JPS5934421B2 - 薄膜製造法 - Google Patents
薄膜製造法Info
- Publication number
- JPS5934421B2 JPS5934421B2 JP54155243A JP15524379A JPS5934421B2 JP S5934421 B2 JPS5934421 B2 JP S5934421B2 JP 54155243 A JP54155243 A JP 54155243A JP 15524379 A JP15524379 A JP 15524379A JP S5934421 B2 JPS5934421 B2 JP S5934421B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- thin film
- chamber
- amorphous silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は基板上に複数層から成る薄膜を製造する方法に
関する。
関する。
薄膜製造法の一つとして近年脚光を浴びているものにプ
ラズマCVD(ChemicalVaporDepos
ition)法がある。
ラズマCVD(ChemicalVaporDepos
ition)法がある。
この方法は反応室を高真空に減圧し、原料ガスを反応室
に供給した後、グロー放電によつて原料ガスを分解し、
反応室内に配置された基板上に薄膜を形成する方法で、
例えば非晶質硅素膜の生成に応用されている。この方法
でシランガスSiH4を原料ガスとして作成した非晶質
硅素膜は、非晶質硅素の禁止帯中に存在する局在準位が
比較的少なく、置換型不純物のドーピングにより、価電
子制御が可能となヤ、光起電力素子などの各種電子デバ
イスとして使用できる。しかしこのプラズマCVD法は
、例えば非晶質硅素膜の成長速度が約IA/秒と極めて
遅い欠点がある。
に供給した後、グロー放電によつて原料ガスを分解し、
反応室内に配置された基板上に薄膜を形成する方法で、
例えば非晶質硅素膜の生成に応用されている。この方法
でシランガスSiH4を原料ガスとして作成した非晶質
硅素膜は、非晶質硅素の禁止帯中に存在する局在準位が
比較的少なく、置換型不純物のドーピングにより、価電
子制御が可能となヤ、光起電力素子などの各種電子デバ
イスとして使用できる。しかしこのプラズマCVD法は
、例えば非晶質硅素膜の成長速度が約IA/秒と極めて
遅い欠点がある。
例えば太陽電池を作る場合、非晶質硅素膜の厚さは1μ
m程度必要であり、この膜厚にまで形成するのに要する
時間は約3時間となわ、生産性に欠けていた。又p−i
−n型非晶質硅素膜太陽電池を例にとると、光電変換効
率を高めるためのp層、i層およびn層の最適厚さは異
なシ、それぞれ約200A)約1μmおよび約200A
である。
m程度必要であり、この膜厚にまで形成するのに要する
時間は約3時間となわ、生産性に欠けていた。又p−i
−n型非晶質硅素膜太陽電池を例にとると、光電変換効
率を高めるためのp層、i層およびn層の最適厚さは異
なシ、それぞれ約200A)約1μmおよび約200A
である。
このように厚さの異なる各層を同一反応室内にてガスの
切換によつて順次形成する場合、i層のみがその製造に
非常に長時間を要し、工業的な生産性に欠けていた。’
y、p層、i層およびn層をインライン方式にて連続的
に製造する場合、炉長比は、各層膜厚比に応じて、p層
形成炉:i層形成炉:n層形成炉■1:50:1とする
必要があり、各層形成炉のパランスがとれず、実現性に
欠けるものであつた。他方、もう一つの薄膜製造法とし
てイオンブレーティング法がある。この方法は、真空容
器中の蒸発源を抵抗加熱又は電子線により加熱蒸発させ
、蒸発原子又は蒸発原子と雰囲気ガスを何らかの方法で
イオン化し、基板上に堆積させて薄膜を作成する方法で
あわ、イオン化には次の3つの方法がある。第1は、蒸
発源と基板との間に直流訃よび/又は交流の電位を持つ
補助電極を設ける方法である。第2は、フイラメントか
ら放出された熱電子を蒸発源から基板に向かう蒸発原子
と能率よく衝突させ、これをイオン化する方法である。
第3は、高い蒸気圧(10−2〜1T0rr)の蒸発る
つぼに開けられた小孔から高真空中(10−4〜10−
6T0rr)に噴出する蒸発粒子が断熱膨脹することに
よつてクラスタとなv、電子衝撃によつてそのうちの一
つの原子がイオン化?れる方法である。又蒸発源に対し
基板を負電位に保ち、イオンを基板に向けて加速するこ
ともある。このイオンプレーティング法は、薄膜と基板
との接着強度が高いことから、一般に工具材料へのコー
テイングによる切削性能の向上を目的として使用されて
いる。
切換によつて順次形成する場合、i層のみがその製造に
非常に長時間を要し、工業的な生産性に欠けていた。’
y、p層、i層およびn層をインライン方式にて連続的
に製造する場合、炉長比は、各層膜厚比に応じて、p層
