related Art In recent years, the problem of environmental pollution has become serious.
It does not cause problems such as radioactive contamination due to nuclear power generation or global warming due to thermal power generation, and since sunlight falls all over the earth, there is little uneven distribution of energy sources, and furthermore, complex Attention has been paid to clean power generation methods that can respond to future increases in power demand without causing global destruction, such as relatively high power generation efficiency without the need for large-scale facilities. Various research and developments have been made.

【０００３】ところで、太陽電池を用いる発電方式につ
いては、それを電力需要を賄うものとして確立させるた
めには、使用する太陽電池が、光電変換効率が充分に高
く、特性安定性が優れたものであり、且つ大量生産しう
るものであることが基本的に要求される。By the way, in order to establish a power generation system using a solar cell to satisfy the power demand, the solar cell used has a sufficiently high photoelectric conversion efficiency and excellent characteristic stability. It is basically required to be capable of mass production.

【０００４】困に、一般的な家庭において必要な電力を
全て賄うには、１世帯あたり３ｋＷ程度の出力の太陽電
池が必要とされるが、その太陽電池の光電変換効率が例
えば１０％程度であるとすると、必要な出力を得るため
の前記太陽電池の面積は３０ｍ² 程度となる。そして、
例えば１０万世帯の家庭において必要な電力を供給する
には３，０００，０００ｍ² といった大面積の太陽電池
が必要になる。[0004] Unfortunately, in order to cover all the necessary power in a general home, a solar cell having an output of about 3 kW per household is required, and the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is, for example, about 10%. If so, the area of the solar cell for obtaining the required output is about 30 m ² . And
For example, in order to supply necessary electric power to 100,000 households, a large area solar cell such as 3,000,000 m ² is required.

【０００５】こうしたことから、容易に入手できるシラ
ン等の気体状の原料ガスを使用し、これをグロー放電分
解して、ガラスや金属シート等の比較的安価な基板上に
アモルファスシリコン等の半導体薄膜を堆積させること
により作製できる太陽電池が量産性に富み、単結晶シリ
コン等を用いて作製される太陽電池に比較して低コスト
で生産できる可能性があるとして注目され、その生産方
法、生産装置について各種の提案がなされている。For this reason, a gaseous raw material gas such as silane, which is easily available, is used and decomposed by glow discharge to form a semiconductor thin film such as amorphous silicon on a relatively inexpensive substrate such as glass or a metal sheet. Solar cells that can be manufactured by depositing are rich in mass productivity, and are attracting attention because they can be manufactured at a lower cost than solar cells manufactured using single-crystal silicon or the like. Various proposals have been made.

【０００６】困に米国特許４，４００，４０９号明細書
には、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌ
ｌ）方式を採用した連続プラズマＣＶＤ装置が開示され
ている。この装置によれば、複数のグロー放電領域を設
け、所望の幅の十分に長い可撓性の帯状基板を、該基板
が前記各グロー放電領域を順次貫通する経路に沿って配
置し、前記各グロー放電領域において必要とされる導電
型の半導体層を堆積形成しつつ、前記基板をその長手方
向に連続的に搬送せしめることによって、半導体接合を
有する大面積の素子を連続的に形成することができると
されている。こうしたことからこのロール・ツー・ロー
ル方式は大面積の半導体素子の量産に適する方法といえ
よう。[0006] Unfortunately, US Pat. No. 4,400,409 discloses a roll-to-roll system.
1) A continuous plasma CVD apparatus employing the method is disclosed. According to this apparatus, a plurality of glow discharge regions are provided, and a sufficiently long flexible band-shaped substrate having a desired width is arranged along a path in which the substrate sequentially passes through each of the glow discharge regions. By continuously transporting the substrate in its longitudinal direction while depositing and forming a conductive type semiconductor layer required in a glow discharge region, it is possible to continuously form a large-area element having a semiconductor junction. It is possible. From this, it can be said that this roll-to-roll method is suitable for mass production of large-area semiconductor devices.

【０００７】一方、マイクロ波を用いたプラズマプロセ
スが最近注目されている。マイクロ波は周波数が高いた
め従来のラジオ周波数の高周波を用いた場合よりもエネ
ルギー密度を高めることが可能であり、プラズマを効率
よく発生させ、維持させることに適している。On the other hand, a plasma process using microwaves has recently been receiving attention. Since the microwave has a high frequency, the energy density can be increased as compared with a case where a radio frequency of a conventional radio frequency is used, and is suitable for efficiently generating and maintaining plasma.

【０００８】例えば、特開平３−３０４１９号明細書に
は、マイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いたロール・ツー
・ロール方式の堆積膜形成方法および装置が開示されて
いるが、マイクロ波によってプラズマを生起させること
により低圧下でも堆積膜の形成が可能になり、堆積膜の
膜特性低下の原因となる活性種のポリマライゼーション
を防ぎ高品質の堆積膜が得られるばかりでなく、プラズ
マ中でのポリシラン等の粉末の発生を抑え、且つ、成膜
速度の飛躍的向上が図れるとされている。For example, JP-A-3-30419 discloses a roll-to-roll deposition film forming method and apparatus using a microwave plasma CVD method. This makes it possible to form a deposited film even under a low pressure, not only to prevent the polymerization of active species that cause a deterioration in the film properties of the deposited film, to obtain a high-quality deposited film, but also to obtain polysilane and the like in plasma. It is said that the generation of powder can be suppressed and the film formation rate can be dramatically improved.

【０００９】尚、該明細書にはｐｉｎ構造の光起電力素
子をロール・ツー・ロール方式で連続形成するために、
ｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法で、ｎ、ｐ
型半導体層を高周波プラズマＣＶＤ法で形成する構成の
装置が開示されている。非単結晶半導体からなる光起電
力素子においてはｐｉｎまたはｎｉｐの層構成が一般的
に採用されているが、このような層構成においてｉ型半
導体層は入射光を吸収するために一定の膜厚を必要とす
るが、ｎ、ｐ型半導体層はｉ型半導体層の約１／１０程
度のごく薄い膜厚しか必要としない。そのためロール・
ツー・ロール方式において、膜厚の必要なｉ型半導体層
を成膜速度の速いマイクロ波プラズマＣＶＤ法で形成す
るようにした場合にも、ｎ、ｐ型半導体層は成膜速度の
比較的遅い高周波プラズマＣＶＤ法で形成することが可
能である。また、成膜速度の極めて速いマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法によって、ごく薄い半導体層を再現性良く
形成するにはかなりの習熟を要し、成膜速度の比較的遅
い高周波プラズマＣＶＤ法による方が、ごく薄い半導体
層をより容易に再現性良く形成することができる。In this specification, in order to continuously form a photovoltaic element having a pin structure by a roll-to-roll method,
The i-type semiconductor layer is n, p by microwave plasma CVD.
An apparatus having a configuration in which a mold semiconductor layer is formed by a high-frequency plasma CVD method is disclosed. In a photovoltaic element made of a non-single-crystal semiconductor, a pin or nip layer configuration is generally adopted. In such a layer configuration, the i-type semiconductor layer has a certain thickness to absorb incident light. However, the n and p type semiconductor layers need only a very thin film thickness of about 1/10 of the i type semiconductor layer. So roll
In the two-roll method, even when an i-type semiconductor layer having a required film thickness is formed by a microwave plasma CVD method having a high film forming rate, the n and p type semiconductor layers have a relatively low film forming rate. It can be formed by a high frequency plasma CVD method. In addition, considerable skill is required to form a very thin semiconductor layer with good reproducibility by a microwave plasma CVD method with an extremely high film formation rate, and the high frequency plasma CVD method with a relatively low film formation rate is extremely difficult. A thin semiconductor layer can be more easily formed with good reproducibility.

【００１０】ところで、ロール・ツー・ロール方式にお
いてｉ型半導体層の形成に成膜速度の速いマイクロ波プ
ラズマＣＶＤ法を採用した場合、高周波プラズマＣＶＤ
法を採用した場合と比較して、帯状基板の搬送速度をか
なり高速化することが可能である。そして、帯状基板の
搬送速度を高めた場合には、ｎ、ｐ型半導体層の形成に
あたっては、成膜に必要な時間は一定であるため、成膜
室を帯状基板の搬送方向に搬送速度に比例して長くする
必要がある。しかしながら、高周波プラズマＣＶＤ法に
よっても、薄く均質な非単結晶半導体層を長い成膜室で
大面積に再現性良く形成するには限界があり、どうして
も所定の膜厚より薄すぎたり厚すぎたりする膜厚のバラ
ツキや、導電率等の特性のムラを生じやすい。特に、ｉ
型半導体層の光入射側に配置されるｐ型またはｎ型の不
純物ドープ層は、該不純物ドープ層での光の吸収による
ｉ型半導体層への入射光量の減少を防ぐため、その膜厚
を必要最小限に薄くする必要があるが、従来の高周波プ
ラズマＣＶＤ法で長い成膜室で大面積に薄く均質な不純
物ドープ層を形成することは難しく、形成した光起電力
素子の特性にバラツキやムラを生じる原因になってい
た。[0010] When a microwave plasma CVD method with a high film forming rate is employed for forming an i-type semiconductor layer in a roll-to-roll method, a high-frequency plasma CVD method is used.
The transfer speed of the belt-like substrate can be considerably increased as compared with the case where the method is adopted. When the transfer speed of the band-shaped substrate is increased, the time required for film formation is constant in forming the n-type and p-type semiconductor layers. They need to be lengthened in proportion. However, even with the high-frequency plasma CVD method, there is a limit in forming a thin and uniform non-single-crystal semiconductor layer over a large area in a long deposition chamber with good reproducibility, and it is inevitably too thin or too thick than a predetermined thickness. Variations in film thickness and unevenness in characteristics such as conductivity are likely to occur. In particular, i
The thickness of the p-type or n-type impurity-doped layer disposed on the light incident side of the type semiconductor layer is set to prevent a decrease in the amount of light incident on the i-type semiconductor layer due to absorption of light by the impurity-doped layer. Although it is necessary to reduce the thickness to the minimum necessary, it is difficult to form a thin and uniform impurity-doped layer over a large area in a long film forming chamber by a conventional high-frequency plasma CVD method, and the characteristics of the formed photovoltaic element may vary. This caused unevenness.

【００１１】太陽電池等の光起電力素子では、光起電力
素子の単位モジュールを直列または並列に接続してユニ
ット化し、所望の電流、電圧を得ようとすることが多
く、各単位モジュールにおいては単位モジュール間の出
力電圧、出力電流等の特性のバラツキやムラの少ないこ
とが要求され、単位モジュールを形成する段階で、その
最大の特性決定要因である半導体積層膜の特性の均一性
が要求される。また、モジュールの組み立て工程を簡略
なものとするため、大面積にわたって特性の優れた半導
体積層膜が形成できるようにすることが、太陽電池等の
光起電力素子の量産性を高め、生産コストの大幅な削減
をもたらすことになる。こういった点で、従来のｉ型半
導体層をマイクロ波ＣＶＤ法で、ｎ、ｐ型半導体層を高
周波プラズマＣＶＤ法で形成する半導体積層膜の連続形
成装置では、形成される光起電力素子用の半導体積層膜
の特性にバラツキやムラを生じ易く、問題があった。In a photovoltaic element such as a solar cell, the unit modules of the photovoltaic element are often connected in series or parallel to form a unit to obtain a desired current and voltage. It is required that characteristics such as output voltage and output current between unit modules have little variation and unevenness.At the stage of forming a unit module, uniformity of the characteristics of the semiconductor laminated film, which is the largest determining factor of the characteristics, is required. You. Also, in order to simplify the module assembling process, it is necessary to be able to form a semiconductor laminated film having excellent characteristics over a large area. This will result in significant savings. In this regard, in a conventional apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film in which a conventional i-type semiconductor layer is formed by a microwave CVD method and n and p-type semiconductor layers are formed by a high-frequency plasma CVD method, a photovoltaic element is formed. However, there is a problem that the characteristics of the semiconductor laminated film tend to vary or become uneven.

【００１２】ｎ、ｐ型の非結晶半導体層を形成する方法
としては他に、イオン注入法が従来から知られている。
イオン注入法によれば不純物イオンを打ち込む強さを加
速電圧によって制御することでｎ、ｐ型非単結晶半導体
層の層厚を制御することができるが、不純物イオンを打
ち込むためのイオン注入装置は、一般的に、イオンを発
生させる装置系、イオンをビーム状にして引き出す装置
系、ビームを走査する装置系などからなり構成が複雑
で、装置も高価であるため、非単結晶半導体の光起電力
素子を生産性良く、低コストで製造するには適しておら
ず、不純物ドープ層の形成手段としては採用されていな
かった。As another method for forming the n-type and p-type amorphous semiconductor layers, an ion implantation method is conventionally known.
According to the ion implantation method, the thickness of the n-type and p-type non-single-crystal semiconductor layers can be controlled by controlling the intensity of implanting the impurity ions by the acceleration voltage. In general, the system consists of a system for generating ions, a system for extracting ions in the form of a beam, and a system for scanning a beam. It is not suitable for manufacturing a power element with good productivity and low cost, and has not been adopted as a means for forming an impurity-doped layer.

【００１３】一方、超ＬＳＩ等で要求されるきわめて浅
い接合を形成する方法として、上述のイオン注入法によ
らず、不純物ガスのプラズマによって不純物の導入を行
うプラズマドーピングが最近注目されており、超ＬＳＩ
プロセスデータハンドブック（サイエンスフォーラム
１９９０年発行）等に報告されている。また、１９８８
年第３５回応用物理学関係連合講演会講演予稿集３０ｐ
−Ｍ−６には、ｉ型のアモルファスシリコン膜を不純物
ガスの高周波プラズマにさらすプラズマドーピングによ
って、アモルファスシリコン膜に不純物のドーピングが
可能であることが開示されている。ところが、このよう
なプラズマドーピングを太陽電池等の光起電力素子の不
純物ドープ層の形成に適用することについては従来開示
されておらず、ｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法で形成する光起電力素子の形成において、いかにし
てプラズマドーピングを行えば良好な光起電力素子が形
成できるかについては、全く未知の状態であった。On the other hand, as a method of forming a very shallow junction required in a super LSI or the like, plasma doping in which impurities are introduced by plasma of an impurity gas without using the above-described ion implantation method has recently attracted attention. LSI
Process Data Handbook (Science Forum)
1990). Also, 1988
Proceedings of the 35th JSAP Lecture Meeting on Applied Physics 30p
-M-6 discloses that an amorphous silicon film can be doped with impurities by plasma doping in which the i-type amorphous silicon film is exposed to high-frequency plasma of an impurity gas. However, application of such plasma doping to the formation of an impurity-doped layer of a photovoltaic element such as a solar cell has not been disclosed, and the i-type semiconductor layer is formed by microwave plasma CV.
In the formation of a photovoltaic element formed by the method D, it has been completely unknown how to perform plasma doping to form a good photovoltaic element.

【００１４】ところで、アモルファスシリコン系太陽電
池には結晶系太陽電池にはない光照射に伴う特性劣化現
象（Ｓｔａｅｂｌｅｒ−Ｗｒｏｎｓｋｉ効果）があり、
高効率化技術や大面積生産技術を基にした低コスト化の
達成とともに、電力用途として実用化するための重要な
課題となっている。この光劣化を機構解明とそれに対す
る抑制策に関しては、不純物の低減等の半導体材料の面
から、タンデム型の素子構造の採用等のデバイスの面か
ら、加熱アニール処理等の特性回復処理の面からなど数
多くの研究が行われており、なかでもタンデム型の素子
構造の採用は、ｉ型半導体層の膜厚を薄くでき光劣化を
抑制することができるとともに、ハンドギャップの異な
る太陽電池セルを積層することにより高効率化も図れる
ため近年注目されている。タンデム型の素子構造の中で
も３層タンデム型は、２層タンデム型と比較して、入射
光スペクトルのより広い波長範囲を活用可能で高い光電
変換効率が得られるとともに、より高い出力電圧を得ら
れる点で優れている。しかし、３層タンデム型の素子は
９層以上の多数の層からなり、この多層構造からなる半
導体積層膜をいかにして再現性良く、高速かつ連続的に
形成できるかが課題となっていた。By the way, amorphous silicon solar cells have a characteristic deterioration phenomenon (Staebller-Wronski effect) due to light irradiation that is not available in crystalline solar cells.
Along with achieving cost reductions based on high-efficiency technology and large-area production technology, it has become an important issue for practical use in power applications. Elucidation of the mechanism of this photodegradation and measures to control it are considered from the viewpoint of semiconductor materials such as reduction of impurities, from the aspect of devices such as adoption of tandem-type element structure, and from the aspect of property recovery processing such as heat annealing. In particular, the adoption of a tandem-type element structure can reduce the thickness of the i-type semiconductor layer, suppress light degradation, and stack solar cells with different hand gaps. In recent years, it has attracted attention because it can improve the efficiency. Among the tandem-type device structures, the three-layer tandem type can utilize a wider wavelength range of the incident light spectrum, obtain higher photoelectric conversion efficiency, and obtain a higher output voltage than the two-layer tandem type. Excellent in point. However, a three-layer tandem-type element has a large number of layers of nine or more layers, and there has been a problem how to form a semiconductor multilayer film having this multilayer structure with good reproducibility, at high speed, and continuously.

【００１５】[0015]

【発明が解決しようとする課題】以上のように上述した
従来のロール・ツー・ロール方式による半導体積層膜の
連続形成装置では、膜厚の厚いｉ型半導体層を高速成膜
が可能なマイクロ波プラズマＣＶＤ法によって形成する
ようにしたときに、形成される光起電力素子の特性にバ
ラツキやムラを生じ易いという問題点がある。本発明の
目的は、上述の問題点を解決し、特性の優れた光起電力
素子用の半導体積層膜を大面積に特性のバラツキやムラ
のない光起電力素子及びその形成方法及び高速かつ連続
的に形成しうる装置を提供することにある。As described above, in the conventional apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film by the roll-to-roll method described above, a microwave capable of forming a thick i-type semiconductor layer at a high speed. When formed by the plasma CVD method, there is a problem that the characteristics of the formed photovoltaic element are likely to vary or become uneven. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to provide a photovoltaic device having a semiconductor laminate film for a photovoltaic device having excellent characteristics without large-area variations or unevenness in characteristics, a method for forming the same, and a high-speed and continuous method. An object of the present invention is to provide a device which can be formed in a uniform manner.

【００１６】本発明の他の目的は、光劣化が抑制され、
高い光電変換効率と高い出力電圧が得られる３層タンデ
ム型の光起電力素子用の半導体積層膜を提供すること及
び再現性良く、高速かつ連続的に形成しうる装置を提供
することにある。Another object of the present invention is to suppress light degradation,
An object of the present invention is to provide a three-layer tandem-type semiconductor laminated film for a photovoltaic element capable of obtaining high photoelectric conversion efficiency and a high output voltage, and to provide an apparatus which can be formed with high reproducibility and at high speed and continuously.

【００１７】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子及
びその形成方法及びその形成装置は、第１の導電型を有
する第１半導体と、半導体成膜室内に導入されたマイク
ロ波により形成されたマイクロ波プラズマにより形成さ
れた第１ｉ型半導体と、半導体成膜室内に印加された高
周波により形成された高周波プラズマにより形成された
第２ｉ型半導体と、第１導電型とは反対導電型を有する
第２半導体と、第１の導電型を有する第３半導体と、半
導体成膜室内に導入されたマイクロ波により形成された
マイクロ波プラズマにより形成された第３ｉ型半導体
と、半導体成膜室内に印加された高周波により形成され
た高周波プラズマにより形成された第４ｉ型半導体と、
第１導電型とは反対導電型を有する第４半導体と、第１
の導電型を有する第５半導体と、半導体成膜室内に印加
された高周波により形成された高周波プラズマにより形
成された第５ｉ型半導体と、第１導電型とは反対導電型
を有する第６半導体とを有し、前記第２半導体及び前記
第４半導体及び前記第６半導体がプラズマドーピングに
よって形成されていることを特徴とする光起電力素子で
あり、また、基板上にシリコン系非単結晶半導体の積層
膜を形成する光起電力素子形成方法において、成膜室内
に高周波を印加して形成された高周波プラズマを利用す
る高周波プラズマＣＶＤ法により第１のｎ（またはｐ）
型半導体層を形成する工程と、成膜室内にマイクロ波を
導入して形成されたマイクロ波プラズマを利用するマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法により第１ｉ型半導体層を形成
する工程と、成膜室内に高周波を印加して形成された高
周波プラズマを利用する高周波プラズマＣＶＤ法により
第２ｉ型半導体層を形成する工程と、プラズマドーピン
グにより第１のｐ（またはｎ）型半導体層を形成する工
程と、成膜室内に高周波を印加して形成された高周波プ
ラズマを利用する高周波プラズマＣＶＤ法により第２の
ｎ（またはｐ）型半導体層を形成する工程と、成膜室内
にマイクロ波を導入して形成されたマイクロ波プラズマ
を利用するマイクロ波プラズマＣＶＤ法により第３ｉ型
半導体層を形成する工程と、成膜室内に高周波を印加し
て形成された高周波プラズマを利用する高周波プラズマ
ＣＶＤ法により第４ｉ型半導体層を形成する工程と、プ
ラズマドーピングにより第２のｐ（またはｎ）型半導体
層を形成する工程と、成膜室内に高周波を印加して形成
された高周波プラズマを利用する高周波プラズマＣＶＤ
法により第３のｎ（またはｐ）型半導体層を形成する工
程と、該第３のｎ（またはｐ）型半導体層上に、成膜室
内に高周波を印加して形成された高周波プラズマを利用
する高周波プラズマＣＶＤ法により第５ｉ型半導体層を
形成する工程と、プラズマドーピングによる第３のｐ
（またはｎ）型半導体層を形成する工程と、を有するこ
とを特徴とする、シリコン系非単結晶半導体の積層膜を
形成する光起電力素子形成方法であり、また、帯状基板
上にシリコン系非単結晶半導体の積層膜を連続的に形成
する光起電力素子形成装置において、少なくとも帯状基
板の巻き出し室と、高周波を印加して形成された高周波
プラズマを利用する高周波プラズマＣＶＤ法による第１
のｎ（またはｐ）型半導体層成膜室と、マイクロ波を導
入して形成されたマイクロ波プラズマを利用するマイク
ロ波プラズマＣＶＤ法による第１ｉ型半導体層成膜室
と、高周波を印加して形成された高周波プラズマを利用
する高周波プラズマＣＶＤ法による第２ｉ型半導体層成
膜室と、プラズマドーピングによる第１のｐ（または
ｎ）型半導体層成膜室と、高周波を印加して形成された
高周波プラズマを利用する高周波プラズマＣＶＤ法によ
る第２のｎ（またはｐ）型半導体層成膜室と、マイクロ
波を導入して形成されたマイクロ波プラズマを利用する
マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜室
と、高周波を印加して形成された高周波プラズマを利用
する高周波プラズマＣＶＤ法による第４ｉ型半導体層成
膜室と、プラズマドーピングによる第２のｐ（または
ｎ）型半導体層成膜室と、高周波を印加して形成された
高周波プラズマを利用する高周波プラズマＣＶＤ法によ
る第３のｎ（またはｐ）型半導体層成膜室と、高周波を
印加して形成された高周波プラズマを利用する高周波プ
ラズマＣＶＤ法による第５ｉ型半導体層成膜室と、プラ
ズマドーピングによる第３のｐ（またはｎ）型半導体層
成膜室と、帯状基板の巻き取り室とを、前記帯状基板を
移動させる方向に沿ってこの順に配置し、かつ各々をガ
スゲートを介して接続して、前記各成膜室を貫通し連続
して移動する前記帯状基板上に、シリコン系非単結晶半
導体の積層膜を連続的に形成することを特徴とする光起
電力素子用半導体積層膜の連続形成装置である。According to the present invention, there is provided a photovoltaic element, a method for forming the same, and an apparatus for forming the same, comprising a first semiconductor having a first conductivity type and a microwave introduced into a semiconductor film formation chamber. A first i-type semiconductor formed by the generated microwave plasma, a second i-type semiconductor formed by the high-frequency plasma formed by the high-frequency plasma applied in the semiconductor film formation chamber, and a conductivity type opposite to the first conductivity type. A second semiconductor, a third semiconductor having a first conductivity type, a third i-type semiconductor formed by microwave plasma formed by a microwave introduced into the semiconductor film formation chamber, and a third semiconductor formed in the semiconductor film formation chamber. A fourth i-type semiconductor formed by a high-frequency plasma formed by the applied high-frequency,
A fourth semiconductor having a conductivity type opposite to the first conductivity type;
And a fifth semiconductor having a conductivity type opposite to the first conductivity type, a fifth semiconductor having a conductivity type opposite to the first conductivity type, a fifth semiconductor having a conductivity type opposite to the first conductivity type, a fifth semiconductor having a conductivity type opposite to the first conductivity type. Wherein the second semiconductor, the fourth semiconductor, and the sixth semiconductor are formed by plasma doping, and a silicon-based non-single-crystal semiconductor is formed on a substrate. In a method for forming a photovoltaic element for forming a laminated film, a first n (or p) is formed by a high-frequency plasma CVD method using a high-frequency plasma formed by applying a high frequency to a film-forming chamber.
Forming a first i-type semiconductor layer by a microwave plasma CVD method using microwave plasma formed by introducing microwaves into the film formation chamber; Forming a second i-type semiconductor layer by a high-frequency plasma CVD method using a high-frequency plasma formed by applying a pressure, forming a first p (or n) -type semiconductor layer by plasma doping, and forming a film. A step of forming a second n (or p) type semiconductor layer by a high-frequency plasma CVD method using a high-frequency plasma formed by applying a high frequency into a chamber; A step of forming a third i-type semiconductor layer by a microwave plasma CVD method using microwave plasma, and a high-frequency circuit formed by applying a high frequency to a film formation chamber. A step of forming a fourth i-type semiconductor layer by a high-frequency plasma CVD method using plasma, a step of forming a second p (or n) -type semiconductor layer by plasma doping, and formation by applying a high frequency to a film formation chamber -Frequency plasma CVD using a modified high-frequency plasma
Forming a third n (or p) type semiconductor layer by a method, and using high frequency plasma formed by applying a high frequency to a film formation chamber on the third n (or p) type semiconductor layer Forming a fifth i-type semiconductor layer by a high-frequency plasma CVD method, and forming a third p-type semiconductor layer by plasma doping.
(Or an n) type semiconductor layer. A method of forming a photovoltaic element for forming a laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor, comprising the steps of: In a photovoltaic element forming apparatus for continuously forming a laminated film of a non-single-crystal semiconductor, at least an unwinding chamber of a strip-shaped substrate and a first high-frequency plasma CVD method using a high-frequency plasma formed by applying a high frequency.
N (or p) type semiconductor layer deposition chamber, a first i-type semiconductor layer deposition chamber by microwave plasma CVD using microwave plasma formed by introducing microwaves, and applying a high frequency A second i-type semiconductor layer film formation chamber formed by high-frequency plasma CVD using the formed high-frequency plasma, a first p (or n) type semiconductor layer film formation chamber formed by plasma doping, and formed by applying a high frequency. A second n (or p) type semiconductor layer deposition chamber by high frequency plasma CVD using high frequency plasma and an i type semiconductor by microwave plasma CVD using microwave plasma formed by introducing microwaves A layer deposition chamber, a 4i-th semiconductor layer deposition chamber by a high-frequency plasma CVD method using high-frequency plasma formed by applying a high frequency, P (or n) type semiconductor layer deposition chamber by sputtering and a third n (or p) type semiconductor layer deposition chamber by high frequency plasma CVD using high frequency plasma formed by applying high frequency A 5 i-type semiconductor layer deposition chamber by high-frequency plasma CVD using high-frequency plasma formed by applying a high frequency, a third p (or n) type semiconductor layer deposition chamber by plasma doping, The substrate winding chamber and the band-shaped substrate are arranged in this order along the direction in which the band-shaped substrate is moved, and are connected to each other via a gas gate, and continuously move through the film-forming chambers. An apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film for a photovoltaic device, wherein a laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor is continuously formed thereon.

【００１８】また、前記光起電力素子において、前記第
１半導体と前記第１ｉ型半導体との間または前記第３半
導体と前記第３ｉ型半導体との間に、更に、半導体成膜
室内に印加された高周波により形成された高周波プラズ
マにより形成された第６または第７ｉ型半導体を有して
よい。また、光起電力素子形成方法において、前記第１
または第３ｉ型半導体を形成する工程において、更に、
バイアス電極によりバイアス電力を印加してよい。ま
た、前記第１のｎ（またはｐ）型半導体層を形成する工
程と前記第１ｉ型半導体層を形成する工程との間または
前記第２のｎ（またはｐ）型半導体を形成する工程と前
記３ｉ型半導体層を形成する工程との間に、成膜室内に
高周波を印加して形成された高周波プラズマを利用する
高周波プラズマＣＶＤ法によりｉ型半導体層を形成する
工程を有してよい。また、前記第１、第２または第３の
プラズマドーピングによりｐ（またはｎ）型半導体を形
成する工程の前に、水素プラズマ処理する工程を有して
よい。また本発明の半導体積層膜の連続形成装置におい
て、望ましくは前記ガスゲートを介して配置した前記高
周波プラズマＣＶＤ法による第１ｎ（またはｐ）型半導
体層成膜室と前記マイクロ波ＣＶＤ法による第１ｉ型半
導体層成膜室との間または前記高周波プラズマＣＶＤ法
による第２ｎ（またはｐ）型半導体層成膜室と前記マイ
クロ波ＣＶＤ法による第３ｉ型半導体層成膜室との間の
少なくとも一箇所に、さらに高周波プラズマＣＶＤ法に
よるｉ型半導体層成膜室をガスゲートを介して配置す
る。Further, in the photovoltaic element, a voltage is further applied between the first semiconductor and the first i-type semiconductor or between the third semiconductor and the third i-type semiconductor into a semiconductor film formation chamber. And a sixth or seventh i-type semiconductor formed by a high-frequency plasma formed by a high frequency. In the method for forming a photovoltaic element, the first
Alternatively, in the step of forming the third i-type semiconductor,
Bias power may be applied by a bias electrode. A step of forming the first n (or p) type semiconductor layer and a step of forming the first i-type semiconductor layer or a step of forming the second n (or p) type semiconductor; Between the step of forming the 3i-type semiconductor layer and the step of forming the i-type semiconductor layer, a step of forming an i-type semiconductor layer by a high-frequency plasma CVD method using high-frequency plasma formed by applying a high-frequency wave into the film formation chamber may be included. Further, before the step of forming a p (or n) type semiconductor by the first, second, or third plasma doping, a step of performing a hydrogen plasma treatment may be included. In the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film according to the present invention, preferably, a first n (or p) type semiconductor layer deposition chamber by the high frequency plasma CVD method and a first i type by the microwave CVD method are arranged via the gas gate. At least one place between the semiconductor layer film formation chamber or the 2n (or p) type semiconductor layer film formation chamber by the high frequency plasma CVD method and the 3i type semiconductor layer film formation chamber by the microwave CVD method. Further, an i-type semiconductor layer film forming chamber by a high frequency plasma CVD method is disposed via a gas gate.

【００１９】更に本発明の半導体積層膜の連続形成装置
において、望ましくは前記ガスゲートを介して配置した
前記高周波プラズマＣＶＤ法による第２、第４または第
５ｉ型半導体層成膜室と、前記プラズマドーピングによ
る第１、第２または第３のｐ（またはｎ）型半導体層成
膜室との間の少なくとも一箇所に、さらに水素プラズマ
処理室をガスゲートを介して配置する。Further, in the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film according to the present invention, preferably, the second, fourth or fifth i-type semiconductor layer film forming chamber by the high frequency plasma CVD method disposed via the gas gate; A hydrogen plasma processing chamber is further disposed via a gas gate at at least one position between the first, second, and third p (or n) -type semiconductor layer deposition chambers.

【００２０】また更に本発明の半導体積層膜の連続形成
装置において、望ましくはガスゲートを介して配置した
前記帯状部材の巻き出し室と、前記高周波プラズマＣＶ
Ｄ法による第１のｎ（またはｐ）型半導体層成膜室との
間に、さらにグロー放電洗浄室をガスゲートを介して配
置する。Further, in the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film according to the present invention, preferably, the unwinding chamber of the strip-shaped member arranged via a gas gate and the high-frequency plasma CV
A glow discharge cleaning chamber is further disposed between the first n (or p) type semiconductor layer deposition chamber formed by the method D via a gas gate.

【００２１】加えて本発明の半導体積層膜の連続形成装
置において、望ましくはプラズマドーピングによる第
１、第２または第３のｐ（またはｎ）型半導体層成膜室
での放電周波数を５ｋＨｚ乃至５００ｋＨｚとする。In addition, in the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention, the discharge frequency in the first, second or third p (or n) type semiconductor layer deposition chamber is preferably 5 kHz to 500 kHz by plasma doping. And

【００２２】[0022]

【作用】以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明
する。The present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【００２３】図１は本発明の半導体積層膜の連続形成装
置の基本的な一例を示す模式的説明図である。図１にお
いて、本発明の半導体積層膜の連続形成装置は、基本的
には帯状基板の巻き出し室１０１、高周波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｎ（またはｐ）型半導体層成膜室１０２Ａ、
内部に３個の成膜室を有するマイクロ波プラズマＣＶＤ
法によるｉ型半導体層成膜室１０３Ａ、高周波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜室１０４Ａ、プラズマ
ドーピングによるｐ（またはｎ）型半導体層成膜室１０
５Ａ、高周波プラズマＣＶＤ法によるｎ（またはｐ）型
半導体層成膜室１０２Ｂ、内部に３個の成膜室を有する
マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜室
１０３Ｂ、高周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層
成膜室１０４Ｂ、プラズマドーピングによるｐ（または
ｎ）型半導体層成膜室１０５Ｂ、高周波プラズマＣＶＤ
法によるｎ（またはｐ）型半導体層成膜室１０２Ｃ、高
周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜室１０４
Ｃ、プラズマドーピングによるｐ（またはｎ）型半導体
層成膜室１０５Ｃ、帯状基板の巻き取り室１０６から構
成されており、各室間はそれぞれガスゲート１０７によ
って接続されている。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a basic example of an apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film according to the present invention. In FIG. 1, an apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film according to the present invention basically includes an unwinding chamber 101 for a strip-shaped substrate, a high-frequency plasma CV
An n (or p) type semiconductor layer deposition chamber 102A by the D method,
Microwave plasma CVD with three film forming chambers inside
Semiconductor layer film forming chamber 103A by the plasma method, i type semiconductor layer film forming chamber 104A by the high frequency plasma CVD method, p (or n) type semiconductor layer film forming chamber 10 by the plasma doping
5A, n (or p) type semiconductor layer deposition chamber 102B by high frequency plasma CVD, i type semiconductor layer deposition chamber 103B by microwave plasma CVD having three deposition chambers inside, and high frequency plasma CVD i-type semiconductor layer deposition chamber 104B, p (or n) -type semiconductor layer deposition chamber 105B by plasma doping, high-frequency plasma CVD
(P or p) type semiconductor layer film forming chamber 102C by the plasma method, i type semiconductor layer film forming chamber 104 by the high frequency plasma CVD method
C, a p (or n) type semiconductor layer film formation chamber 105C formed by plasma doping, and a winding chamber 106 for a belt-like substrate, and each chamber is connected by a gas gate 107.

【００２４】本発明の装置において帯状基板１０８は帯
状基板の巻き出し室１０１内のボビン１０９から巻き出
され、帯状基板の巻き取り室１０６内のボビン１１０に
巻き取られるまでにガスゲートで接続された１１個の成
膜室を通過しながら移動させられ、その間に表面にｎｉ
ｐｎｉｐｎｉｐまたはｐｉｎｐｉｎｐｉｎ構造の非単結
晶半導体の積層膜を形成される。In the apparatus of the present invention, the band-shaped substrate 108 is unwound from the bobbin 109 in the band-shaped substrate unwinding chamber 101 and is connected by a gas gate until it is wound on the bobbin 110 in the band-shaped substrate winding chamber 106. It is moved while passing through 11 film forming chambers, while ni
A stacked film of a non-single-crystal semiconductor having a pnipnip or pinpinpin structure is formed.

【００２５】本発明は、発明者らの鋭意研究の結果得ら
れた以下の知見に基づき更に検討を重ね完成に至ったも
のである。The present invention has been completed and further studied based on the following findings obtained as a result of the inventors' intensive studies.

【００２６】発明者らは、図１に示すロール・ツー・ロ
ール方式の装置において成膜室１０４Ａ、１０４Ｂを使
用せず、従来から公知の構成の装置として使用し、光入
射面からみて最も上側の比較的膜厚の薄いｉ型半導体層
を高周波プラズマＣＶＤ法で、光入射面からみて下側の
２つの比較的膜厚の厚いｉ型半導体層をマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法で、ｎ、ｐ型半導体層を高周波プラズマＣ
ＶＤ法で形成して、非晶室シリコン系半導体からなるｎ
ｉｐｎｉｐｎｉｐまたはｐｉｎｐｉｎｐｉｎ構造の３層
タンデム型の光起電力素子を形成していた。The inventors do not use the film forming chambers 104A and 104B in the roll-to-roll type apparatus shown in FIG. The i-type semiconductor layer having a relatively small thickness is subjected to high frequency plasma CVD, and the two i-type semiconductor layers having a relatively large thickness below the light incident surface are subjected to microwave plasma CVD to obtain n, p-type semiconductor layers. High frequency plasma C for semiconductor layer
N formed by a VD method and made of an amorphous silicon semiconductor
A three-layer tandem photovoltaic element having an ipnipnip or pinpinpin structure was formed.

【００２７】この従来の装置において、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜室１０３Ａ、１０
３Ｂでの成膜速度は約８ｎｍ／秒以上で極めて速く、３
層タンデム型光起電力素子用の半導体積層膜の高速成膜
が可能であった。尚、最も上側のｎｉｐ構造の素子のｉ
型半導体層は、成膜速度の比較的遅い高周波プラズマＣ
ＶＤ法によって形成したが、３層タンデム型光起電力素
子において最も上側の素子のｉ型半導体層には直列接続
された３素子の中で最も強い光があたり、該素子のｉ型
半導体層は３素子のｉ型半導体層の中で最も膜厚が薄く
てよいため、該ｉ型半導体層の成膜速度が遅いことが半
導体積層膜全体の高速形成を妨げることはなかった。そ
して、高速成膜が可能になったことにより、帯状基板の
搬送速度を高速化することができ、帯状基板の搬送速度
を約１００ｃｍ／分まで高速化しても、ｉ型半導体成膜
室１０３Ｂに１室の長さが約２０ｃｍの長さの成膜室を
３室設けることで約３００ｎｍのｉ型半導体層を形成す
ることができた。In this conventional apparatus, the i-type semiconductor layer film forming chambers 103A, 103A,
The film formation rate in 3B is extremely high at about 8 nm / sec or more.
High-speed deposition of a semiconductor laminated film for a layered tandem type photovoltaic element was possible. It should be noted that i of the uppermost nip structure element
Type semiconductor layer is formed by a high frequency plasma C having a relatively low deposition rate.
Although formed by the VD method, the strongest light among the three elements connected in series hits the i-type semiconductor layer of the uppermost element in the three-layer tandem photovoltaic element, and the i-type semiconductor layer of the element is Since the film thickness may be the thinnest among the i-type semiconductor layers of the three elements, the low film formation rate of the i-type semiconductor layer did not prevent the high-speed formation of the entire semiconductor laminated film. And since the high-speed film formation has become possible, the transfer speed of the band-shaped substrate can be increased, and even if the transfer speed of the band-shaped substrate is increased to about 100 cm / min, the i-type semiconductor film formation chamber 103B is kept By providing three film formation chambers each having a length of about 20 cm, an i-type semiconductor layer of about 300 nm could be formed.

【００２８】また、光起電力素子のｉ型半導体層の光入
射側の不純物ドープ層には、該層での光の吸収を防ぐた
め、アモルファス炭化シリコン等のハンドギャップの広
いシリコン系材料や、短波光の吸収率が低い微結晶シリ
コンが一般に用いられるが、本発明者らはアモルファス
系シリコンよりも約３桁も高い導電率が得られる微結晶
シリコンを光入射側の不純物ドープ層に用いた。なお、
高周波プラズマＣＶＤ法によって不純物をドープした高
導電率の微結晶シリコン層を高速形成しようとした場合
には、以下のような問題があった。The impurity-doped layer on the light incident side of the i-type semiconductor layer of the photovoltaic element includes a silicon-based material having a wide hand gap, such as amorphous silicon carbide, to prevent light absorption in the layer. Microcrystalline silicon having a low absorptivity for short-wave light is generally used. However, the present inventors used microcrystalline silicon, which has a conductivity approximately three orders of magnitude higher than that of amorphous silicon, for the impurity-doped layer on the light incident side. . In addition,
When a high-conductivity microcrystalline silicon layer doped with impurities is formed at a high speed by a high-frequency plasma CVD method, there are the following problems.

