JPH06204136A - 薄膜形成方法および薄膜形成装置および半導体素子 - Google Patents
薄膜形成方法および薄膜形成装置および半導体素子Info
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- JPH06204136A JPH06204136A JP34746992A JP34746992A JPH06204136A JP H06204136 A JPH06204136 A JP H06204136A JP 34746992 A JP34746992 A JP 34746992A JP 34746992 A JP34746992 A JP 34746992A JP H06204136 A JPH06204136 A JP H06204136A
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- plasma
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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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、NaxWO3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。
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、NaxWO3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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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(Ivg=20/Ivg=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。
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(Ivg=20/Ivg=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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
液晶駆動パネルの製造工程図である。
101 真空容器 103 基板 106 RF電極 108 ガス導入管 110 マイクロ波導入窓 114 MWプラズマ 115 RFプラズマ 116 共有領域 201 真空容器A 202 真空容器B 203 真空容器C 204 MWプラズマ 205 RF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 (18)
- 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34746992A JPH06204136A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 薄膜形成方法および薄膜形成装置および半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34746992A JPH06204136A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 薄膜形成方法および薄膜形成装置および半導体素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06204136A true JPH06204136A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18390437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34746992A Pending JPH06204136A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 薄膜形成方法および薄膜形成装置および半導体素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06204136A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000049103A (ja) * | 1998-07-28 | 2000-02-18 | Canon Inc | プラズマcvd法による薄膜半導体の作製装置及び作製方法 |
WO2008152796A1 (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Panasonic Corporation | 情報記録媒体とその製造方法、およびターゲット |
CN110537085A (zh) * | 2017-04-27 | 2019-12-03 | 福特全球技术公司 | 与蚁型无线电装置的车辆通信 |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34746992A patent/JPH06204136A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000049103A (ja) * | 1998-07-28 | 2000-02-18 | Canon Inc | プラズマcvd法による薄膜半導体の作製装置及び作製方法 |
WO2008152796A1 (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Panasonic Corporation | 情報記録媒体とその製造方法、およびターゲット |
US8173239B2 (en) | 2007-06-11 | 2012-05-08 | Panasonic Corporation | Information recording medium, method for producing the same, and sputtering target |
JP5112431B2 (ja) * | 2007-06-11 | 2013-01-09 | パナソニック株式会社 | 情報記録媒体とその製造方法、およびターゲット |
CN110537085A (zh) * | 2017-04-27 | 2019-12-03 | 福特全球技术公司 | 与蚁型无线电装置的车辆通信 |
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