形成炉:i層形成炉:n層形成炉■1:50:1とする
必要があり、各層形成炉のパランスがとれず、実現性に
欠けるものであつた。他方、もう一つの薄膜製造法とし
てイオンブレーティング法がある。この方法は、真空容
器中の蒸発源を抵抗加熱又は電子線により加熱蒸発させ
、蒸発原子又は蒸発原子と雰囲気ガスを何らかの方法で
イオン化し、基板上に堆積させて薄膜を作成する方法で
あわ、イオン化には次の3つの方法がある。第1は、蒸
発源と基板との間に直流訃よび/又は交流の電位を持つ
補助電極を設ける方法である。第2は、フイラメントか
ら放出された熱電子を蒸発源から基板に向かう蒸発原子
と能率よく衝突させ、これをイオン化する方法である。
第3は、高い蒸気圧(10−2〜1T0rr)の蒸発る
つぼに開けられた小孔から高真空中(10−4〜10−
6T0rr)に噴出する蒸発粒子が断熱膨脹することに
よつてクラスタとなv、電子衝撃によつてそのうちの一
つの原子がイオン化?れる方法である。又蒸発源に対し
基板を負電位に保ち、イオンを基板に向けて加速するこ
ともある。このイオンプレーティング法は、薄膜と基板
との接着強度が高いことから、一般に工具材料へのコー
テイングによる切削性能の向上を目的として使用されて
いる。
イオンプレーテイング法は、膜の接着強度が高いのみな
らず、真空蒸着法と並んで、数ある薄膜作成技術の中で
も膜成長速度が圧倒的に速い。
らず、真空蒸着法と並んで、数ある薄膜作成技術の中で
も膜成長速度が圧倒的に速い。
非晶質硅素膜の製造に関しても、膜成長速度は約50A
/秒で、膜形成時間は前記プラズマCVD法に比して大
幅に短縮されることが判明した。しかし、p−1−n型
非晶質硅素膜太陽電池の場合、厚さ約200A<7)p
層訃よびn層は共に約4秒で形成されるため、この短時
間に硼素或いはリン等によるドーピングが充分に行なえ
ないという欠点を有していた。又数秒という翅時間でp
層卦よびn層の膜厚および膜質を均一に形成することが
困難であるが故に、イオンプレーテイング法のみによる
非晶質硅素膜太陽電池の製造は困難であつた。
/秒で、膜形成時間は前記プラズマCVD法に比して大
幅に短縮されることが判明した。しかし、p−1−n型
非晶質硅素膜太陽電池の場合、厚さ約200A<7)p
層訃よびn層は共に約4秒で形成されるため、この短時
間に硼素或いはリン等によるドーピングが充分に行なえ
ないという欠点を有していた。又数秒という翅時間でp
層卦よびn層の膜厚および膜質を均一に形成することが
困難であるが故に、イオンプレーテイング法のみによる
非晶質硅素膜太陽電池の製造は困難であつた。
さらに又従来の薄膜製造は同一の反応室で形成されてい
たために、異なる不純物を含む複数の薄層を形成する場
合、たとえ一旦反応室を排気してから別のガスで反応さ
せたとしても、残留不純物が他の層に影響して特性に悪
影響を及ぼすという問題があつた。本発明は、上述の問
題点を解決するため種々検討の結果成されたもので、基
板上に膜厚の異なる複数層から成る薄膜を製造する方法
において、膜厚の厚い層をイオンプレーテイング法によ
う形成し、膜厚の薄い層をプラズマCVD法によシ形成
し、2種の方法を併用することを特徴とし、又必要によ
り異なる不純物を含む複数層を各々別個の反応室にて形
成せしめることを特徴とするものであう、前記薄膜の各
層のそれぞれの特質に合つた方法を使用することにより
、各層の膜形成時間を接近させて全体の製造時間を短縮
すると共に、膜厚、膜質の均一なかつ光電特性の優れた
薄膜を製造する方法を提供せんとするものである。本発
明の一つの目的は、基板上への膜厚の異なる複数層から
成る薄膜の各層形成に要する時間を接近させ、平均化し
た薄膜製造法を提供することである。
たために、異なる不純物を含む複数の薄層を形成する場
合、たとえ一旦反応室を排気してから別のガスで反応さ
せたとしても、残留不純物が他の層に影響して特性に悪
影響を及ぼすという問題があつた。本発明は、上述の問
題点を解決するため種々検討の結果成されたもので、基
板上に膜厚の異なる複数層から成る薄膜を製造する方法
において、膜厚の厚い層をイオンプレーテイング法によ
う形成し、膜厚の薄い層をプラズマCVD法によシ形成
し、2種の方法を併用することを特徴とし、又必要によ
り異なる不純物を含む複数層を各々別個の反応室にて形
成せしめることを特徴とするものであう、前記薄膜の各
層のそれぞれの特質に合つた方法を使用することにより
、各層の膜形成時間を接近させて全体の製造時間を短縮
すると共に、膜厚、膜質の均一なかつ光電特性の優れた
薄膜を製造する方法を提供せんとするものである。本発
明の一つの目的は、基板上への膜厚の異なる複数層から
成る薄膜の各層形成に要する時間を接近させ、平均化し
た薄膜製造法を提供することである。
本発明の他の目的は、基板上への複数層から成る薄膜全
体の製造時間を短縮することである。
体の製造時間を短縮することである。
又本発明の他の目的は、基板上への複数層から成る薄膜