【００２９】すなわち、シリコン原子を含有する原料ガ
スの流量を増して成膜速度を上げようとすると、原料ガ
ス流量に対する高周波電力供給量の比率が低下し、微結
晶膜を形成することができなくなり、形成される膜がア
モルファス化し、導電率が急激に低下して素子特性が低
下するという問題がある。一方、高周波電力を増して成
膜速度を上げると、成膜速度や導電率の成膜領域内での
分布が大きくなり、ごく薄い層を成膜領域全体に均一に
形成することができなくなり、また微結晶化させるため
に膨大な高周波電力が必要となり、きわめて大きな電源
が必要になるとともに均一に電力を投入することが困難
になる、さらに異常放電も起こり易くなるという問題が
ある。以上のような理由で、高周波プラズマＣＶＤ法に
よって高導電率の微結晶シリコンのごく薄い層を高速で
形成するには限界があり、１０ｎｍ程度のごく薄い層を
均一に形成するには、該層を約１０ｎｍ／分以下の成膜
速度で形成する必要があった。That is, if the deposition rate is increased by increasing the flow rate of the raw material gas containing silicon atoms, the ratio of the high-frequency power supply to the raw material gas flow rate is reduced, making it impossible to form a microcrystalline film. In addition, there is a problem that the film to be formed becomes amorphous, the electrical conductivity sharply decreases, and the element characteristics deteriorate. On the other hand, when the deposition rate is increased by increasing the high-frequency power, the distribution of the deposition rate and the conductivity in the deposition region becomes large, and a very thin layer cannot be formed uniformly over the entire deposition region. In addition, an enormous amount of high-frequency power is required for microcrystallization, which requires a very large power supply, makes it difficult to apply power uniformly, and causes abnormal discharge. For the above reasons, there is a limit in forming a very thin layer of microcrystalline silicon having high conductivity at high speed by a high-frequency plasma CVD method. To form a very thin layer of about 10 nm uniformly, Need to be formed at a deposition rate of about 10 nm / min or less.

【００３０】したがって、従来のロール・ツー・ロール
方式の装置において、ｉ型半導体層をマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によって形成した場合、ｉ型半導体層の光入
射側の不純物ドープ層を高周波プラズマＣＶＤ法によっ
て形成するには、帯状基板の移動方向にかなり長い成膜
室が必要であった。Therefore, in the conventional roll-to-roll type apparatus, when the i-type semiconductor layer is formed by the microwave plasma CVD method, the impurity doped layer on the light incident side of the i-type semiconductor layer is formed by the high frequency plasma CVD method. To form the film, a considerably long film forming chamber was required in the moving direction of the belt-like substrate.

【００３１】このような長い成膜室１０５Ａ、１０５
Ｂ、１０５Ｃにおいて、１０ｎｍ程度の極めて薄い不純
物ドープ層を良質かつ均一に形成することは極めて困難
であったが、本発明者らはより良い成膜条件を見い出す
べく、導入するシリコン原料ガスの流量を変化させて、
形成される光起電力素子の特性との対応を調べていた。
この時、発明者らは成膜室１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５
Ｃに流すシリコン原料ガスのＳｉＨ₄ の流量を減少させ
て、ついには０にまでしたが、それでも光起電力素子が
形成される事を見いだした。すなわち、シリコン原子の
原料ガスを含まないガスのプラズマによってもｉ型半導
体層上に不純物ドープ層が形成され、ｎｉｐｎｉｐｎｉ
ｐまたはｐｉｎｐｉｎｐｉｎ構造の３層タンデム型光起
電力素子が形成されることを見いだしたのである。これ
は従来の不純物をドープしたシリコン膜を堆積すること
によって不純物ドープ層を形成するという考えからは到
底思いつかない現象であった。Such a long film forming chamber 105A, 105
In B and 105C, it was extremely difficult to form an extremely thin impurity-doped layer of about 10 nm with good quality and uniformity. However, the present inventors found that the flow rate of the introduced silicon source gas was improved in order to find better film formation conditions. To change
The correspondence with the characteristics of the formed photovoltaic element was being investigated.
At this time, the inventors set the film forming chambers 105A, 105B, 105
Although the flow rate of SiH ₄ of the silicon source gas flowing through C was reduced to zero finally, it was found that a photovoltaic element was still formed. That is, the impurity-doped layer is formed on the i-type semiconductor layer also by the plasma of the gas not containing the source gas of silicon atoms, and nippnipni is formed.
It has been found that a three-layer tandem photovoltaic element having a p or pinpinpin structure is formed. This is a phenomenon which cannot be expected from the conventional idea of forming an impurity-doped layer by depositing a silicon film doped with an impurity.

【００３２】二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）によっ
て、形成した光起電力素子のシリコン元素および不純物
元素の膜厚方向の分布を分析したが、ＳｉＨ₄ を流さず
にｉ型半導体層表面をプラズマにさらした場合にも、ｉ
型半導体層上に高濃度の不純物ドープ層が約１０ｎｍの
ごく薄い膜厚で形成されていることが確認された。ま
た、同様に二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）によっ
て、形成された光起電力素子のｉ型半導体層上の不純物
ドープ層の膜厚の場所によるバラツキ、ムラ等を分析し
たが、ＳｉＨ₄ を流さない場合の方が、所定膜厚の膜の
堆積が行われるだけの量のＳｉＨ₄ を流した場合よりも
不純物ドープ層の膜厚の均一性が高いことが確認され
た。The distribution of the silicon element and the impurity element in the film thickness direction of the formed photovoltaic element was analyzed by secondary ion mass spectrometry (SIMS), but the surface of the i-type semiconductor layer was plasma-treated without flowing SiH _4. Exposure to i
It was confirmed that a high-concentration impurity-doped layer having a very small thickness of about 10 nm was formed on the mold semiconductor layer. Similarly, by secondary ion mass spectrometry (SIMS), the variation due to the film thickness of the location of the impurity-doped layer on the i-type semiconductor layer formed photovoltaic devices, have been analyzed unevenness, the SiH ₄ It was confirmed that the uniformity of the film thickness of the impurity-doped layer was higher when no flow was performed than when a sufficient amount of SiH ₄ was flowed to deposit a film having a predetermined thickness.

【００３３】このようにシリコンの原料ガスであるＳｉ
Ｈ₄ を流さずに不純物ドープ層が形成されたのは、不純
物を含んだシリコン系非単結晶半導体が堆積されたので
はなく、Ｂ₂ Ｈ₆ やＰＨ₃ 等の不純物ドーピングガスが
プラズマにより電離されて不純物イオンとなり、プラズ
マのエネルギーによってｉ型半導体層の表面近傍のごく
薄い領域に打ち込まれていわゆるプラズマドーピングが
行われたためと考えられる。As described above, the silicon source gas Si
The reason why the impurity-doped layer was formed without flowing H ₄ was not that a silicon-based non-single-crystal semiconductor containing impurities was deposited, but that an impurity-doping gas such as B ₂ H ₆ or PH ₃ was ionized by plasma. This is considered to be because impurity ions are implanted into a very thin region near the surface of the i-type semiconductor layer by the energy of the plasma to perform so-called plasma doping.

【００３４】次に、発明者らはこのような光起電力素子
のｉ型半導体層上にプラズマドーピングを行う時に、放
電電力を一定に保ちつつ放電周波数を１ｋＨｚから１
３．５６ＭＨｚまで変化させ、プラズマドーピング時の
放電周波数と形成される光起電力素子の特性との関係に
ついて調べた。その結果、プラズマドーピングの放電周
波数ｆと形成された光起電力素子の開放電圧Ｖｏｃとの
間には図３に示す関係があり、放電周波数が約５ｋＨｚ
以下および約５００ｋＨｚ以上の場合には形成される光
起電力素子の開放電圧の低下がみられ、約５ｋＨｚから
約５００ｋＨｚの低周波の範囲において開放電圧の高い
高品質の光起電力素子を大面積にバラツキやムラなく形
成できることを見いだした。Next, when plasma doping is performed on the i-type semiconductor layer of such a photovoltaic element, the discharge frequency is changed from 1 kHz to 1 while keeping the discharge power constant.
The frequency was changed to 3.56 MHz, and the relationship between the discharge frequency during plasma doping and the characteristics of the formed photovoltaic element was examined. As a result, there is a relationship shown in FIG. 3 between the discharge frequency f of the plasma doping and the open voltage Voc of the formed photovoltaic element, and the discharge frequency is about 5 kHz.
Below, and at about 500 kHz or more, the open-circuit voltage of the formed photovoltaic element is reduced, and a high-quality photovoltaic element having a high open-circuit voltage in the low frequency range of about 5 kHz to about 500 kHz has a large area. It was found that it could be formed without variation and unevenness.

【００３５】さらに、発明者らが図１に示す装置におい
て、成膜室１０４Ａ、１０４Ｂを使用してマイクロ波プ
ラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層上に高周波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型半導体層をごく薄く約３０ｎｍ以下
の膜厚だけ積層し、その上にプラズマドーピングを行っ
たところ、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導
体層の上に直接にプラズマドーピングを行った場合より
も光起電力素子の開放電圧、曲線因子等の特性が向上す
ることを見いだした。尚、一般に非晶質シリコンからな
る光起電力素子のｉ型半導体層の膜厚を実用範囲内で僅
かに厚くした場合、短絡電流は微増するものの開放電
圧、曲線因子は向上しないため、本発明者らが見いだし
たこの変化はｉ型半導体層の膜厚の変化によるものでは
ないと考えられる。Further, in the apparatus shown in FIG. 1, the inventors used the film forming chambers 104A and 104B to make the i-type semiconductor layer formed by microwave plasma CVD extremely thin on the i-type semiconductor layer formed by high-frequency plasma CVD. When the plasma doping is performed on a layer having a thickness of about 30 nm or less and the plasma doping is performed thereon, the open voltage of the photovoltaic element is higher than when the plasma doping is performed directly on the i-type semiconductor layer by the microwave plasma CVD method. And characteristics such as fill factor are improved. In general, when the thickness of the i-type semiconductor layer of a photovoltaic device made of amorphous silicon is slightly increased within a practical range, the short-circuit current slightly increases, but the open-circuit voltage and the fill factor do not improve. It is considered that the change found by the present inventors is not due to a change in the thickness of the i-type semiconductor layer.

【００３６】本発明は以上の知見に基づき、高品質の光
起電力素子を大面積にバラツキやムラなく高速に形成し
うる装置を実現したものである。すなわち、従来のｉ型
半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法で、ｎ、ｐ型半
導体層を高周波プラズマＣＶＤ法で形成するロール・ツ
ー・ロール方式の半導体積層膜の連続形成装置におけ
る、ｉ型半導体層上の不純物ドープ層を大面積に薄く均
質に形成することが困難で、形成される光起電力素子に
特性のバラツキやムラを生じ易いという問題点を、マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層上に高周波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層をさらに積層した
後に、プラズマドーピングによって不純物ドープ層を形
成するようにしたことにより解決し、高品質の３層タン
デム型の光起電力素子を大面積にバラツキやムラなく、
高速かつ連続的に形成しうるようにしたものである。Based on the above findings, the present invention has realized an apparatus capable of forming a high-quality photovoltaic element at high speed without variation or unevenness over a large area. That is, an i-type semiconductor layer in a conventional roll-to-roll type semiconductor laminated film continuous forming apparatus in which a conventional i-type semiconductor layer is formed by a microwave plasma CVD method and n and p-type semiconductor layers are formed by a high-frequency plasma CVD method. It is difficult to form the upper impurity-doped layer thinly and homogeneously over a large area, and the resulting photovoltaic element tends to have characteristic variations and unevenness. The problem is solved by forming an impurity-doped layer by plasma doping after further laminating an i-type semiconductor layer by a high-frequency plasma CVD method, thereby realizing a high-quality three-layer tandem-type photovoltaic element with a large area. Without variation and unevenness
It can be formed at high speed and continuously.

【００３７】以下、本発明の装置を構成する各成膜室お
よび使用される帯状基板について説明を加える。Hereinafter, each of the film forming chambers constituting the apparatus of the present invention and the band-shaped substrate used will be described.

【００３８】マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層
成膜室 本発明の装置においてマイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層成膜室とは、連続的に移動する帯状基板上にマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法により実質的に真性なシリコ
ン系非単結晶半導体層を連続的に形成するための成膜室
をいう。 I-type layer by microwave plasma CVD
Deposition chamber In the apparatus of the present invention, the i-type layer deposition chamber formed by microwave plasma CVD is a substantially intrinsic silicon-based non-single-crystal semiconductor layer formed on a continuously moving strip substrate by microwave plasma CVD. Refers to a film forming chamber for continuously forming a film.

【００３９】本発明の装置においてマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層成膜室は、一つの成膜室の大きさ
を一定以上に大きくしないで帯状基板のより速い移動速
度に対応するため、あるいは一つの層を複数の成膜条件
で形成するために、複数個連結して設けても良い。In the apparatus of the present invention, the i-type layer film forming chamber formed by the microwave plasma CVD method is used in order to cope with a higher moving speed of the belt-like substrate without increasing the size of one film forming chamber to a certain size or more. In order to form one layer under a plurality of film formation conditions, a plurality of layers may be connected and provided.

【００４０】なお、本発明の装置において、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法による成膜室にはプラズマを形成する
ためのマイクロ波電力を投入する必要があるが、マイク
ロ波電力を投入する手段としては、特開平３−３０４１
９号明細書に開示されたようなマイクロ波透過性部材か
らなるマイクロ波導入窓、特開平３−３０４２０号明細
書に開示されたようなマイクロ波漏洩導波管、特開平３
−３０４２１号明細書に開示されたようなマイクロ波放
射アンテナ等の手段およびこれらに磁場形成装置を組み
合わせてＥＣＲ条件にした手段を挙げることができる。In the apparatus of the present invention, it is necessary to supply microwave power for forming plasma to the film forming chamber by the microwave plasma CVD method. Kaihei 3-3041
9, a microwave introduction window made of a microwave transmitting member, a microwave leaky waveguide as disclosed in JP-A-3-30420,
Means such as a microwave radiating antenna disclosed in Japanese Patent Application No. 30421 and a means in which these are combined with a magnetic field forming apparatus to achieve ECR conditions can be cited.

【００４１】以下、マイクロ波透過性部材からなるマイ
クロ波導入窓をマイクロ波電力投入手段として用いる場
合について詳しく説明する。Hereinafter, a case where a microwave introducing window made of a microwave transmitting member is used as microwave power input means will be described in detail.

【００４２】マイクロ波透過性部材はマイクロ波導入窓
の先端部分に設けられ、前記成膜室内の真空雰囲気と前
記マイクロ波導入窓の設置されている外気とを分離し、
その内外間に存在している圧力差に耐え得るような構造
に設計される。具体的には、そのマイクロ波の進行方向
に対する断面形状が好ましくは円形、方形、楕円形の平
板、ベルジャー状、ダブレット状、円錐状とされるのが
望ましい。The microwave transmitting member is provided at the tip of the microwave introduction window, and separates the vacuum atmosphere in the film forming chamber from the outside air in which the microwave introduction window is installed.
The structure is designed to withstand the pressure difference existing between the inside and outside. Specifically, it is desirable that the cross-sectional shape of the microwave in the traveling direction is preferably circular, square, elliptical, flat, bell jar, doublet, or conical.

【００４３】また、マイクロ波透過性部材のマイクロ波
の進行方向に対する厚さは、ここでのマイクロ波の反射
が最少に抑えられるように、用いる材質の誘電率を考慮
して設計されるのが望ましく、例えば平板状であるなら
ばマイクロ波の波長の１／２波長にほぼ等しくされるの
が好ましい。更に、その材質としては、マイクロ波導入
窓から放射されるマイクロ波エネルギーを最小の損失で
前記成膜室内へ透過させることができ、また、前記成膜
室内への大気の流入が生じない気密性の優れたものが好
ましく、具体的には石英、アルミナ、窒化ケイ素、ベリ
リア、マグネシア、ジルコニア、窒化ホウ素、炭化ケイ
素等のガラス又はファインセラミックス等が挙げられ
る。The thickness of the microwave transmitting member in the direction in which the microwave travels should be designed in consideration of the dielectric constant of the material used so that the reflection of the microwave here is minimized. Desirably, for example, in the case of a flat plate shape, it is preferable to make the wavelength substantially equal to a half wavelength of the microwave. Further, the material is such that microwave energy radiated from the microwave introduction window can be transmitted into the film formation chamber with a minimum loss, and the airtightness does not cause air to flow into the film formation chamber. Are preferable, and specific examples thereof include glass such as quartz, alumina, silicon nitride, beryllia, magnesia, zirconia, boron nitride, and silicon carbide, and fine ceramics.

【００４４】また、マイクロ波透過性部材はマイクロ波
エネルギー及び／又はプラズマエネルギーによる加熱に
よって熱劣化（ヒビ割れ、破壊）等を起こすことを防止
するため均一に冷却されることが好ましい。Further, it is preferable that the microwave permeable member is uniformly cooled in order to prevent heat deterioration (crack, destruction) or the like due to heating by microwave energy and / or plasma energy.

【００４５】具体的な冷却手段としては、前記マイクロ
波透過性部材の大気側の面に向けて吹きつけられる冷却
空気流であってもよいし、マイクロ波導入窓そのものを
冷却空気、水、オイル、フレオン等の冷却媒体にて冷却
し、マイクロ波導入窓に接する部分を介してマイクロ波
透過性部材を冷却しても良い。マイクロ波透過性部材を
十分に低い温度まで冷却することで、比較的高いパワー
のマイクロ波電力を成膜室内へ導入しても、発生する熱
によってマイクロ波透過性部材にひび割れ等の破壊を生
じさせることなく、高電子密度のプラズマを生起するこ
とができる。As a specific cooling means, a cooling air flow blown toward the atmosphere-side surface of the microwave permeable member may be used, or the microwave introduction window itself may be cooled air, water, or oil. Alternatively, the microwave permeable member may be cooled by a cooling medium such as Freon and the like, and may be cooled via a portion in contact with the microwave introduction window. By cooling the microwave permeable member to a sufficiently low temperature, even if a relatively high power of microwave power is introduced into the deposition chamber, the generated heat may cause the microwave permeable member to break, such as cracks. Without this, a high electron density plasma can be generated.

【００４６】また、マイクロ波透過性部材がマイクロ波
プラズマに接している部分には、帯状基板上と同様膜堆
積が起こる。従って、堆積する膜の種類、特性にもよる
が、該堆積膜によってマイクロ波導入窓から放射される
べきマイクロ波電力が吸収又は反射され、前記帯状部材
によって形成される成膜室内へのマイクロ波エネルギー
の投入量が減少し、放電開始直後に比較して著しくその
変化量が増大した場合には、マイクロ波プラズマの維持
そのものが困難になるばかりでなく、形成される堆積膜
の成膜速度の減少や特性等の変化を生じることがある。
このような場合には、マイクロ波透過性部材に堆積され
る膜ドライエッチング、ウェットエッチング、又はブラ
スト等の機械的方法等により除去すれば初期状態を復元
できる。特に、前記真空状態を維持したまま堆積膜の除
去を行う方法としてはドライエッチングが好適に用いら
れる。Further, film deposition occurs on the portion where the microwave permeable member is in contact with the microwave plasma, as on the belt-like substrate. Therefore, depending on the type and characteristics of the film to be deposited, the microwave power to be radiated from the microwave introduction window is absorbed or reflected by the deposited film, and the microwave into the film forming chamber formed by the band-shaped member is absorbed. When the amount of energy input decreases and the amount of change increases significantly compared to immediately after the start of discharge, not only the maintenance of the microwave plasma itself becomes difficult, but also the deposition rate of the deposited film to be formed decreases. It may cause a decrease or a change in characteristics.
In such a case, the initial state can be restored by removing the film deposited on the microwave transmitting member by a mechanical method such as dry etching, wet etching, or blast. In particular, dry etching is preferably used as a method for removing the deposited film while maintaining the vacuum state.

【００４７】また、マイクロ波アプリケーター手段ごと
成膜室内の真空状態は保持したまま、いわゆるロードロ
ック方式で成膜室外へ取り出し、マイクロ波透過性部材
上に堆積した膜をウェットエッチング又は機械的除去等
によって剥離して再利用するか、又は、新品と交換して
も良い。Further, while keeping the vacuum state in the film forming chamber together with the microwave applicator means, the film is taken out of the film forming chamber by a so-called load lock method and the film deposited on the microwave transmitting member is wet-etched or mechanically removed. , And may be reused or replaced with a new one.

【００４８】更には、マイクロ波透過性部材の成膜室側
の表面に沿って、該マイクロ波透過性部材とほぼ同等の
マイクロ波透過性を有する材質からなるシートを連続的
に送ることによって、該シートの表面上に堆積膜を付
着、形成させ、マイクロ波プラズマ領域外へ排出すると
いった手法を採用することもできる。Further, by continuously feeding a sheet made of a material having a microwave permeability substantially equivalent to that of the microwave permeable member along the surface of the microwave permeable member on the film forming chamber side, It is also possible to employ a technique of depositing and forming a deposited film on the surface of the sheet and discharging the deposited film out of the microwave plasma region.

【００４９】更にまた、特開平３−１１０７９８号公報
明細書に開示されたように、マイクロ波透過性部材の成
膜室側に、マイクロ波電界を垂直に細かく分割する金属
或いはマイクロ波反射部材を配置し、マイクロ波電力は
成膜室内に投入しながらも、その分割部におけるプラズ
マの発生を困難なものとし、その結果成膜室内のプラズ
マとマイクロ波導入窓との距離を拡大させてマイクロ波
導入窓上に膜が付着する事を防止するようにしてもよ
い。Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-110798, a metal or microwave reflecting member for vertically dividing a microwave electric field into fine parts is provided on the side of the microwave transmitting member in the film forming chamber. The microwave power is placed in the deposition chamber, but it is difficult to generate plasma in the divided part.As a result, the distance between the plasma in the deposition chamber and the microwave introduction window is increased, The film may be prevented from adhering to the introduction window.

【００５０】マイクロ波導入窓は、マイクロ波電源より
供給されるマイクロ波電力を成膜室内に投入して、成膜
室内に導入される堆積膜形成用原料ガスをプラズマ化し
維持させることができる構造を有するものである。The microwave introduction window has a structure in which microwave power supplied from a microwave power supply is supplied into the film formation chamber, and the source gas for forming a deposited film introduced into the film formation chamber is turned into plasma and maintained. It has.

【００５１】具体的には、マイクロ波伝送用導波管の先
端部分にマイクロ波透過性部材を、気密保持が可能な状
態に取り付けたものが好ましく用いられる。そしてマイ
クロ波導入窓はマイクロ波伝送用導波管と同一規格のも
のであっても良いし、他の規格のものであっても良い。
また、マイクロ波導入窓の中でのマイクロ波の伝送モー
ドは、成膜室内でのマイクロ波電力の伝送を効率良く行
わせしめ、且つ、マイクロ波プラズマを安定して生起・
維持・制御せしめる上で、単一モードとなるようにマイ
クロ波導入窓の寸法・形状等が設計されるのが望まし
い。但し、複数モードが伝送されるようなものであって
も、使用する原料ガス、圧力、マイクロ波電力等のマイ
クロ波プラズマ生起条件を適宜選択することによって使
用することもできる。単一モードとなるように設計され
る場合の伝送モードとしては、例えばＴＥ_１０モード、
ＴＥ_１１モード、ｅＨ_１ モード、ＴＭ_１１モード、Ｔ
Ｍ_０１モード等を挙げることができるが、好ましくはＴ
Ｅ_１０モード、ＴＥ_１１、ｅＨ_１ モードが選択され
る。そして、マイクロ波導入窓には、上述の伝送モード
が伝送可能な導波管が接続され、好ましくは該導波管中
の伝送モードと前記マイクロ波アプリケーター手段中の
伝送モードとは一致させるのが望ましい。導波管の種類
としては、使用されるマイクロ波の周波数帯（バンド）
及びモードによって適宜選択され、少なくともそのカッ
トオフ周波数は使用される周波数よりも小さものである
ことが好ましく、具体的にはＪＩＳ、ＥＩＡＪ、ＩＥ
Ｃ、ＪＡＮ等の規格の方形導波管、円形導波管、又は楕
円導波管等の他、２．４５ＧＨｚのマイクロ波用とし
て、方形の断面の内径で幅９６ｍｍ×高さ２７ｍｍのも
の等を挙げることができる。Specifically, it is preferable to use a microwave transmission waveguide in which a microwave permeable member is attached to a tip portion of the microwave transmission waveguide in a state capable of maintaining airtightness. The microwave introduction window may be of the same standard as the microwave transmission waveguide, or may be of another standard.
In addition, the microwave transmission mode in the microwave introduction window enables efficient transmission of microwave power in the film formation chamber and stably generates and generates microwave plasma.
For maintenance and control, it is desirable that the size, shape, and the like of the microwave introduction window be designed to be a single mode. However, even when a plurality of modes are transmitted, it can be used by appropriately selecting microwave plasma generation conditions such as a source gas, pressure, and microwave power to be used. As a transmission mode when designed to be a single mode, for example, TE ₁₀ mode,
TE ₁₁ mode, eH ₁ mode, TM ₁₁ mode, T
_M01 mode, etc., but preferably T
E _{10 mode, TE 11,} eH ₁ mode is selected. A waveguide capable of transmitting the above-mentioned transmission mode is connected to the microwave introduction window, and preferably, the transmission mode in the waveguide and the transmission mode in the microwave applicator means are made to coincide with each other. desirable. As the type of waveguide, the frequency band of the microwave used (band)
And the mode is appropriately selected depending on the mode, and at least the cutoff frequency is preferably lower than the frequency used. Specifically, JIS, EIAJ, IE
In addition to rectangular waveguides, circular waveguides, elliptical waveguides, etc. of standards such as C, JAN, etc., for microwaves of 2.45 GHz, those having a square cross section with an inner diameter of 96 mm and a height of 27 mm, etc. Can be mentioned.

【００５２】マイクロ波電源より供給されるマイクロ波
電力は、マイクロ波導入窓を介して効率良く成膜室内へ
投入されるため、いわゆるマイクロ波導入窓に起因する
反射波に関する問題は回避しやすく、マイクロ波回路に
おいてはスリースタブチューナー又はＥ−Ｈチューナー
等のマイクロ波整合回路を用いなくとも比較的安定した
放電を維持することが可能であるが、放電開始前や放電
開始後でも異常放電等により強い反射波を生ずるような
場合にはマイクロ波電源の保護のために前記マイクロ波
整合回路を設けることが望ましい。Since the microwave power supplied from the microwave power supply is efficiently supplied to the film forming chamber through the microwave introduction window, it is easy to avoid the problem regarding the reflected wave caused by the so-called microwave introduction window. In a microwave circuit, it is possible to maintain a relatively stable discharge without using a microwave matching circuit such as a three-stub tuner or an EH tuner. When a strong reflected wave is generated, it is desirable to provide the microwave matching circuit for protecting the microwave power supply.

【００５３】本発明の装置において、上述したマイクロ
波をプラズマＣＶＤ法による成膜室にマイクロ波電力を
投入する手段の、マイクロ波の投入方向としては、成膜
室内にプラズマが形成されれば、帯状基板の半導体層形
成面に対して垂直な方向、帯状基板の半導体層形成面に
対して平行で、移動方向に対して垂直な方向、帯状基板
の半導体層形成面に対して平行で、移動方向に対して平
行な方向等、いかなる方向でもよく、同時に数方向に投
入してもよいが、好ましくは帯状基板の半導体層形成面
に対して平行で、移動方向に対して垂直な方向に投入す
る。In the apparatus of the present invention, the means for applying the microwave power to the film forming chamber by the above-described plasma CVD method using the microwaves may be applied in a microwave input direction as long as plasma is formed in the film forming chamber. The direction perpendicular to the semiconductor layer forming surface of the band-shaped substrate, parallel to the semiconductor layer forming surface of the band-shaped substrate, the direction perpendicular to the moving direction, and parallel to the semiconductor layer forming surface of the band-shaped substrate. It may be injected in any direction, such as a direction parallel to the direction, and may be injected in several directions at the same time. I do.

【００５４】また、上述したマイクロ波をプラズマＣＶ
Ｄ法による成膜室にマイクロ波電力を投入する手段の配
設数は、成膜室内にプロズマが形成されればいくつでも
よいが、プラズマ形成空間が広い場合には複数個を配設
することが好ましい。なお、マイクロ波電力を帯状基板
の半導体層形成面に対して平行で、移動方向に対して垂
直な方向に投入する場合、帯状基板の幅が比較的狭い場
合には帯状基板の片側からマイクロ波を導入するだけで
ほぼ均一なプラズマが帯状基板上に形成できるが、帯状
基板の幅が広い場合には帯状基板の両側からマイクロ波
を導入するようにすることが好ましい。Further, the above-mentioned microwave is applied to the plasma CV.
The number of means for supplying microwave power to the film formation chamber by the method D may be any number as long as the plasma is formed in the film formation chamber. However, if the plasma formation space is large, a plurality of means should be provided. Is preferred. When the microwave power is applied in a direction parallel to the semiconductor layer forming surface of the band-shaped substrate and perpendicular to the moving direction, when the width of the band-shaped substrate is relatively narrow, the microwave is applied from one side of the band-shaped substrate. Almost uniform plasma can be formed on the strip-shaped substrate only by introducing the same, but when the width of the strip-shaped substrate is wide, it is preferable to introduce microwaves from both sides of the strip-shaped substrate.

【００５５】なお、マイクロ波投入手段が複数個配設さ
れた場合、それらのマイクロ波投入手段にマイクロ波電
力を供給するには、それぞれ電源を設けて供給するよう
にしても、少数の電源からのマイクロ波電力をパワーデ
バイダーによって分割してそれぞれに供給するようにし
てもよい。When a plurality of microwave input means are provided, the microwave power can be supplied to the microwave input means by providing a power source. May be divided by a power divider and supplied to each of them.

【００５６】本発明の装置のマイクロ波プラズマＣＶＤ
法による成膜室において、複数個のマイクロ波投入手段
を互いに対向させて配設させる場合には、一方のマイク
ロ波投入手段より放射されたマイクロ波電力を、他方の
マイクロ波投入手段が受信し、受信されたマイクロ波電
力が前記他方のマイクロ波投入手段に接続されているマ
イクロ波電源にまで達して、該マイクロ波電源に損傷を
与えたり、マイクロ波の発振に異常を生ぜしめる等の悪
影響を及ぼすことのないように配置する必要がある。Microwave plasma CVD of the apparatus of the present invention
When a plurality of microwave injection means are disposed so as to face each other in a film forming chamber by the method, the microwave power radiated from one of the microwave injection means is received by the other microwave injection means. The received microwave power reaches the microwave power supply connected to the other microwave input means, and damages the microwave power supply or causes an abnormality in microwave oscillation. Must be arranged so as not to exert

【００５７】具体的には、マイクロ波投入手段の中を進
行するマイクロ波の電界方向同志が互いに平行とならな
いようにマイクロ波投入手段を配設する。すなわち、マ
イクロ波投入手段に接続される導波管の長辺又は長軸を
含む面とが互いに平行とならないように導波管を配設す
る。Specifically, the microwave injection means is provided so that the directions of the electric fields of the microwaves traveling in the microwave injection means are not parallel to each other. That is, the waveguides are arranged such that the long side or the plane including the long axis connected to the microwave input means is not parallel to each other.

【００５８】また、本発明の装置において、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法を行う成膜室には連続的に半導体層を
形成するために帯状基板を通過、貫通させる必要がある
が、成膜室内における帯状基板の形状としては、米国特
許４５６６４０３号明細書に開示されたような平面形
状、特開平３−３０４１９号公報に開示されたようなΩ
型形状等を挙げることができる。Further, in the apparatus of the present invention, it is necessary to pass through and pass through the strip-shaped substrate to form a semiconductor layer continuously in the film-forming chamber where microwave plasma CVD is performed. The shape of the substrate may be a planar shape as disclosed in U.S. Pat. No. 4,566,403, or a ohm as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-30419.
Mold shape and the like can be given.

【００５９】本発明の装置において、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法による成膜室内で、堆積膜形成用の原料ガス
は、帯状基板が通過する成膜室内に配設されたその先端
部に単一又は複数のガス放出孔を有するガス導入管よ
り、成膜室内に放出され、投入されるマイクロ波電力に
よりプラズマ化され、マイクロ波プラズマ領域を形成す
る。ガス導入管を構成する材質としてはマイクロ波プラ
ズマ中で損傷を受けることのないものが好適に用いられ
る。具体的にステンレススチール、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ等耐
熱性金属及びこれらの金属上にアルミナ、窒化ケイ素等
のセラミックスを溶射処理等したものが挙げられる。In the apparatus of the present invention, in the film forming chamber by the microwave plasma CVD method, the raw material gas for forming the deposited film is singly or plurally placed at the tip portion provided in the film forming chamber through which the band-shaped substrate passes. The gas is discharged into the film formation chamber from the gas introduction pipe having the gas discharge holes described above, and is turned into plasma by the supplied microwave power, thereby forming a microwave plasma region. As the material constituting the gas introduction tube, a material that is not damaged in the microwave plasma is preferably used. Specific examples include heat-resistant metals such as stainless steel, Ni, Ti and W, and those obtained by spraying ceramics such as alumina and silicon nitride on these metals.

【００６０】また、原料ガスの導入は成膜室のいかなる
位置から行ってもよいが、帯状基板上に形成されるプラ
ズマが少なくとも帯状基板の幅方向に均一になるよう
に、帯状基板の幅方向に複数の位置から導入するように
することが望ましい。The introduction of the raw material gas may be performed from any position in the film forming chamber. However, the width direction of the strip-shaped substrate is so set that the plasma formed on the strip-shaped substrate is uniform at least in the width direction of the strip-shaped substrate. It is desirable to be introduced from a plurality of locations.

【００６１】本発明の装置において、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法による成膜室を半導体層の形成に適した圧力
に排気する手段としては真空ポンプが用いられる。マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法では高周波プラズマＣＶＤ法よ
りも低い圧力でプラズマの維持が可能で、堆積膜形成時
の圧力を低圧化することにより高品質の堆積膜を高速に
形成することが可能になるため、高周波プラズマＣＶＤ
法による成膜室よりも高真空を得ることができる真空ポ
ンプによって排気することが望ましい。具体的にこの様
な高真空を得るに適した真空ポンプとしては、ターボ分
子のポンプ、油拡散ポンプ、クライオポンプおよびこれ
らのポンプにロータリーポンプ、メカニカルブースター
ポンプ等を組み合わせたポンプ等が挙げられ、好適に
は、ターボ分子ポンプまたは油拡散ポンプにロータリー
ポンプとメカニカルブースターポンプを組み合わせたポ
ンプが用いられる。In the apparatus of the present invention, a vacuum pump is used as a means for evacuating the film formation chamber by microwave plasma CVD to a pressure suitable for forming a semiconductor layer. In microwave plasma CVD, plasma can be maintained at a lower pressure than in high-frequency plasma CVD, and a high-quality deposited film can be formed at high speed by lowering the pressure during deposition film formation. , High frequency plasma CVD
It is desirable to evacuate with a vacuum pump capable of obtaining a higher vacuum than in a film forming chamber formed by a method. Specific examples of a vacuum pump suitable for obtaining such a high vacuum include a turbo molecular pump, an oil diffusion pump, a cryopump and a pump in which a rotary pump, a mechanical booster pump, and the like are combined with these pumps, and the like. Preferably, a pump in which a rotary pump and a mechanical booster pump are combined with a turbo molecular pump or an oil diffusion pump is used.

【００６２】なお、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
成膜室を排気する排気管（排気口）は、大量の原料ガス
および原料ガスの分解ガスを排気するため、成膜室内を
区切って複数のプラズマ空間を形成した時に各プラズマ
空間のガスを相互拡散させずに排気するため、成膜室内
に複数方向の原料ガスの流れを形成するため、あるいは
低真空時の荒引き用の手段と高真空時の排気用の手段を
分けるため、等の目的のために複数設けてもよい。An exhaust pipe (exhaust port) for exhausting the film formation chamber by the microwave plasma CVD method exhausts a large amount of a source gas and a decomposition gas of the source gas. In order to evacuate the gas in each plasma space without interdiffusion when forming the plasma, to form a flow of the source gas in a plurality of directions in the film forming chamber, A plurality of exhaust means may be provided for different purposes, for example.

【００６３】また、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
成膜室を排気する排気管（排気口）には、成膜室内に投
入されるマイクロ波電力が成膜室のプラズマ形成空間か
ら外部に漏洩して、プラズマが不安定になったり、外部
の電子機器にノイズをいれたりすることのないように、
マイクロ波の漏洩を防ぎながらガスを通過させる、金属
性のメッシュあるいは金属性の板にマイクロ波が透過し
ない程度に小さな穴を高い開口率で開けたもの等を配設
することが望ましい。In an exhaust pipe (exhaust port) for exhausting the film formation chamber by the microwave plasma CVD method, microwave power supplied into the film formation chamber leaks from the plasma formation space of the film formation chamber to the outside. , So as not to make the plasma unstable or put noise into external electronic devices,
It is desirable to provide a metal mesh or a metal plate with a small hole with a high aperture ratio that does not allow microwaves to pass through, while allowing gas to pass while preventing microwave leakage.

【００６４】本発明の装置において、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法による成膜室内には、該成膜室内を移動しつ
つその表面に半導体層を形成される帯状基板を、半導体
膜の形成に適した温度に制御するための温度制御手段を
設けることが望ましい。In the apparatus of the present invention, a band-shaped substrate on which a semiconductor layer is formed while moving in the film forming chamber is placed in a film forming chamber by microwave plasma CVD at a temperature suitable for forming a semiconductor film. It is desirable to provide a temperature control means for controlling the temperature.

【００６５】マイクロ波プラズマＣＶＤ法に適した低圧
下ではガスの対流等による基板の冷却効果が少ないた
め、帯状基板は半導体層が形成される過程においてマイ
クロ波による高密度プラズマにさらされることによって
加熱され、所望の温度以上に加熱されてしまうことがあ
る。したがって、帯状基板がプラズマ形成空間に入る前
に半導体層の形成に適した温度にまで加熱し、プラズマ
形成空間においては一定温度が保たれるように、温度制
御手段を配設することが好ましい。例えば、投入される
マイクロ波電力が大きな場合には、プラズマ形成空間の
前にガスゲートを通過して温度の低下した帯状基板を加
熱するためのヒーターを、プラズマ形成空間にプラズマ
によってさらに加熱される帯状基板を一定温度に保つた
めの冷却手段を配設する。Since the substrate cooling effect due to gas convection and the like is small under low pressure suitable for microwave plasma CVD, the strip-shaped substrate is heated by being exposed to high-density plasma generated by microwaves in the process of forming the semiconductor layer. And may be heated to a desired temperature or higher. Therefore, it is preferable that the band-shaped substrate is heated to a temperature suitable for forming a semiconductor layer before entering the plasma formation space, and a temperature control means is provided so that a constant temperature is maintained in the plasma formation space. For example, when the microwave power to be applied is large, a heater for heating a strip-shaped substrate having a reduced temperature through a gas gate in front of the plasma formation space is provided in the plasma formation space. Cooling means for keeping the substrate at a constant temperature is provided.

【００６６】なお、成膜室内で帯状基板の表面には半導
体層が形成されるため、成膜中の温度制御は裏面側から
行うことが好ましい。Since a semiconductor layer is formed on the surface of the belt-like substrate in the film forming chamber, it is preferable to control the temperature during film formation from the back side.

【００６７】また、成膜室内で帯状基板は連続的に移動
しているため、帯状基板の加熱には非接触で加熱が可能
なランプヒーター等の放射によるヒーター手段を用いる
ことが好ましく、帯状基板の温度制御のための温度測定
手段としては、移動表面の温度測定が可能で熱容量が小
さく応答速度が速い熱電対を用いた移動表面温度計ある
いは非接触で測定が可能な放射温度計等を用いることが
好ましい。Further, since the belt-like substrate is continuously moving in the film forming chamber, it is preferable to use a heater means such as a lamp heater capable of heating in a non-contact manner to heat the belt-like substrate. As a temperature measuring means for controlling the temperature of the moving surface, a moving surface thermometer using a thermocouple capable of measuring the temperature of the moving surface and having a small heat capacity and a high response speed, or a radiation thermometer capable of non-contact measurement is used. Is preferred.

【００６８】図４は本発明の装置におけるマイクロ波プ
ラズマＣＶＤ法による成膜室の好適な一例を示す模式的
断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing a preferred example of a film forming chamber by the microwave plasma CVD method in the apparatus of the present invention.

【００６９】放電室ユニット 図４において帯状基板４０１は、真空容器４０２にガス
ゲート４０３から入り、図中左方から右方へ移動して、
ガスゲート４０４へ出る。 Discharge chamber unit In FIG. 4, the band-shaped substrate 401 enters the vacuum vessel 402 through the gas gate 403, moves from left to right in the figure,
Exit to gas gate 404.

【００７０】真空容器４０２の内部には箱状の成膜室ユ
ニット４０５が取り外し可能に設置され、成膜室ユニッ
ト４０５内部を穴開き仕切板４２１、４２２、４２３、
４２４で仕切った成膜室４０６、４０７、４０８の内部
にプラズマを形成することにより、成膜室の上部を移動
する帯状基板４０１の表面（下面）にシリコン系非単結
晶半導体を形成する。A box-shaped film forming chamber unit 405 is detachably provided inside the vacuum vessel 402, and the inside of the film forming chamber unit 405 is perforated with partition plates 421, 422, 423,
By forming plasma inside the film formation chambers 406, 407, and 408 partitioned by 424, a silicon-based non-single-crystal semiconductor is formed on the surface (lower surface) of the belt-shaped substrate 401 moving above the film formation chamber.

