JPH06204136A

JPH06204136A - 薄膜形成方法および薄膜形成装置および半導体素子

Info

Publication number: JPH06204136A
Application number: JP34746992A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Kariya; 俊光狩谷; Keishi Saito; 恵志斉藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】基板上に薄膜を形成されてなる薄膜素子の素
子特性を向上させ、且つ薄膜素子のスループットを向上
させることである。【構成】内部を減圧することができる真空容器１０１
内にＲＦ電極１０６およびマイクロ波導入窓１１０が収
容され、これらによりＲＦプラズマ１１５の領域とＭＷ
プラズマ１１４の領域が形成される。これらの領域は一
部に共有領域１１６を有する。これらの領域にはガス導
入管１０８から原料ガスが導入され、その原料ガスはＲ
Ｆプラズマの領域からＭＷプラズマの領域へ流れて、排
気口１０２より排出される。基板１０３が前記領域を矢
印ａ方向へ移動するうちにそれぞれの領域において薄膜
の形成が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体薄膜、磁性体薄
膜、絶縁性薄膜、導電性薄膜、超伝導性薄膜などの薄膜
を応用した素子の製造に好適な薄膜形成方法およびその
装置に関するものである。とりわけｐｉｎ接合、ｐｎ接
合などの半導体接合を有する半導体素子、例えば太陽電
池、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、フォトセンサー、Ｘ
線センサー、湿度センサーなどの大量生産に好適な薄膜
形成方法およびその装置に関するものである。また特
に、プラズマＣＶＤ法を用いて帯状基板上に連続的に薄
膜を形成する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】薄膜を形成する技術としては、真空蒸着
法、ＭＢＥ法、スパッタリング法、イオンプレーティン
グ法、クラスタイオンビーム蒸着法、熱ＣＶＤ法、ＭＯ
ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、ディピング
法、塗布法などが挙げられる。しかし半導体薄膜、磁性
体薄膜、絶縁性薄膜、超伝導性薄膜などの薄膜を応用し
た素子を大量生産するには、堆積速度が速く、しかも素
子特性が優れていることが必要である。こうした方法の
ひとつとしてマイクロ波プラズマＣＶＤ法（ＭＷＰＣＶ
Ｄ法）が挙げられる。ＭＷＰＣＶＤ法は真空容器内部に
原料ガスを導入し、該原料ガス群にマイクロ波を照射す
ることによってプラズマを生起し、プラズマ内部で発生
したラジカルを基板上に堆積させて、薄膜を形成する方
法である。該ＭＷＰＣＶＤ法においてはプラズマ内部の
圧力を０．１〜３０ｍＴｏｒｒにするため、粒子の平均
自由工程は５〜３０ｃｍと長いものであり、気相反応を
極力抑えることができる。従って良質な薄膜を形成ずる
ためのラジカルを直接基板表面上まで飛翔させることが
できる。さらに原料ガス群をほぼ１００％分解すること
ができるため、堆積速度は極めて高いものである。

【０００３】また素子特性を向上させるため、基板上に
形成された薄膜の界面準位を減少させる方法としては、
まず、基板上にＲＦプラズマＣＶＤ法（ＲＦＰＣＶＤ
法）を用いて比較的堆積速度の小さい状態で超簿膜を形
成し、次いでＭＷＰＣＶＤ法を用いて比較的堆積速度の
大きい状態で同じ薄膜を形成する方法が挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、薄膜素子に対す
る素子特性の向上とコストダウンを同時に達成すること
が要望されている。コストダウンを行うためには生産能
力（スループット）、すなわち薄膜の堆積速度を上げる
ことが必要である。ところが、上記ＭＷＰＣＶＤ法を用
いてスループットを上げた場合、その大きな堆積速度の
故に基板との界面に発生する内部応力、欠陥準位などが
しばしば問題となる。すなわち基板の格子定数と薄膜の
格子定数が異なる故、界面近傍では所望の良質な薄膜が
得られないという問題である。例えば導電性を有する基
板とその上に形成された導電性を有する薄膜は電気的に
結合される訳であるが、該界面準位の存在によって所望
の電気結合が形成できない場合がある。また絶縁性を有
する基板上に導電性を有する薄膜を形成する場合におい
ても、該界面準位の存在によって薄膜を平面方向に伝導
する電気の損失を招く場合がある。また絶縁性基板上に
磁性体薄膜を形成する場合、磁性体薄膜が所望の保持力
を得られないという問題がある。また界面近傍の内部応
力によって薄膜の剥離が発生するという問題がある。ま
た逆に界面準位を減少させるための手段としてはＭＷＰ
ＣＶＤ法において堆積速度を落とす方法があるが、薄膜
素子のスループットは減少してしまうことになる。そこ
で、スループットを落とさずに界面準位を減少させるた
めの手段として、ＲＦＣＶＤ法を用いて堆積速度の小さ
い状態で基板上に超薄膜を形成し、その上にＭＷＰＣＶ
Ｄ法を用いて薄膜を形成することが行われてきた。従来
ではこのような方法でも素子特性とスループットは満足
しうるものであったが、さらに素子特性とスループット
を向上させねばならない現在、ＲＦＰＣＶＤ法で形成さ
れた超薄膜とＭＷＰＣＶＤ法で形成された薄膜との界面
準位、内部応力が問題となっており、また工程がバッチ
式であるために飛躍的なスループットの向上は望めるも
のではない。また、スループットを飛躍的に向上させる
方法として、帯状基板を用いて連続的に薄膜を形成する
ロール・ツー・ロール法がある。該方法は磁気テープな
どを作製する際に用いられ、基板となる樹脂フィルムを
ドラムにロール状に巻き、一方の端を別のドラムで巻き
取りながら、基板表面上に真空蒸着法で磁性体薄膜を形
成するものである。しかし、このようなロール・ツー・
ロール法においてさらにスループットを上げるために、
真空蒸着法の代わりにＭＷＰＣＶＤ法を用いて薄膜を形
成した場合、同様に界面準位、内部応力が問題となって
いる。またさらにロール・ツー・ロール法においてＲＦ
ＰＣＶＤ法を用いて超薄膜を形成する真空装置とＭＷＰ
ＣＶＤを用いて薄膜を形成する真空装置を設けた場合に
も、上記のような超薄膜と薄膜との界面準位、内部応力
が問題となり、真空装置全体が大型化し、設備投資が多
大なものとなってしまい、コストダウンは望めるもので
はない。

【０００５】基板が薄膜と同じ化合物から構成されてい
る場合には、基板上にＭＷＰＣＶＤ法を用いて薄膜を形
成しても上記のような界面準位、内部応力は少ないもの
であるが、該薄膜の上に別の薄膜を形成する場合、同様
にこれらの薄膜界面での界面準位、内部応力は問題とな
っている。本発明は上記の問題点を解決することを目的
とするものであって、具体的には基板上に薄膜を形成さ
れてなる薄膜素子の素子特性を従来のものより向上さ
せ、且つ薄膜素子のスループットを向上させることがで
きる薄膜形成方法を提供することを目的とするものであ
る。さらにこのことにより、薄膜素子のコストダウンを
目的とするものである。詳細には、スループットを向上
しつつ、基板との界面準位、内部応力を減少させること
ができる薄膜形成方法を提供することを目的とする。さ
らに、薄膜を積層する場合には、スループットを向上し
つつ、その界面準位、内部応力を減少させることを目的
とする。

【０００６】さらに、本発明の別な目的は本発明の薄膜
形成方法を用いた薄膜形成装置を提供することにある。
また薄膜素子を製造するための装置のコストダウンを図
るものである。またさらに、本発明の別な目的は本発明
の薄膜形成方法を用いて形成された半導体素子を提供す
ることにある。特にｐｉｎ接合、ｐｎ接合などの半導体
接合を有する半導体素子を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明者らが鋭意検討した結果、見いだされた薄膜形
成方法およびその装置は、内部を減圧にすることができ
る真空容器Ａの内部に一種または複数種の原料ガス群Ａ
を導入し、基板上に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ法に
おいて、該真空容器Ａ内部に少なくとも２つのプラズマ
を生起し、該プラズマ群のひとつは周波数帯が１〜１０
０ＭＨｚである電磁波（ＲＦ）のエネルギーによって生
起されたプラズマ（ＲＦプラズマ）で、別のひとつは周
波数帯が１〜１００ＧＨｚである電磁波（マイクロ波）
のエネルギーによって生起されたプラズマ（ＭＷプラズ
マ）で、該ＲＦプラズマとＭＷプラズマとは共有する領
域を僅かに有した状態で、互いに分離され、それぞれの
プラズマ領域においてそれぞれの薄膜を形成すると同時
に、これらのプラズマ群に沿って基板を移動させること
を特徴とするものである。

【０００８】また本発明の望ましい形態は、前記ＲＦプ
ラズマ内部の圧力を前記ＭＷプラズマよりも大きくし、
前記原料ガス群Ａの一部または全部は真空容器Ａ内をＲ
Ｆプラズマの領域からＭＷプラズマの領域に向かって流
れることを特徴とする前記の薄膜形成方法およびその装
置である。さらに本発明の望ましい形態は、前記基板が
帯状、且つ可とう性を有し、薄膜形成中、基板の畏手方
向に連続的に移動することを特徴とする前記の薄膜形成
方法およびその裳置である。