の各層形成に際し、待ち時間のない製造法を提供するこ
とである。又本発明の他の目的は例えばp層、i層、n
層と異なる複数の薄層を形成するに際し、各々悪影響を
及ぼす不純物を除去して優れた光電特性の薄膜の製造法
を提供することである。
の各層形成に際し、待ち時間のない製造法を提供するこ
とである。又本発明の他の目的は例えばp層、i層、n
層と異なる複数の薄層を形成するに際し、各々悪影響を
及ぼす不純物を除去して優れた光電特性の薄膜の製造法
を提供することである。
本発明の他の目的は、インライン方式によう複数層から
成る薄膜を製造する場合、各層形成に要する炉長を平均
化し、バランスのとれた炉の設計を提供することである
。
成る薄膜を製造する場合、各層形成に要する炉長を平均
化し、バランスのとれた炉の設計を提供することである
。
本発明のもう一つの目的は、複数層から成る薄膜を、長
尺の基板に連続的に形成し得る製造法を提供することで
ある。本発明においては、膜厚の異なる複数層からなる
薄膜のうち、ブラズマCVI)法では形成に長時間を要
する膜厚の異なる層を短時間で形成可能なイオンプレー
テイング法で、又イオンブレーテイング法では短時間で
ドーピングが充分に行なえないか、又は膜厚、膜質が不
均一となる膜厚の異なる層をプラズマCVD法で形成す
ることにより、複数層からなる良好な薄膜を工業的に得
ることができるものである。例えば、p−1−n型非晶
質硅素膜太陽電池において、厚さ約200Aの薄いp層
およびn層をプラズマCVD法で、厚さ約1μmの厚い
i層をイオンブレーテイング法で形成した場合、いずれ
の層も約3分間で形成でき、各層形成に要する時間が平
均化される。
尺の基板に連続的に形成し得る製造法を提供することで
ある。本発明においては、膜厚の異なる複数層からなる
薄膜のうち、ブラズマCVI)法では形成に長時間を要
する膜厚の異なる層を短時間で形成可能なイオンプレー
テイング法で、又イオンブレーテイング法では短時間で
ドーピングが充分に行なえないか、又は膜厚、膜質が不
均一となる膜厚の異なる層をプラズマCVD法で形成す
ることにより、複数層からなる良好な薄膜を工業的に得
ることができるものである。例えば、p−1−n型非晶
質硅素膜太陽電池において、厚さ約200Aの薄いp層
およびn層をプラズマCVD法で、厚さ約1μmの厚い
i層をイオンブレーテイング法で形成した場合、いずれ
の層も約3分間で形成でき、各層形成に要する時間が平
均化される。
又p−1−n層の3層形成に要する時間は、ガスの排気
などの準備時間を除いて、合計9分となジ、プラズマC
VD法のみによる場合に比して、大幅に短縮され、これ
は生産性に卦いて大きな利点である。又前述のごとく各
層形成に要する時間が接近するために、ブラズマCVD
法のみによる製造又はイオンブレーテイング法のみによ
る製造の場合の各層形成に際し、最も厚い層の形成工程
が律速段階となることによジ見られた待ち時間の出現が
解 .・消される。
などの準備時間を除いて、合計9分となジ、プラズマC
VD法のみによる場合に比して、大幅に短縮され、これ
は生産性に卦いて大きな利点である。又前述のごとく各
層形成に要する時間が接近するために、ブラズマCVD
法のみによる製造又はイオンブレーテイング法のみによ
る製造の場合の各層形成に際し、最も厚い層の形成工程
が律速段階となることによジ見られた待ち時間の出現が
解 .・消される。
さらにインライン方式で製造する場合でも、各層形成室
の炉長比が1:1:1と平均化されるため、バランスの
とれた炉の設計が可能で、極めて実用性があると言える
。さらに、各層形成に要する時間が接近することによふ
もう一つの利点として、同じ大きさの各層形成室を直列
に連結し、複数層からなる薄膜を金属テープ又は高分子
テーブのような帯状基板に連続的に形成し得ることが挙
げられる。
の炉長比が1:1:1と平均化されるため、バランスの
とれた炉の設計が可能で、極めて実用性があると言える
。さらに、各層形成に要する時間が接近することによふ
もう一つの利点として、同じ大きさの各層形成室を直列
に連結し、複数層からなる薄膜を金属テープ又は高分子
テーブのような帯状基板に連続的に形成し得ることが挙
げられる。
以下、本発明を図面を用いて実施例によや説明する。
第」図は本発明の実施例に用いる薄膜製造装置の例を示
す縦断面図で、帯状基板上に3層から成る薄膜を連続的
に形成?せるものである。図に}いて、帯状基板8は基
板供給コイル1より連続的に送り出され、n層形成室3
3、中間室5、1層形成室7、中間室9およびp層形成
室16を通つて薄膜を形成された後、巻取軸15に基板
巻取コイル14として巻取られる。これら全体は反応室
13内に収納されている。n層形成室33とp層形成室
16はプラズマCVD装置であ恢それぞれ、基板8の上
下に、対向して2個の電極3,30又は11,19が配
置され、上方の電極3又は11にはこれを加熱するヒー
ター4又は10が設置されている。原料ガスはガス供給
