JPH0372082A - 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
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Info
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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。
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Description
〔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、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
能性堆積膜を連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
な放射能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普及が危ぶまれ、
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墳は増加の一
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濃度を上
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 Ｅ Ａ （Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＥｎｅｒｇｙＡｇｅｎｅｙ）で
は２００５年までに二酸化炭素の排出筒を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、それに伴う電力需要の増大は必辛であり、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、太陽光をｆｌ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ｊＪｊ！球温暖球
等暖化題を惹起することはなく、また、太陽光は地球土
星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確立させるためには、使用
する太陽電池が、光電変換効率が充分に高く、特性安定
性に優れたものであり、珪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、−
世帯あたり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１０％程
度であるとすると、必要な出力を得るための前記太陽電
池の面積は３０ｍ稈度となる。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３，０００，
０００ ｎｆ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
て各種の提案がなされている。 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層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ｉｔ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
導体層を順次積層したり、−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、熱拡散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（ＰＨ３）、 ジボラ
ン（ａｔＨｈ）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、米国特許第４，４００．４０９号明細書には、ロ
ール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）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ｉｔｇ域を設け、所
望の幅の十分に長い可撓性の基板を、該基板が前記各グ
ロー放電領域を順次貫通する経路に沿って配置し、前記
各グロー放電領域において必要とされる導電型の半導体
層を堆積形式しつつ、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電領域へ拡散、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、スリット状の分離通路によっ
て相互に分離し、さらに該分離通路に例えばＡｒ、Ｈｌ
等の掃気用ガスの流れを形式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。即ち、例
えば膜厚が高々５０００Ａ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く、
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
かし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、マイクロ波ヲ用いたプ
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生させ、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薄膜を堆
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ッンを防ぎ高品質の堆積膜が得ら
れるばかりでなく、プラズマ中でのポリシラン等の粉末
の発生を抑え、且つ、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、米閏特許第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。 また、堆積膜の製造工程はバンチ弐であって、−回の仕
込みで形成される堆積膜の量は限られており、大面積の
基板上に大量に堆積膜を連続して形成する方法に関する
開示はない。 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しやすく大面
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号明細書に
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せる必
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
。即ち、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つのアブリケータ−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。それらの提案は、例えば、ジャーナル・オプ・
バキューム・サイエンス・テクノロジイー（Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ ） Ｂ −４（１９８６年１月〜２月）２
９５頁−２９８頁および同誌のＢ−４（１９８６年１月
〜２月〉 １２６頁−１３０頁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状の形をな
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、２．４５ＧＨｚ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１０ｃｓ程度であり、
プラズマ体積にしてもせいぜい１１８ａＪ程度であって
、大面積化とは到底言えない、また、前εと報告は、９
１５ＭＨｚ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４００のプラ
ズマ直径、及び２０００ｉ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
、４００ＭＨｚ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般化されてはいなく、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更に
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５５１４１７２９号公報及び特開昭５７
−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ＢＣＲ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ｔ
ＶＡ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塩８１ｒｌ！ＪとＥＣＲ条
件外のい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極端に異なるため、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、高パワー密度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プラズマプロセスの早期提（
１が望まれている。 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（Ｔ Ｐ Ｔ）や密着型イメージセンサ−用
の光電変換素子及びスイソ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用の提供によっ
て、更に広く一般に９！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、１１つ高速で高品質の機能性堆積膜を形威す
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」二に連続して高品質の
機能性堆積膜を形成する方法及び装置を提供することに
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
効率を飛躍的に高めると共に、薄１１’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、大容積に巨ってほぼ
均一なマイクロ波プラズマを生起させる方法及び装置を
提供することにある。 本発明の更に別の目的は、大面積、大容積に亘って生起
させたマイクロ波プラズマのプラズマ電位を均一に再現
性良く、安定して制御する方法及び装置を提供すること
にある。 本発明の更なる目的は、マイクロ波プラズマのプラズマ
電位を制御することにより、高品質で、特性均一性に優
れた機能性堆積膜を形威させるための新規な方法及び装
置を提供することにある。 本発明の更に別の目的は、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
電力素子を形威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、帯状部材を湾曲開始端形
成用の支持・搬送用ローラー湾曲部形成用の支持・搬送
用リング、及び湾曲終了端形成用の支持・搬送用ローラ
ーを介し、前記支持・搬送用ローラー同志の間には隙間
を残して湾曲させ、前記帯状部材を側壁とした柱状の成
膜室を形威し、前記成膜室の両端面にはマイクロ波エネ
ルギーをマイクロ波の進行方向に対して平行な方向に放
射させるようにしたマイクロ波アプリケーター手段を対
向して一対配設し、更に、前記成膜室内に堆積膜形成用
の原料ガスを導入し、前記一対の支持・搬送用ローラー
同志の間に残された間隙より排気して前記ｔ２Ｍ室内の
圧力を所定の減圧下に保持し、前記マイクロ波アプリケ
ーター手段よりマイクロ波エネルギーを前記側壁とほぼ
平行に放射せしめ、更に、前記帯状部材とは分離して配
設したバイアス印加手段にバイアス電圧を印加せしめた
ところ、前記成膜空間内において前記帯状部材の幅方向
にほぼ均一なマイクロ波プラズマを生起でき、且つその
プラズマ電位を制御し得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、下達するところを骨子とするマ
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平行な方向に放射させ
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させてマイクロ波プラズマを
前記成膜空間内で生起せしめ、前記マイクロ波プラズマ
のプラズマ電位を制御しながら、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威す
ようにされる。 そして、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、片側又は両側に配設される、少
なくとも１つ以上の前記マイクロ波アプリケーター手段
を介して、前記マイクロ波エネルギーを前記成膜空間内
に放射させるようにする。 また、前記マイクロ波アプリケーター手段は前記端面に
垂直方向に配設し、前記マイクロ波エネルギーを前記側
壁と平行な方向に放射させるようにする。 本発明の方法においては、前記プラズマ電位は、前記帯
状部材から分離されたバイアス印加手段を介して制御す
るようにする。 そして、前記バイアス印加手段は、少なくともその一部
分が前記マイクロ波プラズマに接するように配設し、前
記バイアス印加手段にバイアス電圧を印加させるように
するが、前記バイアス印加手段の前記マイクロ波プラズ
マに接する少なくとも一部分には導電処理を施すように
する。 更に、前記バイアス電圧としては直流、脈流及び／又は
交流が好適に用いられる。 本発明の方法においては、前記バイアス印加手段は前記
ガス供給手段を兼ねるようにしても良いし、前記ガス供
給手段から分離して配設するようにしでも良い。 そして、前記バイアス印加手段は、単数又は複数のバイ
アス棒で構成させるようにする。 本発明の方法においては、前記プラズマ電位は前記帯状
部材に印加するバイアス電圧によって制御するようにし
ても良く、前記ガス供給手段は接地電位とし、少なくと
もその一部分が前記マイクロ波プラズマに接するように
配設するようにする。 そして、前記ガス供給手段の前記マイクロ波プラズマに
接する少なくとも一部分には導電処理を施すようにする
。 本発明の方法においては、前記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手段の先端部分に設けら
れたマイクロ波透過性部材を介して放射させるようにす
る。 そして、前記マイクロ波透過性部材にて前記マイクロ波
アプリケーター手段と前記成膜空間との気密を保持させ
るようにする。 また、前記マイクロ波アプリケーター手段を、前記両端
面において互いに対向して配設させる場合には、一方の
マイクロ波アプリケーター手段より放射されるマイクロ
波エネルギーが他方のマイクロ波アプリケーター手段に
て受信されないように配置する。 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。 また、前記成膜空間内に導入された堆積膜形成用原料ガ
スは、前記湾曲間ｆＡ端形成手段と前記湾曲終了端形成
手段との間で前記帯状部材の長手方向に残された間隙よ
り排気するようにする。 本発明の方法において、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面には少なくとも導電処理を施
すようにする。 更には、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、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平行な方向に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、前記マイクロ波プ
ラズマのプラズマ電位を制御するためのバイアス印加手
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￥ｉ２において、前記清面部形成手段は、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・
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る。 本発明の装置において、前記バイアス印加手段を前記帯
状部材から分離して配設する。 そして、前記バイアス印加手段は、少なくともその一部
分が前記マイクロ波プラズマに接するように配設し、前
記バイアス印加手段にバイアス電圧を印加させるように
するが、前記バイアス印加手段の前記マイクロ波プラズ
マに接する少なくとも一部分には導電処理が施される。 更に、前記バイアス電圧としては直流、脈流及び／又は
交流が好適に用いられる。 本発明の装置において、前記バイアス印加手段は前記ガ
ス供給手段を兼ねても良いし、前記ガス供給手段から分
離して配設されても良い。 前記バイアス印加手段は単数又は複数のバイアス捧で構
成される。 本発明の装置において、前記バイアス印加手段は前記帯
状部材を兼ねて配設する場合には、前記ガス供給手段を
接地し、少なくともその一部分が前記マイクロ波プラズ
マに接するように配設する。 そして、前記ガス供給手段の前記マイクロ波プラズマに
接する少なくとも一部分には導電処理を施す。 本発明の装置において、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片側又は両側に、少
なくとも１つ以上の前記マイクロ波アプリケーター手段
が配設される。 そして、前記マイクロ波アプリケーター手段は、前記端
面に重置方向に配設される。 本発明の装置において、前記マイクロ波アプリケーター
手段の先端部分には、前記成膜室と前記マイクロ波アプ
リケーター手段との気密分離を行い、且つ、前記マイク
ロ波アプリケーターから放射されるマイクロ波エネルギ
ーを前記成膜室内へ透過せしめるマイクロ波透過性部材
が配設される。 本発明の装置において、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面には、少なくとも導電性処理
が施される。 本発明の装置において、前記マイクロ波アプリケーター
手段には方形及び／又は楕円導波管を介してマイクロ波
エネルギーが伝送される。 そして、前記マイクロ波アプリケーター手段を前記成膜
室の両端面において互いに対向して配設させる場合には
、前記マイクロ波アプリケーター手段に接続される前記
方形及び／又は楕円導波管の長辺を含む面同志、長軸を
含む面同志、又は長辺を含む面と長軸を含む面同志が互
いに平行とならないよう配設される。 また、前記方形及び／又は楕円導波管の長辺を含む面及
び／又は長軸を含む面と、前記一対の支持１１１送用ロ
ーラーの中心軸を含む面とのなす角度が垂直とならない
よう配設される。 以下、本発明者らが本発明を完成させるにあたり行った
実験について詳しく説明する。 〔実験〕 本発明の装置を用いて、帯状部材Ｅに高品質の機能性堆
積膜を均一に形成するための、マイクロ波プラズマの生
起条件について種々実験を行ったので、以下に詳述する
。 大慧班上 本実験例においては、後述する装置例２で示す装置を用
い、また、後述する製造例１で説明する手順でマイクロ
波プラズマを生起させ、一対の導波管１１１，１１２の
取り付は角度の違いによるマイクロ波プラズマの安定性
及びマイクロ波の成膜室外への漏洩度等について検討を
行った。 第６図に方形導波管１１１．１１２の取り付は角度の説
明用の模式的断面概略図を示した。 実線で示した方形導波管１１１と点線で示した方形導波
管とは成膜室１１６の両端面に対向して配設されたマイ
クロ波アプリケーター（不図示）に接続されており、例
えば、方形導波管１１１は図面手前側、方形導波管１１
２は奥側に配設されている。Ｏは湾曲形状の中心であり
、Ａ−Ａ’は支持・搬送用ローラー１０２と１０３との
中心軸を含む面を表しており、これに垂直な面をＨ−Ｈ
’とする。そして、方形導波管１１１の長辺を含む面に
平行な面Ｂ−Ｂ’ とＨ−Ｈ’ とのなす角度をθとし
、これを方形導波管１１１の取り付は角度とする。また
、方形導波管１１２の長辺を含む面に平行な面ｃ−ｃ’
とＨ−Ｈ’ とのなす角度をθ２とし、これを方形導
波管１１２の取り付は角度とする。ここで、方形導波管
１１１．１１２の取り付は角度θ１．θ２が各々１８０
°を超える場合には、１８０°以下の場合のＨ−Ｈ’に
対する対称配置となる故、その配置関係は１８０°以下
の場合と同等である。勿論、θ１とθ２とは相互に入れ
替えても、対向している故、やはり配置関係は同等であ
る。 本発明において、支持・搬送用ローラー１０２１０３と
で限定される帯状部材の湾曲端間距離を間隙りと定義す
る。 第１表に示すマイクロ波プラズマ放電条件にて、第２表
に示す種々の０１．θ２の組み合わせ条件におけるマイ
クロ波プラズマの安定性等について実験、評価を行った
。 なお、マイクロ波の漏洩度は支持・搬送用ローラー１０
２，１０３の間隙部分より５値程度離れた場所にマイク
ロ波検知器を設けて評価を行った。 評価結果は第２表に示すとおりであった。 これらの結果から、マイクロ波アプリケーターへの方形
導波管の取り付は角度を変えることによって、マイクロ
波プラズマの安定性及びマイクロ波の成膜室外への漏洩
度が大きく変化することが判った。具体的には、θ１及
び／又はθｔが０゜の場合には、マイクロ波の漏れ量が
最も大きく、放電状態も不安定であり、Ｉ５°程度では
マイクロ波の漏れ量が小さくはなるものの、放電状態は
不安定である。また、３０°以上では、マイクロ波の漏
れは無くなり放電状態は安定した。ただし、θ１と８２
とがなす角度が０°又は１８０°すなわち、方形導波管
の長辺を含む面が互いに平行な配置となる場合には、マ
イクロ波の漏れ量にかかわらず、発振異常による電源ノ
イズが大きくなり、放電が不安定になる。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
１．２ ｍ／ｗｉｎ（７）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。 更に、マイクロ波プラズマ放電条件のうち、原料ガスの
種類及び流量、マイクロ波電力、湾曲形状の内直径、成
膜室内圧等種々変化させた場合においても方形導波管の
配置に起因するマイクロ波の漏れ量及び放電安定性等に
ついて特に差異は認められなかった。 去１生え 本実験例においては、実験例１と同様、装置例２で示し
た装置を用い、第６図で示した支持・搬送用ローラー１
０２，１０３の間隙りを変化させたときのマイクロ波プ
ラズマの安定性及び膜厚分布への影響等について検討を
行った。 間隙りについては第３表に示した範囲で種々変化させて
各々約１０分間の放電を行った。その他のマイクロ波プ
ラズマ放電条件については第１表に示したのと同様とし
、方形導波管の取り付は角度θ１．θｔは共に４５°に
配置した。ただし、成膜室圧力の変化は、排気ポンプの
能力は特に調整せず、間隙りを大きくすることによって
コンダクタンスが大きくなったために生したものである
。 なお、帯状部材１０１の表面温度が２５０℃となるよう
に温度制御機Ｉ′１１１０６ ａ −ｅを動作させ、帯
状部材の搬送速度は３５ｅ１１＋／＋ｍｉｎとした。 第３表に、放電状態、膜厚分布等を評価した結果を示し
た。 なお、放電状態は目視にて、膜厚分布については、針ス
テソブ式膜厚計にて帯状部材の幅方向について１０点ず
つ、長手方向には２０Ｉ−ｆｆＩごとに測定し、その分
布を評価した。 これらの結果から、排気ポンプの能力調整は行われず、
間隙りを変化させることによって、成膜室内の圧力が変
化し、それにともない形成される堆積膜の膜厚分布が、
特に帯状部材の幅方向について顕著に変化することが判
った。また、方形導波管の取り付は角度を実験例１にお
いてマイクロ波の漏れが起こらなかった配置にしても、
間隙■７を大きくしすぎた場合には、やはりマイクロ波
漏れが生ずることが判った。そして、間隙りからのマイ
クロ波漏れが少なくなるのは間隙りの寸法をマイクロ波
の波長の好ましくは１／２波長以下、より好ましくは１
／４波長以下としたときであった。なお、帯状部材の長
手方向での膜厚分布は、帯状部材を搬送している限りほ
ぼ良好であった。 作製した試料の中で堆積速度が速く、膜厚分布が良好で
あった試料ぬ４の堆積速度は約１００人／ｓｅｃであっ
た。また、用いた原料ガスの総流量に対して、帯状部材
上に堆積された膜の量より３１算される原料ガス利用効
率は５５％であった。 更に、マイクロ波プラズマ放電条件のうち、マイクロ波
電力、湾曲形状の内直径等について種々変化させた場合
において、膜厚分布及び放電安定性は若干の変化がある
ものの、間隙りの大きさに起因する本質的な問題の解決
手段とはなり得なかった。 夫妻Ｉ狙走 本実験例においては、実験例１と同様、装置例２で示し
た装置を用い、形成される湾曲形状の内直径を変化させ
たときのマイクロ波プラズマの安定性、膜厚分布等につ
いて検討を行った。湾曲形状の内直径については第４表
に示した範囲で種々変化させた以外は、第１表に示した
マイクロ波プラズマ放電条件と同様とし、また、方形導
波管の取り付は角度θ１．θ２は共に４５°に配置した
。 なお、放電時間は各々１０分間とし、帯状部材の表面温
度は実験例２同様２５０℃とした。また、帯状部材の搬
送速度は３５ｅｍ／１ＩＩｉｎ とした。 第４表に、放電状態、膜厚分布等を評価した結果を示し
た。 なお、放電状態は目視にて、膜厚分布については、針ス
テップ式膜厚計にて帯状部材の幅方向について１０点ず
つ、長手方向には２０（２）ごとに測定し、その分布を
評価した。 これらの結果から、他の放電条件は変えず、湾曲形状の
内直径を変化させるこ乙によって放電状態が変わり、形
成される堆積膜の膜厚分布が、特に帯状部材の幅方向に
ついて顕著に変化することが判った。なお、帯状部材長
手方向での膜厚分布は、帯状部材を搬送している限りほ
ぼ良好であった。 更に、マイクロ波プラズマ放電条件のうち、マイクロ波
電力、成膜室内の圧力等について種々変化させた場合に
おいても、それぞれのパラメーター変化によって、膜厚
分布及び放電安定性が影響を受けることが判った。 犬狭纒土 本実験例においては、実験例１と同様、装置例２で示し
た装置を用い、成膜室内の圧力は一定とし、原料ガス流
量、マイクロ波電力を種々変化させたときのマイクロ波
プラズマの安定性等について検討を行った。成膜室圧力
、原料ガス流量については、第５表に示した範囲で種々
変化させた以外は、第１表に示したマイクロ波プラズマ
放電条件と同様とし、また、方形導波管の取り付は角度
θ番、θ２は共に６０°、６０°に配置した。 第５表に、放電状態を評価した結果を示した。 ここで、◎は放電安定、Ｏは、微小のチラッキはあるが
、はぼ放電安定、△はややチラッキはあるが使用可能な
レベルで放電安定の状態を表している。いずれの場合に
おいても、マイクロ波電力を下げたり、成膜室圧力を下
げたり、原料ガスとしてのＨ□の流量を増やしたりした
場合には放電が不安定となるか、放電が生起しなくなる
ほぼ限界値を表している。従って、逆にマイクロ波電力
を上げたり、成膜室圧力を上げたり、原料ガスとしての
ＳｉＨ４の流量を増やしたりした場合には放電はより安
定な状態となることが判った。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］、 ２
ｍ ／＋ｓｉｎ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。 大致班工 本実験例においては、実験例１と同様、装置例２で示し
た装置を用い、帯状部材の幅寸法を変えたときの、マイ
クロ波プラズマの安定性及び膜厚分布への影響等につい
て検討を行った。 帯状部材の幅寸法については第６表に示した範囲で種々
変化させて、各々００分間の放電を行った。その他のマ
イクロ波プラズマ放電条件については第１表に示したの
と同様とし、方形導波管の種類はＥ ＩＡＪ、 ＷＲＩ
−，３２に変え、取り付は角度θ１．θオは共に６０
°、６０°となるよう配置した。そして、帯状部材の表
面温度は実験例２と同様２５０℃とし、搬送速度は５０
ｃｍ／＋＊ｉｎとした。 なお、試料組１５〜１７についてはマイクロ波アプリケ
ーターは片側のみ、試料肖１８〜２１については対向し
て一対配設した。 第６表に放電状態、膜厚分布等を評価した結果を示した
。評価方法は実験例２と同様とした。 これらの結果から、帯状部材の幅寸法が変わることによ
り、マイクロ波プラズマの安定性及び膜厚分布が変化す
ることが判った。そして、片側からのマイクロ波電力の
供給のみではマイクロ波プラズマの安定性が欠けたり、
膜厚分布が大きくなる場合においても、マイクロ波アプ
リケーターを対向して一対設けることによっていずれも
改善されることが判った。 また、マイクロ波プラズマ放電条件のうち、原料ガスの
種類及び流量、マイクロ波電力、底膜室内圧等種々変化
させた場合においては、それぞれのパラメーター変化に
よってマイクロ波プラズマの安定性及び膜厚分布が影響
を受けることが判った。 去１１４見 本実験例においては、後述する装置例７ （第３図）で
示す装置にて、隔離容器３００内に第１１図（Ａ）に示
した構成のバイアス印加手段を具備させ、ニソケル製の
ガス導入管を兼ねるバイアス印加前１１０３への直流バ
イアス印加電圧を変化させたときのマイクロ波プラズマ
の制御性、プラズマ電位及び膜質への影響等について検
討を行った。 バイアス印加電圧を、−３００Ｖから＋３００ＶまでＩ
ＯＶきざみで変化させた以外は、第１表に示したのと同
様のマイクロ波プラズマ放電条件にてプラズマを生起さ
せ、また、方形導波管の取り付は角度θ１．θ□は共に
４５°、４５°に配置した。なお、帯状部材の表面温度
は２５０℃とし、搬送速度は６０ ｃｍ／ｌ１ｉｎ、と
した。また、各バイアス電圧を印加してからは１０分間
放電を維持させるようにした。 第１２図にＸ軸にバイアス印加電圧、Ｙ軸にバイアス電
流値をとり、バイアス印加時におけるバイアス印加管と
帯状部材との間の電流−電圧特性を求めた結果を示す。 同時に、直径０．３ｆｌ、長さ３ｎ（露出部分）のタン
グステン線を用いたシングルプローブを用いた探針法に
より、バイアス印加時のプラズマ電位Ｖ、を測定し、バ
イアスを印加させない時のプラズマ電位Ｖ０に対する変
化率Δｖｂ（＝ｖｂ／ｖｏ）を求めた結果を第１３図に
示す、なお、前記シングルプローブは前記帯状部材の湾
曲部分のほぼ中央、且つ内表面よりほぼ５国のところに
配設した。 これらの結果において、放電用の原料ガスの種類や流量
によって変化はあるものの、概ねバイアス電圧を一２０
０ｖ以下、又は＋２００Ｖ以上とした場合には、成膜室
内でスパーク等の異常放電が発生し、安定した放電状態
の維持は困難であっしかしながら、マイクロ波プラズマ
の放電条件が一定の時にはバイアス電圧の増加にともな
い電流−電圧特性はほぼ増加傾向の直線関係を示し、プ
ラズマ電位もバイアス電圧の増加とともに、増加傾向を
示すことが判った。即ち、バイアス電圧を変化させるこ
とでプラズマ電位を容易に、安定して、再現性良く制御
することができた。 引き続き、帯状部材としての５ＵＳ４．３０ＢＡ薄手が
上に堆積形成された膜について５ ｗ Ｘ ５ ｍの試
料片を切り出し、その表面状態を超高分解能、低加速Ｆ
Ｅ−３ＥＭ （日立製作所Ｓ−９００型）にて観察した
ところ、バイアス電圧が一３００Ｖ乃至＋１０ｖの範囲
では数百人〜数千人程度の表面荒れが目立ったが、＋１
０ｖ乃至＋１８０Ｖの範囲ではほぼバイアス電圧の増加
に伴って膜表面が平滑化していく傾向が認められた。そ
して、＋１８０Ｖを超えた範囲では膜表面が再び荒れ始
め、特に＋２００Ｖを超えて異常放電の多発した試料表
面にはピンホールの発生も認められた。 また、マイクロ波電力が一定の条件下では５ＩＨ４等の
電離断面積の大きい原料ガスの流量比が増加するのに伴
い、電流−電圧特性の傾きは大きくなり、一方、■２等
の電離断面積の小さい原料ガスの流量比が増加するのに
伴い、電流−電圧特性の傾きは小さくなることが判った
。 見セ矢狭奥上 実験例６において、ガス導入管を兼ねるバイー？ス印加
管１１０３をニノケル製のものからアルミニウム製のも
のに変えた以外は同様の条件で電流電圧特性を測定した
。ところが、バイアス印加電圧をＯｖから＋６０ｖ程度
まで上昇させていったところ、バイアス印加前１１０３
は変形を始め、ついには溶断してしまうという現象が認
められた６更に、バイアス印加前１１０３を銅製、真ち
ゅう製のものに変えて同様の測定を行ったところ、やは
り前述と同様の現象が認められた。これらに対し、バイ
アス印加前１１０３をステンレス・スチール製、チタン
製、バナジウム製、ニオブ製、タンタル製、モリブデン
製、タングステン製等の高融点金属製、及びアルミナ・
セラミソクス管の表面にニソケル溶射を８００μｍ行っ
たものに変えて同様の測定を行ったところ、ステンレス
・スチール製のものを用いた場合にはバイアス印加電圧
が＋１２０Ｖを超えるあたりで変形が認められ、やはり
ついには溶断してしまった以外は、他の材質のものを用
いた場合にはほぼ実験例６で得られたのと同様の測定結
果が得られ、特に変形等の現象も認められなかった。 毘杜１専四リー２ 実験例６において、帯状部材としての５ＵＳ４３０ＢＡ
薄板をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製シート
（厚さ０．８ ｍｍ ）に変えた以外は同様の条件で電
流−電圧特性を測定した。ところが、バイアス印加電圧
を正又は負のいずれの側に印加しても流れる電流値は、
実験例６で得られたのとほぼ同等の値を示したものの、
成膜室内での異常放電の開始電圧が一１ｏｏｖ又は１０
０Ｖ程度であった。目視によりその状態を観察したとこ
ろ、スパークは前記バイアス印加管と帯状部材の支持・
搬送用ローラーとの間で生じており、このスパークは用
いた帯状部材が絶縁性成チャージアップ現象を示し、成
膜室内にてバイアス印加管以列では唯−導電性部ｆオに
て構成されている前記支持・搬送用ローラーに過剰の電
流が流れているためである、二とが判った。 また、堆積形成された膜の表面状態を実験例６で行った
のと同様の方法にて観察、評価したところ、膜表面はバ
イアス印加電圧の違いによらず数百人〜数千人程度の表
面荒れが生したままであった。 元本０３魁鮭灸 実験例６において、成膜室内に配設されるガス導入管を
兼ねるバイアス印加前１１０３の位置を、成膜室のほぼ
中心軸近く （第６図、○の位置）から、第６図中ＯＨ
’ 、ＯＨ，ＱＣ，ＱＣ’ の方向へ３０＋ｎ、 ６
０ｍｍ、 ９０１ｉと３０ｍＩＩづつすら−ｔた以外
は、同様の条件で電流−電圧特性を測定した。 なお、ｏＨ′方向へは１２０ｍ、１５０ｍの場合も同様
に測定を行った。 その結果、ＯＨ’ 、ＯＨ，ＱＣ，ＱＣ’方向へ３０ｍ
ｍ、６０ｕ＋ずらせた場合には、実験例６と全く同様の
結果が得られた。９０ｎずらせた場合には、スパーク等
の異常放電の開始電圧がやや変化するものの、それ以外
はやはり実験例６と同様の結果が得られた。一方、ＯＨ
’方向へ１２０ｔｍ。 １５０闘ずらせた場合においては、そもそも成膜室内へ
の原料ガスの供給が十分に行われないために、プラズマ
が安定して生起しないのと相まって、バイアス電圧を印
加してもバイアス電流はほとんど流れず、プラズマ電位
の制御は実施困難であることが判った。 去狭斑工 本実験例においては、実験例６で用いた構成の装置を用
い、第７表に示す種々の波形及び周波数条件のバイアス
電圧をバイアス印加前１１０３に印加させたときのマイ
クロ波プラズマの制御性、プラズマ電位及び膜質への影
響等について検討を行った。なお、マイクロ波プラズマ
放電条件等は実験例６と同様とした。 バイアス電圧はファンクション・ジェネレータ（ヒユー
レット・パラカード社製ＨＰ８１１６Ａ＞で発生させた
種々の波形出力を精密電力増幅器（エヌエフ回路ブロッ
ク社製４５００シリーズ及び特注品）にて増幅させたも
の、又は自作の整流回路装置にて出力させたものを同軸
ケーブルを介して、バイアス印加前１１０３に印加させ
た。 放電の状況、プラズマ電位の変化率、膜表面観察等によ
り、プラズマ電位の制御性について評価を行った結果を
第７表中に示す、これらの結果より、比較的広い周波数
範囲においてバイアス電圧を印加することによる効果が
認められることが判った。 更に、バイアス電圧の周波数を固定して最大振幅電圧を
種々変化させた場合には、はぼ実験例６と同様の傾向、
即ち、直流電圧を変化させたときと同様の傾向が認めら
れ、特に、最大振幅電圧の増加によりスパーク等の異常
放電の発生頻度が増加した。 これらの結果より、バイアス印加管に直流電圧以外の種
々のバイアス電圧を印加させた場合においても、該バイ
アス電圧を変化させることでプラズマ電位を容易に、安
定して、再現性良く制御できることが判った。 失慧斑工 本実験例においては、バイアス印加手段を第１１図（Ｂ
）に示した構成に変えた以外は実験例６と同様の条件で
電流−電圧特性を測定した。 その結果、実験例６とほぼ同様の結果が得られ、ガス導
入管１１０５とバイアス棒１１０４とが独立に配設され
ていてもバイアス電圧を変化させることでプラズマ電位
を容易に、安定して、再現性良く制御できることが判っ
た。 大豊班工 本実験例においては、バイアス印加手段を第１１図（Ｃ
）に示した構成に変えた以外は実験例６と同様の条件で
電流−電圧特性を測定した。 その結果、スパーク等の異常放電の開始電圧がやや変化
し、その時には特に成膜室内の支持・搬送用リングと帯
状部材との接触部分での異常放電の発生が認められた以
外は、はぼ実験例６と同様の結果が得られた。ただし、