【０００９】さらに本発明の望ましい形態は、前記真空
容器Ａの外部に、帯状基板が内部を移動することができ
る分離通路を介して、別の真空容器Ｂを接続し、該分離
通路の断面は基板断面とほぼ相似で、分離通路の内壁と
基板との最短距離ｄは１〜１０ｍｍ、帯状基板の移動方
向に対する長さＬはＬ＞５０×ｄなる関係を満たし、且
つ該真空容器Ｂでは前記原料ガス群Ａには含まれない原
料ガスを有する、一種または複数種の原料ガス群Ｂを用
いて前記薄膜とは性質の異なる別の薄膜を同一の帯状基
板上に積層することを特徴とする前記の薄膜形成方法お
よびその装置である。

【００１０】さらに本発明の望ましい形態は、前記分離
通路に掃気ガスを導入し、該掃気ガスは分離通路から真
空容器Ａまたは／および真空容器Ｂに向かって流れるこ
とを特徴とする前記の薄膜形成方法およびその装置であ
る。さらに本発明の望ましい形態は、前記掃気ガスは不
活性ガス、原料ガス群Ａを構成するガス、原料ガス群Ｂ
を構成するガスの中から選ばれたガスであることを特徴
とする前記の薄膜形成方法およびその装置である。

【００１１】さらに本発明の望ましい形態は、前記分離
通路に排気口を設け、該排気ロより原料ガス群Ａまたは
／および原料ガス群Ｂの一部を排気することを特徴とす
る前記の薄膜形成方法およぴその装置である。さらに本
発明の望ましい形態は、前記ＭＷプラズマに導入するマ
イクロ波の強電界方向が基板とほぼ平行となっているこ
とを特徴とする前記の薄膜形成方法およびその装置であ
る。

【００１２】また本発明の半導体素子は本発明の薄膜形
成方法及びその装置を用いて作製されたｐｉｎ接合また
は／およびｐｎ接合を有する半導体素子である。本発明
の薄膜形成方法においては、基板上にＲＦＰＣＶＤ法を
用いて堆積速度の小さい状態で薄膜層を形成し、その
後、ＲＦＰＣＶＤ法とＭＷＰＣＶＤ法がともに行われて
いるプラズマの共有領域において遷移層を形成し、その
後、ＭＷＰＣＶＤ法を用いて堆積速度が大きい状態で薄
膜を形成するものである。従って、基板との界面での格
子不整合を緩和することができ、界面準位を減少させる
ことができる。また該界面での内部応力を緩和すること
ができるため、該界面での層剥離を抑制することができ
る。またプラズマ共有領域では徐々に堆積速度が大きく
なっていくため、遷移層及びその両界面では準位が極め
て少ないものであり、また内部応力も緩和されているも
のである。また基板表面はまずＲＦプラズマ中に曝され
るため、基板ヘのダメージは極めて少ないものであり、
また基板の変質も極めて少ないものである。

【００１３】また本発明の薄膜形成方法においては、基
板上にＭＷＰＣＶＤ法を用いて堆積速度の大きい状態で
薄膜層を形成し、その後、ＲＦＰＣＶＤ法とＭＷＰＣＶ
Ｄ法がともに行われているプラズマの共有領域において
遷移層を形成し、その後、ＲＦＰＣＶＤ法を用いて堆積
速度が小さい状態で薄膜を形成するものである。従っ
て、該ＲＦＰＣＶＤ法によって形成された薄膜の上に別
の薄膜を形成する場合、この界面での格子不整合を緩和
することができ、界面準位を減少させることができる。
また該界面での内部応力を緩和することができるため、
該界面での層剥離を抑制することができる。またプラズ
マ共有領域では徐々に堆積速度が小さくなっていくた
め、遷移層及びその両界面では準位が極めて少ないもの
であり、また内部応力も緩和されているものである。

【００１４】また本発明においてはＭＷＰＣＶＤ法を用
いているため、良質な薄膜を堆積速度が大きい状態で形
成することができる。ずなわち、ＭＷＰＣＶＤ法ではプ
ラズマを生起する際の圧力が０．５〜３０ｍＴｏｒｒと
低いため、気体粒子の平均自由行程は５〜３０ｃｍと長
くすることができるため、気相中での不必要な重合反応
を抑えることができ、基板上に良質膜を形成することが
できる。またラジカルを長距離に渡って輸送することが
できるため、大面積の基板に対して均一な薄膜を形成す
ることができる。またＭＷＰＣＶＤ法ではその堆積速度
が極めて高く（１００オングストロ−ム／ｓｅｃ以上）
することができるため、真空容器内壁に付着している不
純物がスパッタリングされたり、熱放出したりして形成
された薄膜中に混入される割合が極めて低いものであ
る。また真空容器内部に浮遊している残留ガスが分解さ
れ、不純物として薄膜中に混入される割合も極めて低い
ものである。

【００１５】また本発明においてはＭＷＰＣＶＤ法を用
いて原料ガスを分解するため、その分解効率は極めて高
く、１００％にも及ぶものである。従って真空容器内部
に導入した原料ガスが薄膜となって実際に利用される割
合も極めて高いものであり、プラズマ全体を基板で覆う
ような工夫をすることによって原料ガス利用効率を９０
％程度まで向上させることができる。そして原料ガス利
用効率を向上させることによって、薄膜、薄膜素子の製
造コストを低減することができるものである。またＭＷ
ＰＣＶＤ法ではその堆積速度が極めて高いため、薄膜形
成の工程時間を大幅に短縮することができ、従って、ス
ループットを高めることができ、薄膜、薄膜素子の製造
コストを低減することができるものである。

【００１６】また本発明においてはＭＷプラズマとＲＦ
プラズマが共有する領域があるために、従来には見られ
なかった優れた遷移層を形成することができる。その形
成に対する詳細なメカニズムは不明であるが、該領域で
はＲＦプラズマ内部での堆積速度とＭＷプラズマ内部で
の堆積速度の中間的な堆積速度となることが確かめられ
た。すなわち原料ガスの分解効率はＭＷプラズマ内部の
値とＲＦプラズマ内部の値の中間的なものとなってい
る。このような状態では共有領域のプラズマ電位はＭＷ
プラズマのプラズマ電位、ＲＦプラズマのプラズマ電位
のよりも大きくなっていると考えられる。通常のＭＷＰ
ＣＶＤ法ではこのような中間的な分解効率と大きなプラ
ズマ電位を有するようなプラズマを、気相反応を抑える
ために圧力が０．５〜３０ｍＴｏｒｒの範囲で安定に維
持することは極めて困難である。しかし本発明ではＭＷ
プラズマが存在する方向からはＭＷエネルギーが供給さ
れ、他方ＲＦプラズマが存在する方向からはＲＦエネル
ギーが供給され、しかもこれらの方向は共有領域から見
た場合、反対方向に当たるため、干渉することなくプラ
ズマ内部に吸収されていくものである。そのため、通常
では維持が困難であるプラズマ状態を該共有領域で顕現
できるものである。

【００１７】このような状態のプラズマ中で形成された
遷移層はその遷移層としての機能をこれまでのもの以上
に果たすものである。すなわち上述したように、遷移層
内部と両界面での準位は極めて少ないものであり、また
遷移層内部と両界面での内部応力も十分緩和されたもの
である。さらに遷移層はＭＷプラズマ内部で形成された
薄膜の構成元素がＲＦプラズマ内部で形成された薄膜中
に熱拡散すること、およびＲＦプラズマ内部で形成され
た薄膜の構成元素がＭＷプラズマ内部で形成された薄膜
に熱拡散することを防止するものである。これは大きな
プラズマ電位によって、プラズマ中のイオンが加速さ
れ、形成中の遷移層に対して大きな運動エネルギーを与
え、さらにまた該高エネルギーイオンの表面反応が促進
され、遷移層は極めて密度の高いものになっていると考
えられる。従ってＭＷプラズマ内部で形成された薄膜の
構成元素とＲＦプラズマ内部で形成された薄膜の構成元
素の相互拡散を防止することができる。熱拡散係数の大
きい元素を構成元素とする場合、特に効果がある。

【００１８】また本発明においてはそれぞれのプラズマ
領域においてそれぞれの薄膜を形成しながら、同時に基
板を移動させるため、上記の効果がなおいっそう顕著に
なるものである。すなわち、本発明では時間的な変化を
空間的な変化に単純に置き換えるばかりでなく、通常で
は起こりにくい空間的薄膜形成メカニズム（例えば薄膜
形成過程における異方性）が関与し、遷移層はより優れ
たものとなると考えられる。また基板が常時移動してい
るために、スループットは飛躍的に向上し、薄膜、薄膜
素子のコストダウンが図れると考えられる。

【００１９】また本発明においては複数の異なる性質の
薄膜を同一真空容器内部で形成するため、複数の真空容
器、排気装置、原料ガス導入装置を使用する必要がな
く、製造装置コストを削減することができる。特に良質
な薄膜を製遣するために用いる真空容器およびそれに付
随する上記の装置、ユーティリティーに要するコストは
多大なものであり、該装置コストを削減することによっ
て薄膜、薄膜素子の大幅なコストダウンを図ることがで
きる。

【００２０】また本発明は同一真空容器内部で異なる性
質を有する薄膜または異なる構成元素からなる薄膜を積
層する場合、特に効果がある。例えばアモルファスシリ
コン（ａ−Ｓｉ）からなる層とアモルファスシリコンゲ
ルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）からなる層を積層して光起
電力素子を作製する場合、本発明の形成方法によって形
成された遷移層は上述のごとく優れたものであるため、
作製された光起電力素子は素子特性が優れ、層薄利のな
いものである。また例えばバンドギャップの異なるａ−
Ｓｉ層を積層して光起電力素子を形成する場合において
も同様に効果がある。