管2又は12より供給され、ガス排気管31又は17よ
シ排出される。32,18はそれらの排気コツクである
。
す縦断面図で、帯状基板上に3層から成る薄膜を連続的
に形成?せるものである。図に}いて、帯状基板8は基
板供給コイル1より連続的に送り出され、n層形成室3
3、中間室5、1層形成室7、中間室9およびp層形成
室16を通つて薄膜を形成された後、巻取軸15に基板
巻取コイル14として巻取られる。これら全体は反応室
13内に収納されている。n層形成室33とp層形成室
16はプラズマCVD装置であ恢それぞれ、基板8の上
下に、対向して2個の電極3,30又は11,19が配
置され、上方の電極3又は11にはこれを加熱するヒー
ター4又は10が設置されている。原料ガスはガス供給
管2又は12より供給され、ガス排気管31又は17よ
シ排出される。32,18はそれらの排気コツクである
。
又1層形成室7は、イオンプレーテイング装置であ勺、
基板8の下方に4個の補助電極27、および硅素蒸発源
26を収容した4個のるつぼ25が配置され、基板8に
はそれを連続的に加熱するためのヒーター6が設置され
ている。
基板8の下方に4個の補助電極27、および硅素蒸発源
26を収容した4個のるつぼ25が配置され、基板8に
はそれを連続的に加熱するためのヒーター6が設置され
ている。
水素ガスはガス供給管24よジ供給され、ガス排気管2
2より排気される。23はその排出コツクである。
2より排気される。23はその排出コツクである。
中間室5および9は異なる不純物を含む各層の各形成室
の間を隔離するための室で、ガス排気管29又は20お
よび排気コツク28又は21により排気される。次に、
このように構成された装置により、帯状基板8上にp−
1−n層より成る薄膜を形成する方法を述べる。
の間を隔離するための室で、ガス排気管29又は20お
よび排気コツク28又は21により排気される。次に、
このように構成された装置により、帯状基板8上にp−
1−n層より成る薄膜を形成する方法を述べる。
先ず、基板供給コイル1を配置し、帯状基板8の片端を
巻取軸15に巻取ジ、基A8を図の様に配置する。
巻取軸15に巻取ジ、基A8を図の様に配置する。
ガス排気管17,20,22,29おょび31に接続さ
れた排気ポンプ(図示せず)を起動して、反応室13の
内部を10−7TOrr程度に減圧したのち、基板8を
ヒーター4、6および10により約250℃に加熱する
。次にォ,供給管2よりシランガスSiH4又はシラン
を他のガスで希釈したものとドーピングガスであるホス
フインPH3又はてルシンAsH3(いずれも水素で希
釈したもの)との混合ガスを。層形成室33内に供給し
、n層形成室33内の圧力を10〜10−2T0rrに
する。又ガス供給管24よね水素をi層形成室7内に供
給し、l層形成室7内の圧力を10−1〜10−6T0
rrにする。又ガス供給管12よりシランSiH4又は
シランを他のガスで希釈したものとドーピングガスであ
るジボランB2H6(水素で希釈したもの)の混合ガス
をp層形成室16に供給し、p層形成室16内の圧力を
10〜10−2T0rrにする。このときのドーピング
ガスであるホスフインPH3、アルシンAsH3および
ジボランB,H6の水素に対する割合は、作成条件なら
びに必要ドーブ量に工つて異なるが、通常200ppm
〜10%の範Hである。次に電極3と電極30間および
電極11と電極19間に直流又は高周波電力を印加し、
n層形成l室33およびp層形成室16内にブラズマを
発生させ、基板8上に所定の膜を堆積させる。
れた排気ポンプ(図示せず)を起動して、反応室13の
内部を10−7TOrr程度に減圧したのち、基板8を
ヒーター4、6および10により約250℃に加熱する
。次にォ,供給管2よりシランガスSiH4又はシラン
を他のガスで希釈したものとドーピングガスであるホス
フインPH3又はてルシンAsH3(いずれも水素で希
釈したもの)との混合ガスを。層形成室33内に供給し
、n層形成室33内の圧力を10〜10−2T0rrに
する。又ガス供給管24よね水素をi層形成室7内に供
給し、l層形成室7内の圧力を10−1〜10−6T0
rrにする。又ガス供給管12よりシランSiH4又は
シランを他のガスで希釈したものとドーピングガスであ
るジボランB2H6(水素で希釈したもの)の混合ガス
をp層形成室16に供給し、p層形成室16内の圧力を
10〜10−2T0rrにする。このときのドーピング
ガスであるホスフインPH3、アルシンAsH3および
ジボランB,H6の水素に対する割合は、作成条件なら
びに必要ドーブ量に工つて異なるが、通常200ppm
〜10%の範Hである。次に電極3と電極30間および
電極11と電極19間に直流又は高周波電力を印加し、
n層形成l室33およびp層形成室16内にブラズマを
発生させ、基板8上に所定の膜を堆積させる。
同時に、硅素蒸発源26は、抵抗加熱又は電子線により