【００７１】ｉ型層を形成するための成膜室が複数設け
られているのは、各成膜室で成膜条件を変えることによ
り、膜厚方向にバンドギャップ等の膜の特性が変化した
ｉ層を形成するためであり、例えば４０６、４０７、４
０８の３つの成膜室で１．７ｅＶ、１．６ｅＶ、１．５
ｅＶのバンドギャップの堆積膜をそれぞれ形成すれば、
連続的に移動する帯状基板には膜厚方向に１．７ｅＶ、
１．６ｅＶ、１．５ｅＶと変化したｉ型層を形成するこ
とができる。また、各成膜室での成膜速度を変える、あ
るいは移動可能に設けられた各成膜室間を仕切る穴開き
仕切り板４２２、４２３の位置を帯状基板の移動方向に
移動させることによって、各成膜室で形成される堆積膜
の膜厚を変え、膜厚方向の特性のプロファイルを変える
ことができる。The reason why a plurality of film forming chambers for forming the i-type layer are provided is that the film properties such as the band gap change in the film thickness direction by changing the film forming conditions in each film forming chamber. This is for forming an i-layer, for example, 406, 407, 4
1.7 eV, 1.6 eV, 1.5 in three deposition chambers 08
If a deposited film having a band gap of eV is formed,
1.7 eV in the film thickness direction is applied to the continuously moving strip-shaped substrate.
An i-type layer changed to 1.6 eV and 1.5 eV can be formed. In addition, by changing the film forming speed in each film forming chamber, or by moving the positions of the perforated partition plates 422 and 423 that partition between the movable film forming chambers in the moving direction of the band-shaped substrate, It is possible to change the film thickness of the deposited film formed in the film forming chamber and change the characteristic profile in the film thickness direction.

【００７２】さらに、穴開き仕切板４２２、４２３の開
口率を変えることによっても膜厚方向の特性のプロファ
イルを変えることも可能である。仕切板の開口率を低く
することにより、各成膜室の原料ガスの相互混入を抑制
し、成膜室によって原料ガスの組成が非連続的に変化す
るようにして、形成される膜の特性を膜厚方向に非連続
的に変化させることができる。また、仕切板の開口率を
高くすることにより、各成膜室の原料ガスを仕切板近傍
で相互に混入させ、成膜室の原料ガスの組成が連続的に
変化するようにして形成される膜の特性を膜厚方向に連
続的に変化させることができる。Furthermore, it is also possible to change the profile of the characteristics in the film thickness direction by changing the aperture ratio of the perforated partition plates 422, 423. By reducing the aperture ratio of the partition plate, the intermixing of the source gases in each of the film forming chambers is suppressed, and the composition of the source gas changes discontinuously depending on the film forming chambers. Can be changed discontinuously in the film thickness direction. In addition, by increasing the aperture ratio of the partition plate, the source gases of the respective film forming chambers are mixed with each other near the partition plate, and the composition of the source gas in the film forming chamber is continuously changed. The characteristics of the film can be changed continuously in the film thickness direction.

【００７３】各成膜室４０６、４０７、４０８の底壁面
には数カ所に穴が開けられ、不図示の原料ガス供給系に
接続された原料ガス導入管４０９、４１０、４１１と、
圧力計に接続された圧力測定管４１２、４１３、４１４
と、同軸構造により不図示のバイアス電源に接続された
バイアス電極４１５、４１６、４１７とが導入され、各
成膜室への原料ガスの導入と圧力の測定と直流または高
周波のバイアス電力の投入が行われる。Holes are formed in the bottom wall of each of the film forming chambers 406, 407, and 408 at several places, and source gas introduction pipes 409, 410, and 411 connected to a source gas supply system (not shown).
Pressure measuring tubes 412, 413, 414 connected to a pressure gauge
And bias electrodes 415, 416, and 417 connected to a bias power supply (not shown) by a coaxial structure, to introduce a source gas into each film forming chamber, measure a pressure, and supply a DC or high frequency bias power. Done.

【００７４】また、各成膜室の側壁面には、成膜室ユニ
ットの側壁に接して配置され、不図示のマイクロ波電源
に接続されたマイクロ波導入窓４１８、４１９、４２０
に対応した開口部が設けられ、各成膜室へのマイクロ波
電力の投入が行われる。Microwave introduction windows 418, 419, 420 connected to a microwave power supply (not shown) are disposed on the side wall surfaces of the respective film forming chambers in contact with the side walls of the film forming chamber unit.
Are provided, and microwave power is supplied to each film forming chamber.

【００７５】なお、原料ガス導入管４０９、４１０、４
１１は帯状基板の幅方向に複数のノズルを備えており、
帯状基板の幅方向にほぼ均等に原料ガスを導入できるよ
うになっており、バイアス電極４１５、４１６、４１７
は真空容器内の同軸構造部分に接続部を備え、成膜室内
部でマイクロ波導入窓の中央前方で帯状基板の幅方向に
長くなっており、ＳＵＳ、Ｎｉ等の金属からなるＴ字型
の電極部と、真空容器の壁面の電流導入端子に接続され
てた導線部とに分離可能になっている。The source gas introduction pipes 409, 410, 4
11 is provided with a plurality of nozzles in the width direction of the strip substrate,
The source gas can be introduced almost uniformly in the width direction of the strip-shaped substrate, and the bias electrodes 415, 416, 417
Is provided with a connection portion in the coaxial structure portion in the vacuum vessel, and is elongated in the width direction of the band-shaped substrate in front of the center of the microwave introduction window inside the film formation chamber, and is a T-shaped member made of a metal such as SUS or Ni. The electrode part and the conductor part connected to the current introduction terminal on the wall surface of the vacuum vessel can be separated.

【００７６】また、各成膜室は金属製の穴開き仕切板４
２１、４２２、４２３、４２４によって仕切られてお
り、各成膜室内のガスは各穴開き仕切板のほぼ全面に開
けられた***を通って成膜室ユニット４０５外へ排気さ
れ、ガスゲート４０３、４０４から流入するゲートガス
とともに、ゲートバルブを介して不図示の高真空ポンプ
に接続された排気管４２５、４２６からそれぞれ真空容
器４０２外へ排気される。なお、真空容器４０２には排
気管４２５、４２６の他の低真空ポンプに接続された荒
引き用の排気管４２７が設けられている。Each of the film forming chambers has a metal perforated partition plate 4.
21, 422, 423, and 424, the gas in each of the film forming chambers is exhausted to the outside of the film forming chamber unit 405 through a small hole formed on almost the entire surface of each perforated partition plate. Is exhausted to the outside of the vacuum vessel 402 from exhaust pipes 425 and 426 connected to a high vacuum pump (not shown) via a gate valve together with the gate gas flowing from the vacuum chamber 402. The vacuum vessel 402 is provided with a roughing exhaust pipe 427 connected to another low vacuum pump of the exhaust pipes 425 and 426.

【００７７】金属製の穴開き仕切板４２１、４２２、４
２３、４２４の穴は各成膜室に導入されるマイクロ波が
透過しない程度に小さく、かつガスが充分に通過可能な
程度に大きくほぼ全面に開けられており、穴開き仕切板
４２１、４２４の外側には粉受け板４２８が設けられ、
万一、成膜室内で発生したシリコンの粉や膜が穴開き仕
切板の穴から成膜室外にも出てもここで捕捉され、排気
管４２５、４２６へ落下しないようになっている。The metal perforated partition plates 421, 422, 4
The holes 23 and 424 are so small that the microwaves introduced into the respective film forming chambers do not pass therethrough, and are large enough to allow gas to sufficiently pass therethrough. A powder receiving plate 428 is provided on the outside,
Even if silicon powder or a film generated in the film forming chamber comes out of the film forming chamber through the hole of the perforated partition plate, it is trapped here and does not fall into the exhaust pipes 425 and 426.

【００７８】さらに、成膜室ユニット４０５の帯状基板
４０１の入口、出口および幅方向両端部にはプラズマ漏
れガード４２９が配設され、成膜室内のプラズマの外部
への漏洩を防止している。なお、帯状基板４０１の入口
と出口に設けたプラズマ漏れガード４２９の成膜室４０
６、４０８の上部に設けられた部分の長さを帯状基板の
移動方向に調節することにより、各成膜室４０６、４０
８で形成される半導体膜の膜厚を調整することができ
る。Further, plasma leakage guards 429 are provided at the entrance, exit and both ends in the width direction of the strip-shaped substrate 401 of the film forming chamber unit 405 to prevent plasma in the film forming chamber from leaking to the outside. The film formation chamber 40 of the plasma leak guard 429 provided at the entrance and the exit of the belt-shaped substrate 401 is provided.
By adjusting the length of the portion provided on the upper portion of each of the film forming chambers 406 and 408 in the moving direction of the band-shaped substrate,
The thickness of the semiconductor film formed in Step 8 can be adjusted.

【００７９】また、成膜室ユニット４０５は成膜室温度
制御装置４３０の上に乗る形に設置され、加熱、冷却に
よる温度制御がなされるようになっている。成膜室温度
制御装置４３０によって、成膜室ユニット４０５を成膜
前には加熱してベーキングを行うことが、成膜中には冷
却または加熱してプラズマによる成膜室の壁面温度の変
化を抑制、制御することができる。The film forming chamber unit 405 is mounted on the film forming chamber temperature controller 430 so as to control the temperature by heating and cooling. The film formation chamber unit 405 can be heated and baked before the film formation by the film formation chamber temperature control device 430, and the temperature of the wall surface of the film formation chamber due to plasma can be changed by cooling or heating during the film formation. Can be suppressed and controlled.

【００８０】図５は図４の成膜室ユニットを斜め上方か
ら見た模式図を示している。FIG. 5 is a schematic view of the film forming chamber unit of FIG. 4 as viewed obliquely from above.

【００８１】図５において、内部構造を見やすくするた
めに帯状基板および成膜室ユニットの壁の一部を切り取
り、マイクロ波導入窓は本来の位置から少しずらして示
してあり、図中の５０１〜５２９は図４の４０１〜４２
９に対応しており、同一のものを示している。In FIG. 5, the strip-shaped substrate and a part of the wall of the film forming chamber unit are cut out to make it easy to see the internal structure, and the microwave introduction window is slightly displaced from the original position. 529 is 401 to 42 in FIG.
9, corresponding to the same one.

【００８２】図４、図５から分かる通り、成膜室ユニッ
トは帯状基板を通さない時には、真空容器の上蓋４３１
を開き、バイアス電極の成膜室内の電極部を外せば真空
容器から上方に取り外し可能で、内壁にシリコン膜が大
量に付着した時には、真空容器から取り外してエッチン
グ処理、ブラスト処理等の化学的、物理的手段によって
容易に清掃することができるようになっている。As can be seen from FIGS. 4 and 5, when the film-forming chamber unit does not pass through the belt-like substrate, the upper lid 431 of the vacuum vessel is closed.
Open and remove the electrode part in the film formation chamber of the bias electrode, it can be removed upward from the vacuum vessel.When a large amount of silicon film adheres to the inner wall, remove it from the vacuum vessel and remove it from the vacuum vessel by chemical treatment such as etching, blasting, etc. It can be easily cleaned by physical means.

【００８３】（マイクロ波導入窓）図４、５に示したマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法による成膜室において、成膜
室にマイクロ波を投入するマイクロ波導入窓は、図５に
示すように不図示のマイクロ波電源から、アイソレータ
ー、パワーモニター、整合器等を経て導波管により供給
されたマイクロ波電力を各成膜室内に効率的に導入する
手段である。(Microwave introduction window) In the film formation chamber formed by the microwave plasma CVD method shown in FIGS. 4 and 5, a microwave introduction window for supplying microwaves to the film formation chamber is not shown in FIG. This is a means for efficiently introducing microwave power supplied from the microwave power source through the waveguide through the isolator, power monitor, matching device, and the like into each film forming chamber.

【００８４】矩形導波管５５０により供給された２．４
５ＧＨｚの連続したマイクロ波電力は、空洞共振構造の
モード変換器５５１により矩形ＴＥ₁₀モードから円形Ｔ
Ｅ₁₁モードへ変換され、マイクロ波波長の１／２と１／
４の厚さのアルミナセラミックスの円板５５２、５５３
を重ねたマイクロ波導入窓５１８、５１９、５２０を通
して、減圧された成膜室内へ投入される。2.4 provided by rectangular waveguide 550
The continuous microwave power of 5 GHz is converted from a rectangular TE ₁₀ mode to a circular T by a mode converter 551 having a cavity resonance structure.
Is converted into E ₁₁ mode, half of the microwave wavelength and 1 /
Disks 552 and 553 of alumina ceramics having a thickness of 4
Through a microwave introduction window 518, 519, 520 on which the pressure is reduced.

【００８５】２枚重ねられたアルミナセラミックス製の
円板のうち、モード変換器側の厚さ１／２波長の円板５
５２て成膜室の気密を保持しており、その周囲は水冷さ
れ、大気側からボルテックスクーラー（登録商標）によ
り強制空冷されている。また厚さ１／２波長の円板５５
２の大気側表面には、不図示のアルミナセラミックス製
の円柱形状の小円板が２箇所に張り付けられ、成膜室へ
のマイクロ波電力の投入効率を高める整合を行ってい
る。厚さ１／４波長の円板５５３の成膜室側表面にはシ
リコン膜が堆積されるが、大量の膜が付着したときに
は、この厚さ１／４波長の円板だけを取り外し、エッチ
ング処理、ブラスト処理等によって容易に清掃すること
ができるようになっている。Of the two stacked alumina ceramic disks, a disk 5 having a half wavelength thickness on the mode converter side
At 52, the airtightness of the film forming chamber is maintained, its surroundings are water-cooled, and the air is forcedly cooled from the atmosphere side by a vortex cooler (registered trademark). Also, a disk 55 having a thickness of 1/2 wavelength
A small cylindrical disc made of alumina ceramics (not shown) is attached to two places on the atmosphere side surface of No. 2 to perform matching for increasing the efficiency of supplying microwave power to the film forming chamber. A silicon film is deposited on the surface of the disk 553 having a thickness of 1/4 wavelength on the film forming chamber side, but when a large amount of film adheres, only the disk having the thickness of 1/4 wavelength is removed and an etching process is performed. , And can be easily cleaned by blasting or the like.

【００８６】（帯状基板の温度制御機構）図４に示した
マイクロ波プラズマＣＶＤ法による成膜室において、真
空容器４０２内の帯状基板４０１の上面（裏面）側に
は、真空容器４０２の開閉可能な蓋４３１に固定されて
ランプヒーター４３２及び基板温度制御装置４３３、４
３４、４３５が配設され、帯状基板の裏面に面接触し
た、熱容量が小さく接触面積が広い薄板形状の表面温度
測定用の熱電対４３６、４３７、４３８、４３９により
温度を測定しながら帯状基板４０１を裏面から所定の温
度に温度制御する。(Temperature Control Mechanism of Strip-shaped Substrate) In the film formation chamber formed by the microwave plasma CVD method shown in FIG. 4, the vacuum vessel 402 can be opened and closed on the upper (back) side of the strip-shaped substrate 401 in the vacuum vessel 402. The lamp heater 432 and the substrate temperature controller 433,
34, 435 are disposed, and the surface of the band-shaped substrate 401 is measured while measuring the temperature with thermocouples 436, 437, 438, and 439 for measuring the surface temperature of a thin plate having a small heat capacity and a large contact area in surface contact with the back surface of the band-shaped substrate. From the back side to a predetermined temperature.

【００８７】帯状基板４０１の温度はガスゲート４０３
を通過する際に低下しているが、放電室４０６の前に配
設されたランプヒーター４３２により放電室４０６に帯
状基板が達するまでに成膜に適した所定の温度にまで加
熱され、放電室４０６、４０７、４０８の上に配設され
た基板温度制御装置４３３、４３４、４３５により堆積
膜形成中に一定温度になるように温度調節がなされる。The temperature of the band-shaped substrate 401 is controlled by the gas gate 403.
Is reduced when passing through the discharge chamber, but is heated to a predetermined temperature suitable for film formation by the lamp heater 432 disposed in front of the discharge chamber 406 before the band-shaped substrate reaches the discharge chamber 406, The temperature is controlled by the substrate temperature controllers 433, 434, and 435 disposed on the substrates 406, 407, and 408 so that the temperature becomes constant during the formation of the deposited film.

【００８８】ランプヒーター４３２は帯状基板の幅を均
一に加熱できるだけの長さを有する棒状の赤外線ランプ
を帯状基板の移動方向に対して垂直方向に複数配設した
構造であり、２重構造のリフレクター４４０を備え、ラ
ンプからの放射光を帯状基板側に集めて加熱効率を高め
るとともに、真空容器の蓋４３１が加熱されることを防
止している。さらに、ランプヒーター４３２に電力を供
給する電気配線には、不図示の配線カバーが配設され、
万一、放電室ユニット４０５からプラズマが漏洩して電
気配線に当ってもスパーク、漏電等が発生しないように
している。The lamp heater 432 has a structure in which a plurality of rod-shaped infrared lamps having a length sufficient to uniformly heat the width of the band-shaped substrate are arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the band-shaped substrate. 440 is provided to collect the radiated light from the lamp on the strip-shaped substrate side to increase the heating efficiency and to prevent the lid 431 of the vacuum vessel from being heated. Further, a wiring cover (not shown) is provided on the electric wiring for supplying electric power to the lamp heater 432,
Even if the plasma leaks from the discharge chamber unit 405 and hits the electric wiring, a spark, a leakage, etc. are not generated.

【００８９】放電室上の温度制御装置４３３、４３４、
４３５は成膜中の帯状基板の温度を制御するものであ
り、ランプヒーター４３２によって所定の温度に加熱さ
れた帯状基板４０１が、成膜室に導入される原料ガスに
よる冷却や高エネルギープラズマによる加熱によって温
度変化することを抑制し、成膜中の帯状基板の温度を所
定の温度に維持制御している。The temperature controllers 433, 434 on the discharge chamber
Reference numeral 435 is for controlling the temperature of the band-shaped substrate during film formation. The band-shaped substrate 401 heated to a predetermined temperature by the lamp heater 432 is cooled by a source gas introduced into the film formation chamber or heated by high-energy plasma. Thus, the temperature of the strip-shaped substrate during film formation is maintained and controlled at a predetermined temperature.

【００９０】（帯状基板の支持機構）図４に示したマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法による成膜室で、真空容器４０
２内の帯状基板４０１の上面（裏面）側には数カ所に帯
状基板の裏面を回転支持する支持ローラー４４１が設け
られ、真空容器４０２内で帯状基板４０１が直線的に張
られるように裏面から支持している。(Supporting mechanism for belt-like substrate) In a film forming chamber by the microwave plasma CVD method shown in FIG.
Support rollers 441 for rotatably supporting the rear surface of the band-shaped substrate are provided at several places on the upper surface (rear surface) side of the band-shaped substrate 401 in 2, and supported from the rear surface so that the band-shaped substrate 401 is linearly stretched in the vacuum container 402. doing.

【００９１】なお、支持ローラー４４１の内部にはキュ
リー点が高く、プラズマに影響を及ぼさない程度の磁力
を発生する不図示の永久磁石が配設され、フェライト系
ステンレス等の磁性体からなる帯状基板を用いた場合
に、支持ローラー４４１と帯状基板を密着させるように
している。A permanent magnet (not shown) that has a high Curie point and generates a magnetic force that does not affect the plasma is disposed inside the support roller 441, and a belt-like substrate made of a magnetic material such as ferrite stainless steel. Is used, the support roller 441 and the belt-shaped substrate are brought into close contact with each other.

【００９２】また、支持ローラー４４１の表面はステン
レス等の導電性材料で形成され、電気的に接地されてお
り、導電性の帯状基板４０１を電気的に接地している。The surface of the support roller 441 is formed of a conductive material such as stainless steel and is electrically grounded, and the conductive strip substrate 401 is electrically grounded.

【００９３】高周波プラズマＣＶＤ法による成膜室 本発明において高周波プラズマＣＶＤ法による成膜室と
は、連続的に移動する帯状基板上に高周波プラズマＣＶ
Ｄ法によりシリコン系非単結晶半導体を連続的に形成す
るための成膜室をいう。In the present invention, a film forming chamber formed by a high-frequency plasma CVD method refers to a film forming chamber formed by a high-frequency plasma CVD method.
A film formation chamber for continuously forming a silicon-based non-single-crystal semiconductor by the method D.

【００９４】本発明において高周波プラズマＣＶＤ法に
よる成膜室は、基本的には帯状基板上の不純物ドープ層
と、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層上に積層
するｉ型層を形成用するために配置されるが、望ましく
は帯状基板上の不純物ドープ層の成膜室とマイクロ波プ
ラズマＣＶＤ法によるｉ型層の成膜室の間に、さらに高
周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を形成する成膜室と
して配置される。In the present invention, the film forming chamber formed by the high-frequency plasma CVD method is basically used for forming an impurity-doped layer on a strip-shaped substrate and an i-type layer to be laminated on the i-type layer formed by the microwave plasma CVD method. Preferably, an i-type layer is further formed by a high-frequency plasma CVD method between the film forming chamber for the impurity doped layer on the strip-shaped substrate and the film forming chamber for the i-type layer by the microwave plasma CVD method. It is arranged as a membrane chamber.

【００９５】光起電力素子の形成において、ｉ型層をマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法によって形成する場合、マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によって形成されるプラズマは
高エネルギーであるため、放電条件によってはｉ型層の
形成開始時にｉ型層の下の不純物ドープ層が僅かにスパ
ッタエッチングされる可能性がある。In the formation of the photovoltaic element, when the i-type layer is formed by the microwave plasma CVD method, the plasma formed by the microwave plasma CVD method has high energy. At the start of the formation, the impurity-doped layer under the i-type layer may be slightly sputter-etched.

【００９６】ｉ型層形成時に不純物ドープ層がスパッタ
エッチングされると、ｉ型層中に不純物がドープされ、
ｉ型層の特性が変化して形成される光起電力素子の特性
にバラツキを生じる。このようなマイクロ波プラズマに
よる不純物ドープ層のスパッタエッチングを防ぐため
に、帯状基板上の不純物ドープ層とマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層との間に、高周波プラズマＣＶＤ
法による低エネルギーのプラズマでｉ型層を形成する成
膜室をさらに配置し、不純物ドープ層の上に高周波プラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層を薄く形成し、不純物ドープ
層がマイクロ波プラズマに直接さらされないようにする
ことが望ましい。When the impurity-doped layer is sputter-etched during the formation of the i-type layer, the i-type layer is doped with impurities,
The characteristics of the photovoltaic element formed by changing the characteristics of the i-type layer vary. In order to prevent sputter etching of the impurity-doped layer by such microwave plasma, high-frequency plasma CVD is performed between the impurity-doped layer on the belt-shaped substrate and the i-type layer by microwave plasma CVD.
A film forming chamber for forming an i-type layer with low-energy plasma by a plasma method is further arranged, and an i-type layer is formed thin on the impurity-doped layer by a high-frequency plasma CVD method, and the impurity-doped layer is directly exposed to microwave plasma. It is desirable not to do so.

【００９７】また、本発明の装置において高周波プラズ
マＣＶＤ法による成膜室は、一つの成膜室の大きさを一
定以上に大きくしないで帯状基板のより速い移動速度に
対応するため、あるいは一つの層を複数の成膜条件で形
成するために、複数個連結して設けても良い。Further, in the apparatus of the present invention, the film forming chamber formed by the high-frequency plasma CVD method may be used to cope with a higher moving speed of the band-shaped substrate without increasing the size of one film forming chamber to a certain value or more. In order to form a layer under a plurality of film formation conditions, a plurality of layers may be connected and provided.

【００９８】本発明の装置において高周波プラズマＣＶ
Ｄ法による成膜室に高周波電力を投入する方式として
は、放電電極を用いた容量結合方式、高周波コイルを用
いた誘導結合方式等が挙げられるが、好適には平行平板
電極を用いた容量結合方式が用いられる。In the apparatus of the present invention, a high-frequency plasma CV
Examples of a method of supplying high-frequency power to the film forming chamber by the method D include a capacitive coupling method using a discharge electrode and an inductive coupling method using a high-frequency coil. Preferably, a capacitive coupling method using a parallel plate electrode is used. A method is used.

【００９９】本発明の装置において、高周波プラズマＣ
ＶＤ法による成膜室内には、該成膜室内を移動しつつそ
の表面に半導体層を形成される帯状基板を、半導体膜の
形成に適した温度に制御するための温度制御手段を設け
ることが望ましい。In the apparatus of the present invention, the high-frequency plasma C
In a film formation chamber formed by the VD method, a temperature control means for controlling a band-shaped substrate on which a semiconductor layer is formed on the surface thereof at a temperature suitable for forming a semiconductor film while moving in the film formation chamber may be provided. desirable.

【０１００】なお、半導体膜成膜時に帯状基板の温度を
一定に保つためには、帯状基板がプラズマ形成空間に入
る前に半導体層の形成に適した温度にまで加熱し、プラ
ズマ形成空間においてはその温度が維持されるように温
度制御手段を配設することが好ましい。In order to keep the temperature of the band-shaped substrate constant during the formation of the semiconductor film, the band-shaped substrate is heated to a temperature suitable for forming a semiconductor layer before entering the plasma formation space. It is preferable to provide a temperature control means so that the temperature is maintained.

【０１０１】なお、成膜室内での帯状基板の表面には半
導体層が形成されるため、成膜中の温度制御は裏面側か
ら行うことが好ましい。Since a semiconductor layer is formed on the surface of the belt-like substrate in the film formation chamber, it is preferable to control the temperature during film formation from the back side.

【０１０２】また、成膜室内で帯状基板は連続的に移動
しているため、帯状基板の加熱には非接触で加熱が可能
なランプヒーター等の放射によるヒーター手段を用いる
ことが好ましく、帯状基板の温度測定には、移動表面の
温度測定が可能で熱容量が小さく応答速度が速い熱電対
を用いた移動表面温度計あるいは非接触で測定が可能な
放射温度計等の温度測定手段を用いることが好ましい。Further, since the belt-like substrate is continuously moving in the film forming chamber, it is preferable to use a heater means such as a lamp heater capable of heating in a non-contact manner for heating the belt-like substrate. For temperature measurement, use a moving surface thermometer that uses a thermocouple that can measure the temperature of the moving surface and has a small heat capacity and a fast response speed, or a temperature measuring device such as a radiation thermometer that can perform non-contact measurement. preferable.

【０１０３】図６は本発明の装置における高周波プラズ
マＣＶＤ法による成膜室の好適な一例を示す模式的断面
図である。FIG. 6 is a schematic sectional view showing a preferred example of a film forming chamber by the high frequency plasma CVD method in the apparatus of the present invention.

【０１０４】（放電室）図６において帯状基板６０１
は、真空容器６０２にガスゲート６０３から入り、図中
左方から右方へ移動して、ガスゲート６０４へ出る。(Discharge Chamber) In FIG.
Enters the vacuum vessel 602 from the gas gate 603, moves from left to right in the drawing, and exits to the gas gate 604.

【０１０５】真空容器６０２の内部には放電室６０５が
設けられ、電気的に接地された帯状基板６０１と放電電
極６０６との間に不図示の高周波電源から高周波電力を
投入することにより、放電室６０５内にプラズマを形成
し、帯状基板の下面（表面）にシリコン系非単結晶半導
体を形成する。放電室６０５には不図示の原料ガス供給
系に接続された原料ガス導入管６０７および不図示の排
気装置に接続された排気管６０８が設けられ、帯状基板
の移動方向と平行なガスの流れを形成する。A discharge chamber 605 is provided inside the vacuum chamber 602, and high-frequency power is supplied from a high-frequency power supply (not shown) between the electrically grounded strip-shaped substrate 601 and the discharge electrode 606 to discharge the discharge chamber 605. Plasma is formed in 605, and a silicon-based non-single-crystal semiconductor is formed on the lower surface (front surface) of the belt-shaped substrate. The discharge chamber 605 is provided with a source gas introduction pipe 607 connected to a source gas supply system (not shown) and an exhaust pipe 608 connected to an exhaust device (not shown), so that a gas flow parallel to the moving direction of the strip-shaped substrate is provided. Form.

【０１０６】原料ガスの流入経路にはブロックヒーター
６０９が設けられ、プラズマ分解前の原料ガスの予熱と
放電室６０５の加熱を行い、吹き出し部付近での原料ガ
スの分解促進と放電室６０５の内壁へのポリシラン粉の
付着量の低減を図る。排気ガスの排出経路には放電室外
部排気口６１０が設けられ、放電室６０５の外部のガス
（ガスゲートから流入したゲートガス、真空容器６０２
内壁からの放出ガス等）が放電室６０５を通ることなく
排気管６０８へ排出されるようにし、堆積膜への不純物
の混入を防止している。A block heater 609 is provided in the flow path of the raw material gas to preheat the raw material gas before plasma decomposition and heat the discharge chamber 605, to promote the decomposition of the raw material gas in the vicinity of the blowout portion and to improve the inner wall of the discharge chamber 605. To reduce the amount of polysilane powder adhering to the surface. A discharge chamber outside exhaust port 610 is provided in the exhaust gas discharge path, and a gas outside the discharge chamber 605 (a gate gas flowing from a gas gate, a vacuum vessel 602).
Gas discharged from the inner wall, etc.) is discharged to the exhaust pipe 608 without passing through the discharge chamber 605 to prevent impurities from being mixed into the deposited film.

【０１０７】また、放電室６０５の上部の、帯状基板６
０１の入口、出口および幅方向両端部にはプラズマ漏れ
ガード６１１が配設され、放電室６０５内部のプラズマ
の外部への漏洩を阻止している。Further, the band-shaped substrate 6 above the discharge chamber 605
Plasma leak guards 611 are provided at the inlet, outlet and both ends in the width direction of the discharge chamber 01 to prevent the plasma inside the discharge chamber 605 from leaking to the outside.

【０１０８】（帯状基板の温度制御機構）図６に示した
高周波プラズマＣＶＤ法による成膜室において、真空容
器６０２内の帯状基板６０１の上面（裏面）側には、真
空容器６０２の開閉可能な蓋６１２に固定されてランプ
ヒーター６１３、６１４が配設され、帯状基板の裏面に
面接触した熱電対６１５、６１６により温度をモニター
しながら帯状基板６０１を裏面から所定の温度に加熱す
る。帯状基板６０１の温度はガスゲート６０３を通過す
る際に低下しているが、放電室６０５の前に設けたラン
プヒーター６１３により放電室６０５に帯状基板が達す
るまでに成膜に適した所定の温度にまで加熱され、放電
室６０５の上に設けたランプヒーター６１４により堆積
膜形成中に一定温度になるように温度維持がなされる。(Temperature Control Mechanism of Strip-shaped Substrate) In the film formation chamber formed by the high-frequency plasma CVD method shown in FIG. 6, the vacuum vessel 602 can be opened and closed on the upper (back) side of the strip-shaped substrate 601 in the vacuum vessel 602. Lamp heaters 613 and 614 are provided fixed to the lid 612, and the band-shaped substrate 601 is heated from the back surface to a predetermined temperature while monitoring the temperature by thermocouples 615 and 616 that are in surface contact with the back surface of the band-shaped substrate. Although the temperature of the band-shaped substrate 601 decreases when passing through the gas gate 603, the temperature of the band-shaped substrate 601 is reduced to a predetermined temperature suitable for film formation until the band-shaped substrate reaches the discharge chamber 605 by the lamp heater 613 provided in front of the discharge chamber 605. And the temperature is maintained by a lamp heater 614 provided above the discharge chamber 605 so that the temperature becomes constant during the formation of the deposited film.

【０１０９】ランプヒーター６１３、６１４は帯状基板
の幅を均一に加熱できるだけの長さを有する棒状の赤外
線ランプを帯状基板の移動方向に対して垂直方向に複数
配設した構造で、放電室６０５の前では密に、放電室６
０５の後ろに行くほど粗になるように間隔を調整してあ
る。また、ランプヒーター６１３、６１４には２重構造
のリフレクター６１７が配設され、ランプからの放射光
を帯状基板に集めて加熱効率を高めるとともに真空容器
の蓋６１２が加熱されることを防止している。さらに、
ランプヒーター６１３、６１４に電力を供給する電気配
線には不図示の配線カバーが配設され、万一、放電室６
０５からプラズマが漏洩しても電気配線からスパーク、
漏電が発生しないようにしている。The lamp heaters 613 and 614 have a structure in which a plurality of rod-shaped infrared lamps having a length sufficient to uniformly heat the width of the strip-shaped substrate are arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the strip-shaped substrate. In front of the discharge chamber 6
The interval is adjusted so that it becomes coarser as you go behind 05. Further, the lamp heaters 613 and 614 are provided with a reflector 617 having a double structure. The reflector 617 collects radiation light from the lamp on a strip-shaped substrate to increase heating efficiency and prevent the lid 612 of the vacuum vessel from being heated. I have. further,
A wiring cover (not shown) is provided on the electric wiring for supplying electric power to the lamp heaters 613 and 614.
Even if plasma leaks from 05, sparks from electrical wiring,
Electric leakage is prevented.

【０１１０】（帯状基板の支持機構）図６に示した高周
波プラズマＣＶＤ法による成膜室において、真空容器６
０２内の真空容器６０５の入口と出口近傍には帯状基板
の裏面を回転支持する支持ローラー６１８が設けられ、
真空容器６０２内で帯状基板６０１が直線的に張られ、
放電電極６０６との距離が一定に保たれるよう裏面から
支持している。(Supporting mechanism for belt-like substrate) In the film forming chamber by the high-frequency plasma CVD method shown in FIG.
In the vicinity of the entrance and exit of the vacuum vessel 605 in the inside 02, a support roller 618 for rotatably supporting the back surface of the band-shaped substrate is provided,
A band-shaped substrate 601 is stretched linearly in a vacuum vessel 602,
It is supported from the back surface so that the distance from the discharge electrode 606 is kept constant.

【０１１１】なお、支持ローラー６１８の内部にはキュ
リー点が高く、プラズマに影響を及ぼさない程度の磁力
を発生する不図示の永久磁石が配設され、フェライト系
ステンレス等の磁性体からなる帯状基板を用いた場合
に、支持ローラー６１８と帯状基板６０１を密着させる
ようにしている。A permanent magnet (not shown), which has a high Curie point and generates a magnetic force that does not affect the plasma, is provided inside the support roller 618, and a belt-like substrate made of a magnetic material such as ferrite stainless steel. Is used, the support roller 618 and the belt-shaped substrate 601 are brought into close contact with each other.

【０１１２】また、支持ローラー６１８の表面はステン
レス等の導電性材料で形成され、電気的に接地されてお
り、導電性の帯状基板６０１を電気的に接地している。The surface of the support roller 618 is formed of a conductive material such as stainless steel and is electrically grounded, and the conductive strip substrate 601 is electrically grounded.

【０１１３】プラズマドーピングによる成膜室 本発明の装置においてプラズマドーピングによる成膜室
とは、連続的に移動する帯状基板上のｉ型層表面を不純
物元素を含有したガスのグロー放電プラズマにさらし、
プラズマドーピングにより不純物ドーピング層を連続的
に形成するための成膜室（放電処理室）をいう。 Film forming chamber by plasma doping In the apparatus of the present invention, the film forming chamber by plasma doping means that the surface of an i-type layer on a continuously moving strip-shaped substrate is exposed to a glow discharge plasma of a gas containing an impurity element.
A film formation chamber (discharge treatment chamber) for continuously forming an impurity doping layer by plasma doping.

【０１１４】なお、本発明においてプラズマドーピング
時の不純物元素を含有したガスには、Ｂ_２ Ｈ_６ 、Ｂ
Ｆ_３ 、ＰＨ_３ 等の不純物元素を含有するガスの他に
水素やＨｅ等の希釈ガスの他、放電を安定させるため
に、ＳｉＨ_４ 、Ｓｉ_２ Ｈ_６、ＳｉＦ_４ 等のＳｉ原
子を含有するガスを、所望の膜厚の半導体層を堆積によ
って形成するには十分少ない量だけ含んでいてもよい。In the present invention, the gas containing the impurity element during plasma doping includes B ₂ H ₆ , B
In addition to a gas containing an impurity element such as F ₃ and PH ₃ , in addition to a diluent gas such as hydrogen and He, it contains Si atoms such as SiH ₄ , Si ₂ H ₆ and SiF ₄ for stabilizing discharge. The gas may be contained in an amount small enough to form a semiconductor layer having a desired thickness by deposition.

【０１１５】本発明のプラズマドーピングは５ｋＨｚ乃
至５００ｋＨｚの周波数で行うことが望ましく、プラズ
マドーピングによる成膜室の構造は、図６に一例を示し
た高周波プラズマＣＶＤ法による成膜室とほぼ同様でよ
いが、放電電極に接続する電源を５ｋＨｚ乃至５００ｋ
Ｈｚの低周波電源とすることが望ましい。The plasma doping of the present invention is desirably performed at a frequency of 5 kHz to 500 kHz. The structure of a film forming chamber formed by plasma doping may be substantially the same as the film forming chamber formed by high frequency plasma CVD shown in FIG. However, the power supply connected to the discharge electrode is 5 kHz to 500 k.
It is desirable to use a low frequency power supply of Hz.

【０１１６】また、本発明において該成膜室は、一つの
成膜室の大きさを一定以上に大きくしないで帯状基板の
より速い移動速度に対応するため、あるいは一つの層を
複数の成膜条件で形成するために、複数個設けても良
い。Further, in the present invention, the film forming chamber is used to cope with a higher moving speed of the belt-like substrate without increasing the size of one film forming chamber to a certain size or more. A plurality may be provided in order to form under conditions.

【０１１７】本発明の装置において、プラズマドーピン
グによる成膜室内には、該成膜室内を移動しつつその表
面に半導体層を形成される帯状基板を、半導体層の形成
に適した温度に制御するまたは成膜室内を加熱ベーキン
グするための温度制御手段を設けることが望ましい。In the apparatus of the present invention, in a film forming chamber formed by plasma doping, a band-like substrate on which a semiconductor layer is formed while moving in the film forming chamber is controlled to a temperature suitable for forming a semiconductor layer. Alternatively, it is preferable to provide a temperature controller for heating and baking the inside of the film formation chamber.

【０１１８】なお、成膜室内で帯状基板の表面には半導
体層が形成されるため、成膜中の温度制御は裏面側かせ
行うことが好ましい。Since a semiconductor layer is formed on the surface of the belt-like substrate in the film forming chamber, it is preferable to control the temperature during film formation on the back side.

【０１１９】また、成膜室内で帯状基板は連続的に移動
しているため、帯状基板を加熱する場合には非接触で加
熱が可能なランプヒーター等の放射によるヒーター手段
を用いることが好ましく、帯状基板の温度測定には、移
動表面の温度測定が可能で熱容量が小さく応答速度が速
い熱電対を用いた移動表面温度計あるいは非接触で測定
が可能な放射温度計等の温度測定手段を用いることが好
ましい。Further, since the belt-like substrate is continuously moving in the film-forming chamber, when heating the belt-like substrate, it is preferable to use a heater means such as a lamp heater capable of heating in a non-contact manner by radiation. To measure the temperature of the belt-like substrate, use a temperature measuring means such as a moving surface thermometer using a thermocouple capable of measuring the temperature of the moving surface and having a small heat capacity and a high response speed, or a radiation thermometer capable of non-contact measurement. Is preferred.

【０１２０】グロー放電洗浄室 本発明においてグロー放電洗浄室とは、連続的に移動す
る帯状基板上をＡｒ、Ｈｅ等の不活性ガスあるいは水素
ガスのグロー放電プラズマにさらし、帯状基板上に付着
した吸着ガスや水分等を連続的に除去する放電室をい
う。 Glow Discharge Cleaning Chamber In the present invention, the glow discharge cleaning chamber is such that a continuously moving strip-shaped substrate is exposed to a glow discharge plasma of an inert gas such as Ar or He or a hydrogen gas, and adheres to the strip-shaped substrate. A discharge chamber that continuously removes adsorbed gas, moisture, and the like.

【０１２１】真空容器内壁や基板表面の吸着ガス等の付
着物を不活性ガスや水素ガスのプラズマによって取り除
くことは、放電洗浄として一般に知られており、真空技
術ハンドブック（金持徹編 日刊工業新聞社１９９０年
発行）等に説明されている。The removal of deposits such as adsorbed gas on the inner wall of a vacuum vessel and the surface of a substrate by plasma of an inert gas or hydrogen gas is generally known as discharge cleaning, and is described in Vacuum Technology Handbook (Toru Kanemo Nikkan Kogyo Shimbun) 1990 issued).

【０１２２】ロール・ツー・ロール方式において、長尺
の帯状基板は一般的に巻きだし室にコイル状の巻かれて
収納されており、半導体膜の成膜室に連続的に供給され
る。ロール・ツー・ロール方式によるｐｉｎｐｉｎｐｉ
ｎまたはｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構造の光起電力素子の形成
において、巻き出された帯状基板は最初に不純物ドープ
層の成膜室に供給され、その表面をプラズマにさらされ
る。In the roll-to-roll method, a long strip-shaped substrate is generally wound and stored in a coiling chamber in a winding chamber, and is continuously supplied to a semiconductor film forming chamber. Pinpinpi by roll-to-roll method
In the formation of a photovoltaic device having an n or nipnipnip structure, the unwound strip-shaped substrate is first supplied to a deposition chamber for an impurity-doped layer, and the surface thereof is exposed to plasma.