【００２１】また本発明は比較的膜厚の厚い薄膜を形成
する場合、特に効果がある。本発明に用いる薄膜の好ま
しい膜厚の範囲は０．１〜１００μｍである。また本発
明においては真空容器内部に２つ以上のプラズマを生成
してもよく、例えば基板をＲＦプラズマ、ＭＷプラズ
マ、ＲＦプラズマといった順序に移動させることによつ
て、基板との界面準位、該薄膜層と上部に形成する層と
の界面準位を減少させることができ、多層構造よりなる
薄膜素子を製造する場合には特に効果がある。

【００２２】また本発明においてはＲＦプラズマ内部の
圧力をＭＷプラズマよりも大きくし、前記原料ガス群Ａ
の一部または全部を真空容器Ａ内をＲＦプラズマの領域
からＭＷプラズマの領域に向かって流すことによって、
原料ガスを有効に利用し、製造された薄膜、薄膜素子の
コストダウンを図ることができる。すなわちＲＦプラズ
マ領域では原料ガスの分解効率は最大２０％程度で、薄
膜として形成されずに排気されてしまう原料ガスがほと
んどである。さらにＭＷプラズマ領域ではほぼ１００％
原料ガスを分解することができるため、ＭＷプラズマを
基板で覆う工夫をすれば原料ガスをほぼ１００％利用す
ることができる。本発明では上記のごとく、ＲＦプラズ
マ領域からＭＷプラズマ領域に向かって流すことによっ
てＲＦプラズマ領域で分解されなかった原料ガスのほと
んどをＭＷプラズマ領域で分解することができる。また
ＲＦプラズマ領城、ＭＷプラズマ領域を基板で覆うこと
によってさらに有効に原料ガスを利用することができ
る。またＲＦプラズマ内部の圧力をＭＷプラズマ内部の
圧力よりも大きくすることによって、原料ガスのＭＷプ
ラズマ領域からＲＦプラズマ領域ヘの拡散を防止するこ
とができる。従って原料ガス群Ａの一種の原料ガス（Ａ
ｌ）をＲＦプラズマ領域からＭＷプラズマ領域ヘ流し、
原料ガス群の別の種類の原料ガス（Ａ２）をＭＷプラズ
マ領域のみに流すことによって、ＲＦプラズマ領域では
原料ガス（Ａｌ）の構成元素ＣＡ１を含有する薄膜を形
成し、ＭＷプラズマ領域ではＣＡ１と原料ガス（Ａ２）
の構成元素ＣＡ２を含有する薄膜を形成することが可能
である。従ってｐｎ接合、ｐｉ接合、ｎｉ接合、ｐｉｎ
接合を有する薄膜素子を一つの真空容器内部で製造する
ことも可能である。また薄膜の積層を数回繰り返すこと
によって超格子構造を形成することもできる。また例え
ば両方のプラズマ領域においてａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜を形成
する場合、ＲＦプラズマ領域からＭＷプラズマ領域に向
かってＳｉＨ₄ガス、Ｈ₂ガスを流すことによってそれぞ
れのプラズマ領域においてＳｉＨ₄ガス流量／Ｈ₂ガス流
量を変化させ、それぞれの領域で形成されたａ−Ｓｉ：
Ｈ薄膜内部の水素含有量を変えることができる。ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ薄膜の水素含有量が多いとバンドギャップが大き
くなるため、一つの真空容器内部でへテロ接合を有する
薄膜素子を形成することができる。またＲＦプラズマ領
域では圧力が大きいため、ＲＦプラズマを安定した状態
で維持することができる。またＭＷプラズマでは圧力が
小さいため、均一性の良いＭＷプラズマを生起すること
ができる。

【００２３】また本発明においては基板は帯状、且っ可
とう性を有し、薄膜形成中、基板の長手方向に連続的に
移動させるため、飛躍的なスループットの向上をもたら
すことができる。すなわち基板が帯状、且つ可とう性を
有しているため、基板の長手方向に連続的に移動させな
がら、基板上に薄膜を形成することが可能となり、バッ
チ式では得られないほど大きな処理速度を達成すること
ができる。さらに基板が可とう性であるため、ＲＦプラ
ズマ、ＭＷプラズマを基板で覆うことができ、原料ガス
利用効率を一層向上させることができる。また基板が帯
状、可とう性であることから、基板をロール状に巻いた
状態で保管することで、保管スペースを削減でき、また
輸送、取扱いが容易となる。樹脂からなる帯状、可とう
性基板に磁性体薄膜を形成して、磁気テープを製造する
場合、特に効果がある。さらに金属からなる帯状、可と
う性基板に半導体薄膜を形成して、太陽電池を製造する
場合、特に効果がある。

【００２４】また本発明においては真空容器Ａの外部
に、帯状基板が内部を移動することができる分離通路を
介して、別の真空容器Ｂを接続し、該分離通路の断面は
基板断面とほぼ相似で、分離通路の内壁と基板との最短
距離ｄは１〜１０ｍｍ、帯状基板の移動方向に対する長
さＬはＬ＞５０×ｄなる関係を満たし、且つ該真空容器
Ｂでは前記原料ガス群Ａには含まれない原料ガスを有す
る、一種または複数種の原料ガス群Ｂを用いて前記薄膜
とは性質の異なる別の薄膜を同一の帯状基板上に積層す
ることによって、積層された薄膜から構成される薄膜素
子を容易に製造することができる。また真空容器Ａと真
空容器Ｂでは同時に別の薄膜を形成することができるた
め、薄膜素子の製造速度は極めて高いものである。真空
容器Ｂで薄膜を形成する際の形成方法としてはＲＦＰＣ
ＶＤ法、ＭＷＰＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法など
が挙げられる。また該形成方法によって半導体薄慎素子
におけるｐｎ接合、ｐｉ接合、ｎｉ接合、ｐｉｎ接合な
どを形成することができるため、半導体薄膜素子として
太陽電池、各種センサー、フラットパネルディスプレイ
などをスループットが高い状態で製造することができ
る。帯状基板との最短距離が１ｍｍより小さいと、微少
な振動で基板と分離通路が接触し、基板ばかりか形成さ
れた薄膜表面にも損傷をもたらすものである。また最短
距離が１０ｍｍより大きいと原料ガス群Ａと原料ガス群
Ｂとの分離が困難となり、所望の薄膜を形成することが
できない。さらにＬ＞５０×ｄなる関係を満足させるこ
とにより、真空容器ＡまたはＢに導入される電磁波の相
互作用を防止することができる。

【００２５】また本発明においては分離通路に掃気ガス
を導入し、該掃気ガスは分離通路から真空容器Ａまたは
／および真空容器Ｂに向かって流れることによって、真
空容器Ａに導入される原料ガス群Ａと真空容器Ｂに導入
される原料ガス群Ｂの相互拡散を防止することができる
ため、良好なへテロ接合、ｐｎ接合、ｐｉｎ接合を形成
することができる。また良好な界面を形成することがで
きる。すなわち分離通路と帯状基板との最短距離は１〜
１０ｍｍと小さいため、分離通路から導入された掃気ガ
スは分離通路内部では粘性流とすることができ、掃気ガ
スの一部は真空容器Ａに流れ込み、他は真空容器Ｂに流
れ込むことによって、原料ガス群Ａが分離通路を介して
真空容器Ｂに拡散したり、原料ガス群Ｂが分離通路を介
して真空容器Ａに拡散することを防止することができ
る。また、別の形態としては掃気ガスのほとんどすべて
が真空容器Ａに流れ込む状態で本発明の簿膜形成方法を
実施してもよい。この場合には原料ガス群Ｂも真空容器
Ａに流れ込むため、本形態においては原料ガス群Ｂは原
料ガス群Ａに包含されるような種類のガスで構成されて
いることが望ましい。同様に掃気ガスのほとんどすべて
が真空容器Ｂに流れ込む状態で本発明の薄膜形成方法を
実施してもよい。この場合には原料ガス群Ａも真空容器
Ｂに流れ込むため、本形態においては原料ガス群Ａは原
料ガス群Ｂに包含されるような種類のガスで構成されて
いることが望ましい。

【００２６】また本発明においては掃気ガスは不活性ガ
ス、原料ガス群Ａを構成するガス、原料ガス群Ｂを構成
するガスの中から選ばれたガスであるため、真空容器
Ａ、真空容器Ｂで形成される薄膜は不必要な不純物が極
めて少なく良好なものあり、製造される薄膜素子は素子
特性が優れたものである。また本発明においては分離通
路に排気口を設け、該排気口より原料ガス群Ａまたは／
および原料ガス群Ｂの一部を排気するため、上記と同様
に真空容器Ａ内部に原料ガスＢの一部が拡散したり、真
空容器Ｂ内部に原料ガスＡの一部が拡散したりすること
を防止することができる。すなわち分離通路内部では気
体は粘性流の状態となっているため、上記のような相互
拡散は起こらないと考えられる。従って、良好な接合を
形成したり、良好な界面を形成することができるため、
薄膜素子の素子特性は極めて高いものである。

【００２７】また本発明においてはＭＷプラズマに導入
するマイクロ波の強電界方向が基板とほぼ平行となって
いるため、基板または薄膜が形成された基板をマイクロ
波で直接加熱することがなく、薄膜形成中に基板温度が
急激に上昇することがないため、良好な簿膜を安定して
供給することができる。磁性体薄膜を低温で形成する場
合、特に効果がある。また基板がマイクロ波を吸収する
材料から構成される場合、マイクロ波によって基板の変
形、変質などを引き起こすことがない。従って基板の選
択範囲が広くなり、樹脂フィルム、金属フィルムなどの
安価な材料を用いることができる。