加熱蒸発し、水素とともに直流および/又は交流電位を
もつた補助電極27によりイオン化され、基7板8上に
堆積する。基板8は巻取軸15を回転させることによシ
、帯状基板コイル1から連続的に送勺出され、n型非晶
質硅素、i型非晶質硅素およびp型非晶質硅素を順次堆
積し、3層から成るp−1−n型非晶質硅素膜を形成し
たのち、巻取O軸15に基板巻取コイル14として巻取
られる。この場合、p層、i層、n層は各々別個の形成
室で形成されるため、各々の不純物で悪影響を及ぼすこ
とがなく、優れた光電特性を持つ薄膜が短時間で連続的
に得られる。第2図は本発明の他の実施例に用いる薄膜
製造装置の例を示す図で、イ図は縦断平面図、口図はイ
図に示すX−X断面を、ハ図は同じくY−Y断面をそれ
ぞれ示す図であわ、帯状基板上に3層から成る薄膜を順
次形成させるものである。
加熱蒸発し、水素とともに直流および/又は交流電位を
もつた補助電極27によりイオン化され、基7板8上に
堆積する。基板8は巻取軸15を回転させることによシ
、帯状基板コイル1から連続的に送勺出され、n型非晶
質硅素、i型非晶質硅素およびp型非晶質硅素を順次堆
積し、3層から成るp−1−n型非晶質硅素膜を形成し
たのち、巻取O軸15に基板巻取コイル14として巻取
られる。この場合、p層、i層、n層は各々別個の形成
室で形成されるため、各々の不純物で悪影響を及ぼすこ
とがなく、優れた光電特性を持つ薄膜が短時間で連続的
に得られる。第2図は本発明の他の実施例に用いる薄膜
製造装置の例を示す図で、イ図は縦断平面図、口図はイ
図に示すX−X断面を、ハ図は同じくY−Y断面をそれ
ぞれ示す図であわ、帯状基板上に3層から成る薄膜を順
次形成させるものである。
図において、帯状基板コイル54は基板仕込口51より
コイル軸53にはめられ、基板仕込室52を通つてプラ
ズマCVD室58内の基板供給部7′.に供給され、帯
状基板65は該室58内で連続的に送ジ出され、n層を
形成したのち、基板巻取部72に巻取られる。次いで基
板コイル54はイォンブレーティング室60内の基板供
給部73に移動され、該室60内で連続的に送り出され
、i層を形成したのち、基板巻取部74に巻取られる。
基板コイル54は、再びプラズマCVD室58内の基板
供給部71に移動され、上述と同様に室58でp層を形
成したのち、基板巻取部72に巻取られたのち、基板取
出室63を通つて基板取出口64より外部に取出される
。プラズマCVD室58には、帯状基板65の上下に、
対向してヒーターを内蔵する電極57および電極67が
配置され、原料ガス供給管66より供給される。
コイル軸53にはめられ、基板仕込室52を通つてプラ
ズマCVD室58内の基板供給部7′.に供給され、帯
状基板65は該室58内で連続的に送ジ出され、n層を
形成したのち、基板巻取部72に巻取られる。次いで基
板コイル54はイォンブレーティング室60内の基板供
給部73に移動され、該室60内で連続的に送り出され
、i層を形成したのち、基板巻取部74に巻取られる。
基板コイル54は、再びプラズマCVD室58内の基板
供給部71に移動され、上述と同様に室58でp層を形
成したのち、基板巻取部72に巻取られたのち、基板取
出室63を通つて基板取出口64より外部に取出される
。プラズマCVD室58には、帯状基板65の上下に、
対向してヒーターを内蔵する電極57および電極67が
配置され、原料ガス供給管66より供給される。
イオンブレーテイング室60には、帯状基板65の下方
に補助電極69}よび硅素蒸発源68が配置され、又基
板65を連続的に力u熱するためのヒーター59が設置
?れている。
に補助電極69}よび硅素蒸発源68が配置され、又基
板65を連続的に力u熱するためのヒーター59が設置
?れている。
70は水素ガスのガス供給管である。
55,56,61}よび62は各室の間を開閉するため
のシヤツタ一である。
のシヤツタ一である。
次に、このように構成された装置によね帯状基板65上
にp−1−n層を形成する方法を述べる。
にp−1−n層を形成する方法を述べる。
プラズマCVD室58内での動作は第1図に示すn層形
成室33およびp層形成室16内での動作と同様であジ
、イオンプレーテイング室60内での動作は第1図に示
すi層形成室7内での動作と同様である。唯異なる点は
各層を形成する毎に巻取ジ、巻取られた帯状基板コイル
54がシヤツタ一を通して隣室へ送られることである。
かくしてP−1−n型層の3層を堆積?れた帯状基板が
得られる。
成室33およびp層形成室16内での動作と同様であジ
、イオンプレーテイング室60内での動作は第1図に示
すi層形成室7内での動作と同様である。唯異なる点は
各層を形成する毎に巻取ジ、巻取られた帯状基板コイル
54がシヤツタ一を通して隣室へ送られることである。
かくしてP−1−n型層の3層を堆積?れた帯状基板が
得られる。
実施例 1:
第1図に示す本発明に用いる装置を使用した場合と、プ
ラズマCVD装置のみを使用した場合について、帯状基