膜表面が平滑化するバイアス電圧は、実験例６の場合と
全く逆の極性、即ち、−ｉ ｏｖ乃至−１８０Ｖの範囲
であった。 勿論、この電圧範囲内においてはプラズマは安定してい
た。 従って、帯状部材にバイアス電圧を印加し、成膜室内に
ガス導入管を兼ねるアース棒１１０５を配設することで
プラズマ電位を容易に、安定して、再現性良く制御でき
ることが判った。 犬狼透土１ 本実験例においては、バイアス印加手段を第１１図（Ｄ
）に示した構成に変え、バイアス棒１１０４には実験例
８と同様の条件で直流バイアス電圧を印加し、これとは
独立にバイアス棒１１０６にはバイアス棒１１０４に印
加した直流電圧の１／４の電圧を印加したときのマイク
ロ波プラズマの制御性、プラズマ電位及び膜質への影響
等について検討を行った。なお、マイクロ波プラズマ放
電条件等は実験例６と同様とした。 その結果、スパーク等の異常放電の発生頻度が減少し、
プラズマの安定性が向上した以外はほぼ実験例６と同様
の結果が得られた。 従って、Ｔｌｉ、膜室内に複数のバイアス棒を配設し、
夫々独立にバイアス電圧を印加させることで、プラズマ
電位を容易に、安定して再現性よく制御できることが判
った。 天部１（ＬＬ 本実験例においては、実験例１０にてバイアス棒１１０
４に印加するバイアス電圧を直流電圧に変えて、実験例
７で実施したのと同様の種々の波形及び周波数のバイア
ス電圧を印加させたときのマイクロ波プラズマの制御性
、プラズマ電位及び膜質への影響等について検討を行っ
た。なお、マイクロ波プラズマ放電条件等は実験例６と
同様とした。 その結果、スパーク等の異常放電の発生頻度が減少し、
また、異常放電の開始電圧もやや低下し、プラズマの安
定性が向上した以外はほぼ実験例６と同様の結果が得ら
れた。 従って、成膜室内に複数のバイアス棒を配設し、夫々独
立にバイアス電圧を印加させることで、プラズマ電位を
容易に、安定して再現性よく制御できることが判った。 犬埜士Ｕヨ！、１３ 実験例８及び９において、実験例７で実施したのと同様
のバイアス電圧を印加させた実験を行ったところ、はぼ
実験例８及び９で得られたのと同様の効果が認められた
。 大複糀果凶量盟 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
の形状及びそれに接続される導波管の種類及び配置、酸
膜時の成膜室内の圧力、マイクロ波電力、マイクロ波プ
ラズマの閉し込めの程度、放電空間の体積及び形状等種
々のパラメーターが複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。 成膜室の圧力に関しては、好ましくは１，５ｍＴｏｒｒ
乃至１００ ｍ Ｔｏｒｒ 、より好ましくは３ｍＴｏ
ｒｒ乃至５０ｍＴｏｒｒ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２５０Ｘ２Ｗ乃至３００
０ｘ２Ｗ、より好ましくは３００Ｘ２Ｗ乃至１０００Ｘ
２Ｗであることが判った。湾藺形状の内直径に関しては
、好ましくは７ｃｍ乃至４５ｃｍ、より好ましくは８（
２）乃至３５ｃ１１であることが判った。また、帯状部
材の幅に関しては対向する一対のマイクロ波アプリケー
ターを用いた場合には、好ましくは６０ｃ＋ｓ程度、よ
り好ましくは５０ｃ＋ｍ程度で幅方向の均一性が得られ
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の漏れ
量が大きくなるとマイクロ波プラズマの安定性を欠くこ
とが判り、帯状部材の湾曲端同志の間隙りは好ましくは
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。 更に、本発明の方法及び装置において、マイクロ波プラ
ズマのプラズマ電位を制御するには、プラズマの閉じ込
められた成膜室内にバイアス電圧印加手段を設け、該バ
イアス印加手段に種々の直流電圧、又は脈流、交流電圧
にて種々の波形、周波数、及び最大振幅電圧のバイアス
電圧を印加させることが望ましいことが判った。また、
前記バイアス電圧印加手段はガス導入管を兼ねても良く
、あるいはガス導入管とは別に設けられたバイアス棒で
も良いことが判った。そして、前記帯状部材にバイアス
電圧を印加させてもほぼ同様にプラズマ電位の制御がで
きることが判った。前記バイアス電圧が直流電圧である
場合には、膜特性の改善を図る目安としてその電圧を好
ましくは＋ＩＯＶ乃至＋１８０Ｖとするのが望ましいこ
とが判った。 以下、前述の〔実験〕により判明した事実をもとに本発
明の方法及び装置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閉し込めるに
は、前記帯状部材にて形成される側壁と平行な方向に、
前記成膜空間の両端面のうち片側又は両側よりマイクロ
波エネルギーを放射させ、前記成膜空間内にマイクロ波
エネルギーを閉し込めるようにする。 前記帯状部材の幅が比較的狭い場合には、片側からマイ
クロ波エネルギーを放射させるだけでも前記成膜空間内
に生起するマイクロ波プラズマの均一性は保たれるが、
前記帯状部材の幅が、例えばマイクロ波の波長の１波長
を超えるような場合には、両側からマイクロ波エネルギ
ーを放射させるのが、マイクロ波プラズマの均一性を保
つ上で好ましい。 勿論、前記成膜空間内で生起するマイクロ波プラズマの
均一性は、前記成膜空間内にマイクロ波エネルギーが十
分に伝送される必要があり、前記柱状の成膜空間はいわ
ゆる導波管に類する構造とされるのが望ましい、また、
前記成膜空間の内壁面は、所望の電流密度のバイアス電
流が流れるのに必要な導電性を有することが望ましい、
そのためにはまず、前記帯状部材は導電性の材料で構成
されることが好ましいが、少なくとも前記成膜空間に向
いている側の面に導電処理が施されていることが必要で
ある。 また、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成
としては、前記成膜空間内に放射されたマイクロ波エネ
ルギーがほぼ均一に前記成膜空間内に伝送されるように
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、前記端
面形状は不連続となる場合がある。 更には、本発明の方法において、前記成膜空間内でのマ
イクロ波エネルギーの伝送を効率良く行うとともに、マ
イクロ波プラズマを安定して生起、維持、制御するため
には、前記マイクロ波アプリケーター手段中でのマイク
ロ波の伝送モードは単一モードであることが望ましい。 具体的には、ＴＥ＋ｏモード、ＴＥ、、モード、ｅＨ＋
モード、ＴＭ、モード、Ｔ Ｍ ｅ ＋モード等を
挙げることができるが、好ましくはＴＥ、。モード、Ｔ
Ｒ１，モード、ｅＨｌモードが用いられる。これらの伝
送モードは単一でも、複数組み合わせて用いられても良
い。 また、前記マイクロ波アプリケーター手段へは上述の伝
送モードが伝送可能な導波管を介してマイクロ波エネル
ギーが伝送される。更に、前記マイクロ波エネルギーは
、前記マイクロ波アプリケーター手段の先端部分に設け
られた気密性を有するマイクロ波透過性部材を介して前
記成膜空間内へ放射される。 本発明の方法において、前記成膜空間には前記湾曲開始
端形成手段と湾曲終了端形成手段との間に間隙が残され
ていて、該間隙から前記原料ガスが排気され、前記成膜
空間内が所定の減圧状態に保持されるようにするが、前
記間隙の寸法は十分な排気コンダクタンスが得られると
同時に、前記成膜空間内に放射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特別配慮され
る必要がある。 具体的には、マイクロ波アプリケーター手段中を進行す
るマイクロ波の電界方向と、前記湾曲開始端形成手段と
しての支持・搬送用ローラーの中心軸と前記湾曲終了端
形成手段としての支持・搬送用ローラーの中心軸とを含
む面とが互いに平行とならないように前記マイクロ波ア
プリケーター手段を配設するようにする。 そして、複数個の前記マイクロ波アプリケーター手段を
介して前記成膜空間内にマイクロ波エネルギーを放射さ
せる場合には、各々のマイクロ波アプリケーター手段に
ついて前述のごとく配慮される必要がある。 更に、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
幅の最大寸法は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ｌ／４波長以下とするのが望ま
しい。 本発明の方法において、複数個の前記マイクロ波アプリ
ケーター手段を互いに対向させて配設させる場合には、
一方のマイクロ波アプリケーター手段より放射されたマ
イクロ波エネルギーを、他方のマイクロ波アプリケータ
ー手段が受信し、受（１れたマイクロ波エネルギーが前
記他方のマイクロ波アプリケーター手段に接続されてい
るマイクロ波電源にまで達して、該マイクロ波電源に損
傷を与えたり、マイクロ波の発振に異常を生せしめる等
の悪影響を及ぼすことのないように特別配慮される必要
がある。具体的には、前記マイクロ波アプリケーター手
段中を進行するマイクロ波の電界方向同志が互いに平行
とならないように前記マイクロ波アプリケーターを配設
するようにする。 本発明の方法において、前記成膜空間の両端面のうち片
側のみからマイクロ波エネルギーを放射させる場合には
、他方の端面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、パンチングボードなとで覆うことが望ましい。 本発明の方法において、前記成膜空間内に放射されたマ
イクロ波エネルギーは、前記成膜空間内に導入される原
料ガスの種類にもよるが、前記成膜空間内の圧力に強い
相関を持ちながら、且つ、前記マイクロ波アプリケータ
ーに設けられたマイクロ波透過性部材からの距離の増大
と共に著しく減少する傾向を示す、従って、比較的幅広
の帯状部材を用いた場合において、幅方向に対して均一
なマイクロ波プラズマを生起させるには、前記成膜空間
内の圧力を十分に低く保持し、前記成膜空間の両端面よ
り、少なくとも一対以上のマイクロ波アプリケーター手
段を介してマイクロ波エネルギーを前記成膜空間内に放
射させるのが望ましい。 本発明の方法において、前記マイクロ波アプリケーター
手段は放射するマイクロ波エネルギーの進行方向が、前
記帯状部材で形成される成膜空間の側壁に対してほぼ平
行となるように、前記成膜空間の端面に対して垂直に配
設するのが望ましい。 また、前記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るのが望ましいが、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。勿論、複数のマ
イクロ波アプリケーター手段が対向して配設される場合
においてもそれらの中心軸は同一線上にあっても、なく
ても良い。 本発明の方法において、前記帯状部材にて形成される湾
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状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、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。 前記成膜空間内にガス供給手段により導入された堆積膜
形成用原料ガスは、効率良く前記成膜空間外に排気され
前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。 本発明の方法において、前記マイクロ波プラズマのプラ
ズマ電位を制御するには、バイアス印加手段を前記成膜
空間内に生起するプラズマに少なくともその一部分が接
するように配設するのが望ましい。前記バイアス印加手
段は成膜空間内に堆積膜形成用原料ガスを導入するため
のガス供給手段を兼ねても良く、又、前記ガス供給手段
とは別に設けられた単数水又は複数本のバイアス捧であ
っても良い。 前者の場合においては、バイアス電圧がガス供給手段を
介して原料ガスボンベ、流量制御系、配管等のいわゆる
ガス供給系に印加されて感電、制御系の破損等の事故が
発生しないように、該ガス供給系とバイアス電圧の印加
される前記ガス供給とはその中途において絶縁分離され
ていることが望ましい、そして、その絶縁分離される位
置は前記成膜空間に近接していることが好ましい。 前記ガス供給手段を兼ねるバイアス印加手段が前記マイ
クロ波プラズマに接する少なくとも一部には、前記バイ
アス電圧が印加されるように導電処理が施されているこ
とが望ましいが、プラズマ加熱等により変形、破損、溶
断等が発生しないようにその材質は配慮される必要があ
る。具体的には高融点金属又は高融点セラミックスの上
に高融点金属をコーティング処理して構成するようにす
ることが望ましい。 また、前記ガス供給手段を兼ねるバイアス印加手段が前
記成膜空間内に配設される位置は、前記マイクロ波プラ
ズマがほぼ均一な導体として作用しているが故、前記マ
イクロ波プラズマに接して配設されている限り特に限定
されないが、異常放電の発生等を抑える上で前記帯状部
材の内表面からは好ましくは１０ｆｉ以上、より好まし
くは２０ｎ以上離して配設するのが望ましい。 一方、後者の場合においては、前記バイアス棒を構成す
る材質及びその配設される位置等については前述のバイ
アス印加手段がガス供給手段を兼ねる場合と同様に配慮
される。ただし、前記ガス供給手段は誘電体で構成させ
ることが、異常放電の発生の抑制や、均一なプラズマ電
位を前記成膜空間内で形成させる上で好ましいが、バイ
アス印加電圧が比較的低い場合等においては、特にその
材質については制限されることはない。 本発明の方法において、前記バイアス棒又はガス供給手
段を兼ねるバイアス印加手段が単数本配設される場合に
は、バイアス電圧として直流、脈流及び交流電圧を単独
又は夫々を重畳させて印加させることが望ましく、前記
バイアス棒が複数本配設される場合には、夫々に同電圧
又は異なる電圧の直流電圧を印加させても良く、又、直
流、脈流及び交流電圧のそれぞれを単独又は重畳させて
印加させても良い。複数種のバイアス電圧を印加させる
ことにより、プラズマ電位の制御範囲が広がるばかりで
なく、プラズマの安定性、再現性及び膜特性の向上、欠
陥の発生の抑制等が図られる。 前記交流電圧としては、好ましくは正弦波、方形波、三
角波、パルス波、及びこれらを重畳させた波形等を挙げ
ることができる。又、脈流電圧としては、好ましくは前
記交流電圧を半波整流又は全波整流した波形、及びラン
プ波等を挙げることができる。更に、前記バイアス電圧
の直流電圧又は最大振幅電圧は、形成される堆積膜の膜
特性及び欠陥の発生率等との兼ね合いにて適宜設定され
るが、プラズマの生起開始時から堆積膜の形成開始及び
終了時までの間において一定に保たれていても良いが、
形成される堆積膜の特性制御や欠陥発生の抑制を図る上
で連続的又は適宜の周期で変化させることが好ましい。 特に、スパーク等の異常放電が発生した場合には、バイ
アス電圧の急激な変動が起こるので、電気的にこれを検
知し、直ちにバイアス電圧を低下させるか、又は−時中
断させて、再び所定のバイアス電圧に復帰させることが
、堆積膜の欠陥発生等を抑制する上で好ましい、勿論、
これらの工程は手動にて行っても良いが、自動制御回路
をバイアス印加手段の制御回路中に設けることが堆積膜
の歩留り向上の上で好ましい。 本発明の方法において、前記バイアス印加手段は前記帯
状部材を兼ねても良い、この場合には、前記成膜空間内
に接地電極を設けるようにする。 そして、前記接地電極は前記ガス供給手段を兼ねても良
い。 本発明の方法において、前記帯状部材は導電性材料、又
は、絶縁性材料の表面に導電性処理を施したもので構成
するようにするが、少なくとも堆積膜形成時に前記帯状
部材が加熱保持される温度において、十分な電流密度が
確保される導電率を有する材料にて構成されることが必
要である。具体的にはいわゆる金属、半導体等を挙げる
ことができる。また、前記帯状部材上には素子分離の工
程を容易にさせる等の目的で一部絶縁性部材で構成され
る領域を設けておいても良い。一方、前記絶縁性部材で
構成される領域の面積が大きい場合には、その領域にお
いてはプラズマ電位を制御された堆積膜の形成は行われ
ないが、微小面積である場合には導電性部材上に形成さ
れる膜とほぼ同じ特性を有する膜が形成される。 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
へ放射されるマイクロ波エネルギー量、マイクロ波の整
合、及びバイアス印加電圧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。 即ち、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ほぼ均一
にマイクロ波エネルギーを放射せしめるようにマイクロ
波アプリケーター手段を配置し、マイクロ波プラズマの
生起・維持条件、及びバイアス印加条件を調整・最適化
することによって、大面積にわたって高品質の機能性堆
積膜を連続して、均−性及び再現性良く形成することが
できる。 また、本発明の方法によれば、プラズマ電位を適宜制御
することによって所望の特性を有し、欠陥の少ない高品
質の機能性堆積膜を連続して効率良く高い歩留りで形成
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
移動しつつも、構造材としての機能を果たし、且つ、堆
積膜形成用の基板又は支持体をも兼ねるようにした点に
ある。 ここで、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、化学的に隔離する機能であって、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
ち両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、堆積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
させることによって、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
性堆積膜を形成せしめるものであり、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、堆積膜形成用の基板又は支持体として
用いることができる。 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
基板又は支持体は、堆積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堆積
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８８１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、スバッタリ
ング法等においては、前記堆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、４！ｌＦ、性堆積膜形成用の基
板又は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空間
の側壁を形成し、該柱状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ほぼ均一に放射させて、前記
柱状空間内にマイクロ波を閉じ込めることによって、マ
イクロ波エネルギーは効率良く前記柱状空間内で消費さ
れて、均一なマイクロ波プラズマが生起され、形成され
る堆積膜の均一性も高まる。更には、前記マイクロ波プ
ラズマに曙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。 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０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
の外部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、Ｈ，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ｔｃ成膜空間内外を結ぶ間
隙の最大寸法がマイクロ波の波長の好ましくはｌ／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、前記成膜空間の外で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。 以下、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の構成及
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られていることにより、
前記マイクロ波プラズマ領域内で生成した堆積膜形成に
寄与する前駆体を高い収率で基板上に捕獲し、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
て、前記成膜空間内に均一なマイクロ波プラズマが生起
されるため、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
前記マイクロ波アプリケー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−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。 更には、本発明の装置によれば、バイアス印加手段に適
宜のバイアス電圧を単独又は重畳させて印加させること
により、所望のプラズマ電位を制御することができる。 そして、そのことにより、高品質で、欠陥の少ない機能
性堆積膜を連続して効率良く、高い歩留りで、再現性良
く形成することができる。 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ばす場合には適宜の
大気流入防止手段を設ければ良い、具体的にはＯリング
、ガスケ７）、へりコフレンクス、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
態を維持できるように特別配慮される必要がある０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Ｓ、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、所望の強度を有し、また、導電性を有するもので
あることが好ましく、具体的には、ステンレススチール
、アルミニウム及びその合金、鉄及びその合金、銅及び
その合金等の金属の薄板及びその複合体、及びそれらの
表面に異種材質の金属薄膜をスパッタ法、蒸着法、鍍金
法等により表面コーティング処理を行ったもの、又、ポ
リイミド、ボリアごド、ポリエチレンテレフタレート、
エポキシ等の耐熱性樹脂性シート又はこれらとガラスフ
ァイバー、カーボンファイバー、ホウ素ファイバー、金
属繊維等との複合体の表面に金属単体又は合金、及び透
明導電性酸化物（Ｔ ＣＯ）等を鍍金、蒸着、スパッタ
、塗布等の方法で導電性処理を行ったものが挙げられる
。 また、前述のＩ或の帯状部材の導電性処理面上にＳ ｉ
ｏｔ 、５ｉｓＮａ 、Ａｌｔｏｓ 、ＡＩＮ、及び前
述の耐熱性樹脂等の絶縁性薄膜を一部形成させたものを
用いることもできる。 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０．０１１１１乃至５ｆｉ、より好ましくは０．０２
ｍ乃至２ｆｌ、最適には０．０５ｍ乃至１ｆｌ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
を薄くシても所望の強度が得られやすい。 また、前記帯状部材の幅寸法については、前記マイクロ
波アプリケーター手段を用いた場合においてその長手方
向に対するマイクロ波プラズマの均一性が保たれ、且つ
、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１００ＣＩ１１、
より好ましくはＬｏａｍ乃至８０ｃｍ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
ものであっても良い。 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０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姑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・
搬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、又前記支持・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、湾曲形状を
形成するにあたり、好ましくは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、横ズレ等を生ぜ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ｍ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、長時間の堆積操作時には該付着膜が剥離、
飛散し、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加工
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
して適宜選択される。 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
にてドライエツチング又は分解後ウェットエツチング、
ビーズブラスト等の化学的、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調整がな
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
出機構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、ねしれ、横ずれ等を防ぐためにクラウン
機構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、前記アプリケー
ター手段の先端部分を一部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
手段が配設される位置は、はぼ前記形状の中心付近であ
ることが、前記成膜室内に均一にマイクロ波プラズマを
生起せしめ、形成される堆積膜の均一性を高める上で望
ましい。 また、前記湾曲部分の端面の内径はマイクロ波の伝送モ
ード及び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塩１膜のＭ厚
が決定され、且つ、前記帯状部材の幅寸法と相関して前
記成膜室の内表面積に対する前記側壁の面積比が決まり
堆積膜形成用原料ガスの利用効率が決定される。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／ａｍ３）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、前記成膜室内で堆積される膜の
膜厚を制御するためには、前記側壁の一部分を覆い隠す
ような基板カバーを挿入させるのが好ましい。 前記帯状部材を太陽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堆積膜の形成される側の表面に
Ａｎ、Ａｇ、Ｐｔ。 Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ。 Ｃｕ、ステンレス、真ちゅう、ニクロムｒ Ｓ ｎ Ｏ
２。 Ｉｎ２Ｏ＊ 、 ＺｎＯ，Ｓｎｏｗ Ｉｎｇ
Ｏｓ（ＩＴＯ）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、スバフク等の
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、また、素子分離の工
程を容易にさせる目的で、一部絶縁膜を形成させておい
ても良い。 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
、基板材質と堆積膜との間での構成元素の相互拡散を防
止したり短絡防止用の干渉層とする等の目的で異種の金
属層等を前記基板上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層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ｇＩ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（Ｒｗａｘ）
は好ましくは５００λ乃至５ｏａｏλ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。 前記マイクロ波透過性部材は前記マイクロ波アプリケー
ター手段の先端部分に設けられ、前記成膜室内の真空雰
囲気と前記マイクロ波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、その
マイクロ波の進行方向に対する断面形状が好ましくは円
形、方形、楕円形の平板、ペルジャー状、ダブレフト状
、円錐状とされるのが望ましい。 また、前記マイクロ波透過性部材のマイクロ波の進行方
向に対する厚さは、ここでのマイクロ波の反射が最少に
抑えられるように用いる材質の誘電率を考慮して、設計
されるのが望ましく、例えば平板状であるならばマイク
ロ波の波長の１７２波長にほぼ等しくされるのが好まし
い。更に、その材質としては、マイクロ波アプリケータ
ー手段から放射されるマイクロ波エネルギーを最小の損
失で前記成膜室内へ透過させることができ、また、前記
成膜室内への大気の流入が生しない気密性の優れたもの
が好ましく、具体的には石英、アル逅す、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壽ツクス等が挙げら
れる。 また、前記マイクロ波透過性部材はマイクロ波エネルギ
ー及び／又はプラズマエネルギーによる加熱によって熱
劣化（ヒビ割れ、破壊）等を起こすことを防止するため
均一に冷却されることが好ましい。 具体的な冷却手段としては、前記マイクロ波透過性部材
の大気側の面に向けて吹きつけられる冷却空気流であっ
てもよいし、前記マイクロ波アプリケーター手段そのも
のを冷却空気、水、オイル、フレオン等の冷却媒体にて
冷却し、前記マイクロ波アプリケーター手段に接する部
分を介して前記マイクロ波透過性部材を冷却しても良い
、前記マイクロ波透過性部材を十分に低い温度まで冷却
することで、比較的高いパワーのマイクロ波エネルギー
を前記成膜室内へ導入しても、発生する熱によって前記
マイクロ波透過性部材にひび割れ等の破壊を生じさせる
ことなく、高電子密度のプラズマを生起することができ
る。 また、本発明の装置において、前記マイクロ波透過性部
材がマイクロ波プラズマに接している部分には、前記帯
状部材上と同様膜堆積が起こる。 従って、堆積する膜の種類、特性にもよるが、該堆積膜
によって前記マイクロ波アプリケーター手段から放射さ
れるべき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、前記マイクロ波透過
性部材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、又は機械的方法等により除去すれば初期状態
を復元できる。特に、前記真空状態を維持したまま堆積
膜の除去を行う方法としてはドライエツチングが好適に
用いられる。 また、前記マイクロ波アプリケーター手段ごと前記成膜
室内の真空状態は保持したまま、いわゆるロードロック
方式で前記ｒｔｉ、膜室外へ取り出し、前記マイクロ波
透過性部材上に堆積した膜をウェットエツチング又は機
械的除去等によって剥離して再利用するか、又は、新品
と交換しても良い。 更には、前記マイクロ波透過性部材の前記成膜室側の表
面に沿って、該マイクロ波透過性部材とほぼ同等のマイ
クロ波透過性を有する材質からなるシートを連続的に送
ることによって、該シートの表面上に堆積膜を付着、形
成させ、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。 本発明の装置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
を前記成膜室内に放射して、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有するものである。 具体的には、マイクロ波伝送用導波管の先端部分に前記
マイクロ波透過性部材を、気密保持が可能な状態に取り
付けたものが好ましく用いられる。 そして前記マイクロ波アプリケーター手段は前記マイク
ロ波伝送用導波管と同一規格のものであっても良いし、
他の規格のものであっても良い、また、前記マイクロ波
アプリケーター手段中でのマイクロ波の伝送モードは、
前記成膜室内でのマイクロ波エネルギーの伝送を効率良
く行わせしめ、且つ、マイクロ波プラズマを安定して生
起・維持・制御せしめる上で、単一モードとなるように
前記マイクロ波アプリケーターの寸法・形状等が設計さ
れるのが望ましい、但し、複数モードが伝送されるよう
なものであっても、使用する原料ガス、圧力、マイクロ
波電力等のマイクロ波プラズマ生起条件を適宜選択する
ことによって使用することもできる。単一モードとなる
ように設計される場合の伝送モードとしては、例えばＴ
ＥＩ。モード、Ｔ Ｅ ＋ ＋モード、ｅＨ＋ モー
ド、ＴＭ１１モード、Ｔ Ｍ ａ ＋モード等を挙げる
ことができるが、好ましくはＴ Ｅ ＋ ｏモード、Ｔ
Ｅ、モード、ｅＨ＋ モードが選択される。そして、前
記マイクロ波アプリケーター手段には、上述の伝送モー
ドが伝送可能な導波管が接続され、好ましくは該導波管
中の伝送モードと前記マイクロ波アプリケーター手段中
の伝送モードとは一致させるのが望ましい、前記導波管
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等の規格の方形導波管、円形導波管、
又は楕円導波管等の他、２．４５ＧＨｚのマイクロ波用
の自社規格として、方形の断面の内径で幅９６關×高さ
２７ｍのもの等を挙げることができる。 本発明の装置において、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、前記マイクロ波アプリケータ
ー手段を介して効率良く一前記成膜室内へ放射されるた
め、いわゆるマイクロ波アプリケーターに起因する反射
波に関する問題は回避しやすく、マイクロ波回路におい
てはスリースタブチューナー又はＦ、−Ｈチューナー等
のマイクロ波整合回路を用いなくとも比較的安定した放
電を維持することが可能であるが、放電開始前や放電開
始後でも異常放電等により強い反射波を生ずるような場
合にはマイクロ波電源の保護のために前記マイクロ波整
合回路を設けることが望ましい。 本発明の装置において、前記成膜室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間隙が残されて
いて、該間隙から前記原料ガスを排気し、前記成膜室内
が所定の減圧状態に保持されるようにするが、前記間隙
の寸法は十分な排気コンダクタンスが得られると同時に
、前記成膜室内に放射されたマイクロ波エネルギーが前
記成膜室外へＢ洩しないように設計される必要がある。 具体的には、マイクロ波アプリケーター手段中を進行す
るマイクロ波の電界方向と、前記湾曲開始端形成手段と
しての支持・搬送用ローラーの中心軸と前記湾曲終了端
形成手段としての支持・搬送用ローラーの中心軸とを含
む面とが互いに平行とならないように前記マイクロ波ア
プリケーター手段を配設する。すなわち、前記マイクロ
波アプリケーター手段に接続される前記導波管の長辺又
は長軸を含む面と前記一対の支持・搬送用ローラーの中
心軸を含む面とが平行とならないように、前記導波管を
配設させる。 そして、複数個の前記マイクロ波アプリケ−クー手段を
介して前記成膜室内にマイクロ波エネルギーを放射させ
る場合には、各々のマイクロ波アプリケーター手段につ
いて前述のごとく配設されることが必要である。 更に、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
幅の最大寸法は該間隙からのマイクロ波エネルギーの漏
洩を防止する上で、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ｌ／４波長以下とするのが
望ましい。 本発明の装置において、複数個の前記マイクロ波アプリ
ケーター手段を互いに対向させて配設させる場合には、
一方のマイクロ波アプリケーター手段より放射されたマ
イクロ波エネルギーを、他方のマイクロ波アプリケータ
ー手段が受信し、受信されたマイクロ波エネルギーが前
記他方のマイクロ波アプリケーター手段に接続されてい
るマイクロ波電源にまで達して、該マイクロ波電源に損
傷を与えたり、マイクロ波の発振に異常を生せしめる等
の悪影響を及ぼすことのないように配置する必要がある
。 具体的には、前記マイクロ波アプリケーター手段中を進
行するマイクロ波の電界方向同志が互いに平行とならな
いように前記マイクロ波アプリケーター手段を配設する
。すなわち、前記マイクロ波アプリケーター手段に接続
される前記導波管の長辺又は長軸を含む面とが互いに平
行とならないように前記導波管を配設する。 本発明の装置において、前記成膜室の両端面のうち片側
のみからマイクロ波エネルギーを放射させる場合には、
