JPH0330420A - マイクロ波プラズマｃｖｄ法により大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、大面積に亘って均一なマイクロ波プラズマを
生起させ得る新規なマイクロ波エネルギー供給装置を用
い、これにより引き起されるプラズマ反応により、原料
ガスを分解、励起させることによって大面積の機能性Ｎ
１積膜をｉ！！続的に形成する方法及び装置に関する。

更に詳しくは、前記原料ガスの利用効率を飛躍的に高め
、且つ高速で均一性の良い機能性堆積膜を大面積に亘っ
て連続的に形成することが出来る方法及び装置であって
、具体的には光起電力素子等の大面積薄膜半導体デバイ
スの量産化を低コストで実現させ得るものである。

〔従来技術の説明〕

近年、全世界的に電力需要が急激に増大し、そうした需
要をまかなうべく電力生産が活発化するに及んで環境汚
染の問題が深刻化して来ている。

因に、火力発電に代替する発電方式として期待され、す
でに実用期に入ってきている原子力発電においては、チ
ェルノブイリ原子力発電所事故に代表されるように重大
な放射化汚染が人体に被害を与えると共に自然環境を侵
す事態が発生し、原子力発電の今後の背反が危ふまれ、
現実に原子力発電所の新設を禁止する法令を定めた国さ
え出て来ている。

又、火力発電にしても増大する電力需要をまかなう上か
ら石炭、石油に代表される化石燃料の使用量は増加の一
途をたどり、それにつれて排出される二酸化炭素の量が
増大し、大気中の二酸化炭素等の温室効果ガスン農廣を
上昇させ、地球温暖化現象を招き、地球の年平均気温は
確実に上昇の一途をたどっており、Ｉ　ＥＡ　（Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ＥｎｅｒｇｙＡｇｅｎｃν）で
は２００５年までに二酸化炭素の排出量を２０％削減す
ることを提言している。

こうした背景のある一方、開発途上国における人口増加
、そして、それにｆ′ドう電力需要の増大は必至であり
、先進諸国における今後更なる生活様式のエレクトロニ
クス化の促進による人ロー人当りの電力消費量の増大と
相まって、電力供給問題は地球規模で検討されねばなら
ない状況になってきている。

このような状況下で、大陽光を利用する太陽電池による
発電方式は、前述した放射能汚染や＋１！！球温暖化等
の問題を惹起することはなく、また、太陽光は地球上型
るところに降り注いでいるためエネルギー源の偏在が少
なく、さらには、複雑な大型の設備を必要とせず比較的
高い発電効率が得られる等、今後の電力需要の増大に対
しても、環境破壊を引き起こすことなく対応できるクリ
ーンな発電方式として注目を集め、実用化に向けて様々
な研究開発がなされている。

ところで、太陽電池を用いる発電方式については、それ
を電力需要を賄うものとしてる１立させるためには、使
用する太陽電池が、光電変換効率が充分に高く、特性安
定性に優れたものであり、且つ大量生産し得るものであ
ることが基本的に要求される。

因に、−船釣な家庭において必要な電力を賄うには、−
計帯あたり３ｋＷ程度の出力の太陽電池が必要とされる
ところ、その太陽電池の光電変換効率が例えばｌＯ％程
廣であるとすると、必要な出力を得るための前記大腸″
Ｘ４池の面積は３０ｎ１程度となる。そして、例えば子
方世帯の家庭において必要な電力を供給するには３，０
００，０００　ｎ（といった面積の太陽電池が必要とな
る。

こうしたことから、容易に入手できるシラン等の気体状
の原料ガスを使用し、これをグロー放電分解して、ガラ
スや金属シート等の比較的安価な基板上にアモルファス
シリコン等の半導体薄膜を堆積させることにより作製で
きる太陽電池が、量産性に冨み、単結晶シリコン等を用
いて作製される太陽電池に比較して低コストで生産がで
きる可能性があるとして注目され、その製造方法につい
て各種の受室がなされている。

太陽電池を用いる発電方式にあっては、単位モジュール
を直列又は並列に接続し、ユニット化して所望の電流、
電圧を得る形式が採用されることが多く、各モジュール
においては断線やショートが生起しないことが要求され
る。加えて、各モジュール間の出力電圧や出力電流のば
らつきのないことが重要である。こうしたことから、少
なくとも単位モジュールを作製する段階でその最大の特
性決定要素である半導体刑そのものの特性均一・性確保
されていることが要求される。そして、モジュール設計
をし易くし、且つモジュール組立工程の簡略化できるよ
うにする観点から大面積に亘って特性均一性の優れた半
導体堆積膜が提供されることが太陽電池の量産性を高め
、生産コストの大幅な低減を達成せしめるについて要求
される。

太陽電池については、その重要な構成要素たる半導体層
は、いわゆるｐｎ接合、ｐｉｎ接合等の半導体接合がな
されている。それらの半導体接合は、導電型の異なる半
導体層を順次積属したり、−導電型の半導体層中に異な
る導電型のドーパントをイオン打込み法等によって打込
んだり、熱拡敗によって拡散させたりすることにより達
成される。

この点を、前述した注目されているアモルファスシリコ
ン等の薄膜半導体を用いた太陽電池についてみると、そ
の作製においては、ホスフィン（ＰＩＩ、）、ジボラン
（ＢｚｌｌＪ等のドーパントとなる元素を含む原料ガス
を主原料ガスであるシラン等に混合してグロー放電分解
することにより所望の導電型を有する半導体膜が得られ
、所望の基板上にこれらの半導体膜を順次積層形成する
ことによって容易に半導体接合が達成できることが知ら
れている。そしてこのことから、アモルファスシリコン
系の太陽電池を作製するについて、その各々の半導体層
形成用の独立した成膜室を設け、該成膜室にて各々の半
導体層の形成を行う方法が提案されている。

因に米国特許４，４００．４０９号特許明細書には、ロ
ール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ、　ｔｏ　　Ｒａ１ｌ）
方式を採用した連続プラズマＣＶＤ装置が開示されてい
る。

この装置によれば、複数のグロー放電領域を設け、所望
の幅の十分に長い可撓性の７Ｊ　＋Ｎ、を、該基板が前
記各グロー放を領域を順次貫通する経路に沿って配置し
、前記各グロー放電領域において必要とされる導電型の
半導体層を堆積形成しつつ、前記基板をその長手方向に
連続的に搬送せしめることによって、半導体接合を有す
る素子を連続形成することができるとされている。なお
、該明細書においては、各半導体層形成時に用いるドー
パントガスが他のグロー放ｉｔ？ＩＪｌｉ域へ拡散、混
入するのを防止するにはガスゲートが用いられている。

具体的には、前記各グロー放電領域同志を、スリット状
の分則通路によって相互に分離し、さらに該分Ｍ通路に
例えばＡｒ、Ｈ，等の掃気用ガスの流れを形成させる手
段が採用されている。こう−したことからこのロール・
ツー・ロール方式は、半導体素子の量産に適する方式で
あると言えよう。

しかしながら、前記各半導体層の形成はＲＦ（ラジオ周
波数）を用いたプラズマＣＶＤ法によって行われるとこ
ろ、連続的に形成される膜の特性を維持しつつその膜堆
積速度の向上を図るにはおのずと限界がある。ｉｌｌち
、例えば膜厚が高々５０００人の半導体層を形成する場
合であっても相当長尺で、大面積にわたって常時所定の
プラズマを生起し、且つ該プラズマを均一に維持する必
要がある。ところが、そのようにするについては可成り
の熟練を必要とし、その為に関係する種々のプラズマ制
御パラメーターを一般化するのは困難である。また、用
いる成膜用原料ガスの分解効率及び利用効率は高くはな
（、生産コストを引き上げる要因の一つともなっている
。

また他に、特開昭６１−２８８０７４号公報には、改良
されたロール・ツー・ロール方式を用いた堆積膜形成装
置が開示されている。この装置においては、反応容器内
に設置されたフレキシブルな連続シート状基板の一部に
ホロ様たるみ部を形成し、この中に前記反応容器とは異
なる活性化空間にて生成された活性種及び必要に応じて
他の原料ガスを導入し熱エネルギーにより化学的相互作
用をせしめ、前記ホロ様たるみ部を形成しているシート
状基板の内面に堆積膜を形成することを特徴としている
。このようにホロ様たるみ部の内面に堆積を行うことに
より、装置のコンパクト化が可能となる。さらに、あら
かじめ活性化された活性種を用いるので、従来の堆積膜
形成装置に比較して成膜速度を早めることができる。

ところが、この装置はあくまで熱エネルギーの存在下で
の化学的相互作用による堆積膜形成反応を利用したもの
であり、更なる成膜速度の向上を図るには、活性種の導
入量及び熱エネルギーの供給量を増やすことが必要であ
るが、熱エネルギーを大量且つ均一に供給する方法や、
反応性の高い活性種を大量に発生させて反応空間にロス
なく導入する方法にも限界がある。

一方、最近注目されているのが、マイクｔコ波を用いた
プラズマプロセスである。マイクロ波は周波数帯が短い
ため従来のＲＦを用いた場合よりもエネルギー密度を高
めることが可能であり、プラズマを効率良く発イさせ、
持続させることに適している。

例えば、米国特許第４，５１７，２２３号明細書及び同
第４，５０４，５１８号明細書には、低圧下でのマイク
ロ波グロー放電プラズマ内で小面積の基体上にｖｓ膜を
堆積形成させる方法が開示されているが、該方法によれ
ば、低圧下でのプロセス故、膜特性の低下の原因となる
活性種のポリマリゼーシ菅ンを防ぎ高品質の１１］禎膜
が得られるばかりでなく、プラズマ中でのポリシラン等
の粉末の発生を抑え、且つ、堆積速度の飛躍的向上が図
れるとされてはいるものの、大面積に亘って均一な堆積
膜形成を行うにあたっての具体的開示はなされていない
。

一方、米国特許第４．７２９．３４１号明細書には、−
対の放射型導波管アプリケーターを用いた高パワープロ
セスによって、大面積の円筒形基体上に光導電性半導体
薄膜を堆積形成させる低圧マイクロ波プラズマＣＶＤ法
及び装置が開示されているが、大面積基体としては円筒
形の基体、即ち、電子写真用光受容体としてのドラムに
限られており、大面積且つ長尺の基体への適用はなされ
ていない。

ところで、マイクロ波を用いたプラズマはマイクロ波の
波長が短いためエネルギーの不均一性が生じやすく大面
積化に対しては、解決されねばならない問題点が種々残
されている。

例えば、マイクロ波エネルギーの均一化に対する有効な
手段として遅波回路の利用があるが、該遅波回路にはマ
イクロ波アプリケーターの横方向への距離の増加に伴い
プラズマへのマイクロ波結合の急激な低下が生じるとい
った独特の問題点を有している。そこで、この問題点を
解決する手段として、被処理体と遅波回路との距離を変
える基体の表面近傍でのエネルギー密度を均一にする方
法が試みられている０例えば、米国特許第３．８１４．
９８３号明細書及び同第４．５２１，７１７号明細δに
は、そうした方法が開示されている。そして前者におい
ては、基体に対しである角度に遅波回路を傾斜さ・仕る
必要性があることが記載されているが、プラズマに対す
るマイクロ波エネルギーの伝達効率は満足のゆくもので
はない、また、後者にあっては、基体とは平行な面内に
、非平行に２つの遅波回路を設けることが開示されてい
る０皿ち、マイクロ波アプリケーターの中央に垂直な平
面同志が、被処理基板に平行な面内で、且つ基板の移動
方向に対して直角な直線上で互いに交わるように配置す
ることが望ましいこと、そして２つのアプリケーター間
の干渉を避けるため、アプリケーター同志を導波管のク
ロスバ−の半分の長さだけ基体の移動方向に対して横に
ずらして配設することのそれぞれが開示されている。

また、プラズマの均一性（即ち、エネルギーの均一性）
を保持するようにするについての提案がいくつかなされ
ている。それらの１２案は、例えば、ジャーナル・オブ
・バキューム・テクノロジイー（Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏ
ｆ　　Ｖａｃｕｕｍ　　５ｃｉｅｎｃｅ　　Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ　　）Ｂ−４（１９８６年１月〜２月）２９
５頁−２９８頁および同誌のＢ−４（１９８６年１月〜
２月）１２６頁−１３０真に記載された報告に見られる
。

これらの報告によれば、マイクロ波プラズマ・ディスク
・ソース（ＭＰＤＳ）と呼ばれるマイクロ波リアクタが
提案されている。即ち、プラズマは円板状あるいはタブ
レット伏の形をなしていて、その直径はマイクロ波周波
数の関数となっているとしている。そしてそれら報告は
次のような内容を開示している。即ち、まず、プラズマ
・ディスク・ソースをマイクロ波周波数によって変化さ
せることができるという点にある。ところが、２．４５
ＧＨｚで作動できるように設計したマイクロ波プラズマ
・ディスク・ソースにおいては、プラズマの閉じ込め直
径はたかだか１０口程度であり、プラズマ体積にしても
せいぜい１１８（Ｊｌ程度であって、大面積化とは到底
言えない。また、前記報告は、９１５ＭＨｚという低い
周波数で作動するように設計したシステムでは、周波数
を低くすることで約４０ｃｍのプラズマ直径、及び２０
０〇−のプラズマ体積が与えられるとしている。前記報
告は更に、より低い周波数、例えば、４００ＭＨ２で作
動させることにより１ｍを超える直径まで放電を拡大で
きるとしている。ところがこの内容を達成する装置とな
ると極めて高価な特定のものが要求される。

即ち、マイクロ波の周波数を低くすることで、プラズマ
の大面積化は達成できるが、このような周波数域での高
出力のマイクロ波電源は一部化されてはいなく、入手困
難であり入手出来得たとしても極めて高価である。そし
てまた、周波数可変式の高出力のマイクロ波電源は兜に
入手困難である。

同様に、マイクロ波を用いて高密度プラズマを効率的に
生成する手段として、空胴共振器の周囲に電磁石を配置
し、ＥＣＲ＜電子サイクロトロン共鳴）条件を成立させ
る方法が特開昭５５−１４１７２９号公報及び特開昭５
７−１３３６３６号公報等により提案されており、また
学会等ではこの高密度プラズマを利用して各種の半導体
薄膜が形成されることが多数報告されており、すでにこ
の種のマイクロ波ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置が市販され
るに至っている。

ところが、これらのＥＣＲを用いた方法においては、プ
ラズマの制御に磁石を用いているため、マイクロ波の波
長に起因するプラズマの不均一性に、更に、磁界分布の
不均一性も加わって、大面積の基板上に均一な堆積膜を
形成するのは技術的に困難とされている。また、大面積
化のため装置を大型化する場合には、おのずと用いる電
磁石も大型化し、それに伴う重量及びスペースの増大、
また、発熱対策や大電流の直流安定化電源の必要性等実
用化に対しては解決されねばならない問題が種々残され
ている。

更に、形成される堆積膜についても、その特性は従来の
ＲＦプラズマＣＶＤ法にて形成されるものと比較して同
等と言えるレベルには至っておらず、また、ＥＣＲ条件
の成立する空間で形成される堆積膜とＥＣＲ条件条件−
わゆる発散磁界空間で形成される堆積膜とでは特性及び
堆積速度が掻端に異なるため、特に高品質、均一性が強
く要求される半導体デバイスの作製に適し、ている方法
とは言えない。

前述の米国特許第４．５１７，２２３号明細書及び同第
４．７２９，３４１号明細書では、高密度のプラズマを
得るについては、非常に低い圧力を維持する必要性があ
ることが開示されている。即ち、堆積速度を早めたり、
ガス利用効率を高めるためには低圧下でのプロセスが必
要不可欠であるとしている。しかしながら、高堆積速度
、高ガス利用効率、高パワー密廣及び低圧の関係を維持
するには、前述の特許に開示された遅波回路及び電子サ
イクロトロン共鳴法のいずれをしても十分とは言えない
ものである。

従って、上述したマイクロ波手段の持つ種々の問題点を
解決した新規なマイクロ波アプリケーターの早期提供が
必要とされている。

ところで、薄膜半導体は前述した太陽電池用の用途の他
にも、液晶デイスプレィの画素を駆動するための薄膜ト
ランジスタ（ＴＰＴ）や密着型イメ・−ジセンサー用の
充電変喚素子及びスイッチング素子等大面積又は長尺で
あることが必要な薄膜半導体デバイス作製用にも好適に
用いられ、前記画像入出力装置用のキーコンポーネント
として一部実用化されているが、高品質で均一性良く高
速で大面積化できる新規な堆積膜形成法の提供によって
、更に広り一部に普及されるようになることが期待され
ている。

（発明の目的〕 本発明は、上述のごとき従来の薄膜半導体デバイス形成
方法及び装置における諸問題を克服して、大面積に亘っ
て均一に、且つ高速で機能性堆積＋１９を形成する新規
な方法及び装置を提供することを目的とするものである
。

本発明の他の目的は、帯状部材上に連続して機能性堆積
膜を形成する方法及び装置を提供するにとにある。

本発明の更なる目的は、堆積膜形成用の原料ガスの利用
効率を１曜的に高めると共に、薄膜半導体デバイスの量
産化を低コストで実現し得る方法及び装置を提供するこ
とにある。

本発明の更に別の目的は、大面積、大容積に亘ってほぼ
均一なマイクロ波プラズマを生起することを可能にする
マイクロ波アプリケーターを提供することにある。

本発明の更に別の目的は、比較的幅広で長尺の基板上に
連続して安定性良く、高効率で高い光電変換効率の光起
電力素子を形成するための新規な方法及び装置を提供す
るものである。

（発明の構成・効果〕 本発明者らは、従来の薄膜半導体デバイス形成装置にお
ける上述の諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成す
べく鋭意研究を重ねたところ、マイクロ波エネルギーを
マイクロ波の進行方向に対して垂直な一方向に指向性を
もたせて放射又は伝達させるようにしたマイクロ波アプ
リケーター手段を、マイクロ波透過性部材で包含させ、
且つその内周壁には前記マイクロ波アプリケーター手段
を接触させないようにした状態で成膜室中に突入させ、
前記成膜室内に堆積膜形成用の原料ガスを導入して、所
定の圧力に保ち、前記マイクロ波アプリケーター手段に
マイクロ波電源よりマイクロ波を供給したところ、前記
成膜室内において、前記アプリケーター手段の長手方向
に均一なマイクロ波プラズマを生起できるという知見を
得た。

本発明は、上述の知見に基づき更に検討を重ねた結果完
成に至ったものであり、上述するところを骨子とするマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法による大面禎の機能性堆積膜
を連続的に形成する方法及び装置を包含する。

本発明の方法は、次のとおりのものである。即ち、長手
方向に帯状部材を連続的に移動せしめながら、その中途
で前記移動する帯状部材を側壁とする柱状の成膜空間を
形成し、該成膜空間内にガス供給手段を介して堆積膜形
成用原料ガスを導入し、同時に、マイクロ波エネルギー
をマイクロ波の進行方向に対して垂直な一方向に指向性
をもたせて放射又は伝達させるようにしたマイクロ波ア
プリケーター手段より、該マイクロ波エネルギーを放射
又は伝達してマイクロ波プラズマを前記成膜空間内で生
起せしめ、該マイクロ波プラズマに曝される前記側壁を
構成し連続的に移動する前記帯状部材の表面上に堆積膜
を形成せしめることを特徴とするマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法により機能性堆積膜の連続形成方法である。

本発明の方法においては、前記移動する帯状部材は、そ
の中途において、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成
手段とを用いて、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終
了端形成手段との間に前記帯状部材の長手方向に間隙を
残して該帯状部材を湾曲させて前記成膜空間の側壁を成
すようにされる。

そして、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成
手段との間に前記帯状部材の長手方向に残された間隙よ
りマイクロ波エネルギーを前記成膜空間内に放射又は伝
達するようにしても良いし、或いは、前記帯状部材を側
壁として形成される柱状の成膜空間の両端面のうちいず
れか一方より、前記成膜空間内に前記マイクロ波アプリ
ケーター手段を突入させてマイクロ波エネルギーを前記
成膜空間内に放射又は伝達するようにしても良い。

前記マイクロ波アプリケーター手段より放射又は伝達さ
れるマイクロ波エネルギーは、前記成膜空間と前記アプ
リケーター手段との間に設けられたマイクロ波透過性部
材を介して前記成膜空間内に放射又は伝達するようにす
る。