板上にp−1−n層から成る非晶質硅素膜を形成させた
。
ラズマCVD装置のみを使用した場合について、帯状基
板上にp−1−n層から成る非晶質硅素膜を形成させた
。
両者に卦ける炉の全長は同一とし、後者における。層、
i層、,層形成室の炉長比は、膜厚比に応じて1:50
:1とした。帯状基板の寸法は厚さ0.05m1L1幅
507!AmS長さ20mで、形成?れた各層の厚?は
p層200Ai層1μM,.n層200Aであつた。P
−1−n層非晶質硅素膜の作成に要した製造時間は、プ
ラズマCVD法のみによる場傘10時間を要したのに対
し、本発明による方法の場合、僅か40分であつた。
i層、,層形成室の炉長比は、膜厚比に応じて1:50
:1とした。帯状基板の寸法は厚さ0.05m1L1幅
507!AmS長さ20mで、形成?れた各層の厚?は
p層200Ai層1μM,.n層200Aであつた。P
−1−n層非晶質硅素膜の作成に要した製造時間は、プ
ラズマCVD法のみによる場傘10時間を要したのに対
し、本発明による方法の場合、僅か40分であつた。
なぉ得られた非晶質硅素膜の売伝導度は、両者の場合共
10−3Ω−1c!n−1であつた。
10−3Ω−1c!n−1であつた。
本発明によれば、製造時間を大幅に短鞄し得ると共に、
膜質も良好で、均一であることが分る。実施例 2:第
2図に示した本発明に用いる装置を使用し、厚さ0.0
5m11幅50門、長さ20mの帯状基板上に、実施例
1に述べたと同様にして,−1−。
膜質も良好で、均一であることが分る。実施例 2:第
2図に示した本発明に用いる装置を使用し、厚さ0.0
5m11幅50門、長さ20mの帯状基板上に、実施例
1に述べたと同様にして,−1−。
層から成る非晶質硅素膜を形成した結果、製造に40分
を要し、得られた非晶質硅素膜の光伝導度は、10−3
Ω−1CTrL−1であシ、実施例1とほぼ同じ結果が
得られた。この実施例では、帯状基板コイルを隣室に移
動する場合について述べたが、プラズマCVD室とイオ
ンプレーテイング室を合併して一室とし、電極、硅素蒸
発源等を適宜取替えて非晶質硅素膜を得る場合も同様の
効果が得られることは明らかである。
を要し、得られた非晶質硅素膜の光伝導度は、10−3
Ω−1CTrL−1であシ、実施例1とほぼ同じ結果が
得られた。この実施例では、帯状基板コイルを隣室に移
動する場合について述べたが、プラズマCVD室とイオ
ンプレーテイング室を合併して一室とし、電極、硅素蒸
発源等を適宜取替えて非晶質硅素膜を得る場合も同様の
効果が得られることは明らかである。
又、実施例1および2では、帯状基板に非晶質硅素膜を
得る場合について述べたが、平面板又は曲面をもつ板を
基板として非晶質硅素膜を得る場合も同様の効果が得ら
れることは明らかである。
得る場合について述べたが、平面板又は曲面をもつ板を
基板として非晶質硅素膜を得る場合も同様の効果が得ら
れることは明らかである。
さらに、上述の説明は主として非晶質硅素膜を得る場合
について述べたが、他のガス、他の蒸発源を使用し、但
の物質より成る膜を製造する場合も同様の効果が得られ
ることはいうまでもない。以上述べたように、本発明は
、基板上に膜厚の異なる複数層から成る薄膜を製造する
方法において、膜厚の厚い層をイオンブレーテイング法
により形成し、膜厚の薄い層をプラズマCVD法によジ
形成し、2種の方法を併用するので、複数層のうち、プ
ラズマCVD法では形成に長時間を要する膜厚の厚い層
を短時間で形成可能なイオンプレーテイング法で、又イ
オンプレーテイング法では短時間でドーピングが充分行
なえないか、又は膜厚、膜質が不均一となる膜厚の薄い
層をブラズマCXTD法で形成することによシ、各層の
形成時間が接近するので待ち時間をなくし、全体の製造
時間を短縮し得ると共に、膜厚、膜質が均一で、良好な
特性を有する薄膜を提供する利点がある。又本発明は、
上述のように、各層の形成時間が接近し、平均化し得る
ので、帯状基板上に膜厚の異なる複数層を連続的に形成
する場合、各層形成室の炉長をほぼ等しくすることがで
き、バランスのとれた炉の設計が可能で、極めて実用性
がある特長がある。
について述べたが、他のガス、他の蒸発源を使用し、但
の物質より成る膜を製造する場合も同様の効果が得られ
ることはいうまでもない。以上述べたように、本発明は
、基板上に膜厚の異なる複数層から成る薄膜を製造する
方法において、膜厚の厚い層をイオンブレーテイング法
により形成し、膜厚の薄い層をプラズマCVD法によジ
形成し、2種の方法を併用するので、複数層のうち、プ
ラズマCVD法では形成に長時間を要する膜厚の厚い層
を短時間で形成可能なイオンプレーテイング法で、又イ
オンプレーテイング法では短時間でドーピングが充分行
なえないか、又は膜厚、膜質が不均一となる膜厚の薄い
層をブラズマCXTD法で形成することによシ、各層の
形成時間が接近するので待ち時間をなくし、全体の製造
時間を短縮し得ると共に、膜厚、膜質が均一で、良好な