他方の端面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
１／２波長以下、より好ましくは１／４波長以下の金網
、パンチングボードなとで覆うことが望ましい。 本発明の装置において、プラズマ電位を制御するために
設けられるバイアス印加手段は前記成膜室内に生起する
プラズマに少なくともその一部分が接するように配設さ
れる。以下、図面を用いてその配置等についての典型例
を具体的に説明するが、本発明の装置におけるバイアス
印加手段はこれらに限定されるわけではない。 第１１図（Ａ）乃至第１１図（Ｄ）に、第１図に示した
本発明の装置の、第６図に示した断面模式図中のＨＨ’
方向での側断面模式図を示した。 これらの図面においては主要構成部材のみを示しである
。 第１１図（Ａ＞に示す例は、バイアス印加手段がガス供
給手段を兼ねる場合の典型例であり、帯状部材１１０１
は接地され、支持・搬送用ローラー１１０２によって湾
曲形状が保たれながら搬送されている。１１０３はガス
導入管を兼ねるバイアス印加管であり、ガス供給管１１
１０と絶縁性継手１１０９にて接続されている。そして
、ガス導入管を兼ねるバイアス印加前１１０３にはバイ
アス印加用電［１１０７にて発生させたバイアス電圧が
印加される。該バイアス印加用電源１１０７としては、
市販されている直流安定化電源、交流電源、高周波電源
等の他、種々の波形及び周波数を有するバイアス電圧を
印加させるために、例えばファンクション・ジェネレー
ターにて発生させた波形出力を精密電力増幅器にて増幅
させる電源システムを自作して用いることができる。 バイアス印加電圧及びバイアス電流値は記録計等にて絶
えずモニターすることが好ましく、プラズマの安定性・
再現性の向上や異常放電の発生を抑制するための制御回
路にそのデータを取り込むようにすることが望ましい。 バイアス印加前１１０３が前記成膜室内に配設される位
置は、前記マイクロ波プラズマに該バイアス印加前１１
０３が接して配設される限り特に限定されることはない
が、異常放電の発生等を抑える上で、前記帯状部材１１
０１の内表面から好ましくは１０ｆｉ以上、より好まし
くは２０ｍ以上離して配設されるのが望ましい。 バイアス印加前１１０３はガス導入管を兼ねるのでその
周方向、特に長手方向には均一に原料ガスが放出される
ような孔又はスリットが開けられているのが望ましい、
また、その管径及び管長については、所望の電流密度が
確保されるように設計されるが、その表面積は前記電流
密度が確保される限り小さくさせることが好ましい、そ
れにより、表面に堆積膜が形成されることによる原料ガ
スの利用効率の低下及び堆積した膜の剥がれ、飛散によ
る帯状部材上に形成される堆積膜の欠陥発生率の増大を
抑制することができる。また、本構成とすることにより
原料ガスの分解効率のより一層の向上も図れる。 第１１図（Ｂ）及び第１１図（Ｄ）に示す例は、ガス供
給手段とバイアス印加手段とを各々独立に設ける場合の
典型例であり、第１１図（Ｂ）にはバイアス棒１１０４
が１本、第１１図（Ｄ＞にはバイアス棒１１０４及び第
２バイアス棒１１０６が設けられている例を示したが、
所望により更に別のバイアス棒を追加配設しても良い。 １１０７．１１０８は各々バイアス印加用電源であり、
その仕様は全く同しであっても良いし、各々独立のバイ
アス電圧が印加できるように異なった仕様のものであっ
ても良い、原料ガスはガス導入管１１０５を介して前記
成膜室内に導入される。バイアス捧１１０４及び第２バ
イアス棒は各々耐熱性金属、例えばステンレススチール
、ニッケル、チタン、バナジウム、ニオブ、タンタル、
モリブデン、タングステン等で構威される棒状又は管状
のものを用いることが好ましい、管状構造とすることに
よって、その中に冷却媒体を流してバイアス棒の異常発
熱等を抑えることができる。 また、これらの配設される位置は前記バイアス印加管１
１０３の場合とほぼ同様である。 ガス導入管１１０５は異常放電の発生の抑制や、均一な
プラズマ電位を形成させる上で誘電体で構威させること
が好ましいが、導電性であって接地されていても支障な
く用いることもできる。 第１１図（Ｃ）に示す例は、帯状部材にバイアス電圧を
印加させる場合の典型例であり、帯状部材１１０１にバ
イアス印加用電源１１０７が接続されている。そして、
ガス導入管１１０５は導電性部材で構威され、且つ接地
されている。なお、ガス導入管】１０５を誘電体で構威
し、これとは別に接地１ｉ極を設けても良い、前記ガス
導入管１１０５の配設される位置はプラズマに接してい
る限り、特に制限はない。 本発明の装置において前記ＦＩｉ、膜室及び／又は隔離
容器を他のｒｔｉ、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ンジエ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第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に倍程度の圧力差に耐え得ることが必要で
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
長及び用いる排気ポンプの排気能力等と合わせて、一般
のフ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Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ。 Ｋ ｒ、 Ｘ ｅ、Ｒｎ等の希ガス又はＨ！等の堆積膜
形成用希釈ガスが挙げられる。ゲートガス流量としては
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１０図ｆａ
ｌ、 （ｂｌ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１０図（ａｌ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１０図山）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
器から流れ込む堆積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、質量分析針を用いて
拡散してくるガス量を測定したり、堆積膜の組成分析を
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
、ＭＢＥ法そしてＨＲ−ＣＶＤ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、好ましくは足並用に用い
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、そのリソ
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９図（その１）（ｉ）図乃至第９ （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９図において、９０１ａ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）、９０１ｂ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９０７ａ、９０７ｂ、
切断刃９０８ａ、９０８ｂ、溶接治具９０９ａ、９０９
ｂが収納されている。 即ち、第９図（その１）（ｉ）は、通常成膜時の状態で
あり、帯状部材９０２が図中矢印方向に移動していて、
ローラー９０７ａ、切断刃９０８ａ、及び溶接治具９０
９ａは帯状部材９０２に接触していない、９１０は帯状
部材収納容器（不図示）との接続手段（ガスゲート）、
９１１は真空容器（不図示）との接続手段（ガスゲート
）である。 第９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９０２を停
止させ、ローラー９０７ａ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９０２及び帯状部材処理室
９０１ａ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。次に、切断刃９０８ａ
を図中矢印方向に動作させ帯状部材９０２を切断する。 この切断刃９０８ａは機械的、電気的、熱的に帯状部材
９０２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９図（その１）（ｉｉｉ）では、切断分離された帯状
部材９０３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９図（その２） （ｉｖ）では、新しい帯状部材９
０４が送り込まれ、帯状部材９０２と接続される工程を
示している。帯状部材９０４と９０２とはその端部が接
せられ溶接治具９０９ａにて溶接接続される。 第９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９０７３を帯状部材９０２及び帯状部材
処理室（Ａ）９０１ａの壁から離し、帯状部材９０２，
９０４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９図（その３） （ｖｉ）は、通常成膜時の状態で
あるが、各治具は第９図（その１）（ｉ、）で説明した
のとほぼ対称に配置されている。 第９図（その３） （ｖｉ）は、ｌｔｉ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９０２を停止させ、ローラー９０７ｂ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９０２及び帯状部材処理室９０１ｂ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９０８ｂを図中矢印方向に動作させ
、帯状部材９０２を切断する。この切断刃９０８ｂは機
械的、電気的、熱的に帯状基体９０２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９図（その３） （ｖｉｉ）では、切断分離された
成膜工程終了後の帯状部材９０５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９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備巻き取り用帯状部材９０
６が送り込まれ、帯状部材９０２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９０６と帯状部材９
０２とはその端部が接せられ、溶接治具９０９ｂにて溶
接接続される。 第９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９０７ｂを帯状部材９０２及び帯状部
材処理室（Ｂ）９０１ｂの壁から離し、帯状部材９０２
．９０６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■族半導体薄膜、５ｉＧｅ、ＳｉＣ，５ｉＳ
ｎ等いわゆる■族合金半導体薄膜、Ｇａ Ａ ｓ、Ｇａ
ｐ、ｃａ Ｓ ｂ＋ ｒ ｎ ＰＩｎＡｓ等いわゆる
ｍ−ｖ族化合物半導体３膜、及びＺｎ５ｅ、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ。 ＣｄＴｅ等いわゆるＩＩ−Ｖｌ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Ｈｅ ＋ Ｎ ｅ ＋ Ａ ｒ ＋ Ｋ ｒ １Ｘ
ｅ 。 Ｒｎ等の希ガス、及びＨｚ 、ＨＦ、ＨＣｌ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薄膜は価電子制御及び
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御剤となる元素を含む原料化合物を
単独で、又は前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。 前払ハ積膜形成用原料ガス等は、前記帯状部材で形成さ
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、又はガス導入管
を兼ねるバイアス管より、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。前記ガス導入管
、又はガス導入管を兼ねるバイアス管を構成する材質と
してはマイクロ波プラズマ中で損傷を受けることがなく
、前述した機能を有するものが好適に用いられる。具体
的にステンレススチール、ニソケル、チタン、ニオブ、
タンタル、タングステン、バナジウム、モリブデン等耐
熱性金属及びこれらをアル旦す、窒化ケイ素、石英等の
セラミソラス上に溶射処理等したもの、そしてアルミナ
、窒化ケイ素、石英等のセラ
生起させ、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
能性堆積膜を連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
な放射能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普及が危ぶまれ、
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墳は増加の一
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濃度を上
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 Ｅ Ａ （Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＥｎｅｒｇｙＡｇｅｎｅｙ）で
は２００５年までに二酸化炭素の排出筒を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、それに伴う電力需要の増大は必辛であり、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、太陽光をｆｌ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ｊＪｊ！球温暖球
等暖化題を惹起することはなく、また、太陽光は地球土
星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確立させるためには、使用
する太陽電池が、光電変換効率が充分に高く、特性安定
性に優れたものであり、珪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、−
世帯あたり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１０％程
度であるとすると、必要な出力を得るための前記太陽電
池の面積は３０ｍ稈度となる。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３，０００，
０００ ｎｆ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
て各種の提案がなされている。 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層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ｉｔ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
導体層を順次積層したり、−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、熱拡散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（ＰＨ３）、 ジボラ
ン（ａｔＨｈ）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、米国特許第４，４００．４０９号明細書には、ロ
ール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）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ｉｔｇ域を設け、所
望の幅の十分に長い可撓性の基板を、該基板が前記各グ
ロー放電領域を順次貫通する経路に沿って配置し、前記
各グロー放電領域において必要とされる導電型の半導体
層を堆積形式しつつ、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電領域へ拡散、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、スリット状の分離通路によっ
て相互に分離し、さらに該分離通路に例えばＡｒ、Ｈｌ
等の掃気用ガスの流れを形式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。即ち、例
えば膜厚が高々５０００Ａ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く、
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
かし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、マイクロ波ヲ用いたプ
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生させ、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薄膜を堆
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ッンを防ぎ高品質の堆積膜が得ら
れるばかりでなく、プラズマ中でのポリシラン等の粉末
の発生を抑え、且つ、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、米閏特許第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。 また、堆積膜の製造工程はバンチ弐であって、−回の仕
込みで形成される堆積膜の量は限られており、大面積の
基板上に大量に堆積膜を連続して形成する方法に関する
開示はない。 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しやすく大面
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号明細書に
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せる必
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
。即ち、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つのアブリケータ−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。それらの提案は、例えば、ジャーナル・オプ・
バキューム・サイエンス・テクノロジイー（Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ ） Ｂ −４（１９８６年１月〜２月）２
９５頁−２９８頁および同誌のＢ−４（１９８６年１月
〜２月〉 １２６頁−１３０頁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状の形をな
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、２．４５ＧＨｚ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１０ｃｓ程度であり、
プラズマ体積にしてもせいぜい１１８ａＪ程度であって
、大面積化とは到底言えない、また、前εと報告は、９
１５ＭＨｚ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４００のプラ
ズマ直径、及び２０００ｉ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
、４００ＭＨｚ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般化されてはいなく、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更に
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５５１４１７２９号公報及び特開昭５７
−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ＢＣＲ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ｔ
ＶＡ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塩８１ｒｌ！ＪとＥＣＲ条
件外のい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極端に異なるため、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、高パワー密度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プラズマプロセスの早期提（
１が望まれている。 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（Ｔ Ｐ Ｔ）や密着型イメージセンサ−用
の光電変換素子及びスイソ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用の提供によっ
て、更に広く一般に９！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、１１つ高速で高品質の機能性堆積膜を形威す
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」二に連続して高品質の
機能性堆積膜を形成する方法及び装置を提供することに
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
効率を飛躍的に高めると共に、薄１１’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、大容積に巨ってほぼ
均一なマイクロ波プラズマを生起させる方法及び装置を
提供することにある。 本発明の更に別の目的は、大面積、大容積に亘って生起
させたマイクロ波プラズマのプラズマ電位を均一に再現
性良く、安定して制御する方法及び装置を提供すること
にある。 本発明の更なる目的は、マイクロ波プラズマのプラズマ
電位を制御することにより、高品質で、特性均一性に優
れた機能性堆積膜を形威させるための新規な方法及び装
置を提供することにある。 本発明の更に別の目的は、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
電力素子を形威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、帯状部材を湾曲開始端形
成用の支持・搬送用ローラー湾曲部形成用の支持・搬送
用リング、及び湾曲終了端形成用の支持・搬送用ローラ
ーを介し、前記支持・搬送用ローラー同志の間には隙間
を残して湾曲させ、前記帯状部材を側壁とした柱状の成
膜室を形威し、前記成膜室の両端面にはマイクロ波エネ
ルギーをマイクロ波の進行方向に対して平行な方向に放
射させるようにしたマイクロ波アプリケーター手段を対
向して一対配設し、更に、前記成膜室内に堆積膜形成用
の原料ガスを導入し、前記一対の支持・搬送用ローラー
同志の間に残された間隙より排気して前記ｔ２Ｍ室内の
圧力を所定の減圧下に保持し、前記マイクロ波アプリケ
ーター手段よりマイクロ波エネルギーを前記側壁とほぼ
平行に放射せしめ、更に、前記帯状部材とは分離して配
設したバイアス印加手段にバイアス電圧を印加せしめた
ところ、前記成膜空間内において前記帯状部材の幅方向
にほぼ均一なマイクロ波プラズマを生起でき、且つその
プラズマ電位を制御し得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、下達するところを骨子とするマ
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平行な方向に放射させ
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させてマイクロ波プラズマを
前記成膜空間内で生起せしめ、前記マイクロ波プラズマ
のプラズマ電位を制御しながら、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威す
ようにされる。 そして、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、片側又は両側に配設される、少
なくとも１つ以上の前記マイクロ波アプリケーター手段
を介して、前記マイクロ波エネルギーを前記成膜空間内
に放射させるようにする。 また、前記マイクロ波アプリケーター手段は前記端面に
垂直方向に配設し、前記マイクロ波エネルギーを前記側
壁と平行な方向に放射させるようにする。 本発明の方法においては、前記プラズマ電位は、前記帯
状部材から分離されたバイアス印加手段を介して制御す
るようにする。 そして、前記バイアス印加手段は、少なくともその一部
分が前記マイクロ波プラズマに接するように配設し、前
記バイアス印加手段にバイアス電圧を印加させるように
するが、前記バイアス印加手段の前記マイクロ波プラズ
マに接する少なくとも一部分には導電処理を施すように
する。 更に、前記バイアス電圧としては直流、脈流及び／又は
交流が好適に用いられる。 本発明の方法においては、前記バイアス印加手段は前記
ガス供給手段を兼ねるようにしても良いし、前記ガス供
給手段から分離して配設するようにしでも良い。 そして、前記バイアス印加手段は、単数又は複数のバイ
アス棒で構成させるようにする。 本発明の方法においては、前記プラズマ電位は前記帯状
部材に印加するバイアス電圧によって制御するようにし
ても良く、前記ガス供給手段は接地電位とし、少なくと
もその一部分が前記マイクロ波プラズマに接するように
配設するようにする。 そして、前記ガス供給手段の前記マイクロ波プラズマに
接する少なくとも一部分には導電処理を施すようにする
。 本発明の方法においては、前記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手段の先端部分に設けら
れたマイクロ波透過性部材を介して放射させるようにす
る。 そして、前記マイクロ波透過性部材にて前記マイクロ波
アプリケーター手段と前記成膜空間との気密を保持させ
るようにする。 また、前記マイクロ波アプリケーター手段を、前記両端
面において互いに対向して配設させる場合には、一方の
マイクロ波アプリケーター手段より放射されるマイクロ
波エネルギーが他方のマイクロ波アプリケーター手段に
て受信されないように配置する。 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。 また、前記成膜空間内に導入された堆積膜形成用原料ガ
スは、前記湾曲間ｆＡ端形成手段と前記湾曲終了端形成
手段との間で前記帯状部材の長手方向に残された間隙よ
り排気するようにする。 本発明の方法において、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面には少なくとも導電処理を施
すようにする。 更には、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、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平行な方向に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、前記マイクロ波プ
ラズマのプラズマ電位を制御するためのバイアス印加手
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￥ｉ２において、前記清面部形成手段は、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・
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る。 本発明の装置において、前記バイアス印加手段を前記帯
状部材から分離して配設する。 そして、前記バイアス印加手段は、少なくともその一部
分が前記マイクロ波プラズマに接するように配設し、前
記バイアス印加手段にバイアス電圧を印加させるように
するが、前記バイアス印加手段の前記マイクロ波プラズ
マに接する少なくとも一部分には導電処理が施される。 更に、前記バイアス電圧としては直流、脈流及び／又は
交流が好適に用いられる。 本発明の装置において、前記バイアス印加手段は前記ガ
ス供給手段を兼ねても良いし、前記ガス供給手段から分
離して配設されても良い。 前記バイアス印加手段は単数又は複数のバイアス捧で構
成される。 本発明の装置において、前記バイアス印加手段は前記帯
状部材を兼ねて配設する場合には、前記ガス供給手段を
接地し、少なくともその一部分が前記マイクロ波プラズ
マに接するように配設する。 そして、前記ガス供給手段の前記マイクロ波プラズマに
接する少なくとも一部分には導電処理を施す。 本発明の装置において、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片側又は両側に、少
なくとも１つ以上の前記マイクロ波アプリケーター手段
が配設される。 そして、前記マイクロ波アプリケーター手段は、前記端
面に重置方向に配設される。 本発明の装置において、前記マイクロ波アプリケーター
手段の先端部分には、前記成膜室と前記マイクロ波アプ
リケーター手段との気密分離を行い、且つ、前記マイク
ロ波アプリケーターから放射されるマイクロ波エネルギ
ーを前記成膜室内へ透過せしめるマイクロ波透過性部材
が配設される。 本発明の装置において、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面には、少なくとも導電性処理
が施される。 本発明の装置において、前記マイクロ波アプリケーター
手段には方形及び／又は楕円導波管を介してマイクロ波
エネルギーが伝送される。 そして、前記マイクロ波アプリケーター手段を前記成膜
室の両端面において互いに対向して配設させる場合には
、前記マイクロ波アプリケーター手段に接続される前記
方形及び／又は楕円導波管の長辺を含む面同志、長軸を
含む面同志、又は長辺を含む面と長軸を含む面同志が互
いに平行とならないよう配設される。 また、前記方形及び／又は楕円導波管の長辺を含む面及
び／又は長軸を含む面と、前記一対の支持１１１送用ロ
ーラーの中心軸を含む面とのなす角度が垂直とならない
よう配設される。 以下、本発明者らが本発明を完成させるにあたり行った
実験について詳しく説明する。 〔実験〕 本発明の装置を用いて、帯状部材Ｅに高品質の機能性堆
積膜を均一に形成するための、マイクロ波プラズマの生
起条件について種々実験を行ったので、以下に詳述する
。 大慧班上 本実験例においては、後述する装置例２で示す装置を用
い、また、後述する製造例１で説明する手順でマイクロ
波プラズマを生起させ、一対の導波管１１１，１１２の
取り付は角度の違いによるマイクロ波プラズマの安定性
及びマイクロ波の成膜室外への漏洩度等について検討を
行った。 第６図に方形導波管１１１．１１２の取り付は角度の説
明用の模式的断面概略図を示した。 実線で示した方形導波管１１１と点線で示した方形導波
管とは成膜室１１６の両端面に対向して配設されたマイ
クロ波アプリケーター（不図示）に接続されており、例
えば、方形導波管１１１は図面手前側、方形導波管１１
２は奥側に配設されている。Ｏは湾曲形状の中心であり
、Ａ−Ａ’は支持・搬送用ローラー１０２と１０３との
中心軸を含む面を表しており、これに垂直な面をＨ−Ｈ
’とする。そして、方形導波管１１１の長辺を含む面に
平行な面Ｂ−Ｂ’ とＨ−Ｈ’ とのなす角度をθとし
、これを方形導波管１１１の取り付は角度とする。また
、方形導波管１１２の長辺を含む面に平行な面ｃ−ｃ’
とＨ−Ｈ’ とのなす角度をθ２とし、これを方形導
波管１１２の取り付は角度とする。ここで、方形導波管
１１１．１１２の取り付は角度θ１．θ２が各々１８０
°を超える場合には、１８０°以下の場合のＨ−Ｈ’に
対する対称配置となる故、その配置関係は１８０°以下
の場合と同等である。勿論、θ１とθ２とは相互に入れ
替えても、対向している故、やはり配置関係は同等であ
る。 本発明において、支持・搬送用ローラー１０２１０３と
で限定される帯状部材の湾曲端間距離を間隙りと定義す
る。 第１表に示すマイクロ波プラズマ放電条件にて、第２表
に示す種々の０１．θ２の組み合わせ条件におけるマイ
クロ波プラズマの安定性等について実験、評価を行った
。 なお、マイクロ波の漏洩度は支持・搬送用ローラー１０
２，１０３の間隙部分より５値程度離れた場所にマイク
ロ波検知器を設けて評価を行った。 評価結果は第２表に示すとおりであった。 これらの結果から、マイクロ波アプリケーターへの方形
導波管の取り付は角度を変えることによって、マイクロ
波プラズマの安定性及びマイクロ波の成膜室外への漏洩
度が大きく変化することが判った。具体的には、θ１及
び／又はθｔが０゜の場合には、マイクロ波の漏れ量が
最も大きく、放電状態も不安定であり、Ｉ５°程度では
マイクロ波の漏れ量が小さくはなるものの、放電状態は
不安定である。また、３０°以上では、マイクロ波の漏
れは無くなり放電状態は安定した。ただし、θ１と８２
とがなす角度が０°又は１８０°すなわち、方形導波管
の長辺を含む面が互いに平行な配置となる場合には、マ
イクロ波の漏れ量にかかわらず、発振異常による電源ノ
イズが大きくなり、放電が不安定になる。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
１．２ ｍ／ｗｉｎ（７）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。 更に、マイクロ波プラズマ放電条件のうち、原料ガスの
種類及び流量、マイクロ波電力、湾曲形状の内直径、成
膜室内圧等種々変化させた場合においても方形導波管の
配置に起因するマイクロ波の漏れ量及び放電安定性等に
ついて特に差異は認められなかった。 去１生え 本実験例においては、実験例１と同様、装置例２で示し
た装置を用い、第６図で示した支持・搬送用ローラー１
０２，１０３の間隙りを変化させたときのマイクロ波プ
ラズマの安定性及び膜厚分布への影響等について検討を
行った。 間隙りについては第３表に示した範囲で種々変化させて
各々約１０分間の放電を行った。その他のマイクロ波プ
ラズマ放電条件については第１表に示したのと同様とし
、方形導波管の取り付は角度θ１．θｔは共に４５°に
配置した。ただし、成膜室圧力の変化は、排気ポンプの
能力は特に調整せず、間隙りを大きくすることによって
コンダクタンスが大きくなったために生したものである
。 なお、帯状部材１０１の表面温度が２５０℃となるよう
に温度制御機Ｉ′１１１０６ ａ −ｅを動作させ、帯
状部材の搬送速度は３５ｅ１１＋／＋ｍｉｎとした。 第３表に、放電状態、膜厚分布等を評価した結果を示し
た。 なお、放電状態は目視にて、膜厚分布については、針ス
テソブ式膜厚計にて帯状部材の幅方向について１０点ず
つ、長手方向には２０Ｉ−ｆｆＩごとに測定し、その分
布を評価した。 これらの結果から、排気ポンプの能力調整は行われず、
間隙りを変化させることによって、成膜室内の圧力が変
化し、それにともない形成される堆積膜の膜厚分布が、
特に帯状部材の幅方向について顕著に変化することが判
った。また、方形導波管の取り付は角度を実験例１にお
いてマイクロ波の漏れが起こらなかった配置にしても、
間隙■７を大きくしすぎた場合には、やはりマイクロ波
漏れが生ずることが判った。そして、間隙りからのマイ
クロ波漏れが少なくなるのは間隙りの寸法をマイクロ波
の波長の好ましくは１／２波長以下、より好ましくは１
／４波長以下としたときであった。なお、帯状部材の長
手方向での膜厚分布は、帯状部材を搬送している限りほ
ぼ良好であった。 作製した試料の中で堆積速度が速く、膜厚分布が良好で
あった試料ぬ４の堆積速度は約１００人／ｓｅｃであっ
た。また、用いた原料ガスの総流量に対して、帯状部材
上に堆積された膜の量より３１算される原料ガス利用効
率は５５％であった。 更に、マイクロ波プラズマ放電条件のうち、マイクロ波
電力、湾曲形状の内直径等について種々変化させた場合
において、膜厚分布及び放電安定性は若干の変化がある
ものの、間隙りの大きさに起因する本質的な問題の解決
手段とはなり得なかった。 夫妻Ｉ狙走 本実験例においては、実験例１と同様、装置例２で示し
た装置を用い、形成される湾曲形状の内直径を変化させ
たときのマイクロ波プラズマの安定性、膜厚分布等につ
いて検討を行った。湾曲形状の内直径については第４表
に示した範囲で種々変化させた以外は、第１表に示した
マイクロ波プラズマ放電条件と同様とし、また、方形導
波管の取り付は角度θ１．θ２は共に４５°に配置した
。 なお、放電時間は各々１０分間とし、帯状部材の表面温
度は実験例２同様２５０℃とした。また、帯状部材の搬