前記マイクロ波透過性部材には接触させない範囲で、前
記マイクロ波アプリケーター手段を前記帯状部材の幅方
向とほぼ平行となるように近接させて配設し、前記柱状
の成膜空間内にマイクロ波エネルギーを放射又は伝達す
るようにする。

前記マイクロ波アプリケーター手段からは、前記帯状部
材の幅方向とほぼ同じ長さに均一にマイクロ波エネルギ
ーを放射又は伝達するようにする。

前記マイクロ波アプリケーター手段は、前記マイクロ波
透過性部材を介して、前記成膜空間内に生起するマイク
ロ波プラズマから分離するようにする。

本発明の方法において、前記柱状の成膜空間内に放射又
は伝達されたマイクロ波エネルギーは、前記成膜空間外
へ漏洩しないようにする。

更には、本発明の装置は、連続的に移動する帯状部材上
にマイクロ波プラズマＣＶＤ法により機能性堆積膜を連
続的に形成する装置であって、前記帯状部材をその長手
方向に連続的に移動させながら、その中途で湾曲させる
ための湾曲部形成手段を介して、前記帯状部材を側壁に
して形成され、その内部を実質的に真空に保持し得る柱
状の成膜室を有し、前記成膜室内にマイクロ波プラズマ
を生起させるための、マイクロ波エネルギーをマイクロ
波の進行方向に対して垂直な一方向に指向性をもたせて
放射させるようにしにマイクロ波アプリケーター手段と
、前記マイクロ波アプリケーター手段から、マイクロ波
の進行方向に対して垂直な一方向に指向性をもって放射
されるマイクロ波エネルギーを、前記成膜室内に透過せ
しめ、且つ、該マイクロ波エネルギーによって前記成膜
室内に生起したマイクロ波プラズマから前記マイクロ波
アプリケーターと手段を分離するための分離手段と、前
記成膜室内を排気する排気手段と、前記成膜室内に堆積
膜形成用原料ガスを導入するためのガス供給手段と、前
記帯状部材を加熱及び／又は冷却するための温度制御ｎ
手段とで構成され、前記帯状部材の前記マイクロ波プラ
ズマに曝される側の表面上に、連続して堆積膜を形成す
るようにしたことを特徴とする機能性堆積膜の連続形成
装置である。

本発明の装置において、前記湾曲部形成手段は、少なく
とも一組以上の、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成
手段とで構成され、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲
終了端形成手段とを、前記帯状部材の長手方向に間隙を
残して配設される。

なお、前記湾曲部形成手段は、少なくとも一対の支持・
ＩｆＩ送用ローラーと支持・搬送用リングとで構成され
、前記一対の支持・搬；Ａ用ローラーは前記帯状部材の
長手方向に間隙を残して平行に配設される。

本発明の装置において、前記分離手段は、前記湾曲開始
端形成手段と前記湾曲終了端形成手段との間に残された
間隙にほぼ平行に近接させ、且つ、前記成膜室の外側に
配設しても良いし、前記帯状部材を側壁として形成され
る柱状の成膜室の両端面のうちいずれか一方より、前記
成膜室内に前記帯状部材の幅方向とほぼ平行に突入させ
ても良い。

また、前記分離手段は、はぼ円筒形であっても良いし、
又は、はぼ半円筒形であっても良い。

一方、前記マイクロ波アプリケーター手段は、前記分離
手段の周壁から隔てて、且つ、前記分離手段の内部に包
含されるように配設させる。

本発明の装置において、前記分離手段には、冷却手段が
設けられており、該冷却手段としては、前記分離手段の
内周面に沿って流れる空気流である。

また、前記冷却手段は、前記分離手段の内部に配設され
前記分離手段との間に冷却媒体を流すことが出来る導管
構造とすべく、前記分離手段と同心状に構成されても良
い。

本発明の装置において、前記マイクロ波アプリケーター
手段はマイクロ波伝送用導波管であり、該導波管には、
その長手方向にほぼ均一に前記成膜室内へマイクロ波エ
ネルギーをマイクロ波の進行方向に対して垂直な一方向
に指向性をもたせて放射するために、実質的に方形の孔
が開けである。

なお、前記方形の孔は、前記導波管の片面に少なくとも
１つ以上開けられており、この孔よりマイクロ波が放射
される構造となっている。

また、前記方形の孔を複数開ける場合には、これらの孔
を前記導波管の長手方向に間隔を隔てて配設する。

また、前記方形の孔は、単一で縦横比の大きい長方形で
あっても良く、その寸法は、マイクロ波の１波長よりも
大きい寸法で前記方形導波管の長手方向のほぼ全体の幅
及び長さにほぼ等しくする。

そして、前記方形の孔より、前記導波管の長手方向に対
して、放射されるマイクロ波の少なくとも１波長以上の
長さでマイクロ波エネルギーを均一に放射する構成とす
る。

また、前記方形の孔からほぼ均一な密度でマイクロ波エ
ネルギーを前記マイクロ波アプリケーターの全長に亘っ
て確実に放射するように、前記方形の孔にはシャッター
手段が設けられる。

本発明の装置において、前記帯状部材を湾曲させて形成
する柱状の成膜室内に前記マイクロ波プラズマを閉じ込
める構成とする。

更に、本発明の装置は、連続して移動する帯状部材上に
マイクロ波プラズマＣＶＤ法により機能性堆積膜を連続
的に形成する装置であって、前記帯状部材をその長手方
向に連続的に移動させながら、その中途で湾曲させるた
めの湾曲部形成手段を介して、前記帯状部材を側壁にし
て形成され、その内部を実質的に真空に保持し得る柱状
の成膜室を有し、前記成膜室内にマイクロ波プラズマを
生起させるための、エバネッセントマイクロ波エネルギ
ーをマイクロ波の進行方向に対して垂直な一方向に指向
性をもたせて伝達させるようにしたマイクロ波アプリケ
ーター手段と、前記マイクロ波アプリケーター手段から
、マイクロ波の進行方向に対して垂直な一方向に指向性
をもって伝達されるエバネッセントマイクロ波エネルギ
ーを、前記成膜室内に透過せしめ、且つ、該エバネ７セ
ントマイクロ波エネルギーによって前記成膜室内に生起
したマイクロ波プラズマから前記マイクロ波アプリケー
ター手段を分離するための分離手段と、前記成膜室内を
排気する排気手段と、前記成膜室内に堆積膜形成用原料
ガスを導入するためのガス供給手段と、前記帯状部材を
加熱及び／又は冷却するための温度制御手段とを備えて
いて、前記帯状部材の前記マイクロ波プラズマに曝され
る側の表面上に、連続して堆積膜を形成するようにした
ことを特徴とする機能性堆積膜の連続形成装置である。

本発明の装置において、前記マイクロ波アプリケーター
手段は、細長い遅波回路導波管であって、前記成膜室内
へ咳遅波回路導波管はその長手方向にほぼ均一にエバネ
ソセント・マイクロ波エネルギーを伝達するようなはし
ご状の構造を有する。

また、前記はしご状構造の長さは前記帯状部材の幅方向
の長さにほぼ等しくする。

そして、前記はしご状構造より、その長手方向に伝達さ
れるマイクロ波の少なくとも１波長以上の長さでエバネ
ッセントマイクロ波エネルギーを均一に伝達する構造と
する。

以下、本発明の方法について更に詳しく説明する。

本発明の方法において、前記移動する帯状部材の中途に
おいて、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段とを
用いて前記帯状部材を湾曲させて形成される柱状の成膜
空間の側壁の大部分は、前記移動する帯状部材で形成さ
れるが、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成
手段との間には前記帯状部材の長手方向に間隙が残され
るようにする。

そして、本発明の方法において、前記柱状の成膜空間内
にてマイクロ波プラズマを均一に生起させるには、前記
帯状部材の幅方向に均一にマイクロ波エネルギーを放射
又は伝達し得るマイクロ波アプリケーター手段を、前記
柱状の成膜空間内の両端面のいずれか一方より、前記帯
状部材の幅方向とほぼ平行に突入させるか、又は、前記
湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成手段との間に
長手方向に残された間隙とほぼ平行に近接させて配設す
るのが望ましい。前記マイクロ波アプリケーター手段か
らはマイクロ波の進行方向に対して垂直な一方向に指向
性をもたせてマイクロ波エネルギーが放射又は伝達させ
るようにするが、いずれの場合においても、前記柱状の
成膜空間内に放射又は伝達されたマイクロ波エネルギー
は前記側壁を構成する帯状部材にて反射、散乱され前記
成膜空間内に一様に充満し、同時にガス供給手段にて導
入された堆積膜形成用原料ガスに効率よく吸収されるた
め、均一なマイクロ波プラズマを形成させることができ
る。

ただし、前記マイクロ波プラズマを安定して、再現性良
く生起させるためには、前記成膜空間内にマイクロ波エ
ネルギーを効率よく放射又は伝達させ、且つマイクロ波
エネルギーが前記成膜空間内からの漏洩が生じないよう
に配慮する必要がある。

たとえば、前者の゛場合においては、前記アプリケータ
ー手段の突入されていない一方の端面及び前記帯状部材
の湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段との間に前
記帯状部材の長手方向に残された間隙等からのマイクロ
波エネルギーの漏洩がないようにすることが必要であり
、前記端面及び前記間隙等を導電性部材で密封したり、
穴径が用いるマイクロ波の波長の好ましくは１７２波長
以下、より好ましくは１／４波長以下の金網、パンチン
グボードなどで覆うことが望ましい。

前記成膜空間内にマイクロ波アプリケーター手段を突入
させるにあたり、該マイクロ波アプリケーター手段は前
記側壁からほぼ等距離の位置に配設されろことが望まし
いが、前記側壁の湾曲形状が非対称である場合等におい
ては特に配設される位置は制限されることはない。

また、後者の場合においては、マイクロ波エネルギーが
前記マイクロ波アプリケーター手段から指向性をもって
放射又は伝達される方向は、前記帯状部材の湾曲開始端
形成手段と湾曲終了端形成手段との間に残された間隙に
向いていることが必要である。そして、マイクロ波エネ
ルギーを効率良く前記柱状の成膜空間内に放射又は伝達
せしめるには、前記湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形
成手段との間に残された間隙の前記帯状部材の長手方向
の開口幅の最小の寸法はマイクロ波の波長の好ましくは
１／４波長以上、より好ましくは１／２波長以上とする
のが望ましい。

また、前記間隙と前記マイクロ波アプリケーター手段が
配設される間隔を大きくしすぎた場合には前記成膜空間
内へのマイクロ波エネルギ・−の放射又は伝達量が減少
すると共に、放射又は伝達されたマイクロ波エネルギー
の閉じ込めが不十分となる場合がある。

ただし、前記マイクロ波エネルギーの放射又は伝達方向
と前記開口幅、及び前記間隙と前記マイクロ波アプリケ
ーター手段との間隔とは前記柱状の成膜空間内へマイク
ロ波エネルギーを効率良く供給する上で重要な意味を持
っているが十〇互に関係しあっているので最も効率が上
げられるように適宜調整、配置するのが好ましい、 なお、前記柱状の成膜空間の両端面からはマイクロ波の
漏洩がないように導電性部材で密封したり、穴径が用い
るマイクロ波の波長の好ましくは１／２波長以下、より
好ましくは１／４波長以下の金網、パンチングボード等
で覆うことが望ましい。

本発明の方法において、前記移動する帯状部材を前記湾
曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段とを用いて湾曲
させて形成される柱状の成膜空間の両端面の形状として
は、前記成膜空間内に放射又は伝達されたマイクロ波エ
ネルギーがほぼ均一に該成膜空間内に充満するようにさ
れるのが好ましく、円形状、楕円形状、方形状、多角形
状に類似する形であってほぼ対称な形で比較的滑らかな
湾曲形状であることが望ましい。勿論、前記湾曲開始端
形成手段と前記湾曲終了端形成手段との間に前記帯状部
材の長手方向に残された間隙部分においては、前記層面
形状は不連続となる場合がある。

本発明の方法において、前記湾曲開始端形成手段と湾曲
終了端形成手段とは前記移動する帯状部材の長手方向に
少なくとも２ケ所配設され、前記帯状部材を湾曲せしめ
、該湾曲した帯状部材を側壁とした柱状の成膜空間が形
成される。湾曲形状は、その中で生起されるマイクロ波
プラズマの安定性、均一性を保つ上で常に一定の形状が
保たれることが好ましく、前記帯状部材は前記湾曲開始
端形成手段及び前記湾曲終了端形成手段によってシワ、
たるみ、横ずれ等が生ぜぬように支持されるのが望まし
い、そして、前記湾曲開始端形成手段及び前記湾曲終了
端形成手段に加えて、湾曲形状を保持するための支持手
段を設けても良い。具体的には前記湾曲した帯伊部材の
内側又は外側に所望の湾曲形状を連続的に保持するため
の支持手段を設ければ良い。前記湾曲した帯状部材の内
側に前記支持手段を設ける場合には、堆積膜の形成され
る面に対して接触する部分をできるだけ少なくするよう
に配慮する。例えば、前記帯状部材の両端部分に前記支
持手段を設けるのが好ましい。

前記帯状部材としては、前記湾曲形状を連続的に形成で
きる柔軟性を有するものを用い、湾曲開始端１、湾曲終
了端及び中途の湾曲部分においては滑らかな形状を形成
させることが望ましいつ前記成膜空間内にガス供給手段
により導入された塩ｍ膜形成用原料ガスは、効率良く前
記成膜空間外に排気され＠記成膜空間内は前記マイクロ
波プラズマが均一に生起される程度の圧力に保たれるよ
うにするが、特にその排気される方向について制限はな
い、しかし、その排気孔においては、その箇所からのマ
イクロ波の漏洩がなく、且つ、原料ガスの排気は効率良
くなされるように配慮される必要がある。勿論、複数の
排気孔より原料ガスの排気がなされる場合には、前記成
膜空間内でのガスの拡散、流量等がほぼ均一になされる
ようにするのが好ましく、排気孔の数を制限したりして
も良い。

前記柱状の成膜空間内においてマイクロ波プラズマを均
一に安定して生起、維持させるためには、前記成膜空間
の形状及び容積、前記成膜空間内に導入する原料ガスの
種類及び流量、前記成膜空間内の圧力、前記成膜空間内
へ放射又は伝達されるマイクロ波エネルギー量、及びマ
イクロ波の整合等について各々最適な条件があるものの
、これらのパラメーターは相互に有機的に結びついてお
り、−概に定義されるものではなく、適宜好ましい条件
を設定するのが望ましい。

本発明の方法によれば、帯状部材を側壁とした成膜空間
を形成し、且つ、該成膜空間の側壁を構成する前記帯状
部材を連続的に移動せしめると共に、前記成膜空間の側
壁を構成する帯状部材の幅方向に対して均一にマイクロ
波エネルギーを放射又は伝達せしめるマイクロ波アプリ
ケーター手段を具備させることによって、大面積の機能
性堆積膜を連続して、均一性良く形成することができる
。

本発明の方法が従来の堆積膜形成方法から客観的に区別
される点は、成膜空間を柱状とし、その側壁が連続的に
移動しつつ、構造材としての機能を果たし、且・つ、堆
積膜形成用の支持体をも兼ねるようにした点にある。

ごこて、構造材としての機能とは、特に、成膜用の雰囲
気空間すなわち成膜空間と成膜用には関与しない雰囲気
空間とを物理的、化学的にＥＡＲする機能であって、具
体的には、例えば、ガス組成及びその状態の異なる雰囲
気を形成したり、ガスの流れる方向を制限したり、更に
は、圧力差の異なる雰囲気を形成したりする機能を意味
するものである。

即ち、本発明の方法は、前記帯状部材を湾曲させて柱状
の成膜空間の側壁を形成し、他の残された壁面、すなわ
ち１ｉＦｉ端面及び前記側壁の一部に残された間隙のう
ちのいずれかの箇所より、塩８１膜形成用の原料ガス及
びマイクロ波エネルギーを前記成膜空間内に供給し、ま
た、排気させるごとによって、マイクロ波プラズマを前
記成膜空間内に閉じ込め、前記側壁を構成する帯状部材
上に機能性堆積膜を形成せ１−めるものであり、前記帯
状部材そのものが成膜空間を成膜用には関与しない外部
雰囲気空間から隔離するための構造材としての重要な機
能を果たしているとともに、堆積膜形成用の支持体とし
て用いることもできる。

従って、前記帯状部材を側壁として構成される成膜空間
の外部の雰囲気は、前記成膜空間内とは、ガス組成及び
その状態、圧力等について相当界なる状態となっている
。

一方、従来の堆積膜形成方法においては堆積膜形成用の
支持体は、Ｎｌ１ｆｌ膜を形成するための成膜空間内に
配設され、専ら、該成膜空間にて生成する例えば准Ｍｉ
膜形成用の前駆体等を堆積させる部材としてのみ機能す
るものであり、本発明の方法におけるように前記成膜空
間を構成する構造材として機能させるものではない。

また、従来法であるＲＦプラズマＣＶＤ法、スパックリ
ング法等においては、前記ｉ（を積膜形成用の基板又は
支持体は放電の生起、維持のための電極を兼ねることは
あるがプラズマの閉じ込めは不十分であり、成膜用には
関与しない外部雰囲気空間との隔離は不十分であって、
構造材として機能しているとは言い難い。

一方、本発明の方法は、機能性堆積膜形成用の支持体と
して機能し得る帯状部材を前記成膜空間の側壁として用
い、前記構造材としての機能を発揮せしめると共に、前
記帯状部材上への機能性堆積膜の連続形成をも可能にす
るものである。

本発明の方法において、前記帯状部材を用いて柱状の成
膜空間の側壁を形成し、該柱状の成膜空間内にマイクロ
波エネルギーを前記帯状部材の幅方向に均一に放射又は
伝達させて、前記柱状の成膜空間内にマイクロ波を閉じ
込める、−とによって、マイクロ波エネルギーは効率良
く前記柱状の成膜空間内で消費されて、均一なマイクロ
波プラズマが生起され、形成されるｔ１！積膜の均一性
も高まる。

更には、前記マイクロ波プラズマに曝される側壁を構成
する帯状部材を絶えず連続的に移動させ、前記成膜空間
外へ排出させることによって、前記帯状部材上に、その
移動方向に対して均一性の高い堆積膜を形成することが
できる。

勿論、前記帯状部材が相当幅広のものであっても、前記
マイクロ波アプリケーター手段からのマイクロ波エネル
ギーの放射又は伝達量がその長手方向に均一に保たれる
限り対応できる。

本発明の方法においては、前記帯状部材で成膜空間を形
成し、該成膜空間内でのみ堆積膜を形成せしめるように
、前記成膜空間外におけるガス組成及びその状態は前記
成膜空間内とは異なるように条件設定する。例えば、前
記成膜空間外のガス組成については、堆積膜形成には直
接関与しないようなガス雰囲気としても良いし、前記成
膜空間から排出される原料ガスを含んだ雰囲気であって
も良い。また、前記成膜空間内にはマイクロ波プラズマ
が閉じ込められているのは勿論であるが、前記成膜空間
外には前記マイクロ波プラズマが漏洩しないようにする
ことが、プラズマの安定性、再現性の向上や不要な箇所
への膜堆積を防ぐ上でも有効である。具体的には前記成
膜空間の内外で圧力差をつけたり、電離断面積の小さい
いわゆる不活性ガス、［ｆ：ガス等の雰囲気を形成した
り、あるいは、積極的に前記成膜空間内からマイクロ波
の漏洩が起こらないような手段を設けることが有効であ
る。マイクロ波の漏洩防止手段としては、前記成膜空間
の内外を結ぶ間隙部分を導電性部材で密封したり、穴径
が好ましくは用いるマイクロ波の波長の１７２波長以下
、より好ましくは１／４波長以下の金網、パンチングボ
ードで覆っても良く、また、前記成膜空間の内外を結ぶ
間隙の最大寸法がマイクロ波の波長の好ましくは１／２
波長以下、より好ましくは１／４波長以下とするのが望
ましい。また、前記成膜空間の外部の圧力を前記成膜空
間内の圧力に比較して非常に低く設定するか又は逆に高
く設定することによっても、前記成膜空間外でマイクロ
波プラズマが生起しないような条件設定ができる。

このように、前記帯状部材に成膜空間を構成する構造材
としての機能をもたせることに、本発明の方法の特徴が
あり、従来の堆積膜形成方法とは区別され、更に多大な
効果をもたらす。