特性を有する薄膜を提供する利点がある。又本発明は、
上述のように、各層の形成時間が接近し、平均化し得る
ので、帯状基板上に膜厚の異なる複数層を連続的に形成
する場合、各層形成室の炉長をほぼ等しくすることがで
き、バランスのとれた炉の設計が可能で、極めて実用性
がある特長がある。
第1図は本発明の実施例に用いる薄膜製造装置の例を示
す縦断面図である。 第2図は本発明の他の実施例に用いる薄膜製造装置の例
を示す図で、イ図は縦断平面図、口図はイ図に示すX−
マ断面を、ハ図は同じくY−Y1断面をそれぞれ示す図
である。1・・・基板供給コイル、2,12,24,6
6,70・・・ガス供給管、3,11,19,30,5
7,67・・・電極、4,6,10,59・・・ヒータ
ー、5,9・・・中間室、7・・・l層形成室、8,6
5・・・帯状基板、13・・・反応室、14・・・基板
巻取コイル、15・・・巻取軸、16・・・p層形成室
、17,20,22,29,31・・・ガス排気管、1
8,21,23,28,32・・・排気コツク、゛25
・・・るつぼ、26,68・・・硅素蒸発源、27,6
9・・・補助電極、33・・・n層形成室、51・・・
基板仕込卵 52・・・基板仕込室、53・・・コイル
軸、54・・・帯状基板コイル、55,56,61,6
2・・・シヤツタ一 57・・・ヒーターを内蔵する電
極、58・・・プラズマCVD室、60・・・イオンプ
レーテイング室、63・・・基板取出室、64・・・基
板取出口、71,73・・・基板供給部、72,74・
・・基板巻取部。
す縦断面図である。 第2図は本発明の他の実施例に用いる薄膜製造装置の例
を示す図で、イ図は縦断平面図、口図はイ図に示すX−
マ断面を、ハ図は同じくY−Y1断面をそれぞれ示す図
である。1・・・基板供給コイル、2,12,24,6
6,70・・・ガス供給管、3,11,19,30,5
7,67・・・電極、4,6,10,59・・・ヒータ
ー、5,9・・・中間室、7・・・l層形成室、8,6
5・・・帯状基板、13・・・反応室、14・・・基板
巻取コイル、15・・・巻取軸、16・・・p層形成室
、17,20,22,29,31・・・ガス排気管、1
8,21,23,28,32・・・排気コツク、゛25
・・・るつぼ、26,68・・・硅素蒸発源、27,6
9・・・補助電極、33・・・n層形成室、51・・・
基板仕込卵 52・・・基板仕込室、53・・・コイル
軸、54・・・帯状基板コイル、55,56,61,6
2・・・シヤツタ一 57・・・ヒーターを内蔵する電
極、58・・・プラズマCVD室、60・・・イオンプ
レーテイング室、63・・・基板取出室、64・・・基
板取出口、71,73・・・基板供給部、72,74・
・・基板巻取部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 基板上に膜厚の異なり、異なる不純物を含む複数層
からなる薄膜を製造する方法において、膜厚の厚いi型
非晶質硅素膜をイオンプレーティング法により形成し、
膜厚の薄いp型及びn型の非晶質硅素膜をプラズマCV
D(ChemicalVaporDeposition
)法により形成し、2種の方法を連続併用することを特
徴とする薄膜製造法。 2 複数層が異なる不純物を含み膜厚の異る層を有する
薄膜を各々別個の反応室にて連続して形成せしめる特許
請求の範囲第1項記載の薄膜製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54155243A JPS5934421B2 (ja) | 1979-11-29 | 1979-11-29 | 薄膜製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54155243A JPS5934421B2 (ja) | 1979-11-29 | 1979-11-29 | 薄膜製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5678416A JPS5678416A (en) | 1981-06-27 |
JPS5934421B2 true JPS5934421B2 (ja) | 1984-08-22 |
Family
ID=15601656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP54155243A Expired JPS5934421B2 (ja) | 1979-11-29 | 1979-11-29 | 薄膜製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5934421B2 (ja) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4410558A (en) * | 1980-05-19 | 1983-10-18 | Energy Conversion Devices, Inc. | Continuous amorphous solar cell production system |