【００２８】また本発明の半導体薄膜素子は上記の薄膜
形成方法およびその装置を用いて作製されたｐｉｎ接合
または／およびｐｎ接合を有する半導体素子は、薄膜内
部に含有される不必要な不純物が極めて少ないものであ
り、また界面準位の少ない良好な界面を有するものであ
る。また本発明の半導体薄膜素子はスループットが高い
状態で製造されたものであるため、コストダウンされた
ものである。

【００２９】本発明において形成される薄膜は半導体薄
膜、磁性体薄膜、絶縁性簿膜、導電性簿膜、超伝導性薄
膜などで、本発明で製造される薄膜素子はこれらの薄膜
を基板上に形成し、あるいは複数の薄膜を積層して製造
されたものである。とりわけｐｉｎ接合、ｐｎ接合など
の半導体接合を有する半導体素子、例えば太陽電池、薄
膜トランジスタＴＦＴ、フォトセンサー、Ｘ線センサ
ー、湿度センサーなどを大量に生産する場合、本発明は
有効である。また磁気テープなどを大量に生産する場
合、有効である。またさらに、プラズマＣＶＤ法を用い
て帯状基板上に連続的に薄膜を形成する場合、特に効果
がある。

【００３０】以下、図面を用いて本発明の薄膜形成方法
およびその装置を詳細に説明する。図１は本発明の薄膜
形成方法を実施しうる薄膜形成装置の概略図で、基本的
な構成要素からなるものである。まず図の１０１は内部
を減圧にすることのできる真空容器Ａで、排気口１０２
より内部の気体を排気することができる。１０３は基板
で、図の矢印ａの方向に移動させることができる。１０
４、１０５は基板の送り出しと収納を行うカセットで、
一度の薄膜形成行程において、多くの基板上に薄膜を形
成するためのものである。１０６はＲＦ電極で、平板状
をなす。１０７はＲＦ電源である。１０８は原料ガス群
Ａの導入管で、１０９は真空容器Ａの内部の圧力を調整
するためのコンダクタンスバルブで、排気口１０２に取
り付けられている。１１０はマイクロ波導入窓で、真空
容器内部にマイクロ波を導入し、且つ大気圧と真空を分
離することができる誘電体（例えば石英、アルミナセラ
ミクス、窒化ホウ素）で構成される。１１２はアプリケ
ーターで導波管１１３から伝搬されたマイクロ波を拡大
し、ＭＷプラズマの領域１１４を広げるものである。Ｒ
Ｆプラズマの領域１１５はＲＦ電極と基板の間の空間に
広がり、ＲＦプラズマとＭＷプラズマの共有領域１１６
はＲＦプラズマの領域、ＭＷプラズマの領域に比較して
小さな領域である。１１７は隔壁で原料ガス群の流れを
調整するものである。１１８は基板を加熱するためのヒ
ーター（ハロゲンヒーター）である。

【００３１】以下に、この薄膜形成装置の使用方法の概
略を説明する。まず、大気リークしている装置の内部に
基板が格納されたカセット１０４と基板を収納するため
のカセット１０５をセットする。次に不図示の真空排気
ポンプを用いて内部を真空排気し、十分排気されたとこ
ろでヒーターを点灯させ、１０８より原料ガス群Ａを真
空容器Ａ内部に導入し、コンダクタンスバルブ１０９を
調整して領域１１４、領域１１５の圧力が所望の圧力に
なるようにする。つぎにＲＦ電源を入れ領域１１５にＲ
Ｆプラズマを生起する。つぎに不図示のマイクロ波電源
を入れ導波管、アプリケーター、マイクロ波導入窓を通
して領域１１４にマイクロ波を導入し、ＭＷプラズマを
生起する。両方のプラズマが安定したところで、基板を
矢印ａの方向に移動させ、基板上にＲＦプラズマ領域１
１５、共有領域１１６、ＭＷプラズマ領域１１４におい
てそれぞれの薄膜を形成した後、収納カセットに基板を
次々に収納する。すべての基板に薄膜を形成し終えたと
ころで、ＲＦ電源、ＭＷ電源を切ってＲＦプラズマ、Ｍ
Ｗプラズマを消滅させ、原料ガス群Ａの導入を止め、真
空容器Ａ内部を十分排気したところで真空容器Ａを大気
リークし、基板収納カセットを取り出し、薄膜形成工程
を終える。

【００３２】以下に薄膜形成条件の好適な範囲を説明す
る。各形成条件は形成する薄膜および基板の種類に依存
するものであるが、おおよその範囲を示すことにする。
まず基板温度は２０〜７００℃が好適な範囲である。原
料ガス流量は５０〜１００００ｓｃｃｍ、圧力はＲＦプ
ラズマ領域では０．０５〜５Ｔｏｒｒ、ＭＷプラズマ領
域では０．１〜３０ｍＴｏｒｒが好適な範囲である。導
入するＭＷ電力は５０〜１０００Ｗが好適な範囲であ
る。また基板の移動速度は１〜１００ｃｍ／分が好適な
範囲である。

【００３３】また場合によってはＭＷプラズマ領域内に
金属製のバイアス棒を設置し、ＤＣ電力を印加して、プ
ラズマ電位を調整してもよい。この場合、スパーク放電
が発生し始める電圧まで電圧を上げることができるが、
通常−３００〜３００Ｖ程度が好ましい範囲である。ａ
−Ｓｉ：Ｈなどの非晶質シリコン系薄膜を形成する場合
には３０〜２５０Ｖ程度が好ましい。さらに該バイアス
棒にＲＦ電力を印加して、プラズマ電位を調整してもよ
い。この場合、スバーク放電が発生し始める電力まで電
力を上げることができるが、通常０〜２０００Ｗ程度が
好ましい範囲である。ａ−Ｓｉ：Ｈなどの非晶質シリコ
ン系薄膜を形成する場合には１００〜１０００Ｗ程度が
好ましい。さらにまた、ＤＣ電力とＲＦ電力を同時に印
加してもよい。

【００３４】本発明の薄膜形成方法においては真空容器
Ａ内部に２つ以上のプラズマを用いてさらに多数の薄膜
を形成してもよい。例えば、図２の真空容器Ａ２０１の
内部にＲＦプラズマをさらにひとつ生起させ、図１と同
様にＭＷプラズマと共有する領域を有するものであって
もよい。従って基板との界面準位、表面側の界面準位を
減少させた薄膜を形成することができる。また図１の２
つのプラズマ以外にプラズマを共有領域がない状態で真
空容器Ａ内部に生起し、別の薄膜を形成してもよい。ま
た真空容器Ａ内部に真空蒸着法、スパッタリング法、イ
オン注入法、ＭＯＣＶＤ法、熱拡散法、光ＣＶＤ法、ク
ラスタイオンビーム法などの薄膜形成方法を実施するこ
とができるようにして、別の薄膜を形成してもよい。

【００３５】本発明において形成される半導体薄膜とし
ては、結晶、多結晶、微結晶、非晶質状態のＧｅ、Ｓ
ｉ、Ｓｅ、ＳｉＧｅ、ＡｌＳｉ、ＳｉＳｎ、ＳｉＰｂ、
ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、Ｚｎ
Ｓ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、
ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、Ｉｎ
Ｐ、ＩｎＡＳ、ＩｎＳｂ、ＧｅＣ、ＧｅＳｎ、ＳｎＣ、
ＣｕＩｎＳｅ₂等が挙げられ、またドーピング剤を含有
させて伝導型を制御されたものでもよい。またＨ、ハロ
ゲン（Ｘ）を結合させてもよく、Ｃ、Ｏ、Ｎなどの元素
を含有させてもよい。

【００３６】また本発明において形成される磁性体薄膜
としては、結晶、多結晶、微結晶、非晶質状態のＦｅＮ
ｉ、ＦｅＮｉＣｏ、ＰｄＮｉ、ＭｎＢｉ、ＭｎＣｕＢ
ｉ、ＴｂＦｅＯ³、ＧｄＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＴｂＦ
ｅ、ＮｄＦｅ、ＴｂＦｅ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＰ
ｔ、ＣｏＰｄ、ＳｍＦｅＯ₃、ＧｄＦｅＯ³等が挙げられ
る。またＣ、Ｏ、Ｎなどの元素を含有させてもよい。

【００３７】また本発明において形成される絶縁性薄膜
としては、炭素化合物、酸素化合物、窒素化合物、フッ
素化合物が挙げられ、結晶、多結晶、微結晶、非晶質状
態のものが使用される。炭素化合物としては、Ｃ、Ｂ₄
Ｃ、ＨｆＣ、ＭｏＣ₃、ＮｂＣ、ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｔｉ
Ｃ、ＶＣ、ＷＣ、ＺｒＣ等が挙げられる。酸素化合物と
しては、Ｌｉ₂Ｏ、ＬｉＮｂＯ₃、ＬｉＴａＯ₃、Ｂｅ
Ｏ、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＫＮｂＯ₃、ＣａＯ、
ＴｉＯ、ＴｉＯ₂、Ｔｉ₂Ｏ₃、ＢａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ
₃、ＣａＴｉＯ₃、Ｂｉ₂ＴｉＯ₅、ＰｂＴｉＯ₃、Ｖ
₂Ｏ₅、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＭｎＯ₂、ＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ
₄、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、Ｇａ₂Ｏ₃、Ｓｒ
ＺｒＯ₃、ＧｅＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、ＹＡｌＯ₃、ＺｒＯ、Ｚｒ
Ｏ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＭｏＯ₃、ＣｄＯ、Ｃｄ₂ＳｎＯ₄、Ｉｎ
₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、ＬａＡｌＯ₃、Ｌ
ａＧａＯ₃、ＨｆＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＣｅＯ₂、Ｎｄ₂Ｏ₃、
ＮｄＧａＯ₃、Ｓｍ₂Ｏ₃、Ｄｙ₂Ｏ₃、Ｈｏ₂Ｏ₃、Ｅｕ₂Ｏ
₃、Ｇｄ₂Ｏ₃、Ｅｒ₂Ｏ₃、ＷＯ₃、ＩｒＯ、ＰｂＯ、Ｐｂ
ＺｒＯ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃等が挙げられる。窒素化合物として
は、ＢＮ、ＡｌＮ、ＨｆＮ、ＮｂＮ、ＳｉＮ、Ｓｉ
₃Ｎ₄、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＺｒＮ等が挙げられる。
フッ素化合物としては、ＡｌＦ₃、ＢａＦ₂、ＢｉＦ₃、
ＣａＦ₂、ＣｅＦ₃、ＤｙＦ₃、ＥｒＦ₃、ＥｕＦ₃、Ｇｄ
Ｆ₃、ＨｏＦ₃、ＬａＦ₃、ＬｉＦ、ＭｇＦ₂、ＮａＦ、Ｎ
ｄＦ₃、ＰｂＦ₂、ＰｒＦ₃、ＳｒＦ₂、ＴｂＦ₃、ＹＦ₃等
が挙げられる。