【０１２３】また、帯状基板はコイル状に巻かれて真空
容器に投入されているため、真空に排気しても表面に付
着した吸着ガスや水分は容易には除去されず、巻き出さ
れた直後の帯状基板の表面には、真空容器への投入前に
付着した吸着ガスや水分等が残留している可能性があ
る。Further, since the strip-shaped substrate is wound into a coil and placed in a vacuum vessel, even if the substrate is evacuated to a vacuum, the adsorbed gas and moisture adhering to the surface are not easily removed. There is a possibility that adsorbed gas, moisture, and the like that have adhered before being charged into the vacuum vessel may remain on the surface of the strip-shaped substrate.

【０１２４】したがって最初の不純物ドープ層成膜時に
は、プラズマによって帯状基板表面に残留した吸着ガス
や水分が放出され、形成される半導体膜中に膜の特性を
低下させる不純物として混入する可能性がある。Therefore, during the first film formation of the impurity-doped layer, the plasma may release the adsorbed gas or moisture remaining on the surface of the strip-shaped substrate, and may be mixed into the semiconductor film to be formed as an impurity which deteriorates the characteristics of the film. .

【０１２５】本発明のグロー放電洗浄室は、ロール・ツ
ー・ロール方式の半導体積層膜形成装置において、巻き
出された直後の帯状基板が最初の成膜室に供給される前
に、ロール・ツー・ロール方式で連続的に放電洗浄され
るようにしたもので、半導体膜中への不純物の混入を防
ぎ、不純物の混入の少ない高品質の半導体膜が形成しう
るようにしたものである。In the roll-to-roll type semiconductor laminated film forming apparatus, the glow discharge cleaning chamber of the present invention is provided with a roll-to-roll substrate before the unwound strip-shaped substrate is supplied to the first film formation chamber. -The discharge cleaning is performed continuously by a roll method, whereby the contamination of the semiconductor film with impurities is prevented, and a high-quality semiconductor film with a small amount of impurities can be formed.

【０１２６】本発明において該洗浄室は、一つの洗浄室
の大きさを一定以上に大きくしないで帯状基板のより速
い移動速度に対応するため、あるいは複数の洗浄条件で
洗浄するために、複数個連結して設けても良い。In the present invention, a plurality of cleaning chambers are provided so as to cope with a higher moving speed of the belt-shaped substrate without increasing the size of one cleaning chamber to a certain size or to perform cleaning under a plurality of cleaning conditions. You may connect and provide.

【０１２７】なお、その構造は図６に一例を示した高周
波プラズマＣＶＤ法による成膜室、あるいは図４に一例
を示したマイクロ波プラズマＣＶＤ法による成膜室と同
様でよいが、構造がより簡単である点において、図６に
一例を示した高周波プラズマＣＶＤ法による成膜室と同
様にすることが望ましい。The structure may be the same as the film forming chamber by the high frequency plasma CVD method shown in FIG. 6 or the film forming chamber by the microwave plasma CVD method shown in FIG. In terms of simplicity, it is preferable to use a high-frequency plasma CVD method as shown in FIG.

【０１２８】水素プラズマ処理室 本発明において水素プラズマ処理室とは、連続的に移動
する帯状基板上のｉ型層表面を水素ガスのグロー放電プ
ラズマにさらし、半導体表面に連続的に水素プラズマ処
理を行なう放電室をいう。 Hydrogen Plasma Processing Chamber In the present invention, the term “hydrogen plasma processing chamber” means that the surface of an i-type layer on a continuously moving strip-shaped substrate is exposed to glow discharge plasma of hydrogen gas, and the surface of a semiconductor is continuously subjected to hydrogen plasma processing. Refers to the discharge chamber to be performed.

【０１２９】アモルファスシリコン系膜は、成膜後に水
素プラズマ処理を行うことによって高品質化することが
知られており、１９９１年応用物理学会学術講演会講演
予稿集１０ｐ−ＰＦ−５ならびに１０ｐ−ＰＦ−１２、
１９９２年応用物理学関係連合講演会講演予稿集２８ｐ
−ＺＶ−９等に開示されている。It is known that the quality of an amorphous silicon-based film can be improved by performing a hydrogen plasma treatment after the film formation, and the proceedings of the 1991 Annual Conference of the Japan Society of Applied Physics, 10p-PF-5 and 10p-PF. -12,
Proceedings of the 1992 Applied Physics-related Lectures 28p
-ZV-9 and the like.

【０１３０】本発明者らが、光起電力素子の形成時に、
ｉ型層形成後、不純物ドープ層の形成前にｉ型層表面に
この水素プラズマ処理を行ったところ、作成される光起
電力素子の開放電圧が水素プラズマ処理を行わない場合
と比較して向上することが確認され、ｉ型層形成後、不
純物ドープ層形成前に水素プラズマ処理を行うことが、
高品質の光起電力素子の形成に効果的であることが確認
された。When the present inventors formed the photovoltaic element,
When the hydrogen plasma treatment was performed on the surface of the i-type layer after the formation of the i-type layer and before the formation of the impurity-doped layer, the open-circuit voltage of the photovoltaic device to be produced was improved as compared with the case where the hydrogen plasma treatment was not performed. It is confirmed that the hydrogen plasma treatment is performed after the formation of the i-type layer and before the formation of the impurity-doped layer.
It was confirmed that it was effective for forming a high-quality photovoltaic element.

【０１３１】本発明の水素プラズマ処理室は、この水素
プラズマ処理をロール・ツー・ロール方式で連続的に行
うことができるようにしたものである。In the hydrogen plasma processing chamber of the present invention, the hydrogen plasma processing can be continuously performed by a roll-to-roll method.

【０１３２】なお、本発明において該処理室は、一つの
処理室の大きさを一定以上に大きくしないで帯状基板の
より速い移動速度に対応するため、あるいは複数の処理
条件で処理するために、複数個連結して設けても良い。In the present invention, the processing chamber is used to cope with a higher moving speed of the band-shaped substrate without increasing the size of one processing chamber to a certain size or more, or to perform processing under a plurality of processing conditions. A plurality of them may be connected.

【０１３３】また、その構造は図６に一例を示した高周
波プラズマＣＶＤ法による成膜室、あるいは図４に一例
を示したマイクロ波プラズマＣＶＤ法による成膜室と同
様でよいが、構造がより簡単である点において、図６に
一例を示した高周波プラズマＣＶＤ法による成膜室と同
様にすることが望ましい。The structure may be the same as the film forming chamber by the high-frequency plasma CVD method shown in FIG. 6 or the film forming chamber by the microwave plasma CVD method shown in FIG. 4, for example. In terms of simplicity, it is preferable to use a high-frequency plasma CVD method as shown in FIG.

【０１３４】帯状基板の巻き出し室 本発明において帯状基板の巻き出し室とは、成膜前の帯
状基板を収納し、帯状基板を成膜室へ連続的に送り出す
ための真空容器をいう。[0134] The unwind chamber of the belt-like substrate in the unwinding chamber present invention of the strip substrate, houses a belt-like substrate before the film formation refers to a vacuum container for feeding the strip substrate continuously into the deposition chamber.

【０１３５】図７（Ａ）は本発明の装置における帯状基
板の巻き出し室の一例を示す模式的断面図である。FIG. 7A is a schematic sectional view showing an example of the unwinding chamber for the belt-like substrate in the apparatus of the present invention.

【０１３６】図７（Ａ）において帯状基板７０１Ａは真
空容器７０２Ａ内のボビン７０３Ａにコイル状に巻かれ
て収納されており、帯状基板の巻き取り室の巻き取り機
構に引かれてボビン７０３Ａから巻き出され、ローラー
７０４Ａにより成膜面（表面）を下にした平面状にさ
れ、ガスゲート７０５Ａで接続された不図示の成膜室へ
と移動、供給される。ボビン７０３Ａには帯状基板７０
１Ａに一定の張力をかける不図示の張力調節機構が接続
され、帯状基板７０１Ａに張力を与えて弛みの発生を防
止している。また、フィルム巻き取りボビン７０６Ａは
不図示の巻き取り機構に接続され、帯状基板の表面と裏
面とが擦れ合って傷付くことを防止するために帯状基板
とともに巻き込まれ、ポリエチレン、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリイミド、ポリアミド等の樹脂性シー
ト、不織布、紙あるいはこれらにＡｌ等の金属を薄く蒸
着したもの等からなる、薄く柔らかい保護フィルム７０
７Ａを帯状基板の巻き出しにあわせて巻き取る。さら
に、ローラー７０４Ａには不図示のステアリング機構が
設けられ、真空容器７０２Ａの外部からローラー７０４
Ａの回転軸の方向を僅かに変えて帯状基板の進行方向を
僅かに変化させ、ボビン７０３Ａに巻かれた帯状基板の
幅方向の位置がたとえ不揃いであっても、ガスゲート７
０５Ａに帯状基板を幅方向に対して常に一定の位置に供
給することができるようになっている。In FIG. 7A, the band-shaped substrate 701A is wound and stored in a coil shape on a bobbin 703A in a vacuum container 702A, and is pulled from the bobbin 703A by a winding mechanism of a band-shaped substrate winding chamber. The film is formed into a flat surface with the film forming surface (surface) down by a roller 704A, and is moved and supplied to a film forming chamber (not shown) connected by a gas gate 705A. The bobbin 703A has a band-shaped substrate 70
A tension adjusting mechanism (not shown) for applying a constant tension to 1A is connected to apply tension to the band-shaped substrate 701A to prevent the slack from occurring. The film take-up bobbin 706A is connected to a take-up mechanism (not shown), and is wound together with the band-shaped substrate to prevent the front and back surfaces of the band-shaped substrate from being rubbed against each other and damaged, and polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, A thin and soft protective film 70 made of a resinous sheet such as polyamide, non-woven fabric, paper, or a thinly deposited metal such as Al on these.
7A is wound in accordance with the unwinding of the belt-like substrate. Further, a steering mechanism (not shown) is provided on the roller 704A, and the roller 704A is provided from outside the vacuum container 702A.
A, the direction of the rotation axis of A is slightly changed to slightly change the traveling direction of the band-shaped substrate, and even if the position of the band-shaped substrate wound on the bobbin 703A in the width direction is uneven, the gas gate 7
At 05A, the strip-shaped substrate can always be supplied to a fixed position in the width direction.

【０１３７】また、真空容器７０２Ａの内部は不図示に
真空排気装置に接続された排気管７０８Ａにより排気さ
れる。The interior of the vacuum vessel 702A is evacuated by an exhaust pipe 708A connected to a vacuum exhaust device (not shown).

【０１３８】帯状基板の巻き取り室 本発明において帯状基板の巻き取り室とは、半導体積層
膜成膜後の帯状基板を成膜室から連続的に回収し、収納
する真空容器をいう。[0138] The take-up chamber for the belt-like substrate in the winding chamber present invention of the strip substrate, a belt-like substrate after the semiconductor multilayer film deposited continuously withdrawn from the film forming chamber refers to a vacuum container for storing.

【０１３９】図７（Ｂ）は本発明の装置における帯状基
板の巻き出し室の一例を示す模式的断面図である。FIG. 7B is a schematic sectional view showing an example of the unwinding chamber for the band-shaped substrate in the apparatus of the present invention.

【０１４０】帯状基板の巻き取り室と帯状基板の巻き出
し室とは、ほとんど同じ装置構成でよいが、ボビン、ロ
ーラー等の回転方向は逆になる。The winding chamber for the strip-shaped substrate and the unwinding chamber for the strip-shaped substrate may have almost the same device configuration, but the directions of rotation of the bobbins, rollers and the like are reversed.

【０１４１】図７（Ｂ）において半導体積層膜成膜後の
帯状基板７０１Ｂはガスゲート７０５Ｂから真空容器７
０２Ｂ内に入り、ローラー７０４Ｂを経て、不図示の回
転機構に接続されたボビン７０３Ｂに巻き取られる。In FIG. 7B, the band-shaped substrate 701B after the formation of the semiconductor laminated film is moved from the gas gate 705B to the vacuum container 7A.
02B, and is wound around a bobbin 703B connected to a rotation mechanism (not shown) via a roller 704B.

【０１４２】また、フィルム巻き取りボビン７０６Ｂ
は、帯状基板の表面と裏面とが擦れ合って傷付くことを
防止するために、帯状基板とともに巻き込まれる。ポリ
エチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、
ポリアミド等の樹脂性シート、不織布、紙あるいはこれ
らにＡｌ等の金属を薄く蒸着したもの等からなる、薄く
柔らかい保護フィルム７０７Ｂをボビン７０３Ｂに供給
する。さらに、ローラー７０４Ｂには不図示のステアリ
ング機構が設けられ、真空容器７０２Ｂの外部からロー
ラー７０４Ｂの回転軸の方向を僅かに変えて帯状基板の
進行方向を僅かに変化させ、ガスゲート７０５Ｂから入
ってくる帯状基板の幅方向の位置がたとえ不揃いであっ
ても、ボビン７０３Ｂに帯状基板７０１Ｂを幅方向に対
して常に一定の位置に巻き取ることができるようになっ
ている。Further, the film winding bobbin 706B
Is wound together with the band-shaped substrate in order to prevent the front and back surfaces of the band-shaped substrate from rubbing against each other and being damaged. Polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide,
A thin and soft protective film 707B made of a resinous sheet such as polyamide, non-woven fabric, paper, or a thin film obtained by evaporating a metal such as Al is supplied to the bobbin 703B. Further, a steering mechanism (not shown) is provided on the roller 704B, and the direction of the rotation axis of the roller 704B is slightly changed from the outside of the vacuum container 702B to slightly change the traveling direction of the belt-shaped substrate, and the gas enters from the gas gate 705B. Even if the positions of the band-shaped substrates in the width direction are irregular, the band-shaped substrate 701B can always be wound around the bobbin 703B at a fixed position in the width direction.

【０１４３】なお、排気管７０８Ｂは真空容器７０２Ｂ
の内部を真空排気するもので、不図示の真空排気装置に
接続されている。Note that the exhaust pipe 708B is connected to the vacuum vessel 702B.
Is evacuated, and is connected to an unillustrated evacuation device.

【０１４４】以下、ステアリング機構について図面を用
いて更に詳しく説明する。Hereinafter, the steering mechanism will be described in more detail with reference to the drawings.

【０１４５】帯状基板の巻き取り室には、帯状基板が移
動中に移動方向に直角方向にズレることを防止するた
め、真空容器の内部に横ズレ検知機構と横ズレ修正の為
のステアリング機構を備えている。In the winding chamber for the band-shaped substrate, a lateral displacement detecting mechanism and a steering mechanism for correcting the lateral displacement are provided inside the vacuum vessel in order to prevent the band-shaped substrate from shifting in the direction perpendicular to the moving direction during the movement. Have.

【０１４６】図８は横ズレ検知機構とステアリング機構
の説明のための模式図である。なお、理解を容易にする
ため帯状基板の一部を破断して示してある。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the lateral displacement detecting mechanism and the steering mechanism. In order to facilitate understanding, a part of the belt-like substrate is shown broken.

【０１４７】図８において、帯状基板８０１はローラー
８０４によってその移動方向を上方に曲げられる。ま
た、ローラー８０４は軸受８０６を介して回転機構８０
３に接続され、ローラー８０４の回転軸と直交する軸の
周りに回転自在になり、ステアリング機構を構成する。
なお、この回転機構８０３は真空容器の外部に回転軸が
出され、不図示の減速機構を有するサーボモーターに接
続されており、外部から回転角が制御できるようになっ
ている。In FIG. 8, the moving direction of the belt-like substrate 801 is bent upward by the rollers 804. Further, the roller 804 is connected to the rotating mechanism 80 via a bearing 806.
3 and is rotatable about an axis orthogonal to the rotation axis of the roller 804, thereby constituting a steering mechanism.
The rotation mechanism 803 has a rotation shaft extending outside the vacuum vessel and is connected to a servomotor having a speed reduction mechanism (not shown) so that the rotation angle can be controlled from the outside.

【０１４８】図８において、帯状基板８０１が移動方向
８０５の左側にズレた場合のステアリングの機構につい
て説明する。まず、帯状基板の移動開始前に予めローラ
ー８０４の左右に加わる張力が同一で、かつ帯状基板８
０１が巻き取りボビンに整列巻きされるように、巻き取
りボビン、回転機構８０３、軸受８０６の位置を調節す
る。そしてその位置を横ズレ検知機構８０２の横ズレ量
＝０、回転機構の回転角＝０とする。次に帯状基板８０
１を移動させ、左側にズレはじめたら、横ズレ検知機構
８０２で帯状基板８０１の左側方向への横ズレ量を検知
する。さらにこの横ズレ量に応じて、帯状基板の移動方
向８０５に対してローラー８０４の右側が移動方向に、
左側が移動の逆方向に動くように回転機構８０３を僅か
な角度だけ回転させる。この回転に応じ、帯状基板にか
かる張力はローラー８０４の右側で強まり、左側で弱ま
る。その結果、帯状基板８０１は張力の強いローラー８
０４の右側方向へ徐々に戻り、最終的に横ズレ量＝０の
とき回転角＝０となるようにすると、帯状基板は元の位
置に復元する。右側にズレた場合にはローラー８０４を
逆方向に回転させ、帯状基板を左側に戻して、元の位置
に復元する。以上の動作はステアリング機構と横ズレ検
知機構を接続する不図示のフィードバック機構により自
動的に行われ、帯状基板は常に幅方向に対して一定範囲
内に位置制御がなされ、巻き取りボビンに幅方向の位置
が揃った状態で巻き取られる。Referring to FIG. 8, a description will be given of a steering mechanism when the band-shaped substrate 801 is shifted to the left in the moving direction 805. First, before starting the movement of the belt-like substrate, the tension applied to the left and right of the roller 804 is the same, and the belt-like substrate 8
The positions of the winding bobbin, the rotating mechanism 803, and the bearing 806 are adjusted so that 01 is wound around the winding bobbin. The position is set such that the lateral displacement amount of the lateral displacement detection mechanism 802 = 0 and the rotation angle of the rotation mechanism = 0. Next, the band-shaped substrate 80
1 is started to shift to the left side, the horizontal shift detecting mechanism 802 detects the amount of horizontal shift of the strip-shaped substrate 801 in the left direction. Further, the right side of the roller 804 moves in the moving direction with respect to the moving direction 805 of the belt-like substrate in accordance with the amount of the lateral displacement.
The rotation mechanism 803 is rotated by a small angle so that the left side moves in the reverse direction of the movement. In response to this rotation, the tension applied to the belt-like substrate increases on the right side of the roller 804 and decreases on the left side. As a result, the belt-like substrate 801 is
If the rotation angle is set to 0 when the amount of lateral displacement finally becomes 0, the belt-shaped substrate is restored to the original position. When the belt-shaped substrate is shifted to the right side, the roller 804 is rotated in the reverse direction, and the belt-shaped substrate is returned to the left side to restore the original position. The above operation is automatically performed by a feedback mechanism (not shown) that connects the steering mechanism and the lateral displacement detecting mechanism. The position of the belt-shaped substrate is always controlled within a certain range in the width direction, and the winding bobbin is moved in the width direction. Is wound up in a state where are aligned.

【０１４９】ガスゲート 本発明においてガスゲートとは、隣接する成膜室をスリ
ット状の分離通路によって接続し、さらに該分離通路に
例えばＡｒ、Ｈｅ、Ｈ₂等のガスを導入して成膜室に向
かうガスの流れを形成することにより、隣接する成膜室
間で帯状基板を移動させ、原料ガスを分離する成膜室間
の接続手段をいう。Gas Gate In the present invention, a gas gate connects adjacent film forming chambers by a slit-shaped separation passage, and further introduces a gas such as Ar, He, H ₂ or the like into the separation passage, and heads toward the film formation chamber. This means means for connecting a film-forming chamber for separating a source gas by moving a strip-shaped substrate between adjacent film-forming chambers by forming a gas flow.

【０１５０】図４、図６、図７は本発明における各種成
膜室とそれらを接続するガスゲートの一例を示す模式的
断面図であり、図４、図６、図７に示したガスゲートは
基本的には全て同じ構造である。FIGS. 4, 6, and 7 are schematic cross-sectional views showing examples of various film forming chambers and gas gates connecting them in the present invention. The gas gates shown in FIGS. All have the same structure.

【０１５１】図４においてガスゲート４０３は帯状基板
４０１を通過させ、原料ガスを分離するスリット状の分
離通路４４２を備えている。分離通路４４２のほぼ中央
部の帯状基板の上下には、帯状基板の幅方向に複数のガ
ス導入口を有し、不図示のゲートガス供給系に接続され
たゲートガス導入管４４３、４４４が接続され、帯状基
板４０１の上下から原料ガス分離用のゲートガスを導入
している。また、分離通路４４２において帯状基板４０
１は、その表面が分離通路４４２の下側壁面に接触せず
一定の僅かな間隔を維持するように、その裏面を複数の
支持ローラー４４５によって回転支持されている。In FIG. 4, the gas gate 403 has a slit-shaped separation passage 442 for passing the band-shaped substrate 401 and separating the source gas. Above and below the strip substrate substantially at the center of the separation passage 442, gate gas introduction pipes 443 and 444 having a plurality of gas inlets in the width direction of the strip substrate and connected to a gate gas supply system (not shown) are connected. A gate gas for separating source gas is introduced from above and below the belt-shaped substrate 401. In the separation passage 442, the band-shaped substrate 40
1 is rotatably supported on its back surface by a plurality of support rollers 445 such that its surface does not come into contact with the lower wall surface of the separation passage 442 and maintains a constant slight interval.

【０１５２】なお、支持ローラー４４５の内部にはキュ
リー点が高く、プラズマに影響を及ぼさない程度の磁力
を発生する不図示の永久磁石が配設され、フェライト系
ステンレス等の磁性体からなる帯状基板を用いた場合
に、支持ローラー４４５と帯状基板４０１を密着させる
ようにしている。A permanent magnet (not shown) that has a high Curie point and generates a magnetic force that does not affect the plasma is disposed inside the support roller 445, and a belt-like substrate made of a magnetic material such as ferrite stainless steel. Is used, the support roller 445 and the belt-shaped substrate 401 are brought into close contact with each other.

【０１５３】また、スリット状の分離通路４４２は、帯
状基板が移動時に波打ったり、振動したりして帯状基板
の半導体膜形成面が分離通路の内壁下面に接触して傷つ
くことのないようにするためには、帯状基板の厚さ方向
に広く、帯状基板の移動方向に短いほうがよく、接続す
る成膜室間の原料ガスの混入を防ぐためには帯状基板の
厚さ方向に狭く、帯状基板の移動方向に長いほうがよ
い。したがって、スリット状の分離通路４４２の帯状基
板の幅方向の内寸は帯状基板の幅よりやや広い程度でど
こでもほぼ一定であるが、帯状基板の厚さ方向の内寸は
接続する成膜室の圧力差が大きい程、また不純物ガスの
許容混入量が少ない程狭くしてある。例えば、マイクロ
波ＣＶＤ法によるｉ型層成膜室は内圧が低く、不純物ガ
スの許容混入量が少ないため、内圧が比較的高く不純物
ガスを導入する高周波プラズマＣＶＤ法による不純物ド
ープ層成膜室との間を接続するガスゲートでは、分離通
路の帯状基板の厚さ方向の内寸は帯状基板がやっと通過
できる程度にまで狭くしてあり、約０．３〜３ｍｍの範
囲に設定されている。一方、圧力差がほとんどない帯状
基板の巻き出し室や巻き取り室と高周波プラズマＣＶＤ
法の成膜室との間を接続するガスゲートでは、分離通路
の帯状基板の厚さ方向の内寸は帯状基板が容易に移動可
能なように比較的広くしてあり、約１ｍｍ〜５ｍｍの範
囲に設定されている。The slit-shaped separation passage 442 is provided so that the surface of the band-shaped substrate on which the semiconductor film is formed is not damaged by contact with the lower surface of the inner wall of the separation passage due to waving or vibration of the band-shaped substrate during movement. In order to prevent mixing of the source gas between the film forming chambers to be connected, it is preferable that the width is narrow in the thickness direction of the band-shaped substrate and narrow in the direction of movement of the band-shaped substrate. It is better to be longer in the direction of movement. Therefore, the inner size of the slit-shaped separation passage 442 in the width direction of the band-shaped substrate is slightly larger than the width of the band-shaped substrate and is almost constant everywhere. The smaller the pressure difference is, the smaller the allowable mixing amount of the impurity gas is, and the narrower it is. For example, an i-type layer film formation chamber formed by a microwave CVD method has a low internal pressure and an allowable mixed amount of an impurity gas is small. In the gas gate connecting between the two, the inner dimension of the separation passage in the thickness direction of the strip-shaped substrate is narrowed to such an extent that the strip-shaped substrate can finally pass, and is set in the range of about 0.3 to 3 mm. On the other hand, the unwinding chamber and the winding chamber of the strip-shaped substrate with almost no pressure difference and the high-frequency plasma CVD
In the gas gate connected to the film forming chamber in the method, the inner dimension of the separation passage in the thickness direction of the strip-shaped substrate is relatively wide so that the strip-shaped substrate can be easily moved, and is in a range of about 1 mm to 5 mm. Is set to

【０１５４】帯状基板 本発明の装置において好適に用いられる帯状基板の材質
としては、半導体層形成時に必要とされる温度において
変形、歪みが少なく、所望の強度を有し、また、導電性
を有するものであることが好ましく、具体的にはステン
レススチール、アルミニウム及びその合金、鉄及びその
合金、銅及びその合金等の金属の薄板及びその複合体、
及びそれらの表面に異種材質の金属薄膜及び／またはＳ
ｉＯ_２、Ｓｉ_３ Ｎ_４ 、Ａｌ_２ Ｏ_３ 、ＡｌＮ等の
絶縁性薄膜をスパッタ法、蒸着法、鍍金法等により表面
コーティング処理を行ったもの。又、ポリイミド、ポリ
アミド、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ等の耐
熱性樹脂性シート又はこれらとガラスファイバー、カー
ボンファイバー、ホウ素ファイバー、金属繊維等との複
合体の表面に金属単体または合金、及び透明導電性酸化
物（ＴＣＯ）等を鍍金、蒸着、スパッタ、塗布等の方法
で導電性処理を行ったものが挙げられる。[0154] As the material of the belt-like substrate suitably used in the apparatus of the belt-like substrate present invention, variations in temperature required during semiconductor layer formation, less distortion, has the desired strength, also has conductivity Preferably, specifically, stainless steel, aluminum and its alloys, iron and its alloys, metal thin plates such as copper and its alloys and composites thereof,
And metal thin films of different materials and / or S
An insulating thin film made of iO ₂ , Si ₃ N ₄ , Al ₂ O ₃ , AlN, etc., which has been subjected to a surface coating treatment by a sputtering method, a vapor deposition method, a plating method, or the like. In addition, the surface of a heat-resistant resin sheet such as polyimide, polyamide, polyethylene terephthalate, epoxy, or a composite of these with glass fiber, carbon fiber, boron fiber, metal fiber, or the like, may be a simple metal or alloy, and a transparent conductive oxide. (TCO) or the like that has been subjected to a conductive treatment by a method such as plating, vapor deposition, sputtering, or coating.

【０１５５】なお、帯状基板が金属等の導電性のもので
あっても、基板に到達した長波光の反射率の向上、基板
材料と半導体層との相互拡散の防止・密着性の向上、基
板表面の平滑化等の目的で異種の金属層を半導体層形成
側表面に設けても良い。Even if the strip-shaped substrate is made of a conductive material such as a metal, the reflectance of long-wave light reaching the substrate can be improved, the mutual diffusion between the substrate material and the semiconductor layer can be prevented and the adhesion can be improved. A different kind of metal layer may be provided on the semiconductor layer forming side surface for the purpose of smoothing the surface.

【０１５６】光反射層として設ける場合、このような金
属層としてはＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ、ＡｌＳｉ等の可視光か
ら近赤外で反射率の高い金属が適している。When provided as a light reflecting layer, a metal such as Ag, Al, Cu, or AlSi having a high reflectance in the near infrared to near infrared region is suitable for such a metal layer.

【０１５７】また、これらの金属層の上には、金属層か
らの半導体層への金属の拡散の防止、光反射率の向上等
の目的で更に透明導電層を設けても良い。Further, on these metal layers, a transparent conductive layer may be further provided for the purpose of preventing diffusion of metal from the metal layer to the semiconductor layer, improving light reflectance, and the like.

【０１５８】このような透明導電層としてはＺｎＯ、Ｓ
ｎＯ_２ 、Ｉｎ_２ Ｏ_３ 、ＩＴＯ等の透明導電性酸化
物が最適なものとして挙げられる。As such a transparent conductive layer, ZnO, S
Transparent conductive oxides such as nO ₂ , In ₂ O ₃ , and ITO are mentioned as the most suitable ones.

【０１５９】帯状基板の表面性としてはいわゆる平滑面
であっても、微小の凹凸面であってもよい。微小の凹凸
面とする場合、その表面粗さは、形成される半導体層に
凹凸に起因する欠陥を生じず、且ついわゆる光の閉じこ
め効果によって入射光の光路長の増大をもたらす範囲内
であることが好ましい。The surface of the band-shaped substrate may be a so-called smooth surface or a fine uneven surface. In the case of a minute uneven surface, the surface roughness is within a range that does not cause a defect due to unevenness in the formed semiconductor layer and that increases the optical path length of incident light due to a so-called light confinement effect. Is preferred.

【０１６０】また、帯状基板の厚さとしては、移動搬送
時に平面形状が維持される強度を発揮する範囲内であれ
ば、コスト、収納ペース等を考慮して可能な限り薄い方
が望ましい。具体的には、好ましくは０．０１ｍｍ乃至
５ｍｍ、より好ましくは０．０２ｍｍ乃至２ｍｍ、最適
には０．０５ｍｍ乃至１ｍｍであることが望ましい。The thickness of the belt-like substrate is desirably as thin as possible in consideration of cost, storage pace, and the like, as long as it is within a range in which the planar shape is maintained during moving and transporting. Specifically, the thickness is preferably 0.01 mm to 5 mm, more preferably 0.02 mm to 2 mm, and most preferably 0.05 mm to 1 mm.

【０１６１】また、前記帯状部材の幅寸法については、
各成膜室内に形成されるプラズマの均一性が保たれ、且
つ、形成する光起電力素子のモジュール化に適した大き
さであることが好ましく、具体的に好ましくは５ｃｍ乃
至１００ｃｍ、より好ましくは１０ｃｍ乃至８０ｃｍで
あることが望ましい。Further, regarding the width dimension of the band-like member,
It is preferable that the uniformity of the plasma formed in each deposition chamber be maintained and that the size be suitable for modularization of the photovoltaic element to be formed, specifically 5 cm to 100 cm, more preferably It is desirable to be 10 cm to 80 cm.

【０１６２】更に、前記帯状基板の長さについては、特
に制限されることなく、ロール状に巻き取られる程度の
長さであっても良く、長尺のものを溶接等によって更に
長尺化したものであっても良い。Further, the length of the strip-shaped substrate is not particularly limited, and may be a length that can be wound up in a roll shape. It may be something.

【０１６３】以上のような帯状基板の本発明の装置への
投入は、円筒状のボビンに塑性変形しない範囲内の直径
でコイル状に巻き付けた形態で行うことが望ましい。It is desirable that the above-mentioned band-shaped substrate is put into the apparatus of the present invention in a form wound around a cylindrical bobbin in a coil shape with a diameter within a range that does not cause plastic deformation.

【０１６４】以下、図面を用いて前述の各成膜室によっ
て構成される本発明の装置の例を示すが、本発明はこれ
らの装置例によって何ら限定されるものではない。Hereinafter, examples of the apparatus of the present invention constituted by the respective film forming chambers will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these examples of the apparatus.

【０１６５】装置例１ 図１は本発明の半導体積層膜の連続形成装置の基本的一
例を示す模式的説明図である。図１において、本発明の
半導体膜の連続形成装置は、帯状基板の巻き出し室１０
１、高周波プラズマＣＶＤ法によるｎ（またはｐ）型層
成膜室１０２Ａ、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ
型半導体層成膜室１０３Ａ、高周波プラズマＣＶＤ法に
よるｉ型半導体層成膜室１０４Ａ、プラズマドーピング
によるｐ（またはｎ）型半導体層成膜室１０２Ｂ、マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜室１０
３Ｂ、高周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜
室１０４Ｂ、プラズマドーピングによるｐ（またはｎ）
型半導体層成膜室１０５Ｂ、高周波プラズマＣＶＤ法に
よるｎ（またはｐ）型半導体層成膜室１０２Ｃ、高周波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜室１０４Ｃ、
プラズマドーピングによるｐ（またはｎ）型半導体層成
膜室１０５Ｃ、帯状基板の巻き取り１０６から構成され
ている。 Apparatus Example 1 FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a basic example of an apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film according to the present invention. In FIG. 1, an apparatus for continuously forming a semiconductor film according to the present invention includes an unwinding chamber 10 for a strip-shaped substrate.
1. n (or p) type layer deposition chamber 102A by high frequency plasma CVD, i by microwave plasma CVD
Type semiconductor layer deposition chamber 103A, i-type semiconductor layer deposition chamber 104A by high frequency plasma CVD, p (or n) type semiconductor layer deposition chamber 102B by plasma doping, i-type semiconductor layer deposition by microwave plasma CVD Room 10
3B, i-type semiconductor layer deposition chamber 104B by high frequency plasma CVD, p (or n) by plasma doping
Type semiconductor layer film forming chamber 105B, n (or p) type semiconductor layer film forming chamber 102C by high frequency plasma CVD method, i-type semiconductor layer film forming chamber 104C by high frequency plasma CVD method,
It comprises a p (or n) type semiconductor layer deposition chamber 105C by plasma doping and a winding 106 of a belt-like substrate.

【０１６６】なお、一連の成膜室は自重によって垂れ下
がる帯状基板の形状に沿って、懸垂曲線状、円弧状等の
重力方向に凸の形状に配置されており、帯状基板が僅か
な張力によって弛みなく張られ成膜中に一定形状に保持
されるとともに、帯状基板の移動時に帯状基板およびそ
の上に形成された半導体膜にかかる応力を低減して、基
板の変形や応力による膜の欠陥の発生を抑制している。Note that a series of film forming chambers are arranged in a convex shape in the direction of gravity, such as a hanging curve or an arc, along the shape of the band-shaped substrate that hangs down by its own weight. In addition to maintaining a constant shape during film formation and reducing the stress applied to the band-shaped substrate and the semiconductor film formed thereon when the band-shaped substrate moves, the deformation of the substrate and the occurrence of film defects due to the stress Has been suppressed.

【０１６７】図１の装置において帯状基板１０８は、帯
状基板の巻き出し室１０１のボビン１０９から巻き出さ
れ、帯状基板の巻き取り室１０６のボビン１１０に巻き
取られるまでに、ガスゲート１０７によって接続された
１１個の成膜室を通過しながら移動させられ、その表面
にｎｉｐｎｉｐｎｉｐまたはｐｉｎｐｉｎｐｉｎ構造の
非単結晶半導体の積層膜を連続的に形成される。In the apparatus shown in FIG. 1, the band-shaped substrate 108 is unwound from the bobbin 109 of the band-shaped substrate unwinding chamber 101 and is connected by the gas gate 107 until it is wound on the bobbin 110 of the band-shaped substrate winding chamber 106. The film is moved while passing through the 11 film forming chambers, and a laminated film of a non-single-crystal semiconductor having a nipnipnip or pinpinpin structure is continuously formed on the surface thereof.

【０１６８】帯状基板の巻き出し室１０１から供給され
た帯状基板１０８はガスゲートを介し、（１）先ず高周
波プラズマＣＶＤ法によるｎ（またはｐ）型層形成室１
０２Ａに入り、高周波プラズマＣＶＤ法によってｎ（ま
たはｐ）型のシリコン系非単結晶半導体の層を表面に形
成され、（２）次にマイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型半導体層形成室１０３Ａに入り、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によってｉ型のシリコン系非単結晶半導体の
層をさらに形成、積層され、（３）次に高周波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型半導体層形成室１０４Ａに入り、高
周波プラズマＣＶＤ法によってｉ型のシリコン系非単結
晶半導体の層をさらに形成、積層され、（４）次にプラ
ズマドーピングによるｐ（またはｎ）型半導体層形成室
１０５Ａに入り、プラズマドーピングによってｉ型半導
体層の表面にｐ（またはｎ）型のシリコン系非単結晶半
導体の層を形成され、（５）次に高周波プラズマＣＶＤ
法によるｎ（またはｐ）型半導体層形成室１０２Ｂに入
り、高周波プラズマＣＶＤ法によってｎ（またはｐ）型
のシリコン系非単結晶半導体の層をさらに形成、積層さ
れ、（６）次にマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型
半導体層形成室１０３Ｂに入り、マイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法によってｉ型のシリコン系非単結晶半導体の層を
さらに形成、積層され、（７）次に高周波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型半導体層形成室１０４Ｂに入り、高周波
プラズマＣＶＤ法によってｉ型のシリコン系非単結晶半
導体の層をさらに形成、積層され、（８）次にプラズマ
ドーピングによるｐ（またはｎ）型半導体層形成室１０
５Ｂに入り、プラズマドーピングによってｉ型半導体層
の表面にｐ（またはｎ）型のシリコン系非単結晶半導体
の層を形成され、（９）次に高周波プラズマＣＶＤ法に
よるｎ（またはｐ）型半導体層形成室１０２Ｃに入り、
高周波プラズマＣＶＤ法によってｎ（またはｐ）型のシ
リコン系非単結晶半導体の層をさらに形成、積層され、
（１０）次にマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半
導体層形成室１０４Ｃに入り、高周波プラズマＣＶＤ法
によってｉ型のシリコン系非単結晶半導体の層をさらに
形成、積層され、（１１）次に高周波プラズマＣＶＤ法
によるｐ（またはｎ）型半導体層形成室１０５Ｃに入
り、高周波プラズマＣＶＤ法によってｉ型半導体層の表
面にｐ（またはｎ）型のシリコン系非単結晶半導体の層
を形成され、そして、最後に帯状基板の巻き取り室１０
６に回収される。The strip-shaped substrate 108 supplied from the strip-shaped substrate unwinding chamber 101 is passed through a gas gate, and (1) first, an n (or p) type layer forming chamber 1 by a high-frequency plasma CVD method.
02A, an n (or p) type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is formed on the surface by a high-frequency plasma CVD method, and (2) an i-type semiconductor layer forming chamber 103A by a microwave plasma CVD method. Then, an i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is further formed and laminated by a microwave plasma CVD method, and (3) the i-type semiconductor layer forming chamber 104A is then formed by a high-frequency plasma CVD method, and is then formed by a high-frequency plasma CVD method. An i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is further formed and laminated. (4) Next, a p (or n) -type semiconductor layer formation chamber 105A is formed by plasma doping, and the surface of the i-type semiconductor layer is formed by plasma doping. A p (or n) type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is formed.
Into the chamber 102B for forming an n (or p) type semiconductor layer by a plasma method, further forming and laminating an n (or p) type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer by a high frequency plasma CVD method, and (6) microwave After entering the i-type semiconductor layer forming chamber 103B by the plasma CVD method, the microwave plasma C
An i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is further formed and laminated by the VD method.
After entering the i-type semiconductor layer forming chamber 104B by the D method, an i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is further formed and laminated by the high frequency plasma CVD method, and (8) p (or n) type by plasma doping Semiconductor layer forming chamber 10
5B, a p (or n) type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is formed on the surface of the i-type semiconductor layer by plasma doping, and (9) an n (or p) type semiconductor by a high-frequency plasma CVD method. Enter the layer forming chamber 102C,
An n (or p) type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is further formed and laminated by a high-frequency plasma CVD method,
(10) Next, the semiconductor device enters the i-type semiconductor layer forming chamber 104C by microwave plasma CVD, and further forms and laminates an i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor by high-frequency plasma CVD. The p-type (or n-type) semiconductor layer formation chamber 105C is formed by the plasma CVD method, and a p-type (or n-type) silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is formed on the surface of the i-type semiconductor layer by the high-frequency plasma CVD method. Finally, the winding chamber 10 for the band-shaped substrate
Collected in 6.

【０１６９】装置例２ 図２は本発明の半導体積層膜の連続形成装置の他の一例
を示す模式的説明図である。 Apparatus Example 2 FIG. 2 is a schematic explanatory view showing another example of an apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film according to the present invention.