US4400409A (en) * | 1980-05-19 | 1983-08-23 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method of making p-doped silicon films |
US4369730A (en) * | 1981-03-16 | 1983-01-25 | Energy Conversion Devices, Inc. | Cathode for generating a plasma |
JPS5814540A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 薄膜作製方法及び作製装置 |
JPS5821817A (ja) * | 1981-07-31 | 1983-02-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 非晶質多層薄膜作製装置 |
JPS5850733A (ja) * | 1981-09-21 | 1983-03-25 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 太陽電池用薄膜量産装置 |
JPS5850734A (ja) * | 1981-09-21 | 1983-03-25 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 積層薄膜量産装置 |
US4438723A (en) * | 1981-09-28 | 1984-03-27 | Energy Conversion Devices, Inc. | Multiple chamber deposition and isolation system and method |
JPS5877225A (ja) * | 1981-11-04 | 1983-05-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置製造装置 |
US4571448A (en) * | 1981-11-16 | 1986-02-18 | University Of Delaware | Thin film photovoltaic solar cell and method of making the same |
US4423701A (en) * | 1982-03-29 | 1984-01-03 | Energy Conversion Devices, Inc. | Glow discharge deposition apparatus including a non-horizontally disposed cathode |
US4513684A (en) * | 1982-12-22 | 1985-04-30 | Energy Conversion Devices, Inc. | Upstream cathode assembly |
US4483883A (en) * | 1982-12-22 | 1984-11-20 | Energy Conversion Devices, Inc. | Upstream cathode assembly |
JPS59123840A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-17 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 露光マスクの製造方法 |
JPS59219927A (ja) * | 1983-05-27 | 1984-12-11 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | プラズマcvd装置 |
JPS6043819A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 気相反応方法 |
JPS6379966A (ja) * | 1986-09-20 | 1988-04-09 | Nippon Steel Corp | 帯板の連続複合コ−テイング設備 |
GB0212062D0 (en) * | 2002-05-24 | 2002-07-03 | Vantico Ag | Jetable compositions |
-
1979
- 1979-11-29 JP JP54155243A patent/JPS5934421B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5678416A (en) | 1981-06-27 |
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