【００３８】また本発明において形成される導電性薄膜
としては、酸素化合物、金属とその合金が挙げられ、結
晶、多結晶、微結晶、非晶質状態のものが使用される。
酸素化合物としてはＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＩＴＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＴｉＯ₂、ＣｄＯ、Ｃｄ₂ＳｎＯ₄、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｍｏ
Ｏ₃、Ｎａ_xＷＯ₃が挙げられる。金属としては、Ａｇ、
Ａｌ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｄ
ｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｄ、Ｈｆ、Ｈｏ、Ｉ
ｎ、Ｉｒ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎ
ｄ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｐｒ、Ｐｔ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓ
ｍ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｔｍ、Ｖ、Ｗ、
Ｙ、Ｙｂ、Ｚｎ、Ｚｒ等が挙げられ、これらの合金でも
よい。

【００３９】また本発明において形成される超伝導性薄
膜としては、結晶、多結晶、微結晶、非晶質状態のＹＢ
ａＣｕＯ、ＢｉＰｂＳｒＣａＣｕＯ、ＢｉＳｒＣａＣｕ
Ｏ、ＬａＳｒＣａＣｕＯ、ＢｉＳｒＶＯ、ＴｌＳｒＣａ
ＣｕＯ等が挙げられる。本発明において形成される薄膜
は上記の元素または化合物からなるが、これらの混合
物、混晶であってもよく、さらに構成元素の成分比が膜
厚方向、平面方向に変化するものであってもよい。さら
に本発明においてはこれらの薄膜を多数積層して薄膜素
子を製造することもできる。

【００４０】本発明で使用する基板は単体で構成された
ものでもよく、またあるいは支持体上に上に挙げた薄膜
等を単数または複数形成したものでもよい。導電性があ
る単体基板材料としては、ＮｉＣｒ、ステンレス、Ａ
ｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、
Ｐｂ、Ｓｎ、Ｆｅ等の金属または、これらの合金が挙げ
られる。これらの材料を支持体として使用するにはシー
ト状、あるいは帯状のシートを円筒体に巻き付けたロー
ル状であることが望ましい。絶縁性がある単体基板材料
としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネ
ート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリア
ミド、等の合成樹脂、またはガラス、セラミックス、紙
などが挙げられる。これらの材料を支持体として使用す
るにはシート状、あるいは帯状のシートを円筒体に巻き
付けたロ−ル状であることが望ましい。

【００４１】支持体上に薄膜を形成して基板とする場
合、薄膜形成方法としては真空蒸着法、スパッタリング
法、スクリーン印刷法、ディッピング法、あるいは本発
明の堆積膜形成方法等で形成する。支持体の表面形状は
平滑あるいは必要によっては山の高さが最大０．ｌ〜
１．０μｍの凹凸があってもよい。基板の厚さは柔軟性
が要求される場合には、支持体としての機能が十分発揮
される範囲で可能な限り薄くすることができる。しかし
ながら、支持体の製造上および取扱い上、機械的強度等
の点から、通常は１０μｍ以上とされる。

【００４２】本発明において用いられる原料ガスは所望
の薄膜の構成元素を含有する常温、常圧でガス状のもの
が望ましいが、常温で蒸気圧の大きい液体または個体で
あってもよく、さらには液体状の場合には他のガスによ
ってバブリングすることで、所望の原料ガスをボンベか
ら真空容器に輸送してもよい。また原料ガスとして薄膜
の構成元素を含有するガスと一緒に希釈ガスとして
Ｈ₂、Ｎ₂、Ｏ₂、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅなどを真空容
器に導入してもよい。

【００４３】

【実施例】以下、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、Ｚ
ｎＯ、非晶質窒化シリコン（ａ−ＳｉＮ）などの薄膜、
太陽電池、ＴＦＴ等の簿膜素子の作製、製造によって本
発明の薄膜形成方法を詳細に説明するが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。

【００４４】《実施例１》図ｌの薄膜形製装置を用いて
半導体薄膜であるａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜を形成した。まず３
０×３０ｃｍ²、厚さ１ｍｍのガラス基板を２０枚、ア
セトンとＩＰＡで超音波洗浄し、送り出し用のカセット
１０４に格納し、真空容器Ａにセットし、さらに基板収
納用の空のカセット１０５を同じくセットした。コンダ
クタンスバルブを全開にして、不図示の真空排気ポンプ
で真空容器Ａ内部を圧力が１×１０ ^-5Ｔｏｒｒになるま
で真空排気し、次に基板温度が３００℃になるようにヒ
ーターを設定した。基板温度が安定したところでガス導
入管よりＳｉＨ４ガスを１００ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガスを３
００ｓｃｃｍ導入し、コンダクタンスバルブを少し閉じ
てＲＦ電源からＲＦ電極へＲＦ電力（３００Ｗ）の供給
を行い、ＲＦプラズマを生起した。さらに不図示のＭＷ
電源からマイクロ波導入窓を通してＭＷ電力（５００
Ｗ）の供給を行い、ＭＷプラズマを生起した。このとき
コンダクタンスバルブを調整して、ＲＦプラズマ内部の
圧力が０．５Ｔｏｒｒ、ＭＷプラズマ内部の圧力が５ｍ
Ｔｏｒｒになるようにした。そして次にＦ電力の反射電
力が最も少なくなるように不図示のマッチングボックス
のＬＣ回路を調整し、同様にＭＷ電力の反射電力が最も
少なくなるように不図示のチューナーを調整した。プラ
ズマが安定したところで、カセット１０４から基板を３
０ｃｍ／分の移動速度でＲＦプラズマ領域とＭＷプラズ
マ領域に沿って移動させ、２つのプラズマ領域でａ−Ｓ
ｉ：Ｈ薄膜を形成しつつ、基板収納用のカセット１０５
に次々に収納していった。すべての基板上にａ−Ｓｉ：
Ｈ薄膜を形成し終わったところで、ＭＷ電源、ＲＦ電
源、ヒーターを切り、プラズマを消滅させ、原料ガス群
Ａの供給も止めた。不図示の真空排気ポンプで真空容器
Ａの圧力が１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排気し、
基板温度が室温まで下がったところで真空容器Ａをリー
クした。カセット１０５に収納された基板を取り出した
ところ、ａ−Ｓｉ：Ｈの薄膜が形成されていることが分
かった。

【００４５】〈比較例ｌ〉共有領域１１６が存在しない
状態でａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜を形成した。ＲＦ電極を図の左
方向に移動させ、ＲＦプラズマとＭＷプラズマを分離
し、共有領域を消滅させた以外は実施例１と同様にガラ
ス基板上にａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜を形成した。〈評価１〉形成されたａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜を光学顕微鏡で
観察したところ、比較例１の薄膜では端部から層剥離が
僅かに発生していることが分かった。接触針式膜厚計を
用いて膜厚分布を測定したところ、どちらも基板中央の
膜厚に対して端部の膜厚は９０％程度であることが分か
った。また層剥離のない薄膜に対してバンドギャップを
分光光度計で測定したところ、実施例１、比較例１の薄
膜の平均バンドギャップはともに１．７５（ｅＶ）であ
った。次にａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜上に膜厚０．２μｍのＣｒ
からなるｌ対の櫛型電極を真空蒸着法で形成し、導電率
を測定した。まずダークポックスの中で電極に１．０Ｖ
を印加し、暗導電率（σｄ）を測定した。同様に、Ｘｅ
ランプを光源とする疑似太陽光（ソーラーシュミレータ
ー、ｌＯＯｍＷ／ｃｍ²、スペクトルＡＭ１．５）を用
いて光導電率（σｐ）を測定した。測定の結果、暗導電
率では実施例１のほうが小さく（σｄｊ＜σｄｈ）、光
導電率では実施例１のほうが大きく（σｐｊ＞σｐ
ｈ）、その比（Ｒ：σｐ／σｄ）ははるかに実施例１の
ほうが大きかった（Ｒｊ》Ｒｈ）。また一定光電流法
（ＣＰＭ）を用いてａ−Ｓｉ：Ｈの価電子帯からの準位
密度を測定したところ、実施例１のほうがはるかに少な
いことが分かった。