【０１７０】図２において、本発明の半導体膜の連続形
成装置は、帯状基板の巻き出し室２０１、グロー放電洗
浄室２１１、高周波プラズマＣＶＤ法によるｎ（または
ｐ）型半導体層成膜室２０２Ａ、高周波プラズマＣＶＤ
法によるｉ型半導体層成膜室２１２Ａ、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜室２０３Ａ、高周
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜室２０４
Ａ、水素プラズマ処理室２１３Ａ、プラズマドーピング
によるｐ（またはｎ）型半導体層成膜室２０５Ａ、高周
波プラズマＣＶＤ法によるｎ（またはｐ）型半導体層成
膜室２０２Ｂ、高周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導
体層成膜室２１２Ｂ、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
るｉ型半導体層成膜室２０３Ｂ、高周波プラズマＣＶＤ
法によるｉ型半導体層成膜室２０４Ｂ、水素プラズマ処
理室２１３Ｂ、プラズマドーピングによるｐ（または
ｎ）型半導体層成膜室２０５Ｂ、高周波プラズマＣＶＤ
法によるｎ（またはｐ）型半導体層成膜室２０２Ｃ、高
周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜室２０４
Ｃ、水素プラズマ処理室２１３Ｃ、プラズマドーピング
によるｐ（またはｎ）型半導体層成膜室２０５Ｃ、帯状
基板の巻き取り室２０６から構成されている。In FIG. 2, the apparatus for continuously forming a semiconductor film according to the present invention comprises a strip substrate unwinding chamber 201, a glow discharge cleaning chamber 211, an n (or p) type semiconductor layer film forming chamber 202A by high frequency plasma CVD, High frequency plasma CVD
I-type semiconductor layer film formation chamber 212A by microwave plasma CVD method, i-type semiconductor layer film formation chamber 203A by microwave plasma CVD method, i-type semiconductor layer film formation chamber 204 by high-frequency plasma CVD method
A, hydrogen plasma processing chamber 213A, p (or n) type semiconductor layer deposition chamber 205A by plasma doping, n (or p) type semiconductor layer deposition chamber 202B by high frequency plasma CVD, i-type semiconductor by high frequency plasma CVD Layer deposition chamber 212B, i-type semiconductor layer deposition chamber 203B by microwave plasma CVD, high frequency plasma CVD
I-type semiconductor layer film formation chamber 204B, hydrogen plasma processing chamber 213B by plasma method, p (or n) type semiconductor layer film formation chamber 205B by plasma doping, high frequency plasma CVD
(P or p) type semiconductor layer film forming chamber 202C by the plasma method, i type semiconductor layer film forming chamber 204 by the high frequency plasma CVD method
C, a hydrogen plasma processing chamber 213C, a p (or n) type semiconductor layer deposition chamber 205C by plasma doping, and a strip substrate winding chamber 206.

【０１７１】なお、一連の成膜室は自重によって垂れ下
がる帯状基板の形状に沿って、懸垂曲線状、円弧状等の
重力方向に凸の形状に配置されており、帯状基板が僅か
な張力によって弛みなく張られ成膜中に一定形状に保持
されるとともに、帯状基板の移動時に帯状基板およびそ
の上に形成された半導体膜にかかる応力を低減して、基
板の変形や応力による膜の欠陥の発生を抑制している。Note that the series of film forming chambers are arranged in a convex shape in the direction of gravity, such as a hanging curve or an arc, along the shape of the band-shaped substrate hanging down by its own weight. In addition to maintaining a constant shape during film formation and reducing the stress applied to the band-shaped substrate and the semiconductor film formed thereon when the band-shaped substrate moves, the deformation of the substrate and the occurrence of film defects due to the stress Has been suppressed.

【０１７２】図２の装置において帯状基板２０８は、帯
状基板の巻き出し室２０１のボビン２０９から巻き出さ
れ、帯状基板の巻き取り室２０６のボビン２１０に巻き
取られるまでに、ガスゲート２０７で接続された１７個
の成膜室を通過しながら移動させられ、その表面にｎｉ
ｐｎｉｐｎｉｐまたはｐｉｎｐｉｎｐｉｎ構造の非単結
晶半導体の積層膜を連続的に形成される。In the apparatus shown in FIG. 2, the band-shaped substrate 208 is unwound from the bobbin 209 in the band-shaped substrate unwinding chamber 201 and is connected by the gas gate 207 until it is wound on the bobbin 210 in the band-shaped substrate winding chamber 206. Was moved while passing through the 17 film forming chambers, and ni was
A stacked film of a non-single-crystal semiconductor having a pnipnip or pinpinpin structure is continuously formed.

【０１７３】帯状基板の巻き出し室２０１から供給され
た帯状基板２０８はガスゲートを介し、（１）先ずグロ
ー放電洗浄室２１１に入り、その表面をグロー放電洗浄
され、（２）次に高周波プラズマＣＶＤ法によるｎ（ま
たはｐ）型層形成室２０２Ａに入り、高周波プラズマＣ
ＶＤ法によってｎ（またはｐ）型のシリコン系非単結晶
半導体の層を表面に形成され、（３）次に高周波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型半導体層形成室２１２Ａに入り、
高周波プラズマＣＶＤ法によってｉ型のシリコン系非単
結晶半導体の層をさらに形成、積層され、（４）次にマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層形成室２
０３Ａに入り、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によってｉ
型のシリコン系非単結晶半導体の層をさらに形成、積層
され、（５）次に高周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半
導体層形成室２０４Ａに入り、高周波プラズマＣＶＤ法
によってｉ型のシリコン系非単結晶半導体の層をさらに
形成、積層され、（６）次に水素プラズマ処理室２１３
Ａに入り、ｉ型半導体層の表面に水素プラズマ処理が行
われ、（７）次にプラズマドーピングによるｐ（または
ｎ）型半導体層形成室２０５Ａに入り、プラズマドーピ
ングによってｉ型半導体層の表面にｐ（またはｎ）型の
シリコン系非単結晶半導体の層を形成され、（８）次に
高周波プラズマＣＶＤ法によるｎ（またはｐ）型半導体
層形成室２０２Ｂに入り、高周波プラズマＣＶＤ法によ
ってｎ（またはｐ）型のシリコン系非単結晶半導体の層
をさらに形成、積層され、（９）次に高周波プラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層形成室２１２Ｂに入り、高周波プラ
ズマＣＶＤ法によってｉ型のシリコン系非単結晶半導体
の層をさらに形成、積層され、（１０）次にマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層形成室２０３Ｂに
入り、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によってｉ型のシリ
コン系非単結晶半導体の層をさらに形成、積層され、
（１１）次に高周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体
層形成室２０４Ｂに入り、高周波プラズマＣＶＤ法によ
ってｉ型のシリコン系非単結晶半導体の層をさらに形
成、積層され、（１２）次に水素プラズマ処理室２１３
Ｂに入り、ｉ型半導体層の表面に水素プラズマ処理が行
われ、（１３）次にプラズマドーピングによるｐ（また
はｎ）型半導体層形成室２０５Ｂに入り、プラズマドー
ピングによってｉ型半導体層の表面にｐ（またはｎ）型
のシリコン系非単結晶半導体の層を形成され、（１４）
次に高周波プラズマＣＶＤ法によるｎ（またはｐ）型半
導体層形成室２０２Ｃに入り、高周波プラズマＣＶＤ法
によってｎ（またはｐ）型のシリコン系非単結晶半導体
の層をさらに形成、積層され、（１５）次に高周波プラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層形成室２０４Ｃに入
り、高周波プラズマＣＶＤ法によってｉ型のシリコン系
非単結晶半導体の層をさらに形成、積層され、（１６）
次に水素プラズマ処理室２１３Ｃに入り、ｉ型半導体層
の表面に水素プラズマ処理が行われ、（１７）次にプラ
ズマドーピングによるｐ（またはｎ）型半導体層形成室
２０５Ｃに入り、プラズマドーピングによってｉ型層の
表面にｐ（またはｎ）型のシリコン系非単結晶半導体の
層を形成され、そして、最後に帯状基板の巻き取り室２
０６に回収される。The strip-shaped substrate 208 supplied from the strip-shaped substrate unwinding chamber 201 passes through a gas gate, (1) first enters a glow discharge cleaning chamber 211, and the surface thereof is glow discharge-cleaned, and (2) next is high-frequency plasma CVD. Into the n (or p) type layer forming chamber 202A by the high frequency plasma C
An n (or p) type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is formed on the surface by the VD method. (3) Next, the i-type semiconductor layer forming chamber 212A is formed by a high-frequency plasma CVD method.
An i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is further formed and laminated by a high-frequency plasma CVD method. (4) Next, an i-type semiconductor layer formation chamber 2 by a microwave plasma CVD method
03A, and microwave microwave CVD
(5) Next, an i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor is formed by a high-frequency plasma CVD method, and the i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor is formed by a high-frequency plasma CVD method. (6) Next, a hydrogen plasma processing chamber 213 is formed.
A, a hydrogen plasma treatment is performed on the surface of the i-type semiconductor layer, and (7) a p (or n) -type semiconductor layer formation chamber 205A is next formed by plasma doping, and the surface of the i-type semiconductor layer is formed by plasma doping. A p (or n) type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is formed. (8) Next, an n (or p) type semiconductor layer formation chamber 202B is formed by a high frequency plasma CVD method, and n ( Or a layer of a p-type silicon-based non-single-crystal semiconductor is further formed and laminated, and (9)
After entering the i-type layer forming chamber 212B by the VD method, an i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is further formed and laminated by the high frequency plasma CVD method, and (10) the i-type semiconductor layer by the microwave plasma CVD method After entering the formation chamber 203B, an i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is further formed and laminated by microwave plasma CVD,
(11) Next, an i-type semiconductor layer formation chamber 204B is formed by a high-frequency plasma CVD method, and an i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is further formed and stacked by a high-frequency plasma CVD method. Processing room 213
B, the surface of the i-type semiconductor layer is subjected to hydrogen plasma treatment. (13) Next, the substrate enters the p (or n) -type semiconductor layer formation chamber 205B by plasma doping, and the surface of the i-type semiconductor layer is formed by plasma doping. forming a p (or n) type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer, (14)
Next, it enters the n (or p) type semiconductor layer forming chamber 202C by the high frequency plasma CVD method, further forms an n (or p) type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer by the high frequency plasma CVD method, and laminates (15) Next, the semiconductor device enters the i-type semiconductor layer forming chamber 204C by the high-frequency plasma CVD method, and further forms and laminates an i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer by the high-frequency plasma CVD method, (16)
Next, hydrogen plasma processing chamber 213C is entered, and hydrogen plasma processing is performed on the surface of the i-type semiconductor layer. (17) Next, p (or n) -type semiconductor layer forming chamber 205C by plasma doping is entered, and i is doped by plasma doping. A p (or n) type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is formed on the surface of the mold layer.
06.

【０１７４】装置例３ 図２のグロー放電洗浄室２１１とそれを接続するガスゲ
ートを取り除いたものを本発明の装置例として挙げるこ
とができる。 Apparatus Example 3 An apparatus example of the present invention in which the glow discharge cleaning chamber 211 shown in FIG. 2 and the gas gate connecting it are removed can be cited.

【０１７５】この場合、帯状基板がグロー放電洗浄され
ないだけで、他は装置例２と同様である。In this case, except that the strip-shaped substrate is not cleaned by glow discharge, the other parts are the same as those of the apparatus example 2.

【０１７６】装置例４ 図２の高周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層形成
室２１２Ａおよび／または２１２Ｂとそれを接続するガ
スゲートを取り除いたものを本発明の装置例として挙げ
ることができる。 Apparatus Example 4 An apparatus example of the present invention in which the i-type semiconductor layer forming chambers 212A and / or 212B formed by the high-frequency plasma CVD method shown in FIG.

【０１７７】この場合、少なくとも一つのｎ（または
ｐ）型半導体層上に高周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型
半導体層が形成されないだけで、他は装置例２と同様で
ある。In this case, the device is the same as the device example 2 except that the i-type semiconductor layer is not formed on at least one n (or p) type semiconductor layer by the high frequency plasma CVD method.

【０１７８】装置例５ 図２の水素プラズマ処理室２１３Ａおよび／または２１
３Ｂおよび／または２１３Ｃとそれを接続するガスゲー
トを取り除いたものを本発明の装置例として挙げること
ができる。 Apparatus Example 5 The hydrogen plasma processing chamber 213A and / or 21 shown in FIG.
An apparatus example of the present invention in which 3B and / or 213C and a gas gate connecting the 3B and / or 213C are removed can be mentioned.

【０１７９】この場合、少なくとも一つのｐ（または
ｎ）型半導体層形成前にｉ型半導体層表面が水素プラズ
マ処理されないだけで、他は装置例２と同様である。In this case, the device is the same as the device example 2 except that the surface of the i-type semiconductor layer is not subjected to the hydrogen plasma treatment before the formation of at least one p (or n) -type semiconductor layer.

【０１８０】装置例６ 図２のグロー放電洗浄室２１１と、高周波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型半導体層形成室２１２Ａおよび／または
２１２Ｂとそれを接続するガスゲートと、を取り除いた
ものを本発明の装置例として挙げることができる。 Apparatus Example 6 The glow discharge cleaning chamber 211 shown in FIG.
A device in which the i-type semiconductor layer formation chambers 212A and / or 212B by the method D and the gas gate connecting the chambers are removed can be cited as an example of the apparatus of the present invention.

【０１８１】この場合、帯状基板がグロー放電洗浄され
ず、少なくとも一つのｎ（またはｐ）型半導体層上に高
周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層が形成されな
いだけで、他は装置例２と同様である。In this case, the strip-shaped substrate is not cleaned by glow discharge, and the i-type semiconductor layer is not formed on at least one n (or p) type semiconductor layer by the high-frequency plasma CVD method. It is.

【０１８２】装置例７ 図２のグロー放電洗浄室２１１と、水素プラズマ処理室
２１３Ａおよび／または２１３Ｂおよび／または２１３
Ｃとそれを接続するガスゲートと、を取り除いたものを
本発明の装置例として挙げることができる。 Apparatus Example 7 The glow discharge cleaning chamber 211 of FIG. 2 and the hydrogen plasma processing chambers 213A and / or 213B and / or 213
A device obtained by removing C and a gas gate connecting it can be cited as an example of the apparatus of the present invention.

【０１８３】この場合、帯状基板がグロー放電洗浄され
ず、少なくとも一つのｐ（またはｎ）型半導体層形成前
にｉ型半導体層表面が水素プラズマ処理されないだけ
で、他は装置例２と同様である。In this case, the strip-shaped substrate is not glow discharge cleaned, and the surface of the i-type semiconductor layer is not subjected to the hydrogen plasma treatment before the formation of at least one p (or n) -type semiconductor layer. is there.

【０１８４】装置例８ 図２の高周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層形成
室２１２Ａおよび／または２１２Ｂと、水素プラズマ処
理室２１３Ａおよび／または２１３Ｂおよび／または２
１３Ｃとそれを接続するガスゲートと、を取り除いたも
のとを本発明の装置例として挙げることができる。 Apparatus Example 8 The i-type semiconductor layer formation chambers 212A and / or 212B by the high frequency plasma CVD method shown in FIG. 2 and the hydrogen plasma processing chambers 213A and / or 213B and / or 2
13C and the gas gate connecting the 13C are removed as an example of the apparatus of the present invention.

【０１８５】この場合、少なくとも一つのｎ（または
ｐ）型半導体層上に高周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型
半導体層が形成されず、また少なくとも一つのｐ（また
はｎ）型半導体層形成前にｉ型半導体層表面が水素プラ
ズマ処理されないだけで、他は装置例２と同様である。In this case, the i-type semiconductor layer is not formed on at least one n (or p) type semiconductor layer by the high frequency plasma CVD method, and the i-type semiconductor layer is formed before forming at least one p (or n) type semiconductor layer. The other parts are the same as those of the device example 2 except that the surface of the semiconductor layer is not subjected to the hydrogen plasma treatment.

【０１８６】以下、本発明の装置を用いて光起電力素子
用の半導体積層膜を連続的に形成する方法の一例を図１
に示した構成の装置を用いて説明する。Hereinafter, an example of a method for continuously forming a semiconductor laminated film for a photovoltaic element using the apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described using an apparatus having the configuration shown in FIG.

【０１８７】帯状基板投入工程 図１に示した本発明の装置を用いて半導体積層膜を形成
するには、先ず帯状基板を装置内に投入して所定の位置
にセットする。Step of Loading a Strip- shaped Substrate To form a semiconductor laminated film using the apparatus of the present invention shown in FIG. 1, first, a strip-shaped substrate is loaded into the apparatus and set at a predetermined position.

【０１８８】本発明の装置に帯状基板を投入するには、
先ず帯状基板の巻き出し室１０１に帯状基板１０８をコ
イル状に巻き付けたボビン１０９を投入し、その先端を
巻き出してガスゲート１０７を介して成膜室１０２Ａ〜
１０５Ｃを通過させ、帯状基板の巻き取り室１０６の空
ボビン１１０まで張り渡し、その先端を固定する。In order to load a strip-shaped substrate into the apparatus of the present invention,
First, the bobbin 109 in which the band-shaped substrate 108 is wound in a coil shape is put into the band-shaped substrate unwinding chamber 101, the tip of which is unwound, and the film forming chambers 102 </ b> A to 102 </ b> A to
After passing through 105C, the belt-like substrate is stretched to the empty bobbin 110 of the take-up chamber 106, and the tip is fixed.

【０１８９】成膜前の帯状基板を巻き付けたボビン１０
９には、帯状基板１０８と共に帯状基板の表面の傷付き
防止用の保護フィルムを巻き込んでもよく、このような
保護フィルムが巻き込まれている場合、この保護フィル
ムの先端を帯状基板の巻き出し室１０１内の保護フィル
ム巻き取り用のボビンに固定する。The bobbin 10 around which the belt-like substrate before film formation is wound
9, a protective film for preventing the surface of the band-shaped substrate from being damaged may be rolled up together with the band-shaped substrate 108. When such a protective film is rolled-up, the front end of this protective film is connected to the unwinding chamber 101 of the band-shaped substrate. To the bobbin for winding the protective film inside.

【０１９０】同様に、帯状基板を巻き取るボビン１１０
には帯状基板１０８と共に帯状基板の表面の傷付き防止
用の保護フィルムを巻き込んでもよく、このような保護
フィルムを巻き込む場合、この保護フィルムを帯状基板
の巻き取り室１０６内の保護フィルム巻き出し用ボビン
から巻き出し、その先端を帯状基板を巻き取る空ボビン
１１０に帯状基板１０８に重ねて固定する。Similarly, a bobbin 110 for winding a belt-like substrate
A protective film for preventing the surface of the band-shaped substrate from being damaged may be wound together with the band-shaped substrate 108. When such a protective film is wound-in, the protective film is used for unwinding the protective film in the winding chamber 106 of the band-shaped substrate. The band is unwound from the bobbin, and the tip is overlaid on the band-shaped substrate 108 and fixed to an empty bobbin 110 for winding the band-shaped substrate.

【０１９１】帯状基板およびフィルムを各ボビンに固定
した後、巻き取り用のボビンの軸を固定して停止してお
き、巻き出し用のボビンに張力発生用のトルクを与え、
帯状基板および保護フィルムを弛まずに張る。After fixing the strip-shaped substrate and the film to each bobbin, the shaft of the winding bobbin is fixed and stopped, and a torque for generating tension is applied to the unwinding bobbin.
The belt-like substrate and the protective film are stretched without loosening.

【０１９２】予熱、ベーキング工程 帯状基板の投入、セットの後、帯状基板を張られて静止
した状態に保ち、各成膜室の蓋を閉じ、装置内部をロー
タリーポンプ、メカニカルブースターポンプ等の真空ポ
ンプにより排気する。なお、このとき、帯状基板巻き出
し室１０１と巻き取り室１０６に接続された真空ポンプ
によってほぼ均等に排気し、成膜室１０２Ａ〜１０５Ｃ
をガスゲート１０７を介して排気して、帯状基板の巻き
出し室１０１、巻き取り室１０６から成膜室１０２Ａ〜
１０５Ｃへの吸着ガスの流入と、不純物ドープ層成膜室
１０２Ａ、１０５Ｃからｉ型半導体層成膜室１０３Ａ、
１０４Ａ、１０４Ｃへの吸着ガスの流入を防ぐようにす
ることが望ましい。 Preheating, baking process After the loading and setting of the belt-like substrate, the belt-like substrate is stretched and kept stationary, the lids of the respective film forming chambers are closed, and the inside of the apparatus is a vacuum pump such as a rotary pump or a mechanical booster pump. To exhaust. At this time, the vacuum was connected to the strip-shaped substrate unwinding chamber 101 and the take-up chamber 106, and the vacuum pump was connected to the film-forming chambers 102A to 105C.
Is exhausted through the gas gate 107, and the belt-shaped substrate unwinding chamber 101 and the winding chamber 106 are discharged from the film forming chambers 102A to 102A.
The flow of the adsorbed gas into 105C and the impurity-doped layer deposition chambers 102A and 105C from the i-type semiconductor layer deposition chamber 103A
It is desirable to prevent the adsorbed gas from flowing into 104A and 104C.

【０１９３】各成膜室が１０Ｐａ程度にまで排気された
ら、各成膜室に接続された真空ポンプによって各成膜室
内をさらに排気して１Ｐａ以下にする。When each of the film forming chambers is evacuated to about 10 Pa, each of the film forming chambers is further evacuated to 1 Pa or less by a vacuum pump connected to each of the film forming chambers.

【０１９４】各成膜室の内圧が１Ｐａ以下になったら、
成膜室１０２Ａ〜１０５Ｃの排気を止め、Ｈ_２ 、Ｈ
ｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等のガスを成膜室１０４
Ａ、１０３Ｂ、１０４Ｂ、１０４Ｃへ導入し、成膜室か
ら帯状基板の巻き出し室１０１および巻き取り室１０６
へのガスの流れを形成し、各室１０１〜１０６内を数Ｐ
ａ程度の圧力にする。When the internal pressure of each film forming chamber becomes 1 Pa or less,
The evacuation of the film forming chambers 102A to 105C is stopped, and H ₂ , H
a gas such as e, Ar, Ne, Kr, Xe, etc.
A, 103B, 104B, and 104C, and the unwinding chamber 101 and the winding chamber 106 for the belt-like substrate from the film forming chamber.
Gas flow to each chamber 101-106 and several P
The pressure is about a.

【０１９５】各成膜室の圧力が安定したら、各成膜室を
各成膜室内のランプヒーター、基板温度制御装置、成膜
室温度制御装置、ブロックヒーターによって加熱し、各
成膜室の内壁および帯状基板を１００〜５００℃に予
熱、ベーキングする。When the pressure in each of the film forming chambers is stabilized, each of the film forming chambers is heated by a lamp heater, a substrate temperature control device, a film forming room temperature control device, and a block heater in each of the film forming chambers. Then, the band-shaped substrate is preheated to 100 to 500 ° C. and baked.

【０１９６】半導体層の形成工程 各成膜室の予熱、ベーキングの後、帯状基板の巻き取り
室１０６の巻き取りボビン１１０の軸を回転させ、帯状
基板１０８を巻き出し室１０１から成膜室１０２Ａ、１
０３Ａ、１０４Ａ、１０５Ａ、１０２Ｂ、１０３Ｂ、１
０４Ｂ、１０５Ｂ、１０２Ｃ、１０４Ｃ、１０５Ｃを通
過して巻き取り室１０６に一定速度で連続的に移動させ
る。帯状基板の搬送速度は、好ましくは１〜１００ｍｍ
／秒、より好ましくは５〜５０ｍｍ／秒とする。 Step of Forming Semiconductor Layer After preheating and baking of each film forming chamber, the axis of the winding bobbin 110 of the band-shaped substrate winding chamber 106 is rotated to move the band-shaped substrate 108 from the unwinding chamber 101 to the film forming chamber 102A. , 1
03A, 104A, 105A, 102B, 103B, 1
04B, 105B, 102C, 104C, and 105C, and is continuously moved to the winding chamber 106 at a constant speed. The transfer speed of the belt-like substrate is preferably 1 to 100 mm
/ Sec, more preferably 5 to 50 mm / sec.

【０１９７】帯状基板を移動させながら、各成膜室１０
２Ａ〜１０５Ｃのランプヒーター、基板温度温度制御装
置、成膜室温度制御装置、ブロックヒーターによって、
各成膜室の堆積膜形成空間における帯状基板の温度と各
成膜室内壁面の温度を所定の温度に制御する。While moving the belt-like substrate, each film forming chamber 10
2A to 105C lamp heater, substrate temperature controller, film forming chamber controller, block heater,
The temperature of the strip-shaped substrate and the temperature of the wall surface of each deposition chamber in the deposition film formation space of each deposition chamber are controlled to predetermined temperatures.

【０１９８】帯状基板の温度が安定したら成膜室からの
Ｈ_２ 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等のガスの導入
を止め、各成膜室１０２Ａ〜１０５Ｃを各成膜室に接続
された真空ポンプによって排気し、原料ガス分離用のＨ
_２ 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等のガスを、ガス
ボンベからマスフローコントローラーを介して各ガスゲ
ート１０７に導入する。When the temperature of the belt-shaped substrate is stabilized, the introduction of gases such as H ₂ , He, Ar, Ne, Kr, and Xe from the film forming chamber is stopped, and each of the film forming chambers 102A to 105C is connected to each of the film forming chambers. Exhausted by a vacuum pump, and
_2. A gas such as He, Ar, Ne, Kr, or Xe is introduced into each gas gate 107 from a gas cylinder via a mass flow controller.

【０１９９】ガスの流量が安定したら、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜室１０３Ａ、１０
３Ｂの排気をロータリーポンプ、メカニカルブースター
ポンプ等の低真空ポンプから、ターボ分子ポンプ、油拡
散ポンプ等の高真空ポンプに切り替える。When the flow rate of the gas is stabilized, the i-type semiconductor layer film forming chambers 103A, 103A,
The exhaust of 3B is switched from a low vacuum pump such as a rotary pump and a mechanical booster pump to a high vacuum pump such as a turbo molecular pump and an oil diffusion pump.

【０２００】次に、各成膜室１０２Ａ〜１０５Ｃに半導
体層形成用の原料ガスをガスボンベからマスフローコン
トローラーを介して所定の流量を導入する。Then, a predetermined flow rate of a source gas for forming a semiconductor layer is introduced into each of the film forming chambers 102A to 105C from a gas cylinder via a mass flow controller.

【０２０１】各成膜室の原料ガスの流量が安定したら、
各成膜室の排気能力を排気管に設けた排気量調整バルブ
等によって調整し、各成膜室を所定の圧力に設定する。When the flow rate of the source gas in each film forming chamber is stabilized,
The evacuation capacity of each of the film forming chambers is adjusted by an exhaust amount adjusting valve or the like provided in an exhaust pipe, and each of the film forming chambers is set to a predetermined pressure.

【０２０２】原料ガスを導入した場合の各室の好ましい
内圧は、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による成膜室１０
３Ａ、１０３Ｂは０．１〜１０Ｐａ、その他は１０〜１
０００Ｐａである。なお、不純物ガスの混入を防ぐため
に、ｉ型半導体層の成膜室１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４
Ｃの内圧はそれぞれｐ型半導体層の成膜室１０５Ａ、１
０５Ｂ、１０５Ｃの内圧より、ｎ型半導体の成膜室１０
２Ａの内圧は帯状基板の巻き出し室１０１の内圧より、
ｐ型層の成膜室１０５Ｃの内圧は帯状基板の巻き取り室
１０６の内圧より、それぞれやや高く設定することが望
ましい。The preferable internal pressure of each chamber when the source gas is introduced is the film forming chamber 10 by the microwave plasma CVD method.
3A, 103B: 0.1 to 10 Pa, others: 10 to 1
000 Pa. Note that the i-type semiconductor layer deposition chambers 104A, 104B, 104
The internal pressures of C are p-type semiconductor layer deposition chambers 105A and 105A, respectively.
The n-type semiconductor film formation chamber 10
The internal pressure of 2A is higher than the internal pressure of the unwinding chamber 101 of the belt-like substrate.
It is desirable that the internal pressure of the p-type layer film formation chamber 105C be set slightly higher than the internal pressure of the strip-shaped substrate winding chamber 106, respectively.

【０２０３】各成膜室の圧力が安定したら、各成膜室１
０２Ａ〜１０５Ｃ内にそれぞれマイクロ波電力、高周波
電力、低周波電力、直流電力等の放電電力を投入する。
放電電力の投入によって各成膜室内の原料ガスは電離さ
れ、プラズマを形成する。When the pressure in each film forming chamber is stabilized, each film forming chamber 1
Discharge power such as microwave power, high-frequency power, low-frequency power, and DC power is supplied to each of 02A to 105C.
The source gas in each of the film forming chambers is ionized by the application of the discharge power to form plasma.

【０２０４】以上のように帯状基板を一定速度で移動さ
せながら各成膜室１０２Ａ〜１０５Ｃ内において同時に
プラズマを形成することにより、連続的に移動する帯状
基板上にはそれぞれの成膜室内で半導体層が形成され、
ｎｉｐｎｉｐｎｉｐまたはｐｉｎｐｉｎｐｉｎ構造の半
導体体積層膜が連続的に形成される。As described above, the plasma is simultaneously formed in each of the film forming chambers 102A to 105C while moving the band-shaped substrate at a constant speed, so that the semiconductor substrate is formed in each of the film-forming chambers on the continuously moving band-shaped substrate. A layer is formed,
A semiconductor laminated film having a nipnipnip or pinpinpin structure is continuously formed.

【０２０５】この時、各成膜室１０２Ａ〜１０５Ｃにお
ける各半導体層の形成条件は以下の通りである。At this time, the conditions for forming each semiconductor layer in each of the film forming chambers 102A to 105C are as follows.

【０２０６】（成膜室１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃに
おける成膜条件）成膜室１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ
においては高周波プラズマＣＶＤ法によってｎ（または
ｐ）型のシリコン系非単結晶半導体層が形成される。(Film formation conditions in film formation chambers 102A, 102B, 102C) Film formation chambers 102A, 102B, 102C
In the above, an n (or p) type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is formed by a high-frequency plasma CVD method.

【０２０７】該成膜室に導入される原料ガスとしては、
少なくともＳｉ原子を含有したガス化し得る化合物を含
む。Ｓｉ原子を含有したガス化し得る化合物としてはＳ
ｉＨ_４、Ｓｉ_２Ｈ_６、ＳｉＦ_４、ＳｉＦＨ_３、ＳｉＦ_２
Ｈ_２ 、ＳｉＦ_３Ｈ、Ｓｉ_３Ｈ_８、ＳｉＤ_４、ＳｉＨＤ
_３、Ｓｉ_２Ｄ_２、ＳｉＨ_３Ｄ、Ｓｉ_２Ｄ_３Ｈ_３等が挙げ
られる。また、原料ガスには光学的バンドギャップを狭
める目的でＧｅ原子を含有するガス化し得る化合物を含
んでいても良い。As the source gas introduced into the film forming chamber,
It contains a gasifiable compound containing at least Si atoms. As a gasizable compound containing a Si atom, S
iH ₄ , Si ₂ H ₆ , SiF ₄ , SiFH ₃ , SiF ₂
H ₂ , SiF ₃ H, Si ₃ H ₈ , SiD ₄ , SiHD
₃ , Si ₂ D ₂ , SiH ₃ D, Si ₂ D ₃ H _{3 and the} like. Further, the source gas may contain a gasizable compound containing Ge atoms for the purpose of narrowing the optical band gap.

【０２０８】具体的にはＧｅ原子を含有するガス化し得
る化合物としてはＧｅＨ_４、ＧｅＤ_４、ＧｅＦ_４、Ｇｅ
ＦＨ_３、ＧｅＦ_２Ｈ_２、ＧｅＦ_３Ｈ、ＧｅＨＤ_３、Ｇｅ
Ｈ_２Ｄ_２、ＧｅＨ_３Ｄ等が挙げられる。さらにまた、原
料ガスには光学的バンドギャップを広げる目的でＣ、
Ｏ、Ｎ等の原子を含有するガス化し得る化合物を含んで
いても良い。Specifically, the gasizable compounds containing Ge atoms include GeH ₄ , GeD ₄ , GeF ₄ , and Ge
FH ₃ , GeF ₂ H ₂ , GeF ₃ H, GeHD ₃ , Ge
H ₂ D ₂ , GeH ₃ D and the like can be mentioned. Furthermore, C, for the purpose of expanding the optical band gap,
It may contain a gasifiable compound containing atoms such as O and N.

【０２０９】具体的にＣ原子を含有するガス化し得る化
合物としてはＣＨ_４、ＣＤ_４、Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは整
数）、Ｃ_ｎＨ_２ｎ（ｎは整数）、Ｃ_２Ｈ_２、Ｃ_６Ｈ_６、
ＣＯ_２、ＣＯ等が挙げられる。Specific examples of the gasizable compound containing a C atom include CH ₄ , CD ₄ , C _n H _{2n + 2} (n is an integer), C _n H _2n (n is an integer), C ₂ H ₂ , and C ₆ H ₆ ,
CO ₂ , CO and the like can be mentioned.

【０２１０】Ｏ原子を含有するガス化し得る化合物とし
てはＯ_２、ＣＯ、ＣＯ_２、ＮＯ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ、ＣＨ
_３ＣＨ_２ＯＨ、ＣＨ_３ＯＨ等が挙げられる。Examples of the gasizable compound containing an O atom include O ₂ , CO, CO ₂ , NO, NO ₂ , N ₂ O, and CH.
₃ CH ₂ OH, CH ₃ OH and the like.

【０２１１】Ｎ原子を含有するガス化し得る化合物とし
てはＮ_２、ＮＨ_３、ＮＤ_３、ＮＯ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏが挙
げられる。Examples of the gasizable compound containing an N atom include N ₂ , NH ₃ , ND ₃ , NO, NO ₂ , and N ₂ O.

【０２１２】また、原料ガス中には形成される非単結晶
半導体層の伝導型をｎ（またはｐ）型に価電子制御する
ために周期律表第Ｖ族（または第ＩＩＩ族）の原子を含
有するガス化し得る化合物を含む。Further, in order to control the conduction type of the formed non-single-crystal semiconductor layer to n (or p) type in the source gas, atoms of Group V (or Group III) of the periodic table are added. Contains gasifiable compounds.

【０２１３】第Ｖ族原子導入用の出発物質として有効に
使用されるものとしては、具体的にはＰ原子導入用には
ＰＨ_３、Ｐ_２Ｈ_４等の水素化リン、ＰＨ_４Ｉ、ＰＦ_３、
ＰＦ_５、ＰＣｌ_３、ＰＣｌ_５、ＰＢｒ_３、ＰＢｒ_５、Ｐ
Ｉ_３等のハロゲン化リンを挙げることができる。このほ
かにＡｓＨ_３、ＡｓＦ_３、ＡｓＣｌ_３、ＡｓＢｒ_３、Ａ
ｓＦ_５、ＳｂＦ_３、ＳｂＦ_５、ＳｂＣｌ_３、ＳｂＣ
ｌ_５、ＢｉＨ_３、ＢｉＣｌ_３、ＢｉＢｒ_３等も挙げるこ
とができる。特にＰＨ_３、ＰＦ_３、ＡｓＨ_３が適してい
る。Examples of useful starting materials for introducing Group V atoms include phosphorus hydrides such as PH ₃ and P ₂ H ₄ , PH ₄ I and PF for introducing P atoms. ₃ ,
PF ₅ , PCl ₃ , PCl ₅ , PBr ₃ , PBr ₅ , P
And halogenated phosphorus such as I _3. In addition, AsH ₃ , AsF ₃ , AsCl ₃ , AsBr ₃ , A
_{sF 5, SbF 3, SbF 5} , SbCl 3, SbC
₁₅ , BiH ₃ , BiCl ₃ , BiBr _{3 and the} like can also be mentioned. Particularly, PH ₃ , PF ₃ , and AsH ₃ are suitable.

【０２１４】第ＩＩＩ族原子導入用の出発物質として有
効に使用されるものとしては、具体的にはＢ原子導入に
はＢ_２Ｈ_６、Ｂ_４Ｈ_１０、Ｂ_５Ｈ_９、Ｂ_６Ｈ_１１、Ｂ_６
Ｈ_１２、Ｂ_５Ｈ_１４等の水素化ホウ素、ＢＦ_３、ＢＣｌ
_３等のハロゲン化ホウ素を挙げることができる。このほ
かにＡｌＣｌ_３、ＧａＣｌ_３、ＩｎＣｌ_３等も挙げるこ
とができる。特にＢ_２Ｈ_６、ＢＦ_３が適している。[0214] As a material effectively used as a starting material for introducing a Group III atom, specifically, for introducing a B atom, B ₂ H ₆ , B ₄ H ₁₀ , B ₅ H ₉ , B ₆ H ₁₁ , B ₆
H ₁₂ , borohydride such as B ₅ H ₁₄ , BF ₃ , BCl
_And boron halide such as ₃ . In addition, AlCl ₃ , GaCl ₃ , InCl _{3 and the} like can also be mentioned. Particularly, B ₂ H ₆ and BF ₃ are suitable.

【０２１５】また、原料ガスにはＨ_２、Ｄ_２、Ｈｅ、Ｎ
ｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒ等の希釈ガスを含んでいても良
い。The source gas is H ₂ , D ₂ , He, N
It may contain a diluent gas such as e, Ar, Xe, or Kr.

【０２１６】該成膜室に投入される放電電力は高周波プ
ラズマを形成するためのものであり、少なくとも高周波
電力を含む。投入される高周波電力は成膜室に導入され
る原料ガスの流量に応じて適宜決定されるが、プラズマ
形成空間に対して０．００１〜１Ｗ／ｃｍ^３ の範囲が
好ましく、リップル等の変動が少ない安定した連続発振
波であることが望ましい。高周波電力の周波数として
は、１Ｍ〜５００ＭＨｚの範囲が好ましく、１３．５６
ＭＨｚの工業用周波数が好適に用いられ、周波数の変動
の少ないものであることが好ましい。The discharge power supplied to the film forming chamber is for forming high-frequency plasma, and includes at least high-frequency power. The high-frequency power to be supplied is appropriately determined according to the flow rate of the source gas introduced into the film formation chamber, but is preferably in the range of 0.001 to 1 W / cm ³ with respect to the plasma formation space, and fluctuations such as ripples are suppressed. It is desirable that the continuous oscillation wave is small and stable. The frequency of the high-frequency power is preferably in the range of 1 M to 500 MHz, and 13.56.
An industrial frequency of MHz is preferably used, and preferably has little frequency fluctuation.

【０２１７】高周波電力とともに直流電力を投入しても
よく、高周波放電電極や放電電極とは別に設けた電極
に、電極側が正になる向きに１０〜２００Ｖの電圧をス
パーク等の異常放電の起こらない範囲内で投入すること
が好ましい。DC power may be supplied together with high-frequency power, and a voltage of 10 to 200 V is applied to the high-frequency discharge electrode or an electrode provided separately from the discharge electrode so that the electrode side becomes positive so that abnormal discharge such as spark does not occur. It is preferable to charge within the range.

【０２１８】このような高周波電力を成膜室に投入し、
好ましくは同時に直流電力を投入し、成膜室内において
原料ガスを電離、分解して、帯状基板上にｎ（または
ｐ）型のシリコン系非単結晶半導体層の形成を行なう。[0218] Such high frequency power is supplied to the film forming chamber,
Preferably, DC power is supplied at the same time to ionize and decompose the source gas in the film formation chamber to form an n (or p) type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer on the belt-like substrate.

【０２１９】なお、このような成膜条件で形成される半
導体層は、シリコン系材料の非晶質（いわゆる微結晶も
含まれる）から多結晶までの非単結晶材料である。The semiconductor layer formed under such film formation conditions is a non-single-crystal silicon-based material from amorphous (including so-called microcrystal) to polycrystalline.

【０２２０】（成膜室１０３Ａ、１０３Ｂにおける成膜
条件）成膜室１０３Ａ、１０３Ｂにおいてはマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によってｉ型のシリコン系非単結晶半
導体層が形成される。(Film Formation Conditions in Film Forming Chambers 103A and 103B) In the film forming chambers 103A and 103B, an i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is formed by a microwave plasma CVD method.

【０２２１】該成膜室に導入される原料ガスとしては、
少なくともＳｉ原子を含有したガス化し得る化合物を含
む。Ｓｉ原子を含有したガス化し得る化合物としてはＳ
ｉＨ_４ 、Ｓｉ_２ Ｈ_６ 、ＳｉＦ_４ 、ＳｉＦＨ_３
、ＳｉＦ_２ Ｈ_２ 、ＳｉＦ_３ Ｈ、Ｓｉ_３ Ｈ_６
、ＳｉＤ_４ 、ＳｉＨＤ_３ 、ＳｉＨ_２ Ｄ_２ 、Ｓ
ｉＨ_３ Ｄ、Ｓｉ_２ Ｄ_３ Ｈ_３ 等が挙げられる。ま
た、原料ガスには光学的バンドギャップを狭める目的で
Ｇｅ原子を含有するガス化し得る化合物を含んでいても
良い。The source gas introduced into the film forming chamber includes:
It contains a gasifiable compound containing at least Si atoms. As a gasizable compound containing a Si atom, S
iH ₄ , Si ₂ H ₆ , SiF ₄ , SiFH ₃
, SiF ₂ H ₂ , SiF ₃ H, Si ₃ H ₆
, SiD ₄ , SiHD ₃ , SiH ₂ D ₂ , S
iH ₃ D, Si ₂ D ₃ H _{3 and the} like. Further, the source gas may contain a gasizable compound containing Ge atoms for the purpose of narrowing the optical band gap.

【０２２２】具体的にＧｅ原子を含有するガス化し得る
化合物としてはＧｅＨ_４ 、ＧｅＤ_４ 、ＧｅＦ_４ 、
ＧｅＦＨ_３ 、ＧｅＦ_２ Ｈ_２ 、ＧｅＦ_３ Ｈ、Ｇｅ
ＨＤ_３ 、ＧｅＨ_２ Ｄ_２ 、ＧｅＨ_３ Ｄ等が挙げら
れる。さらにまた、原料ガスには光学的バンドギャップ
を広げる目的でＣ、Ｏ、Ｎ等の原子を含有するガス化し
得る化合物を含んでいても良い。Specific examples of the gasizable compound containing a Ge atom include GeH ₄ , GeD ₄ , GeF ₄ ,
GeFH ₃ , GeF ₂ H ₂ , GeF ₃ H, Ge
HD ₃ , GeH ₂ D ₂ , GeH ₃ D and the like. Furthermore, the source gas may contain a gasizable compound containing atoms such as C, O, and N for the purpose of widening the optical band gap.