送速度は３５ｅｍ／１ＩＩｉｎ とした。 第４表に、放電状態、膜厚分布等を評価した結果を示し
た。 なお、放電状態は目視にて、膜厚分布については、針ス
テップ式膜厚計にて帯状部材の幅方向について１０点ず
つ、長手方向には２０（２）ごとに測定し、その分布を
評価した。 これらの結果から、他の放電条件は変えず、湾曲形状の
内直径を変化させるこ乙によって放電状態が変わり、形
成される堆積膜の膜厚分布が、特に帯状部材の幅方向に
ついて顕著に変化することが判った。なお、帯状部材長
手方向での膜厚分布は、帯状部材を搬送している限りほ
ぼ良好であった。 更に、マイクロ波プラズマ放電条件のうち、マイクロ波
電力、成膜室内の圧力等について種々変化させた場合に
おいても、それぞれのパラメーター変化によって、膜厚
分布及び放電安定性が影響を受けることが判った。 犬狭纒土 本実験例においては、実験例１と同様、装置例２で示し
た装置を用い、成膜室内の圧力は一定とし、原料ガス流
量、マイクロ波電力を種々変化させたときのマイクロ波
プラズマの安定性等について検討を行った。成膜室圧力
、原料ガス流量については、第５表に示した範囲で種々
変化させた以外は、第１表に示したマイクロ波プラズマ
放電条件と同様とし、また、方形導波管の取り付は角度
θ番、θ２は共に６０°、６０°に配置した。 第５表に、放電状態を評価した結果を示した。 ここで、◎は放電安定、Ｏは、微小のチラッキはあるが
、はぼ放電安定、△はややチラッキはあるが使用可能な
レベルで放電安定の状態を表している。いずれの場合に
おいても、マイクロ波電力を下げたり、成膜室圧力を下
げたり、原料ガスとしてのＨ□の流量を増やしたりした
場合には放電が不安定となるか、放電が生起しなくなる
ほぼ限界値を表している。従って、逆にマイクロ波電力
を上げたり、成膜室圧力を上げたり、原料ガスとしての
ＳｉＨ４の流量を増やしたりした場合には放電はより安
定な状態となることが判った。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］、 ２
ｍ ／＋ｓｉｎ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。 大致班工 本実験例においては、実験例１と同様、装置例２で示し
た装置を用い、帯状部材の幅寸法を変えたときの、マイ
クロ波プラズマの安定性及び膜厚分布への影響等につい
て検討を行った。 帯状部材の幅寸法については第６表に示した範囲で種々
変化させて、各々００分間の放電を行った。その他のマ
イクロ波プラズマ放電条件については第１表に示したの
と同様とし、方形導波管の種類はＥ ＩＡＪ、 ＷＲＩ
−，３２に変え、取り付は角度θ１．θオは共に６０
°、６０°となるよう配置した。そして、帯状部材の表
面温度は実験例２と同様２５０℃とし、搬送速度は５０
ｃｍ／＋＊ｉｎとした。 なお、試料組１５〜１７についてはマイクロ波アプリケ
ーターは片側のみ、試料肖１８〜２１については対向し
て一対配設した。 第６表に放電状態、膜厚分布等を評価した結果を示した
。評価方法は実験例２と同様とした。 これらの結果から、帯状部材の幅寸法が変わることによ
り、マイクロ波プラズマの安定性及び膜厚分布が変化す
ることが判った。そして、片側からのマイクロ波電力の
供給のみではマイクロ波プラズマの安定性が欠けたり、
膜厚分布が大きくなる場合においても、マイクロ波アプ
リケーターを対向して一対設けることによっていずれも
改善されることが判った。 また、マイクロ波プラズマ放電条件のうち、原料ガスの
種類及び流量、マイクロ波電力、底膜室内圧等種々変化
させた場合においては、それぞれのパラメーター変化に
よってマイクロ波プラズマの安定性及び膜厚分布が影響
を受けることが判った。 去１１４見 本実験例においては、後述する装置例７ （第３図）で
示す装置にて、隔離容器３００内に第１１図（Ａ）に示
した構成のバイアス印加手段を具備させ、ニソケル製の
ガス導入管を兼ねるバイアス印加前１１０３への直流バ
イアス印加電圧を変化させたときのマイクロ波プラズマ
の制御性、プラズマ電位及び膜質への影響等について検
討を行った。 バイアス印加電圧を、−３００Ｖから＋３００ＶまでＩ
ＯＶきざみで変化させた以外は、第１表に示したのと同
様のマイクロ波プラズマ放電条件にてプラズマを生起さ
せ、また、方形導波管の取り付は角度θ１．θ□は共に
４５°、４５°に配置した。なお、帯状部材の表面温度
は２５０℃とし、搬送速度は６０ ｃｍ／ｌ１ｉｎ、と
した。また、各バイアス電圧を印加してからは１０分間
放電を維持させるようにした。 第１２図にＸ軸にバイアス印加電圧、Ｙ軸にバイアス電
流値をとり、バイアス印加時におけるバイアス印加管と
帯状部材との間の電流−電圧特性を求めた結果を示す。 同時に、直径０．３ｆｌ、長さ３ｎ（露出部分）のタン
グステン線を用いたシングルプローブを用いた探針法に
より、バイアス印加時のプラズマ電位Ｖ、を測定し、バ
イアスを印加させない時のプラズマ電位Ｖ０に対する変
化率Δｖｂ（＝ｖｂ／ｖｏ）を求めた結果を第１３図に
示す、なお、前記シングルプローブは前記帯状部材の湾
曲部分のほぼ中央、且つ内表面よりほぼ５国のところに
配設した。 これらの結果において、放電用の原料ガスの種類や流量
によって変化はあるものの、概ねバイアス電圧を一２０
０ｖ以下、又は＋２００Ｖ以上とした場合には、成膜室
内でスパーク等の異常放電が発生し、安定した放電状態
の維持は困難であっしかしながら、マイクロ波プラズマ
の放電条件が一定の時にはバイアス電圧の増加にともな
い電流−電圧特性はほぼ増加傾向の直線関係を示し、プ
ラズマ電位もバイアス電圧の増加とともに、増加傾向を
示すことが判った。即ち、バイアス電圧を変化させるこ
とでプラズマ電位を容易に、安定して、再現性良く制御
することができた。 引き続き、帯状部材としての５ＵＳ４．３０ＢＡ薄手が
上に堆積形成された膜について５ ｗ Ｘ ５ ｍの試
料片を切り出し、その表面状態を超高分解能、低加速Ｆ
Ｅ−３ＥＭ （日立製作所Ｓ−９００型）にて観察した
ところ、バイアス電圧が一３００Ｖ乃至＋１０ｖの範囲
では数百人〜数千人程度の表面荒れが目立ったが、＋１
０ｖ乃至＋１８０Ｖの範囲ではほぼバイアス電圧の増加
に伴って膜表面が平滑化していく傾向が認められた。そ
して、＋１８０Ｖを超えた範囲では膜表面が再び荒れ始
め、特に＋２００Ｖを超えて異常放電の多発した試料表
面にはピンホールの発生も認められた。 また、マイクロ波電力が一定の条件下では５ＩＨ４等の
電離断面積の大きい原料ガスの流量比が増加するのに伴
い、電流−電圧特性の傾きは大きくなり、一方、■２等
の電離断面積の小さい原料ガスの流量比が増加するのに
伴い、電流−電圧特性の傾きは小さくなることが判った
。 見セ矢狭奥上 実験例６において、ガス導入管を兼ねるバイー？ス印加
管１１０３をニノケル製のものからアルミニウム製のも
のに変えた以外は同様の条件で電流電圧特性を測定した
。ところが、バイアス印加電圧をＯｖから＋６０ｖ程度
まで上昇させていったところ、バイアス印加前１１０３
は変形を始め、ついには溶断してしまうという現象が認
められた６更に、バイアス印加前１１０３を銅製、真ち
ゅう製のものに変えて同様の測定を行ったところ、やは
り前述と同様の現象が認められた。これらに対し、バイ
アス印加前１１０３をステンレス・スチール製、チタン
製、バナジウム製、ニオブ製、タンタル製、モリブデン
製、タングステン製等の高融点金属製、及びアルミナ・
セラミソクス管の表面にニソケル溶射を８００μｍ行っ
たものに変えて同様の測定を行ったところ、ステンレス
・スチール製のものを用いた場合にはバイアス印加電圧
が＋１２０Ｖを超えるあたりで変形が認められ、やはり
ついには溶断してしまった以外は、他の材質のものを用
いた場合にはほぼ実験例６で得られたのと同様の測定結
果が得られ、特に変形等の現象も認められなかった。 毘杜１専四リー２ 実験例６において、帯状部材としての５ＵＳ４３０ＢＡ
薄板をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製シート
（厚さ０．８ ｍｍ ）に変えた以外は同様の条件で電
流−電圧特性を測定した。ところが、バイアス印加電圧
を正又は負のいずれの側に印加しても流れる電流値は、
実験例６で得られたのとほぼ同等の値を示したものの、
成膜室内での異常放電の開始電圧が一１ｏｏｖ又は１０
０Ｖ程度であった。目視によりその状態を観察したとこ
ろ、スパークは前記バイアス印加管と帯状部材の支持・
搬送用ローラーとの間で生じており、このスパークは用
いた帯状部材が絶縁性成チャージアップ現象を示し、成
膜室内にてバイアス印加管以列では唯−導電性部ｆオに
て構成されている前記支持・搬送用ローラーに過剰の電
流が流れているためである、二とが判った。 また、堆積形成された膜の表面状態を実験例６で行った
のと同様の方法にて観察、評価したところ、膜表面はバ
イアス印加電圧の違いによらず数百人〜数千人程度の表
面荒れが生したままであった。 元本０３魁鮭灸 実験例６において、成膜室内に配設されるガス導入管を
兼ねるバイアス印加前１１０３の位置を、成膜室のほぼ
中心軸近く （第６図、○の位置）から、第６図中ＯＨ
’ 、ＯＨ，ＱＣ，ＱＣ’ の方向へ３０＋ｎ、 ６
０ｍｍ、 ９０１ｉと３０ｍＩＩづつすら−ｔた以外
は、同様の条件で電流−電圧特性を測定した。 なお、ｏＨ′方向へは１２０ｍ、１５０ｍの場合も同様
に測定を行った。 その結果、ＯＨ’ 、ＯＨ，ＱＣ，ＱＣ’方向へ３０ｍ
ｍ、６０ｕ＋ずらせた場合には、実験例６と全く同様の
結果が得られた。９０ｎずらせた場合には、スパーク等
の異常放電の開始電圧がやや変化するものの、それ以外
はやはり実験例６と同様の結果が得られた。一方、ＯＨ
’方向へ１２０ｔｍ。 １５０闘ずらせた場合においては、そもそも成膜室内へ
の原料ガスの供給が十分に行われないために、プラズマ
が安定して生起しないのと相まって、バイアス電圧を印
加してもバイアス電流はほとんど流れず、プラズマ電位
の制御は実施困難であることが判った。 去狭斑工 本実験例においては、実験例６で用いた構成の装置を用
い、第７表に示す種々の波形及び周波数条件のバイアス
電圧をバイアス印加前１１０３に印加させたときのマイ
クロ波プラズマの制御性、プラズマ電位及び膜質への影
響等について検討を行った。なお、マイクロ波プラズマ
放電条件等は実験例６と同様とした。 バイアス電圧はファンクション・ジェネレータ（ヒユー
レット・パラカード社製ＨＰ８１１６Ａ＞で発生させた
種々の波形出力を精密電力増幅器（エヌエフ回路ブロッ
ク社製４５００シリーズ及び特注品）にて増幅させたも
の、又は自作の整流回路装置にて出力させたものを同軸
ケーブルを介して、バイアス印加前１１０３に印加させ
た。 放電の状況、プラズマ電位の変化率、膜表面観察等によ
り、プラズマ電位の制御性について評価を行った結果を
第７表中に示す、これらの結果より、比較的広い周波数
範囲においてバイアス電圧を印加することによる効果が
認められることが判った。 更に、バイアス電圧の周波数を固定して最大振幅電圧を
種々変化させた場合には、はぼ実験例６と同様の傾向、
即ち、直流電圧を変化させたときと同様の傾向が認めら
れ、特に、最大振幅電圧の増加によりスパーク等の異常
放電の発生頻度が増加した。 これらの結果より、バイアス印加管に直流電圧以外の種
々のバイアス電圧を印加させた場合においても、該バイ
アス電圧を変化させることでプラズマ電位を容易に、安
定して、再現性良く制御できることが判った。 失慧斑工 本実験例においては、バイアス印加手段を第１１図（Ｂ
）に示した構成に変えた以外は実験例６と同様の条件で
電流−電圧特性を測定した。 その結果、実験例６とほぼ同様の結果が得られ、ガス導
入管１１０５とバイアス棒１１０４とが独立に配設され
ていてもバイアス電圧を変化させることでプラズマ電位
を容易に、安定して、再現性良く制御できることが判っ
た。 大豊班工 本実験例においては、バイアス印加手段を第１１図（Ｃ
）に示した構成に変えた以外は実験例６と同様の条件で
電流−電圧特性を測定した。 その結果、スパーク等の異常放電の開始電圧がやや変化
し、その時には特に成膜室内の支持・搬送用リングと帯
状部材との接触部分での異常放電の発生が認められた以
外は、はぼ実験例６と同様の結果が得られた。ただし、
膜表面が平滑化するバイアス電圧は、実験例６の場合と
全く逆の極性、即ち、−ｉ ｏｖ乃至−１８０Ｖの範囲
であった。 勿論、この電圧範囲内においてはプラズマは安定してい
た。 従って、帯状部材にバイアス電圧を印加し、成膜室内に
ガス導入管を兼ねるアース棒１１０５を配設することで
プラズマ電位を容易に、安定して、再現性良く制御でき
ることが判った。 犬狼透土１ 本実験例においては、バイアス印加手段を第１１図（Ｄ
）に示した構成に変え、バイアス棒１１０４には実験例
８と同様の条件で直流バイアス電圧を印加し、これとは
独立にバイアス棒１１０６にはバイアス棒１１０４に印
加した直流電圧の１／４の電圧を印加したときのマイク
ロ波プラズマの制御性、プラズマ電位及び膜質への影響
等について検討を行った。なお、マイクロ波プラズマ放
電条件等は実験例６と同様とした。 その結果、スパーク等の異常放電の発生頻度が減少し、
プラズマの安定性が向上した以外はほぼ実験例６と同様
の結果が得られた。 従って、Ｔｌｉ、膜室内に複数のバイアス棒を配設し、
夫々独立にバイアス電圧を印加させることで、プラズマ
電位を容易に、安定して再現性よく制御できることが判
った。 天部１（ＬＬ 本実験例においては、実験例１０にてバイアス棒１１０
４に印加するバイアス電圧を直流電圧に変えて、実験例
７で実施したのと同様の種々の波形及び周波数のバイア
ス電圧を印加させたときのマイクロ波プラズマの制御性
、プラズマ電位及び膜質への影響等について検討を行っ
た。なお、マイクロ波プラズマ放電条件等は実験例６と
同様とした。 その結果、スパーク等の異常放電の発生頻度が減少し、
また、異常放電の開始電圧もやや低下し、プラズマの安
定性が向上した以外はほぼ実験例６と同様の結果が得ら
れた。 従って、成膜室内に複数のバイアス棒を配設し、夫々独
立にバイアス電圧を印加させることで、プラズマ電位を
容易に、安定して再現性よく制御できることが判った。 犬埜士Ｕヨ！、１３ 実験例８及び９において、実験例７で実施したのと同様
のバイアス電圧を印加させた実験を行ったところ、はぼ
実験例８及び９で得られたのと同様の効果が認められた
。 大複糀果凶量盟 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
の形状及びそれに接続される導波管の種類及び配置、酸
膜時の成膜室内の圧力、マイクロ波電力、マイクロ波プ
ラズマの閉し込めの程度、放電空間の体積及び形状等種
々のパラメーターが複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。 成膜室の圧力に関しては、好ましくは１，５ｍＴｏｒｒ
乃至１００ ｍ Ｔｏｒｒ 、より好ましくは３ｍＴｏ
ｒｒ乃至５０ｍＴｏｒｒ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２５０Ｘ２Ｗ乃至３００
０ｘ２Ｗ、より好ましくは３００Ｘ２Ｗ乃至１０００Ｘ
２Ｗであることが判った。湾藺形状の内直径に関しては
、好ましくは７ｃｍ乃至４５ｃｍ、より好ましくは８（
２）乃至３５ｃ１１であることが判った。また、帯状部
材の幅に関しては対向する一対のマイクロ波アプリケー
ターを用いた場合には、好ましくは６０ｃ＋ｓ程度、よ
り好ましくは５０ｃ＋ｍ程度で幅方向の均一性が得られ
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の漏れ
量が大きくなるとマイクロ波プラズマの安定性を欠くこ
とが判り、帯状部材の湾曲端同志の間隙りは好ましくは
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。 更に、本発明の方法及び装置において、マイクロ波プラ
ズマのプラズマ電位を制御するには、プラズマの閉じ込
められた成膜室内にバイアス電圧印加手段を設け、該バ
イアス印加手段に種々の直流電圧、又は脈流、交流電圧
にて種々の波形、周波数、及び最大振幅電圧のバイアス
電圧を印加させることが望ましいことが判った。また、
前記バイアス電圧印加手段はガス導入管を兼ねても良く
、あるいはガス導入管とは別に設けられたバイアス棒で
も良いことが判った。そして、前記帯状部材にバイアス
電圧を印加させてもほぼ同様にプラズマ電位の制御がで
きることが判った。前記バイアス電圧が直流電圧である
場合には、膜特性の改善を図る目安としてその電圧を好
ましくは＋ＩＯＶ乃至＋１８０Ｖとするのが望ましいこ
とが判った。 以下、前述の〔実験〕により判明した事実をもとに本発
明の方法及び装置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閉し込めるに
は、前記帯状部材にて形成される側壁と平行な方向に、
前記成膜空間の両端面のうち片側又は両側よりマイクロ
波エネルギーを放射させ、前記成膜空間内にマイクロ波
エネルギーを閉し込めるようにする。 前記帯状部材の幅が比較的狭い場合には、片側からマイ
クロ波エネルギーを放射させるだけでも前記成膜空間内
に生起するマイクロ波プラズマの均一性は保たれるが、
前記帯状部材の幅が、例えばマイクロ波の波長の１波長
を超えるような場合には、両側からマイクロ波エネルギ
ーを放射させるのが、マイクロ波プラズマの均一性を保
つ上で好ましい。 勿論、前記成膜空間内で生起するマイクロ波プラズマの
均一性は、前記成膜空間内にマイクロ波エネルギーが十
分に伝送される必要があり、前記柱状の成膜空間はいわ
ゆる導波管に類する構造とされるのが望ましい、また、
前記成膜空間の内壁面は、所望の電流密度のバイアス電
流が流れるのに必要な導電性を有することが望ましい、
そのためにはまず、前記帯状部材は導電性の材料で構成
されることが好ましいが、少なくとも前記成膜空間に向
いている側の面に導電処理が施されていることが必要で
ある。 また、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成
としては、前記成膜空間内に放射されたマイクロ波エネ
ルギーがほぼ均一に前記成膜空間内に伝送されるように
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、前記端
面形状は不連続となる場合がある。 更には、本発明の方法において、前記成膜空間内でのマ
イクロ波エネルギーの伝送を効率良く行うとともに、マ
イクロ波プラズマを安定して生起、維持、制御するため
には、前記マイクロ波アプリケーター手段中でのマイク
ロ波の伝送モードは単一モードであることが望ましい。 具体的には、ＴＥ＋ｏモード、ＴＥ、、モード、ｅＨ＋
モード、ＴＭ、モード、Ｔ Ｍ ｅ ＋モード等を
挙げることができるが、好ましくはＴＥ、。モード、Ｔ
Ｒ１，モード、ｅＨｌモードが用いられる。これらの伝
送モードは単一でも、複数組み合わせて用いられても良
い。 また、前記マイクロ波アプリケーター手段へは上述の伝
送モードが伝送可能な導波管を介してマイクロ波エネル
ギーが伝送される。更に、前記マイクロ波エネルギーは
、前記マイクロ波アプリケーター手段の先端部分に設け
られた気密性を有するマイクロ波透過性部材を介して前
記成膜空間内へ放射される。 本発明の方法において、前記成膜空間には前記湾曲開始
端形成手段と湾曲終了端形成手段との間に間隙が残され
ていて、該間隙から前記原料ガスが排気され、前記成膜
空間内が所定の減圧状態に保持されるようにするが、前
記間隙の寸法は十分な排気コンダクタンスが得られると
同時に、前記成膜空間内に放射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特別配慮され
る必要がある。 具体的には、マイクロ波アプリケーター手段中を進行す
るマイクロ波の電界方向と、前記湾曲開始端形成手段と
しての支持・搬送用ローラーの中心軸と前記湾曲終了端
形成手段としての支持・搬送用ローラーの中心軸とを含
む面とが互いに平行とならないように前記マイクロ波ア
プリケーター手段を配設するようにする。 そして、複数個の前記マイクロ波アプリケーター手段を
介して前記成膜空間内にマイクロ波エネルギーを放射さ
せる場合には、各々のマイクロ波アプリケーター手段に
ついて前述のごとく配慮される必要がある。 更に、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
幅の最大寸法は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ｌ／４波長以下とするのが望ま
しい。 本発明の方法において、複数個の前記マイクロ波アプリ
ケーター手段を互いに対向させて配設させる場合には、
一方のマイクロ波アプリケーター手段より放射されたマ
イクロ波エネルギーを、他方のマイクロ波アプリケータ
ー手段が受信し、受（１れたマイクロ波エネルギーが前
記他方のマイクロ波アプリケーター手段に接続されてい
るマイクロ波電源にまで達して、該マイクロ波電源に損
傷を与えたり、マイクロ波の発振に異常を生せしめる等
の悪影響を及ぼすことのないように特別配慮される必要
がある。具体的には、前記マイクロ波アプリケーター手
段中を進行するマイクロ波の電界方向同志が互いに平行
とならないように前記マイクロ波アプリケーターを配設
するようにする。 本発明の方法において、前記成膜空間の両端面のうち片
側のみからマイクロ波エネルギーを放射させる場合には
、他方の端面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、パンチングボードなとで覆うことが望ましい。 本発明の方法において、前記成膜空間内に放射されたマ
イクロ波エネルギーは、前記成膜空間内に導入される原
料ガスの種類にもよるが、前記成膜空間内の圧力に強い
相関を持ちながら、且つ、前記マイクロ波アプリケータ
ーに設けられたマイクロ波透過性部材からの距離の増大
と共に著しく減少する傾向を示す、従って、比較的幅広
の帯状部材を用いた場合において、幅方向に対して均一
なマイクロ波プラズマを生起させるには、前記成膜空間
内の圧力を十分に低く保持し、前記成膜空間の両端面よ
り、少なくとも一対以上のマイクロ波アプリケーター手
段を介してマイクロ波エネルギーを前記成膜空間内に放
射させるのが望ましい。 本発明の方法において、前記マイクロ波アプリケーター
手段は放射するマイクロ波エネルギーの進行方向が、前
記帯状部材で形成される成膜空間の側壁に対してほぼ平
行となるように、前記成膜空間の端面に対して垂直に配
設するのが望ましい。 また、前記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るのが望ましいが、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。勿論、複数のマ
イクロ波アプリケーター手段が対向して配設される場合
においてもそれらの中心軸は同一線上にあっても、なく
ても良い。 本発明の方法において、前記帯状部材にて形成される湾
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状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、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。 前記成膜空間内にガス供給手段により導入された堆積膜
形成用原料ガスは、効率良く前記成膜空間外に排気され
前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。 本発明の方法において、前記マイクロ波プラズマのプラ
ズマ電位を制御するには、バイアス印加手段を前記成膜
空間内に生起するプラズマに少なくともその一部分が接
するように配設するのが望ましい。前記バイアス印加手
段は成膜空間内に堆積膜形成用原料ガスを導入するため
のガス供給手段を兼ねても良く、又、前記ガス供給手段
とは別に設けられた単数水又は複数本のバイアス捧であ
っても良い。 前者の場合においては、バイアス電圧がガス供給手段を
介して原料ガスボンベ、流量制御系、配管等のいわゆる
ガス供給系に印加されて感電、制御系の破損等の事故が
発生しないように、該ガス供給系とバイアス電圧の印加
される前記ガス供給とはその中途において絶縁分離され
ていることが望ましい、そして、その絶縁分離される位
置は前記成膜空間に近接していることが好ましい。 前記ガス供給手段を兼ねるバイアス印加手段が前記マイ
クロ波プラズマに接する少なくとも一部には、前記バイ
アス電圧が印加されるように導電処理が施されているこ
とが望ましいが、プラズマ加熱等により変形、破損、溶
断等が発生しないようにその材質は配慮される必要があ
る。具体的には高融点金属又は高融点セラミックスの上
に高融点金属をコーティング処理して構成するようにす
ることが望ましい。 また、前記ガス供給手段を兼ねるバイアス印加手段が前
記成膜空間内に配設される位置は、前記マイクロ波プラ
ズマがほぼ均一な導体として作用しているが故、前記マ
イクロ波プラズマに接して配設されている限り特に限定
されないが、異常放電の発生等を抑える上で前記帯状部
材の内表面からは好ましくは１０ｆｉ以上、より好まし
くは２０ｎ以上離して配設するのが望ましい。 一方、後者の場合においては、前記バイアス棒を構成す
る材質及びその配設される位置等については前述のバイ
アス印加手段がガス供給手段を兼ねる場合と同様に配慮
される。ただし、前記ガス供給手段は誘電体で構成させ
ることが、異常放電の発生の抑制や、均一なプラズマ電
位を前記成膜空間内で形成させる上で好ましいが、バイ
アス印加電圧が比較的低い場合等においては、特にその
材質については制限されることはない。 本発明の方法において、前記バイアス棒又はガス供給手
段を兼ねるバイアス印加手段が単数本配設される場合に
は、バイアス電圧として直流、脈流及び交流電圧を単独
又は夫々を重畳させて印加させることが望ましく、前記
バイアス棒が複数本配設される場合には、夫々に同電圧
又は異なる電圧の直流電圧を印加させても良く、又、直
流、脈流及び交流電圧のそれぞれを単独又は重畳させて
印加させても良い。複数種のバイアス電圧を印加させる
ことにより、プラズマ電位の制御範囲が広がるばかりで
なく、プラズマの安定性、再現性及び膜特性の向上、欠
陥の発生の抑制等が図られる。 前記交流電圧としては、好ましくは正弦波、方形波、三
角波、パルス波、及びこれらを重畳させた波形等を挙げ
ることができる。又、脈流電圧としては、好ましくは前
記交流電圧を半波整流又は全波整流した波形、及びラン
プ波等を挙げることができる。更に、前記バイアス電圧
の直流電圧又は最大振幅電圧は、形成される堆積膜の膜
特性及び欠陥の発生率等との兼ね合いにて適宜設定され
るが、プラズマの生起開始時から堆積膜の形成開始及び
終了時までの間において一定に保たれていても良いが、
形成される堆積膜の特性制御や欠陥発生の抑制を図る上
で連続的又は適宜の周期で変化させることが好ましい。 特に、スパーク等の異常放電が発生した場合には、バイ
アス電圧の急激な変動が起こるので、電気的にこれを検
知し、直ちにバイアス電圧を低下させるか、又は−時中
断させて、再び所定のバイアス電圧に復帰させることが
、堆積膜の欠陥発生等を抑制する上で好ましい、勿論、
これらの工程は手動にて行っても良いが、自動制御回路
をバイアス印加手段の制御回路中に設けることが堆積膜
の歩留り向上の上で好ましい。 本発明の方法において、前記バイアス印加手段は前記帯
状部材を兼ねても良い、この場合には、前記成膜空間内
に接地電極を設けるようにする。 そして、前記接地電極は前記ガス供給手段を兼ねても良
い。 本発明の方法において、前記帯状部材は導電性材料、又
は、絶縁性材料の表面に導電性処理を施したもので構成
するようにするが、少なくとも堆積膜形成時に前記帯状
部材が加熱保持される温度において、十分な電流密度が
確保される導電率を有する材料にて構成されることが必
要である。具体的にはいわゆる金属、半導体等を挙げる
ことができる。また、前記帯状部材上には素子分離の工
程を容易にさせる等の目的で一部絶縁性部材で構成され
る領域を設けておいても良い。一方、前記絶縁性部材で
構成される領域の面積が大きい場合には、その領域にお
いてはプラズマ電位を制御された堆積膜の形成は行われ
ないが、微小面積である場合には導電性部材上に形成さ
れる膜とほぼ同じ特性を有する膜が形成される。 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
へ放射されるマイクロ波エネルギー量、マイクロ波の整
合、及びバイアス印加電圧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。 即ち、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ほぼ均一
にマイクロ波エネルギーを放射せしめるようにマイクロ
波アプリケーター手段を配置し、マイクロ波プラズマの
生起・維持条件、及びバイアス印加条件を調整・最適化
することによって、大面積にわたって高品質の機能性堆
積膜を連続して、均−性及び再現性良く形成することが
できる。 また、本発明の方法によれば、プラズマ電位を適宜制御
することによって所望の特性を有し、欠陥の少ない高品
質の機能性堆積膜を連続して効率良く高い歩留りで形成
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
移動しつつも、構造材としての機能を果たし、且つ、堆
積膜形成用の基板又は支持体をも兼ねるようにした点に
ある。 ここで、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、化学的に隔離する機能であって、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
ち両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、堆積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
させることによって、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
性堆積膜を形成せしめるものであり、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、堆積膜形成用の基板又は支持体として
用いることができる。 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
基板又は支持体は、堆積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堆積
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８８１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、スバッタリ
ング法等においては、前記堆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、４！ｌＦ、性堆積膜形成用の基
板又は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空間
の側壁を形成し、該柱状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ほぼ均一に放射させて、前記
柱状空間内にマイクロ波を閉じ込めることによって、マ
イクロ波エネルギーは効率良く前記柱状空間内で消費さ
れて、均一なマイクロ波プラズマが生起され、形成され
る堆積膜の均一性も高まる。更には、前記マイクロ波プ
ラズマに曙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。 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０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
の外部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、Ｈ，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ｔｃ成膜空間内外を結ぶ間
隙の最大寸法がマイクロ波の波長の好ましくはｌ／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、前記成膜空間の外で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。 以下、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の構成及
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られていることにより、
前記マイクロ波プラズマ領域内で生成した堆積膜形成に
寄与する前駆体を高い収率で基板上に捕獲し、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
て、前記成膜空間内に均一なマイクロ波プラズマが生起
されるため、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
前記マイクロ波アプリケー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−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。 更には、本発明の装置によれば、バイアス印加手段に適
宜のバイアス電圧を単独又は重畳させて印加させること
により、所望のプラズマ電位を制御することができる。 そして、そのことにより、高品質で、欠陥の少ない機能
性堆積膜を連続して効率良く、高い歩留りで、再現性良
く形成することができる。 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ばす場合には適宜の
大気流入防止手段を設ければ良い、具体的にはＯリング
、ガスケ７）、へりコフレンクス、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
態を維持できるように特別配慮される必要がある０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Ｓ、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、所望の強度を有し、また、導電性を有するもので
あることが好ましく、具体的には、ステンレススチール
、アルミニウム及びその合金、鉄及びその合金、銅及び
その合金等の金属の薄板及びその複合体、及びそれらの
表面に異種材質の金属薄膜をスパッタ法、蒸着法、鍍金
法等により表面コーティング処理を行ったもの、又、ポ
リイミド、ボリアごド、ポリエチレンテレフタレート、
エポキシ等の耐熱性樹脂性シート又はこれらとガラスフ
ァイバー、カーボンファイバー、ホウ素ファイバー、金
属繊維等との複合体の表面に金属単体又は合金、及び透
明導電性酸化物（Ｔ ＣＯ）等を鍍金、蒸着、スパッタ
、塗布等の方法で導電性処理を行ったものが挙げられる
。 また、前述のＩ或の帯状部材の導電性処理面上にＳ ｉ
ｏｔ 、５ｉｓＮａ 、Ａｌｔｏｓ 、ＡＩＮ、及び前
述の耐熱性樹脂等の絶縁性薄膜を一部形成させたものを
用いることもできる。 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０．０１１１１乃至５ｆｉ、より好ましくは０．０２
ｍ乃至２ｆｌ、最適には０．０５ｍ乃至１ｆｌ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
を薄くシても所望の強度が得られやすい。 また、前記帯状部材の幅寸法については、前記マイクロ
波アプリケーター手段を用いた場合においてその長手方
向に対するマイクロ波プラズマの均一性が保たれ、且つ
、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１００ＣＩ１１、
より好ましくはＬｏａｍ乃至８０ｃｍ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
ものであっても良い。 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０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姑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・
搬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、又前記支持・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、湾曲形状を
形成するにあたり、好ましくは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、横ズレ等を生ぜ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ｍ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、長時間の堆積操作時には該付着膜が剥離、
飛散し、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加工
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
して適宜選択される。 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