本発明の方法において、前記マイクロ波アプリケーター
手段から用いる帯状部材の幅方向の長さに対して少なく
ともほぼ均一にマイクロ波の進行方向に対して垂直な一
方向に指向性をもたせてマイクロ波エネルギーを放射又
は伝達させるには漏れ波式又は遅波回路式のうちいずれ
かの方式が好適に採用される。いずれの方式においても
マイクロ波の放射又は伝達量はマイクロ波の進行方向に
対して均一となるように配慮する。また、前記マイクロ
波アプリケーター手段は、前記成膜空間内に生起するマ
イクロ波プラズマから、マイクロ波透過性部材にて分離
する。こうすることによって、前記マイクロ波アプリケ
ーター手段から放射又は伝達されるマイクロ波エネルギ
ーは外部環境の変化によらずその長手方向に均一に保た
れる。例えば、前記分離手段の外周壁土に堆積膜が堆積
しマイクロ波の絶対透過量が変化するような場合におい
ても、少なくとも長手方向でのマイクロ波プラズマの均
一性は保たれるわけであり、更に、前記分離手段を均一
に効率良く冷却できる構造とすることによって局部的な
マイクロ波の透過の不均一性をも回避できる。また、前
記分離手段の冷却さえ十分に行われるならば、相当の高
パワープロセスにも対応できる方法となる。

以下、本発明のマイクロ波プラズマｃｖＤＷＺの構成及
び特徴点について更に詳細に順を追って記載する。

本発明の装置によれば、マイクロ波プラズマ領域を移動
しつつある帯状部材で閉じ込めることにより、前記マイ
クロ波プラズマ領域内で生成した塩１１膜形成に寄与す
る前駆体を高い収率で帯状部材上に捕獲し、更には堆積
膜を連続して帯状部材上に形成できるため、堆積膜形成
用原料ガスの利用効率を飛躍的に高めることができる。

更には、本発明のマイクロ波アプリケーター手段を用い
ることにより、前記マイクロ波アプリケーター手段の長
手方向に生起するマイクロ波プラズマの均一性が高めら
れているため、前記帯状部材の幅方向に形成される堆積
膜の均一性が優れているのは勿論のこと、前記帯状部材
を前記マイクロ波アブリリ・−ター手段の長手方向に対
してほぼ垂直方向に連続的に搬送することにより、前記
帯状基体の長手方向に形成される堆積膜の均一性にも優
れたものとなる。

また、本発明の装置によれば、連続して安定に均一性良
く放電が維持できるため、長尺の帯状部材上に連続して
、安定した特性の機能性堆積膜を堆積形成でき、界面特
性の優れた積層デバイスを作製することができる。

また、本発明のマイクロ波アプリケーター手段を用い、
その孔径や開口率を種々変化させることにより、長手方
向に亘って均一性の高いマイクロ波プラズマを生起させ
ることができる。

本発明の装置において、前記帯状部材を構造材として機
能させるにあたり、前記成膜室の外部は大気であっても
良いが、前記成膜室内への大気の流入によって、形成さ
れる機能性堆積膜の特性に影響を及ぼす場合には適宜の
大気流入防止手段を設ければ良い。具体的には０リング
、ガスケット、ヘリコフレソクス、磁性流体等を用いた
機械的封止構造とするか、又は、形成される堆積膜の特
性に影響が少ないかあるいは効果的な希釈ガス雰囲気、
又は適宜の真空雰囲気を形成するための隔離容器を周囲
に配設することが望ましい。前記機械的封止構造とする
場合には、前記帯状部材が連続的に移動しながら封止状
管を維持できるように特別配慮される必要がある。本発
明の装置と他の複数の堆積膜形成手段を連結させて、前
記帯状部材上に連続して堆積膜を積層させる場合には、
ガスゲート手段等を用いて各装置を連結させるのが望ま
しい。また、本発明の装置のみを複数連結させる場合に
は、各装置において成膜室は独立した成膜雰囲気となっ
ているため、前記隔離容器は単一でも良いし、各々の装
置に設けても良い。

本発明の装置において、前記成膜室の外部の圧力は減圧
状態でも加圧状態でも良いが、前記成膜室内との圧力差
によって前記帯状部材が大きく変形するような場合には
適宜の補助構造材を前記成膜室内に配設すれば良い、該
補助構造材としては、前記成膜室の側壁とほぼ同一の形
状を、適宜の強度を有する金属、セラミックス又は強化
樹脂等で構成される線材、薄板等で形成したものである
ことが望ましい、また、該補助構造材の前記マイクロ波
プラズマに曝されない側の面に対向する前記帯状部材上
は、実質的に該補助構造材の影となる故堆積膜の形成は
ほとんどなされないので前記補助構造材の前記帯状部材
上への投影面積は可能な限り小さくなるように設計され
るのが望ましい。

また、該補助構造材を前記帯状部材に密着させ、且つ前
記帯状部材の搬送速度に同期させて回転又は移動させる
ことにより、前記補助構造材上に施されたメツシュパタ
ーン等を前記帯状部材上に形成させることもできる。

本発明の方法及び装置において好適に用いられる帯状部
材の材質としては、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
機能性堆積膜形成時に必要とされる温度において変形、
歪みが少なく、所望の強度を存するものであることが好
ましく、具体的にはステンレススチール、アルミニウム
及びその合金、鉄及びその合金、銅及びその合金等の金
属の薄板及びその複合体、及びポリイミド、ポリアミド
、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ等の耐熱性樹
脂性シート又はこれらとガラスファイバーカーボンファ
イバー、ホウ素ファイバー、金属繊維等との複合体、及
びこれらの金属の薄板、樹脂シート等の表面に異種材質
の金属薄膜及び／またはＳｔｏｗ　、５ｉ３Ｎｎ　、Ａ
ｌ２ｚＯｘ　、Ａｉ’Ｎ等の絶縁性薄膜をスパンタ法、
蒸着法、鍍金法等により表面コーティング処理を行った
ものが挙げられる。また、前記帯状部材の厚さとしては
、前記搬送手段による搬送時に形成される湾曲形状が維
持される強度を発揮する範囲内であれば、コスト、収納
スペース等を考慮して可能な限り薄い方が望ましい。具
体的には、好ましくは０．０１ｍ１乃至５鶴、より好ま
しくは０．０２　鶴乃至２１重、最適には０．０５　ｍ
ｌ乃至１曹１であることが望ましいが、比較的金属等の
薄板を用いた方が厚さを薄くしても所望の強度が得られ
やすい、前記帯状部材の幅寸法については、本発明のマ
イクロ波アプリケーター手段を用いる限りその長手方向
に対するマイクロ波プラズマの均一性が保たれるので特
に制限はないが、前記湾曲形状が維持される程度である
ことが好ましく、具体的には好ましくは５ｃＩＩ＋乃至
２００備、より好ましくは１０ｃｍ乃至１５０ｃｍであ
ることが望ましい。

更に、前記帯状部材の長さについては、特に制限される
ことはなく、ロール状に巻き取られる程度の長さであっ
ても良く、長尺のものを溶接等によって更に長尺化した
ものでありでも良い。

本発明の装置において、前記帯状部材を連続的に湾曲さ
せながら支持・搬送する手段としては、搬送時に前記帯
状部材がたるみ、シワ、横ズレ等を生ずることなく、そ
の湾曲した形状を一定に保つことが必要である。例えば
、所望の湾曲形状を有する支持・搬送用リングを少なく
とも一対設け、該支持・搬送用リングにて前記帯状部材
の好ましくは両端を支持し、またその形状に沿わせて湾
曲させ、更に前記帯状部材の長手方向に設けられた少な
くとも一対の湾曲開始端形成手段及び湾曲終了端形成手
段としての支持・搬送用ローラーにて絞り込み、はぼ柱
状に湾曲させ、更に前記支持・搬送用リング及び支持・
は送用ローラーの少なくとも一方に駆動力を与えて、湾
曲形状を維持しつつ前記帯状部材をその長手方向に搬送
せしめる。

なお、前記支持・搬送用リングにて前記帯状部材を支持
・搬送する方法としては単なる滑り摩擦のみによっても
良いし、あるいは前記帯状部材にスプロケット穴等の加
工を施し、又１１′ｉｆ記支持・搬送用リングについて
もその周囲に鋸刃状の突起を設けたいわゆるギア状のも
のも用いたりしても良い。

前記支持・搬送用リングの形状については、好ましくは
湾曲形状を形成するにあたり、円形状であることが望ま
しいが、楕円状、方形状、多角形状であっても連続的に
一定してその形状を保つ機構を有するものであれば特に
支障はない、搬送速度を一定に保つことが、前記湾曲形
状にたるみ、シワ、横ズレ等を生ゼしめることなく搬送
する上で重要なポイントとなる。従って、前記支持・搬
送機構には前記帯状部材の搬送速度の検出機構及びそれ
によるフィードバックのかけられた搬送速度調整機構が
設けられることが望ましい。また、これらの機構は半導
体デバイスを作製する上での膜厚制御に対しても多大な
効果をもたらす。

また、前記支持・搬送用リングはその目的上プラズマに
曝される程度の差はあれ、マイクロ波プラズマ領域内に
配設されることとなる。従って、マイクロ波プラズマに
対して耐え得る材質、すなわち耐熱性、耐腐食性等に優
れたものであることが望ましく、又、その表面には堆積
膜が付着し、長時間の堆積換作時には該付着膜が剥離、
飛敗し、形成しつつある堆積膜上に付着して、堆積膜の
ピンホール等の欠陥発生の原因となり、結果的には作製
される半導体デバイスの特性悪化や歩留り低下の原因と
なるので、前記堆積膜の付着係数が低い材質もしくは付
着しても相当の膜厚まで強い付着力を保持し得る材質及
び表面形状のもので構成されることが望ましい。具体的
材質としては、ステンレススチール、ニッケル、チタン
、バナジウム、タングステン、モリブデン、ニオブ及び
その合金を用いて加工されたもの、またはその表面にア
ルミナ、石英、マグネシア、ジルコニア、窒化ケイ素、
窒化ホウ素、窒化アルミニウム等のセラミックス材料を
溶射法、蒸着法、スパッタ法、イオンブレーティング法
、ＣＶＤ法等によりコーティング処理したもの、または
前記セラミックス材料の単体もしくは複合体で成形力ロ
エしたもの等を挙げることができる。また、表面形状と
しては鏡面加工、凹凸加工等堆積される膜の応力等を考
慮して適宜ｉ！訳される。

前記支持・搬送用リングに付着した堆積膜は剥離、飛散
等が発生する以前に除去されることが好ましく、真空中
にてドライエノチングヌは分解後ウェットエツチング、
ビーズプラスト等の化学的、物理的手法によって除去さ
れることが望ましい。

前記支持・搬送用ローラーは、前記支持・搬送用リング
に比較して前記帯状部材に接触する面積は大きく設計さ
れるので、前記帯状部材との熱交換率は大きい。従って
、該支持・搬送用ローラーで前記帯状部材の温度が極端
に上昇又は低下することのないように適宜温度回整がな
される機構を有するものであることが望ましい。しかる
に、少なくとも一対以上設けられる支持・搬送用ローラ
ーの設定温度が異なるということもあり得る。更に、前
記支持・搬送用ローラーには前記帯状部材の搬送張力検
出ａｔＩが内蔵されることも搬送速度を一定に保持する
上で効果的である。

更に、前記支持・搬送用ローラーには前記帯状部材の搬
送時のたわみ、ねじれ、横ずれ等を防ぐためにクラウン
！！！！横が設けられることが好ましい。

本発明において形成される湾曲形状は、前記分離手段に
近接するか、もしくは前記分離手段を包含するように柱
状に形成される。

前記帯状部材を側壁として形成される柱状の成膜室の両
端面の形状としては、はぼ円形状、楕円状、方形状、多
角形状等であって、且つ前記マイクロ波アプリケーター
手段の中心軸に対してほぼ対称形であることが、堆積１
１々の均一性を高める上で望ましい。また、前記湾曲部
分の長さはマイクロ波プラズマ領域の体積を決定し、実
質的には前記帯状部材が搬送中に前記マイクロ波プラズ
マ領域に曝される時間と相関して形成される堆積！ＩＡ
の膜厚を決定し、且つ、前記分離手段の前記マイクロ波
プラズマに曝される周囲長との比において堆積膜形成用
原料ガスの利用効率が決定される。従って、前記湾曲部
分の長さは前記分離手段の周囲長の好ましくは５倍以内
、より好ましくは４倍以内に設定されることが望ましい
。そして、前記マイクロ波プラズマ領域において、安定
したマイクロ波プラズマを維持するためのマイクロ波電
力密度（Ｗ／ｃｍ’　）は用いられる原料ガスの種類及
び流量、圧力、マイクロ波アプリケーターのマイクロ波
の放射、伝達能力、及びマイクロ波プラズマ領域の絶対
体積等の相関によって決まり、−概に定義することは困
難である。

本発明の装置において、前記帯状部材が湾曲して柱状を
形成しなくとも、前記マイクロ波アプリケーターの孔手
段の向いている側に対向して水平又はやや湾曲した形状
で搬送されても特にマイクロ波プラズマの放電条件等に
ついて支障をきたすようなことはない。

前記帯状部材を太ｌ場電池用の基板として用いる場合に
は、該帯状部材が金属等の電気導電性である場合には直
接電流取り出し用の電極としても良いし、合成樹脂等の
電気絶縁性である場合には１１を積膜の形成される側の
表面にＡＣＡｇ、ＰＬ。

Ａｕ、Ｎｉ、Ｔ　ｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ。

Ｃｕ、ステンレス２真ちゅう、ニクロム、ＳｎＯ，。

ｌ　ｎｚｏｓ　＋　　Ｚ　ｎ　Ｏｒ　　Ｓ　ｎ　Ｏ！−
ｉ　ｎｚｏ　ｚ（［Ｔ　Ｏ）等のいわゆる金属単体又は
合金、及び透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を鍍金、蒸着、
スパッタ等の方法であらかしめ表面処理を行って電流取
り出し用の電極を形成しておくことが望ましい。

勿論、前記帯状部材が金属等の電気導電性のものであっ
ても、長波長光の基板表面上での反射率を向上させたり
、基板材質とｔ（ｌ積膜との間での構成元素の相互拡散
を防止したり短絡防上用の干渉層とする等の目的で異種
の金属層等を前記基板−Ｈの堆積膜が形成される側に設
けても良い。又、前記帯状部材が比較的透明であって、
該帯状部材の側から光入射を行うＮ構成の太陽電池とす
る場合には前記透明導電性酸化物や金属薄膜等の導電性
薄膜をあらかじめ堆積形成しておくことが望ましい。

また、前記帯状部材の表面性としてはいわゆる平滑面で
あっても、微小の凹凸面であっても良い。

微小の凹凸面とする場合にはその凹凸形状は球状、円錐
状、角錐状等であって、且つその最大高さ（Ｒｍａｘ）
が好ましくは５００人乃至５０００人とすることにより
、該表面での光反射が乱反射となり、該表面での反射光
の光路長の増大をもたらす。

本発明の装置における前記分離手段は、前記成膜室に近
接又は突入して配設され、前記成膜室内にマイクロ波エ
ネルギーを放射又は伝達するためのマイクロ波アプリケ
ーター手段をその内側に包含する構造を存するものであ
る。従って、前記成膜室内の真空雰囲気と前記マイクロ
波アプリケーター手段の設置されている外気とを分離し
、その内外間に存在している圧力差に耐え得るような構
造に設計される。具体的には、好ましくは円筒形又は半
円筒形であることが望ましく、他に全体的に滑らかな曲
面をもつ形状のものであうでもよい。

また、前記分離手段の周壁の厚さは、用いられる材質に
よって多少の差はあるが、概ね好ましくは０．５　ｍ乃
至５ｉであることが望ましい、その材質としては、マイ
クロ波アプリケーター手段から放射又は伝達されるマイ
クロ波エネルギーを最小の用失で前記成膜室中へ透過さ
せることができ、また、前記成膜室内への大気の流入が
生じない気密性の優れたものが好ましく、具体的には石
英、アルミナ、窒化ケイ素、ベリリア、マグネシア、ジ
ルコニア、窒化ホウ素、炭化ケイ素等のガラス又はファ
インセラミンクス等が挙げられる。

１１り記分離手段が円筒形又は半円筒形である場合には
その直径（内径）は、用いられるマイクロ波アプリケー
ター手段がその内側に包含され且つ該マイクロ波アプリ
ケーター手段が前記分離手段の内周壁に接することがな
い必要最低限の寸法に設定されることが望ましい。

また、前記分離手段において、前記マイクロ波アプリケ
ーター手段が挿入される側と反対側の端部にはマイクロ
波閉じ込め手段もしくはダミーロードを設けることが望
ましい、前者の場合においては前記帯状部材の端部から
突出している部分のほとんどを金属、金網等の導電性部
材で覆い、アースすることが好ましく、特に高バワーレ
ヘルでマイクロ波の整合に不都合が生じる可能性がある
場合には、後者の手段を設けることが好ましい。

更に、前記分離手段において、前記マイクロ波アプリケ
ーター手段が挿入される側に突出している部分について
も金属、金網等の導電性部材で覆い、前記導波管及び前
記隔離容器等にアースすることが安全上好ましい。

また、前記分離手段はマイクロ波エネルギー及び／又は
プラズマエネルギーによる加熱によって熱劣化（ヒビ割
れ、破壊）等を起こすことを防止するため均一に冷却さ
れることが好ましい。

具体的には、前記冷却手段は前記分離手段の内周面に沿
って流れる空気流であってもよいし、前記分離手段とほ
ぼ相似の形状で、前記分離手段の内部に同心状に形成さ
れた囲いで前記分離手段との間に導管を構成し、該導管
に水、オイル、フレオンのような冷却流体を流すもので
あっても良い。

一方、本発明の円筒形等の前記分離手段は、普通の遅波
回路式マイクロ波アプリケーターと一緒に使用してもよ
く、その場合、前記遅波回路式マイクロ波アプリケータ
ーから伝送されるマイクロ波エネルギーはエバネッセン
ト波を介して前記成膜室内に結合するようになっている
。このことにより、薄い肉厚の分離手段を利用し、該分
離手段を充分に低い温度まで冷却す、ることで、比較的
高いパワーのマイクロ波エネルギーを前記成膜室内へ導
入しても、発生する熱によって前記分離手段にひび割れ
等の破壊を生じさせることなく、高電子密度のプラズマ
を生起することができる。

また、本発明の装置において、前記分離手段の外周面の
うち少なくともマイクロ波プラズマ領域に接している部
分には、前記帯状部材上と同様膜堆積が起こる。従って
、堆積する＋１９の種類、特性にもよるが、該堆積膜に
よって前記マイクロ波アプリケーター手段から放射、伝
達されるマイクロ波エネルギーが吸収又は反射等され、
前記帯状部材によって形成される成膜室内へのマイクロ
波エネルギーの放射、伝達量が減少し、放電開始直後に
比較して著しくその変化量が増大した場合には、マイク
ロ波プラズマの維持そのものが困難になるばかりでなく
、形成される堆積膜の堆積速度の減少や特性等の変化を
生じることがある。このような場合には、前記分離手段
に堆積される膜をドライエツチング、ウェットエツチン
グ、又はＲ械的方法等により除去すれば初期状態を復元
できる。

特に、真空状態を維持したままｔｆｔ積膜０除去を行う
方法としてはドライエツチングが好適に用いられる。ま
た、前記分離手段を真空保持のまま回転させ、マイクロ
波プラズマに曝された部分をマイクロ波プラズマ領域外
へ移動させ、前記マイクロ波プラズマ領域とは異なる領
域で、堆積した膜を除去し、再びマイクロ波プラズマ領
域まで回転させて用いるといった連続的手法を採用する
こともできる。更には、前記分離手段の外周面に沿って
、該分離手段とほぼ同等のマイクロ波透過性を有する材
質からなるシートを連続的に送ることによって、該シー
トの表面上に堆積膜を付着、形成させ、前記マイクロ波
プラズマ領域外へ排出するといった手法を採用すること
もできる。

本発明におけるマイクロ波アプリケーター手段は、マイ
クロ波電源より供給されるマイクロ波エネルギーを前記
成膜室の内部に放射して、前記ガス導入手段から導入さ
れる堆積膜形成用原料ガスをプラズマ化し維持させるこ
とができる構造を存するものである。具体的には、末端
部が開口端となっている導波管が好ましく用いられる。

該導波管としては、具体的には、円形導波管、方形導波
管、楕円導波管等のマイクロ波伝送用導波管を挙げるこ
とができる。ここでは開口端とされることにより前記導
波管の末端部において定在波がたつことを防止できる。