【０２２３】具体的にＣ原子を含有するガス化し得る化
合物としてはＣＨ_４ 、ＣＤ_４ 、Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎ
は整数）、Ｃ_ｎＨ_２ｎ（ｎは整数）、Ｃ_２ Ｈ_２ 、Ｃ
_６Ｈ_６ 、ＣＯ_２ 、ＣＯ等が挙げられる。Specific examples of the gasizable compound containing a C atom include CH ₄ , CD ₄ , C _n H _{2n + 2} (n
Is an _integer), C _{n H 2n (n} is an _integer), C _{2 H 2,} C
₆ H ₆ , CO ₂ , CO and the like.

【０２２４】Ｏ原子を含有するガス化し得る化合物とし
てはＯ_２ 、ＣＯ、ＣＯ_２ 、ＮＯ、ＮＯ_２ 、Ｎ_２
Ｏ、ＣＨ_３ ＣＨ_２ ＯＨ、ＣＨ_３ ＯＨ等が挙げられ
る。Examples of gasizable compounds containing O atoms include O ₂ , CO, CO ₂ , NO, NO ₂ , and N _2.
O, CH ₃ CH ₂ OH, CH ₃ OH and the like.

【０２２５】Ｎ原子を含有するガス化し得る化合物とし
てはＮ_２ 、ＮＨ_３ 、ＮＤ_３ 、ＮＯ、ＮＯ_２ 、Ｎ
_２ Ｏ等が挙げられる。Examples of the gasizable compound containing an N atom include N ₂ , NH ₃ , ND ₃ , NO, NO ₂ , N
₂ O and the like.

【０２２６】また、該成膜室で形成される半導体層は実
質的に真性であれば微量の価電子制御用の不純物を含ん
でいてもよく、原料ガス中には微量の周期律表第Ｖ族ま
たは第ＩＩＩ族の原子を含有するガス化し得る化合物を
含んでいてもよい。The semiconductor layer formed in the film formation chamber may contain a trace amount of impurities for controlling valence electrons if it is substantially intrinsic. It may also include gasifiable compounds containing Group or Group III atoms.

【０２２７】第Ｖ族原子導入用の出発物質として有効に
使用されるものとしては、具体的にはＰ原子導入用には
ＰＨ_３ 、Ｐ_２ Ｈ_４ 等の水素化リン、ＰＨ_４ 、
Ｉ、ＰＦ_３ 、ＰＦ_５ 、ＰＣｌ_３ 、ＰＣｌ_５ 、Ｐ
Ｂｒ_３ 、ＰＢｒ_５ 、ＰＩ_３等のハロゲン化リンを挙
げることができる。このほかにＡｓＨ_３ 、ＡｓＦ_３、
ＡｓＣｌ_３ 、ＡｓＢｒ_３ 、ＡｓＦ_５ 、ＳｂＦ_３
、ＳｂＦ_５ 、ＳｂＣｌ_３ 、ＳｂＣｌ_５ 、ＢｉＨ
_３ 、ＢｉＣｌ_３ 、ＢｉＢｒ_３ 等も挙げることがで
きる。特にＰＨ_３ 、ＰＦ_３ 、ＡｓＨ_３ が適してい
る。Examples of the substance effectively used as a starting material for introducing a Group V atom include phosphorus hydrides such as PH ₃ and P ₂ H ₄ , PH ₄ ,
I, PF ₃ , PF ₅ , PCl ₃ , PCl ₅ , P
Examples thereof include phosphorus halides such as Br ₃ , PBr ₅ , and PI ₃ . In addition, AsH ₃ , AsF ₃ ,
AsCl ₃ , AsBr ₃ , AsF ₅ , SbF ₃
, SbF ₅ , SbCl ₃ , SbCl ₅ , BiH
₃ , BiCl ₃ , BiBr _{3 and the} like. Particularly, PH ₃ , PF ₃ , and AsH ₃ are suitable.

【０２２８】第ＩＩＩ族原子導入用の出発物質として有
効に使用されるものとしては、具体的にはＢ原子導入用
にはＢ_２ Ｈ_６ 、Ｂ_４ Ｈ_１０、Ｂ_５ Ｈ_９ 、Ｂ_５
Ｈ_１１、Ｂ_６ Ｈ_１２、Ｂ_６ Ｈ_１４等の水素化ホウ
素、ＢＦ_３ 、ＢＣｌ_３ 等のハロゲン化ホウ素を挙げ
ることができる。このほかにＡｌＣｌ_３ 、ＧａＣｌ_３
、ＩｎＣｌ_３ 等も挙げることができる。特にＢ_２
Ｈ_６ 、ＢＦ_３ が適している。Examples of the material effectively used as a starting material for introducing a group III atom include B ₂ H ₆ , B ₄ H ₁₀ , B ₅ H ₉ , and B ₅ for introducing a B atom.
Examples thereof include borohydrides such as H ₁₁ , B ₆ H ₁₂ and B ₆ H ₁₄ and boron halides such as BF ₃ and BCl ₃ . In addition, AlCl ₃ , GaCl ₃
, InCl _{3 and the} like. Especially B ₂
H ₆ and BF ₃ are suitable.

【０２２９】また、原料ガスにはＨ_２ 、Ｄ_２ 、Ｈ
ｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒ等の希釈ガスを含んでいて
も良い。The source gas is H ₂ , D ₂ , H
It may contain a diluent gas such as e, Ne, Ar, Xe, and Kr.

【０２３０】該成膜室に投入される放電電力は前記原料
ガスを電離しマイクロ波プラズマを形成するためのもの
であり、少なくともマイクロ波電力を含む。投入される
マイクロ波電力は成膜室に導入される原料ガスの流量に
応じて適宜決定されるが、プラズマ形成空間に対して
０．０１〜１Ｗ／ｃｍ^３ の範囲が好ましく、リップル
等の変動が少ない安定した連続発振波であることが望ま
しい。マイクロ波電力の周波数としては、５００Ｍ〜１
０ＧＨｚの範囲が好ましく、２．４５ＧＨｚの工業用周
波数が好適に用いられ、周波数の変動の少ないものであ
ることが好ましい。The discharge power supplied to the film forming chamber is used to ionize the raw material gas to form microwave plasma, and includes at least microwave power. The applied microwave power is appropriately determined according to the flow rate of the source gas introduced into the film formation chamber, but is preferably in the range of 0.01 to 1 W / cm ³ with respect to the plasma formation space, and the fluctuation of ripples and the like. It is desirable that the continuous oscillation wave has a small number of stable oscillations. The frequency of the microwave power is 500 M to 1
A range of 0 GHz is preferable, and an industrial frequency of 2.45 GHz is suitably used, and it is preferable that the frequency change is small.

【０２３１】さらに、本発明の装置のマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型半導体層の成膜室１０３Ａ、１０
３Ｂには、マイクロ波電力とともに高周波電力あるいは
直流電力を、マイクロ波プラズマ形成空間内にバイアス
電極を設けて投入することが望ましい。Further, the i-type semiconductor layer film forming chambers 103A, 103A,
It is desirable that high frequency power or DC power be supplied to 3B together with microwave power by providing a bias electrode in the microwave plasma formation space.

【０２３２】高周波電力を投入する場合、その電力は
０．０２〜２Ｗ／ｃｍ^３ の範囲が好ましく、周波数と
しては１Ｍ〜５００ＭＨｚの範囲が好ましく、１３．５
６ＭＨｚの工業用周波数が好適に用いられる。また、直
流電力を投入する場合、バイアス電極側が正になる向き
に１０〜３００Ｖの電圧をスパーク等の異常放電の起こ
らない範囲内で投入することが好ましい。When high-frequency power is supplied, the power is preferably in the range of 0.02 to 2 W / cm ³ , and the frequency is preferably in the range of 1 to 500 MHz, and 13.5.
An industrial frequency of 6 MHz is preferably used. When DC power is applied, it is preferable to apply a voltage of 10 to 300 V in a direction in which abnormal discharge such as spark does not occur in a direction in which the bias electrode side becomes positive.

【０２３３】このようなマイクロ波電力を成膜室に投入
し、望ましくは同時に高周波あるいは直流電力を投入
し、成膜室内において原料ガスを電離、分解して、帯状
基板上にｉ型のシリコン系非単結晶半導体層の形成を行
なう。[0233] Such microwave power is supplied to the film forming chamber, preferably high frequency or DC power is supplied simultaneously, and the source gas is ionized and decomposed in the film forming chamber to form an i-type silicon-based material on the belt-shaped substrate. A non-single-crystal semiconductor layer is formed.

【０２３４】なお、このような成膜条件で形成される半
導体層は、シリコン系材料の非晶質（いわゆる微結晶も
含まれる）から多結晶までの非単結晶材料である。Note that the semiconductor layer formed under such film formation conditions is a non-single-crystal silicon-based material from amorphous (including so-called microcrystal) to polycrystalline.

【０２３５】（成膜室１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃに
おける成膜条件）成膜室１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ
においては高周波プラズマＣＶＤ法によってｉ型のシリ
コン系非単結晶半導体層が形成される。(Deposition conditions in the deposition chambers 104A, 104B, 104C) The deposition chambers 104A, 104B, 104C
, An i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is formed by a high-frequency plasma CVD method.

【０２３６】該成膜室に導入される原料ガスとしては、
少なくともＳｉ原子を含有したガス化し得る化合物を含
む。Ｓｉ原子を含有したガス化し得る化合物としてはＳ
ｉＨ_４ 、Ｓｉ_２ Ｈ_６ 、ＳｉＦ_４ 、ＳｉＦＨ_３
、ＳｉＦ_２ Ｈ_２ 、ＳｉＦ_３ Ｈ、Ｓｉ_３ Ｈ_８
、ＳｉＤ_４ 、ＳｉＨＤ_３ 、ＳｉＨ_２ Ｄ_２ 、Ｓ
ｉＨ_３ Ｄ、Ｓｉ_２ Ｄ_３ Ｈ_３ 等が挙げられる。ま
た、原料ガスには光学的バンドギャップを狭める目的で
Ｇｅ原子を含有するガス化し得る化合物を含んでいても
良い。As the source gas introduced into the film forming chamber,
It contains a gasifiable compound containing at least Si atoms. As a gasizable compound containing a Si atom, S
iH ₄ , Si ₂ H ₆ , SiF ₄ , SiFH ₃
, SiF ₂ H ₂ , SiF ₃ H, Si ₃ H ₈
, SiD ₄ , SiHD ₃ , SiH ₂ D ₂ , S
iH ₃ D, Si ₂ D ₃ H _{3 and the} like. Further, the source gas may contain a gasizable compound containing Ge atoms for the purpose of narrowing the optical band gap.

【０２３７】具体的にＧｅ原子を含有するガス化し得る
化合物としてはＧｅＨ_４ 、ＧｅＤ_４ 、ＧｅＦ_４ 、
ＧｅＦＨ_３ 、ＧｅＦ_２ Ｈ_２ 、ＧｅＦ_３ Ｈ、Ｇｅ
ＨＤ_３ 、ＧｅＨ_２ Ｄ_２ 、ＧｅＨ_３ Ｄ等が挙げら
れる。さらにまた、原料ガスには光学的バンドギャップ
を広げる目的でＣ、Ｏ、Ｎ等の原子を含有するガス化し
得る化合物を含んでいても良い。Specific examples of the gasizable compounds containing Ge atoms include GeH ₄ , GeD ₄ , GeF ₄ ,
GeFH ₃ , GeF ₂ H ₂ , GeF ₃ H, Ge
HD ₃ , GeH ₂ D ₂ , GeH ₃ D and the like. Furthermore, the source gas may contain a gasizable compound containing atoms such as C, O, and N for the purpose of widening the optical band gap.

【０２３８】具体的にＣ原子を含有するガス化し得る化
合物としてはＣＨ_４ 、ＣＤ_４ 、Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎ
は整数）、Ｃ_ｎＨ_２ｎ（ｎは整数）、Ｃ_２ Ｈ_２ 、Ｃ
_６Ｈ_６ 、ＣＯ_２ 、ＣＯ等が挙げられる。Specific examples of the gasizable compound containing a C atom include CH ₄ , CD ₄ , C _n H _{2n + 2} (n
Is an _integer), C _{n H 2n (n} is an _integer), C _{2 H 2,} C
₆ H ₆ , CO ₂ , CO and the like.

【０２３９】Ｏ原子を含有するガス化し得る化合物とし
てはＯ_２ 、ＣＯ、ＣＯ_２ 、ＮＯ、ＮＯ_２ 、Ｎ_２
Ｏ、ＣＨ_３ ＣＨ、ＣＨ_３ ＣＨ_２ ＯＨ、ＣＨ_３ Ｏ
Ｈ等が挙げられる。Examples of gasizable compounds containing O atoms include O ₂ , CO, CO ₂ , NO, NO ₂ , and N ₂
O, CH ₃ CH, CH ₃ CH ₂ OH, CH ₃ O
H and the like.

【０２４０】Ｎ原子を含有するガス化し得る化合物とし
てはＮ_２ 、ＮＨ_３ 、ＮＤ_３ 、ＮＯ、ＮＯ_２ 、Ｎ
_２ Ｏ等が挙げられる。Examples of the gasizable compounds containing N atoms include N ₂ , NH ₃ , ND ₃ , NO, NO ₂ , N
₂ O and the like.

【０２４１】また、該成膜室で形成される半導体層は実
質的に真性であれば微量の価電子制御用の不純物を含ん
でいてもよく、原料ガス中には微量の周期律表第Ｖ族ま
たは第ＩＩＩ族の原子を含有するガス化し得る化合物を
含んでいてもよい。The semiconductor layer formed in the film formation chamber may contain a trace amount of impurities for controlling valence electrons if it is substantially intrinsic. It may also include gasifiable compounds containing Group or Group III atoms.

【０２４２】第Ｖ族原子導入用の出発物質として有効に
使用されるものとしては、具体的にはＰ原子導入用には
ＰＨ_３ 、Ｐ_２ Ｈ_４ 等の水素化リン、ＰＨ_４ Ｉ、
ＰＦ_３ 、ＰＦ_５ 、ＰＣｌ_３ 、ＰＣｌ_５ 、ＰＢｒ
_３ 、ＰＢｒ_５ 、ＰＩ_３等のハロゲン化リンを挙げる
ことができる。このほかにＡｓＨ_３ 、ＡｓＦ_３、Ａｓ
Ｃｌ_３ 、ＡｓＢｒ_３ 、ＡｓＦ_５ 、ＳｂＦ_３ 、Ｓ
ｂＦ_５ ，ＳｂＣｌ_３ 、ＳｂＣｌ_５ 、ＢｉＨ_３ 、
ＢｉＣｌ_３ 、ＢｉＢｒ_３ 等も挙げることができる。
特にＰＨ_３ 、ＰＦ_３ 、ＡｓＨ_３ が適している。Examples of the material effectively used as a starting material for introducing a Group V atom include phosphorus hydride such as PH ₃ and P ₂ H ₄ , PH ₄ I,
PF ₃ , PF ₅ , PCl ₃ , PCl ₅ , PBr
₃ , PBr ₅ , PI _{3 and the} like. In addition, AsH ₃ , AsF ₃ , As
Cl ₃ , AsBr ₃ , AsF ₅ , SbF ₃ , S
bF ₅ , SbCl ₃ , SbCl ₅ , BiH ₃ ,
BiCl ₃ , BiBr _{3 and the} like can also be mentioned.
Particularly, PH ₃ , PF ₃ , and AsH ₃ are suitable.

【０２４３】第ＩＩＩ族原子導入用の出発物質として有
効に使用されるものとしては、具体的にはＢ原子導入用
にはＢ_２ Ｈ_６ 、Ｂ_４ Ｈ_１０、Ｂ_６ Ｈ_９ 、Ｂ_５
Ｈ_１１、Ｂ_６ Ｈ_１２、Ｂ_６ Ｈ_１４等の水素化ホウ
素、ＢＦ_３ 、ＢＣｌ_３ 等のハロゲン化ホウ素を挙げ
ることができる。このほかにＡｌＣｌ_３ 、ＧａＣｌ_３
、ＩｎＣｌ_３ 等も挙げることができる。特にＢ_２
Ｈ_６ 、ＢＦ_３ が適している。Examples of the material effectively used as a starting material for introducing a group III atom include B ₂ H ₆ , B ₄ H ₁₀ , B ₆ H ₉ , and B ₅ for introducing a B atom.
Examples thereof include borohydrides such as H ₁₁ , B ₆ H ₁₂ and B ₆ H ₁₄ and boron halides such as BF ₃ and BCl ₃ . In addition, AlCl ₃ , GaCl ₃
, InCl _{3 and the} like. Especially B ₂
H ₆ and BF ₃ are suitable.

【０２４４】また、原料ガスにはＨ_２ 、Ｄ_２ 、Ｈ
ｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒ等の希釈ガスを含んでいて
も良い。The source gas is H ₂ , D ₂ , H
It may contain a diluent gas such as e, Ne, Ar, Xe, and Kr.

【０２４５】該成膜室に投入される放電電力は前記原料
ガスを電離し高周波プラズマを形成するためのものであ
り、少なくとも高周波電力を含む。投入される高周波電
力は成膜室に導入される原料ガスの流量に応じて適宜決
定されるが、プラズマ形成空間に対して０．０１〜１Ｗ
／ｃｍ^３ の範囲が好ましく、リップル等の変動が少な
い安定した連続発振波であることが望ましい。高周波電
力の周波数としては、１Ｍ〜５００ＭＨｚの範囲が好ま
しく、１３．５６ＭＨｚの工業用周波数が好適に用いら
れ、周波数の変動の少ないものであることが好ましい。The discharge power supplied to the film forming chamber is for ionizing the raw material gas to form high-frequency plasma, and includes at least high-frequency power. The high-frequency power to be supplied is appropriately determined according to the flow rate of the source gas introduced into the film formation chamber.
/ Cm ³ , and a stable continuous wave with little fluctuation such as ripple. The frequency of the high-frequency power is preferably in the range of 1 M to 500 MHz, an industrial frequency of 13.56 MHz is suitably used, and it is preferable that the frequency has little fluctuation.

【０２４６】高周波電力とともに直流電力を投入しても
よく、高周波放電電極や放電電極とは別に設けた電極
に、電極側が正になる向きに１０〜２００Ｖの電圧をス
パーク等の異常放電の起こらない範囲内で投入すること
が好ましい。DC power may be supplied together with high-frequency power, and a voltage of 10 to 200 V is applied to the high-frequency discharge electrode or an electrode provided separately from the discharge electrode so that the electrode side becomes positive so that abnormal discharge such as spark does not occur. It is preferable to charge within the range.

【０２４７】このような高周波電力を成膜室に投入し、
好ましくは同時に直流電力を投入し、成膜室内において
原料ガスを電離、分解して、帯状基板上にｉ型のシリコ
ン系非単結晶半導体層の形成を行なう。[0247] Such high frequency power is supplied to the film forming chamber,
Preferably, a DC power is supplied at the same time to ionize and decompose the raw material gas in the film formation chamber to form an i-type silicon-based non-single-crystal semiconductor layer on the belt-like substrate.

【０２４８】なお、このような成膜条件で形成される半
導体層は、シリコン系材料の非晶質（いわゆる微結晶も
含まれる）から多結晶までの非単結晶材料である。Note that the semiconductor layer formed under such film formation conditions is a non-single-crystal material of a silicon-based material ranging from amorphous (including so-called microcrystal) to polycrystal.

【０２４９】（成膜室１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃに
おける成膜条件）成膜室１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ
においてはプラズマドーピングによってｐ（またはｎ）
型のシリコン系非単結晶半導体層が形成される。(Deposition conditions in the deposition chambers 105A, 105B, 105C) The deposition chambers 105A, 105B, 105C
In the case of p (or n) by plasma doping
A silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is formed.

【０２５０】該成膜室に導入される原料ガスとしては、
ｉ型の非単結晶半導体層表面近傍をプラズマドーピング
によってｐ（またはｎ）型にするために周期律表第ＩＩ
Ｉ族（または第Ｖ族）の原子を含有するガス化し得る化
合物を含む。As the source gas introduced into the film forming chamber,
In order to make the vicinity of the surface of the i-type non-single-crystal semiconductor layer into the p (or n) type by plasma doping, the periodic table II
Includes gasifiable compounds containing Group I (or Group V) atoms.

【０２５１】第ＩＩＩ族原子導入用の出発物質として有
効に使用されるものとしては、具体的にはＢ原子導入用
にはＢ_２ Ｈ_６ 、Ｂ_４ Ｈ_１０、Ｂ_５ Ｈ_９ 、Ｂ_５
Ｈ_１１、Ｂ_６ Ｈ_１２、Ｂ_６ Ｈ_１４等の水素化ホウ
素、ＢＦ_３ 、ＢＣｌ_３ 等のハロゲン化ホウ素を挙げ
ることができる。このほかにＡｌＣｌ_３ 、ＧａＣｌ_３
、ＩｎＣｌ_３ 等も挙げることができる。特にＢ_２
Ｈ_６ 、ＢＦ_３ が適している。Examples of the material effectively used as a starting material for introducing a group III atom include B ₂ H ₆ , B ₄ H ₁₀ , B ₅ H ₉ , and B ₅ for introducing a B atom.
Examples thereof include borohydrides such as H ₁₁ , B ₆ H ₁₂ and B ₆ H ₁₄ and boron halides such as BF ₃ and BCl ₃ . In addition, AlCl ₃ , GaCl ₃
, InCl _{3 and the} like. Especially B ₂
H ₆ and BF ₃ are suitable.

【０２５２】第Ｖ族原子導入用の出発物質として有効に
使用されるものとしては、具体的にはＰ原子導入用には
ＰＨ_３ 、Ｐ_２ Ｈ_４ 等の水素化リン、ＰＨ_４ Ｉ、
ＰＦ_３ 、ＰＦ_５ 、ＰＣｌ_３ 、ＰＣｌ_５ 、ＰＢｒ
_３ 、ＰＢｒ_５ 、ＰＩ_３等のハロゲン化リンを挙げる
ことができる。このほかにＡｓＨ_３ 、ＡｓＦ_３、Ａｓ
Ｃｌ_３ 、ＡｓＢｒ_３ 、ＡｓＦ_５ 、ＳｂＦ_３ 、Ｓ
ｂＦ_５ 、ＳｂＣｌ_３ 、ＳｂＣｌ_５ 、ＢｉＨ_３ 、
ＢｉＣｌ_３ 、ＢｉＢｒ_３ 等も挙げることができる。
特にＰＨ_３ 、ＰＦ_３ 、ＡｓＨ_３ が適している。Examples of the substance effectively used as a starting material for introducing a group V atom include hydrogen hydride such as PH ₃ and P ₂ H ₄ , PH ₄ I, PH ₄ I, and the like for introducing a P atom.
PF ₃ , PF ₅ , PCl ₃ , PCl ₅ , PBr
₃ , PBr ₅ , PI _{3 and the} like. In addition, AsH ₃ , AsF ₃ , As
Cl ₃ , AsBr ₃ , AsF ₅ , SbF ₃ , S
bF ₅ , SbCl ₃ , SbCl ₅ , BiH ₃ ,
BiCl ₃ , BiBr _{3 and the} like can also be mentioned.
Particularly, PH ₃ , PF ₃ , and AsH ₃ are suitable.

【０２５３】また、原料ガスにはＨ_２ 、Ｄ_２ 、Ｈ
ｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒ等の希釈ガスを含んでいて
も良い。In addition, H ₂ , D ₂ , H
It may contain a diluent gas such as e, Ne, Ar, Xe, and Kr.

【０２５４】更に、原料ガスには所望の膜厚の不純物ド
ープ層を堆積によって形成するには十分少ない量のＳｉ
原子を含有するガスおよびＣ、Ｏ、Ｎ等の原子を含有す
るガスを含んでいても良い。Further, the source gas has a sufficiently small amount of Si to form an impurity-doped layer having a desired thickness by deposition.
A gas containing atoms and a gas containing atoms such as C, O, and N may be included.

【０２５５】なお、このようなＳｉ原子を含有するガス
としては、ＳｉＨ_４ 、Ｓｉ_２ Ｈ_６ 、ＳｉＦ_４ 、
ＳｉＦＨ_３ 、ＳｉＦ_２ Ｈ_２ 、ＳｉＦ_３ Ｈ、Ｓｉ
_３Ｈ_８ 、ＳｉＤ_４ 、ＳｉＨＤ_３ 、ＳｉＨ_２ Ｄ_２
、ＳｉＨ_３ Ｄ、Ｓｉ_２Ｄ_３ Ｈ_３ 等が挙げられ
る。また、Ｃ原子を含有するガスとしてはＣＨ_４、ＣＤ
_４ 、Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎは整数）、Ｃ_ｎＨ_２ｎ（ｎは
整数）、Ｃ_２ Ｈ _２ 、Ｃ_６ Ｈ_６ 、ＣＯ_２ 、ＣＯ
等が、Ｏ原子を含有するガスとしてはＯ_２、ＣＯ、ＣＯ
_２ 、ＮＯ、ＮＯ_２ 、Ｎ_２ Ｏ、ＣＨ_３ ＣＨ_２ Ｏ
Ｈ、ＣＨ_３ ＯＨ等が、Ｎ原子を含有するガスとしては
Ｎ_２ 、ＮＨ_３ 、ＮＤ_３ 、ＮＯ、ＮＯ_２ 、Ｎ_２
Ｏ等が挙げられる。The gas containing such Si atoms is
As SiH₄ , Si₂ H₆ , SiF₄ ,
SiFH₃ , SiF₂ H₂ , SiF₃ H, Si
₃H₈ , SiD₄ , SiHD₃ , SiH₂ D₂
 , SiH₃ D, Si₂D₃ H₃ Etc.
You. As a gas containing a C atom, CH₄, CD
₄ , C_nH_{2n + 2}(N is an integer), C_nH_2n(N is
Integer), C₂ H ₂ , C₆ H₆ , CO₂ , CO
And the like, the gas containing O atoms is O₂, CO, CO
₂ , NO, NO₂ , N₂ O, CH₃ CH₂ O
H, CH₃ OH or the like is a gas containing an N atom
N₂ , NH₃ , ND₃ , NO, NO₂ , N₂ 
O and the like.

【０２５６】該成膜室に投入される放電電力は、低周
波、高周波、マイクロ波等前記原料ガスを電離しグロー
放電プラズマを形成するためのものであるが、好ましく
は５ｋ〜５００ｋＨｚの低周波電力である。The discharge power applied to the film forming chamber is for low frequency, high frequency, microwave or the like for ionizing the source gas to form glow discharge plasma, and preferably for low frequency of 5 kHz to 500 kHz. Power.

【０２５７】投入電力はプラズマ形成空間の体積に対し
て０．０１〜１Ｗ／ｃｍ^３ の範囲が好ましく、リップ
ル等の変動が少ない安定した連続発振波であることが望
ましい。放電電力とともに直流電力を投入してもよく、
放電電極や放電電極とは別に設けた電極に、電極側が正
になる向きに１０〜２００Ｖの電圧をスパーク等の異常
放電の起こらない範囲内で投入することが好ましい。The input power is preferably in the range of 0.01 to 1 W / cm ³ with respect to the volume of the plasma formation space, and is preferably a stable continuous wave with little fluctuation such as ripple. DC power may be supplied together with discharge power,
It is preferable to apply a voltage of 10 to 200 V to the discharge electrode or an electrode provided separately from the discharge electrode in a direction in which the electrode side becomes positive within a range in which abnormal discharge such as spark does not occur.

【０２５８】このような放電電力を成膜室に投入し、好
ましくは同時に直流電力を投入し、成膜室内において原
料ガスを電離、分解して、帯状基板上にｐ（またはｎ）
型のシリコン系非単結晶半導体層の形成を行なう。[0258] Such discharge power is supplied to the film forming chamber, preferably DC power is simultaneously supplied thereto, and the source gas is ionized and decomposed in the film forming chamber to form p (or n) on the belt-like substrate.
A silicon-based non-single-crystal semiconductor layer is formed.

【０２５９】なお、このような成膜条件で形成される半
導体層は、シリコン系材料の非晶質（いわゆる微結晶も
含まれる）から多結晶までの非単結晶材料である。The semiconductor layer formed under such film formation conditions is a non-single-crystal material of a silicon-based material ranging from amorphous (including so-called microcrystal) to polycrystal.

【０２６０】帯状基板を連続的に移動させながら、各成
膜室１０２Ａ〜１０５Ｃ内において同時に上述のような
半導体層の形成を一定時間続け、表面に半導体積層膜を
形成した帯状基板を一定の長さ形成し、巻き取り室１０
６内の巻き取りボビン１１０に連続的に巻き取る。While continuously moving the band-shaped substrate, the above-described formation of the semiconductor layer is simultaneously continued in each of the film forming chambers 102A to 105C for a certain period of time. Forming and winding chamber 10
6 is continuously wound on the winding bobbin 110.

【０２６１】帯状基板の取り出し工程 表面に半導体積層膜が形成された帯状基板が一定長さ形
成され、巻き取り室のボビンに巻き取られたら、各成膜
室１０２Ａ〜１０５Ｃへの放電電力の投入、原料ガスの
供給および帯状基板の移動、加熱を停止し、各ガスゲー
トへのゲートガスの供給も停止する。各室１０１〜１０
６内を一度各室に接続された真空ポンプによって排気
し、成膜室１０３Ａ、１０３Ｂの排気を高真空ポンプか
ら低真空ポンプに切り替える。次に各成膜室１０２Ａ〜
１０５Ｃ内およびに各成膜室に原料ガスを供給した原料
ガス供給系をＨｅ、Ａｒ等の不活性ガスによって十分に
パージする。 Step of taking out strip-shaped substrate [0261] When a strip-shaped substrate having a semiconductor laminated film formed on the surface thereof is formed to a predetermined length and wound on a bobbin of a winding chamber, discharge power is supplied to each of the film forming chambers 102A to 105C. Then, the supply of the source gas, the movement and heating of the belt-shaped substrate are stopped, and the supply of the gate gas to each gas gate is also stopped. Each room 101-10
The inside of the chamber 6 is once evacuated by a vacuum pump connected to each chamber, and the evacuation of the film forming chambers 103A and 103B is switched from a high vacuum pump to a low vacuum pump. Next, each of the film forming chambers 102A-
The source gas supply system in which the source gas is supplied into and in each of the film forming chambers at 105C is sufficiently purged with an inert gas such as He or Ar.

【０２６２】各成膜室および各成膜室に原料ガスを供給
した原料ガス供給系のパージが終了したら、各室１０１
〜１０６の排気を停止し、各室１０１〜１０６内にＨ
ｅ、Ａｒ等の不活性ガスを大気圧よりやや低い圧力に充
填して、各室内および帯状基板を冷却する。When the purging of each film forming chamber and the material gas supply system that supplies the material gas to each film forming chamber is completed, each chamber 101
-106 is stopped, and H is introduced into each of the chambers 101-106.
e, an inert gas such as Ar is charged to a pressure slightly lower than the atmospheric pressure to cool each chamber and the strip-shaped substrate.

【０２６３】各室内および帯状基板が室温近くまで冷却
されたら、装置内部に乾燥Ｎ_２ 、Ａｒ、Ｈｅ等ガスを
導入して装置を大気圧にし、各ボビンにかかっている駆
動力、トルクを落し、帯状基板の巻き出し室１０１から
巻き取り室１０６までの部分を残して巻き取り室１０６
内で切り、帯状基板の巻き取り室１０６から帯状基板が
巻かれたボビン１１０を取り出す。When each room and the strip-shaped substrate are cooled to near room temperature, a gas such as dry N ₂ , Ar, He is introduced into the apparatus to bring the apparatus to atmospheric pressure, and the driving force and torque applied to each bobbin are reduced. The winding chamber 106 except for the part from the unwinding chamber 101 to the winding chamber 106 of the belt-like substrate.
The bobbin 110 on which the band-shaped substrate is wound is taken out from the band-shaped substrate winding chamber 106.

【０２６４】なお、本発明の装置において、帯状基板を
装置内に投入するあるいは装置外に取り出すにあたり、
帯状基板の巻き出し室１０１や巻き取り室１０６の内部
は大気にさらされることになるが、一連の成膜室１０２
Ａ〜１０５Ｃ内に大気が流入すると成膜室内壁面に水蒸
気や酸素等の不純物ガスが吸着し、形成される半導体膜
の特性に影響を及ぼす場合がある。したがって、帯状基
板の巻き出し室１０１と成膜室１０２Ａの間および帯状
基板の巻き取り室１０６と成膜室１０５Ｃとの間に適宜
の大気流入防止手段を設けて、いわゆるロードロック構
造としてもよい。この場合、大気流入防止手段として
は、成膜室１０２Ａ〜１０５Ｃの内部を減圧状態に保つ
ための真空シール手段や、成膜室１０２Ａ〜１０５Ｃに
膜形成に影響を与えないＨｅ等の不活性ガスや高純度窒
素等のガスを導入して大気圧以上に加圧し、巻き出し室
１０１や巻き取り室１０６への清浄なガスの流れを形成
して大気の流入を阻止するガス流による大気流入阻止手
段等が挙げられる。In the apparatus of the present invention, when the strip-shaped substrate is put into or taken out of the apparatus,
The insides of the unwinding chamber 101 and the winding chamber 106 of the belt-shaped substrate are exposed to the atmosphere.
When air flows into A to 105C, impurity gases such as water vapor and oxygen are adsorbed on the inner wall of the deposition chamber, which may affect the characteristics of the semiconductor film to be formed. Therefore, a suitable so-called load lock structure may be provided by providing appropriate air inflow prevention means between the unwinding chamber 101 of the band-shaped substrate and the film forming chamber 102A and between the winding chamber 106 of the band-shaped substrate and the film forming chamber 105C. . In this case, the air inflow prevention means includes a vacuum sealing means for keeping the inside of the film forming chambers 102A to 105C in a reduced pressure state, and an inert gas such as He which does not affect the film formation in the film forming chambers 102A to 105C. Gas such as high-purity nitrogen or the like and pressurizing it to a pressure higher than the atmospheric pressure to form a clean gas flow into the unwinding chamber 101 and the winding chamber 106 to prevent air from flowing into the atmosphere. Means and the like.

【０２６５】ただし、シール構造を設ける場合、成膜室
１０２Ａ〜１０５Ｃを真空に保持したまま、成膜室１０
２Ａ〜１０５Ｃの内部に帯状基板を貫通させることはき
わめて困難なので、帯状基板１０８が成膜室１０２Ａ〜
１０５Ｃを貫通した状態で真空封止状態が維持できるよ
うに、シール構造としては帯状基板を挟み込んだ形で真
空を保持できるように設計されたＯリング、ガスケッ
ト、ヘリコフレックス、磁性流体等を用いた機械的封止
構造とすることが望ましい。However, when a sealing structure is provided, the film forming chambers 102A to 105C are kept in a vacuum,
Since it is extremely difficult to penetrate the band-shaped substrate into the inside of 2A to 105C, the band-shaped substrate 108 is
An O-ring, a gasket, a helicflex, a magnetic fluid, or the like designed to hold a vacuum with a band-shaped substrate interposed therebetween was used as a seal structure so that a vacuum-sealed state could be maintained while penetrating the 105C. It is desirable to have a mechanical sealing structure.

【０２６６】また、上記の大気流入防止手段はマイクロ
波ＣＶＤ法によるｉ型半導体層成膜室１０３Ａ、１０３
Ｂに設けてもよい。マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層成膜室では高速成膜が行なわれるため、その内部
には他の成膜室よりも多量の半導体膜が付着する。多量
の膜が付着したまま半導体膜の形成を続けると、マイク
ロ波導入窓のマイクロ波透過率が低下して投入電力が低
下したり、剥れた膜片が半導体膜に付着して欠陥が発生
したりするため、成膜室１０３Ａ、１０３Ｂの内部は定
期的に清掃する必要がある。その際に他の成膜室に大気
が流入して影響を及ぼすことを防止するためにも、上記
の大気流入防止手段を配設することは有効で、成膜室１
０３Ａ、１０３Ｂと他の成膜室との間にも大気流入防止
手段を配設することが望ましい。The above-mentioned means for preventing air from flowing into the atmosphere are provided by the i-type semiconductor layer deposition chambers 103A and 103A by microwave CVD.
B may be provided. Since the high-speed film formation is performed in the i-type layer film formation chamber by the microwave plasma CVD method, a larger amount of semiconductor film adheres to the inside than in the other film formation chambers. If semiconductor film formation is continued with a large amount of film adhered, the microwave transmittance of the microwave introduction window decreases and the input power decreases, and defects occur when the peeled film pieces adhere to the semiconductor film. For this reason, it is necessary to periodically clean the insides of the film forming chambers 103A and 103B. At that time, in order to prevent the air from flowing into other film formation chambers to influence the other film formation chambers, it is effective to provide the above-described air flow prevention means.
It is desirable to provide an air inflow prevention means between 03A and 103B and other film formation chambers.

【０２６７】以上の一連の工程によって、本発明の装置
によって帯状基板上に連続的に半導体積層膜を形成する
ことができる。Through the above series of steps, a semiconductor laminated film can be continuously formed on a belt-like substrate by the apparatus of the present invention.

【０２６８】[0268]

【実施例】以下、本発明を半導体積層膜の連続形成装置
を用いての具体的実施例を示すが、本発明はこれらの実
施例によって何ら限定されるものではない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific examples using an apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film, but the present invention is not limited to these examples.

【０２６９】実施例１ 装置例１で示した本発明の半導体積層膜の連続形成装置
を用い、基板上にｉ型半導体層がそれぞれ非晶質シリコ
ンゲルマニウム、非晶質シリコンゲルマニウム、非晶質
シリコンからなる３個のｎｉｐ構造の光起電力素子を順
に積層し、ｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構造のシリコン系非単結
晶半導体の積層膜を連続的に形成した。なお、成膜室１
０３Ａ、１０３Ｂにおいてｉ型半導体層を原料ガス中の
ゲルマニウム原子を含有する原料ガスの濃度の異なる３
室で形成するようにして、成膜室１０３Ａ、１０３Ｂで
連続的に形成されるｉ型半導体層のゲルマニウムの含有
量が膜厚方向に多少多と変化するようにした。 Example 1 Using the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention shown in Example 1, an i-type semiconductor layer was formed on a substrate by using amorphous silicon germanium, amorphous silicon germanium, and amorphous silicon. The three nip-structured photovoltaic elements composed of are sequentially stacked, and a stacked film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a nipnipnip structure is formed continuously. The film forming chamber 1
In FIGS. 03A and 103B, the i-type semiconductor layer was formed by changing the concentration of the source gas containing germanium atoms in the source gas.
The germanium content of the i-type semiconductor layer continuously formed in the film forming chambers 103A and 103B was changed slightly in the film thickness direction.

【０２７０】まず、ＳＵＳ４３０ＢＡ製の帯状のステン
レス板（幅１２ｃｍ×長さ２００ｍ×厚さ０．１５ｍ
ｍ）の表面にスパッタリング法により５００ｎｍのＡｇ
層と、約２μｍのＺｎＯ透明導電層とを形成・積層し
た、微小な凹凸表面を有する帯状基板をボビン１０９に
巻き付けた状態で帯状基板の巻き出し室１０１にセット
し、該帯状基板を各ガスゲート１０７を介して成膜室１
０２Ａ〜１０５Ｃを貫通させ、帯状基板の巻き取り室１
０６まで渡し、弛まない程度に張力をかけた。なお、帯
状基板の巻き取り室１０６には十分に乾燥したアラミド
紙製の保護フィルム（デュポン製ノーメックス（商品
名）、幅１２ｃｍ×長さ２００ｍ×厚さ０．０５ｍｍ）
の巻き付けられたボビンをセットし、帯状基板とともに
該保護フィルムが巻き込まれるようにした。First, a stainless steel plate made of SUS430BA (width 12 cm × length 200 m × thickness 0.15 m)
m) 500 nm Ag by sputtering
A layer-shaped substrate having a fine uneven surface, on which a layer and a ZnO transparent conductive layer of about 2 μm are formed and laminated, is wound around a bobbin 109 and set in an unwinding chamber 101 of the strip-shaped substrate. Film forming chamber 1 through 107
02A to 105C, and the winding chamber 1 for the band-shaped substrate.
06, and tension was applied so as not to loosen. In the winding chamber 106 of the belt-like substrate, a sufficiently dried protective film made of aramid paper (Nomex (trade name) manufactured by DuPont, width 12 cm × length 200 m × thickness 0.05 mm)
Was set, and the protective film was wound along with the belt-like substrate.

【０２７１】帯状基板をセットした後、各室１０１〜１
０６内を不図示のロータリーポンプとメカニカルブース
ターポンプを組み合わせたポンプで一度真空排気し、引
き続き排気しながらＨｅガスを導入して約２００Ｐａの
Ｈｅ雰囲気中で各成膜室内部を約３５０℃に加熱ベーキ
ングした。After setting the strip-shaped substrate, each of the chambers 101 to 101
06 is evacuated once with a pump combining a rotary pump and a mechanical booster pump (not shown), and He gas is introduced while continuously evacuating to heat each film forming chamber to about 350 ° C. in a He atmosphere of about 200 Pa. I baked.