にてドライエツチング又は分解後ウェットエツチング、
ビーズブラスト等の化学的、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調整がな
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
出機構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、ねしれ、横ずれ等を防ぐためにクラウン
機構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、前記アプリケー
ター手段の先端部分を一部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
手段が配設される位置は、はぼ前記形状の中心付近であ
ることが、前記成膜室内に均一にマイクロ波プラズマを
生起せしめ、形成される堆積膜の均一性を高める上で望
ましい。 また、前記湾曲部分の端面の内径はマイクロ波の伝送モ
ード及び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塩１膜のＭ厚
が決定され、且つ、前記帯状部材の幅寸法と相関して前
記成膜室の内表面積に対する前記側壁の面積比が決まり
堆積膜形成用原料ガスの利用効率が決定される。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／ａｍ３）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、前記成膜室内で堆積される膜の
膜厚を制御するためには、前記側壁の一部分を覆い隠す
ような基板カバーを挿入させるのが好ましい。 前記帯状部材を太陽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堆積膜の形成される側の表面に
Ａｎ、Ａｇ、Ｐｔ。 Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ。 Ｃｕ、ステンレス、真ちゅう、ニクロムｒ Ｓ ｎ Ｏ
２。 Ｉｎ２Ｏ＊ 、 ＺｎＯ，Ｓｎｏｗ Ｉｎｇ
Ｏｓ（ＩＴＯ）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、スバフク等の
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、また、素子分離の工
程を容易にさせる目的で、一部絶縁膜を形成させておい
ても良い。 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
、基板材質と堆積膜との間での構成元素の相互拡散を防
止したり短絡防止用の干渉層とする等の目的で異種の金
属層等を前記基板上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層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ｇＩ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（Ｒｗａｘ）
は好ましくは５００λ乃至５ｏａｏλ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。 前記マイクロ波透過性部材は前記マイクロ波アプリケー
ター手段の先端部分に設けられ、前記成膜室内の真空雰
囲気と前記マイクロ波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、その
マイクロ波の進行方向に対する断面形状が好ましくは円
形、方形、楕円形の平板、ペルジャー状、ダブレフト状
、円錐状とされるのが望ましい。 また、前記マイクロ波透過性部材のマイクロ波の進行方
向に対する厚さは、ここでのマイクロ波の反射が最少に
抑えられるように用いる材質の誘電率を考慮して、設計
されるのが望ましく、例えば平板状であるならばマイク
ロ波の波長の１７２波長にほぼ等しくされるのが好まし
い。更に、その材質としては、マイクロ波アプリケータ
ー手段から放射されるマイクロ波エネルギーを最小の損
失で前記成膜室内へ透過させることができ、また、前記
成膜室内への大気の流入が生しない気密性の優れたもの
が好ましく、具体的には石英、アル逅す、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壽ツクス等が挙げら
れる。 また、前記マイクロ波透過性部材はマイクロ波エネルギ
ー及び／又はプラズマエネルギーによる加熱によって熱
劣化（ヒビ割れ、破壊）等を起こすことを防止するため
均一に冷却されることが好ましい。 具体的な冷却手段としては、前記マイクロ波透過性部材
の大気側の面に向けて吹きつけられる冷却空気流であっ
てもよいし、前記マイクロ波アプリケーター手段そのも
のを冷却空気、水、オイル、フレオン等の冷却媒体にて
冷却し、前記マイクロ波アプリケーター手段に接する部
分を介して前記マイクロ波透過性部材を冷却しても良い
、前記マイクロ波透過性部材を十分に低い温度まで冷却
することで、比較的高いパワーのマイクロ波エネルギー
を前記成膜室内へ導入しても、発生する熱によって前記
マイクロ波透過性部材にひび割れ等の破壊を生じさせる
ことなく、高電子密度のプラズマを生起することができ
る。 また、本発明の装置において、前記マイクロ波透過性部
材がマイクロ波プラズマに接している部分には、前記帯
状部材上と同様膜堆積が起こる。 従って、堆積する膜の種類、特性にもよるが、該堆積膜
によって前記マイクロ波アプリケーター手段から放射さ
れるべき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、前記マイクロ波透過
性部材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、又は機械的方法等により除去すれば初期状態
を復元できる。特に、前記真空状態を維持したまま堆積
膜の除去を行う方法としてはドライエツチングが好適に
用いられる。 また、前記マイクロ波アプリケーター手段ごと前記成膜
室内の真空状態は保持したまま、いわゆるロードロック
方式で前記ｒｔｉ、膜室外へ取り出し、前記マイクロ波
透過性部材上に堆積した膜をウェットエツチング又は機
械的除去等によって剥離して再利用するか、又は、新品
と交換しても良い。 更には、前記マイクロ波透過性部材の前記成膜室側の表
面に沿って、該マイクロ波透過性部材とほぼ同等のマイ
クロ波透過性を有する材質からなるシートを連続的に送
ることによって、該シートの表面上に堆積膜を付着、形
成させ、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。 本発明の装置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
を前記成膜室内に放射して、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有するものである。 具体的には、マイクロ波伝送用導波管の先端部分に前記
マイクロ波透過性部材を、気密保持が可能な状態に取り
付けたものが好ましく用いられる。 そして前記マイクロ波アプリケーター手段は前記マイク
ロ波伝送用導波管と同一規格のものであっても良いし、
他の規格のものであっても良い、また、前記マイクロ波
アプリケーター手段中でのマイクロ波の伝送モードは、
前記成膜室内でのマイクロ波エネルギーの伝送を効率良
く行わせしめ、且つ、マイクロ波プラズマを安定して生
起・維持・制御せしめる上で、単一モードとなるように
前記マイクロ波アプリケーターの寸法・形状等が設計さ
れるのが望ましい、但し、複数モードが伝送されるよう
なものであっても、使用する原料ガス、圧力、マイクロ
波電力等のマイクロ波プラズマ生起条件を適宜選択する
ことによって使用することもできる。単一モードとなる
ように設計される場合の伝送モードとしては、例えばＴ
ＥＩ。モード、Ｔ Ｅ ＋ ＋モード、ｅＨ＋ モー
ド、ＴＭ１１モード、Ｔ Ｍ ａ ＋モード等を挙げる
ことができるが、好ましくはＴ Ｅ ＋ ｏモード、Ｔ
Ｅ、モード、ｅＨ＋ モードが選択される。そして、前
記マイクロ波アプリケーター手段には、上述の伝送モー
ドが伝送可能な導波管が接続され、好ましくは該導波管
中の伝送モードと前記マイクロ波アプリケーター手段中
の伝送モードとは一致させるのが望ましい、前記導波管
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等の規格の方形導波管、円形導波管、
又は楕円導波管等の他、２．４５ＧＨｚのマイクロ波用
の自社規格として、方形の断面の内径で幅９６關×高さ
２７ｍのもの等を挙げることができる。 本発明の装置において、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、前記マイクロ波アプリケータ
ー手段を介して効率良く一前記成膜室内へ放射されるた
め、いわゆるマイクロ波アプリケーターに起因する反射
波に関する問題は回避しやすく、マイクロ波回路におい
てはスリースタブチューナー又はＦ、−Ｈチューナー等
のマイクロ波整合回路を用いなくとも比較的安定した放
電を維持することが可能であるが、放電開始前や放電開
始後でも異常放電等により強い反射波を生ずるような場
合にはマイクロ波電源の保護のために前記マイクロ波整
合回路を設けることが望ましい。 本発明の装置において、前記成膜室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間隙が残されて
いて、該間隙から前記原料ガスを排気し、前記成膜室内
が所定の減圧状態に保持されるようにするが、前記間隙
の寸法は十分な排気コンダクタンスが得られると同時に
、前記成膜室内に放射されたマイクロ波エネルギーが前
記成膜室外へＢ洩しないように設計される必要がある。 具体的には、マイクロ波アプリケーター手段中を進行す
るマイクロ波の電界方向と、前記湾曲開始端形成手段と
しての支持・搬送用ローラーの中心軸と前記湾曲終了端
形成手段としての支持・搬送用ローラーの中心軸とを含
む面とが互いに平行とならないように前記マイクロ波ア
プリケーター手段を配設する。すなわち、前記マイクロ
波アプリケーター手段に接続される前記導波管の長辺又
は長軸を含む面と前記一対の支持・搬送用ローラーの中
心軸を含む面とが平行とならないように、前記導波管を
配設させる。 そして、複数個の前記マイクロ波アプリケ−クー手段を
介して前記成膜室内にマイクロ波エネルギーを放射させ
る場合には、各々のマイクロ波アプリケーター手段につ
いて前述のごとく配設されることが必要である。 更に、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
幅の最大寸法は該間隙からのマイクロ波エネルギーの漏
洩を防止する上で、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ｌ／４波長以下とするのが
望ましい。 本発明の装置において、複数個の前記マイクロ波アプリ
ケーター手段を互いに対向させて配設させる場合には、
一方のマイクロ波アプリケーター手段より放射されたマ
イクロ波エネルギーを、他方のマイクロ波アプリケータ
ー手段が受信し、受信されたマイクロ波エネルギーが前
記他方のマイクロ波アプリケーター手段に接続されてい
るマイクロ波電源にまで達して、該マイクロ波電源に損
傷を与えたり、マイクロ波の発振に異常を生せしめる等
の悪影響を及ぼすことのないように配置する必要がある
。 具体的には、前記マイクロ波アプリケーター手段中を進
行するマイクロ波の電界方向同志が互いに平行とならな
いように前記マイクロ波アプリケーター手段を配設する
。すなわち、前記マイクロ波アプリケーター手段に接続
される前記導波管の長辺又は長軸を含む面とが互いに平
行とならないように前記導波管を配設する。 本発明の装置において、前記成膜室の両端面のうち片側
のみからマイクロ波エネルギーを放射させる場合には、
他方の端面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
１／２波長以下、より好ましくは１／４波長以下の金網
、パンチングボードなとで覆うことが望ましい。 本発明の装置において、プラズマ電位を制御するために
設けられるバイアス印加手段は前記成膜室内に生起する
プラズマに少なくともその一部分が接するように配設さ
れる。以下、図面を用いてその配置等についての典型例
を具体的に説明するが、本発明の装置におけるバイアス
印加手段はこれらに限定されるわけではない。 第１１図（Ａ）乃至第１１図（Ｄ）に、第１図に示した
本発明の装置の、第６図に示した断面模式図中のＨＨ’
方向での側断面模式図を示した。 これらの図面においては主要構成部材のみを示しである
。 第１１図（Ａ＞に示す例は、バイアス印加手段がガス供
給手段を兼ねる場合の典型例であり、帯状部材１１０１
は接地され、支持・搬送用ローラー１１０２によって湾
曲形状が保たれながら搬送されている。１１０３はガス
導入管を兼ねるバイアス印加管であり、ガス供給管１１
１０と絶縁性継手１１０９にて接続されている。そして
、ガス導入管を兼ねるバイアス印加前１１０３にはバイ
アス印加用電［１１０７にて発生させたバイアス電圧が
印加される。該バイアス印加用電源１１０７としては、
市販されている直流安定化電源、交流電源、高周波電源
等の他、種々の波形及び周波数を有するバイアス電圧を
印加させるために、例えばファンクション・ジェネレー
ターにて発生させた波形出力を精密電力増幅器にて増幅
させる電源システムを自作して用いることができる。 バイアス印加電圧及びバイアス電流値は記録計等にて絶
えずモニターすることが好ましく、プラズマの安定性・
再現性の向上や異常放電の発生を抑制するための制御回
路にそのデータを取り込むようにすることが望ましい。 バイアス印加前１１０３が前記成膜室内に配設される位
置は、前記マイクロ波プラズマに該バイアス印加前１１
０３が接して配設される限り特に限定されることはない
が、異常放電の発生等を抑える上で、前記帯状部材１１
０１の内表面から好ましくは１０ｆｉ以上、より好まし
くは２０ｍ以上離して配設されるのが望ましい。 バイアス印加前１１０３はガス導入管を兼ねるのでその
周方向、特に長手方向には均一に原料ガスが放出される
ような孔又はスリットが開けられているのが望ましい、
また、その管径及び管長については、所望の電流密度が
確保されるように設計されるが、その表面積は前記電流
密度が確保される限り小さくさせることが好ましい、そ
れにより、表面に堆積膜が形成されることによる原料ガ
スの利用効率の低下及び堆積した膜の剥がれ、飛散によ
る帯状部材上に形成される堆積膜の欠陥発生率の増大を
抑制することができる。また、本構成とすることにより
原料ガスの分解効率のより一層の向上も図れる。 第１１図（Ｂ）及び第１１図（Ｄ）に示す例は、ガス供
給手段とバイアス印加手段とを各々独立に設ける場合の
典型例であり、第１１図（Ｂ）にはバイアス棒１１０４
が１本、第１１図（Ｄ＞にはバイアス棒１１０４及び第
２バイアス棒１１０６が設けられている例を示したが、
所望により更に別のバイアス棒を追加配設しても良い。 １１０７．１１０８は各々バイアス印加用電源であり、
その仕様は全く同しであっても良いし、各々独立のバイ
アス電圧が印加できるように異なった仕様のものであっ
ても良い、原料ガスはガス導入管１１０５を介して前記
成膜室内に導入される。バイアス捧１１０４及び第２バ
イアス棒は各々耐熱性金属、例えばステンレススチール
、ニッケル、チタン、バナジウム、ニオブ、タンタル、
モリブデン、タングステン等で構威される棒状又は管状
のものを用いることが好ましい、管状構造とすることに
よって、その中に冷却媒体を流してバイアス棒の異常発
熱等を抑えることができる。 また、これらの配設される位置は前記バイアス印加管１
１０３の場合とほぼ同様である。 ガス導入管１１０５は異常放電の発生の抑制や、均一な
プラズマ電位を形成させる上で誘電体で構威させること
が好ましいが、導電性であって接地されていても支障な
く用いることもできる。 第１１図（Ｃ）に示す例は、帯状部材にバイアス電圧を
印加させる場合の典型例であり、帯状部材１１０１にバ
イアス印加用電源１１０７が接続されている。そして、
ガス導入管１１０５は導電性部材で構威され、且つ接地
されている。なお、ガス導入管】１０５を誘電体で構威
し、これとは別に接地１ｉ極を設けても良い、前記ガス
導入管１１０５の配設される位置はプラズマに接してい
る限り、特に制限はない。 本発明の装置において前記ＦＩｉ、膜室及び／又は隔離
容器を他のｒｔｉ、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ンジエ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第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に倍程度の圧力差に耐え得ることが必要で
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
長及び用いる排気ポンプの排気能力等と合わせて、一般
のフ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Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ。 Ｋ ｒ、 Ｘ ｅ、Ｒｎ等の希ガス又はＨ！等の堆積膜
形成用希釈ガスが挙げられる。ゲートガス流量としては
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１０図ｆａ
ｌ、 （ｂｌ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１０図（ａｌ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１０図山）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
器から流れ込む堆積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、質量分析針を用いて
拡散してくるガス量を測定したり、堆積膜の組成分析を
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
、ＭＢＥ法そしてＨＲ−ＣＶＤ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、好ましくは足並用に用い
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、そのリソ
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９図（その１）（ｉ）図乃至第９ （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９図において、９０１ａ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）、９０１ｂ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９０７ａ、９０７ｂ、
切断刃９０８ａ、９０８ｂ、溶接治具９０９ａ、９０９
ｂが収納されている。 即ち、第９図（その１）（ｉ）は、通常成膜時の状態で
あり、帯状部材９０２が図中矢印方向に移動していて、
ローラー９０７ａ、切断刃９０８ａ、及び溶接治具９０
９ａは帯状部材９０２に接触していない、９１０は帯状
部材収納容器（不図示）との接続手段（ガスゲート）、
９１１は真空容器（不図示）との接続手段（ガスゲート
）である。 第９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９０２を停
止させ、ローラー９０７ａ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９０２及び帯状部材処理室
９０１ａ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。次に、切断刃９０８ａ
を図中矢印方向に動作させ帯状部材９０２を切断する。 この切断刃９０８ａは機械的、電気的、熱的に帯状部材
９０２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９図（その１）（ｉｉｉ）では、切断分離された帯状
部材９０３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９図（その２） （ｉｖ）では、新しい帯状部材９
０４が送り込まれ、帯状部材９０２と接続される工程を
示している。帯状部材９０４と９０２とはその端部が接
せられ溶接治具９０９ａにて溶接接続される。 第９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９０７３を帯状部材９０２及び帯状部材
処理室（Ａ）９０１ａの壁から離し、帯状部材９０２，
９０４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９図（その３） （ｖｉ）は、通常成膜時の状態で
あるが、各治具は第９図（その１）（ｉ、）で説明した
のとほぼ対称に配置されている。 第９図（その３） （ｖｉ）は、ｌｔｉ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９０２を停止させ、ローラー９０７ｂ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９０２及び帯状部材処理室９０１ｂ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９０８ｂを図中矢印方向に動作させ
、帯状部材９０２を切断する。この切断刃９０８ｂは機
械的、電気的、熱的に帯状基体９０２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９図（その３） （ｖｉｉ）では、切断分離された
成膜工程終了後の帯状部材９０５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９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備巻き取り用帯状部材９０
６が送り込まれ、帯状部材９０２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９０６と帯状部材９
０２とはその端部が接せられ、溶接治具９０９ｂにて溶
接接続される。 第９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９０７ｂを帯状部材９０２及び帯状部
材処理室（Ｂ）９０１ｂの壁から離し、帯状部材９０２
．９０６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■族半導体薄膜、５ｉＧｅ、ＳｉＣ，５ｉＳ
ｎ等いわゆる■族合金半導体薄膜、Ｇａ Ａ ｓ、Ｇａ
ｐ、ｃａ Ｓ ｂ＋ ｒ ｎ ＰＩｎＡｓ等いわゆる
ｍ−ｖ族化合物半導体３膜、及びＺｎ５ｅ、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ。 ＣｄＴｅ等いわゆるＩＩ−Ｖｌ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Ｈｅ ＋ Ｎ ｅ ＋ Ａ ｒ ＋ Ｋ ｒ １Ｘ
ｅ 。 Ｒｎ等の希ガス、及びＨｚ 、ＨＦ、ＨＣｌ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薄膜は価電子制御及び
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御剤となる元素を含む原料化合物を
単独で、又は前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。 前払ハ積膜形成用原料ガス等は、前記帯状部材で形成さ
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、又はガス導入管
を兼ねるバイアス管より、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。前記ガス導入管
、又はガス導入管を兼ねるバイアス管を構成する材質と
してはマイクロ波プラズマ中で損傷を受けることがなく
、前述した機能を有するものが好適に用いられる。具体
的にステンレススチール、ニソケル、チタン、ニオブ、
タンタル、タングステン、バナジウム、モリブデン等耐
熱性金属及びこれらをアル旦す、窒化ケイ素、石英等の
セラミソラス上に溶射処理等したもの、そしてアルミナ
、窒化ケイ素、石英等のセラ
【ソクス単体、及び複合体
で構成されるもの等を挙げることができる。 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し、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、本発明の装置においては、該
排気孔は、前記帯状部材の湾曲開姑端と湾曲終了端との
間隙とし、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。 〔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説明
するが、本発明はこれらの装置例によって何ら限定され
るものではない。 装夏銖上 第１図に本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の模式
的透視概略図を示した。 １０１は帯状部材であり、支持・搬送用ローラー１０２
．１０３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（＝Ｏ）
方向に搬送され成膜室１１６を連続的に形成する。１０
６ａ乃至１０６ｅは帯状部材１０１を加熱又は冷却する
ための温度制御機構であり、各々独立に温度制御がなさ
れる。 本装置例において、マイクロ波アプリケーター１０７．
１０８は一対対向して設けられており、その先端部分に
はマイクロ波透過性部材１０９゜１１０が各々設けられ
ていて、また、方形導波管１１１．１１２が各々支持・
搬送用ローラーの中心軸を含む面に対してその長辺を含
む面が垂直とならぬよう、且つ、お互いに長辺を含む面
が平行とならぬように配設されている。なお、第１図に
おいて、説明のためにマイクロ波アプリケーター１０７
は支持・搬送用リング１０４から切り離した状態を示し
であるが、堆積膜形成時には、図中矢印方向に配設され
る。 １１３はガス導入管を兼ねるバイアス印加管、１１４は
排気管であり、不図示の排気ポンプに接続されている。 １１５ａ、１１５ｂは隔離通路であり、本発明の装置を
他の成膜手段を含む容器等との接続を行うときに設けら
れる。 支持・搬送用ローラー１０２．１０３には、搬送送度検
出機構、張力検出調整機構（いずれも不図示）が内蔵さ
れ、帯状部材１０１の搬送速度を一定に保たれるととも
に、その湾曲形状が一定に保たれる。 導波管１１１，１１２には不図示のマイクロ波電源が接
続されている。 ガス導入管を兼ねるバイアス印加管１１３には導線１２
０を介して、バイアス印加用重態１１９にて発生させた
バイアス電圧が印加される。又、ガス導入管を兼ねるバ
イアス印加管１１３は絶縁性継手１１７を介してガス供
給管１１８とは絶縁分離されている。 帯状部材１０１は接地されるが、成膜室１１６の側壁部
分のほぼ全面にわたり均一に接地されることが好ましく
、支持・搬送用ローラー１０２゜１０３、支持・搬送用
リング１０４，１０５、及び前記帯状部材１０１の側壁
に接触する電気ブラシ（不図示〉等を介して接地される
のが望ましい。 第２図にマイクロ波アプリケーター手段１０７゜１０８
を具体的に説明するための断面模式図を示した。 ２００はマイクロ波アプリケーターであり、図中左側矢
印方向から不図示のマイクロ波Ｔｔ源より方形導波管２
０８を介してマイクロ波が伝送され２０１．２０２はマ
イクロ波透過性部材であり、メタルシール２１２及び固
定用リング２０６を用いて、内筒２０４、外筒２０５に
固定されており、真空シールがされている。また内筒２
０４と外筒２０５との間には冷却媒体２０９が流れるよ
うになっており、一方の端は０リング２１０でシールさ
れていて、マイクロ波アプリケータ−２００全体を均一
に冷却するようになっている。冷却媒体２０９としては
、水、フレオン、オイル、冷却空気等が好ましく用いら
れる。マイクロ波透過性部材２０１にはマイクロ波整合
用円板２０３ ａ。 ２０３ｂが固定されている。外筒２０５には溝２１１の
加工されたチョークフランジ２０７が接続されている。 また、２１３，２１４は冷却空気の導入孔、及び／又は
排出孔であり、アプリケーター内部を冷却するために用
いられる。 本装置例において、内筒２０４の内側の形状は円筒状で
あり、その内直径及びマイクロ波の進行方向の長さは導
波管としての機能を果たすように設計される。すなわち
、その内直径は、カットオフ周波数が用いるマイクロ波
の周波数よりも小さく、且つ、複数モードが立たない範
囲で可能な限り大きく、また、長さについては好ましく
はその内部において定在波がたたないような長さに設計
されるのが望ましい。勿論、前記内筒２０４の内側の形
状は角柱状であっても良い。 なお、本装置例では第１１図（Ａ）に示した構成のバイ
アス印加手段を具備しているが、もちろん第１１図（Ｂ
）乃至第１１図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイアス
印加手段を具備しても良い。 装星班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
設した場合を挙げることができる。（不図示） 隔離容器の形状としては、装置例１で示した各構成治具
を内蔵できるものであれば、特に制限はないが、立方体
状、直方体状の細円筒状等のものが好適に用いられる。 また、成膜室１１６と隔離容器との間に残された空間に
は補助ガス導入管が設けられ、該空間での放電防止用の
圧力調整用の希ガス、Ｈ２ガス等が導入される。また、
前記空間は成膜室１１６の排気用ポンプで同時に排気さ
れても良く、また、独立の排気ポンプが接続されていて
も良い。 なお、本装置例では第１Ｉ図（Ａ）に示した構成のバイ
アス印加手段を具備しているが、もちろん第１１図（Ｂ
）乃至第１１図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイアス
印加手段を具備しても良い。 装星斑主 本装置例では、装置例１において、マイクロ波アプリケ
ーターの形状を角柱状にした以外は同様の構成のものを
挙げることができる。角柱状のマイクロ波アプリケータ
ーの断面寸法は、用いる導波管の寸法と同じでも良いし
、異なっていても良い。また、用いるマイクロ波の周波
数に対して、複数モードが立たない範囲で可能な限り大
きくするのが望ましい。 笠互班工 本装置例では、装置例２において、装置例３で用いた角
柱状のマイクロ波アプリケーター手段を用いた以外は同
様の構成としたものを挙げることができる。 装Ｅツ［還−見 本装置例では、装置例Ｉ及び２において、円筒状マイク
ロ波アプリケーター手段のかわりに、楕円柱状マイクロ
波アプリケーター手段を用いた以外は同様の構成とした
ものを挙げることができる。 装夏斑１ 本装置例では、第３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３０１
及び３０２をガスゲート３２１及び３２２を用いて接続
した装置を挙げることができる。 なお、本装置例では第１１図（Ａ）に示した構成のバイ
アス印加手段を具備しているが、もちろん第１１図（Ｂ
）乃至第１１図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイアス
印加手段を具備しても良い。 ３００は隔離容器、３０３は帯状部材の送り出し用ボビ
ン、３０４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。 また、真空容器３０１，３０２中には帯状部材の表面保
護用に用いられる合紙の巻き取り、及び送り込み手段を
配設しても良い、前記台紙の材質としては、耐熱性樹脂
であるポリイミド系、テフロン系及びグラスウール等が
好ましく用いられる。３０６．３０７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。３１
２゜３１３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。３０７，３０８，３０９は排気
ＪＨＦＩ整用のスロットルバルブ、３１０３１１．３２
０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。３１４．３１５は圧力計、また、３１６，
３１７はゲートガス導入管、３１８，３１９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／又は堆積膜形成用原料ガスが排気される。 装互拠工 本装置例では、第４図に示したごとく、装置例７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ＣＶ
Ｄ法による堆積膜形成装置の内蔵された隔離容器３００
−ａ、３００−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。 なお、本装置例においては隔離容器３００中には第１１
図（Ａ）に示した構成のバイアス印加手段を具備し、隔
離容器３００ａ、３０Ｏｂ中には第１１図（Ｂ）に示し
た構成のバイアス印加手段を具備した例を示したが、各
々の隔離容器中には第１１図（Ａ）乃至第１１図（Ｄ＞
に示した構成のいずれのバイアス印加手段を具備しても
良い。 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３００中で用いられたものと同様の効果を有する機構
である。 ４０１ ４０２．４０３．４０４は各々ガスゲート、４
０５，４０６．４０７，４０８は各々ゲートガス導入管
、４０９，４１０，４１１．４１２は各々ゲートガス排
気管、４１３はガス導入管である。 装質讃１し−Ｌ生 装置例７及び８においてマイクロ波アプリケーター２０
１を装置例３又は４で用いた角柱状のマイクロ波アプリ
ケ−クー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。 装しｌ主 装置例７及び８においてマイクロ波アプリケーターを装
置例５又は６で用いた楕円柱状のマイクロ波アプリケー
ター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。 装夏炎上ユ 本装置例では第５図に示したごとく、装置例７で示した
装置に、更に２台の従来法であるＲＦプラズマＣＶＤ装
置を両側に接続して、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。なお、本装置例
では隔離容器３００中には第１１図（Ａ）に示した構成
のバイアス印加手段を具備しているが、勿論第１１図（
Ｂ）乃至第１１図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイア
ス印加手段を具備しても良い。 ここで、５０１，５０２は真空容器、５０３５０４はＲ
Ｆ印加用カソード電極、５０５，５０６はガス導入管兼
ヒーター、５０７．５０８は基板加熱用ハロゲンランプ
、５０９，５１０はアノード電極、５１１，５１２は排
気管である。 装Ｅツ（Ｌ（ユニ」− 本装置例では、装置例１及び２で示した装置において、
比較的幅の狭い帯状部材を用いた場合として、マイクロ
波アプリケーターを成膜室の片側一方の端面のみに配設
したものを挙げることができる。ただし、この場合には
もう一方の端面にはマイクロ波漏洩防止用の金網、パン
チングボード、金属薄板等が設けられる。 丈旦量色装星斑 例えば、装置例日において、堆積膜形成用の隔離容器３
００，３００−ａ、３００−ｂ中に、上述した種々の形
状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８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１又は２で示した装置において、成膜室の
両端面に２対又はそれ以上のマイクロ波アプリケーター
を配設し、より大きなマイクロ波プラズマ領域を形成さ
せ、帯状部材の搬送送度は変えず、比較的厚膜の機能性
堆積膜を形成できるように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製造される半導体
デバイスの一例として太陽電池が挙げられる。その層構
成として、典型的な例を模式的に示す図を第８図（Ａ）
乃至（Ｄ）に示す。 第８図（Ａ）に示す例は、支持体８０１上に下部電極８
０２、ｎ型半導体層８０３、ｉ型半導体層８０４、ｎ型
半導体層８０５、透明電極８０６及び集電電極８０７を
この順に堆積形成した光起電力素子８００である。なお
、本光起電力素子では透明電極８０６の側より光の入射
が行われることを前提としている。 第８図（Ｂ）に示す例は、透光性の支持体８０１上に透
明電極８０６、ｐ型半導体層８０５、ｉ型半導体層８０
４、ｎ型半導体層８０３及び下部電極８０２をこの順に
堆積形成した光起電力素子８００ｅである０本光起電力
素子では透光性の支持体８０１の側より光の入射が行わ
れることを前提としている。 第８図（Ｃ）に示す例は、バンドギヤノブ及δ／又は層
厚の異なる２Ｉｌの半導体層をｉ層として用いたｐｉｎ