一方、前記導波管の末端部は閉口端であっても特に支障
をきたすことはない。

本発明の装置において、マイクロ波アプリケーター用と
して好適に用いられる円形導波管の寸法としては、使用
されるマイクロ波の周波数帯（バンド）及びモードによ
って適宜設計される。設計にあたっては、前記円形導波
管内での伝送ロスが少なく、又、なるべ（多重モードが
発生しないように配慮されることが好ましく、具体的に
は、ＥＩＡＪ規格円形導波管等の他、２．４５ＧＨｚ用
の自社規格として、内直径９０ｕ、１００會ｍのもの等
を挙げることができる。

なお、マイクロ波電源からのマイクロ波の伝送は比較的
入手し易い、方形導波管を使用することが好ましいが、
マイクロ波アプリケーターとして用いられる前記円形導
波管への変換部ではマイクロ波エネルギーの伝送ロスを
最小限に抑えることが必要であり、具体的には電磁ホー
ンタイプの方形、円形変換用導波管を用いることが好ま
しい。

また、本発明において、マイクロ波アプリケーター用と
して好適に用いられる方形導波管の種類としては、使用
されるマイクロ波の周波数帯（バンド）及びモードによ
って適宜選択され、少なくともそのカットオフ周波数は
使用される周波数よりも小さいものであることが好まし
く、具体的にはＪＩＳ、ＥＩＡＪ、ＩＥｃ、ＪＡＮ等の
規格品の他、２．４５ＣＩ（ｚ用の自社規格として、方
形の断面の内径で幅９６報×高さ２７鰭のもの等を挙げ
ることができる。

本発明の装置において、本発明のアプリケーター手段を
用いる限り、マイクロ波電源より供給されるマイクロ波
エネルギーは効率良く前記成膜室内へ放射、伝達される
ため、いわゆる反射波に関する問題は回避しやすく、マ
イクロ波回路においてはスリースタブチューナー又はＥ
−ｆ（チューナー等のマイクロ波整合回路篭用いなくと
も比較的安定した放電を維持することが可能であるが、
放電開始前や放電開始後でも異常放電等により強い反射
波を生ずるような場合にはマイクロ波電源の保護のため
に前記整合回路を設けることが望ましい。

前記導波管にはマイクロ波エネルギーを放射するための
孔手段がその片面に少なくとも１つ以上開けられており
、これらの孔手段はマイクロ波エネルギーを均一に放射
できるような寸法及び間隔で開けられていることが必要
であるが、各々はそろっていても、そろっていなくても
良い。具体的な寸法等については後述する実験例におい
て開示される。

前記導波管に開けられる孔手段の形状は実質的に方形で
あることが望ましく、前記導波管の末端部近傍より長平
方向に複数個所望の間隔で開けられている場合には、そ
のうちのいくつかを開けたり、閉じたりすることによっ
て、用いる前記帯状部材の幅方向に均一なマイクロ波プ
ラズマを生起させる。この時、放射されるマイクロ波エ
ネルギ−は前記導波管の長手方向に対して放射されるマ
イクロ波の少なくとも１波長以上の長さで、好ましくは
前記帯状基板の幅方向にほぼ等しく均一に放射されるこ
とが望ましい。

また、前記孔手段が１つだけ開けられている場合には方
形の縦横比が大きく、前記導波管の長手方向にマイクロ
波の１波長よりも大きい寸法でほぼ全体の幅、長さに亘
って開けられるのが望ましい、そして、長手方向に放射
されるマイクロ波エネルギーの均一性を高めるために、
その開口度を！Ｊ整するためのシャッター手段が設けら
れる。該シャッター手段の形状は短面状、細長い台形状
、及び短冊又は細長い台形からその一辺上の一部を半月
状に切り欠いた形状等で、前記導波管の表面形状に沿っ
たものであることが望ましく、その材質としては金属又
は導電処理された樹脂が好ましい。そして、その端部は
前記孔手段のマイクロ波電源に近い側の角付近に設けら
れた連結部に固定され、そこを支点として開口度が調整
されるが、所望の条件出し終了後はマイクロ波プラズマ
の安定性向上のため固定されても良い。

前記縦横比の大きい孔手段を用いる場合には、長い辺の
長さが、用いる前記帯状部材の幅方向の長さにほぼ等し
いことが望ましい。

更に、前記シャッター手段は前記連結部のみで前記導波
管にアースされることが望ましく、前記導波管と前記シ
ャッター手段とは前記連結部以外の所では絶縁手段にて
絶縁されていることが好ましい。なお、付加的に前記シ
ャッター手段と前記方形導波管との間に接触子を設けた
場合には、これはアーク接触子となる。

上述した孔手段を用いたマイクロ波アプリケーター手段
はいわゆる「漏れ波」タイプのマ・イクロ波放射構造で
ある。

一方、本発明においてはマイクロ波アプリケーター手段
として遅波回路式のものを用いても良い。

遅波回路を用いた場合にはマイクロ波エネルギーの大部
分はエバネノセント波を介して伝達される。

従って、マイクロ波エネルギーはマイクロ波構造に対し
て横方向の距離の増大に伴いプラズマに結合する盪が急
激に減少するという欠点を有するが、本発明においては
プラズマ領域から前記マイクロ波アプリケーターを分離
することによってこの欠点を解決することができる。

本発明の装置において前記成膜室及び／又は隔離容器を
他の成膜手段を有する真空容器と真空雰囲気を分離独立
させ、且つ、前記帯状部材をそれらの中を貫通させて連
続的に搬送するにはガスゲート手段が好適に用いられる
０本発明の装置において前記成膜室及び／又は隔離容器
内は修正パッシェン曲線の最小値付近の動作に必要な程
度の低圧に保たれるのが望ましいため、前記成膜室及び
／又は隔離容器に接続される他の真空容器内の圧力とし
ては少なくともその圧力にほぼ等しいか又はそれよりも
高い圧力となるケースが多い。従って、前記ガスゲート
手段の能力としては前記各容器間に生じる圧力差によっ
て、相互に使用している堆積膜形成用原料ガスを拡散さ
せない能力を有することが必要である。従って、その基
本概念は米国特許筒４，４３８，７２３号に開示されて
いるガスゲート手段を採用することができるが、更にそ
の能力は改善される必要がある。具体的には、最大１０
６倍程度の圧力差に酎え１″：ｆることが必要であり、
排気ポンプとしては排気能力の大きい油拡散ポンプ、タ
ーボ分子ポンプ、メカニカルブースターポンプ等が好適
に用いられる。また、ガスゲートの断面形状としてはス
リット状又はこれに類似する形状であり、その全長及び
用いる１ノ１気ポンプの排気能力等と合わせて、−ｍの
コンダクタンス計算式を用いてそれらの寸法が計算、設
計される。更に、分離能力を高めるためにゲートガスを
併用することが好ましく、例えばＡ　ｒ　、　Ｈｅ　、
　Ｎ　ｅＫｒ、Ｘｅ、Ｒｎ等の希ガス又は１１２等の堆
積膜形成用希釈ガスが挙げられる。ゲートガス？Ｒｆｆ
ｉとしてはガスゲート全体のコンダクタンス及び用いる
排気ポンプの能力等によって適宜決定されるが、概ね第
６図ｔａｇ、　ｆｂｌに示したような圧力勾配を形成す
るようにすれば良い。第６図ｔａ＋において、ガスゲー
トのほぼ中央部に圧力の最大となるポイントがあるため
、ゲートガスはガスゲート中央部から両サイドの真空容
器側へ流れ、第６図（ｂ）においてはガスゲートのほぼ
中央部に圧力の最小となるポイントがあるため、両サイ
ドの容器から流れ込む堆ｌｉ’ｉ膜形成用原料ガスと共
にゲートガスもガスゲート中央部から排気される。従っ
て両者の場合において両サイドの容器間での相互のガス
拡散を最小限に抑えることができる。実際には、質量分
析計を用いて拡散してくるガス量を測定したり、堆ｔｆ
ｌ　ｌｔａの組成分析を行うことによって最適条件を決
定する。

本発明の装置において、前記ガスゲート手段によって、
前記隔離容器と接続される他の真空容器中に配設される
堆積膜形成手段としては、ＲＦプラズマＣＶＤ法、スパ
ッタリング法及び反応性スパッタリング法、イオンブレ
ーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法
、ＭＩＣＥ法そしてｌ−Ｉ　Ｒ−ＣＶ　Ｄ法等いわゆる
機能性堆積膜形成用に用いられる方法を実現するための
手段を挙げることができる。そして、勿論本発明のマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法及び類似のマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法の手段を接続することも可能であり、所望の半
導体デバイス作製のため適宜手段を選択し、前記ガスゲ
ート手段を用いて接続される。

本発明の装置において用いられるマイクロ波電源から供
給されるマイクロ波周波数は、好ましくは民生用に用い
られている２、４５ＧＨｚが挙げられるが、他の周波数
帯のものであっても比較的入手し易いものであれば用い
ることができる。また、安定した放電を得るには発振様
式はいわゆる連続発振であることが望ましく、そのリッ
プル幅が、使用出力領域において、好ましくは３０％以
内、より好ましくは１０％以内であることが望ましい。

本発明の装置において、前記成膜室及び／又は隔離容器
を大気に曝すことなく連続して堆積膜形成を行うことは
、形成される堆積膜の特性安定上、不純物の混入を防止
できるため有効である。ところが、用いられる帯状部材
の長さは有限であることから、これを溶接等の処理によ
り接続する操作を行うことが必要である。具体的には、
前記帯状部材の収納された容器（送り出し側及び巻き取
り側）に近接して、そのような処理室を設ければ良い。

以下、図面を用いて具体的処理方法について説明する。

第１２図（その１）（ｉ）図乃至第１２（その４）（ｘ
）図は、前記帯状部材処理室の概略及び帯状部材等の成
膜時の作動を説明するための模式図を示した。

第１２図において、１２０１ａは帯状部材の送り出し側
に設けられた帯状部材処理室（Ａ）、１ｚｏｔｂは帯状
基体の巻き取り側に設けられた帯状部材処理室（Ｂ）で
あり、その内部にはパイトン製ローラー１２０７ａ、１
２０７ｂ、切断刃１２０８ａ、１２０８ｂ、ｆ８接治具
１２０９ａ。

１２０９ｂが収納されている。

即ち、第１２図（その１）＜ｉ）は、通常成膜時の状態
であり、帯状部材１２０２が図中矢印方向に移動してい
て、ローラー１２０７ａ、切断刃１２０８ａ、及び溶接
治具１２０９ａは帯状部材１２０２に接触していない。

１２１０は帯状部材収納容器（不図示）との接続手段（
ガスゲート）、１２１１は真空容器（不図示）との接続
手段（ガスゲート）である。

第１２図（その１）（ｉｉ）は、１巻の帯状部材への成
膜工程が終了した後、新しい帯状部材と交換するための
第１工程を示している。まず、帯状部材１２０２を停止
させ、ローラー１２０７ａを図中点線で示した位置から
矢印方向へ移動させ帯状部材１２０２及び帯状部材処理
室１２０１ａの壁と密着させる。この状態で帯状部材収
納容器と成膜室とは気密分離される０次に、切断刃１２
０１３ａを図中矢印方向に動作させ帯状部材１２０２を
切断する。この切断刃１２０８ａは機械的、電気的、熱
的に帯状部材１２０２を切断できるもののうちのいずれ
かにより構成される。

第１２図（その１）（ｉｉｉ）では、切断分離された帯
状部材１２０３が帯状部材収納容器側へ巻き取られる様
子を示している。

上述した切断及び巻き取り工程は帯状部材収納容器内は
真空状態又は大気圧リーク状態のいずれかで行われても
良い。

第１２図（その２）　　（ｉｖ）では、新しい帯状部材
１２０４が送り込まれ、帯状部材１２０２と接続される
工程を示している。帯状部材１２０４と１２０２とはそ
の端部が接せられ溶接治具１２０９ａにて溶接接続され
る。

第１２図（その２）（ｖ）では帯状部材収納容器（不図
示）内を真空排気し、十分成膜室との圧力差が少なくな
った後、ローラー１２０７ａを帯状部材１２０２及び帯
状部材処理室（Ａ）　ｌ　２０１　ａの壁から離し、帯
状部材１２０２．１２０４を巻き取っている状態を示し
ている。

次に、帯状部材の巻き取り側での動作を説明する。

第１２図（その３）　　（ｖｉ）は、通常成膜時の状態
であるが、各治具は第１２図（その１）Ｎ）で説明した
のとほぼ対称に配置されている。

第１２図（その３）　　（ｖｉ）は、１巻の帯状部材へ
の成膜工程が終了した後、これを取り出し、次の成膜工
程処理された帯状部材を巻き取るための空ボビンと交換
するための工程を示している。

まず、帯状部材１２０２を停止させ、ローラー１２０７
ｂを図中点線で示した位ｉＳから矢印方向へ移動させ、
帯状部材１２０２及び帯状部材処理室１２０１ｂの壁と
密着させる。この状態で帯状部材収納容器と成１１り室
とは気害分離される。次に、切断刃１２０８ｂを図中矢
印方向に動作させ、帯状部材１２０２を切断するやこの
切断刃１２０８ｂは機械的、電気的、熱的に帯状基体１
２０２を切断できるもののうちのいずれかにより構成さ
れる。

第１２図（その３）輸ｉ＋）では、切断分離された成膜
工程終了後の帯状部材１２０５が帯状部材収納容器側へ
巻き取られる様子を示している。

上述した切断及び巻き取り工程は・：１）状部材収納容
器内は真空状態又は大気圧リーク状態のいずれかで行わ
れても良い。

第１２図（その４）　　＜ｉｘ）では、新しい巻き取り
ボビンに取り付けられている予（１巻き取り用帯状部材
１２０６が送り込まれ、帯状部材１２０２と接続される
工程を示している。予備巻き取り用帯状部材１２０６と
帯状部材１２０２とはその端部が接せられ、溶接治具１
２０９ｂにて溶接接続される。

第１２図（その４）（Ｘ）では、帯状部材収納容器（不
図示）内を真空排気し、十分成膜室との圧力差が少なく
なった後、ローラー１２０７ｂを帯状部材１２０２及び
帯状部材処理室ＣＢ）１２０１ｂの壁から離し、帯状部
材１２０２．１２０６を巻き取っている状態を示してい
る。

本発明の方法及び装置において連続形成される機能性堆
積膜としては非晶質、結晶質を問わず、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ
等いわゆる■族生導体薄膜、５ｉｄｅ、ＳｉＣ，Ｓｉｇ
ｎ等いわゆる■族合金半導体ｇｔ１９１、ＧａＡｓ、Ｇ
ａＰ、ＣａＳｂ、ＩｎＰｌｎＡｓ等いわゆるｍ−ｖ族化
合物半導体Ｔ’Ｑ膜、及びＺｎ５ｅ、Ｚｒ１Ｓ、ＺｎＴ
ｅ、ＣｄＳ、Ｃｄ５ｅＣｄＴｅ等いわゆるＩ＋−■族化
合物半導体薄膜等が挙げられる。

本発明の方法及び装置において用いられる前記機能性堆
積膜形成用原料ガスとしては、上述した各種半導体薄膜
の構成元素の水素化物、ハロゲン化物、有機金属化合物
等で前記成膜室内へ好ましくは気体状態で導入できるも
のが選ばれ使用される。

勿論、これらの原料化合物は１種のみならず、２種以上
混合して使用することもできる。又、これらの原料化合
物はＩＴｅ＋Ｎ　ｅ＋Ａ　’＋Ｋ　ｒ、　Ｘ　ｅ。

Ｒｎ等の希ガス、及びＨｌ　、　　ｌ（Ｆ、　１ｌｃｊ
！等の希釈ガスと混合して導入されても良い。

また、連続形成される前記半導体重１１りは価電子２Ｉ
ＩＩ御及び禁制帯幅制御を行うことができる。具体的に
は価電子制御剤又は禁制帯幅制？３Ｕ剤となる元素を含
む原料化合物を単独で、又は自記堆積膜形成用原料ガス
又は前記希釈ガスに混合して前記成膜室内へ導入してや
れば良い。

前記堆ａ膜形成用原料ガス等は、前記帯状部材及び前記
分離手段で形成される柱状の成膜室内に配設されたその
先端部に単一又は複数のガス放出孔を有するガス導入管
より、前記柱状の成膜室内に均一に放出され、マイクロ
波エネルギーによりプラズマ化され、マイクロ波プラズ
マ領域を形成する。

本発明の装置において、前記ガス導入管より前記柱状の
成膜室内に導入された堆積膜形成用原料ガスはその一部
又は全部が分解して堆積膜形成用の前駆体を発生し、堆
積膜形成が行われるが、未分解の原料ガス、又は分解に
よって異種の組成のガスとなったものはすみやかに前記
柱状の成膜室外に排気される必要がある。ただし、排気
孔面積を必要以上に大きくすると、該排気孔よりのマイ
クロ波エネルギーの漏れが生じ、プラズマの不安定性の
原因となったり、他の電子機器、人体等への悪影響を及
ぼすこととなる。従って、以下に述べる３通りの方法に
より排気孔を設けることが望ましい。（ｉ）前記帯状部
材を湾曲させる際に用いられる支持・搬送用リングのう
ち最も端に設けられるものの両側面にメツシュ又はパン
チングボードを設け、ここからのガス排気は可能とする
が、マイクロ波の漏洩は防止する。ただし、前記メツシ
ュ又はパンチングボードの穴径は前記柱状の成膜室内外
での圧力差を生ぜしめ、且つ、マイクロ波の漏洩を防止
するようなサイズであることが望ましい。具体的には１
つあたりの穴の最大径で好ましくは使用されるマイクロ
波の波長の１／２ｉｄ長以下、より好ましくは１／４波
長以下で、開口率はＩＩＴましくは８０％以下、より好
ましくは６０％以下であることが望ましい、勿論、この
時前記帯状部材の湾曲開始端と湾曲終了端との間隙、又
は帯状部材の湾曲開始端及び湾曲終了端と前記分離手段
との外周壁とで形成される隙間（スリット）より同時に
排気されても良いが、その間隔はマイクロ波の漏洩防止
上、使用されるマイクロ波の波長の々Ｔましくは１／２
波長以下、より好ましくは１／４波長以下であることが
望ましい、（ｉｉ）前記帯状部材を湾曲させる際に用い
られる支持・搬送用リングのうち最も端に設けられるも
のの両側面に薄板を設け、ここからのガス排気及びマイ
クロ波の漏洩はないようにする。そして、前記帯状部材
の湾曲開始端と湾曲終了端との間隙、又は帯状部材の湾
曲端と前記分離手段の外周壁とで形成される隙間（スリ
ット）のみからガス排気を行う。

ただし、その間隔はマイクロ波の漏洩防止上、使用され
るマイクロ波の波長の好ましくばＬ／２波長以下、より
好ましくは１７４波長以下であることが望ましい５（ｉ
ｉｉ）前記支持・搬送用リングの両側面に（１）及び（
ｉｉ　）に記載のメツシュ又はパンチングボード、及び
薄板のいずれか１つずつ設ける。すなわち（ｉ）と（ｉ
ｉ　）の両者を合わせた方法が挙げられる。前記メツシ
ュ、パンチングボード、薄板ともに前記支持・搬送用リ
ングと同様の材質及び表面処理を施されたものであるこ
とが望ましい。

（装置例〕 以下、図面を用いて本発明の具体的装置例を挙げて本発
明の装置について説明するが、本発明はこれによって何
ら１＠定されるものではない。

装星阻上 第１図に本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の模式
的概略図を示した。

１０１は帯状部材であり、支持・搬送用ローラー１０２
４０３及び支持・搬送用リング１０４１０５によって円
柱状に湾曲した形状を保ちながら、図中矢印方向に搬送
される。１０６．１０７は帯状部材１０１を加熱又は冷
却するための温度１ｂｌｌ　ｍ　４！！ｉ横である。

１０８はマイクロ波アプリケーターであり、分離手段１
０９によって、マイクロ波プラズマ領域１１３から分離
されている。１１０はマイクロ波漏洩防止用金属筒、１
１１はマイクロ波漏洩防止用金網、１１２はガス導入管
である。１１４１１５はマイクロ波漏洩防止用金網であ
り、マイクロ波プラズマ領域１１３は、帯状部材１０１
の湾曲部分を側壁とした成膜室内に閉じ込められている
。マイクロ波プラズマ領域１１３内は不図示の排気装置
により、分離手段１０９と搬送用ローラー１０２４０３
との間隙、及び／又はマイクロ波漏洩防止用金網１１４
，１１５を介して排気される。