【００４６】以上の評価により本発明の薄膜形成方法が
従来の薄膜形成方法よりも優れていることが分かった。
また膜厚１．０（基板中央）μｍの薄膜を基板上に形成
するために要した時間は実質２５分で、従来にはない高
い工程処理速度で薄膜形成工程を終えた。《実施例２》図１の薄膜形成装置を用いて導電性薄膜で
あるＺｎＯ薄膜を形成した。該ＺｎＯ薄膜は透明電極と
して用いられる。実施例１で用いたのと同じガラス基板
を１０枚、そして両面を鏡面研磨したステンレス基板を
１０枚、アセトンとＩＰＡで超音波洗浄し、実施例１と
同様な手順でＺｎＯからなる簿膜を１．０μｍ形成し
た。その際の形成条件は基板温度が１５０℃、加熱され
た液体ボンベから（ＣＨ３）₂Ｚｎを１００ｓｃｃｍ、
Ｏ₂ガスを５０ｓｃｃｍ導入し、ＲＦ電力を４００Ｗ、
ＭＷ電力を６００Ｗ、ＲＦプラズマ内部の圧力が１．０
Ｔｏｒｒ、ＭＷプラズマ内部の圧力が１０ｍＴｏｒｒ、
基板の移動速度を３０ｃｍ／分とした。カセット１０５
に収納された基板を取り出したところ、ＺｎＯの薄膜が
形成されていることが分かった。

【００４７】〈比較例２〉比較例１と同様に共有領域が
ない状態でＺｎＯ薄膜を形成した。ＲＦ電極を図の左方
向に移動させ、ＲＦプラズマとＭＷプラズマを分離し、
共有領域を消滅させた以外は実施例２と同様にガラスお
よびステンレス基板上にＺｎＯ薄膜を形成した。

【００４８】〈評価２〉形成されたＺｎＯ薄膜を光学顕
微鏡で観察したところ、比較例１の薄膜では端部から層
剥離が僅かに発生していることが分かった。接触針式膜
厚計を用いてガラス基板上に形成されたＺｎＯ薄膜の膜
厚分布を測定したところ、どちらも基板中央の膜厚に対
して端部の膜厚は９２％程度であることが分かった。ま
た層剥離のないガラス基板上のＺｎＯ薄膜に対してバン
ドギャップを分光光度計を用いて測定したところ、実施
例２、比較例２のＺｎＯ薄膜の平均バンドギャップはと
もに３．２（ｅＶ）であった。次にステンレス基板に形
成されたＺｎＯ薄膜上に膜厚０．２μｍ、φ２ｍｍのＣ
ｒからなる対向電極を真空蒸着法で形成し、ステンレス
基板とこの対向電極間に０．０１Ｖを印加し、暗導電率
（σｄ）を測定した。測定の結果、暗導電率は実施例２
のほうが大きい（σｄｊ＜σｄｈ）ことが分かった。以
上の結果から実施例２の薄膜のほうが導電性薄膜、透明
電極として優れていることが分かった。

【００４９】以上の評価により本発明の薄膜形成方法が
従来の薄膜形成方法よりも優れていることが分かった。
また膜厚約１．０（基板中央）μｍの薄膜を基板上に形
成するために要した時間は実質２５分で、従来にはない
高い工程処理速度で薄膜形成工程を終えた。《実施例３》図１の薄膜形成装置を用いて絶縁性薄膜で
あるａ−ＳｉＮ：Ｈ薄膜を形成した。まず実施例２と同
じガラス基板を２０枚、アセトンとＩＰＡで超音波洗浄
し、実施例１と同様にして基板上にａ−ＳｉＮ：Ｈ薄膜
を形成した。形成条件としては基板温度を２００℃、ガ
ス導入管よりＳｉＨ４ガスを１００ｓｃｃｍ、ＮＨ₃ガ
スを１００ｓｃｃｍ導入し、ＲＦ電力を３００Ｗ、ＭＷ
電力を５００Ｗ、ＲＦプラズマ内部の圧力を０．７Ｔｏ
ｒｒ、ＭＷプラズマ内部の圧力が７ｍＴｏｒｒになるよ
うにし、基板の移動速度を５０ｃｍ／分とした。カセッ
ト１０５に収納された基板を取り出したところ、ａ−Ｓ
ｉＮ：Ｈの薄膜が形成されていることが分かった。

【００５０】〈比較例３〉共有領域１１６が存在しない
状態でａ−ＳｉＮ：Ｈ薄膜を形成した。ＲＦ電極を図の
左方向に移動させ、ＲＦプラズマとＭＷプラズマを分離
し、共有領域を消滅させた以外は実施例３と同様にガラ
ス基板上にａ−ＳｉＮ：Ｈ薄膜を形成した。

【００５１】〈評価３〉形成されたａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜を
光学顕微鏡で観察したところ、比較例１の薄膜では端部
から層剥離が僅かに発生していることが分かった。接触
針式膜厚計を用いて膜厚分布を測定したところ、どちら
も基板中央の膜厚に対して端部の膜厚は９０％程度であ
ることが分かった。次に実施例１と同様な櫛型電極を真
空蒸着法で形成し、暗導電率（σｄ）を測定した。ダー
クボックスの中で電極間にＡＣ５Ｖ（１００ｋＨｚ）を
印加して、暗導電率（σｄ）を求めたところ、実施例３
のほうが小さい（σｄｊ＜σｄｈ）ことが分かり、絶縁
性簿膜として優れていることが分かった。

【００５２】以上の評価により本発明の薄膜形成方法が
従来の薄膜形成方法よりも優れていることが分かった。
また膜厚１．０（基板中央）μｍの薄膜を基板上に形成
するために要した時間は実質１５分で、従来にはない高
い工程処理速度で薄膜形成工程を終えた。《実施例４》図２に示す薄膜素子製造装置を用いて太陽
電池を製造した。該装置は帯状且つ可とう性の基板２０
７をロール状に巻き、送り出しロール２０８から巻き取
りロール２０９に向かって移動しつつ、真空容器Ａ２０
１、真空容器Ｂ２０２、真空容器Ｃ２０３の内部でそれ
ぞれ異なる性質の薄膜を同時に形成するものである。真
空容器Ａ内部には３つのプラズマが生起され、ひとつの
ＭＷプラズマ２０４にふたつのＲＦプラズマ２０５が共
有領域２０６を僅かに残すようにして分離されている。
さらにＭＷプラズマの中心には紙面と垂直にバイアス棒
２２０が設けられ、ＤＣ電力を印加できるようにした。
また真空容器Ｂ、真空容器ＣではＲＦＰＣＶＤ法を実施
することができる。また真空容器Ｄ２１０、真空容器Ｅ
２１１はそれぞれ送り出しロール、巻き取りロールを収
納するためのものである。これらの真空容器は図のよう
に配置され、各真空容器は分離通路２１２によって接続
されている。該分離通路と帯状基板との最短距離ｄは５
ｍｍ、基板の移動方向に対する長さＬは３００ｍｍと
し、Ｌ＞５０×ｄを満足するようにした。各分離通路に
は掃気ガスを導入するための導入管２１３が接続され、
掃気ガスは各真空容器に向かって流れ、原料ガス群と共
に各排気口から排気される。

【００５３】図３は該装置を用いて製造される太陽電池
３０１で、帯状の支持体３０２上にＡｇからなる反射層
３０３、その上にＺｎＯからなる透明導電層３０４、そ
の上にａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｐからなるｎ層３０６、その上に
ａ−Ｓｉ：Ｈからなるｉ層３０７、その上にａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ：Ｂからなるｐ層３０８、その上にＩＴＯ（Ｉｎ
２Ｏ３、ＳｎＯ２）からなる透明電極３０９、その上に
Ａｇからなる櫛型の集電電極３１０を積層して構成され
る。図２の装置においては、太陽電池の素子特性を左右
する最も重要な層である図のｎ層、ｉ層、ｐ層を形成
し、基板３０５としては支持体３０２上にＡｇ反射層と
ＺｎＯ透明導電層が形成されたものを用いた。

【００５４】図２の装置を用いて図３の太陽電池を製造
する手順を以下に詳細に説明する。まず基板を作製し
た。両面を鏡面研磨した３０ｃｍ×３００ｍ、厚さ０．
１ｍｍの帯状ステンレス基板をアセトンとＩＰＡで超音
波洗浄し、直径３０ｃｍのドラムに巻さ付けた。次に、
一方の面にスパッタリング法で層厚０．３μｍのＡｇ反
射層と層厚２．０μｍのＺｎＯ透明導電層を形成し、基
板の作製を終えた。

【００５５】基板を巻き付けた送り出しロールを真空容
器２１０内部にセットし、各分離通路、各真空容器内部
を通して巻き取りロールに基板端部を巻き取らせる。基
板のセットが終わったら、各コンダクタンスバルブ２１
４を全開にして、各真空容器に接続されている真空排気
ポンプで真空容器および分離通路内部を圧力が１×１０
^-4Ｔｏｒｒになるまで真空排気する。次に各ヒーター２
１５を基板温度が所定の温度になるように設定し、基板
温度が安定したら、基板を矢印の方向に１ｍ／分の速度
で移動させ、真空容器Ａ、Ｂ、Ｃに接続された原料ガス
導入管２１６から所定の原料ガス群を導入する。真空容
器Ａでは原料ガスの流れがＲＦプラズマからＭＷプラズ
マになるように工夫した。また各掃気ガス導入管から掃
気ガスとしてＨ₂ガスを１００ｓｃｃｍ導入した。次に
実施例１と同様にして各真空容器内部にＲＦプラズマお
よびＭＷプラズマを生起し、各コンダクタンスバルブを
調整して各プラズマ内部の圧力が所定の圧力になるよう
にし、真空容器Ｂではｎ層を、真空容器Ａではｉ層を、
真空容器Ｃではｐ層を形成していった。基板を巻き終え
たところで、ＲＦプラズマ、ＭＷプラズマを消滅させ、
原料ガス群の導入を止め、ヒーターを切った。基板が室
温まで下がったところで掃気ガスの導入を止めて、装置
全体をリークし、巻き取り口−ルを取り出した。ｎ層、
ｉ層、ｐ層の形成条件は表１にまとめて記す。