接合型光起電力素子８１１，８１２を２素子積層して構
成されたいわゆるタンデム型光起電力素子８１３である
。８０１は支持体であり、下部電極８０２、ｎ型半導体
層８０３、ｊ型半導体層８０４、ｐ型半導体層８０５、
ｎ型半導体層８０Ｂ、ｉ型半導体層８０９、ｎ型半導体
層８１０、透明電極８０６及び集電電極８０７がこの順
にｌＩＮ形成され、本光起電力素子では透明電極８０６
の側より光の入射が行われることを前提としている。 第８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８２０．８２１８２３を３素子積層し
て構成された、いわゆるトリプル型光起電力素子８２４
である。８０１は支持体であり、下部電極８０２．ｎ型
半導体層８０３、ｉ型半導体層８０４、ｐ型半導体層８
０５、ｎ型半導体層８１４、ｉ型半導体層８１５、ｐ型
半導体７１８１６、ｎ型半導体層８１７、ｉ型半導体層
８１８、ｎ型半導体層８１９、透明電極８０６及び集電
電極８０７がこの順に積層形成され、本光起電力素子で
は透明電極８０６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し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。 叉且俸 本発明において用いられる支持体８０１は、フレキシブ
ルであって湾曲形状を形威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、それらは透光性のもので
あっても、また非透光性のものであってもよいが、支持
体８０１の側より光入射が行われる場合には、もちろん
透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、該帯状部材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」二、運搬スペース
の低減等が図れる。 里項− 本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（透明電極）、集電電極を挙げるこ
とができる。（ただし、ここでいう上部電極とは光の入
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′ｒ！１極について以下に詳しく説明
する。 ±リーエ亜彊應 本発明において用いられる下部電極８０２としては、上
述した支持体８０１の材料が透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８０１が金属等の非透光性の材料である場合
には、第８図（Ａ）で示したごとく透明電極８０６側か
ら光起電力発生用の光を照射する６）、その設置される
場所が異なる。 具体的には、第８図（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｄ）のような
Ｍ構成の場合には支持体８０１とｎ型半導体層８０３と
の間に設けられる。しかし、支持体８０１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８０１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電極とし
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８０２を設置してもよい。 第８図（Ｂ＞の場合には透光性の支持体８０１が用いら
れており、支持体８０１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
電極８０２が支持体８０１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８０１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８０１とｎ
型半導体層８０３との間に下部電極８０２が設けられる
。 電極材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、Ｃｕ
、ＡＣＴｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ等の金属又はこれらの合金
が挙げられ、これ等の金属の薄膜を真空蒸着、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１０Ω以下である
ことが望ましい。 下部電極８０２とｎ型半導体層８０３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８０２
をＩｔｓ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
導体層を挾んで設けられた下部電極８０２と透明電極８
０６との間にピンホール等の欠陥で発生するシシートを
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）上部＝ （゛Ｆ！電極） 本発明において用いられる透明電極８０６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
５ＩＩＯＩ 、Ｉｎｇｏｔ 、ＺｎＯ，ＣｄＯ，Ｃｄｚ
ＳｎＯａ 。 Ｉ Ｔｏ （ＩｎｔＯｉ ＋Ｓｎｏｗ ）などの金属酸
化物や、Ａｕ、 Ａｌ、 Ｃｕ等の金属を極めて薄く
半透明状に底膜した金属薄膜等が挙げられる。透明電極
は第８図（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）においてはｐ型半導体
層８０５層の上に積層され、第８図（Ｂ）においては基
板８０１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して適宜選択される。 ］】ユ」す
で構成されるもの等を挙げることができる。 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し、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、本発明の装置においては、該
排気孔は、前記帯状部材の湾曲開姑端と湾曲終了端との
間隙とし、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。 〔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説明
するが、本発明はこれらの装置例によって何ら限定され
るものではない。 装夏銖上 第１図に本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の模式
的透視概略図を示した。 １０１は帯状部材であり、支持・搬送用ローラー１０２
．１０３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（＝Ｏ）
方向に搬送され成膜室１１６を連続的に形成する。１０
６ａ乃至１０６ｅは帯状部材１０１を加熱又は冷却する
ための温度制御機構であり、各々独立に温度制御がなさ
れる。 本装置例において、マイクロ波アプリケーター１０７．
１０８は一対対向して設けられており、その先端部分に
はマイクロ波透過性部材１０９゜１１０が各々設けられ
ていて、また、方形導波管１１１．１１２が各々支持・
搬送用ローラーの中心軸を含む面に対してその長辺を含
む面が垂直とならぬよう、且つ、お互いに長辺を含む面
が平行とならぬように配設されている。なお、第１図に
おいて、説明のためにマイクロ波アプリケーター１０７
は支持・搬送用リング１０４から切り離した状態を示し
であるが、堆積膜形成時には、図中矢印方向に配設され
る。 １１３はガス導入管を兼ねるバイアス印加管、１１４は
排気管であり、不図示の排気ポンプに接続されている。 １１５ａ、１１５ｂは隔離通路であり、本発明の装置を
他の成膜手段を含む容器等との接続を行うときに設けら
れる。 支持・搬送用ローラー１０２．１０３には、搬送送度検
出機構、張力検出調整機構（いずれも不図示）が内蔵さ
れ、帯状部材１０１の搬送速度を一定に保たれるととも
に、その湾曲形状が一定に保たれる。 導波管１１１，１１２には不図示のマイクロ波電源が接
続されている。 ガス導入管を兼ねるバイアス印加管１１３には導線１２
０を介して、バイアス印加用重態１１９にて発生させた
バイアス電圧が印加される。又、ガス導入管を兼ねるバ
イアス印加管１１３は絶縁性継手１１７を介してガス供
給管１１８とは絶縁分離されている。 帯状部材１０１は接地されるが、成膜室１１６の側壁部
分のほぼ全面にわたり均一に接地されることが好ましく
、支持・搬送用ローラー１０２゜１０３、支持・搬送用
リング１０４，１０５、及び前記帯状部材１０１の側壁
に接触する電気ブラシ（不図示〉等を介して接地される
のが望ましい。 第２図にマイクロ波アプリケーター手段１０７゜１０８
を具体的に説明するための断面模式図を示した。 ２００はマイクロ波アプリケーターであり、図中左側矢
印方向から不図示のマイクロ波Ｔｔ源より方形導波管２
０８を介してマイクロ波が伝送され２０１．２０２はマ
イクロ波透過性部材であり、メタルシール２１２及び固
定用リング２０６を用いて、内筒２０４、外筒２０５に
固定されており、真空シールがされている。また内筒２
０４と外筒２０５との間には冷却媒体２０９が流れるよ
うになっており、一方の端は０リング２１０でシールさ
れていて、マイクロ波アプリケータ−２００全体を均一
に冷却するようになっている。冷却媒体２０９としては
、水、フレオン、オイル、冷却空気等が好ましく用いら
れる。マイクロ波透過性部材２０１にはマイクロ波整合
用円板２０３ ａ。 ２０３ｂが固定されている。外筒２０５には溝２１１の
加工されたチョークフランジ２０７が接続されている。 また、２１３，２１４は冷却空気の導入孔、及び／又は
排出孔であり、アプリケーター内部を冷却するために用
いられる。 本装置例において、内筒２０４の内側の形状は円筒状で
あり、その内直径及びマイクロ波の進行方向の長さは導
波管としての機能を果たすように設計される。すなわち
、その内直径は、カットオフ周波数が用いるマイクロ波
の周波数よりも小さく、且つ、複数モードが立たない範
囲で可能な限り大きく、また、長さについては好ましく
はその内部において定在波がたたないような長さに設計
されるのが望ましい。勿論、前記内筒２０４の内側の形
状は角柱状であっても良い。 なお、本装置例では第１１図（Ａ）に示した構成のバイ
アス印加手段を具備しているが、もちろん第１１図（Ｂ
）乃至第１１図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイアス
印加手段を具備しても良い。 装星班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
設した場合を挙げることができる。（不図示） 隔離容器の形状としては、装置例１で示した各構成治具
を内蔵できるものであれば、特に制限はないが、立方体
状、直方体状の細円筒状等のものが好適に用いられる。 また、成膜室１１６と隔離容器との間に残された空間に
は補助ガス導入管が設けられ、該空間での放電防止用の
圧力調整用の希ガス、Ｈ２ガス等が導入される。また、
前記空間は成膜室１１６の排気用ポンプで同時に排気さ
れても良く、また、独立の排気ポンプが接続されていて
も良い。 なお、本装置例では第１Ｉ図（Ａ）に示した構成のバイ
アス印加手段を具備しているが、もちろん第１１図（Ｂ
）乃至第１１図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイアス
印加手段を具備しても良い。 装星斑主 本装置例では、装置例１において、マイクロ波アプリケ
ーターの形状を角柱状にした以外は同様の構成のものを
挙げることができる。角柱状のマイクロ波アプリケータ
ーの断面寸法は、用いる導波管の寸法と同じでも良いし
、異なっていても良い。また、用いるマイクロ波の周波
数に対して、複数モードが立たない範囲で可能な限り大
きくするのが望ましい。 笠互班工 本装置例では、装置例２において、装置例３で用いた角
柱状のマイクロ波アプリケーター手段を用いた以外は同
様の構成としたものを挙げることができる。 装Ｅツ［還−見 本装置例では、装置例Ｉ及び２において、円筒状マイク
ロ波アプリケーター手段のかわりに、楕円柱状マイクロ
波アプリケーター手段を用いた以外は同様の構成とした
ものを挙げることができる。 装夏斑１ 本装置例では、第３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３０１
及び３０２をガスゲート３２１及び３２２を用いて接続
した装置を挙げることができる。 なお、本装置例では第１１図（Ａ）に示した構成のバイ
アス印加手段を具備しているが、もちろん第１１図（Ｂ
）乃至第１１図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイアス
印加手段を具備しても良い。 ３００は隔離容器、３０３は帯状部材の送り出し用ボビ
ン、３０４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。 また、真空容器３０１，３０２中には帯状部材の表面保
護用に用いられる合紙の巻き取り、及び送り込み手段を
配設しても良い、前記台紙の材質としては、耐熱性樹脂
であるポリイミド系、テフロン系及びグラスウール等が
好ましく用いられる。３０６．３０７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。３１
２゜３１３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。３０７，３０８，３０９は排気
ＪＨＦＩ整用のスロットルバルブ、３１０３１１．３２
０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。３１４．３１５は圧力計、また、３１６，
３１７はゲートガス導入管、３１８，３１９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／又は堆積膜形成用原料ガスが排気される。 装互拠工 本装置例では、第４図に示したごとく、装置例７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ＣＶ
Ｄ法による堆積膜形成装置の内蔵された隔離容器３００
−ａ、３００−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。 なお、本装置例においては隔離容器３００中には第１１
図（Ａ）に示した構成のバイアス印加手段を具備し、隔
離容器３００ａ、３０Ｏｂ中には第１１図（Ｂ）に示し
た構成のバイアス印加手段を具備した例を示したが、各
々の隔離容器中には第１１図（Ａ）乃至第１１図（Ｄ＞
に示した構成のいずれのバイアス印加手段を具備しても
良い。 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３００中で用いられたものと同様の効果を有する機構
である。 ４０１ ４０２．４０３．４０４は各々ガスゲート、４
０５，４０６．４０７，４０８は各々ゲートガス導入管
、４０９，４１０，４１１．４１２は各々ゲートガス排
気管、４１３はガス導入管である。 装質讃１し−Ｌ生 装置例７及び８においてマイクロ波アプリケーター２０
１を装置例３又は４で用いた角柱状のマイクロ波アプリ
ケ−クー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。 装しｌ主 装置例７及び８においてマイクロ波アプリケーターを装
置例５又は６で用いた楕円柱状のマイクロ波アプリケー
ター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。 装夏炎上ユ 本装置例では第５図に示したごとく、装置例７で示した
装置に、更に２台の従来法であるＲＦプラズマＣＶＤ装
置を両側に接続して、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。なお、本装置例
では隔離容器３００中には第１１図（Ａ）に示した構成
のバイアス印加手段を具備しているが、勿論第１１図（
Ｂ）乃至第１１図（Ｄ）に示した構成のいずれのバイア
ス印加手段を具備しても良い。 ここで、５０１，５０２は真空容器、５０３５０４はＲ
Ｆ印加用カソード電極、５０５，５０６はガス導入管兼
ヒーター、５０７．５０８は基板加熱用ハロゲンランプ
、５０９，５１０はアノード電極、５１１，５１２は排
気管である。 装Ｅツ（Ｌ（ユニ」− 本装置例では、装置例１及び２で示した装置において、
比較的幅の狭い帯状部材を用いた場合として、マイクロ
波アプリケーターを成膜室の片側一方の端面のみに配設
したものを挙げることができる。ただし、この場合には
もう一方の端面にはマイクロ波漏洩防止用の金網、パン
チングボード、金属薄板等が設けられる。 丈旦量色装星斑 例えば、装置例日において、堆積膜形成用の隔離容器３
００，３００−ａ、３００−ｂ中に、上述した種々の形
状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８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１又は２で示した装置において、成膜室の
両端面に２対又はそれ以上のマイクロ波アプリケーター
を配設し、より大きなマイクロ波プラズマ領域を形成さ
せ、帯状部材の搬送送度は変えず、比較的厚膜の機能性
堆積膜を形成できるように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製造される半導体
デバイスの一例として太陽電池が挙げられる。その層構
成として、典型的な例を模式的に示す図を第８図（Ａ）
乃至（Ｄ）に示す。 第８図（Ａ）に示す例は、支持体８０１上に下部電極８
０２、ｎ型半導体層８０３、ｉ型半導体層８０４、ｎ型
半導体層８０５、透明電極８０６及び集電電極８０７を
この順に堆積形成した光起電力素子８００である。なお
、本光起電力素子では透明電極８０６の側より光の入射
が行われることを前提としている。 第８図（Ｂ）に示す例は、透光性の支持体８０１上に透
明電極８０６、ｐ型半導体層８０５、ｉ型半導体層８０
４、ｎ型半導体層８０３及び下部電極８０２をこの順に
堆積形成した光起電力素子８００ｅである０本光起電力
素子では透光性の支持体８０１の側より光の入射が行わ
れることを前提としている。 第８図（Ｃ）に示す例は、バンドギヤノブ及δ／又は層
厚の異なる２Ｉｌの半導体層をｉ層として用いたｐｉｎ
接合型光起電力素子８１１，８１２を２素子積層して構
成されたいわゆるタンデム型光起電力素子８１３である
。８０１は支持体であり、下部電極８０２、ｎ型半導体
層８０３、ｊ型半導体層８０４、ｐ型半導体層８０５、
ｎ型半導体層８０Ｂ、ｉ型半導体層８０９、ｎ型半導体
層８１０、透明電極８０６及び集電電極８０７がこの順
にｌＩＮ形成され、本光起電力素子では透明電極８０６
の側より光の入射が行われることを前提としている。 第８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８２０．８２１８２３を３素子積層し
て構成された、いわゆるトリプル型光起電力素子８２４
である。８０１は支持体であり、下部電極８０２．ｎ型
半導体層８０３、ｉ型半導体層８０４、ｐ型半導体層８
０５、ｎ型半導体層８１４、ｉ型半導体層８１５、ｐ型
半導体７１８１６、ｎ型半導体層８１７、ｉ型半導体層
８１８、ｎ型半導体層８１９、透明電極８０６及び集電
電極８０７がこの順に積層形成され、本光起電力素子で
は透明電極８０６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し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。 叉且俸 本発明において用いられる支持体８０１は、フレキシブ
ルであって湾曲形状を形威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、それらは透光性のもので
あっても、また非透光性のものであってもよいが、支持
体８０１の側より光入射が行われる場合には、もちろん
透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、該帯状部材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」二、運搬スペース
の低減等が図れる。 里項− 本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（透明電極）、集電電極を挙げるこ
とができる。（ただし、ここでいう上部電極とは光の入
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′ｒ！１極について以下に詳しく説明
する。 ±リーエ亜彊應 本発明において用いられる下部電極８０２としては、上
述した支持体８０１の材料が透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８０１が金属等の非透光性の材料である場合
には、第８図（Ａ）で示したごとく透明電極８０６側か
ら光起電力発生用の光を照射する６）、その設置される
場所が異なる。 具体的には、第８図（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｄ）のような
Ｍ構成の場合には支持体８０１とｎ型半導体層８０３と
の間に設けられる。しかし、支持体８０１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８０１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電極とし
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８０２を設置してもよい。 第８図（Ｂ＞の場合には透光性の支持体８０１が用いら
れており、支持体８０１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
電極８０２が支持体８０１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８０１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８０１とｎ
型半導体層８０３との間に下部電極８０２が設けられる
。 電極材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、ＮｉＣｒ、Ｃｕ
、ＡＣＴｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ等の金属又はこれらの合金
が挙げられ、これ等の金属の薄膜を真空蒸着、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１０Ω以下である
ことが望ましい。 下部電極８０２とｎ型半導体層８０３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８０２
をＩｔｓ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
導体層を挾んで設けられた下部電極８０２と透明電極８
０６との間にピンホール等の欠陥で発生するシシートを
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）上部＝ （゛Ｆ！電極） 本発明において用いられる透明電極８０６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
５ＩＩＯＩ 、Ｉｎｇｏｔ 、ＺｎＯ，ＣｄＯ，Ｃｄｚ
ＳｎＯａ 。 Ｉ Ｔｏ （ＩｎｔＯｉ ＋Ｓｎｏｗ ）などの金属酸
化物や、Ａｕ、 Ａｌ、 Ｃｕ等の金属を極めて薄く
半透明状に底膜した金属薄膜等が挙げられる。透明電極
は第８図（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）においてはｐ型半導体
層８０５層の上に積層され、第８図（Ｂ）においては基
板８０１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して適宜選択される。 ］】ユ」す
【４厘
本発明において用いられる集電電極８０７は、透明電極
８０６の表面抵抗値を低減させる目的で透明電極８０６
上に設けられる。電極材料としてはＡｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、
ＡＩ、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１５９Ａ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。 ±盟土星生豊 本発明によって作製される光起電力素子において好適に
用いられるｉ型半導体層を構成する半導体材料としては
、ａ−３ｉ ：Ｈ，ａ−３ｉ ：Ｆ。 ａ−３ｉ：Ｈ：Ｆ、ａ−３ｉＣ：Ｈ，ａ−３ｉＣ：Ｆ、
ａ−３ＩＣ：Ｈ：Ｆ、ａ−３ｉＧｅ：Ｈ。 ａ−３ｉＧｅ：Ｆ、ａ−５ｉＧｅ：Ｈ：Ｆｐｏｌｙ−３
ｔ：Ｈ，ｐｏｌｙ−５ｔ：Ｆ。 ｐｏｌｙ−３ｉ：Ｈ：Ｆ等いわゆる■族及び■族合金系
半導体材料の他、ＩＩ−Ｖｌ族及びｍ−ｖ族のいわゆる
化合物半導体材料等が挙げられる。 びｎ 導 本発明によって作製される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
。 〔製造例〕 以ド、本発明のマイクロ波プラズマＣＶ Ｄ Ｒ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。 製先例」− 装置例７で示した連続式マイクロ波プラズマＣＶＤ装置
（第３図）を用い、アモルファスシリコン膜の連続堆積
を行った。 まず、基板送り出し機構を有する真空容器３０１に、十
分に脱脂、洗浄を行ったＳ［ｌ５４３０ＢＡ製帯状基板
（幅４５ｃｍｘ長さ２００ｍＸ厚さ０．２５ｍｍ）の巻
きつけられたボビン３０３をセノトし、該基板１０１を
ガスゲート３２１及び隔離容器３００中の搬送機構を介
して、更にガスゲート３２２を介し、基板巻き取り機構
を有する真空容器３０２まで通し、たるみのない程度に
張力調整を行った。 そこで、各真空容器３０１，３０２及び隔離容器３００
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−ｊＴａｒ
ｔ付近まで真空引きした後、更に温度制御機構１０６ａ
、１０６ｂを用いて、帯状部材１０１の表面温度を２５
０℃に保持しつつ、不図示の油拡散ポンプ（バリアン製
Ｈ３−３２）にて５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ以下まで真
空引きした。 なお、マイクロ波アプリケーターの形状、及び湾曲形状
等の条件を第８表に示した。 十分に脱ガスが行われた時点で、ニソケル製のガス導入
管を兼ねるバイアス印加管１１３より、５ｆＨａ ４０
０ｓｅｃｓ％５ｉＦ４４．５ｓｃｃｍ、Ｈ！ ８０ｓｃ
ｅｓ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隔離容器３００内の圧力
を４．５ ｍ Ｔｏｒｒに保持した。圧力が安定したと
ころで、不図示の２．４５０Ｈ２仕様のマイクロ波電源
より、実効パワーで０．７０ｋＷ×２のマイクロ波を対
向して一対設けられたアプリケーター１０７，１０８よ
り成膜室内に放射させた。直ちに、導入された原料ガス
はプラズマ化し、プラズマ領域を形成し、該プラズマ領
域は支持・搬送用ローラー１０２，１０３の間隙より隔
離容器側に漏れ出ることはなかった。また、マイクロ波
の漏れも検出されなかった。 そこで、バイアス印加用型ｍｘＩ９より＋８０■の直流
電圧を！！！線１２０を介してガス導入管を兼ねるバイ
アス印加管１１３に印加さゼたところ、６．８Ａのバイ
アス電流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増
した。 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、ｉｉＪ記基板基板１０１送スピード
が４０■／ｍｉｎとなるように制御した。搬送を開始し
てもプラズマは安定しており、バイアス電圧、電流とも
に変化はなかった。 なお、ガスゲート３２１．３２２にはゲートガス導入管
３１６，３１７よりゲートガスとしてＩ（□ガスを５０
ｓｅｃｍ流し、排気孔３１８．３１８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、長尺の基板を用いているため、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、基板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積膜ｌｌＷ厚分布を幅方
向及び長手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ｌＯＯ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、２０００ ｃａｌ−’及び
６３０Ｃ１ｌ−’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。更に、ＲＨＥＥＤ （
ＪＥＭ−１００ＳＸ、、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、金属中水素分析針（ＥＭＧＡ−１１００、
堀場製作所製）を用いて膜中水素量を定置したところ２
１±’ｌ ａｔｏｍｉｃ％であった。 更に、帯状部材上に堆積形成されたアモルファスシリコ
ン膜を約５ＣＩ１１の領域にわたって機械的に剥離させ
てその体積を測定し、ひき続き、ＥＳＲ装置（ＪＥＳ−
ＲＥ２Ｘ、日本電子型）にてスビン密度を測定したとこ
ろ、２．５ Ｘ Ｉ Ｏ”５ｐｉｎｓ ／ｃ１であり、
欠陥の少ない膜であることが判った。 また、前記帯状部材の他の部分よりｌ ＧｍＸ Ｉ Ｃ
ｓの試料片を任意に５ケ所切り出し、反応性スパッタリ
ング装置（自社内製品）にセントしてアモルファスシリ
コン膜の堆積された面上に１５００λのｒ Ｔｏ （Ｉ
ｎｔＯｌ ＋ Ｓ ｎ Ｏｘ ）膜を堆積した。 そして、この試料片をＣＰＭ （Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐ
ｈｏｔ。 ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社内製装置）
にセットし、ＩＴＯ膜側から光入射を行ってアーバンク
裾（Ｕｒｂａｃｈ Ｔａ口）／１傾きを測定したところ
、４８±１ａｓＶで、欠陥の少ない膜であることが判っ
た。 盟透斑主 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３００の内圧を
５ Ｘ １０−’Ｔａｒｔ以下まで真空引きした後、ガ
ス導入管を兼ねるバイアス印加管１１３より、５ｉＨａ
１２０ｓｅｃｍ、ＧｅＨ４１００ＳＣＣ■、Ｓ ｉ
Ｆ４ ４ＳＣＣＩＩ％ Ｈｚ ６０ｓｃｃ閣を導入し、
内圧を９ｍＴｏｒｒに保持し、マイクロ波電力を０．４
５ｋＷｘ２とし、搬送速度を２５ｃｓ／ｓｉｎ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。 なお、バイアス印加用電源１１９より＋４０Ｖの直流電
圧をｉ線１２０を介してガス導入管を兼ねるバイアス印
加管１１３に印加させたところ、６．２人のバイアス電
流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干端した。 本製造例及び他の製造側終了後、基板を冷却して取り出
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ところ、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均５２λ／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、２０００ｃｍ−’、１８８
０ｃｍ−’及び６３０ｃｍ−’に吸収が認められａ−３
ｉＧｅ：Ｈ：Ｆ膜に特有の吸収パターンであった。更に
、ＲＨＥＥＤ （ＪＥＭ−１００ＳＸ、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
−１ＩＱＯ，堀場製作所製）を用いて膜中水素量を定量
したところ１４±２ａｔｏｓｉｃ％であった。 更に、帯状部材上に堆積形成されたアモルファスシリコ
ンゲルマニウム膜を約５−の領域にわたって機械的に剥
離させてその体積を測定し、ひき続き、ＥＳＲ装置（Ｊ
ＥＳ−ＲＥ２Ｘ、日本電子型）にてスピン密度を測定し
たところ４．５Ｘ１０”ｓｐ＋ｎｓ ７ｃｍ”であり、
欠陥の少ない膜であることが判った。 また、前記帯状部材の他の部分より１ｃｍＸ１ｃｎの試
料片を任意に５ケ所切り出し、反応性スパッタリング装
置（自社内製品）にセットしてアモルファスシリコンゲ
ルマニウム膜の堆積された面上に１５００人のＩＴＯ（
ｒｎｘ０３ ＋５ｎＯｚ）膜を堆積した。そして、この
試料片をＣＰ Ｍ （ＣｏｎｓｔａｎｔＰ ｈｏｔｏｃ
ｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社内製装置）に
セントし、ＩＴＯ膜側から光入射を行ってアーバンク裾
（Ｕｒｂａｃｈ Ｔａ１ｌ）の傾きを測定したところ５
４±１ｍｅＶで、欠陥の少ない膜であることが判った。 盟遣班ユ 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３００の内圧を
５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、ガ
ス導入管を兼ねるバイアス印加管１１３より、ＳｉＨ，
１６０ｓｅｃ難、ＣＨ４２３ｓｃｃｍ。 Ｓ ｉ Ｆ ａ ５５ｅｃｎ、Ｈｚ ２５０ｓｃｃｍを
導入し、内圧を’１３ｍＴｏｒｒに保持し、マイクロ波
電力を１．０ｋＷＸ２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カーバイド膜の連続堆積を行
った。 なお、バイアス印加用ｉ源１１９より＋５０Ｖの直流電
圧を導線１２０を介してガス導入管を兼ねるバイアス印
加管１１３に印加させたところ、６．６Ａのバイアス電
流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干端した。 本製造例及び他の製造側終了後、基板を冷却して取り出
し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布を幅
方向及び長子方向乙こついてａｌｌ定したところ、５％
以内に納まっており、堆積速度は平物４１λ／ｓｅｃで
あった。 また、その一部を切り出し、ＦＴ−［Ｒ（パーキン・エ
ルマー社製１７２０ Ｘ）を用い、反射法により赤外吸
収スベク１ルを測定したところ、２０８０Ｃ１１−’、
１２５０ｃｍ−’、９６０Ｃｆｆｌ−’、７７７ｃｍ
−’及び６６０Ｃ１１−’に吸収が認められａ−３ｔＣ
： Ｈ： Ｆ膜に特有の吸収パターンであった。更に、
Ｒ）！ＥＥｒ）（ＪＥＭ−１００５Ｘ、Ｂ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（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Ｉ５±’１ａＬｏ制ｃ％であった。 更に、帯状部材上に堆積形成されたアモルファスシリコ
ンカーバイド膜を約５ＣＩＡの領域にわたって機械的に
剥離させてその体積を測定し、ひき続き、ＥＳＲ装置（
ＪＥＳ−ＲＥ２Ｘ、日本電子型）にてスピン密度を測定
したところ８．０Ｘ１０”５ｐｉｎｓ ／ｅ−であり、
欠陥の少ない膜であることが判った。 また、前記帯状部材の他の部分よりｌ （３Ｘ Ｉ Ｃ
ｙｎの試料片を任意に５ケ所切り出し、反応性スパンタ
リング装置（自社内製品）に七ノ）・シてアモルファス
シリコンカーバイド膜の堆積された面］二に１５００人
のＩＴＯ（Ｉｎｚ０３ ＋５ｎＯｘ）膜を堆積した。そ
して、この試料片をＣＰ Ｍ （ＣｏｒｉｓｔａｎｔＰ
ｈｏｔｏｅｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社
内製装置）にセソトし、［ＴＯ１ｌｌ側から光入射を行
ってアーバンク裾（Ｕｒｈａｅｈ Ｔａ１ｌ）の傾きを
測定したところ５７±１）ｅＶで、欠陥の少ない膜であ
ることが判った。 袈遺桝土 製造ｇ４１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３００の内圧
を５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、
ガス導入管を兼ねるバイアス印加管１１３より、ＳｉＨ
ｍ２００ｓｃｃｗ、 Ｂ ＦｚＣ３０００ｐｆｌｌｌＨ
ｍ希釈）３８ｓｃｃｌＩＳＳ ｉ Ｆ４２５ｓｅｃｗＳ
Ｈｚ５５０ｓｅｃｍを導入し、内圧を６．５ ｍ Ｔｏ
ｒｒに保持し、マイクロ波電力を１，１ｋＷＸ２とした
以外は同様の堆積膜形成条件でｐ型の微結晶シリコン膜
の連続堆積を行った。 なお、バイアス印加用電源】１９より＋１２０Ｖの直流
電圧を導線１２０を介してガス導入管を兼ねるバイアス
印加管１１３に印加させたところ、７．５Ａのバイアス
電流が流れ、［？見によるとプラズマの輝度が若干用し
た。 本製造例及び他の製造例纒了後、基板を冷却して取り出