第２図にマイクロ波アプリケーター１０８として用いら
れるマイクロ波アプリケーター手段２０１の具体的概略
図を示した。

円形導波管２０２は末端部２０３を有し、その片面には
複数の（ここでは例えば５個）間隔をおいて配置された
孔２０４乃至２０８が開けられていて、図中矢印方向か
らマイクロ波が進行して来る。ここでは−例として孔２
０５は導波管２０２と同様の材質の蓋で塞いだ様子を示
している。このようにいくつかの孔を開けたり、閉じた
りすることによって導波管２０２の長手方向に放射され
るマイクロ波エネルギーの均一化がなされる。

ｌ星涯１ 本装置例では、装置例１で示した装置を隔離容器中に配
設した場合の装置例を挙げることができる。第４図にそ
の模式的概略図を示した。４００は隔離容器であり、そ
の内部は排気孔４１９より不図示の排気ポンプを用いて
真空にすることができる。４０１，４０２は固定用フラ
ンジであり、隔離容器４００の両壁を貫いて突出してい
る分離手段１０９を固定している。固定用フランジ４０
、４０２は隔離容器４００と同様ステンレス鋼のような
適当な耐腐蝕性材料で作製されているのが好ましく、隔
離容器４００とは着脱自在の構造であることが好ましい
、固定用フランジ４０１は連結フランジ４０４に取り付
けられている。連結フランジ４０４は隔離容器４００の
側壁に直接取り付けられており、ここでは円筒形の分離
手段１０９の外周面とほぼ同じ広がりをもつ開口部４０
５が開けられ、前記分離手段１０９が挿入できるように
なっている。また、固定用フランジ４０１には少なくと
も２本の０リング４０６．４０７が取り付けられ、隔離
容器４００内の真空雰囲気を外気から分離している。こ
こで、０リング４０６．４０７の間には冷却用溝４０８
が設けてあり、これを通って例えば水のような冷媒を循
環させ、０リング４０６．４０７を均一に冷却すること
ができる。０リング用の材質としては例えばパイトン等
の１００℃以上の温度にてその機能を果たすものが好ま
しく用いられる。ここで、０リングの配設される位置と
してはマイクロ波プラズマ領域から十分に離れた所が好
ましく、このことによりＯリングが高温で損傷を受けな
いようにすることができる。

１１０は金属筒であり、その間口端部４０９には金Ｍ４
１１１が取り付けられ、また、アース用フィンガー４１
０によって、前記固定用フランジ４０１と電気的接触を
保ち、これらの構造によってマイクロ波エネルギーの外
部への漏洩を防止している。金網１１０よ分離手段１θ
９の冷却用空気が流れ出る役割をも有している。なお、
開口端部４０９にはマイクロ波吸収用のダミーロードを
接続しても良い、これは特に高パワーレベルでのマイク
ロ波エネルギーの漏洩が起こるような場合に有効である
。

隔離容器４００には、先に説明した固定用フランジ４０
１の取り付けられた側壁と対向する側壁に分離手段と同
様に固定するための固定用フランジ４０２が取り付けら
れている。４１１は連結フランジ、４１２は開口部、４
１３，４１４は０リング、４１５は冷却用溝、４１６は
金属筒、４１７はアース用フィンガーである。４１８は
連結板であり、マイクロ波アプリケーター手段１０８と
マイクロ波電源と方形、円形変換用導波管４０３との連
結を行うとともに、ここでのマイクロ波エネルギーの洩
れのない構造であることが好ましく、例えばチョークフ
ランジ等を挙げることができる。更に、方形、円形変換
用導波管４０３は方形導波管４２１と接続フランジ４２
０を介して接続されている。

第５図＋０１には、本装置例における帯状部材１０１の
搬送機構の側断面図を模式的に示した。

ここでの配置は、分離手段１０９の外周面に少なくとも
２ケ所の近接点を有し、円形導波管２０２に開けられた
孔２０８の向いている側に対してほぼ円柱状に湾曲させ
た場合を示しである。

円筒状を保持するために支持・搬送用ローラー１０２．
１０３及び支持・搬送用リング１０４（１０５）が用い
られている。ここで、支持・搬送用リング１０４（１０
５）の幅は、用いる帯状部材の幅に対してできるだけ比
率の小さいものを用いることが、基板上に堆積される膜
の有効利用率を高めることとなる。何欣なら、基板上に
堆積するべき膜がこの支持・搬送用リング１０４（１０
５）に堆積してしまうからである。

また、支持・搬送用リング１０４４０５の両側面にはマ
イクロ波プラズマ領域の閉じ込め用の金網又は薄板５０
、５０Ｆが（片側は不図示）取り付けられていることが
好ましく、そのメツシュ径は用いられるマイクロ波の波
長の好ましくは１／２波長以下、より好ましくは１／４
波長以下で、且つ、この面からの排気がなされる場合に
は、原料ガスの透過が確保できる程度のものであること
が望ましい。

また、基板温度制御ｎ機構１０６４０７は帯状部材１０
１がマイクロ波プラズマ領域を通過する間、その温度を
一定に保つためのものであり、加熱及び／又は冷却のい
ずれも可能な手段であることが望ましい、又、該基板温
度制御機構は熱交実効率を高めるために、直接帯状部材
に接する構造であっても良い、−船釣に、マイクロ波プ
ラズマに曝されるところは温度上昇がしやすく、用いる
帯状部材の種類、厚さによってその上昇の程度が変わる
ので適宜制御される必要がある。

更に、分離手段１０９の外周面と帯状部材１０１との近
接点における間隔Ｌ１及びＬ２は、ここからのマイクロ
波エネルギーの漏洩を防止し、マイクロ波プラズマ領域
を湾曲形状内に閉じ込めるために少なくとも放射される
マイクロ波の波長の１／２ｉ１に長よりも短く設定され
るのが好ましい。

ただし、前記帯状部材１０１の湾曲開始端と湾曲終了端
との間隔Ｌ３はマイクロ波アプリケーター２０１から放
射されるマイクロ波エネルギーが前記帯状部材１０１で
形成される湾曲形状領域内へ効率良く放射されるために
、放射されるマイクロ波の波長の１／４波長よりも長く
設定されることが望ましい。

前記孔２０８から放射されるマイクロ波エネルギーは指
向性をもって該孔２０８の向いている側に対してほぼ垂
直方向に放射されるので、その放射方向は少なくとも前
記間隔Ｌ３の方にほぼ垂直に向いていることが好ましい
。

ガス導入管１１２には、はぼ均一にガス放出が行われる
配置及び穴径で孔が開けられている。また、ガス導入管
が前記湾曲形状内に設置される位置はその範囲内であれ
ば特に制限されることはない。

装置斑主 次に、第１図に示し゛た装置において、第３図（ａｌに
示したマイクロ波アプリケーター手段３０１を用いた場
合を挙げることができる。

円形導波管３０２には、開口端３０３及び一つの細長い
方形の孔３０４が加工されていて、図中矢印方向よりマ
イクロ波が進行して来る。該孔３０４は用いるマイクロ
波の１波長よりも大きく、円形導波管３０２の片面のほ
ぼ全面にわたって開けられている。開口端３０３は定在
波がたつことを避けるために設けであるが、シールされ
ていても特に支障はない、この構造とすることによって
マイクロ波エネルギーを孔３０４の全面から放射させる
ことができるが、特にマイクロ波電源に近い側の孔の端
でマイクロ波エネルギーの集中度は最大となる。従って
、連結部３０５によって円形導波管３０２に取り付けた
少なくとも１つのシャッター３０６を用いてその集中度
を調整することができる。該シャンター３０６の好まし
い形状としては第３図［ｂｌ乃至（ｄ）に示すごとく短
面状、台形伏、及び短冊又は台形の一辺上を半月状等に
切り欠いた形状等のものが挙げられる。

Ｊｌ１３ｏ　ｓはシャッター３０６のマイクロ波１を源
に近い側に開けられた溝３０７、固定用ピン３０Ｂで構
成される。また、前記孔３０４の周囲にはガラス又はテ
フロン等で作製された絶縁体３０９が配設されている。

これらは、シャ・７ター３０６が連結部３０５でのみ導
波管３０２と接触させるためである。ここで、一部シャ
ッター３０６と導波管３０２との間に接触子を設けた場
合にはこれはアーク接触子となる。

装置思↓ユ１ 本装置例においては、装置例１及び２において第５図（
ｂｌに示した側断面図のごとく、帯状部材１０１と分離
手段１０９とを配置にした場合を挙げることができる。

ここでの配置は、分離手段１０９の外周面に沿って帯状
部材ｌＯ１を同心状に湾曲させた場合を示している。こ
こで支持・搬送用リング１０４゜１０５の両側面には、
マイクロ波プラズマＮＭの閉じ込め用の金１５０２．５
０２’　　（片側は不図示）が取り付けられているのが
好ましく、そのメツシュは用いられるマイクロ波の波長
の好ましくは１／２波長以下、より好ましくは１／４波
長以下で、且つ原料ガスの通過が確保できる程度のもの
であることが望ましい。

更に、帯状部材１０１の湾曲開始端と湾曲終了端におけ
る前記帯状部材１０１の面間隔Ｌ４は、ここからのマイ
クロ波エネルギーの漏洩を防止し、マイクロ波プラズマ
領域を湾曲形状内に閉じ込めるために少なくとも放射さ
れるマイクロ波の波長の１７２波長よりも短く設定され
ることが必要である。

なお、前記分離手段１０９と前記帯状部材１０１との相
対的配置は同心状であることが好ましいが、前記分離手
段１０９が前記帯状部材１０１の湾曲形状内に包まれて
配置される限り放射されるマイクロ波エネルギーは前記
湾曲形状内に閉じ込められるため特に支障はなく、また
、孔２０８の向けられる方向は特に限定されない。

また、ガス４人管１１２は前記分離手段１０９と前記帯
状部材１０１とで囲まれる領域内に配置されることが望
ましい。

装置更工、ユ 装置例４．５において、マイクロ波アプリケーター２０
１を、装置例２で用いたマイクロ波アプリケーター３０
１に変えた以外は同様の構成としたものを挙げることが
できる。

呈ｍし二り上 装置例１，２．４及び５において、マイクロ波アプリケ
ーター２０１を不図示の遅波回路式のマイクロ波アプリ
ケーターを用いた以外は同様の構成のものを挙げること
ができる。

責１班１ｌ 本装置例では、第７図に示したごとく、装置例２で示し
た堆積膜形成用のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置に帯状
部材１０１の送り出し及び巻き取り用の真空容器７０１
及び７０２をガスゲート７２１及び７２２を用いて接続
した装置を挙げることができる。

７０３は帯状部材の送り出し用ボビン、７０４は帯状部
材の巻き取り用ボビンであり、図中矢印方向に帯状部材
が搬送される。もちろんこれは逆転させて搬送すること
もできる。７０６，７０７は張力調整及び帯状部材の位
置出しを兼ねた搬送用ローラーである。７１２，７１３
は帯状部材の予備加熱又は冷却用に用いられる温度調整
機構である。７０７，７０８．７０９は排気量調整用の
スロットルバルブ、７１０，７１、７２０は排気管であ
り、それぞれ不図示の排気ポンプに接続されている。７
１４，７２５は圧力計、また、７１６．７１７はゲート
ガス導入管、７１８゜７１９はゲートガス排気管であり
、不図示の排気ポンプによりゲートガス及び／又は堆ａ
膜形成用原料ガスが排気される。７２３は帯状部材１０
１を側壁とした成膜室である。

笠１拠土主 本装置例では、第８図に示したごとく、装置例１２で示
した装置に、更に２台の本発明のマイクロ波プラズマＣ
ＶＤによる堆積膜形成用の隔離容器４００−ａ、４００
−ｂを両側に接続して、積層型デバイスを作製できるよ
うに構成したものを挙げることができる。

図中ａ及びｂの符号をつけたものは、基本的には隔離容
器４００中で用いられたものと同様の効果を有する機構
である。

８０、８０２，８０３，８０４は各々ガスゲート、８０
５，８０６，８０７．８０８は各々ゲートガス導入管、
８０９，８１０，８１、８１２は各々ゲートガス排気管
である。

装置」上土工土上 装置例１２及び１３においてマイクロ波アプリケーター
２０１を装置例３で用いたマイクロ波アプリケーター３
０１に変えた以外は同様の構成としたものを挙げること
ができる。

袈−１６，１− 装置例１２及び１３においてマイクロ波アプリケーター
２０１を不図示の遅波回路式のマイクロ波アプリケータ
ーを用いた以外は同様の構成のものを挙げることができ
る。

装二■土１ 木ｖｔ置例では第９図に示したごとく、装置例１２で示
した装置に、更に２台の従来法であるＲＦプラズマＣＶ
Ｄ装置を両側に接続して、！ｆｉ層型デバイスを作製で
きるように構成したものを挙げることができる。

ここで、９０１，９０２は真空容器、９０３゜９０４は
ＲＦ印加用カソード電電橋９０５，９０６はガス導入管
兼ヒーター、９０７．９０８は基板加熱用ハロゲンラン
プ、９０９，９１０はアノード電場、９１１，９１２は
排気管である。

土皇頂Ω装置■ 例えば装置例１３において、堆積膜形成用の隔離容器４
００，４００−ａ、４００−ｂで上述した種々のマイク
ロ波アプリケーターを組み合わせて取り付けた装置。

また、装置例１３で示した装置を２連又は３連接続した
装置、及び前述のＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜形
成手段を混在させて接続した装置等を挙げることができ
る。

また、装置例１２及び１３で前記帯状部材とマイクロ波
アプリケーターの配置を装置例４及び５で挙げたのと同
様の配置とした装置、等を挙げることができる。

本発明の方法及び装置によって好適に！！！造される半
導体デバイスの一例として太陽電池が挙げられる。その
Ｗ１構成として、典型的な例を模式的に示す図を第１１
図（Ａ）乃至（Ｄ）に示す。

第１１図（Ａ＞に示す例は、支持体１１０１上に下部電
極１１０２、ｎ型半導体１１１１０３．１型半導体層１
１０４、ｐ型半導体層１１０５、透明電極１１０６及び
集電型８ｉｉｌｌ１０７をこの順に堆積形成した光起電
力素子１１００である。なお、本光起電力素子では透明
電極１１０６の側より光の入射が行われることを前提と
している。

第１１図（Ｂ）に示す例は、透光性の支持体１１０１上
に透明電極１１０６、ｐ型半導体層１１０５、ｎ型半導
体層１１０４、ｎ型半導体層１１０３及び下部電極１１
０２をこの順に堆積形成した光起電力素子１１００’、
である。本光起電力素子では透光性の支持体１１０１の
側より光の入射が行われることを前提としている。

第１１図（Ｃ）に示す例は、バンドギャップ及び／又は
層厚の胃なる２種の半導体層をｉ層として用いたｐｉｎ
接合型光起電力素子１１１１゜１１１２を２素子ｌｆｉ
層して構成されたいわゆるタンデム型光起電力素子１１
１３である。１１０１は支持体であり、下部電８ｉ１１
１０２、ｎ型半導体層１１０３．１型半導体１１１１０
４、ｐ型半導体ＩＷ１１０５、ｎ型半導体［１１０８、
ｌ型半導体１ｉ１１０９、ｐ型半導体ＪＩＩＩ１０１透
明電極１１０６及び集電電極工１０７がこの順に積層形
成され、本光起電力素子では透明電極１１０６の側より
光の入射が行われることを前提としている。

第１１図（Ｄ）に示す例は、バンドギャップ及び／又は
層厚の異なる３種の半導体層をｉ層として用いたｐｉｎ
接合型光起電力素子１１２０゜１１２、１１２３を３素
子Ｍｉ層して構成された、いわゆるトリプル型光起電力
素子１１２４である。

１１０１は支持体であり、下部電８ｉ１１０２、ｎ型半
導体層１１０３、ｎ型半導体層１１０４、ｐ型半導体層
１１０５、ｎ型半導体層１１１４、ｎ型半導体層１１１
５、ｐ型半導体層１１１６、ｎ型半導体層１１１７、ｌ
型半導体７ｉ１１１８、ｐ型半導体ＩＷ１１１９、透明
電極１１０６及び集電型１ｆ１１１０７がこの順に積層
形成され、本光起電力素子では透明電極１１０６の側よ
り光の入射が行われることを前提としている。

なお、いずれの光起電力素子においてもｎ型半導体層と
ｐ型半導体層とは目的に応じて各層の積層順を入れ変え
て使用することもできる。

以下、これらの光起電力素子の構成について説明する。

ｌ得生 本発明において用いられる支持体１１０１は、フレキシ
ブルであって湾曲形状を形成し得る材質のものが好適に
用いられ、導電性のものであっても、また電気絶縁性の
ものであってもよい。さらには、それらは通光性のもの
であっても、また非透光性のものであってもよいが、支
持体１１０１の側より光入射が行われる場合には、もち
ろん通光性であることが必要である。

具体的には、本発明において用いられる前記帯状部材を
挙げることができ、該基板を用いることにより、作製さ
れる太陽電池の軽量化、強度向上、Ｘ１１ＩＩスペース
の低減等が図れる。

１盪 本発明の光起電力素子においては、当該素子の構成形態
により適宜の電極が選択使用される。それらの電極とし
ては、下部電極、上部電極（ｉ３明電橿）、集電電極を
挙げることができる。（ただし、ここでいう下部電極と
は光の入射側に設けられたものを示し、下部電極とは半
導体層を挟んで上部電極に対向して設けられたものを示
すこととする。） これらの電極について以下に詳しく説明する。

−〇ユニＬ制；血 本発明において用いられる下部電極１１０２としては、
上述した支持体１１０１の材料が通光性であるか否かに
よって、光起電力発生用の光を照射する面が異なる故（
たとえば支持体１１０１が金属等の非透光性の材料であ
る場合には、第１１図（Ａ）で示したごとく透明電極１
１０６側から光起電力発生用の光を照射する。）、その
設置される場所が異なる。

具体的には、第１１図（Ａ）、　　（Ｃ）及び（Ｄ）の
ような層構成の場合には支持体１１０１とｎ型半導体Ｆ
ｉｌ１０３との間に設けられる。しかし、支持体１１０
１が導電性である場合には、該支持体が下部電極を兼ね
ることができる。ただし、支持体１１０１が導電性であ
ってもシート抵抗値が高い場合には、電流取り出し用の
低抵抗の１極として、あるいは支持体面での反射率を高
め入射光の有効利用を図る目的で電極１１０２を設置し
てもよい。

第１１図（Ｂ）の場合には透光性の支持体１１０１が用
いられており、支持体１１０１の側から光が入射される
ので、電流取り出し及び当該電極での光反射用の目的で
、下部量１１１０２が支持体１１０１と対向して半導体
層を挟んで設けられている。

また、支持体１１０１として電気絶縁性のものを用いる
場合には電流取り出し用の電極として、支持体１１０１
とｎ型半導体層！１０３との間に下部電極１１０２が設
けられる。

電極材料としては、Ａｇ、Ａｕ、ＰＬ、Ｎｉ。

Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｊ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ等の金属又は
これらの合金が挙げられ、これ等の金属のＩＷＡを真空
蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等で形成する。

また、形成された金属薄膜は光起電力素子の出力に対し
て抵抗成分とならぬように配慮されねばならず、シート
抵抗値として好ましくは５０Ω以下、より好ましくは１
０Ω以下であることが望ましい。

下部電極１１０２とｎ型半導体層１１０３との間に、図
中には示されていないが、導電性酸化亜鉛等の拡散防止
層を設けても良い、該拡散防止層の効果としては電極１
１０２を構成する金属元素がｎ型半導体層中へ拡散する
のを防止するのみならず、若干の抵抗値をもたせること
で半導体層を挟んで設けられた下部電極１１０２と透明
電極１１０６との間にピンホール等の欠陥で発生するシ
ラートを防止すること、及び薄膜による多重干渉を発生
させ入射された光を光起電力素子内に閉し込める等の効
果を挙げることができる。

（ｉｉ　）上　　（′） 本発明において用いられる透明電極１１０６としては太
陽や白色蛍光灯等からの光を半導体層内に効率良く吸収
させるために光の透過率が８５％以上であることが望ま
しく、さらに、電気的には光起電力素子の出力に対して
抵抗成分とならぬようにシート抵抗値は１００Ω以下で
あることが望ましい。このような特性を備えた材料とし
てＳｎｏｗ　、Ｉｎ５Ｏａ　Ｉ　　ＺｎＯ＋　　ＣｄＯ
，Ｃｄ＊５ｎＯａ　。