【００５６】

【表１】

【００５７】次にｐ層上に真空蒸着法でＩＴＯからなる
透明電極を形成し、さらに１５×ｌ５ｃｍ²の大きさに
切断し、透明電極上に真空蒸着法でＡｇからなる櫛型集
電電極を形成し、太陽電池の製造を終えた。〈比較例４〉共有領域２０５、２０６が存在しない状態
でｉ層を形成して、太陽電池を製造した。ＲＦ電極をア
プリケーターから離す方向に移動させ、２つのＲＦプラ
ズマとＭＷプラズマを分離し、共有領域を消滅させた以
外は実施例４と同様に太陽電池を製造した。

【００５８】〈評価４〉製造された太陽電池をランダム
に２０個抽出して評価を行った。光学顕微鏡で観察した
ところ、比較例４の薄膜では端部から層剥離が僅かに発
生していることが分かった。次に実施例１と同じソーラ
ーシュミレ−タ−（１００ｍＷ／ｃｍ²、スペクトルＡ
Ｍ１．５）を用いて光電変換効率（η）を測定した。測
定は集電電極と基板との間に電圧を印加して、Ｖ−Ｉ曲
線をトレースすることによって得られる。その結果、光
電変換効率は実施例４のほうが大きかった（ηｊ＞η
ｈ）。これは比較例４の太陽電池では端部で層剥離して
いるため、素子が僅かに短絡していることがひとつの要
因である。また短絡していない太陽電池を抽出してその
平均光電変換効率（ηａ）を求めたところ、やはり実施
例４のほうが大きかった（ηａｊ＞ηａｈ）。これはｐ
ｉ界面およびｎｉ界面における界面準位が減少したため
だと考えられる。また実施例１と同様に一定光電流法
（ＣＰＭ）を用いて短絡していない太陽電池のｉ層の準
位密度を測定したところ、実施例４のほうがはるかに少
ないことが分かった。

【００５９】以上の評価により本発明の薄膜形成方法が
従来の薄膜形成方法よりも優れていることが分かった。
また１分間あたりに製造された薄膜素子の量を発生する
電力で換算すると２１Ｗ／分で、従来にはない高い製造
速度で薄膜素子を製造できた。《実施例５》図２の装置の各分離通路に接続されている
掃気ガスの導入管を取り外し、代わりに排気口を接続し
た。実施例４において掃気ガスを導入する代わりに該排
気口より原料ガス群の一部を排気し、各原料ガス群が相
互拡散しないようにした以外は実施例４と同様にして太
陽電池を製造した。

【００６０】〈評価５〉評価４と同様にして製造された
太陽電池をランダムに２０個抽出して評価を行った。光
学顕微鏡で観察したところ、層剥離は発生していなかっ
た。次に実施例４と同様にして光電変換効率（η）を測
定したところ、光電変換効率はほぼ同じであった。また
短絡はしている太陽電池はなかった。

【００６１】以上の評価により本発明の薄膜形成方法が
従来の薄膜形成方法よりも優れていることが分かった。
またｌ分間あたりに製造された薄膜素子の量を発生する
電力で換算すると２０Ｗ／分で、従来にはない高い製造
速度で薄膜素子を製造できた。《実施例６》ＭＷプラズマに導入するマイクロ波の強電
界方向が基板と平行となるようにして、太陽電池を製造
した。図２の装置においてマイクロ波の進行方向を紙面
表側から裏側に向う方向に変え、強電界方向が基板と平
行になるように導波管の取付角度を調整した以外は実施
例４と同様に太陽電池を製造した。

【００６２】〈評価６〉評価４と同様にして製造された
太陽電池をランダムに２０個抽出して評価を行った。光
学顕微鏡で観察したところ、層剥離は発生していなかっ
た。次に実施例４と同様にして光電変換効率（η）を測
定したところ、光電変換効率は実施例６のほうが良かっ
た。実施例４と同様にしてＣＰＭの測定を行い、準位密
度を求めたところ、実施例４よりも僅かに少ない結果が
得られた。また短絡している太陽電池はなかった。

【００６３】《実施例７》分離通路に原料ガスＡを構成
するガスを導入して太陽電池を製造した。導入する掃気
ガスとして各導入管からＳｉＨ４ガスを５０ｓｃｃｍ導
入する以外は実施例４と同様な方法で太陽電池を製造し
た。〈評価７〉評価４と同様にして製造された太陽電池をラ
ンダムに２０個抽出して評価を行った。光学顕微鏡で観
察したところ、層剥離は発生していなかった。次に実施
例４と同様にして光電変換効率（η）を測定したとこ
ろ、光電変換効率はほぼ同じであった。また短絡してい
る太陽電池はなかった。

【００６４】《実施例８》図４に示す薄膜素子製造装置
を用いて図５に示すフラットパネルディスプレイ用の液
晶駆動バネルを製造した。図５のパネルは３０×２０ｃ
ｍ²の基板に６００×４００個の画素を有するものであ
る。図４の装置は図２の装置の真空容器Ａを３つ接続し
たもので、本発明の薄膜形成方法を図４の真空容器Ａ、
Ｂ、Ｃで実施することができる。また真空容器Ｄ、Ｅで
は基板を送り出したり、収納することができ、分離通路
と真空容器Ｄ、Ｅの間にはゲ−トバルブ４２０があり、
ロードロック式となっている。これらの真空容器は図２
と同様な分離通路を介して接続されており、基板４０７
は図に示すようにこれらの真空容器および分離通路の内
部を移動することができる。基本的な使用方法は図１お
よび図２の装置と同様であるが、真空容器Ｄ、Ｅがロー
ドロック式となっているため、真空容器Ａ、Ｂ、Ｃを減
圧にした状態で、真空容器Ｄ、Ｅをリークし、基板のセ
ッティングと取り出しが可能となっている。

【００６５】図６は図５のＴＦＴ部を形成する際の工程
を順に説明するもので、ＴＦＴ部の断面形状を示した。
工程の概略は次のようなフロ−となる。（ａ）基板上にゲート電極を形成し、フォトリソ工程に
よって台形にする。（ｂ）本発明の薄膜形成方法を用いて、ゲート絶縁層、
ｉ層、ｎ層を形成する。（ｃ）フォトリソ工程によってＴＦＴ部以外のｉ層、ｎ
層を除去する。（ｄ）ゲート絶縁層上に透明電極を形成する。（ｅ）ソース・ドレイン電極を形成する。（ｆ）フォトリソ工程によってソース・ドレイン電極を
分離し、ｎ層も分離する。（ｇ）保護層を形成するまず３０×２０ｃｍ²、厚さ１．０ｍｍのガラス基板を
アセトン、ＩＰＡで超音波洗浄し、スパッタリング法で
Ｍｏ−Ｔａ合金からなる膜厚５０ｎｍのゲート電極を形
成し、フォトリソ工程、ドライエッチング（ＤＥ）工程
を用いて図のように台形にパターニングした。この際、
エッチングガスとしてはＣＦ４／Ｏ２ガスを用い、流量
比を時間変化することで台形形状を形成することができ
る。これで基板の作製を終えた。

【００６６】次に図４の装置を用いて（ｂ）の工程を実
施した。以下に詳細に説明する。予め、ゲートバルブ４
２０、４２１を閉じてあり、真空容器Ａ、Ｂ、Ｃは減圧
にした状態となっている。まず、ゲート電極が形成され
た基板を１００枚、ゲート電極が形成されている面を下
にして真空容器Ｄにセットした。次に真空容器Ｄ、Ｅを
不図示の真空排気ポンプで真空排気し、圧力が１×１０
^-5Ｔｏｒｒとなったら、ゲ−トバルブ４２０、４２１を
開け、ヒーターを設定した。基板温度が所定の濃度で安
定したら、掃気ガスとしてＨｅガスを各分離通路に流
し、さらに各真空容器に原料ガス群を導入した。次に実
施例４と同様に各真空容器内部にそれぞれＲＦプラズマ
およびＭＷプラズマを生起し、基板を移動速度７０ｃｍ
／分で移動させた。真空容器Ａではａ−ＳｉＮからなる
層厚４００ｎｍのゲート絶縁層を、真空容器Ｂではａ−
Ｓｉ：Ｈからなる層厚８０ｎｍのｉ層（活性層）を、真
空容器Ｃではａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｐからなる層厚４０ｎｍの
ｎ層（コンタクト層）を形成した。形成条件は表２にま
とめて示した。

【００６７】

【表２】

【００６８】次にｉ層とｎ層をフォトリソ工程とウェッ
トエッチング工程を用いて、図６−（ｃ）のようにパタ
ーニングした。ウェットエッチング工程にはＨＦ十ＨＮ
Ｏ₃＋ＣＨ₃ＣＯＯＨからなるエッチャントを用いた。次
にスパッタリング法を用いてＩＴＯからなる層厚５０ｎ
ｍの透明電極を形成し、フオトリソ工程とウェットエッ
チング工程を用いて図６−（ｄ）のようにパターニング
した。

【００６９】次に真空蒸着法を用いてＡｌからなる層厚
４０００オングストロ−ムのソース・ドレイン電極を形
成し、フォトリソ工程、ウェットエッチング工程を用い
て図６−（ｆ）のようにパターニングし、ソース電極と
ドレイン電極を分離し、さらにｎ層（コンタクト層）も
分離した。ソース・ドレイン電極のエッチャントとして
はＨ３ＰＯ４＋ＨＮＯ₃を使用し、ｎ層のエッチャント
としてはＨＦ＋ＨＮＯ₃＋ＣＨ₃ＣＯＯＨを使用した。