【０２７２】加熱ベーキングの後、各室１０１〜１０６
を一度真空排気し、引き続き成膜室１０１、１０２Ａ、
１０４Ａ、１０５Ａ、１０２Ｂ、１０４Ｂ、１０５Ｂ、
１０２Ｃ、１０４Ｃ、１０５Ｃ、１０６をそれぞれの成
膜室に接続したロータリーポンプとメカニカルブースタ
ーポンプを組み合わせたポンプで、成膜室１０３Ａ、１
０３Ｂをそれぞれの成膜室に接続した各２台の油拡散ポ
ンプ（バリアン社製ＨＳ−１６）で排気しながら、各ガ
スゲート１０７にゲートガスとしてＨ₂ を各５００ｓｃ
ｃｍ、各成膜室１０２Ａ〜１０５Ｃにそれぞれの原料ガ
スを所定流量導入した。そして、各室１０１〜１０６の
排気管に設けたスロットルバルブの開度を調節すること
により、帯状基板の巻き出し室１０１、巻き取り室１０
６の内圧を１２５Ｐａに、成膜室１０２Ａ、１０３Ａ、
１０４Ａ、１０５Ａ、１０２Ｂ、１０３Ｂ、１０４Ｂ、
１０５Ｂ、１０２Ｃ、１０４Ｃ、１０５Ｃの内圧をそれ
ぞれ１３０Ｐａ、約１Ｐａ、１３５Ｐａ、１３０Ｐａ、
１３０Ｐａ、約１Ｐａ、１３５Ｐａ、１３０Ｐａ、１３
０Ｐａ、１３５Ｐａ、１３０Ｐａに設定した。After the heating and baking, each of the chambers 101 to 106
Is evacuated once, and then the film forming chambers 101 and 102A,
104A, 105A, 102B, 104B, 105B,
102C, 104C, 105C and 106 are pumps combining a rotary pump and a mechanical booster pump connected to the respective film forming chambers.
While each of the gas gates 107 is evacuated by two oil diffusion pumps (HS-16 manufactured by Varian) connected to the respective film forming chambers, each gas gate 107 is supplied with 500 sc of H ₂ as a gate gas.
cm and a predetermined flow rate of each raw material gas into each of the film forming chambers 102A to 105C. By adjusting the opening of the throttle valve provided in the exhaust pipe of each of the chambers 101 to 106, the unwinding chamber 101 and the winding chamber 10 for the band-shaped substrate are adjusted.
6 to 125 Pa, the film forming chambers 102A, 103A,
104A, 105A, 102B, 103B, 104B,
The internal pressures of 105B, 102C, 104C and 105C are respectively 130 Pa, about 1 Pa, 135 Pa, 130 Pa,
130Pa, about 1Pa, 135Pa, 130Pa, 13
0 Pa, 135 Pa, and 130 Pa were set.

【０２７３】各室の圧力が安定したところで、帯状基板
の巻き取り室１０６の巻き取りボビン１１０を回転さ
せ、帯状基板１０８を成膜室１０２Ａから１０５Ｃに向
かう方向に１００ｃｍ／分の一定速度で連続的に移動さ
せた。また、各成膜室１０２Ａ〜１０５Ｃ内に設けた不
図示の温度制御装置により、移動する帯状基板が各成膜
室の成膜空間内で所定の温度になるように温度制御を行
った。When the pressure in each chamber becomes stable, the take-up bobbin 110 in the take-up chamber 106 for the band-like substrate is rotated to continuously move the band-like substrate 108 in the direction from the film formation chamber 102A to 105C at a constant speed of 100 cm / min. Was moved. Further, the temperature was controlled by a temperature control device (not shown) provided in each of the film forming chambers 102A to 105C so that the moving belt-like substrate had a predetermined temperature in the film forming space of each film forming chamber.

【０２７４】帯状基板の温度が安定したところで、成膜
室１０２Ａ、１０４Ａ、１０２Ｂ、１０４Ｂ、１０２
Ｃ、１０４Ｃに平行平板電極から１３．５６ＭＨｚの高
周波電力を、成膜室１０３Ａ、１０３Ｂの内部に設けた
成膜室に、それぞれの成膜室の片側の側壁に設けたマイ
クロ波導入窓から２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を、
成膜室１０５Ａ、１０５Ｂに平行平板電極から７５ｋＨ
ｚの低周波電力をそれぞれ不図示の電源からマッチング
装置を介して投入した。更に、成膜室１０３Ａ、１０３
Ｂの内部の成膜室にはマイクロ波導入窓前方に帯状基板
に平行に配設した棒状バイアス電極から１３．５６ＭＨ
ｚの高周波電力を不図示の電源からマッチング装置を介
して投入した。尚、１０３Ａ、１０３Ｂの内部の各成膜
室の帯状基板移動方向に対する長さは全て約２０ｃｍで
あったが、帯状基板表面とプラズマとの間に一定の長さ
の遮蔽板（プラズマ漏れガード兼用）を設けることによ
って半導体層の形成領域の帯状基板移動方向に対する長
さを調節した。放電電力の投入により各成膜室１０２Ａ
〜１０５Ｃ内の原料ガスはプラズマ化し、各成膜室内で
連続的に移動する帯状基板表面に半導体膜の形成が行わ
れ、帯状基板表面に連続的にｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構造の
半導体積層膜が形成された。第１表に第１番目の光起電
力素子を形成する成膜室１０２Ａ乃至１０５Ａにおける
成膜条件を、第２表に第２番目の光起電力素子を形成す
る成膜室１０２Ｂ乃至１０５Ｂにおける成膜条件を、第
３表に第３番目の光起電力素子を形成する成膜室１０２
Ｃ乃至１０５Ｃにおける成膜条件を示す。When the temperature of the belt-like substrate is stabilized, the film forming chambers 102A, 104A, 102B, 104B, 102
A high frequency power of 13.56 MHz is applied to the film forming chambers 103A and 103B from the parallel plate electrodes to the C and 104C through the microwave introduction window provided on one side wall of each of the film forming chambers. .45 GHz microwave power,
75 kHz from parallel plate electrodes in film forming chambers 105A and 105B
z low-frequency power was supplied from a power source (not shown) via a matching device. Further, the film forming chambers 103A, 103
13.56 MH from a rod-shaped bias electrode disposed parallel to the belt-like substrate in front of the microwave introduction window into the film forming chamber inside B.
The high frequency power of z was supplied from a power supply (not shown) via a matching device. Although the length of each of the film forming chambers 103A and 103B in the moving direction of the strip-shaped substrate was about 20 cm, a shielding plate having a fixed length (also used as a plasma leak guard) was formed between the strip-shaped substrate surface and the plasma. The length of the formation region of the semiconductor layer with respect to the moving direction of the strip-shaped substrate was adjusted by providing ()). Each of the film forming chambers 102A is supplied with discharge power.
The raw material gas in ~ 105C was turned into plasma, and a semiconductor film was formed on the surface of the strip-shaped substrate moving continuously in each film forming chamber, and a semiconductor laminated film having a nipnipnip structure was continuously formed on the surface of the strip-shaped substrate. Table 1 shows the film forming conditions in the film forming chambers 102A to 105A for forming the first photovoltaic element, and Table 2 shows the film forming conditions in the film forming chambers 102B to 105B for forming the second photovoltaic element. The film conditions are shown in Table 3 in the film forming chamber 102 for forming the third photovoltaic element.
The film forming conditions in C to 105C are shown.

【０２７５】帯状基板の搬送を開始してから連続して１
８０分間移動させ、その間に１７０分間連続して半導体
積層膜の形成を行った。[0275] After the transfer of the belt-like substrate is started, one
The substrate was moved for 80 minutes, during which a semiconductor laminated film was formed continuously for 170 minutes.

【０２７６】約１７０ｍに亘って半導体積層膜を形成し
た後、放電電力の投入と、原料ガスの導入と、帯状基板
および成膜室の加熱とを停止し、成膜室内のパージを行
い、帯状基板および装置内部を十分冷却してから装置を
開け、ボビン１１０に巻かれた帯状基板を帯状基板の巻
き取り室１０６から装置の外へ取り出した。After forming the semiconductor laminated film for about 170 m, the supply of discharge power, the introduction of the source gas, and the heating of the belt-like substrate and the film forming chamber are stopped, and the purging of the film forming chamber is performed. After sufficiently cooling the substrate and the inside of the apparatus, the apparatus was opened, and the band-shaped substrate wound around the bobbin 110 was taken out of the apparatus from the band-shaped substrate winding chamber 106.

【０２７７】更に、取り出した帯状基板を連続モジュー
ル化装置によって連続的に加工し、本発明の装置で形成
した半導体積層膜の上に、透明電極として全面に７０ｎ
ｍのＩＴＯ（Ｉｎ₂ Ｏ₃ ＋ＳｎＯ₂ ）薄膜を形成し、集
電電極として一定間隔に細線状のＡｇ電極を形成し、単
位素子の直列化等のモジュール化を行うことにより、バ
ンドギャップの異なる光起電力素子を積層した３層タン
デム型太陽電池によって構成された３５ｃｍ×３５ｃｍ
の太陽電池モジュールを連続的に作製した。作製した太
陽電池の層構成の模式図を図９に示す。Further, the strip-shaped substrate taken out was continuously processed by a continuous modularization apparatus, and a 70-n layer was formed on the entire surface of the semiconductor laminated film formed by the apparatus of the present invention as a transparent electrode.
An ITO (In ₂ O ₃ + SnO ₂ ) thin film is formed, a thin Ag electrode is formed at a constant interval as a current collecting electrode, and the band gap is changed by performing modularization such as serialization of unit elements. 35cm x 35cm composed of a three-layer tandem solar cell with photovoltaic elements stacked
Was manufactured continuously. FIG. 9 shows a schematic diagram of a layer configuration of the manufactured solar cell.

【０２７８】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、基板上に第１番目および第２番目に形成される光起
電力素子のｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法
のみで形成し、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層を高周
波プラズマＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツ
ー・ロール方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュ
ールの光電変換効率の平均値を１．００とした相対値で
１．１８と良好な値を示した。また、従来の装置を用い
て作製した場合に±５％あったモジュール間の光電変換
効率のバラツキは±２％以内に減少した。With respect to the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiencies was the first and second photovoltaic powers formed on the substrate. A solar cell manufactured using a conventional roll-to-roll type apparatus in which an i-type semiconductor layer of an element is formed only by a microwave plasma CVD method, and an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. The relative value when the average value of the photoelectric conversion efficiencies of the battery modules was 1.00 was 1.18, which was a good value. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between modules, which was ± 5% when manufactured using a conventional apparatus, was reduced to within ± 2%.

【０２７９】比較例１−１ 装置例１で示した本発明の装置から高周波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型半導体層の成膜室１０４Ａ、１０４Ｂを
除き、ｐ型半導体層の成膜室１０５Ａ、１０５Ｂ、１０
５Ｃをそれぞれ高周波プラズマＣＶＤ法による成膜室に
変えた従来から公知の構成の装置を用いて、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層上の高周波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型半導体層の形成をやめ、ｐ型半導
体層を高周波プラズマＣＶＤ法によって形成するように
した以外は実施例１と同様にしてｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構
造のシリコン系非単結晶半導体の積層膜を連続的に形成
し、太陽電池モジュールを作製した。第４表に第１番目
の光起電力素子を形成する成膜室１０２Ａ乃至１０５Ａ
における成膜条件を、第５表に第２番目の光起電力素子
を形成する成膜室１０２Ｂ乃至１０５Ｂにおける成膜条
件を、第６表に第３番目の光起電力素子を形成する成膜
室１０２Ｃ乃至１０５Ｃにおける成膜条件を示す。 Comparative Example 1-1 Apparatus of the present invention shown in Example 1
Except for the film forming chambers 104A, 104B for the i-type semiconductor layer by the method D, the film forming chambers 105A, 105B, 10
The formation of the i-type semiconductor layer by the high-frequency plasma CVD method on the i-type semiconductor layer by the microwave plasma CVD method was stopped by using a conventionally known apparatus in which each of 5C was changed to a film forming chamber by the high-frequency plasma CVD method. A solar cell module was manufactured by continuously forming a laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a nipnipnip structure in the same manner as in Example 1, except that the p-type semiconductor layer was formed by a high-frequency plasma CVD method. . Table 4 shows the film formation chambers 102A to 105A for forming the first photovoltaic element.
Table 5 shows film forming conditions in the film forming chambers 102B to 105B for forming the second photovoltaic element in Table 5, and Table 6 shows film forming conditions for forming the third photovoltaic element in Table 6. The film forming conditions in the chambers 102C to 105C are shown.

【０２８０】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、実施例１で作製した太陽電池モジュールの光電変換
効率の平均値を１．１８とした相対値で１．００と低か
った。また、モジュール間の光電変換効率のバラツキも
±５％と大きかった。With respect to the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under irradiation of simulated sunlight of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiency was the average value of the photoelectric conversion efficiency of the solar cell module manufactured in Example 1. The relative value was 1.18, which was as low as 1.00. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between the modules was as large as ± 5%.

【０２８１】比較例１−２ 装置例１で示した本発明の装置のｐ型半導体層の成膜室
１０５Ａおよび１０５Ｂをそれぞれ高周波プラズマＣＶ
Ｄ法による成膜室に変えた装置を用いて、ｐ型半導体層
を高周波プラズマＣＶＤ法によって形成するようにした
以外は実施例１と同様にしてｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構造の
シリコン系非単結晶半導体の積層膜を連続的に形成し、
太陽電池モジュールを作製した。第７表に第１番目の光
起電力素子を形成する成膜室１０２Ａ乃至１０５Ａにお
ける成膜条件を、第８表に第２番目の光起電力素子を形
成する成膜室１０２Ｂ乃至１０５Ｂにおける成膜条件
を、第６表に第３番目の光起電力素子を形成する成膜室
１０２Ｃ乃至１０５Ｃにおける成膜条件を示す。 Comparative Example 1-2 Each of the p-type semiconductor layer deposition chambers 105A and 105B of the apparatus of the present invention shown in the apparatus example 1 was subjected to a high-frequency plasma CV.
A laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a nipnipnip structure in the same manner as in Example 1 except that a p-type semiconductor layer is formed by a high-frequency plasma CVD method using an apparatus changed to a film forming chamber by the method D. Is formed continuously,
A solar cell module was manufactured. Table 7 shows the film forming conditions in the film forming chambers 102A to 105A for forming the first photovoltaic element, and Table 8 shows the film forming conditions in the film forming chambers 102B to 105B for forming the second photovoltaic element. Table 6 shows the film forming conditions in the film forming chambers 102C to 105C for forming the third photovoltaic element.

【０２８２】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、実施例１で作製した太陽電池モジュールの光電変換
効率の平均値を１．１８とした相対値で１．０３と低か
った。また、モジュール間の光電変換効率のバラツキも
±５％と大きかった。With respect to the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under irradiation of simulated sunlight of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiency was the average value of the photoelectric conversion efficiency of the solar cell module manufactured in Example 1. The relative value was 1.18, which was as low as 1.03. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between the modules was as large as ± 5%.

【０２８３】実施例２ 装置例１で示した本発明の半導体積層膜の連続形成装置
を用い、成膜室１０３Ｂにおいて形成されるｉ型半導体
層を非晶質シリコンに変えた以外は実施例１と同様にし
て、基板上にｉ型半導体層がそれぞれ非晶質シリコンゲ
ルマニウム、非晶質シリコン、非晶質シリコンからなる
３個のｎｉｐ構造の光起電力素子を順に積層し、ｎｉｐ
ｎｉｐｎｉｐ構造のシリコン系非単結晶半導体の積層膜
を連続的に形成した。そして更にモジュール化を行い、
３層タンデム型太陽電池によって構成された３５ｃｍ×
３５ｃｍの太陽電池モジュールを連続的に作製した。な
お、第１番目の光起電力素子を形成する成膜室１０２Ａ
乃至１０５Ａにおける成膜条件と、第３番目の光起電力
素子を形成する成膜室１０２Ｃ乃至１０５Ｃにおける成
膜条件は実施例１と同じく第１表と第３表に示す通り
で、第２番目の光起電力素子を形成する成膜室１０２Ｂ
乃至１０５Ｂにおける成膜条件のみ第９表に示すように
変更した。作製した太陽電池の層構成の模式図を図９に
示す。 Example 2 Example 1 was repeated, except that the i-type semiconductor layer formed in the film formation chamber 103B was changed to amorphous silicon using the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention shown in the apparatus example 1. In the same manner as described above, three nip-structure photovoltaic elements in which the i-type semiconductor layer is made of amorphous silicon germanium, amorphous silicon, and amorphous silicon are sequentially stacked on the substrate, respectively.
A laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a nipnip structure was continuously formed. And further modularization,
35cm × composed of three-layer tandem solar cell
A 35 cm solar cell module was produced continuously. Note that the film formation chamber 102A for forming the first photovoltaic element is formed.
The film forming conditions in the film forming chambers 102 to 105A and the film forming conditions in the film forming chambers 102C to 105C for forming the third photovoltaic element are as shown in Tables 1 and 3 as in the first embodiment. Forming chamber 102B for forming a photovoltaic element
Only the film forming conditions in the steps Nos. 105B were changed as shown in Table 9. FIG. 9 shows a schematic diagram of a layer configuration of the manufactured solar cell.

【０２８４】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、基板上に第１番目および第２番目に形成される光起
電力素子のｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法
のみで形成し、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層を高周
波プラズマＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツ
ー・ロール方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュ
ールの光電変換効率の平均値を１．００とした相対値で
１．１３と良好な値を示した。また、従来の装置を用い
て作製した場合に±５％あったモジュール間の光電変換
効率のバラツキは±２％以内に減少した。With respect to the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiencies was the first and second photovoltaic powers formed on the substrate. A solar cell manufactured using a conventional roll-to-roll type apparatus in which an i-type semiconductor layer of an element is formed only by a microwave plasma CVD method, and an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. A good value of 1.13 was obtained as a relative value when the average value of the photoelectric conversion efficiency of the battery module was 1.00. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between modules, which was ± 5% when manufactured using a conventional apparatus, was reduced to within ± 2%.

【０２８５】比較例２−１ 装置例１で示した本発明の装置から、高周波プラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型半導体層の成膜室１０４Ａ、１０４Ｂ
を除き、ｐ型半導体層の成膜室１０５Ａ、１０５Ｂ、１
０５Ｃを高周波プラズマＣＶＤ法による成膜室に変えた
従来から公知の構成の装置を用い、マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型半導体層上の高周波プラズマＣＶＤ
法によるｉ型半導体層の形成をやめ、ｐ型半導体層を高
周波プラズマＣＶＤ法によって形成するようにした以外
は実施例２と同様にして、ｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構造のシ
リコン系非単結晶半導体の積層膜を連続的に形成し、太
陽電池モジュールを作製した。第１番目の光起電力素子
を形成する成膜室１０２Ａ乃至１０５Ａにおける成膜条
件と、第３番目の光起電力素子を形成する成膜室１０２
Ｃ乃至１０５Ｃにおける成膜条件は比較例１−１と同じ
く第４表と第６表に示す通りで、第２番目の光起電力素
子を形成する成膜室１０２Ｂ乃至１０５Ｂにおける成膜
条件のみ第１０表に示すように変更した。 Comparative Example 2-1 Apparatus of the present invention shown in Example 1
I-type semiconductor layer deposition chambers 104A and 104B by VD method
Except for the p-type semiconductor layer deposition chambers 105A, 105B, 1
High-frequency plasma CVD on an i-type semiconductor layer by microwave plasma CVD using an apparatus having a conventionally known configuration in which 05C is changed to a film forming chamber by high-frequency plasma CVD
In the same manner as in Example 2 except that the formation of the i-type semiconductor layer by the method was stopped and the p-type semiconductor layer was formed by the high-frequency plasma CVD method, a laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a nipnipnip structure was continuously formed. To form a solar cell module. Film forming conditions in the film forming chambers 102A to 105A for forming the first photovoltaic element and the film forming chamber 102 for forming the third photovoltaic element
The film forming conditions in C to 105C are as shown in Tables 4 and 6 as in Comparative Example 1-1. Only the film forming conditions in the film forming chambers 102B to 105B for forming the second photovoltaic element are the same. The values were changed as shown in Table 10.

【０２８６】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、実施例２で作製した太陽電池モジュールの光電変換
効率の平均値を１．１３とした相対値で１．００と低か
った。また、モジュール間の光電変換効率のバラツキも
±５％と大きかった。With respect to the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under irradiation of simulated sunlight of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiency was the average value of the photoelectric conversion efficiency of the solar cell module manufactured in Example 2. The relative value of 1.13 was as low as 1.00. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between the modules was as large as ± 5%.

【０２８７】比較例２−２ 装置例１で示した本発明の半導体積層膜の連続形成装置
のｐ型半導体層の成膜室１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ
を高周波プラズマＣＶＤ法による成膜室に変えた装置を
用い、ｐ型半導体層を高周波プラズマＣＶＤ法によって
形成するようにした以外は実施例２と同様にしてｎｉｐ
ｎｉｐｎｉｐ構造のシリコン系非単結晶半導体の積層膜
を連続的に形成し、太陽電池モジュールを作製した。第
１番目の光起電力素子を形成する成膜室１０２Ａ乃至１
０５Ａにおける成膜条件と、第３番目の光起電力素子を
形成する成膜室１０２Ｃ乃至１０５Ｃにおける成膜条件
とは比較例１−２と同じく第７表と第６表とに示す通り
で、第２番目の光起電力素子を形成する成膜室１０２Ｂ
乃至１０５Ｂにおける成膜条件のみ第１１表に示すよう
に変更した。 Comparative Example 2-2 The p-type semiconductor film formation chambers 105A, 105B, 105C of the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention shown in the apparatus example 1
Nip was formed in the same manner as in Example 2 except that the p-type semiconductor layer was formed by a high-frequency plasma CVD method using an apparatus in which a film forming chamber was changed to a high-frequency plasma CVD method.
A laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a nipnip structure was continuously formed to produce a solar cell module. Film forming chambers 102A to 102A for forming a first photovoltaic element
The film forming conditions in 05A and the film forming conditions in the film forming chambers 102C to 105C for forming the third photovoltaic element are as shown in Tables 7 and 6 as in Comparative Example 1-2. Film formation chamber 102B for forming a second photovoltaic element
Only the film forming conditions in Nos. 105B were changed as shown in Table 11.

【０２８８】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、実施例２で作製した太陽電池モジュールの光電変換
効率の平均値を１．１３とした相対値で１．０３と低か
った。また、モジュール間の光電変換効率のバラツキも
±５％と大きかった。With respect to the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under irradiation of simulated sunlight of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiency was the average value of the photoelectric conversion efficiency of the solar cell module manufactured in Example 2. The relative value as 1.13 was as low as 1.03. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between the modules was as large as ± 5%.

【０２８９】実施例３ 装置例１で示した本発明の半導体積層膜の連続形成装置
を用い、成膜室１０４Ｃにおいて形成されるｉ型半導体
層を非晶質炭化シリコンに変えた以外は実施例１と同様
にして、基板上にｉ型半導体層がそれぞれ非晶質シリコ
ンゲルマニウム、非晶質シリコンゲルマニウム、非晶質
炭化シリコンからなる３個のｎｉｐ構造の光起電力素子
を順に積層し、ｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構造のシリコン系非
単結晶半導体の積層膜を連続的に形成した。そして更に
モジュール化を行い、３層タンデム型太陽電池によって
構成された３５ｃｍ×３５ｃｍも太陽電池モジュールを
連続的に作製した。なお、第１番目の光起電力素子を形
成する成膜室１０２Ａ乃至１０５Ａにおける成膜条件
と、第２番目の光起電力素子を形成する成膜室１０２Ｂ
乃至１０５Ｂにおける成膜条件とは実施例１と同じく第
１表と第２表とに示す通りで、第３番目の光起電力素子
を形成する成膜室１０２Ｃ乃至１０５Ｃにおける成膜条
件のみ第１２表に示すように変更した。作製した太陽電
池の層構成の模式図を図９に示す。 Example 3 Example 3 was repeated except that the i-type semiconductor layer formed in the film forming chamber 104C was changed to amorphous silicon carbide using the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention shown in Example 1 of the present invention. In the same manner as in No. 1, three nip-structure photovoltaic elements in which the i-type semiconductor layer is made of amorphous silicon germanium, amorphous silicon germanium, and amorphous silicon carbide are sequentially laminated on the substrate, and nipnipnip A laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a structure was continuously formed. Then, further modularization was performed, and a 35 cm × 35 cm solar cell module constituted by a three-layer tandem type solar cell was continuously produced. Note that the film forming conditions in the film forming chambers 102A to 105A for forming the first photovoltaic element and the film forming chamber 102B for forming the second photovoltaic element are described.
The film forming conditions in the film forming chambers 102C to 105C in which the third photovoltaic element is formed are the same as those in the first embodiment. Changed as shown in the table. FIG. 9 shows a schematic diagram of a layer configuration of the manufactured solar cell.

【０２９０】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、基板上に第１番目および第２番目に形成される光起
電力素子のｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法
のみで形成し、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層を高周
波プラズマＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツ
ー・ロール方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュ
ールの光電変換効率の平均値を１．００とした相対値で
１．１８と良好な値を示した。また、従来の装置を用い
て作製した場合に±５％あったモジュール間の光電変換
効率のバラツキは±２％以内に減少した。About the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiencies was the first and second photovoltaic powers formed on the substrate. A solar cell manufactured using a conventional roll-to-roll type apparatus in which an i-type semiconductor layer of an element is formed only by a microwave plasma CVD method, and an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. The relative value when the average value of the photoelectric conversion efficiencies of the battery modules was 1.00 was 1.18, which was a good value. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between modules, which was ± 5% when manufactured using a conventional apparatus, was reduced to within ± 2%.

【０２９１】実施例４ 装置例１で示した本発明の半導体積層膜の連続形成装置
を用い、成膜室１０４Ｃにおいて形成されるｉ型半導体
層を非晶質炭化シリコンに変えた以外は実施例２と同様
にして、基板上にｉ型半導体層がそれぞれ非晶質シリコ
ンゲルマニウム、非晶質シリコン、非晶質炭化シリコン
からなる３個のｎｉｐ構造の光起電力素子を順に積層
し、ｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構造のシリコン系非単結晶半導
体の積層膜を連続的に形成した。そして更にモジュール
化を行い、３層タンデム型太陽電池によって構成された
３５ｃｍ×３５ｃｍの太陽電池モジュールを連続的に作
製した。なお、第１番目の光起電力素子を形成する成膜
室１０２Ａ乃至１０５Ａにおける成膜条件と、第２番目
の光起電力素子を形成する成膜室１０２Ｂ乃至１０５Ｂ
における成膜条件とは実施例２と同じく第１表と第９表
とに示す通りで、第３番目の光起電力素子を形成する成
膜室１０２Ｃ乃至１０５Ｃにおける成膜条件のみ第１３
表に示すように変更した。作製した太陽電池の層構成の
模式図を図９に示す。 Example 4 Example 4 was repeated except that the i-type semiconductor layer formed in the film forming chamber 104C was changed to amorphous silicon carbide using the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention shown in Example 1 of the apparatus. In the same manner as in Example 2, three nip-structure photovoltaic elements in which the i-type semiconductor layer is made of amorphous silicon germanium, amorphous silicon, and amorphous silicon carbide are sequentially stacked on the substrate to form a nipnipnip structure. Of the silicon-based non-single-crystal semiconductor was continuously formed. Then, further modularization was performed, and a 35 cm × 35 cm solar cell module constituted by a three-layer tandem type solar cell was continuously produced. Note that the film forming conditions in the film forming chambers 102A to 105A for forming the first photovoltaic element and the film forming chambers 102B to 105B for forming the second photovoltaic element are described.
Are as shown in Tables 1 and 9 as in Example 2. Only the film forming conditions in the film forming chambers 102C to 105C for forming the third photovoltaic element are the same as those in Example 13.
Changed as shown in the table. FIG. 9 shows a schematic diagram of a layer configuration of the manufactured solar cell.

【０２９２】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、基板上に第１番目および第２番目に形成される光起
電力素子のｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法
のみで形成し、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層を高周
波プラズマＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツ
ー・ロール方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュ
ールの光電変換効率の平均値を１．００とした相対値で
１．１８と良好な値を示した。また、従来の装置を用い
て作製した場合に±５％あったモジュール間の光電変換
効率のバラツキは±２％以内に減少した。With respect to the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiencies was the first and second photovoltaic powers formed on the substrate. A solar cell manufactured using a conventional roll-to-roll type apparatus in which an i-type semiconductor layer of an element is formed only by a microwave plasma CVD method, and an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. The relative value when the average value of the photoelectric conversion efficiencies of the battery modules was 1.00 was 1.18, which was a good value. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between modules, which was ± 5% when manufactured using a conventional apparatus, was reduced to within ± 2%.

【０２９３】実施例５ 装置例１で示した本発明の半導体積層膜の連続形成装置
を用い、プラズマドーピングによるｐ型半導体層の成膜
室１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃの放電周波数を７５ｋ
Ｈｚから４００ｋＨｚに変えた以外は実施例１と同様に
して、ｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構造のシリコン系非単結晶半
導体の積層膜を連続的に形成した。そして更にモジュー
ル化を行い、ハンドギャップの異なる光起電力素子を積
層した３層タンデム型太陽電池によって構成された３５
ｃｍ×３５ｃｍの太陽電池モジュールを連続的に作製し
た。作製した太陽電池の層構成の模式図を図９に示す。 Example 5 The discharge frequency of the p-type semiconductor layer deposition chambers 105A, 105B and 105C by plasma doping was set to 75 k using the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention shown in Example 1 of the apparatus.
A laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a nipnipnip structure was continuously formed in the same manner as in Example 1 except that the frequency was changed from 400 Hz to 400 kHz. Further, the module is further modularized, and is constituted by a three-layer tandem solar cell in which photovoltaic elements having different hand gaps are stacked.
A cm × 35 cm solar cell module was produced continuously. FIG. 9 shows a schematic diagram of a layer configuration of the manufactured solar cell.

【０２９４】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、基板上に第１番目および第２番目に形成される光起
電力素子のｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法
のみで形成し、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層を高周
波プラズマＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツ
ー・ロール方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュ
ールの光電変換効率の平均値を１．００とした相対値で
１．１８と良好な値を示した。また、従来の装置を用い
て作製した場合に±５％あったモジュール間の光電変換
効率のバラツキは±２％以内に減少した。With respect to the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiencies was the first and second photovoltaic powers formed on the substrate. A solar cell manufactured using a conventional roll-to-roll type apparatus in which an i-type semiconductor layer of an element is formed only by a microwave plasma CVD method, and an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. The relative value when the average value of the photoelectric conversion efficiencies of the battery modules was 1.00 was 1.18, which was a good value. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between modules, which was ± 5% when manufactured using a conventional apparatus, was reduced to within ± 2%.

【０２９５】実施例６ 装置例１で示した本発明の半導体積層膜の連続形成装置
を用い、プラズマドーピングによるｐ型半導体層の成膜
室１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃに導入する原料ガス中
にＳｉＨ₄ ガスを約１０ｎｍの半導体層を堆積によって
形成するには十分に少ない量の３ｓｃｃｍだけ加えた以
外は実施例１と同様にして、ｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構造の
シリコン系非単結晶半導体の積層膜を連続的に形成し
た。そして更にモジュール化を行い、ハンドギャップの
異なる光起電力素子を積層した３層タンデム型太陽電池
によって構成された３５ｃｍ×３５ｃｍの太陽電池モジ
ュールを連続的に作製した。作製した太陽電池の層構成
の模式図を図９に示す。[0295] Using the continuous forming apparatus for semiconductor stacking films of the present invention shown in Example 6 device Example 1, the film forming chamber 105A of the p-type semiconductor layer by plasma doping, 105B, SiH ₄ as a raw material gas to be introduced into 105C A laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a nipnipnip structure is continuously formed in the same manner as in Example 1 except that 3 sccm, which is a gas small enough to form a semiconductor layer of about 10 nm by deposition, is added. did. Then, further modularization was performed, and a 35 cm × 35 cm solar cell module constituted by a three-layer tandem solar cell in which photovoltaic elements having different hand gaps were stacked was continuously manufactured. FIG. 9 shows a schematic diagram of a layer configuration of the manufactured solar cell.

【０２９６】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、基板上に第１番目および第２番目に形成される光起
電力素子のｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法
のみで形成し、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層を高周
波プラズマＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツ
ー・ロール方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュ
ールの光電変換効率の平均値を１．００とした相対値で
１．１６と良好な値を示した。また、従来の装置を用い
て作製した場合に±５％あったモジュール間の光電変換
効率のバラツキは±２％以内に減少した。With respect to the manufactured solar cell module,
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiencies was the first and second photovoltaic powers formed on the substrate. A solar cell manufactured using a conventional roll-to-roll type apparatus in which an i-type semiconductor layer of an element is formed only by a microwave plasma CVD method, and an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. A good value of 1.16 was obtained as a relative value when the average value of the photoelectric conversion efficiency of the battery module was 1.00. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between modules, which was ± 5% when manufactured using a conventional apparatus, was reduced to within ± 2%.

【０２９７】比較例６ 装置例１で示した本発明の装置のｐ型半導体層の成膜室
に導入する原料ガス中にＳｉＨ₄ ガスを約１０ｎｍの半
導体層を堆積によって形成するのに十分な量の３０ｓｃ
ｃｍだけ加えて、ｐ型半導体層を低周波プラズマＣＶＤ
法によって形成するようにした以外は実施例６と同様に
して、ｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構造のシリコン系非単結晶半
導体の積層膜を連続的に形成し、太陽電池モジュールを
作製した。COMPARATIVE EXAMPLE 6 In a source gas introduced into a film forming chamber for a p-type semiconductor layer of the apparatus of the present invention shown in the apparatus example 1, SiH ₄ gas is sufficient to form a semiconductor layer of about 10 nm by deposition. Quantity of 30sc
cm and the p-type semiconductor layer is formed by low-frequency plasma CVD.
A solar cell module was manufactured by continuously forming a laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a nipnipnip structure in the same manner as in Example 6, except that the solar cell module was formed by the method.

【０２９８】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、基板上に第１番目および第２番目に形成される光起
電力素子のｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法
のみで形成し、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層を高周
波プラズマＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツ
ー・ロール方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュ
ールの光電変換効率の平均値を１．００とした相対比較
で０．８５と低かった。また、モジュール間の光電変換
効率のバラツキは±６％と大きかった。With respect to the manufactured solar cell module,
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiencies was the first and second photovoltaic powers formed on the substrate. A solar cell manufactured using a conventional roll-to-roll type apparatus in which an i-type semiconductor layer of an element is formed only by a microwave plasma CVD method, and an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. When the average value of the photoelectric conversion efficiencies of the battery modules was set to 1.00, the relative comparison was as low as 0.85. The variation in photoelectric conversion efficiency between modules was as large as ± 6%.

【０２９９】実施例７ 装置例１で示した本発明の半導体積層膜の連続形成装置
を用い、成膜室１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃでｐ型半
導体層を、成膜室１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃでｎ型
半導体層を形成するようにして、形成する半導体層の伝
導型を逆に変えた以外は実施例１と同様にして、ｐｉｎ
ｐｉｎｐｉｎ構造のシリコン系非単結晶半導体の積層膜
を連続的に形成した。そして更にモジュール化を行い、
ハンドギャップの異なる光起電力素子を積層した３層タ
ンデム型太陽電池によって構成された３５ｃｍ×３５ｃ
ｍの太陽電池モジュールを連続的に作製した。第１３表
に第１番目の光起電力素子を形成する成膜室１０２Ａ乃
至１０５Ａにおける成膜条件を、第１４表に第２番目の
光起電力素子を形成する成膜室１０２Ｂ乃至１０５Ｂに
おける成膜条件を、第１５表に第３番目の光起電力素子
を形成する成膜室１０２Ｃ乃至１０５Ｃにおける成膜条
件を示す。作製した太陽電池の層構成の模式図を図１０
に示す。 Example 7 The p-type semiconductor layer was formed in the film forming chambers 102A, 102B and 102C, and the n-type semiconductor layer was formed in the film forming chambers 105A, 105B and 105C by using the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention shown in the apparatus example 1. Pin semiconductor layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the conductivity type of the semiconductor layer to be formed was reversed.
A stacked film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a pinpin structure was continuously formed. And further modularization,
35cm × 35c composed of three-layer tandem solar cells in which photovoltaic elements with different hand gaps are stacked
m solar cell modules were continuously produced. Table 13 shows the film forming conditions in the film forming chambers 102A to 105A for forming the first photovoltaic element, and Table 14 shows the film forming conditions in the film forming chambers 102B to 105B for forming the second photovoltaic element. Table 15 shows the film forming conditions in the film forming chambers 102C to 105C for forming the third photovoltaic element. FIG. 10 is a schematic view of the layer structure of the manufactured solar cell.
Shown in

【０３００】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、基板上に第１番目および第２番目に形成される光起
電力素子のｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法
のみで形成し、ｐ型半導体層およびｎ型半導体層を高周
波プラズマＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツ
ー・ロール方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュ
ールの光電変換効率の平均値は１．００とした相対値で
１．１８と良好な値を示した。また、従来の装置を用い
て作製した場合に±５％あったモジュール間の光電変換
効率のバラツキは±２％以内に減少した。About the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiencies was the first and second photovoltaic powers formed on the substrate. A solar cell manufactured using a conventional roll-to-roll apparatus in which an i-type semiconductor layer of an element is formed only by a microwave plasma CVD method, and a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. The average value of the photoelectric conversion efficiencies of the battery modules was 1.18, which was a good relative value of 1.18. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between modules, which was ± 5% when manufactured using a conventional apparatus, was reduced to within ± 2%.

【０３０１】実施例８ 装置例１で示した本発明の半導体積層膜の連続形成装置
を用い、帯状基板としてＳＵＳ４３０ＢＡにＡｇ層とＺ
ｎＯ層をスパッタリングしたものから表面を十分に洗
浄、脱脂したＳＵＳ４３０ＢＡに変えた以外は実施例１
と同様にして、ｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構造のシリコン系非
単結晶半導体の積層膜を連続的に形成した。そして更に
モジュール化を行い、ハンドギャップの異なる光起電力
素子を積層した３層タンデム型太陽電池によって構成さ
れた３５ｃｍ×３５ｃｍの太陽電池モジュールを連続的
に作製した。作製した太陽電池の層構成の模式図を図９
に示す。 Example 8 The apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention shown in Example 1 was used, and an Ag layer and a Z layer were formed on SUS430BA as a band-shaped substrate.
Example 1 except that the surface was changed from SUS430BA whose surface was sufficiently cleaned and degreased from the sputtered nO layer.
Similarly to the above, a laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a nipnipnip structure was continuously formed. Then, further modularization was performed, and a 35 cm × 35 cm solar cell module constituted by a three-layer tandem solar cell in which photovoltaic elements having different hand gaps were stacked was continuously manufactured. FIG. 9 is a schematic view of the layer structure of the manufactured solar cell.
Shown in

【０３０２】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、帯状基板としてＳＵＳ４３０ＢＡを用い、基板上に
第１番目および第２番目に形成される光起電力素子のｉ
型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法のみで形成
し、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層を高周波プラズマ
ＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツー・ロール
方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュールの光電
変換効率の平均値を１．００とした相対値で１．１８と
良好な値を示した。また、従来の装置を用いて作製した
場合に±５％あったモジュール間の光電変換効率のバラ
ツキは±２％以内に減少した。Regarding the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiency was the first and second on the substrate using SUS430BA as the band-shaped substrate. I of the photovoltaic element formed at
Of a solar cell module manufactured using a conventional roll-to-roll type apparatus in which a semiconductor layer is formed only by a microwave plasma CVD method and an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. A good value of 1.18 was obtained as a relative value when the average value of the photoelectric conversion efficiency was set to 1.00. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between modules, which was ± 5% when manufactured using a conventional apparatus, was reduced to within ± 2%.

【０３０３】実施例９ 装置例２で示した本発明の半導体積層膜の連続形成装置
を用い、帯状基板表面をグロー放電洗浄され、マイクロ
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層の形成前に高周
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層が形成され、ｐ
型半導体層の形成前にｉ型半導体層表面が水素プラズマ
処理されるようにした以外は実施例１とほぼ同様にし
て、基板上にｉ型半導体層がそれぞれ非晶質シリコンゲ
ルマニウム、非晶質シリコンゲルマニウム、非晶質シリ
コンからなる３個のｎｉｐ構造の光起電力素子を順に積
層し、ｎｉｐｎｉｐｎｉｐ構造のシリコン系非単結晶半
導体の積層膜を連続的に形成した。そして更にモジュー
ル化を行い、ハンドギャップの異なる光起電力素子を積
層した３層タンデム型太陽電池によって構成された３５
ｃｍ×３５ｃｍの太陽電池モジュールを連続的に作製し
た。なお、グロー放電洗浄はＨｅの高周波プラズマで行
い、水素プラズマ処理は低周波プラズマで行った。第１
６表に第１番目の光起電力素子を形成する成膜室２１１
乃至２０５Ａにおける成膜条件および表面処理条件を、
第１７表に第２番目の光起電力素子を形成する成膜室２
０２Ｂ乃至２０５Ｂにおける成膜条件および表面処理条
件を、第１８表に第３番目の光起電力素子を形成する成
膜室２０２Ｃ乃至２０５Ｃにおける成膜条件および表面
処理条件を示す。作製した太陽電池の層構成の模式図を
図１１に示す。 Example 9 The surface of a strip-shaped substrate was subjected to glow discharge cleaning using the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention shown in Example 2, and high-frequency plasma was formed before forming an i-type semiconductor layer by microwave plasma CVD. An i-type semiconductor layer is formed by the CVD method,
In the same manner as in Example 1 except that the surface of the i-type semiconductor layer was subjected to hydrogen plasma treatment before the formation of the type semiconductor layer, an i-type semiconductor layer was formed on the substrate by amorphous silicon germanium and amorphous silicon, respectively. Three photovoltaic elements having a nip structure composed of silicon germanium and amorphous silicon were sequentially laminated, and a laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a nipnipnip structure was continuously formed. Further, the module is further modularized, and is constituted by a three-layer tandem solar cell in which photovoltaic elements having different hand gaps are stacked.
A cm × 35 cm solar cell module was produced continuously. The glow discharge cleaning was performed using He high-frequency plasma, and the hydrogen plasma processing was performed using low-frequency plasma. First
Table 6 shows a film forming chamber 211 for forming the first photovoltaic element.
The film forming conditions and surface treatment conditions in
Table 17 shows the deposition chamber 2 for forming the second photovoltaic element.
Table 18 shows the film formation conditions and surface treatment conditions in the film formation chambers 202C to 205C in which the third photovoltaic element is formed. FIG. 11 shows a schematic diagram of a layer configuration of the manufactured solar cell.