ＩＴｏ　（ＩｎｌＯｓ　＋Ｓｎｏｗ　）などの金属酸化
物や、Ａｕ、Ａｆｆｉ、Ｃｕ等の金属を極めて薄（半透
明伏に成膜した金属薄膜等が挙げられる。透明電極は第
１１図（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）においてはｐ型半導体層
１１０５層の上に積層され、第１１図（Ｂ）においては
Ｗ＋ｆｆ１ｌＯ１の上に積層されるものであるため、互
いの密着性の良いものを選ぶことが必要である。これら
の作製方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム加熱
蒸着法、スパッタリング法、スプレー法等を用いること
ができ所望に応じて適宜選択される。

」且ル束皇１履 本発明において用いられる集電電１ｔｉｏ７は、透明電
極１１０６の表面抵抗値を低減させる目的で透明電極１
１０６上に設けられる。電極材料としてはＡｇ、Ｃｒ、
Ｎ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ。

Ｔｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ等の金属またはこれらの合
金の薄膜が挙げられる。これらの薄膜は積層させて用い
ることができる。また、半導体層への光入射光量が十分
に確保されるよう、その形状及び面積が適宜設計される
。

たとえば、その形状は光起電力素子の受光面に対して一
様に広がり、且つ受光面積に対してその面積は好ましく
は１５％以下、より好ましくは１０％以下であることが
望ましい。

また、シート抵抗値としては、好ましくは５０Ω以下、
より好ましくは１０Ω以下であることが望ましい。

ユ」目ソわ１Ｍ 本光起電力素子において好適に用いられるｔ型半導体層
を構成する半導体材料としては、Ａ−３ｉ：Ｈ，Ａ−８
ｉ：Ｆ　　Ａ−３ｉ：）ｌ：ＦＡ−３ｉＣ：Ｈ，Ａ−３
ｉＣ：Ｆ、Ａ−３ｉＣ：Ｈ：Ｆ、Ａ−３ｉＣｅ：Ｈ，Ａ
−３ｉＧｅ二Ｆ。

Ａ−３ｉＧｅ：Ｈ：Ｆ、ｐｏｌｙ−３ｉ：ＩＩｐｏｔｙ
−３ｉ：Ｆ、ｐｏｌｙ−３ｔ：Ｉ−ＩＦ等いわゆる■族
及び■族合金系半導体材料の他、■■族及びローＶ族の
いわゆる化合物半導体材料等が挙げられる。

びｎ 本光起電力素子において好適に用いられるｐ型又はｎ型
半導体層を構成する半導体材料としては、前述した１型
半導体層を構成する半導体材料に価電子制御剤をドーピ
ングすることによって得られる。

〔実験〕

本発明の装置を用いて、帯状部材上に機能性堆積膜を均
一に形成するための、マイクロ波プラズマの生起条件及
び帯状部材と分離手段との相対的位置関係等について検
討するため、以下に述べる実験を行った。

尖譲撚土二度 装置例１で示した構成の装置において、搬送用リング１
０４．ｉｏｓの側を排気孔とし、不図示の排気ポンプに
接続し、第１表に示す種々の導波管及び孔加工寸法のマ
イクロ波アプリケーターを用い、また、第２表に示すマ
イクロ波プラズマ放電条件にて、プラズマの安定性等に
ついて実験、評価を行った。評価結果を第３表に示す、
なお、この放電実験においては帯状部材１０１を静止さ
せた場合及びｌ、　２ｍ　７ｍＩｎの搬送スピードで搬
送させた場合とで行った゛が、両者において放電の安定
性については特に差異は認められなかった。

去肱貫上ユニ土主 装置例５で示した構成の装置において、帯状部材とマイ
クロ波アプリケーターとの配置を第５図（ｂ）のごとく
配置した装置を用い、第１表に示した種々の導波管及び
孔加工寸法のマイクロ波アプリケーターを用い、また、
第４表に示すマイクロ波プラズマ放電条件にて、プラズ
マの安定性等について実験、評価を行った。

評価結果を第５表に示す。なお、この放電実験において
は帯状部材１０１を静止させた場合及び１、ｊｍ／ｓｉ
ｎの搬送スピードで搬送させた場合とで行ったが、両者
において放電の安定性については特に差異は認められな
かった。

叉腹匠土主二主工 装置例３で示した構成の装置において、搬送用リング１
０４４０５の側を排気孔とし、不図示の排気ポンプに接
続し、第６表に示す種々の導波管及び孔、シャッター加
工寸法のものを用い、また、第２表に示すマイクロ波プ
ラズマ放電条件にて、プラズマの安定性等について実験
、評価を行った。評価結果を第７表に示す、なお、この
放電実験においては帯状部材１０１を静止させた場合及
び、ｊｍ／ｍｉｎの搬送スピードで搬送させた場合とで
行ったが、両者において放電の安定性については特に差
異は認められなかった。

スＩＬＬＬニュ」− 装置例７で示した構成の装置において、第６表に示した
種々の導波管及び孔、シャッター加工寸法のマイクロ波
アプリケーターを用い、また、第４表に示すマイクロ波
プラズマ放電条件にて、プラズマの安定性等について実
験、評価を行った。

評価結果を第８表に示す、なお、この放電実験において
は、帯状部材を静止させた場合及び、２　ｍ／　ｍ　ｉ
　ｎの搬送スピードで搬送させた場合とで行ったが、両
者において放電の安定性について特に差異は認められな
かった。

１較１狼班土二ｌ 実験例２，７．２１及び２５において、第２表に示した
マイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変えず
第９表に示すように圧力のみを種々変化させて、その時
のプラズマの状態を安定性、均−性等の観点で評価した
。評価について、最も安定した状態が得られた場合を◎
、やや安定性、均一性に欠けるものの実用上問題のない
場合をＯ１安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合
を△、全（放電をしなかったり、異常放電等があって実
用的でない場合を×としてそれぞれランクづけし、第９
Ｒ中にそれらの評価結果を示した。

これらかられかるように、比較的広い圧力範囲において
安定して、均一なマイクロ波プラズマが形成されること
がわかる。

なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、、５ｍ／ｓｉｎの搬送速度で搬送している時でも
特に変化は認められなかった。

北１ｍ二ｌ 実験例２．　、　２１及び２５において、第２表に示し
たマイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変え
ず第１０表に示すようにマイクロ波電力のみを種々変化
させて、その時のプラズマの状態を安定性、均−性等の
観点で評価し、最も安定した状態が得られた場合を◎、
やや安定性、均一性に欠けるものの実用上問題のない場
合を０１安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合を
Δ、全く放電をしなかったり、異常放電等があって実用
的でない場合をＸとしてランクづけし、第１０表・中に
それらの評価結果を示した。

これらかられかるように、比較的広いマイクロ波電力範
囲において安定して、均一なマイクロ波プラズマが形成
されることがわかる。

なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、、５ｍ／ｓｉｎの搬送速度で搬送している時でも
特に変化は認められなかった。

９〜１２ 実験例２．７．２１及び２５において、第２表に示した
マイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変えず
第１１表に示すようにＬ＋、Ｌｉのみを種々変化させて
、その時のプラズマの状態を安定性、均−性等の観点で
評価し、最も安定した状態が得られた場合を◎、やや安
定性、均一性に欠けるものの実用上問題のない場合をＯ
１安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合をΔ、全
く放電をしなかったり、異常放電等があって実用的でな
い場合を×としてランクづけし、第１１表中にそれらの
評価結果を示した。

これらかられかるように、Ｌ＋、Ｌｘの少な（とも一方
がマイクロ波の波長の１／４波長よりも大きい場合には
マイクロ波プラズマがチラついたり、マイクロ波の漏れ
が大きくなるが、いずれも１／４波長以下である場合に
おいては安定して、均一なマイクロ波プラズマが形成さ
れることがわかる。

なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、、５ｍ／ｓｉｎの搬送速度で搬送している時でも
特に変化は認められなかった。

１３〜１６ 実験例２，７．２１及び２５において、第２表に示した
マイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変えず
第１２表に示すようにり、のみを種々変化させて、その
時のプラズマの状態を安定性、均−性等の観点で評価し
、最も安定した状態が得られた場合を◎、やや安定性、
均一性に欠けるものの実用上問題のない場合を○、安定
性、均一性に欠は実用上問題のある場合をΔ、全く放電
をしなかったり、異常放電等があって実用的でない場合
を×としてランクづけし、第１２表中にそれらの評価結
果を示した。

これらかられかるように、Ｌ、がマイクロ波の波長の１
／２波長以下では放電が不安定となるが、１／２波長以
上においては安定して、均一なマイクロ波プラズマが形
成されることがわかる。

ただし、Ｌ＋、Ｌｘを１／４波長よりも大きく且つ、Ｌ
、が大きすぎる場合には、マイクロ波の漏れが大きく、
放電も不安定であった。

なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、、５ｍ／ｓｉｎの搬送速度で搬送している時でも
特に変化は認められなかった。

１７〜２０ 実験例２，７．２１及び２５において、第２表に示した
マイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変えず
第１３表に示すように湾曲形状の内直径のみを種々変化
させて、その時のプラズマの状態を安定性、均−性等の
観点で評価し、最も安定した状態が得られた場合を◎、
やや安定性、均一性に欠けるものの実用上問題のない場
合をＯ１安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合を
△、全く放電をしなかったり、異常放電等があって実用
的でない場合を×としてランクづけし、第１３表中にそ
れらの評価結果を示した。

これらかられかるように、比較的大きな内直径まで安定
して、均一なマイクロ波プラズマが形成されることがわ
かる。

なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、、５ｍ／ｓｉｎの搬送速度で搬送している時でも
特に変化は認められなかった。

２１〜２４ 実験例１１，１８．３０及び３７において、第４表に示
したマイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変
えず第１４表に示すように圧力のみを種々変化させて、
その時のプラズマの状態を安定性、均−性等の観点で評
価し、最も安定した状態が得られた場合を◎、やや安定
性、均一性に欠けるものの実用上問題のない場合をＯ２
安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合をΔ、全く
放電をしなかったり、異常放電等があって実用的でない
場合を×としてランクづけし、第１４表中にそれらの評
価結果を示した。

これらかられかるように、比較的広い圧力範囲において
安定して、均一なマイクロ波プラズマが形成されること
がわかる。

なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、、５ｍ／ｓｉｎの搬送速度で搬送している時でも
特に変化は認められなかった。

ゝ・　　２５〜２８ 実験例１１，１８．３０及び３７において、第４表に示
したマイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変
えず第１５表に示すようにマイクロ波電力のみを種々変
化させて、その時のプラズマの状態を安定性、均−性等
の観点で評価し、最も安定した状態が得られた場合を◎
、やや安定性、均一性に欠けるものの実用上問題のない
場合をＯ２安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合
をΔ、全く放電をしなかったり、異常放電等があって実
用的でない場合を×としてランクづけし、第１５表中に
それらの評価結果を示した。

これらかられかるように、比較的広いマイクロ波電力範
囲において安定して、均一なマイクロ波プラズマが形成
されることがわかる。

なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、、５ｍ／ｓｉｎの搬送速度で搬送している時でも
特に変化は認められなかった。

八−２９〜３２ 実験例１、１８．３０及び３７において、第４表に示し
たマイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変え
ず第１６表に示すようにＬ４のみを種々変化させて、そ
の時のプラズマの状態を安定性、均−性等の観点で評価
し、最も安定した状態が得られた場合を◎、やや安定性
、均一性に欠けるものの実用上問題のない場合をＯ１安
定性、均一性に欠は実用上問題のある場合をΔ、全く放
電をしなかったり、異常放電等があって実用的でない場
合を×としてランクづけし、第１６表中にそれらの評価
結果を示した。

これらかられかるように、Ｌ４がマイクロ波の波長のほ
ぼ１／２波長以下の範囲において安定して、均一なマイ
クロ波プラズマが形成されることがわかる。

なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、、５ｍ／ｓｉｎの搬送速度で搬送している時でも
特に変化は認められなかった。

３３〜３６ 実験例１、１８．３０及び３７において、第４表に示し
たマイクロ波プラズマ放電条件のうち、他の条件は変え
ず第１７表に示すように湾曲形状の内直径のみを種々変
化させて、その時のプラズマの状態を安定性、均−性等
の観点で評価し、最も安定した状態が得られた場合を◎
、やや安定性、均一性に欠けるものの実用上問題のない
場合をＯ１安定性、均一性に欠は実用上問題のある場合
を△、全く放電をしなかったり、異常放電等があって実
用的でない場合を×としてランクづけし、第１７表中に
それらの評価結果を示した。

これらかられかるように、内直径が分離手段の直径のほ
ぼ５倍の寸法までの範囲において安定して、均一なマイ
クロ波プラズマが形成されることがわかる。

なお、これらの結果は前記帯状部材が静止している場合
でも、、５ｍ／ｍ１１１の搬送速度で搬送している時で
も特に変化は認められなかった。

六　　　３７〜４０ 実験例１及び３７において、マイクロ波領域閉じ込め用
のパンチングボードを５ＵＳ３１６Ｌ製の薄板の表面に
アルミナ溶射を行ったものに変えた以外は、他の放電条
件は変えず、プラズマの安定性等について同様Ｑ評価を
行ったところ、いずれも特に差異は認められなかった。

叉履植未生量！ 本発明の方法及び装置において、マイクロ波プラズマの
安定性、均−性等は、例えばマイクロ波アプリケーター
の種類及び形状、成膜時の成膜室内の圧力、マイクロ波
電力、マイクロ波プラズマの閉じ込めの程度、放電空間
の体積及び形状等種々のパラメーターが？３［雑にから
み合って維持されているので、単一のパラメーターのみ
で最適条件を求めるのは困難であるが、本実験結果より
、おおよそ次のような傾向及び条件範囲が判った。

圧力に関しては、好ましくは１〜３ｍＴｏｒｒ乃至２０
０〜５００ｍＴｏｒｒ　、より好ましくは３〜１０ｍＴ
ｏｒｒ乃至１００〜２００ｍＴｏｒｒであることが判っ
た。マイクロ波電力に関しては、好ましくは３００〜７
００Ｗ乃至３０００〜５０００Ｗ、より好ましくは３０
０〜７００Ｗ乃至１５００〜３０００Ｗであることが判
った。更に、湾曲形状の内直径に関しては、分離手段の
外周壁のマイクロ波プラズマ領域に曝される長さの好ま
しくは５倍程度、より好ましくは４倍程度の範囲に条件
設定されることによってほぼ安定して、均一なマイクロ
波プラズマが維持されることが判った。

また、マイクロ波プラズマ領域からのマイクロ波エネル
ギーの漏れ量が大きくなるとプラズマの安定性を欠くこ
とが判り、帯状部材の湾曲端及び分離手段のいずれかで
形成される隙間は好ましくはマイクロ波の１／２波長以
下、より好ましくは１／４波長以下に設定されることが
望ましいことが判った。

以後、これらの条件範囲を参考に製造実験を行うことと
した。

〔製造例） 以下、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を用いて
の具体的製造例を示すが、本発明はこれらの製造例によ
って何ら限定されるものではない。

袈遣拠上 装置例１２で示した連続式マイクロ波プラズマＣＶＤ装
置を用い、アモルファスシリコン膜の連続堆積を行った
。なお、マイクロ波アプリケーターは嵐１３のタイプの
ものを用いた。

まず、基板送り出し機構を有する真空容器７０１に、十
分に脱脂、洗浄を行ったＳ　ＬＩ　Ｓ　Ａ　３０ＢＡ製
帯状基板（幅６０１×長さ１００ｍｘ厚さ０．２■１）
の巻きつけられたボビン７０３をセントし、該帯状部材
ｌｏｔをガスゲート７２１及び隔離容器４００中の搬送
Ｊａ横を介して、更にガスゲート７２２を介し、Ｍ　Ｍ
ｉＳき取り機構を有する真空界２％　７０２まで通し、
たるみのない程度に張力調整を行った。帯状部材の湾曲
形状等の条件を第１８表に示した。

そこで、各真空容器７０１，７０２及び隔離容器４００
を不図示のロータリポンプで荒引きし、次いで不図示の
メカニカルブースターポンプを起動させ１０”Ｔｏｒｒ
付近まで真空引きした後、更に温度制御機構１０６４０
７を用いて、基板表面温度を２５０℃に保持しつつ、不
図示の油拡散ポンプ（パリアン類Ｈ３−３２）にて５　
Ｘ　ｌ　Ｏ−’Ｔ　ｏｒｒ以下まで真空引きした。

十分に脱ガスが行われた時点で、ガス導入管１１２より
、５ｉＩｎ６００ｓｅｃ鴎、５ｉＦａ　１０ｓｃｃｍ。

Ｈａ　５０ｓｃｃｖａを導入し、前記油拡散ポンプに取
り付けられたスロットルバルブの開度を調整して成膜室
７２３内の圧力を９ｍＴｏｒｒに保持した。この時、隔
離容器４００内の圧力はｌ、　５　ｍ　Ｔｏｒｒであっ
た。圧力が安定した所で、不図示のマイクロ波電源より
、実効パワーで、８ｋＷのマイクロ波をアプリケーター
３０１より放射させた。直ちに、導入された原料ガスは
プラズマ化し、マイクロ波プラズマ領域を形成し、該マ
イクロ波プラズマ領域は搬送用リング１０４．１０５の
側面に取り付けられた金網５０１，５０１’　　（線径
ｌＵ、間隔５−１）から真空容器側に漏れ出ることはな
く、また、マイクロ波の漏れも検出されなかった。

そこで、支持・搬送用ローラー１０２．１０３及び支持
・搬送用リング１０４．１０５　（いずれも駆動機構は
不図示）を起動し、前記帯状部材１０２の搬送スピード
が、５　ｍ　／ｌ１ｉｎとなるように制御した。

なお、ガスゲー）７２１，７２２にはゲートガス導入管
７１６，７１７よりゲートガスとしてＨ８ガスを５０ｓ
ｅｃ−流し、排気孔７１８．７１８より不図示の油拡散
ポンプで排気し、ガスゲート内圧は１ｍＴｏｒｒとなる
ように制御した。

搬送を開始してから３０分間、連続して堆積膜の形成を
行った。なお、長尺の帯状部材を用いているため、本製
造例の終了後、引き続き他の堆積膜の形成を実施し、す
べての堆積終了後、前記帯状部材を冷却して取り出し、
本製造例において形成された帯状部材上の堆ＭｉＩ１２
膜厚分布を幅方向及び長平方向について測定したところ
５％以内に納まっており、堆積速度は平均１１０　Ａ　
／ｓｅｃであった。また、その一部を切り出し、ＦＴ−
ＩＲ（パーキン・エルマー社製１７２０Ｘ）を用い反射
法により赤外吸収スペクトルを測定したところ、２００
０ｃｍ−’及び６３０ｅｓ−’に吸収が認められａ−３
ｉ：Ｈ：ＦＷ４に特有の吸収パターンであった。

更に、ＲＨＥＥＤ　（Ｊ　ＥＭ−１００ＳＸ、日本電子
製）により膜の結晶性を評価したところ、ハローで、非
晶質であることが判った。また、金属中水素分析計（Ｅ
ＭＧＡ−１１００、堀場製作所製）を用いて膜中水素量
を定量した所２２±２ａＬｏｓｉｃ％であった。

１１班１ 製造例工において実施した堆積膜形成工程にひき続き、
用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器４００の内圧を
５　Ｘ　Ｉ　Ｑ−”Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、
ガス導入管１１２より、ＳｉＨ，１５０９ＣＣＩＩ、　
Ｇ　　ｅ　　Ｈａ　　１　２　０ｓｃｃｓ〜　Ｓ　　ｉ
　　Ｆａ　５ｓｃｃｍ、　Ｈ蹴３０ｓｃｃ＋ｍを導入し
、成膜室７２３の内圧を１５ｍＴｏｒｒに保持し、マイ
クロ波アプリケーターを＆１１とし、マイクロ波電力を
、ｏｋＷとした以外は同様の堆積膜形成条件でアモルフ
ァスシリコンゲルマニウム膜の連続堆積を行った。

本製造例及び他の製造側終了後、帯状部材を冷却して取
り出し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布
を幅方向及び長平方向について測定した所、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均４８人／ｓｅｃであった
。