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ところ、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均４８λ／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、２１００（２）−１及び
６３０ｃｍ−’に吸収が認められμＣ−８ｉ：Ｈ：Ｆ膜
に特有の吸収パターンであった。更に、ＲＨＥＥＤ （
Ｊ ＥＭ−１００３Ｘ、日本電子型）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、金属中水素分析針（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４±１ ａｔｏｍｉｃ％であった。 更に、帯状部材上に堆積形成された膜について、５ ｔ
ｓ Ｘ ５ ｎ＋の試料片を任意に５ケ所切り出し、そ
の表面状態を超高分解能、低周速ＦＥ−５ＥＭ（日立製
作所Ｓ−９００型）にて観察したところ、膜表面は平滑
であり、異常突起の発生はほとんど認められなかった。 盟遣拠上 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３００の内圧を
５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、ガ
ス導入管を兼ねるバイアス印加管１１３より、５ｉＨａ
２８０ｓｃｃｍ、、 ＰＨ，（１％ｌ’（ｚ希釈）
２４ｓｃｃ＠、３ ｉ Ｆ、 ５５ｃｃｙｂ、Ｈ，４
０ｓｃｅｍを導入し、内圧を７ｍＴｏｒｒに保持し、マ
イクロ波電力を０．７５ｋＷＸ２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。 なお、バイアス印加用電源１１９より＋８０Ｖの直流電
圧を導線１２０を介してガス導入管を兼ねるバイアス印
加前１１３に印加させたところ、７、ＯＡのバイアス電
流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増した。 本製造例及び他の製造側終了後、基板を冷却して取り出
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ところ、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均６５Ａ／ｓｅｃであった
。 また、その一部を切り出し、ＦＴ−ＪＲ（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、２０００ｃｍ−’及び６３
０ｃｍ−’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。更に、ＲＨＥＥＤ （ＪＥ
Ｍ−１００３Ｘ、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（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２１±’ｌ
ａｔｏｍｉｃ％であツタ。 更に、帯状部材上に堆積形成された膜について、５ｍｍ
Ｘ５ｍの試料片を任意に５ケ所切り出し、その表面状態
を超高分解能、低周速ＦＥ−５ＥＭ（日立製作所Ｓ−９
００型）にて観察したところ、膜表面は平滑であり、異
常突起の発生はほとんど認められなかった。 盟盗斑ｉ 製造例１において、５ＵＳ４３０ＢＡ製帯状基板のかわ
りに、堆積膜の形成される側の面に７１．ｆ膜を２μｍ
蒸着した（うち、その一部には中７０μｍ、長さｌ（ｌ
ｓｍのくし型ギャップを幅及び長手方向に２０国ごとに
形成した。）ＰＥＴ （ポリエチレンテレフタレート）
装帯状基板（幅４５ｃｗＸ長さｔ ｏ ｏｍｘ厚さｏ、
９ｍ＞を用い、基板表面温度を２１０℃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。 なお、バイアス印加用電源１１９より＋８０Ｖの直流電
圧を導線１２０を介してガス導入管を兼ねるバイアス印
加前１１３に印加させたところ、６．７へのバイアス電
流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増した。 基板を冷却後取り出し、まず、膜厚分布を幅方向及び長
手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９５Ａ／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１
７２０Ｘ）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６
３０ｃｍ−’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、２０００ｃｍ−’
付近の５ｉ−Ｈ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、ＲＨＥＥＤ （ＪＥＭ−１００３Ｘ、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、あらかじめ形成しであるギャップ電極のうち２０
箇所をランダムに切り出し、それぞれについてＡＭ−１
光（１００ｍＷ／ｃｄ）照射下での光電流値、及び暗中
での暗電流値をＨＰ４１４０Ｂを用いて測定し、明導電
率σｐ（Ｓ／ｃ１１）、及び暗導電率σｄ（Ｓ／ｃｍ）
を求めたところ、それぞれ（３，５±０．５） Ｘ １
０−’Ｓ／値及び（１，０±０．５）Ｘ Ｉ Ｑ−■Ｓ
／ｃｍの範囲内に納まっていた。 また、この試料片をＣＰＭ （Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈ
ｏｔ。 ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社内製装置）
にセントし、ＩＴＯ膜側から光入射を行ってアーバンク
裾（Ｕｒｂａｃｈ Ｔａ１ｌ）の傾きを測定したところ
５０±１ｍｅＶで、欠陥の少ない膜であることが判った
。 製造班に土工 製造例１〜５の製造条件において、バイアス印加電圧を
第９表に示す条件に変えた以外は同様の操作及びプラズ
マ生起条件等にて、各堆積膜の形成を行った。 形成された堆積膜の評価を、製造例１〜５と同様の方法
にて行った結果を総合して、第９表中に示したが、いず
れの場合においても異常放電は発生せずプラズマは安定
しており、良好な特性の膜が得られた。 製造例１２〜１６ 製造例１〜５の製造条件において、第２のバイアス捧に
印加するバイアス印加電圧を第１０表に示す条件に変え
た以外は同様の操作及びプラズマ生起条件等にて、各堆
積膜の形成を行った。なお、バイアス印加方法は第１１
（１（Ｄ）に示した方法にて、第１のバイアス棒にはい
ずれの場合も（３０Ｖを印加した。 形成された堆積膜の詐偽を、製造例１〜５と同様の方法
にて行った結果を総合して、第１０表中に示したが、い
ずれの場合においても異常放電は発生セずプラズマは安
定しており、良好な特性のＩＩりが得られた。 一艷貨七ｊｉｊ ７ 本製造例においては、第７図の断面模式図に示す層構成
のシタブトキー接合型ダイオードを第３図に示す装置を
用いて、作製した。 ここで、７０１は基板、７０２は下部電極、７０３はｎ
゛型型環導体層７０４はノンドープの半導体層、７０５
は金属層、７０６，７０７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５ＩＩＳ４３ＯＢＡ
製帯状基板を連続スバソタ装置にセソトし、Ｃｒ（９９
，９８％）電極をターゲ・、１・として用いて、１３０
０人の〇ｒ薄膜を堆積し、下部電極７０２を形成した。 ひき続き、該帯状部材を装置例７で示した第３図の連続
堆積膜形成装置の真空容２ｉｉ３０１中の送り出し用ボ
ビン３０３にセノトし、Ｃｒｌ膜の堆積された面を下側
に向けた状態で隔離容器３００を介して、真空容器３０
２中の巻き取り用ボビン３０４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及びマイクロ波
アプリケーター等の条件は第８表に示したのと同様とし
た。 その後、不図示の排気ポンプにて、各真空容器の排気管
３０９，３１０，３１１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、帯状部材の表面温度は２５０℃となるよう、温
度制ｔｉｌｌ構１０６ａ、＋０６ｂにより制御した。 十分に脱ガスが行われた時点で、ガス導入管を兼ねるバ
イアス印加管１１．３より、ＳｆＨイ２８０ｓｃｃｍ、
Ｓ ｉ Ｆａ ４ｓｃｃｍ、 ＰＨ３／Ｈｚ（１％Ｈ２
希釈）５０ｓｅｃｍ、 Ｈｔ３５ｓｃｃｍを導入し、ス
ロソトルハルブ７０９の開度を調整して、隔離容器３０
０の内Ｊ）−を７．５ｍＴｏｒｒ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０．
７ｋＷ×２のマイクロ波を一対のマイクロ波アプリケー
ター１．０７．＋０８より放射させた。プラズマが生起
したと同時に＋８０Ｖの直流バイアス電圧を印加させた
ところ、６．９へのバイアス電流が流れた。プラズマが
安定したところで搬送を開始し、５０幡／ｍｉｎ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、０４半導体層７０３と
してのｎ″ａ−５ｉ：Ｈ：Ｆ膜が下部電極７０２上に形
成された。 なお、この間ガスゲート３２１．３２２にはゲートガス
としてＨｌを５０ｓｃｃｓ＋流し、排気孔３１８より不
図示の排気ポンプで排気し、ガスゲート内圧は１．５ｍ
Ｔｏｒｒ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
状部材の搬送を止めてから隔離容器３００の内圧を５×
１０−″Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、再びガス導
入管を兼ねるバイアス印加前１１３より、ＳｉＨ，３５
０ｓｃ＋ｓ、５ｉＦ４６．５ｓｃｃｗｌ、 Ｈｌ ６５
ＳＣＣＩＩを導入し、スロノトルバルフ３０９の開度を
調整して、隔離容器３００の内圧を５．、５ ｍ Ｔ
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０．６５ｋＷｘ２のマイクロ波
を一対のマイクロ波アプリケーター１０７．１０８より
放射させた。プラズマが生起したのと同時に＋８０ｖの
直流バイアス電圧を印加させたところ、６．５Ａのバイ
アス電流が流れた。プラズマが安定したところで搬送を
開始し、６７ｃ１１／ｌｌ１ｉｎ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、３４７分間の堆積
操作を行った。これにより、ｎ″ ａ−３ｉ：Ｈ：Ｆ膜
上にノンドープの半導体Ｎ７０４としてのａＳｉ ：Ｈ
：Ｆ膜が積層形成された。 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、基板の搬送を止め、十分に隔離容器３０
０内の残留ガスの排気を行い、基板を冷却後取り出した
。 該基板の１０箇所をランダムにφ５ｍｍのパーマロイ製
マスクを密着させ、金属層７０５としてのＡｕ薄膜を電
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７０６
７０７をボンディングし、ＨＰ４１４０Ｂ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＝ｌ。■±０．０４、±１
ｖでの整流比約６桁と良好なダイオード特性を示した。 製産撚土１ 本製造例においては、第８図（Ａ）の断面模式図に示す
層構成のｐｉｎ型光起電力素子を装置例８で示した第４
図の連続堆積膜形成装置を用いて作製した。 該光起電力素子は、基板８０１上に下部電極８０２、ｎ
型半導体層８０３．ｉ型半導体層８０４、ｐ型半導体層
８０５、透明電極８０６及び集電電極８０７をこの順に
堆積形成した光起電力素子８００である。なお、本光起
電力素子では透明電極８０６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製帯状基板を
連続スバソタ装置にセントし、Ａｇ（９９，９９％〉電
極をターゲットとして用いて１０００人のＡｇＦｉ！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１．２μｍのＺｎＯ薄膜をスバソタ
薫着し、下部電極８０２を形成した。 ひき続き、該下部電極８０２の形成された帯状基板を装
置例８（第４図）で示した連続堆積膜形成装置に、製造
例１５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３００内における基板の湾曲形状等の条件を第
１１表に示す。 また、隔離容器３００−ａ、３００−ｂにおいては、第
１２表に示す堆積膜形成条件でｎ型ａＳｉ ：Ｈ：Ｆ膜
及びｐ１型ｐｃ−５ｉ：Ｈ：Ｆ膜の形成を行った。 まず、各々の成膜室内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６４ｃｍ／ｓｉｎ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
３５ｃｍＸ７０備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／ａｊ）光照射下ニテ特性評価ヲ行ったと
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、Ａ Ｍ １．５ （１００ｍＷ／ａり光の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９．５％以内に納まった。 更に、ショート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。 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。 盟遣奥上工 本製造例では、製造例１８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ａＳｉ ：Ｈ：Ｆ
膜のかわりにａ−３ｉＧｅ：Ｈ：Ｆｌｌｌを用いた例を
示す。 ａ−３ｉＧｅ：Ｈ：Ｆ膜の形成は、搬送速度を５１ ｃ
ｓ＋／ｗｉｎ 、帯状部材の表面温度を２００℃、バイ
アス電圧を正弦波（５００Ｈｚ ）１７０ ＶＰ−Ｐ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、他の半導体層形成及びモジュール化工程は製造例
１８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を行ったと
ころ、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、Ａ Ｍｌ、 ５ （１００ｍＷ／ｃｙｊ）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９．５％以内に納まった。 更に、シヲート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。 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。 Ｍ４脳（ヒ（ 本製造例では、製造例１８で作製したｐｉｎ型光起電〕
）素子において、１型半導体層としてのａＳ ｉ ：
Ｈ： Ｆ膜のかわりにａ−３ｉＣ：Ｈ：Ｆ膜を用いた例
を示す。 ａ−３ｉＣ：Ｈ：Ｆｉｌｌの形成は、搬送速度を３６
ａｍ／ｗｉｎ 、帯状部材の表面温度を２００℃、バイ
アス電圧を三角波（Ｉ ＭＨｚ ） １６０ ＶＰ−
Ｆとした以外は製造例３で行ったのと同様の操作及び方
法で行い、他の半導体層形成及びモジュール化工程は製
造例１８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／Ｃｉ）光照射下ニテ特性３１’−価ヲ行
ったところ、光電変換効率で６．８％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、Ａ Ｍ １．５ （１００ｍＷ／ｃｄ）光の５
００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９．５％以内に納まった。 更に、ショート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。 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。 袈Δ贋１上 本製造例では、第８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４図に示す装置に
おいて隔離容器３００−ａ、３００３００−ｂと同様の
構成の隔離容器３００−ａ３００’、３００−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、帯状部材としては製造例１で用いたのと同様の材
質及び処理を行ったものを用い、下部素子は製造例１９
で、上部素子は製造例Ｉ８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１３表に示した
。モジュール化工程は製造例１８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、ＡＭｌ、 ５
（１００ｍＷ／ａり光照射下ニ７ 特性評価ヲ行ったと
ころ、光電変換効率で１０．４％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、ΔＭ＋、５ （１００ｍＷ／−）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。更に、シシート等に
よる欠陥発生率をバイアス電圧を印加させずに形成した
太陽電池モジエールの場合と比較したところ、２０％以
上向上していた。 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。 艷ｎ涯１主 本製造例では、第８図（Ｃ）に示す層構成の光起電力素
子を作製した０作製にあたっては、第４図に示す装置に
おいて隔離容器３００−ａ、３００゜３００−ｂと同様
の構成の隔離容器を３００−ａ′３００’、３００−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、帯状部材としては製造例１で用いたのと同様の材
質及び処理を行ったものを用い、下部素子は製造例１８
で、上部素子は製造例２０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１４表に示した
。モジュール化工程は製造例１８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１０００％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 １．５ （１００ｍＷ／ａｊ）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。更に、ショート
等による欠陥発生率をバイアス電圧を印加させずに形成
した太陽電池モジュールの場合と比較したところ、２０
％以上向上していた。 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。 盟遣槻主ユ 本製造例では、第８図（Ｄ）に示す層構成の光起電力素
子を作製した０作製にあたっては、第４図に示す装置に
おいて隔離容器３００−ａ、３００３００−ｂと同様の
構成の隔離容器３００−ａ３００’ ３００−ｂ’
、３００−ａ’、３００’３００−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、帯状部材としては製造例１で用いたのと同様の材
質及び処理を行ったものを用い、下部素子は製造例１９
で、中間素子は製造例１８、上部素子は製造例２０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１５表に示した。モジュール化工程は製造例１
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／ａｄ）光照射下Ｌ７特性評価ヲ行ったと
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 １．５ （１００ｍＷ／ａり光の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８．５％以内に納まった。 更に、ショート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。 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。 第 ５ 表 第 表 第 １１ 表 注） バイアス印加手段は第１１図 （Ｂ） に不 す方式。 第 ２ 表 ＊）ＩＩＩＪＪ！微調整用の基板カバーを湾曲形状内に
挿入〔発明の効果の概要〕 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、且つマイクロ波の進行
方向に対して平行な方向にマイクロ波エネルギーを放射
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し込めることに
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。 また、本発明の方法によれば、プラズマ電位を適宜制御
することによって、所望の特性を有し、欠陥の少ない高
品質の機能性堆積膜を連続して効率良く高い歩留りで形
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、プラズマ電位を制御すること
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
、清曲の形状、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
性よく、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。従って、特に大面積太陽電池の量産機
と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、低圧下での堆積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、活性種のポリマリダーショ
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
池は光電変換効率が高く、且つ、長期に亘って特性劣化
の少ないものとなる。
８０６の表面抵抗値を低減させる目的で透明電極８０６
上に設けられる。電極材料としてはＡｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、
ＡＩ、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１５９Ａ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。 ±盟土星生豊 本発明によって作製される光起電力素子において好適に
用いられるｉ型半導体層を構成する半導体材料としては
、ａ−３ｉ ：Ｈ，ａ−３ｉ ：Ｆ。 ａ−３ｉ：Ｈ：Ｆ、ａ−３ｉＣ：Ｈ，ａ−３ｉＣ：Ｆ、
ａ−３ＩＣ：Ｈ：Ｆ、ａ−３ｉＧｅ：Ｈ。 ａ−３ｉＧｅ：Ｆ、ａ−５ｉＧｅ：Ｈ：Ｆｐｏｌｙ−３
ｔ：Ｈ，ｐｏｌｙ−５ｔ：Ｆ。 ｐｏｌｙ−３ｉ：Ｈ：Ｆ等いわゆる■族及び■族合金系
半導体材料の他、ＩＩ−Ｖｌ族及びｍ−ｖ族のいわゆる
化合物半導体材料等が挙げられる。 びｎ 導 本発明によって作製される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
。 〔製造例〕 以ド、本発明のマイクロ波プラズマＣＶ Ｄ Ｒ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。 製先例」− 装置例７で示した連続式マイクロ波プラズマＣＶＤ装置
（第３図）を用い、アモルファスシリコン膜の連続堆積
を行った。 まず、基板送り出し機構を有する真空容器３０１に、十
分に脱脂、洗浄を行ったＳ［ｌ５４３０ＢＡ製帯状基板
（幅４５ｃｍｘ長さ２００ｍＸ厚さ０．２５ｍｍ）の巻
きつけられたボビン３０３をセノトし、該基板１０１を
ガスゲート３２１及び隔離容器３００中の搬送機構を介
して、更にガスゲート３２２を介し、基板巻き取り機構
を有する真空容器３０２まで通し、たるみのない程度に
張力調整を行った。 そこで、各真空容器３０１，３０２及び隔離容器３００
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−ｊＴａｒ
ｔ付近まで真空引きした後、更に温度制御機構１０６ａ
、１０６ｂを用いて、帯状部材１０１の表面温度を２５
０℃に保持しつつ、不図示の油拡散ポンプ（バリアン製
Ｈ３−３２）にて５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ以下まで真
空引きした。 なお、マイクロ波アプリケーターの形状、及び湾曲形状
等の条件を第８表に示した。 十分に脱ガスが行われた時点で、ニソケル製のガス導入
管を兼ねるバイアス印加管１１３より、５ｆＨａ ４０
０ｓｅｃｓ％５ｉＦ４４．５ｓｃｃｍ、Ｈ！ ８０ｓｃ
ｅｓ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隔離容器３００内の圧力
を４．５ ｍ Ｔｏｒｒに保持した。圧力が安定したと
ころで、不図示の２．４５０Ｈ２仕様のマイクロ波電源
より、実効パワーで０．７０ｋＷ×２のマイクロ波を対
向して一対設けられたアプリケーター１０７，１０８よ
り成膜室内に放射させた。直ちに、導入された原料ガス
はプラズマ化し、プラズマ領域を形成し、該プラズマ領
域は支持・搬送用ローラー１０２，１０３の間隙より隔
離容器側に漏れ出ることはなかった。また、マイクロ波
の漏れも検出されなかった。 そこで、バイアス印加用型ｍｘＩ９より＋８０■の直流
電圧を！！！線１２０を介してガス導入管を兼ねるバイ
アス印加管１１３に印加さゼたところ、６．８Ａのバイ
アス電流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増
した。 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、ｉｉＪ記基板基板１０１送スピード
が４０■／ｍｉｎとなるように制御した。搬送を開始し
てもプラズマは安定しており、バイアス電圧、電流とも
に変化はなかった。 なお、ガスゲート３２１．３２２にはゲートガス導入管
３１６，３１７よりゲートガスとしてＩ（□ガスを５０
ｓｅｃｍ流し、排気孔３１８．３１８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、長尺の基板を用いているため、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、基板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積膜ｌｌＷ厚分布を幅方
向及び長手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ｌＯＯ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、２０００ ｃａｌ−’及び
６３０Ｃ１ｌ−’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。更に、ＲＨＥＥＤ （
ＪＥＭ−１００ＳＸ、、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、金属中水素分析針（ＥＭＧＡ−１１００、
堀場製作所製）を用いて膜中水素量を定置したところ２
１±’ｌ ａｔｏｍｉｃ％であった。 更に、帯状部材上に堆積形成されたアモルファスシリコ
ン膜を約５ＣＩ１１の領域にわたって機械的に剥離させ
てその体積を測定し、ひき続き、ＥＳＲ装置（ＪＥＳ−
ＲＥ２Ｘ、日本電子型）にてスビン密度を測定したとこ
ろ、２．５ Ｘ Ｉ Ｏ”５ｐｉｎｓ ／ｃ１であり、
欠陥の少ない膜であることが判った。 また、前記帯状部材の他の部分よりｌ ＧｍＸ Ｉ Ｃ
ｓの試料片を任意に５ケ所切り出し、反応性スパッタリ
ング装置（自社内製品）にセントしてアモルファスシリ
コン膜の堆積された面上に１５００λのｒ Ｔｏ （Ｉ
ｎｔＯｌ ＋ Ｓ ｎ Ｏｘ ）膜を堆積した。 そして、この試料片をＣＰＭ （Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐ
ｈｏｔ。 ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社内製装置）
にセットし、ＩＴＯ膜側から光入射を行ってアーバンク
裾（Ｕｒｂａｃｈ Ｔａ口）／１傾きを測定したところ
、４８±１ａｓＶで、欠陥の少ない膜であることが判っ
た。 盟透斑主 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３００の内圧を
５ Ｘ １０−’Ｔａｒｔ以下まで真空引きした後、ガ
ス導入管を兼ねるバイアス印加管１１３より、５ｉＨａ
１２０ｓｅｃｍ、ＧｅＨ４１００ＳＣＣ■、Ｓ ｉ
Ｆ４ ４ＳＣＣＩＩ％ Ｈｚ ６０ｓｃｃ閣を導入し、
内圧を９ｍＴｏｒｒに保持し、マイクロ波電力を０．４
５ｋＷｘ２とし、搬送速度を２５ｃｓ／ｓｉｎ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。 なお、バイアス印加用電源１１９より＋４０Ｖの直流電
圧をｉ線１２０を介してガス導入管を兼ねるバイアス印
加管１１３に印加させたところ、６．２人のバイアス電
流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干端した。 本製造例及び他の製造側終了後、基板を冷却して取り出
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ところ、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均５２λ／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、２０００ｃｍ−’、１８８
０ｃｍ−’及び６３０ｃｍ−’に吸収が認められａ−３
ｉＧｅ：Ｈ：Ｆ膜に特有の吸収パターンであった。更に
、ＲＨＥＥＤ （ＪＥＭ−１００ＳＸ、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
−１ＩＱＯ，堀場製作所製）を用いて膜中水素量を定量
したところ１４±２ａｔｏｓｉｃ％であった。 更に、帯状部材上に堆積形成されたアモルファスシリコ
ンゲルマニウム膜を約５−の領域にわたって機械的に剥
離させてその体積を測定し、ひき続き、ＥＳＲ装置（Ｊ
ＥＳ−ＲＥ２Ｘ、日本電子型）にてスピン密度を測定し
たところ４．５Ｘ１０”ｓｐ＋ｎｓ ７ｃｍ”であり、
欠陥の少ない膜であることが判った。 また、前記帯状部材の他の部分より１ｃｍＸ１ｃｎの試
料片を任意に５ケ所切り出し、反応性スパッタリング装
置（自社内製品）にセットしてアモルファスシリコンゲ
ルマニウム膜の堆積された面上に１５００人のＩＴＯ（
ｒｎｘ０３ ＋５ｎＯｚ）膜を堆積した。そして、この
試料片をＣＰ Ｍ （ＣｏｎｓｔａｎｔＰ ｈｏｔｏｃ
ｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社内製装置）に
セントし、ＩＴＯ膜側から光入射を行ってアーバンク裾
（Ｕｒｂａｃｈ Ｔａ１ｌ）の傾きを測定したところ５
４±１ｍｅＶで、欠陥の少ない膜であることが判った。 盟遣班ユ 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３００の内圧を
５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、ガ
ス導入管を兼ねるバイアス印加管１１３より、ＳｉＨ，
１６０ｓｅｃ難、ＣＨ４２３ｓｃｃｍ。 Ｓ ｉ Ｆ ａ ５５ｅｃｎ、Ｈｚ ２５０ｓｃｃｍを
導入し、内圧を’１３ｍＴｏｒｒに保持し、マイクロ波
電力を１．０ｋＷＸ２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カーバイド膜の連続堆積を行
った。 なお、バイアス印加用ｉ源１１９より＋５０Ｖの直流電
圧を導線１２０を介してガス導入管を兼ねるバイアス印
加管１１３に印加させたところ、６．６Ａのバイアス電
流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干端した。 本製造例及び他の製造側終了後、基板を冷却して取り出
し、本製造例において形成された堆積膜の膜厚分布を幅
方向及び長子方向乙こついてａｌｌ定したところ、５％
以内に納まっており、堆積速度は平物４１λ／ｓｅｃで
あった。 また、その一部を切り出し、ＦＴ−［Ｒ（パーキン・エ
ルマー社製１７２０ Ｘ）を用い、反射法により赤外吸
収スベク１ルを測定したところ、２０８０Ｃ１１−’、
１２５０ｃｍ−’、９６０Ｃｆｆｌ−’、７７７ｃｍ
−’及び６６０Ｃ１１−’に吸収が認められａ−３ｔＣ
： Ｈ： Ｆ膜に特有の吸収パターンであった。更に、
Ｒ）！ＥＥｒ）（ＪＥＭ−１００５Ｘ、Ｂ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（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Ｉ５±’１ａＬｏ制ｃ％であった。 更に、帯状部材上に堆積形成されたアモルファスシリコ
ンカーバイド膜を約５ＣＩＡの領域にわたって機械的に
剥離させてその体積を測定し、ひき続き、ＥＳＲ装置（
ＪＥＳ−ＲＥ２Ｘ、日本電子型）にてスピン密度を測定
したところ８．０Ｘ１０”５ｐｉｎｓ ／ｅ−であり、
欠陥の少ない膜であることが判った。 また、前記帯状部材の他の部分よりｌ （３Ｘ Ｉ Ｃ
ｙｎの試料片を任意に５ケ所切り出し、反応性スパンタ
リング装置（自社内製品）に七ノ）・シてアモルファス
シリコンカーバイド膜の堆積された面］二に１５００人
のＩＴＯ（Ｉｎｚ０３ ＋５ｎＯｘ）膜を堆積した。そ
して、この試料片をＣＰ Ｍ （ＣｏｒｉｓｔａｎｔＰ
ｈｏｔｏｅｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社
内製装置）にセソトし、［ＴＯ１ｌｌ側から光入射を行
ってアーバンク裾（Ｕｒｈａｅｈ Ｔａ１ｌ）の傾きを
測定したところ５７±１）ｅＶで、欠陥の少ない膜であ
ることが判った。 袈遺桝土 製造ｇ４１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３００の内圧
を５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、
ガス導入管を兼ねるバイアス印加管１１３より、ＳｉＨ
ｍ２００ｓｃｃｗ、 Ｂ ＦｚＣ３０００ｐｆｌｌｌＨ
ｍ希釈）３８ｓｃｃｌＩＳＳ ｉ Ｆ４２５ｓｅｃｗＳ
Ｈｚ５５０ｓｅｃｍを導入し、内圧を６．５ ｍ Ｔｏ
ｒｒに保持し、マイクロ波電力を１，１ｋＷＸ２とした
以外は同様の堆積膜形成条件でｐ型の微結晶シリコン膜
の連続堆積を行った。 なお、バイアス印加用電源】１９より＋１２０Ｖの直流
電圧を導線１２０を介してガス導入管を兼ねるバイアス
印加管１１３に印加させたところ、７．５Ａのバイアス
電流が流れ、［？見によるとプラズマの輝度が若干用し
た。 本製造例及び他の製造例纒了後、基板を冷却して取り出
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ところ、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均４８λ／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、２１００（２）−１及び
６３０ｃｍ−’に吸収が認められμＣ−８ｉ：Ｈ：Ｆ膜
に特有の吸収パターンであった。更に、ＲＨＥＥＤ （
Ｊ ＥＭ−１００３Ｘ、日本電子型）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、金属中水素分析針（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４±１ ａｔｏｍｉｃ％であった。 更に、帯状部材上に堆積形成された膜について、５ ｔ
ｓ Ｘ ５ ｎ＋の試料片を任意に５ケ所切り出し、そ
の表面状態を超高分解能、低周速ＦＥ−５ＥＭ（日立製
作所Ｓ−９００型）にて観察したところ、膜表面は平滑
であり、異常突起の発生はほとんど認められなかった。 盟遣拠上 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３００の内圧を
５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、ガ
ス導入管を兼ねるバイアス印加管１１３より、５ｉＨａ
２８０ｓｃｃｍ、、 ＰＨ，（１％ｌ’（ｚ希釈）
２４ｓｃｃ＠、３ ｉ Ｆ、 ５５ｃｃｙｂ、Ｈ，４
０ｓｃｅｍを導入し、内圧を７ｍＴｏｒｒに保持し、マ
イクロ波電力を０．７５ｋＷＸ２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。 なお、バイアス印加用電源１１９より＋８０Ｖの直流電
圧を導線１２０を介してガス導入管を兼ねるバイアス印
加前１１３に印加させたところ、７、ＯＡのバイアス電
流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増した。 本製造例及び他の製造側終了後、基板を冷却して取り出