【０３０４】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、基板上に第１番目および第２番目に形成される光起
電力素子のｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法
のみで形成し、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層を高周
波プラズマＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツ
ー・ロール方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュ
ールの光電変換効率の平均値を１．００とした相対値で
１．２０と良好な値を示した。また、従来の装置を用い
て作製した場合に±５％あったモジュール間の光電変換
効率のバラツキは±１．５％以内に減少した。Regarding the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiencies was the first and second photovoltaic powers formed on the substrate. A solar cell manufactured using a conventional roll-to-roll type apparatus in which an i-type semiconductor layer of an element is formed only by a microwave plasma CVD method, and an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. A good value of 1.20 was obtained as a relative value when the average value of the photoelectric conversion efficiency of the battery module was set to 1.00. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between modules, which was ± 5% when manufactured using a conventional apparatus, was reduced to within ± 1.5%.

【０３０５】実施例１０ 装置例２で示した本発明の半導体積層膜の連続形成装置
を用い、帯状基板表面をグロー放電洗浄され、マイクロ
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層の形成前に高周
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層が形成され、ｐ
型半導体層の形成前にｉ型半導体層表面が水素プラズマ
処理されるようにした以外は実施例４とほぼ同様にし
て、基板上にｉ型半導体層がそれぞれ非晶質シリコンゲ
ルマニウム、非晶質シリコン、非晶質炭化シリコンから
なる３個のｎｉｐ構造の光起電力素子を順に積層し、ｎ
ｉｐｎｉｐｎｉｐ構造のシリコン系非単結晶半導体の積
層膜を連続的に形成した。そして更にモジュール化を行
い、ハンドギャップの異なる光起電力素子を積層した３
層タンデム型太陽電池によって構成された３５ｃｍ×３
５ｃｍの太陽電池モジュールを連続的に作製した。な
お、グロー放電洗浄はＨｅの高周波プラズマで行い、水
素プラズマ処理は低周波プラズマで行った。第１６表に
第１番目の光起電力素子を形成する成膜室２１１乃至２
０５Ａにおける成膜条件および表面処理条件を、第１９
表に第２番目の光起電力素子を形成する成膜室２０２Ｂ
乃至２０５Ｂにおける成膜条件および表面処理条件を、
第２０表に第３番目の光起電力素子を形成する成膜室２
０２Ｃ乃至２０５Ｃにおける成膜条件および表面処理条
件を示す。作製した太陽電池の層構成の模式図を図１１
に示す。 Example 10 The surface of a belt-shaped substrate was subjected to glow discharge cleaning using the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention shown in Example 2 of the present invention, and high-frequency plasma was formed before forming an i-type semiconductor layer by microwave plasma CVD. An i-type semiconductor layer is formed by the CVD method,
In the same manner as in Example 4 except that the surface of the i-type semiconductor layer was subjected to hydrogen plasma treatment before the formation of the type semiconductor layer, an i-type semiconductor layer was formed on the substrate by amorphous silicon germanium and amorphous silicon, respectively. Three photovoltaic elements having a nip structure composed of silicon and amorphous silicon carbide are sequentially stacked, and n
A stacked film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having an ipnipnip structure was continuously formed. Then, further modularization was performed, and photovoltaic elements with different hand gaps were stacked 3
35cm × 3 composed of layered tandem solar cells
A 5 cm solar cell module was produced continuously. The glow discharge cleaning was performed using He high-frequency plasma, and the hydrogen plasma processing was performed using low-frequency plasma. Table 16 shows the film forming chambers 211 to 2 for forming the first photovoltaic element.
The film forming conditions and surface treatment conditions in
Film forming chamber 202B for forming the second photovoltaic element in the table
The film forming conditions and surface treatment conditions in
Table 20 shows the deposition chamber 2 for forming the third photovoltaic element.
The film forming conditions and surface treatment conditions in 02C to 205C are shown. FIG. 11 is a schematic view of the layer structure of the manufactured solar cell.
Shown in

【０３０６】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、基板上に第１番目および第２番目に形成される光起
電力素子のｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法
のみで形成し、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層を高周
波プラズマＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツ
ー・ロール方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュ
ールの光電変換効率の平均値を１．００とした相対値で
１．２０と良好な値を示した。また、従来の装置を用い
て作製した場合に±５％あったモジュール間の光電変換
効率のバラツキは±１．５％以内に減少した。About the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiencies was the first and second photovoltaic powers formed on the substrate. A solar cell manufactured using a conventional roll-to-roll type apparatus in which an i-type semiconductor layer of an element is formed only by a microwave plasma CVD method, and an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. A good value of 1.20 was obtained as a relative value when the average value of the photoelectric conversion efficiency of the battery module was set to 1.00. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between modules, which was ± 5% when manufactured using a conventional apparatus, was reduced to within ± 1.5%.

【０３０７】実施例１１ 装置例２で示した本発明の半導体積層膜の連続形成装置
を用い、帯状基板表面をグロー放電洗浄され、マイクロ
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層の形成前に高周
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層が形成され、ｎ
型半導体層の形成前にｉ型半導体層表面が水素プラズマ
処理されるようにした以外は実施例７とほぼ同様にし
て、ｐｉｎｐｉｎｐｉｎ構造のシリコン系非単結晶半導
体の積層膜を連続的に形成した。そして更にモジュール
化を行い、ハンドギャップの異なる光起電力素子を積層
した３層タンデム型太陽電池によって構成された太陽電
池モジュールを連続的に作製した。なお、グロー放電洗
浄はＨｅの高周波プラズマで行い、水素プラズマ処理は
低周波プラズマで行った。第２１表に第１番目の光起電
力素子を形成する成膜室２１１乃至２０５Ａにおける成
膜条件および表面処理条件を、第２２表に第２番目の光
起電力素子を形成する成膜室２０２Ｂ乃至２０５Ｂにお
ける成膜条件および表面処理条件を、第２３表に第３番
目の光起電力素子を形成する成膜室２０２Ｃ乃至２０５
Ｃにおける成膜条件および表面処理条件を示す。作製し
た太陽電池の層構成の模式図を図１２に示す。 Example 11 The surface of a strip-shaped substrate was subjected to glow discharge cleaning using the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention shown in Example 2 of the present invention, and high-frequency plasma was formed before forming an i-type semiconductor layer by microwave plasma CVD. An i-type semiconductor layer is formed by a CVD method,
In the same manner as in Example 7 except that the surface of the i-type semiconductor layer was subjected to hydrogen plasma treatment before the formation of the type semiconductor layer, a laminated film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a pinpinpin structure was continuously formed. . Then, further modularization was performed, and a solar cell module constituted by a three-layer tandem type solar cell in which photovoltaic elements having different hand gaps were stacked was continuously manufactured. The glow discharge cleaning was performed using He high-frequency plasma, and the hydrogen plasma processing was performed using low-frequency plasma. Table 21 shows the film forming conditions and surface treatment conditions in the film forming chambers 211 to 205A for forming the first photovoltaic element, and Table 22 shows the film forming chamber 202B for forming the second photovoltaic element. Table 23 shows the film formation conditions and surface treatment conditions in the film formation chambers 202C to 205 in which the third photovoltaic element is formed.
The film forming conditions and surface treatment conditions in C are shown. FIG. 12 shows a schematic diagram of the layer structure of the manufactured solar cell.

【０３０８】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、基板上に第１番目および第２番目に形成される光起
電力素子のｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法
のみで形成し、ｐ型半導体層およびｎ型半導体層を高周
波プラズマＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツ
ー・ロール方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュ
ールの光電変換効率の平均値を１．００とした相対値で
１．２０と良好な値を示した。また、従来の装置を用い
て作製した場合に±５％あったモジュール間の光電変換
効率のバラツキは±１．５％以内に減少した。Regarding the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiencies was the first and second photovoltaic powers formed on the substrate. A solar cell manufactured using a conventional roll-to-roll apparatus in which an i-type semiconductor layer of an element is formed only by a microwave plasma CVD method, and a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. A good value of 1.20 was obtained as a relative value when the average value of the photoelectric conversion efficiency of the battery module was set to 1.00. In addition, the variation in photoelectric conversion efficiency between modules, which was ± 5% when manufactured using a conventional apparatus, was reduced to within ± 1.5%.

【０３０９】実施例１２ 装置例２で示した構成の本発明の半導体積層膜の連続形
成装置を用い、幅３６ｃｍの幅広の帯状基板を使用した
以外は実施例９とほぼ同様にして、ｎｉｐｎｉｐｎｉｐ
構造のシリコン系非単結晶半導体の積層膜を連続的に形
成し、ハンドギャップの異なる太陽電池セルを積層した
３層タンデム型太陽電池によって構成された、３５ｃｍ
×３５ｃｍの太陽電池モジュールを連続的に作製した。 Example 12 Nipnipnip was carried out in substantially the same manner as in Example 9 except that the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention having the structure shown in Example 2 was used, and a wide band-like substrate having a width of 36 cm was used.
35 cm composed of a three-layer tandem-type solar cell in which a stacked film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor having a structure is continuously formed and solar cells having different hand gaps are stacked.
A × 35 cm solar cell module was produced continuously.

【０３１０】本発明で用いた装置は、帯状基板の幅方向
に対する寸法のみ実施例１〜１１で用いた装置の３倍で
あった。マイクロ波プラズマＣＶＤ法による成膜室２０
３Ａ、２０３Ｂ内に各３個備えられた成膜室には、それ
ぞれ帯状基板の両側にマイクロ波投入手段が対向して配
設され、成膜室２０３Ａおよび成膜室２０３Ｂには各６
個のマイクロ波投入手段からマイクロ波電力を投入し
た。尚、対向して配設されたマイクロ波投入手段の電界
方向は互いに垂直であった。第２４表に第１番目の光起
電力素子を形成する成膜室２１１乃至２０５Ａにおける
成膜条件および表面処理条件を、第２５表に第２番目の
光起電力素子を形成する成膜室２０２Ｂ乃至２０５Ｂに
おける成膜条件および表面処理条件を、第２６表に第３
番目の光起電力素子を形成する成膜室２０２Ｃ乃至２０
５Ｃにおける成膜条件および表面処理条件を示す。作製
した太陽電池の層構成の模式図を図１１に示す。In the apparatus used in the present invention, only the dimension in the width direction of the strip-shaped substrate was three times that of the apparatus used in Examples 1 to 11. Deposition chamber 20 by microwave plasma CVD
In each of the three film forming chambers provided in 3A and 203B, microwave input means is disposed on both sides of the strip-shaped substrate so as to face each other, and each of the film forming chambers 203A and 203B has six microwave input means.
Microwave power was supplied from the microwave input means. The directions of the electric fields of the microwave input means arranged opposite to each other were perpendicular to each other. Table 24 shows the film forming conditions and surface treatment conditions in the film forming chambers 211 to 205A for forming the first photovoltaic element, and Table 25 shows the film forming chamber 202B for forming the second photovoltaic element. Table 26 shows the film formation conditions and surface treatment conditions in
Film forming chambers 202C to 20C for forming the th photovoltaic element
The film forming conditions and surface treatment conditions at 5C are shown. FIG. 11 shows a schematic diagram of a layer configuration of the manufactured solar cell.

【０３１１】作製した太陽電池モジュールについて、Ａ
Ｍ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ² ）の疑似太陽光照射下に
て特性評価を行ったところ、その光電変換効率の平均値
は、基板上に第１番目および第２番目に形成される光起
電力素子のｉ型半導体層をマイクロ波プラズマＣＶＤ法
のみで形成し、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層を高周
波プラズマＣＶＤ法によって形成する従来のロール・ツ
ー・ロール方式の装置を用いて作製した太陽電池モジュ
ールの光電変換効率の平均値を１．００とした相対値で
１．２０と良好な値を示した。また、従来の装置を用い
て作製した場合に±６％あったモジュール間の光電変換
効率のバラツキは±２．０％以内に減少しており、大面
積にわたって高品質の光起電力素子用の半導体積層膜が
均一性良く形成されたことを確認した。[0311] Regarding the manufactured solar cell module, A
When the characteristics were evaluated under simulated sunlight irradiation of M1.5 (100 mW / cm ² ), the average value of the photoelectric conversion efficiencies was the first and second photovoltaic powers formed on the substrate. A solar cell manufactured using a conventional roll-to-roll type apparatus in which an i-type semiconductor layer of an element is formed only by a microwave plasma CVD method, and an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed by a high-frequency plasma CVD method. A good value of 1.20 was obtained as a relative value when the average value of the photoelectric conversion efficiency of the battery module was set to 1.00. In addition, the variation in the photoelectric conversion efficiency between modules, which was ± 6% when manufactured using the conventional apparatus, has been reduced to within ± 2.0%, and the quality for photovoltaic elements of high quality over a large area has been reduced. It was confirmed that the semiconductor laminated film was formed with good uniformity.

【０３１２】[0312]

【表１】 [Table 1]

【０３１３】[0313]

【表２】 [Table 2]

【０３１４】[0314]

【表３】 [Table 3]

【０３１５】[0315]

【表４】 [Table 4]

【０３１６】[0316]

【表５】 [Table 5]

【０３１７】[0317]

【表６】 [Table 6]

【０３１８】[0318]

【表７】 [Table 7]

【０３１９】[0319]

【表８】 [Table 8]

【０３２０】[0320]

【表９】 [Table 9]

【０３２１】[0321]

【表１０】 [Table 10]

【０３２２】[0322]

【表１１】 [Table 11]

【０３２３】[0323]

【表１２】 [Table 12]

【０３２４】[0324]

【表１３】 [Table 13]

【０３２５】[0325]

【表１４】 [Table 14]

【０３２６】[0326]

【表１５】 [Table 15]

【０３２７】[0327]

【表１６】 [Table 16]

【０３２８】[0328]

【表１７】 [Table 17]

【０３２９】[0329]

【表１８】 [Table 18]

【０３３０】[0330]

【表１９】 [Table 19]

【０３３１】[0331]

【表２０】 [Table 20]

【０３３２】[0332]

【表２１】 [Table 21]

【０３３３】[0333]

【表２２】 [Table 22]

【０３３４】[0334]

【表２３】 [Table 23]

【０３３５】[0335]

【表２４】 [Table 24]

【０３３６】[0336]

【表２５】 [Table 25]

【０３３７】[0337]

【表２６】 [Table 26]

【０３３８】[0338]

【発明の効果】本発明によれば、ロール・ツー・ロール
方式で、高品質の光起電力素子用の半導体積層膜を大面
積に特性のバラツキやムラなく、高速かつ連続的に形成
することができる。According to the present invention, a high-quality semiconductor laminated film for a photovoltaic element can be formed in a large area at high speed and continuously without variation or unevenness in characteristics by a roll-to-roll method. Can be.

【０３３９】さらに、本発明によれば、光劣化が少な
く、高い光電変換効率と高い出力電圧が得られる３層タ
ンデム型の光起電力素子用の半導体積層膜を大面積に高
速かつ連続的に形成することができる。Further, according to the present invention, a semiconductor laminated film for a three-layer tandem-type photovoltaic element capable of obtaining high photovoltaic conversion efficiency and high output voltage with little light degradation can be continuously formed over a large area at high speed. Can be formed.

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

【図１】本発明の半導体積層膜の連続形成装置の一例を
示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of an apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film according to the present invention.

【図２】本発明の半導体積層膜の連続形成装置の他の一
例を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the apparatus for continuously forming a semiconductor laminated film of the present invention.

【図３】プラズマドーピングにおける放電周波数ｆと形
成された光起電力素子の開放電圧Ｖｏｃの関係を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a discharge frequency f in plasma doping and an open voltage Voc of a formed photovoltaic element.

【図４】本発明の装置におけるマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法による成膜室の一例を示す模式的断面図である。FIG. 4 shows a microwave plasma CV in the apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a film forming chamber by a method D.

【図５】成膜室ユニットの一例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing an example of a film forming chamber unit.

【図６】本発明の装置における高周波プラズマＣＶＤ法
による成膜室の一例を示す模式的断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of a film forming chamber by a high-frequency plasma CVD method in the apparatus of the present invention.

【図７】図７Ａは、本発明の装置における帯状基板の巻
き出し室の一例を示す模式的断面図であり、図７Ｂは帯
状基板の巻き取り室の一例を示す模式的断面図である。FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing an example of a band-shaped substrate unwinding chamber in the apparatus of the present invention, and FIG. 7B is a schematic cross-sectional view showing an example of a band-shaped substrate winding chamber.

【図８】ステアリング機構の一例を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a steering mechanism.

【図９】本発明の光起電力素子の一例を示す模式的断面
図である。FIG. 9 is a schematic sectional view showing an example of the photovoltaic device of the present invention.

【図１０】本発明の別の光起電力素子の一例を示す模式
的断面図である。FIG. 10 is a schematic sectional view showing an example of another photovoltaic element of the present invention.

【図１１】本発明のさらに別の光起電力素子の一例を示
す模式的断面図である。FIG. 11 is a schematic sectional view showing an example of still another photovoltaic element of the present invention.

【図１２】本発明の別の光起電力素子の一例を示す模式
的断面図である。FIG. 12 is a schematic sectional view showing an example of another photovoltaic element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０１、２０１、７０２Ａ 帯状基板の巻き出し室 １０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、２０２Ａ、２０２Ｂ、
２０２Ｃ 高周波プラズマＣＶＤ法によるｎ（または
ｐ）型半導体層の成膜室 １０３Ａ、１０３Ｂ、２０３Ａ、２０３Ｂ マイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層の成膜室 １０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、２０４Ａ、２０４Ｂ、
２０４Ｃ 高周波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層
の成膜室 １０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、２０５Ａ、２０５Ｂ、
２０５Ｃ プラズマドーピングによるｐ（またはｎ）型
半導体層の成膜室 １０６、２０６、７０２Ｂ 帯状基板の巻き取り室 １０７、２０７、４０３、４０４４、６０３、６０４、
７０５Ａ、７０５Ｂ ガスゲート １０８、２０８、４０１、５０１、６０１、７０１Ａ、
７０１Ｂ、８０１ 帯状基板 １０９、２０９、７０３Ａ 帯状基板の巻き出しボビン １１０、２１０、７０３Ｂ 帯状基板の巻き取りボビン ７０６Ａ 保護フィルムの巻き取りボビン ７０６Ｂ 保護フィルムの巻き出しボビン ２１１ グロー放電洗浄室 ２１２Ａ、２１２Ｂ 高周波プラズマＣＶＤ法によるｉ
型半導体層の成膜室 ２１３Ａ、２１３Ｂ、２１２Ｃ 水素プラズマ処理室 ４０２、６０２ 真空容器 ４０５、５０５ 放電室ユニット ４０６、４０７、４０８、５０６、５０７、５０８ 成
膜室 ４０９、４１０、４１１、５１１、６０７ 原料ガス導
入管 ４１２、４１３、４１４、５１４ 圧力測定管 ４１５、４１６、４１７、５１５、５１６、５１７ バ
イアス電極 ４１８、４１９、４２０、５１８、５１９、５２０ マ
イクロ波導入窓 ４２１、４２２、４２３、４２４、５２１、５２２、５
２３、５２４ 穴開き仕切板 ４２５、４２６、６０８、７０８Ａ、７０８Ｂ 排気管 ４２７ 荒引き用排気管 ４２８、５２８ 粉受け板 ４２９、５２９、６１１ プラズマ漏れガード ４３０ 成膜室温度制御装置 ４３１、６１２ 蓋 ４３２、６１３、６１４ ランプヒーター ４３３、４３４、４３５ 基板温度制御装置 ４３６、４３７、４３８、４３９、６１５、６１６ 熱
電対 ４４０、６１７ リフレクター ４４１、４４５、６１８ 支持ローラー ４４２ 分離通路 ４４３、４４４ ゲートガス導入管 ５５０ 矩形導波管 ５５１ モード変換器 ５５２、５５３ アルミナセラミックス製円板 ６０５ 放電室 ６０６ 放電電極 ６０９ ブロックヒーター ６１０ 放電室外部排気口 ７０４Ａ、７０４Ｂ、８０４ ローラー ７０７Ａ、７０７Ｂ 保護フィルム ８０２ 横ズレ検知機構 ８０３ 回転機構 ８０５ 帯状基板の移動方向 ８０６ 軸受 ９０１、１００１、１１０１、１２０１ 基板 ９０２Ａ、９０２Ｂ、９０２Ｃ、１１０２Ａ、１１０２
Ｂ、１１０２Ｃ 高周波プラズマＣＶＤ法によるｎ型半
導体層 ９０３Ａ、９０３Ｂ、１００３Ａ、１００３Ｂ、１１０
３Ａ、１１０３Ｂ、１２０３Ａ、１２０３Ｂ マイクロ
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層 ９０４Ａ、９０４Ｂ、９０４Ｃ、１００４Ａ、１００４
Ｂ、１００４Ｃ、１１０４Ａ、１１０４Ｂ、１１０４
Ｃ、１１０８Ａ、１１０８Ｂ、１２０４Ａ、１２０４
Ｂ、１２０４Ｃ、１２０８Ａ、１２０８Ｂ 高周波プラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型半導体層 ９０５Ａ、９０５Ｂ、９０５Ｃ、１１０５Ａ、１１０５
Ｂ、１１０５Ｃ プラズマドーピングによるｐ型半導体
層 ９０６、１００６、１１０６、１２０６ 透明導電膜 ９０７、１００７、１１０７、１２０７ 集電電極 １００９Ａ、１００９Ｂ、１００９Ｃ、１２０９Ａ、１
２０９Ｂ、１２０９Ｃ高周波プラズマＣＶＤ法によるｐ
型半導体層 １０１０Ａ、１０１０Ｂ、１０１０Ｃ、１２１０Ａ、１
２１０Ｂ、１２１０Ｃプラズマドーピングによるｎ型半
導体層101, 201, 702A Unwinding chamber 102A, 102B, 102C, 202A, 202B,
202C n (or p) type semiconductor layer film forming chamber by high frequency plasma CVD method 103A, 103B, 203A, 203B i type semiconductor layer film forming chamber by microwave plasma CVD method 104A, 104B, 104C, 204A, 204B,
204C i-type semiconductor layer deposition chamber by high frequency plasma CVD method 105A, 105B, 105C, 205A, 205B,
205C Plasma deposition doping chamber for p (or n) type semiconductor layer 106, 206, 702B Strip substrate winding chamber 107, 207, 403, 4044, 603, 604,
705A, 705B Gas gates 108, 208, 401, 501, 601, 701A,
701B, 801 Strip substrate 109, 209, 703A Strip substrate unwinding bobbin 110, 210, 703B Strip substrate unwinding bobbin 706A Protective film winding bobbin 706B Protective film unwind bobbin 211 Glow discharge cleaning chamber 212A, 212B High frequency I by plasma CVD
Type semiconductor layer film formation chambers 213A, 213B, 212C Hydrogen plasma processing chamber 402, 602 Vacuum container 405, 505 Discharge chamber unit 406, 407, 408, 506, 507, 508 Film formation chambers 409, 410, 411, 511, 607 Source gas introduction tube 412, 413, 414, 514 Pressure measurement tube 415, 416, 417, 515, 516, 517 Bias electrode 418, 419, 420, 518, 519, 520 Microwave introduction window 421, 422, 423, 424, 521, 522, 5
23, 524 Perforated partition plate 425, 426, 608, 708A, 708B Exhaust pipe 427 Rough exhaust pipe 428, 528 Powder receiving plate 429, 529, 611 Plasma leak guard 430 Deposition chamber temperature control device 431, 612 Cover 432 , 613, 614 Lamp heaters 433, 434, 435 Substrate temperature control devices 436, 437, 438, 439, 615, 616 Thermocouples 440, 617 Reflectors 441, 445, 618 Support rollers 442 Separation passages 443, 444 Gate gas inlet tube 550 Rectangular Waveguide 551 Mode converter 552, 553 Alumina ceramic disk 605 Discharge chamber 606 Discharge electrode 609 Block heater 610 Discharge chamber external exhaust port 704A, 704B, 804 Roller 707A, 707B Protective film 80 2 Lateral displacement detecting mechanism 803 Rotating mechanism 805 Moving direction of belt-like substrate 806 Bearings 901, 1001, 1101, 1201 Substrates 902A, 902B, 902C, 1102A, 1102
B, 1102C n-type semiconductor layers 903A, 903B, 1003A, 1003B, 110 by high frequency plasma CVD
3A, 1103B, 1203A, 1203B i-type semiconductor layers 904A, 904B, 904C, 1004A, 1004 by microwave plasma CVD
B, 1004C, 1104A, 1104B, 1104
C, 1108A, 1108B, 1204A, 1204
B, 1204C, 1208A, 1208B i-type semiconductor layer 905A, 905B, 905C, 1105A, 1105 by high frequency plasma CVD
B, 1105C P-type semiconductor layers 906, 1006, 1106, 1206 by plasma doping Transparent conductive films 907, 1007, 1107, 1207 Current collecting electrodes 1009A, 1009B, 1009C, 1209A, 1
209B, 1209C p by high frequency plasma CVD
Type semiconductor layers 1010A, 1010B, 1010C, 1210A, 1
210B, 1210C n-type semiconductor layer by plasma doping

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芳里 直 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 保野 篤司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 田村 秀男 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金井 正博 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−177077（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−296062（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−343414（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−333289（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−299576（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−103829（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−273614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−177417（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−131513（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Naoto Yoshiri, Inventor 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Atsushi Hono 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Non-corporation (72) Inventor Hideo Tamura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Masahiro Kanai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References JP-A-3-177077 (JP, A) JP-A-4-296062 (JP, A) JP-A-4-343414 (JP, A) JP-A-4-333289 (JP, A) JP-A-4-299576 (JP, A) JP-A-1-103829 (JP, A) JP-A-3-273614 (JP, A) JP-A-63-177417 (JP, A) JP-A-62-131513 (JP JP, A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) H01L 31/04-31/078

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 第１の導電型を有する第１半導体と、半
導体成膜室内に導入されたマイクロ波により形成された
マイクロ波プラズマにより形成された第１ｉ型半導体
と、半導体成膜室内に印加された高周波により形成され
た高周波プラズマにより形成された第２ｉ型半導体と、
第１導電型とは反対導電型を有する第２半導体と、第１
の導電型を有する第３半導体と、半導体成膜室内に導入
されたマイクロ波により形成されたマイクロ波プラズマ
により形成された第３ｉ型半導体と、半導体成膜室内に
印加された高周波により形成された高周波プラズマによ
り形成された第４ｉ型半導体と、第１導電型とは反対導
電型を有する第４半導体と、第１の導電型を有する第５
半導体と、半導体成膜室内に印加された高周波により形
成された高周波プラズマにより形成された第５ｉ型半導
体と、第１導電型とは反対導電型を有する第６半導体と
を有し、前記第２半導体及び前記第４半導体及び前記第
６半導体がプラズマドーピングによって形成されている
ことを特徴とする光起電力素子。1. A first semiconductor having a first conductivity type, semi
A first i-type semiconductor formed by microwave plasma formed by the microwave introduced into the conductor film forming chamber, and a high frequency applied by the high frequency applied into the semiconductor film forming chamber
A second i-type semiconductor formed by the generated high-frequency plasma;
A second semiconductor having a conductivity type opposite to the first conductivity type;
And a third semiconductor having the following conductivity type and introduced into a semiconductor film formation chamber.
A first 3i type semiconductor formed by microwave plasma generated by microwaves, in a semiconductor deposition chamber
A fourth i-type semiconductor formed by high-frequency plasma formed by the applied high-frequency , a fourth semiconductor having a conductivity type opposite to the first conductivity type, and a fifth semiconductor having a first conductivity type.
Shaped by semiconductor and high frequency applied to semiconductor deposition chamber
A first 5i type semiconductor formed by high-frequency plasma made was, the first conductivity type and a sixth semiconductor having a conductivity type opposite the second semiconductor and the fourth semiconductor and said sixth semiconductor plasma A photovoltaic element formed by doping. 【請求項２】 前記第１半導体と前記第１ｉ型半導体と
の間または前記第３半導体と前記第３ｉ型半導体との間
に、更に、半導体成膜室内に印加された高周波により形
成された高周波プラズマにより形成された第６または第
７ｉ型半導体を有する請求項１に記載の光起電力素子。 2. The first semiconductor and the first i-type semiconductor.
Or between the third semiconductor and the third i-type semiconductor
In addition, the shape is further increased by the high frequency applied to the semiconductor deposition chamber.
The sixth or the sixth formed by the generated high-frequency plasma
The photovoltaic device according to claim 1, comprising a 7i-type semiconductor. 【請求項３】 基板上にシリコン系非単結晶半導体の積
層膜を形成する光起電力素子形成方法において、成膜室
内に高周波を印加して形成された高周波プラズマを利用
する高周波プラズマＣＶＤ法により第１のｎ（または
ｐ）型半導体層を形成する工程と、成膜室内にマイクロ
波を導入して形成されたマイクロ波プラズマを利用する
マイクロ波プラズマＣＶＤ法により第１ｉ型半導体層を
形成する工程と、成膜室内に高周波を印加して形成され
た高周波プラズマを利用する高周波プラズマＣＶＤ法に
より第２ｉ型半導体層を形成する工程と、プラズマドー
ピングにより第１のｐ（またはｎ）型半導体層を形成す
る工程と、成膜室内に高周波を印加して形成された高周
波プラズマを利用する高周波プラズマＣＶＤ法により第
２のｎ（またはｐ）型半導体層を形成する工程と、成膜
室内にマイクロ波を導入して形成されたマイクロ波プラ
ズマを利用するマイクロ波プラズマＣＶＤ法により第３
ｉ型半導体層を形成する工程と、成膜室内に高周波を印
加して形成された高周波プラズマを利用する高周波プラ
ズマＣＶＤ法により第４ｉ型半導体層を形成する工程
と、プラズマドーピングにより第２のｐ（またはｎ）型
半導体層を形成する工程と、成膜室内に高周波を印加し
て形成された高周波プラズマを利用する高周波プラズマ
ＣＶＤ法により第３のｎ（またはｐ）型半導体層を形成
する工程と、該第３のｎ（またはｐ）型半導体層上に、
成膜室内に高周波を印加して形成された高周波プラズマ
を利用する高周波プラズマＣＶＤ法により第５ｉ型半導
体層を形成する工程と、プラズマドーピングによる第３
のｐ（またはｎ）型半導体層を形成する工程と、を有す
ることを特徴とする、シリコン系非単結晶半導体の積層
膜を形成する光起電力素子形成方法。3. A photovoltaic device forming method of forming a silicon based non-single-crystal semiconductor laminate film on a substrate, the film-forming chamber
Utilizes high-frequency plasma generated by applying high-frequency waves inside
Forming a first n (or p) type semiconductor layer by high frequency plasma CVD method, micro in the deposition chamber
A step of forming a first i-type semiconductor layer by a microwave plasma CVD method using microwave plasma formed by introducing a wave, and a step of forming a first i-type semiconductor layer by applying a high frequency to a film formation chamber.
Forming a second i-type semiconductor layer by a high-frequency plasma CVD method using high-frequency plasma, forming a first p (or n) -type semiconductor layer by plasma doping , and applying a high frequency to a film formation chamber. High circumference formed
The by high-frequency plasma CVD method using a wave plasma
Step of forming n (or p) type semiconductor layer 2 and film formation
A microwave plug formed by introducing microwaves into a room
Third by microwave plasma CVD method using zuma
It marks a step, a high frequency in the deposition chamber for forming the i-type semiconductor layer
Forming a fourth i-type semiconductor layer by a high-frequency plasma CVD method using a high- frequency plasma formed by addition , forming a second p (or n) semiconductor layer by plasma doping, and forming a film. Apply high frequency to the room
Forming a third n (or p) type semiconductor layer by a high frequency plasma CVD method using the high frequency plasma formed by the above, and
High frequency plasma formed by applying high frequency to the film deposition chamber
Forming a second 5 i-type semiconductor layer by high frequency plasma CVD method using a third plasma doping
Of p (or n) type and forming a semiconductor layer, and having a photovoltaic device forming method of forming a silicon based non-single-crystal semiconductor laminate film. 【請求項４】 前記第１または第３ｉ型半導体を形成す
る工程において、更に、バイアス電極によりバイアス電
力が印加される請求項３に記載の光起電力素子形成方
法。 4. The method according to claim 1, wherein the first or third i-type semiconductor is formed.
In the step of
4. The method according to claim 3, wherein a force is applied.
Law. 【請求項５】 前記第１のｎ（またはｐ）型半導体層を
形成する工程と前記第１ｉ型半導体層を形成する工程と
の間または前記第２のｎ（またはｐ）型半導体を形成す
る工程と前記３ｉ型半導体層を形成する工程との間に、
成膜室内に高周波を印加して形成された高周波プラズマ
を利用する高周波プラズマＣＶＤ法によりｉ型半導体層
を形成する工程を有する請求項３または４に記載の光起
電力素子形成方法。 5. The method according to claim 1, wherein the first n (or p) type semiconductor layer is
Forming and forming the first i-type semiconductor layer.
Or forming the second n (or p) type semiconductor
Between the step of forming the 3i-type semiconductor layer and the step of forming the 3i-type semiconductor layer.
High frequency plasma formed by applying high frequency to the film deposition chamber
-Type semiconductor layer by high-frequency plasma CVD using GaN
5. The photovoltaic device according to claim 3, further comprising a step of forming
Power element forming method. 【請求項６】 前記第１、第２または第３のプラズマド
ーピングによりｐ（またはｎ）型半導体を形成する工程
の前に、水素プラズマ処理する工程を有する請求項３乃
至５のいずれか１項に記載の光起電力素子形成方法。 6. The first, second, or third plasma source.
Of forming a p (or n) type semiconductor by wrapping
A hydrogen plasma treatment step before the step
6. The method for forming a photovoltaic element according to any one of Items 5 to 5. 【請求項７】 帯状基板上にシリコン系非単結晶半導体
の積層膜を連続的に形成する光起電力素子形成装置にお
いて、少なくとも帯状基板の巻き出し室と、高周波を印
加して形成された高周波プラズマを利用する高周波プラ
ズマＣＶＤ法による第１のｎ（またはｐ）型半導体層成
膜室と、マイクロ波を導入して形成されたマイクロ波プ
ラズマを利用するマイクロ波プラズマＣＶＤ法による第
１ｉ型半導体層成膜室と、高周波を印加して形成された
高周波プラズマを利用する高周波プラズマＣＶＤ法によ
る第２ｉ型半導体層成膜室と、プラズマドーピングによ
る第１のｐ（またはｎ）型半導体層成膜室と、高周波を
印加して形成された高周波プラズマを利用する高周波プ
ラズマＣＶＤ法による第２のｎ（またはｐ）型半導体層
成膜室と、マイクロ波を導入して形成されたマイクロ波
プラズマを利用するマイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型半導体層成膜室と、高周波を印加して形成された高
周波プラズマを利用する高周波プラズマＣＶＤ法による
第４ｉ型半導体層成膜室と、プラズマドーピングによる
第２のｐ（またはｎ）型半導体層成膜室と、高周波を印
加して形成された高周波プラズマを利用する高周波プラ
ズマＣＶＤ法による第３のｎ（またはｐ）型半導体層成
膜室と、高周波を印加して形成された高周波プラズマを
利用する高周波プラズマＣＶＤ法による第５ｉ型半導体
層成膜室と、プラズマドーピングによる第３のｐ（また
はｎ）型半導体層成膜室と、帯状基板の巻き取り室と
を、前記帯状基板を移動させる方向に沿ってこの順に配
置し、かつ各々をガスゲートを介して接続して、前記各
成膜室を貫通し連続して移動する前記帯状基板上に、シ
リコン系非単結晶半導体の積層膜を連続的に形成するこ
とを特徴とする光起電力素子用半導体積層膜の連続形成
装置。7. A photovoltaic element forming apparatus for continuously forming a silicon-based non-single-crystal semiconductor laminated film on a strip-shaped substrate, wherein at least the unwinding chamber of the strip-shaped substrate and a high-frequency wave are applied.
A first n (or p) type semiconductor layer deposition chamber by a high frequency plasma CVD method using a high frequency plasma formed by applying a microwave, and a microwave pump formed by introducing a microwave.
The microwave plasma CVD method utilizing plasma
1 i-type semiconductor layer film forming chamber and formed by applying high frequency
A second i-type semiconductor layer deposition chamber by high-frequency plasma CVD using high-frequency plasma; a first p (or n) semiconductor layer deposition chamber by plasma doping ;
A second n (or p) type semiconductor layer deposition chamber by a high-frequency plasma CVD method using a high- frequency plasma formed by application, and a microwave formed by introducing a microwave
An i-type semiconductor layer film forming chamber formed by microwave plasma CVD using plasma ;
High frequency plasma CVD method using high frequency plasma
Fourth i-type semiconductor layer deposition chamber and plasma doping
A second p (or n) type semiconductor layer deposition chamber and a high frequency
A third n (or p) type semiconductor layer deposition chamber formed by a high frequency plasma CVD method using a high frequency plasma formed by applying a high frequency plasma, and a high frequency plasma formed by applying a high frequency.
The 5th i-type semiconductor layer film forming chamber by the high frequency plasma CVD method to be used, the third p (or n) type semiconductor layer film forming chamber by the plasma doping, and the band substrate winding chamber A stacked film of a silicon-based non-single-crystal semiconductor is disposed on the strip-shaped substrate which is arranged in this order along the moving direction and connected to each other via a gas gate to continuously move through the film forming chambers. Continuously forming a semiconductor laminated film for a photovoltaic device. 【請求項８】 前記ガスゲートを介して配置した前記高
周波プラズマＣＶＤ法による第１ｎ（またはｐ）型半導
体層成膜室と前記マイクロ波ＣＶＤ法による第１ｉ型半
導体層成膜室との間または前記高周波プラズマＣＶＤ法
による第２ｎ（またはｐ）型半導体層成膜室と前記マイ
クロ波ＣＶＤ法による第３ｉ型半導体層成膜室との間の
少なくとも一箇所に、さらに高周波プラズマＣＶＤ法に
よるｉ型半導体層成膜室をガスゲートを介して配置した
請求項７に記載の光起電力素子形成装置。8. A space between the first n (or p) type semiconductor layer film forming chamber formed by the high frequency plasma CVD method and the first i type semiconductor layer film forming chamber formed by the microwave CVD method arranged via the gas gate. Or the high frequency plasma CVD method
A second n (or p) type semiconductor layer deposition chamber and
8. The photovoltaic device according to claim 7 , wherein an i-type semiconductor layer film formation chamber formed by a high-frequency plasma CVD method is further disposed at at least one position between the third i-type semiconductor layer film formation chamber formed by a microwave CVD method and a gas gate. Power element forming device. 【請求項９】 前記ガスゲートを介して配置した前記高
周波プラズマＣＶＤ法による第２、第４または第５ｉ型
半導体層成膜室と、前記プラズマドーピングによる第
１、第２または第３のｐ（またはｎ）型半導体層成膜室
との間の少なくとも一箇所に、さらに水素プラズマ処理
室をガスゲートを介して配置した請求項７または８に記
載の光起電力素子連続形成装置。9. A second, fourth, or fifth i-type semiconductor layer film forming chamber formed by said high-frequency plasma CVD method disposed through said gas gate, and a second chamber formed by said plasma doping .
9. The photovoltaic device according to claim 7 , wherein a hydrogen plasma processing chamber is further arranged at at least one position between the first, second or third p (or n) type semiconductor layer deposition chamber via a gas gate. Power element continuous forming device. 【請求項１０】 前記ガスゲートを介して配置した前記
帯状部材の巻き出し室と、前記高周波プラズマＣＶＤ法
による第１のｎ（またはｐ）型半導体層成膜室との間
に、さらにグロー放電洗浄室をガスゲートを介して配置
した請求項７乃至９のいずれか１項に記載の光起電力素
子形成装置。10. Glow discharge cleaning is further performed between the unwinding chamber of the strip-shaped member disposed via the gas gate and the first n (or p) type semiconductor layer deposition chamber formed by the high-frequency plasma CVD method . The photovoltaic element forming apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein the chamber is arranged via a gas gate. 【請求項１１】 前記プラズマドーピングによる第１、
第２または第３のｐ（またはｎ）型半導体層成膜室にお
ける放電周波数が５ｋＨｚ乃至５００ｋＨｚである請求
項７乃至１０のいずれか１項に記載の光起電力素子形成
装置。11. The method according to claim 1, wherein
The photovoltaic element forming apparatus according to any one of claims 7 to 10 , wherein a discharge frequency in the second or third p (or n) type semiconductor layer deposition chamber is 5 kHz to 500 kHz.