【００７０】次に図６−（ｇ）に示す用にａ−ＳｉＮ：
Ｈからなる層厚４００オングストロ−ムの保護層を実施
例３と同様にして図１の装置で形成した。フォトリソ工
程、ドライエッチング工程を用いてゲートバスライン、
ソ−スバスラインに通ずるコンタクトホールを空けた。
エツチングガスとしてはＢＣｌ₃＋Ｃｌ₂ガスを用いた。

【００７１】以上で液晶駆動パネルの製造を終えた。《比較例８〉比較例１と同様にすべてのＲＦプラズマを
ＭＷプラズマから隔離し、共有領域４０６がない状態で
ゲ−ト絶緑層、ｉ層、ｎ層を形成した。プラズマを隔離
する以外は実施例８と同様にして液晶駆動パネルを製造
した。

【００７２】〈評価８〉以上、製造した液晶駆動パネル
のうちから任意に１０枚づつ抽出し、ＴＦＴ素子特性を
測定した。ドレイン電圧を５．０Ｖにして、ゲ−ト電圧
として０Ｖと２０Ｖを印加したときのドレイン電流を測
定したところ、オン・オフ比（Ｉ_vg＝２０／Ｉ_vg＝０）
は実施例８のＴＦＴでは平均７×１０⁶で、比較例８の
ＴＦＴでは平均２×１０⁶であった。以上の評価により
本発明の薄膜形成方法が従来の薄膜形成方法よりも優れ
ていることが分かった。また１時間あたりに製造された
薄膜素子の量は１２０枚で、従来にはない高い製造速度
で薄膜素子を製造でさた。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜形成
方法によれば、基板上に薄膜を形成されてなる薄膜素子
の素子特性を従来のものより向上させ、且つ薄膜素子の
スループットを向上させることができるものである。さ
らにこのことにより、薄膜素子のコストダウンを達成す
ることができるものである。詳細には、スループットを
向上しつつ、基板との界面準位、内部応力を減少させる
ことができる。

【００７４】さらに、本発明の薄膜形成装置によれば、
素子特性を従来のものより向上させ、且つスループット
を向上させた薄膜を製造することができるものである。
さらにこのことにより、薄膜素子のコストダウンを達成
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る薄膜形成装置の一実施例を示す構
成図である。

【図２】本発明に係る薄膜形成装置の他の実施例を示す
構成図である。

【図３】図２の薄膜形成装置により形成された太陽電池
を示す概略図である。

【図４】本発明に係る薄膜形成装置のさらに別の実施例
を示す構成図である。

【図５】図４の薄膜形成装置により形成された液晶駆動
パネルを示す構成図である。

【図６】図５のＴＦＴ部を形成する工程を順に説明する
液晶駆動パネルの製造工程図である。

【符号の簡単な説明】

１０１真空容器１０３基板１０６ＲＦ電極１０８ガス導入管１１０マイクロ波導入窓１１４ＭＷプラズマ１１５ＲＦプラズマ１１６共有領域２０１真空容器Ａ２０２真空容器Ｂ２０３真空容器Ｃ２０４ＭＷプラズマ２０５ＲＦプラズマ２０６共有領域２０７基板２０８送り出しロ−ル２０９巻き取りロ−ル２１５ヒ−タ−

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部を減圧することができる真空容器の
内部に基板を収容するとともに一種または複数種の原料
ガス群を導入し、前記基板上に薄膜を形成する薄膜形成
方法において、前記真空容器内部に少なくとも２つのプ
ラズマを生起し、これらのプラズマ群のひとつは周波数
帯が１〜１００ＭＨｚである電磁波のエネルギーによっ
て生起された第１プラズマであり、別のひとつは周波数
帯が１〜１００ＧＨｚである電磁波のエネルギーによっ
て生起された第２プラズマであり、第１プラズマの領域
と第２プラズマの領域とは共有する領域を僅かに有した
状態で互いに分離され、それぞれのプラズマ領域におい
てそれぞれの薄膜を形成すると同時に、これらのプラズ
マ群に沿って前記基板を移動させることを特徴とする薄
膜形成方法。
【請求項２】前記第１プラズマ内部の圧力を前記第２
プラズマよりも大きくし、前記原料ガス群の一部または
全部は真空容器内を第１プラズマの領域から第２プラズ
マの領域に向かって流れることを特徴とする請求項１に
記載の薄膜形成方法。
【請求項３】前記基板は帯状、且つ可とう性を有し、
薄膜形成中、基板の長手方向に連続的に移動させること
を特徴とする請求項１、２に記載の薄膜形成方法。
【請求項４】前記真空容器を第１真空容器とし、この
第１真空容器に帯状基板が内部を移動することができる
分離通路を介して第２真空容器を接続し、該分離通路の
断面は基板断面とほぼ相似で、分離通路の内壁と基板と
の最短距離ｄは１〜１０ｍｍ、帯状基板の移動方向に対
する長さＬはＬ＞５０×ｄなる関係を満たし、前記原料
ガス郡を第１原料ガス郡とし、且つ該第２真空容器では
前記第１原料ガス群には含まれない原料ガスを有する一
種または複数種の第２原料ガス群を用いて前記簿膜とは
性質の異なる別の薄膜を同一の帯状基板上に積層するこ
とを特徴とする請求項Зに記載の簿膜形成方法。
【請求項５】前記分離通路に掃気ガスを導入し、該掃
気ガスは分離通路から第１真空容器または／および第２
真空容器に向かって流れることを特徴とする請求項４に
記載の薄膜形成方法。
【請求項６】前記掃気ガスは不活性ガス、第１原料ガ
ス群を構成するガス、第２原料ガス群を構成するガスの
中から選ばれたガスであることを特徴とする請求項５に
記載の簿膜形成方法。
【請求項７】前記分離通路に排気口を設け、該排気口
より第１原料ガス群または／および第２原料ガス群の一
部を排気することを特徴とする請求項４に記載の薄膜形
成方法。
【請求項８】前記第２プラズマに導入する電磁波の強
電界方向が基板とほぼ平行となっていることを特徴とす
る請求項１〜７に記載の薄膜形成方法。
【請求項９】請求項１〜８に記載の薄膜形成方法を用
いて作製されたｐｉｎ接合または／およびｐｎ接合を有
する半導体素子。
【請求項１０】内部を減圧することができる真空容器
の内部に基板を収容するとともに一種または複数種の原
料ガス群を導入し、前記基板上に薄膜を形成する薄膜形
成装置において、前記真空容器内部にプラズマを生起さ
せる少なくとも２つのプラズマ発生手段を収容し、これ
らのうち第１プラズマ発生手段は周波数帯が１〜１００
ＭＨｚである電磁波のエネルギーによって第１プラズマ
を生起するものであり、第２プラズマ発生手段は周波数
帯が１〜１００ＧＨｚである電磁波のエネルギーによっ
て第２プラズマを生起するものであり、第１プラズマの
領域と第２プラズマの領域とは共有する領域を僅かに有
した状態で互いに分離して配置され、それぞれのプラズ
マ領域においてそれぞれの薄膜を形成すると同時に、こ
れらのプラズマ群に沿って前記基板を移動させる基板移
動手段が設けられたことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１１】前記第１プラズマ内部の圧力を前記第
２プラズマよりも大きくし、前記原料ガス群の一部また
は全部は真空容器内を第１プラズマの領域から第２プラ
ズマの領域に向かって流れるようにしたことを特徴とす
る請求項１０に記載の薄膜形成装置。
【請求項１２】前記基板は帯状、且つ可とう性を有
し、前記基板移動手段は薄膜形成中、基板をその長手方
向に連続的に移動させるように形成されたことを特徴と
する請求項１０、１１に記載の薄膜形成装置。
【請求項１３】前記真空容器を第１真空容器とし、こ
の第１真空容器に帯状基板が内部を移動することができ
る分離通路を介して第２真空容器を接続し、該分離通路
の断面は基板断面とほぼ相似で、分離通路の内壁と基板
との最短距離ｄは１〜１０ｍｍ、帯状基板の移動方向に
対する長さＬはＬ＞５０×ｄなる関係を満たし、前記ガ
ス郡を第１ガス郡とし、且つ第２真空容器は前記第１原
料ガス群には含まれない原料ガスを有する一種または複
数種の第２原料ガス群を用いて前記簿膜とは性質の異な
る別の薄膜を同一の帯状基板上に積層するように形成さ
れたことを特徴とする請求項１２に記載の簿膜形成装
置。
【請求項１４】前記分離通路は掃気ガスが導入され、
該掃気ガスは分離通路から第１真空容器または／および
第２真空容器に向かって流れることを特徴とする請求項
１３に記載の薄膜形成装置。
【請求項１５】前記掃気ガスは不活性ガス、第１原料
ガス群を構成するガス、第２原料ガス群を構成するガス
の中から選ばれたガスであることを特徴とする請求項１
４に記載の簿膜形成装置。
【請求項１６】前記分離通路に排気口を設け、該排気
口より第１原料ガス群または／および第２原料ガス群の
一部を排気することを特徴とする請求項１５に記載の薄
膜形成装置。
【請求項１７】前記第２プラズマに導入する電磁波の
強電界方向が基板とほぼ平行となっていることを特徴と
する請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の薄膜形成
装置。
【請求項１８】請求項１０〜１７に記載の薄膜形成装
置を用いて作製されたｐｉｎ接合または／およびｐｎ接
合を有する半導体素子。