また、その一部を切り出し、ＦＴ−ｉＲ（パーキン・エ
ルマー社製１７２０Ｘ）を用い反射法により赤外吸収ス
ペクトルを測定したところ、２０００ｃ１１−’、１８
８０ｅａ−’及び６３０ｃｍ−’に吸収が認められａ−
５ｉＧｅ：ｆ（：ＦＭに特有の吸収パターンであった。

更に、ＲＨＩＥＥＤ　（ＪＥｉ：Ｍ−１００ＳＸ、日本
電子類）により膜の結晶性を評価したところ、ハローで
、非晶質であることが判った。また、金属中水製分析計
（ＥＭＣＡ−ｔｔｏｏ、堀場製作所製）を用いて膜中水
素量を定量した所１６±２ａｔｏｍｉｃ％であった。

ｌ産糎主 製造例１において実施した堆積膜形成工程にひき続き、
用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器４００の内圧を
５　Ｘ　Ｉ　Ｑ−’Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、
ガス導入管１０５より、５ｔＨ４２８０ＩＣＣＩＩ％　
ＣＨａ　４０ｓｃｃｍＳＳｉＦｎ　５ｓｃｃｍ、Ｈ＊　
５０ｓｃｃｍを導入し、成膜室７２３の内圧を２５ｍＴ
ｏｒｒに保持した以外は同様の堆積膜形成条件でアモル
ファスシリコンカーバイド膜の連続堆積を行った。

本製造例及び他の製造側終了後、帯状部材を冷却して取
り出し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布
を幅方向及び長手方向について測定した所、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均５４人／ｓｅｃであった
・ また、その一部を切り出し、ＦＴ−ＩＲ（パーキン・エ
ルマー社製１７２０Ｘ）を用い、反射法により赤外吸収
スペクトルを測定したところ、２０８０ｃｍ−’、１２
５０ｃｍ−’、９６０ｃｍ−’、　７７　Ｔｅｌｍ−’
及び６６０ｅ１１−’に吸収が認められａ　−Ｓ　ｉ、
　Ｃ：ＩＩ：ＦＩＩＱに特有の吸収パターンであった。

更に、ＲＨＩＥＥＤ　（ＪＥＭ−１００ＳＸ、　８本電
子製〉により膜の結晶性を評価したところ、ハローで、
非晶質であることが判った。また、金属中水製分析計（
ＥＭＣ；Ａ−１１００、堀場製作所製）を用いて膜中水
素量を定量した所１２±２ａｔｏｍｉｃ％であった。

製産斑↓ 製造例１において実施した堆積膜形成工程にひき続き、
用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器４００の内圧を
５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、ガ
ス導入管１０５より、Ｓｉ、Ｈ４２５０ｓｃｃ、ｍ−、
Ｂ　Ｆ３（３０００ｐｐｍ　）［を希釈）５０ｓｃｃａ
、Ｓ　ｉ　Ｆａ　４５ｓｅｃｍ、Ｈｚ　５０ｓｅｃｍを
導入し、成膜室７２３の内圧を２０ｍＴｏｒｒに保持し
、マイクロ波アプリケーターを寛３とし、マイクロ波電
力を３．　Ｏｋ　Ｗにした以外は同様の堆積膜形成条件
でｐ型のＷｌ、結晶シリコン膜の連続堆積を行った。

本製造例及び他の製造側終了後、帯状部材を冷却して取
り出し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布
を幅方向及び長手方向について測定した所、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均４２人／ｓｅｃであった
。

また、その一部を切り出し、ＦＴＩＲ（パーキン・エル
マー社製１７２０Ｘ）を用い反射法により赤外吸収スペ
クトルを測定したところ、２１００値°１及び６３０Ｃ
１ｌ−’に吸収が認められμｃ−ｓｉ：ｔ−ｉ：Ｆ膜に
特有の吸収パターンであった。更に、Ｒ１（ＥＥＤ　（
Ｊ　ＥＭ−１００ＳＸ。

日本電子類）により膜の結晶性を評価したところ、リン
グ状で、無配向の多結晶質であることが判った。また、
金属中水製分析計（ＥＭＧＡ−１１００、堀場製作所製
）を用いて膜中水素量を定量した所５±１　ａｔｏｍｉ
ｃ％であった。

皇１已１１ 製造例１において実施した堆積膜形成工程にひき続き、
用いた原料ガスの導入を止め、隔離容器４００の内圧を
５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、ガ
ス導入管１０５より、ＳｉＨ４３６０ｓＳｉＨ４３６０
ｓｃ％Ｈ２希釈）　３０３ＣＣＩＩ％　５ｉＦｎ５ＳＣ
ＣＮ、、）ｌ　≧２０　ｓｅｃｍを導入し、成膜室７２
３の内圧を１２ｍＴｏｒｒに保持し、マイクロ波電力を
、２ｋＷとした以外は同様の堆積膜形成条件でｎ型のア
モルファスシリコン膜の連続堆積を行った。

本製造例及び他の製造側終了後、帯状部材を冷却して取
り出し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布
を幅方向及び長手方向について測定した所、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均６５人／ｓｅｅであった
。

また、その一部を切り出し、ＦＴ−ＩＲ（パーキン・エ
ルマー社製２７２ＱＸ）を用い反射法により赤外吸収ス
ペクトルを測定したところ、２０００ｃｍ−’及び６３
０ｃｍ−’に吸収が認められ、ａ−３ｔ：Ｈ：Ｆ膜に特
有の吸収パターンであった、更に、ＲＨＥＥＤ　（ＪＥ
Ｍ−１００３Ｘ、日本電子型）により膜の結晶性を評価
したところ、ハローで、非晶質であることが判った。ま
た、金属中水素分析計（ＥＭＧＡ−１１００、堀場製作
所製）を用いて膜中水素量を定量したところ２０±２．
１Ｌｏ積ｉｃ％であった。

盟遺舅■ 製造例１において、５ｔＪＳ４３０ＢＡ製帯状基板のか
わりに、ＰＵＴ（ポリエチレンテレフタレ−））！！帯
状部材１０１（幅５ＱｃｍＸ長さ１００ｍＸＪ￥さ０．
８ｍｍ）を用い、基板表面温度を２２０℃とした以外は
、全く同様の操作にてアモルファスシリコン膜の連続堆
積を行った。

帯状部材を冷却後取り出し、まず、膜厚分布を幅方向及
び長平方向について測定した所５％以内に納まっており
、堆積速度は平均１０５λ／ｓｅｅであった。また、そ
の一部を切り出し、ＦＴ−ＩＲ（パーキン・エルマー社
製１７２０Ｘ）を用い、リファレンス透過法により赤外
吸収スペクトルを測定したところ、２０００ｃｍ−’及
び６３０ｃｍ−’に吸収が認められ、ａ−３ｉ：Ｈ：Ｆ
膜に特有の吸収パターンであった。また、２０００ｃｏ
＋−’付近の５ｉ−１（に帰属される吸収から膜中水素
量を定量したところ、２４±２ａｔｏｍｉｃ％であった
。

更に、ＲＩＩＥＥＤ　（ＪＥＭ−１００ＳＸ、日本電子
製）により、膜の結晶性を評価したところ、ハローで、
非晶質であることが判った。

また、他の２０箇所の部分をランダムに切り出し、それ
ぞれについてＡＩｌ製＜Ｌ型ギヤツブ電極（幅２５０μ
ｍ、長さ５龍）を砥抗加熱蒸着法にて蒸着し、ＡＭ−１
光（１００ｍｗ／ａシ）照射下での光電流値、及びＩＩ
Ｑ中での暗電流値を１ｌＰ４１４０Ｂを用いて測定し、
明導電率σｐ（Ｓ／ｃｍ）、及び暗導電率σｄ（Ｓ／ｃ
＠）を求めたところ、それぞれ（６，０±０．５）Ｘ　
１０”ＳＳ／（Ｊ及び（２，０±０．５）×１０″′１
Ｓ／ｃＩｌの範囲内に納まっていた。

袈遺糎工 本製造例においては、第１０図の断面横弐図に示す層構
成のショットキー接合型ダイオードを第７図に示す装置
を用いて、作製した。

ここで、１００１は基板、１００２は下部電極、１００
３はｎ゛型半導体層、１００４はノンドープの半導体層
、１００５は金属石、１００６．１００７は電流取り出
し用端子である。

まず、製造例１で用いたのと同様の５ＵＳ４３０ＢＡ製
帯状部材１０１を連続スパッタ装置にセットし、Ｃｒ（
９９，９８％）電極をターゲットとして用いて、１５０
０人のＣｒ薄膜を堆積し、下部電極１００２を形成した
。

ひき続き、該帯状部材１０１を装置例１２で示した第７
図の連１硫堆積膜形成装置の真空容器７０１中の送り出
し用ボビン７０３にセットし、Ｃｒ薄膜の堆積された面
を下側に向けた状態で隔離容器４００を介して、真空容
器７０２中の巻き取り用ボビン７０４にその端部を巻き
つけ、たるみのないよう張力調整を行った。

なお、本製造例における基板の湾曲形状等の条件は第１
３表に示したのと同様とし、マイクロ波アプリケーター
は製造例１と同様の１１ｈ１３のタイプのものを用いた
。

その後、不図示の排気ポンプにて、各真空容器の排気管
７０９，７１０．７１１を介して、製造例１と同様の荒
引き、高真空引き操作を行った。

この時、基板表面温度は２５０℃となるよう、温度制御
機構１０６４０７により制御した。

十分に脱ガスが行われた時点で、ガス導入管１１２より
、５ｉＨａ　　３５０ｍｍｃｍ、、５ｉＦｎ　　５ｓｃ
ｃｖＡｓＰ　ＩＩ　３　／　ｌ（ｚ　（４％ｌ■、希釈
）　６０ｓｃｃ＋ａ、　ｌｉｔ　３０３ＣＣＮ１を導入
し、スロットルバルブ７０９の開度を調整して、成膜室
７２３の内圧を１２ｍＴｏｒｒに保持し、圧力が安定し
たところで、直ちに不図示のマイクロ′ａ電源より２．
０ｋＷのマイクロ波をアプリケーター３０１より放射さ
せた。プラズマが生起したと同時に搬送を開始し、５５
ｃｍ／ｗｉｎの搬送スピードで図中左側から右側方向へ
搬送しつつ５分間の堆積操作を行った。これにより、ｎ
・半導体［１００３としてのｎ　４型ａ−３ｉ　：　ｌ
−１：Ｆ膜が下部電極１００２上に形成される。

なお、この間ガスゲート７２、　、７２２にはゲートガ
スとしてＨ２を５０ｓｅｃｍ流し、排気孔７１８より不
図示の排気ポンプで排気し、ガスゲート内圧は２ｍＴ＋
）ｒｒとなるように制御した。

マイクロ波の供給及び原料ガスの導入を止め、また、帯
状部材１０１の搬送を止めてから隔離容器４００の内圧
を５　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、
再びガス導入管より、５ｉＨｎ３５０ＳＣＣＩＷ％　５
ｔＦ４１０ｓｃｃｍ、Ｈｚ　　５０ｓｃｃｍを導入し、
スロットルバルブ７０９の開度を羽整して、成膜室７２
３の内圧を＄　ｍ　’ｌ”　ｏｒｒに保持し、圧力が安
定したところで、直ちに不図示のマイクロ波電源より、
８ｋＷのマイクロ波をアプリケーター３０１より放射さ
せた。プラズマが生起したのと同時に搬送を開始し、６
０ｍ／＋ｍｉｎの搬送スピードで図中右側から左側方向
へ逆転搬送しつつ、５．５分間の堆積操作を行った。こ
れにより、ｎ゛型ａ３！：　Ｈ：　Ｆ膜上にノンドープ
の半導体７１１００４としてのａ−３ｉ：Ｈ：Ｆ膜が積
層形成される。

すべての堆積操作終了後、マイクロ波の供給、原料ガス
の供給を止め、帯状部材１０１の搬送を止め、十分に隔
離容器４００内の残留ガスの排気を行い、帯状部材を冷
却後取り出した。

該帯状部材の１０箇所をランダムにφ５鶴のパーマロイ
製マスクを密着させ、金属層１００５としてのＡ　ｕ　
ｉ’ｊｉ膜を電子ビーム蒸着法にて８０人蒸着した。続
いて、ワイヤボンダーにて電流取り出し用端子１００６
．１００７をボンディングし、ＨＰ　４１４０１３を用
いてダイオード特性を評価した。

その結果、ダイオード因子ｎ　＝　、１±０．０５、±
ＩＶでの整流比約６桁と良好なダイオード特性を示した
。

盃遺■工 本製造例においては、第１１図（Ａ）の断面模式図に示
す層構成のｐｉｎ型光起電力素子を第８図に示す装置を
用いて作製した。

該光起電力素子は、基板１１０１上に下部電極１１０２
、ｎ型半導体層ｌ１０３、ｉ型半導体層１１０４、ｐ型
半導体層１１０５、透明電極１１０６及び集電電橋１１
０７をこの順に堆積形成した光起電力素子１１００であ
る。なお、本光起電力素子では透明電極１１０６の側よ
り光の入射が行われることを前提としている。

まず、製造例６で用いたのと同様のＰＥＴ製帯製部状部
材１０１続スパッタ装置にセットし、Ａｇ（９９，９９
％）電極をターゲットとして用いて１０００人のＡｇ薄
膜を、また連続してＺｎ０（９９，９９９％）電極をタ
ーゲットとして用いて１μｍのＺｎＯ３膜をスパッタ蒸
着し、下部電極１１０２を形成した。

ひき続き、該下部電極１００２の形成された帯状部材１
０１を第８図で示した連続堆積膜形成装置に、製造例７
で行ったのと同様の要領でセントした。この時の隔離容
器４００内における基板の湾曲形状等の条件を第１９表
に示す。

また、隔離容器４００−ａ、４００−ｂにおいては、第
２０表に示す堆積膜形成条件でｎ型ａ−３ｉ：Ｉ＋：Ｆ
膜及びｐ″型ｐｃ−３ｉ：Ｈ：Ｆ膜の形成を行った。

まず、真空容器でマイクロ波プラズマを生起させ、放電
等が安定したところで帯状部材１０１を搬送スピード５
４（＾１ｎで図中左側から右側方向へ搬送させ、連続し
て、ｎ、ｉ、ｐ型半導体層を積層形成した。

帯状部材１０１の全長に亘って半導体層を積層形成した
後、冷却後取り出し、更に、連続モジュール化装置にて
４０ａｍ＋Ｘ８０ｃｍの太陽電池モジュールを連続作製
した。

作製した太陽電池モジュールについて、ＡＭｌ、５　（
１００ｍＷ／ｃ＋Ｊ）光照射下にて特性評価を行ったと
ころ、光電変換効率で８．５％以上が得られ、更にモジ
ュール間の特性のバラツキは５％以内に納まっていた。

また、ＡＭ　、５　　（１００ｍＷ／ｃｄ）光の５００
時間連続照射後の光電変換効率の初ｒｕＩ値に対する変
化率を測定したところ１０％以内に納まった。

これらのモジュールを接続して３ｋＷの電力供給システ
ムを作製することができた。

盟遺開主 本製造例では、製造例８で作製したｐｉｎ型光起電力素
子において、ｉ型半導体層としてのａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ膜
のかわりにａ−３ｉＧｅ：Ｈ：Ｆ膜を用いた例を示す。

ａ−３ｉＧｅ：Ｈ：Ｆ膜の形成は、搬送速度を４０（７
）／ｍｉｎとした以外は製造例２で行ったのと同様の操
作及び方法で行い、他の半導体層及びモジエール化工程
は製造例８と同様の操作及び方法で行い、太陽電池モジ
ュールを作製した。

作製した太陽電池モジュールについて、ＡＭｌ、　５　
（１００ｍＷ／ｃｄ）光照射下にて特性評価を行ったと
ごろ、光電変換効率で７．５％以上が得られ、更にモジ
ュール間の特性のバラツキは５％以内に納まっていた。

また、ＡＭｌ、５　　（１００ｍＷ／ｃｊ）光の５００
時間連続照射後の光電変換効率の初期値に対する変化率
を測定したところ１０％以内に納まった。

これらのモジエールを接続して３ｋＷの電力供給システ
ムを作製することができた。

盟１握エエ 本製造例では、製造例８で作製したｐｉｎ型光起電力素
子において、ｌ型半導体層としてのａ−３ｉ　：　１１
　：　Ｆ膜のかわりにａ−３ｉＣ：Ｈ：ＦＪｌｉを用い
た例を示す。

ａ　−Ｓ　：　Ｃ：　Ｈ：　Ｆ膜の形成は、搬送速度を
４２ｃｍ／ｍｉｎとした以外は！ｌ！！ａ例３で行った
のと同様の操作及び方法で行い、他の半導体層及びモジ
ュール化工程は製造例８と同様の操作及び方法で行い、
太陽電池モジュールを作製した。

作製した太陽電池モジエールについて、Ａ　Ｍｌ、　５
　（１００ｍＷ／　ＣＩＪ）光照射下ニテ特性評１ａ　
ヲ行ったところ、光電変換効率で６，５％以上が得られ
、更にモジュール間の特性のバラツキは５％以内に納ま
っていた。

また、ＡＭ　、５　（１００ｍ”ｉＶ／ａＪ）光の５０
０時間連続照射後の光電変換効率の初Ｍ値に対する変化
率を測定したところ１０％以内に納まった。

これらのモジエールを接続して３ｋＷの電力供給システ
ムを作製することができた。

製盈班上上 本製造例では、第１１図＜Ｃ＞に示す層構成の光起電力
素子を作製した。作製にあたっては、第８図に示す装置
において隔離容器４００−ａ。

４００．４００−ｂと同様の構成の隔離容器４００ａ’
　、４００’　、４００−ｂ’　をこの順でガスゲート
を介して更に接続させた装置（不図示）を用いた。

なお、下部素子１１１１は製造例９で、上部素子１１１
２は製造例日で作製したのと同様の層構成とし、各半導
体層の堆積膜作製条件は第２１表に示した。モジエール
化工程は製造例８と同様の操作及び方法で行い、太陽電
池モジュールを作製した。

作製した太陽電池モジュールについて、ＡＭｌ、　５　
　（１００ｍＷ／ｃｄ）光照射下ニテ特性評価ヲ行った
ところ、光電変換効率で１０．２％以上が得られ、更に
モジュール間の特性のバラツキは５％以内に納まってい
た。

また、ＡＭｌ、５　（ｌ　ＯＯｍＷ／ｃｄ）光の５００
時間連続照射後の光電変換効率の初期値に対する変化率
を測定したところ９％以内に納まった。

これらのモジュールを接続して３ｋＷの電力供給システ
ムを作製することができた。

聚遺■上１ 本製造例では、第１１図（Ｃ）に示す層構成の光起電力
素子を作製した。作製にあたっては、第８図に示す装置
において隔離容器４００−ａ。

４００．４０（１−ｂと同様の構成の隔離容器を４００
−ａ’　、４００’　、４００−ｂ’　をこの順でガス
ゲートを介して更に接続させた装置（不図示）を用いた
。

なお、下部素子１１１１は製造例８で、上部素子１１１
２は製造例１０で作製したのと同様の層構成とし、各半
導体層の堆積膜作製条件は第２２表に示した。モジュー
ル化工程は製造例８と同様の操作及び方法で行い、太陽
電池モジュールを作製した。

作製した太陽電池モジュールについて、ＡＭｌ、　５　
（１００ｍＷ／ｃｆｆｌ）光照射下ニテ特性評価ヲ行っ
たところ、光電変換効率で１０．３％以上が得られ、更
にモジュール間の特性のバラツキは５％以内に納まって
いた。

また、ＡＭ、５　（１００ｍＷ／ｃｊ）光の５００時間
連続照射後の光電変換効率の初期値に対する変化率を測
定したところ９％以内に納まった。

これらのモジュールを接続して３ｋＷの電力供給システ
ムを作製することができた。

盟遺尿上１ 本製造例では、第１１図（Ｄ）に示す層構成の光起電力
素子を作製した。作製にあたっては、第８図に示す装置
において隔離容器４００−ａ。

４００．４００−ｂと同様の構成の隔離容器４００−ａ
’　、４００’　、４００−ｂ’　、４００−ａ”４０
０’、４００−ｂ”をこの順でガスゲートを介して更に
接続させた装置（不図示）を用いた。

なお、下部素子１１２０は製造例９°で、中間素子１１
２１は製造例８、上部素子１１２３は製造例工０で作製
したのと同様の層構成とし、各半導体層の堆積膜作製条
件は第２３表に示した。モジュール化工程は製造例日と
同様の操作及び方法で行い、太陽電池モジエールを作製
した。

作製した太陽電池モジュールについて、ＡＭ１、５　（
Ｌ　ＯＯｍＷ／ｃ４）光照射下にて特性評価を行ったと
ころ、光電変換効率で１０．５％以上が得られ、更にモ
ジュール間の特性のバラツキは５％以内に納まっていた
。

また、ＡＭ、５　（１００ｍＷ／ｃｉ）光の５００時間
連続照射後の光電変換効率の初！ＩＩＩ値に対する変化
率を測定したところ８．５％以内に納まった。

これらのモジュールを接続して３ｋＷの電力供給システ
ムを作製することができた。

く以下余白） 第 表 第 表 第 ３ 表 第 表 第 表 第 ７ 表 第 表 第 １２ 表 放電せず １１ｍ１放電チラッキ有り 第 ３ 表 ！）放電チラッキ有り 第 ５ 表 峠　放電のチラッキ有 Ｏ）異常放電有 第 １６ 表 １隻　放電のチラッキ有り、マイクロ波の漏れ有−）マ
イクロ波の漏れ大 第 ９ 表 第 ７ 表 第 Ｂ 表 第 加 表 ＊）膜厚微調整用の基板カバーを湾曲形状内に（嘩入【
発明の効果の４！１要〕 本発明の方法によれば、成膜空間の側壁を構成する帯状
部材を連続的に移動せしめると共に、前記成膜空間の側
壁を構成する帯状部材の幅方向に、マイクロ波の進行方
向に対して垂直な一方向に指向性をもたせて均一にマイ
クロ波エネルギーを放射又は伝達せしめるマイクロ波ア
プリケーター手段を具備させ、前記成膜空間内にマイク
ロ波プラズマを閉じ込めることによって、大面積の機能
性堆積膜を連続して、均一性良く形成することができる
。

本発明の方法及び装置により、マイクロ波プラズマを前
記成膜空間内に閉じ込めることにより、マイクロ波プラ
ズマの安定性、再現性が向上すると共に堆積膜形成用原
料ガスの利用効率を飛躍的に高めることができる。更に
、前記帯状部材を連続して搬送させることによって、湾
曲の形状、長さ、及び搬送スピードを種々変化させるこ
とによって任意の膜厚の堆積膜を大面積に亘り均一性よ
（、連続して堆積形成できる。

本発明の方法及び装置によれば、比較的幅広で、且つ長
尺の帯状部材の表面上に連続して均一性良く機能性堆積
膜を形成できる７従って、特に大面積太陽電池の量産Ｒ
さし、て好適に用いることができる。

また、放電を止めることなく、連続して堆積膜が形成で
きるため、積層型デバイス等を作製するときには良好な
界面特性が得られる。

また、低圧下での堆Ｎ１膜形成が可能となり、ポリシラ
ン粉の発生を抑えられ、また、活性種のポリマリゼーシ
ッン等も抑えられるので欠陥の減少及び、膜特性の向上
、膜特性の安定性の向上等が図れる。

従って、稼動率、歩留りの向上が図れ、安価で高効率の
太陽電池を量産化することが可能となる。

更に、本発明の方法及び装置によって作製された太陽電
池は光１を変換効率が高く、且つ、長期に亘って特性劣
化の少ないものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のマイクロ波プラズマｃｖＤ装置の模
式的概略図である。第２図及び第３図（ａ）乃至（ｄｉ
は、本発明のマイクロ波アプリケーター手段の１既略図
である。第４図は、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ
装置の横断面の模式的概略図である。第５図ｆａ＋、　
（ｂ）は本発明における帯状部材の搬送ｌａ横の側断面
図を模式的に示した図である。 第６図は、本発明におけるガスゲート手段の圧力勾配を
模式的に示した図である。第７図乃至第９図は、本発明
の連続式マイクロ波プラズマＣＶＤ装置の１例の全体概
略図である。第１０図は、本発明において作製されたシ
ヲントキー接合型ダイオードの断面模式図である。第１
１図（Ａ）乃至（Ｃ１）は、本発明において作製された
ｐｉｎ型光起電力素子（シングル、タンデム、トリプル
）の断面模式図である。第１２図（ｉ）乃至（Ｘ）は、
帯状部材の処理方法を説明するための図である。 第１乃至１２図について、 １０１・・・帯状部材、 １０２．１０３・・・支持・搬送用ローラー１０４．１
０５・・・支持・搬送用リング、１０６．１０７・・・
温度制御機構、 １０８・・・マイクロ波アプリケーター１０９・・・分
離手段、 １１０．４１６・・・金属筒、 １１１・・・金網、１１２・・・ガス導入管、１１３・
・・マイクロ波プラズマ領域、１１４．１１５・・・マ
イクロ波漏洩防止用金網、２０、３０１・・・マイクロ
波アプリケーター２０２．３０２・・・円形導波管、２
０３・・・末端部、２０４．２０５，２０６．２０７，
２０８．３０４＝＝・孔、３０３・・・開口端、３０５
・・・連結部、３０６・・・シャッター、３０７・・・
溝、３０８・・・固定用ビン、３０９・・・絶縁体、４
００・・・隔離容器、 ４０、４０２・・・固定用フランジ、 ４０３・・・方形、円形変換用導波管、４０４．４１１
・・・連結フランジ、 ４０５．４１２・・・開口部、 ４０６．４０７，４１３．４Ｌ４・　０リング、４０８
゜４！５・・・冷却用溝、４０９・・・開口端部、１１
０，４１７・・・アース用フィンガー４１８・・・連結
板、４１９・・・排気孔、４２０・・・接続フランジ、
４２１・・・方形轟波管、５０、５０１’、５０２，５
０２’　・・・金網、７０、７０２，９０１，９０２−
・・真空容器、７０３・・・送り出し用ボビン、 ７０４・・・巻き取り用ボビン、 ７０５、　７０６＝−Ｒ送用０−　ラ−７０７，７０８
，７０９・・・スロットルバルブ、７１０．７１１，７
１８，７１９．７２０・・・排気孔、７１２．７１３・
・・温度調整機構、 ７１４．７１５・・・圧力計、 ７１６．７１７，８０５，８０６．８０７，８０８・・
・ゲートガス導入管、 ７２、７２２，８０、１１１０２．８０３．８０４−・
・ガスゲート、７２３・・・成膜室、 ８０９．８１０，８１１，８１２・・・ゲートガス排気
管、９０３．９０４・・・カソード電極、 ９０り、９０６・・・ガス導入管、 ９０７．９０８・・・ハロゲンランプ、９０９．９１０
・・・アノード電極、 ９１、９１２・・・排気管、 １００、１１０１・・・支持体、 １００２．１１０２・・・下部電橋、 １００３．１１０３．、１０８．１１１４．１、１７・
・・ｎ型半導体層、 １００４．１１０４，１１０９，１１１５．１１１８・
・・ｉ型半導体層、１００５・・・金属層、１００６．
１００７・・・電流取り出し用端子、１１００．１１０
０’、１１１１，１１１２゜１１２０．１１２１，、１
２３−ａｐｉｎ接合型光起電力素子、 １１０５．１１１０．１１１６．１１１９・・・ｐ型半
導体層、１１０６・・・上部電橋、 ！１０７・・・集電電極、１１１３・・・タンデム型光
起電力素子、１１２４・・・トリプル型光起電力素子、
１２０１ａ・・・帯状部材処理室（Ａ）、１２０１ｂ・
・・帯状部材処理室（Ｂ）、！２０２．１２０３，１２
０４，１２０５．１２０６・・・帯状部材、１２０７為
、１２０７ｂ・・・ローラー１２０８ａ。 １ ２０８　ｂ−・・切断刃、１２０９ａ １２０９ｂ・・・溶接治具、 １２１０ ２１ １２１２．１２１３・・・接続手段。 第２図 χ２ 第 図 （ａ） 第 ３ 図 （ｂ） 第 図 （Ｃ） 第 図 （ｄ） 第 囚 （ａ） ５０１（５０１’） 第 ５ 図 （ｂ） ５０２（５０２’） 第 １′／ｊ （ａ） 高 低 第６図（ｂ） 川 第１０図 １００６ 第１１ 図 ＣＡ） 第 ｉ１図 （Ｄ） 第１１ 図（Ｂ） 第 １１図（Ｃ） １０７ 第 ２ 因 （その１） 第　１２　図　（その２） 第　１２　図（その３）

Claims (43)

【特許請求の範囲】
1. （１）長手方向に帯状部材を連続的に移動せしめながら
   、その中途で前記移動する帯状部材を側壁とする柱状の
   成膜空間を形成し、 該成膜空間内にガス供給手段を介して堆積膜形成用原料
   ガスを導入し、 同時に、マイクロ波エネルギーをマイクロ波の進行方向
   に対して垂直な一方向に指向性をもたせて放射又は伝達
   させるようにしたマイクロ波アプリケーター手段より、
   該マイクロ波エネルギーを放射又は伝達してマイクロ波
   プラズマを前記成膜空間内で生起せしめ、 該マイクロ波プラズマに曝される前記側壁を構成し連続
   的に移動する前記帯状部材の表面上に堆積膜を形成せし
   めることを特徴とするマイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
   り大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
2. （２）前記移動する帯状部材の中途において、湾曲開始
   端形成手段と湾曲終了端形成手段とを用いて、前記湾曲
   開始端形成手段と前記湾曲終了端形成手段との間に前記
   帯状部材の長手方向に間隙を残して該帯状部材を湾曲さ
   せて前記成膜空間の側壁を形成する請求項１に記載の大
   面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
3. （３）前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成手
   段との間に前記帯状部材の長手方向に残された間隙より
   マイクロ波エネルギーを前記成膜空間内に放射又は伝達
   させる請求項２に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的
   に形成する方法。
4. （４）前記帯状部材を側壁として形成される柱状の成膜
   空間の両端面のうちいずれか一方より、前記成膜空間内
   に前記マイクロ波アプリケーター手段を突入させてマイ
   クロ波エネルギーを前記成膜空間内に放射又は伝達させ
   る請求項２に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形
   成する方法。
5. （５）前記マイクロ波アプリケーター手段より放射又は
   伝達されるマイクロ波エネルギーを、前記成膜空間と前
   記アプリケーター手段との間に設けられたマイクロ波透
   過性部材を介して前記成膜空間内に放射又は伝達させる
   請求項１に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的に形成
   する方法。
6. （６）前記マイクロ波透過性部材には接触させない範囲
   で、前記マイクロ波アプリケーター手段を前記帯状部材
   の幅方向とほぼ平行となるように近接させて配設し、前
   記柱状の成膜空間内にマイクロ波エネルギーを放射又は
   伝達させるようにする請求項５に記載の大面積の機能性
   堆積膜を連続的に形成する方法。
7. （７）前記マイクロ波アプリケーター手段からは、前記
   帯状部材の幅方向とほぼ同じ長さに均一なマイクロ波エ
   ネルギーを放射又は伝達させる請求項６に記載の大面積
   の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
8. （８）前記マイクロ波アプリケーター手段を、前記マイ
   クロ波透過性部材を介して、前記成膜空間内に生起する
   マイクロ波プラズマから分離させる請求項７に記載の大
   面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法。
9. （９）前記柱状の成膜空間内に放射又は伝達されたマイ
   クロ波エネルギーが、前記成膜空間外へ漏洩しないよう
   にする請求項１に記載の大面積の機能性堆積膜を連続的
   に形成する方法。
10. （１０）連続して移動する帯状部材上にマイクロ波プラ
    ズマＣＶＤ法により大面積の機能性堆積膜を連続的に形
    成する装置であって、 前記帯状部材をその長手方向に連続的に移動させながら
    、その中途で湾曲させるための湾曲部形成手段を介して
    、前記帯状部材を側壁にして形成され、その内部を実質
    的に真空に保持し得る柱状の成膜室を有し、 前記成膜室内にマイクロ波プラズマを生起させるための
    、マイクロ波エネルギーをマイクロ波の進行方向に対し
    て垂直な一方向に指向性をもたせて放射させるようにし
    たマイクロ波アプリケーター手段と、 前記マイクロ波アプリケーター手段から、マイクロ波の
    進行方向に対して垂直な一方向に指向性をもって放射さ
    れるマイクロ波エネルギーを、前記成膜室内に透過せし
    め、且つ、該マイクロ波エネルギーによって前記成膜室
    内に生起したマイクロ波プラズマから前記マイクロ波ア
    プリケーターと手段を分離するための分離手段と、 前記成膜室内を排気する排気手段と、 前記成膜室内に堆積膜形成用原料ガスを導入するための
    手段と、 前記帯状部材を加熱及び／又は冷却するための温度制御
    手段とを備えていて、 前記帯状部材の前記マイクロ波プラズマに曝される側の
    表面上に、連続して堆積膜を形成するようにしたことを
    特徴とする機能性堆積膜の連続形成装置。
11. （１１）前記湾曲部形成手段を、少なくとも一組以上の
    、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段とで構成し
    、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成手段と
    を、前記帯状部材の長手方向に間隙を残して配設する請
    求項１０に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
12. （１２）前記湾曲部形成手段が、少なくとも一対の支持
    ・搬送用ローラーと支持・搬送用リングとで構成され、
    前記一対の支持・搬送用ローラーは前記帯状部材の長手
    方向に間隙を残して平行に配設されている請求項１１に
    記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
13. （１３）前記分離手段を、前記湾曲開始端形成手段と前
    記湾曲終了端形成手段との間に残された間隙にほぼ平行
    に近接させ、且つ、前記成膜室の外側に配設した請求項
    １１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
14. （１４）前記分離手段を、前記帯状部材を側壁とした柱
    状の成膜室の両端面のうちいずれか一方より、前記成膜
    室内に前記帯状部材の幅方向とほぼ平行に突入させた請
    求項１１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
15. （１５）前記分離手段がほぼ円筒形である請求項１０に
    記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
16. （１６）前記分離手段がほぼ半円筒形である請求項１０
    に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
17. （１７）前記マイクロ波アプリケーター手段を、前記分
    離手段の周壁から隔てて、且つ、前記分離手段の内部に
    包含されるように配設した請求項１０に記載の機能性堆
    積膜の連続形成装置。
18. （１８）前記分離手段には、冷却手段が設けられている
    請求項１０に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
19. （１９）前記冷却手段は、前記分離手段の内周面に沿っ
    て流れる空気流である請求項１８に記載の機能性堆積膜
    の連続形成装置。
20. （２０）前記冷却手段は、前記分離手段の内部に配設さ
    れ前記分離手段との間に冷却媒体を流すことが出来る導
    管構造とすべく、前記分離手段と同心状に構成される請
    求項１８に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
21. （２１）前記マイクロ波アプリケーター手段はマイクロ
    波伝送用導波管であり、該導波管には、その長手方向に
    ほぼ均一にマイクロ波エネルギーをマイクロ波の進行方
    向に対して垂直な一方向に指向性をもたせて放射するた
    めに、実質的に方形の孔が開けられている請求項１０に
    記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
22. （２２）前記方形の孔は、前記導波管の片面に少なくと
    も１つ以上開けられており、この孔よりマイクロ波が放
    射される構造とする請求項２１に記載の機能性堆積膜の
    連続形成装置。
23. （２３）前記方形の孔を複数開ける場合には、これらの
    孔を前記導波管の長手方向に間隔を隔てて配設する請求
    項２２に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
24. （２４）前記方形の孔を、単一で縦横比の大きい実質的
    に長方形とする請求項２２に記載の機能性堆積膜の連続
    形成装置。
25. （２５）前記方形の孔の寸法を、マイクロ波の１波長よ
    りも大きい寸法で前記導波管の長手方向のほぼ全体の幅
    及び長さにほぼ等しくする請求項２４に記載の機能性堆
    積膜の連続形成装置。
26. （２６）前記方形の孔より、前記導波管の長手方向に対
    して、放射されるマイクロ波の、少なくとも１波長以上
    の長さでマイクロ波エネルギーを均一に放射する構成と
    する請求項２２に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
27. （２７）前記方形の孔からほぼ均一な密度のマイクロ波
    エネルギーを全長に亘って確実に放射するように、前記
    方形の孔にシャッター手段を設けた請求項２４に記載の
    機能性堆積膜の連続形成装置。
28. （２８）前記帯状部材を湾曲させて形成する柱状の成膜
    室内に、前記マイクロ波プラズマを閉じ込める構成とす
    る請求項１０に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
29. （２９）連続して移動する帯状部材上にマイクロ波プラ
    ズマＣＶＤ法により大面積の機能性堆積膜を連続的に形
    成する装置であって、 前記帯状部材をその長手方向に連続的に移動させながら
    、その中途で湾曲させるための湾曲部形成手段を介して
    、前記帯状部材を側壁にして形成され、その内部を実質
    的に真空に保持し得る柱状の成膜室を有し、 前記成膜室内にマイクロ波プラズマを生起させるための
    、エバネッセントマイクロ波エネルギーをマイクロ波の
    進行方向に対して垂直な一方向に指向性をもたせて伝達
    させるようにしたマイクロ波アプリケーター手段と、 前記マイクロ波アプリケーター手段から、マイクロ波の
    進行方向に対して垂直な一方向に指向性をもって伝達さ
    れるエバネッセントマイクロ波エネルギーを、前記成膜
    室内に透過せしめ、且つ、エバネッセントマイクロ波エ
    ネルギーによって前記成膜室内に生起したマイクロ波プ
    ラズマから前記マイクロ波アプリケーター手段を分離す
    るための分離手段と、 前記成膜室内を排気する排気手段と、 前記成膜室内に堆積膜形成用原料ガスを導入するための
    手段と、 前記帯状部材を加熱及び／又は冷却するための温度制御
    手段とを備えていて、 前記帯状部材の前記マイクロ波プラズマに曝される側の
    表面上に、連続して堆積膜を形成するようにしたことを
    特徴とする機能性堆積膜の連続形成装置。
30. （３０）前記湾曲部形成手段を、少なくとも一組以上の
    、湾曲開始端形成手段と湾曲終了端形成手段とで構成し
    、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成手段と
    を、前記帯状部材の長手方向に間隙を残して配設する請
    求項２９に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
31. （３１）前記湾曲部形成手段が、少なくとも一対の支持
    ・搬送用ローラーと支持・搬送用リングとで構成され、
    前記一対の支持・搬送用ローラーは前記帯状部材の長手
    方向に間隙を残して平行に配設されている請求項３０に
    記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
32. （３２）前記分離手段を、前記湾曲開始端形成手段と前
    記湾曲終了端形成手段との間に残された間隙にほぼ平行
    に近接させ、且つ、前記成膜室の外側に配設した請求項
    ３０に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
33. （３３）前記分離手段を、前記帯状部材を側壁とした柱
    状の成膜室の両端面のうちいずれか一方より、前記成膜
    室内に前記帯状部材の幅方向とほぼ平行に突入させた請
    求項３０に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
34. （３４）前記分離手段がほぼ円筒形である請求項２９に
    記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
35. （３５）前記分離手段がほぼ半月筒形である請求項２９
    に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
36. （３６）前記マイクロ波アプリケーター手段を、前記分
    離手段の周壁から隔てて、且つ、前記分離手段の内部に
    包含されるように配設した請求項２９に記載の機能性堆
    積膜の連続形成装置。
37. （３７）前記分離手段には、冷却手段が設けられている
    請求項２９に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
38. （３８）前記冷却手段は、前記分離手段の内周面に沿っ
    て流れる空気流である請求項３７に記載の機能性堆積膜
    の連続形成装置。
39. （３９）前記冷却手段は、前記分離手段の内部に配設さ
    れ前記分離手段との間に冷却媒体を流すことが出来る導
    管構造とすべく、前記分離手段と同心状に構成される請
    求項３７に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
40. （４０）前記マイクロ波アプリケーター手段が細長い遅
    波回路導波管であって、前記成膜空間内へ該遅波回路導
    波管はその長手方向にほぼ均一にエバネッセントマイク
    ロ波エネルギーを伝達するようなはしご状の構造を有す
    る請求項２９に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
41. （４１）前記はしご状構造の長さを前記帯状部材の幅方
    向の長さにほぼ等しくする請求項４０に記載の機能性堆
    積膜の連続形成装置。
42. （４２）前記はしご状構造より、その長手方向に少なく
    とも伝達されるマイクロ波の波長以上の長さでエバネッ
    セントマイクロ波エネルギーを均一に伝達する構造とす
    る請求項４０に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。
43. （４３）前記帯状部材を湾曲させて形成する柱状の成膜
    室内に、前記マイクロ波プラズマを閉じ込める構成とす
    る請求項２９に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。