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ところ、５％以内に
納まっており、堆積速度は平均６５Ａ／ｓｅｃであった
。 また、その一部を切り出し、ＦＴ−ＪＲ（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、２０００ｃｍ−’及び６３
０ｃｍ−’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。更に、ＲＨＥＥＤ （ＪＥ
Ｍ−１００３Ｘ、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（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２１±’ｌ
ａｔｏｍｉｃ％であツタ。 更に、帯状部材上に堆積形成された膜について、５ｍｍ
Ｘ５ｍの試料片を任意に５ケ所切り出し、その表面状態
を超高分解能、低周速ＦＥ−５ＥＭ（日立製作所Ｓ−９
００型）にて観察したところ、膜表面は平滑であり、異
常突起の発生はほとんど認められなかった。 盟盗斑ｉ 製造例１において、５ＵＳ４３０ＢＡ製帯状基板のかわ
りに、堆積膜の形成される側の面に７１．ｆ膜を２μｍ
蒸着した（うち、その一部には中７０μｍ、長さｌ（ｌ
ｓｍのくし型ギャップを幅及び長手方向に２０国ごとに
形成した。）ＰＥＴ （ポリエチレンテレフタレート）
装帯状基板（幅４５ｃｗＸ長さｔ ｏ ｏｍｘ厚さｏ、
９ｍ＞を用い、基板表面温度を２１０℃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。 なお、バイアス印加用電源１１９より＋８０Ｖの直流電
圧を導線１２０を介してガス導入管を兼ねるバイアス印
加前１１３に印加させたところ、６．７へのバイアス電
流が流れ、目視によるとプラズマの輝度が若干増した。 基板を冷却後取り出し、まず、膜厚分布を幅方向及び長
手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９５Ａ／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１
７２０Ｘ）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６
３０ｃｍ−’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、２０００ｃｍ−’
付近の５ｉ−Ｈ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、ＲＨＥＥＤ （ＪＥＭ−１００３Ｘ、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、あらかじめ形成しであるギャップ電極のうち２０
箇所をランダムに切り出し、それぞれについてＡＭ−１
光（１００ｍＷ／ｃｄ）照射下での光電流値、及び暗中
での暗電流値をＨＰ４１４０Ｂを用いて測定し、明導電
率σｐ（Ｓ／ｃ１１）、及び暗導電率σｄ（Ｓ／ｃｍ）
を求めたところ、それぞれ（３，５±０．５） Ｘ １
０−’Ｓ／値及び（１，０±０．５）Ｘ Ｉ Ｑ−■Ｓ
／ｃｍの範囲内に納まっていた。 また、この試料片をＣＰＭ （Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈ
ｏｔ。 ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）装置（自社内製装置）
にセントし、ＩＴＯ膜側から光入射を行ってアーバンク
裾（Ｕｒｂａｃｈ Ｔａ１ｌ）の傾きを測定したところ
５０±１ｍｅＶで、欠陥の少ない膜であることが判った
。 製造班に土工 製造例１〜５の製造条件において、バイアス印加電圧を
第９表に示す条件に変えた以外は同様の操作及びプラズ
マ生起条件等にて、各堆積膜の形成を行った。 形成された堆積膜の評価を、製造例１〜５と同様の方法
にて行った結果を総合して、第９表中に示したが、いず
れの場合においても異常放電は発生せずプラズマは安定
しており、良好な特性の膜が得られた。 製造例１２〜１６ 製造例１〜５の製造条件において、第２のバイアス捧に
印加するバイアス印加電圧を第１０表に示す条件に変え
た以外は同様の操作及びプラズマ生起条件等にて、各堆
積膜の形成を行った。なお、バイアス印加方法は第１１
（１（Ｄ）に示した方法にて、第１のバイアス棒にはい
ずれの場合も（３０Ｖを印加した。 形成された堆積膜の詐偽を、製造例１〜５と同様の方法
にて行った結果を総合して、第１０表中に示したが、い
ずれの場合においても異常放電は発生セずプラズマは安
定しており、良好な特性のＩＩりが得られた。 一艷貨七ｊｉｊ ７ 本製造例においては、第７図の断面模式図に示す層構成
のシタブトキー接合型ダイオードを第３図に示す装置を
用いて、作製した。 ここで、７０１は基板、７０２は下部電極、７０３はｎ
゛型型環導体層７０４はノンドープの半導体層、７０５
は金属層、７０６，７０７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５ＩＩＳ４３ＯＢＡ
製帯状基板を連続スバソタ装置にセソトし、Ｃｒ（９９
，９８％）電極をターゲ・、１・として用いて、１３０
０人の〇ｒ薄膜を堆積し、下部電極７０２を形成した。 ひき続き、該帯状部材を装置例７で示した第３図の連続
堆積膜形成装置の真空容２ｉｉ３０１中の送り出し用ボ
ビン３０３にセノトし、Ｃｒｌ膜の堆積された面を下側
に向けた状態で隔離容器３００を介して、真空容器３０
２中の巻き取り用ボビン３０４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及びマイクロ波
アプリケーター等の条件は第８表に示したのと同様とし
た。 その後、不図示の排気ポンプにて、各真空容器の排気管
３０９，３１０，３１１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、帯状部材の表面温度は２５０℃となるよう、温
度制ｔｉｌｌ構１０６ａ、＋０６ｂにより制御した。 十分に脱ガスが行われた時点で、ガス導入管を兼ねるバ
イアス印加管１１．３より、ＳｆＨイ２８０ｓｃｃｍ、
Ｓ ｉ Ｆａ ４ｓｃｃｍ、 ＰＨ３／Ｈｚ（１％Ｈ２
希釈）５０ｓｅｃｍ、 Ｈｔ３５ｓｃｃｍを導入し、ス
ロソトルハルブ７０９の開度を調整して、隔離容器３０
０の内Ｊ）−を７．５ｍＴｏｒｒ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０．
７ｋＷ×２のマイクロ波を一対のマイクロ波アプリケー
ター１．０７．＋０８より放射させた。プラズマが生起
したと同時に＋８０Ｖの直流バイアス電圧を印加させた
ところ、６．９へのバイアス電流が流れた。プラズマが
安定したところで搬送を開始し、５０幡／ｍｉｎ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、０４半導体層７０３と
してのｎ″ａ−５ｉ：Ｈ：Ｆ膜が下部電極７０２上に形
成された。 なお、この間ガスゲート３２１．３２２にはゲートガス
としてＨｌを５０ｓｃｃｓ＋流し、排気孔３１８より不
図示の排気ポンプで排気し、ガスゲート内圧は１．５ｍ
Ｔｏｒｒ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
状部材の搬送を止めてから隔離容器３００の内圧を５×
１０−″Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした後、再びガス導
入管を兼ねるバイアス印加前１１３より、ＳｉＨ，３５
０ｓｃ＋ｓ、５ｉＦ４６．５ｓｃｃｗｌ、 Ｈｌ ６５
ＳＣＣＩＩを導入し、スロノトルバルフ３０９の開度を
調整して、隔離容器３００の内圧を５．、５ ｍ Ｔ
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０．６５ｋＷｘ２のマイクロ波
を一対のマイクロ波アプリケーター１０７．１０８より
放射させた。プラズマが生起したのと同時に＋８０ｖの
直流バイアス電圧を印加させたところ、６．５Ａのバイ
アス電流が流れた。プラズマが安定したところで搬送を
開始し、６７ｃ１１／ｌｌ１ｉｎ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、３４７分間の堆積
操作を行った。これにより、ｎ″ ａ−３ｉ：Ｈ：Ｆ膜
上にノンドープの半導体Ｎ７０４としてのａＳｉ ：Ｈ
：Ｆ膜が積層形成された。 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、基板の搬送を止め、十分に隔離容器３０
０内の残留ガスの排気を行い、基板を冷却後取り出した
。 該基板の１０箇所をランダムにφ５ｍｍのパーマロイ製
マスクを密着させ、金属層７０５としてのＡｕ薄膜を電
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７０６
７０７をボンディングし、ＨＰ４１４０Ｂ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＝ｌ。■±０．０４、±１
ｖでの整流比約６桁と良好なダイオード特性を示した。 製産撚土１ 本製造例においては、第８図（Ａ）の断面模式図に示す
層構成のｐｉｎ型光起電力素子を装置例８で示した第４
図の連続堆積膜形成装置を用いて作製した。 該光起電力素子は、基板８０１上に下部電極８０２、ｎ
型半導体層８０３．ｉ型半導体層８０４、ｐ型半導体層
８０５、透明電極８０６及び集電電極８０７をこの順に
堆積形成した光起電力素子８００である。なお、本光起
電力素子では透明電極８０６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製帯状基板を
連続スバソタ装置にセントし、Ａｇ（９９，９９％〉電
極をターゲットとして用いて１０００人のＡｇＦｉ！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１．２μｍのＺｎＯ薄膜をスバソタ
薫着し、下部電極８０２を形成した。 ひき続き、該下部電極８０２の形成された帯状基板を装
置例８（第４図）で示した連続堆積膜形成装置に、製造
例１５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３００内における基板の湾曲形状等の条件を第
１１表に示す。 また、隔離容器３００−ａ、３００−ｂにおいては、第
１２表に示す堆積膜形成条件でｎ型ａＳｉ ：Ｈ：Ｆ膜
及びｐ１型ｐｃ−５ｉ：Ｈ：Ｆ膜の形成を行った。 まず、各々の成膜室内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６４ｃｍ／ｓｉｎ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
３５ｃｍＸ７０備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／ａｊ）光照射下ニテ特性評価ヲ行ったと
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、Ａ Ｍ １．５ （１００ｍＷ／ａり光の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９．５％以内に納まった。 更に、ショート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。 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。 盟遣奥上工 本製造例では、製造例１８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ａＳｉ ：Ｈ：Ｆ
膜のかわりにａ−３ｉＧｅ：Ｈ：Ｆｌｌｌを用いた例を
示す。 ａ−３ｉＧｅ：Ｈ：Ｆ膜の形成は、搬送速度を５１ ｃ
ｓ＋／ｗｉｎ 、帯状部材の表面温度を２００℃、バイ
アス電圧を正弦波（５００Ｈｚ ）１７０ ＶＰ−Ｐ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、他の半導体層形成及びモジュール化工程は製造例
１８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を行ったと
ころ、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、Ａ Ｍｌ、 ５ （１００ｍＷ／ｃｙｊ）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９．５％以内に納まった。 更に、シヲート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。 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。 Ｍ４脳（ヒ（ 本製造例では、製造例１８で作製したｐｉｎ型光起電〕
）素子において、１型半導体層としてのａＳ ｉ ：
Ｈ： Ｆ膜のかわりにａ−３ｉＣ：Ｈ：Ｆ膜を用いた例
を示す。 ａ−３ｉＣ：Ｈ：Ｆｉｌｌの形成は、搬送速度を３６
ａｍ／ｗｉｎ 、帯状部材の表面温度を２００℃、バイ
アス電圧を三角波（Ｉ ＭＨｚ ） １６０ ＶＰ−
Ｆとした以外は製造例３で行ったのと同様の操作及び方
法で行い、他の半導体層形成及びモジュール化工程は製
造例１８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／Ｃｉ）光照射下ニテ特性３１’−価ヲ行
ったところ、光電変換効率で６．８％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、Ａ Ｍ １．５ （１００ｍＷ／ｃｄ）光の５
００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９．５％以内に納まった。 更に、ショート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。 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。 袈Δ贋１上 本製造例では、第８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４図に示す装置に
おいて隔離容器３００−ａ、３００３００−ｂと同様の
構成の隔離容器３００−ａ３００’、３００−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、帯状部材としては製造例１で用いたのと同様の材
質及び処理を行ったものを用い、下部素子は製造例１９
で、上部素子は製造例Ｉ８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１３表に示した
。モジュール化工程は製造例１８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、ＡＭｌ、 ５
（１００ｍＷ／ａり光照射下ニ７ 特性評価ヲ行ったと
ころ、光電変換効率で１０．４％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、ΔＭ＋、５ （１００ｍＷ／−）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。更に、シシート等に
よる欠陥発生率をバイアス電圧を印加させずに形成した
太陽電池モジエールの場合と比較したところ、２０％以
上向上していた。 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。 艷ｎ涯１主 本製造例では、第８図（Ｃ）に示す層構成の光起電力素
子を作製した０作製にあたっては、第４図に示す装置に
おいて隔離容器３００−ａ、３００゜３００−ｂと同様
の構成の隔離容器を３００−ａ′３００’、３００−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、帯状部材としては製造例１で用いたのと同様の材
質及び処理を行ったものを用い、下部素子は製造例１８
で、上部素子は製造例２０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１４表に示した
。モジュール化工程は製造例１８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１０００％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 １．５ （１００ｍＷ／ａｊ）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。更に、ショート
等による欠陥発生率をバイアス電圧を印加させずに形成
した太陽電池モジュールの場合と比較したところ、２０
％以上向上していた。 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。 盟遣槻主ユ 本製造例では、第８図（Ｄ）に示す層構成の光起電力素
子を作製した０作製にあたっては、第４図に示す装置に
おいて隔離容器３００−ａ、３００３００−ｂと同様の
構成の隔離容器３００−ａ３００’ ３００−ｂ’
、３００−ａ’、３００’３００−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、帯状部材としては製造例１で用いたのと同様の材
質及び処理を行ったものを用い、下部素子は製造例１９
で、中間素子は製造例１８、上部素子は製造例２０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１５表に示した。モジュール化工程は製造例１
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／ａｄ）光照射下Ｌ７特性評価ヲ行ったと
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 １．５ （１００ｍＷ／ａり光の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８．５％以内に納まった。 更に、ショート等による欠陥発生率をバイアス電圧を印
加させずに形成した太陽電池モジュールの場合と比較し
たところ、２０％以上向上していた。 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。 第 ５ 表 第 表 第 １１ 表 注） バイアス印加手段は第１１図 （Ｂ） に不 す方式。 第 ２ 表 ＊）ＩＩＩＪＪ！微調整用の基板カバーを湾曲形状内に
挿入〔発明の効果の概要〕 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、且つマイクロ波の進行
方向に対して平行な方向にマイクロ波エネルギーを放射
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し込めることに
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。 また、本発明の方法によれば、プラズマ電位を適宜制御
することによって、所望の特性を有し、欠陥の少ない高
品質の機能性堆積膜を連続して効率良く高い歩留りで形
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、プラズマ電位を制御すること
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
、清曲の形状、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
性よく、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。従って、特に大面積太陽電池の量産機
と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、低圧下での堆積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、活性種のポリマリダーショ
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
池は光電変換効率が高く、且つ、長期に亘って特性劣化
の少ないものとなる。
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図は、本発明のマイクロ波アプ
リケーター手段の概略図である。 第３図乃至第５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６図は本発明における方形導波管の取り付は角度を説
明するための断面模式図である。第７図は、本発明にお
いて作製されたショットキー接合型ダイオードの断面模
式図である。第８図（Ａ）乃至（Ｄ）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９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１０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１１図は、バイアス印加
手段の典型的配置を示す図である。 第１２図は、本発明の実験例において得られたバイアス
電圧印加時の電流−電圧特性図である。第１３図は、本
発明の実験例において得られたバイアス電圧印加時のプ
ラズマ電位の変化率を示した図である。 第１乃至ｌ１図の夫々について、 １０１．１１０１・・・帯状部材、 １０２．１０３．１１０２・・・搬送用ローラー１０４
．１０５・・・搬送用リング、 １０６ａ−ｅ・・・温度制御機構、 １０７．１０８・・・マイクロ波アプリケーター１０９
．１１０・・・マイクロ波透過性部材、１１１．１１２
・・・方形導波管、 １１３．１１０３・・・ガス導入管を兼ねるバイアス印
加管、１１４・・・排気管、 １１５ａ、ｂ・・・隔ｊｉＩ通路、１１６−・・成膜室
、１１７．１１０９・・・絶縁性継手、 １１８．１１１０・・・ガス供給管、 １１９．１１０７．１１０８・・・バイアス印加用電源
、１２０・・・導線、２００・・・マイクロ波アプリケ
ーター２０１．２０２・・・マイクロ波ｉＨ５性部材、
２０３ａ、ｂ・・・マイクロ波整合用円板、２０４・・
・内筒、２０５・・・外筒、２０６・・・固定用リング
、 ２０７・・・チョークフランジ、２０８・・・方形導波
管、２０９・・・冷却媒体、２１０・・・０リング、２
１１・・・溝、２１２・・・メタルシール、２１３．２
１４・・・冷却空気導入・排出孔、３０１．３０２，５
０１，５０２・・・真空容器、３０３・・・送り出し用
ボビン、 ３０４・・・巻き取り用ボビン、 ３０５．３０６・・・搬送用ローラー ３０７．３０８．３０９・・・スロットルバルブ、３１
０．３１１，３１８，３１９．３２０・・・排気孔、３
１２．３１３・・・温度調整機構、 ３１４．３１５・・・圧力計、 ３１６ ３１７．４０５，４０６，４０７，４０８・・
・ゲートガス導入管、 ３２１．３２２，４０１，４０２，４０３，４０４・・
・ガスゲート、 ４０９．４１０，４１１，４１２・・・ゲートガス排気
管、４１３・・・ガス導入管、 ５０３．５０４・・・カソード電極、 ５０５．５０６・・・ガス導入管、 ５０７．５０８・・・ハロゲンランプ、５０９．５１０
・・・アノード電極、 ５１１．５１２・・・排気管、７０１，８０１・・・支
持体、７０２．８０２・・・下部電極、 ７０３．８０３，８０８，８１４，８１７−ｎ型半導体
層、７０４，８０４，８０９，８１５．８１８・・・ｉ
型半導体層、７０５・・・金属層、７０６．７０７・・
・電流取り出し用端子、８００．８００’ 、８１１，
８１２，８２０．８２１８２３・・・ｐｊｎ接合型光起
電力素子、８０５．８１０，８１６，８１９・・・ｐ型
半導体層、８０６・・・上部電極、８０７・・・集電電
極、８１３・・・タンデム型光起電力素子、８２４・・
・トリプル型光起電力素子、９０１ａ・・・帯状部材処
理室（Ａ）、９０１ｂ・・・帯状部材処理室（Ｂ）、９
０２．９０３，９０４，９０５，９０６・・・帯状部材
、９０７ａ、９０１ｂ・ｒｙ−ラー ９０８ａ、９０８ｂ−・−切断刃、 ９０９ａ、９０９ｂ−を容接治具、 ９１０．９１１，９１２，９１３・・・接続手段、１１
０４．１１０６・・・バイアス捧、１１０５・・・ガス
導入管。
式的概略図である。第２図は、本発明のマイクロ波アプ
リケーター手段の概略図である。 第３図乃至第５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６図は本発明における方形導波管の取り付は角度を説
明するための断面模式図である。第７図は、本発明にお
いて作製されたショットキー接合型ダイオードの断面模
式図である。第８図（Ａ）乃至（Ｄ）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９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１０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１１図は、バイアス印加
手段の典型的配置を示す図である。 第１２図は、本発明の実験例において得られたバイアス
電圧印加時の電流−電圧特性図である。第１３図は、本
発明の実験例において得られたバイアス電圧印加時のプ
ラズマ電位の変化率を示した図である。 第１乃至ｌ１図の夫々について、 １０１．１１０１・・・帯状部材、 １０２．１０３．１１０２・・・搬送用ローラー１０４
．１０５・・・搬送用リング、 １０６ａ−ｅ・・・温度制御機構、 １０７．１０８・・・マイクロ波アプリケーター１０９
．１１０・・・マイクロ波透過性部材、１１１．１１２
・・・方形導波管、 １１３．１１０３・・・ガス導入管を兼ねるバイアス印
加管、１１４・・・排気管、 １１５ａ、ｂ・・・隔ｊｉＩ通路、１１６−・・成膜室
、１１７．１１０９・・・絶縁性継手、 １１８．１１１０・・・ガス供給管、 １１９．１１０７．１１０８・・・バイアス印加用電源
、１２０・・・導線、２００・・・マイクロ波アプリケ
ーター２０１．２０２・・・マイクロ波ｉＨ５性部材、
２０３ａ、ｂ・・・マイクロ波整合用円板、２０４・・
・内筒、２０５・・・外筒、２０６・・・固定用リング
、 ２０７・・・チョークフランジ、２０８・・・方形導波
管、２０９・・・冷却媒体、２１０・・・０リング、２
１１・・・溝、２１２・・・メタルシール、２１３．２
１４・・・冷却空気導入・排出孔、３０１．３０２，５
０１，５０２・・・真空容器、３０３・・・送り出し用
ボビン、 ３０４・・・巻き取り用ボビン、 ３０５．３０６・・・搬送用ローラー ３０７．３０８．３０９・・・スロットルバルブ、３１
０．３１１，３１８，３１９．３２０・・・排気孔、３
１２．３１３・・・温度調整機構、 ３１４．３１５・・・圧力計、 ３１６ ３１７．４０５，４０６，４０７，４０８・・
・ゲートガス導入管、 ３２１．３２２，４０１，４０２，４０３，４０４・・
・ガスゲート、 ４０９．４１０，４１１，４１２・・・ゲートガス排気
管、４１３・・・ガス導入管、 ５０３．５０４・・・カソード電極、 ５０５．５０６・・・ガス導入管、 ５０７．５０８・・・ハロゲンランプ、５０９．５１０
・・・アノード電極、 ５１１．５１２・・・排気管、７０１，８０１・・・支
持体、７０２．８０２・・・下部電極、 ７０３．８０３，８０８，８１４，８１７−ｎ型半導体
層、７０４，８０４，８０９，８１５．８１８・・・ｉ
型半導体層、７０５・・・金属層、７０６．７０７・・
・電流取り出し用端子、８００．８００’ 、８１１，
８１２，８２０．８２１８２３・・・ｐｊｎ接合型光起
電力素子、８０５．８１０，８１６，８１９・・・ｐ型
半導体層、８０６・・・上部電極、８０７・・・集電電
極、８１３・・・タンデム型光起電力素子、８２４・・
・トリプル型光起電力素子、９０１ａ・・・帯状部材処
理室（Ａ）、９０１ｂ・・・帯状部材処理室（Ｂ）、９
０２．９０３，９０４，９０５，９０６・・・帯状部材
、９０７ａ、９０１ｂ・ｒｙ−ラー ９０８ａ、９０８ｂ−・−切断刃、 ９０９ａ、９０９ｂ−を容接治具、 ９１０．９１１，９１２，９１３・・・接続手段、１１
０４．１１０６・・・バイアス捧、１１０５・・・ガス
導入管。
Claims (40)
- （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
に対して平行な方向に放射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
射させてマイクロ波プラズマを前記成膜空間内で生起せ
しめ、前記マイクロ波プラズマのプラズマ電位を制御し
ながら、 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）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）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、片側又は両側に配設される、少な
くとも１つ以上の前記マイクロ波アプリケーター手段を
介して、前記マイクロ波エネルギーを前記成膜空間内に
放射させる請求項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。 - （４）前記マイクロ波アプリケーター手段を前記端面に
垂直方向に配設し、前記マイクロ波エネルギーを前記側
壁と平行な方向に放射させる請求項３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）前記プラズマ電位は、前記帯状部材から分離され
たバイアス印加手段を介して制御するようにする請求項
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。 - （６）前記バイアス印加手段を少なくともその一部分が
前記マイクロ波プラズマに接するように配設し、前記バ
イアス印加手段にバイアス電圧を印加させる請求項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）前記バイアス印加手段の前記マイクロ波プラズマ
に接する少なくとも一部分には導電処理を施すようにす
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）前記バイアス電圧は直流、脈流及び／又は交流で
ある請求項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。 - （９）前記バイアス印加手段は前記ガス供給手段を兼ね
るようにする請求項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。 - （１０）前記バイアス印加手段は前記ガス供給手段から
分離して配設するようにする請求項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。 - （１１）前記バイアス印加手段は、単数又は複数のバイ
アス棒で構成させるようにする請求項１０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。 - （１２）前記プラズマ電位は前記帯状部材に印加するバ
イアス電圧によって制御するようにする請求項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。 - （１３）前記ガス供給手段は接地電位とし、少なくとも
その一部分が前記マイクロ波プラズマに接するように配
設するようにする請求項１２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。 - （１４）前記ガス供給手段の前記マイクロ波プラズマに
接する少なくとも一部分には導電処理を施すようにする
請求項１２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。 - （１５）前記マイクロ波エネルギーを前記マイクロ波ア
プリケーター手段の先端部分に設けられたマイクロ波透
過性部材を介して放射させるようにする請求項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。 - （１６）前記マイクロ波透過性部材にて、前記マイクロ
波アプリケーター手段と、前記成膜空間との気密を保持
させるようにする請求項１５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。 - （１７）前記マイクロ波アプリケーター手段を、前記両
端面において互いに対向して配設させる場合には、一方
のマイクロ波アプリケーター手段より放射されるマイク
ロ波エネルギーが他方のマイクロ波アプリケーター手段
にて受信されないように配置する請求項１５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。 - （１８）前記柱状の成膜空間内に放射されたマイクロ波
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。 - （１９）前記成膜空間内に導入された堆積膜形成用原料
ガスを、前記湾曲開始端形成手段と前記湾曲終了端形成
手段との間で前記帯状部材の長手方向に残された間隙よ
り排気するようにする請求項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。 - （２０）前記帯状部材の前記マイクロ波プラズマに曝さ
れる例の面には少なくとも導電処理を施すようにする請
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。 - （２１）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、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平行な方
向に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、 前記マイクロ波プラズマのプラズマ電位を制御するため
のバイアス印加手段と、 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。 - （２２）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２１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。 - （２３）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２２に
記載の機能性堆積膜の連続形成装置。 - （２４）前記バイアス印加手段を前記帯状部材から分離
して配設する請求項２１に記載の機能性堆積膜の連続形
成装置。 - （２５）前記バイアス印加手段を少なくともその１部分
が前記マイクロ波プラズマに接するように配設し、前記
バイアス印加手段にバイアス電圧を印加させる請求項２
４に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。 - （２６）前記バイアス印加手段の前記マイクロ波プラズ
マに接する少なくとも１部分には導電処理が施される請
求項２５に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。 - （２７）前記バイアス電圧は直流、脈流及び／又は交流
である請求項２５に記載の機能性堆積膜の連続形成装置
。 - （２８）前記バイアス印加手段は前記ガス供給手段を兼
ねる請求項２５に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。 - （２９）前記バイアス印加手段は前記ガス供給手段から
分離して配設される請求項２５に記載の機能性堆積膜の
連続形成装置。 - （３０）前記バイアス印加手段は単数又は複数のバイア
ス棒で構成される請求項２９に記載の機能性堆積膜の連
続形成装置。 - （３１）前記バイアス印加手段は前記帯状部材を兼ねて
配設される請求項２１に記載の機能性堆積膜の連続形成
装置。 - （３２）前記ガス供給手段を接地し、少なくともその一
部分が前記マイクロ波プラズマに接するように配設する
請求項３１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。 - （３３）前記ガス供給手段の前記マイクロ波プラズマに
接する少なくとも一部分には導電処理が施される請求項
３２に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。 - （３４）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片側又は両側に、少なくとも１つ以
上の前記マイクロ波アプリケーター手段を配設する請求
項２１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。 - （３５）前記マイクロ波アプリケーター手段を前記端面
に垂直方向に配設する請求項３４に記載の機能性堆積膜
の連続形成装置。 - （３６）前記マイクロ波アプリケーター手段の先端部分
には、前記成膜室と前記マイクロ波アプリケーター手段
との気密分離を行い、かつ、前記マイクロ波アプリケー
ターから放射されるマイクロ波エネルギーを前記成膜室
内へ透過せしめるマイクロ波透過性部材が配設される請
求項２１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。 - （３７）前記帯状部材の前記マイクロ波プラズマに曝さ
れる側の面には少なくとも１電性処理が施される請求項
２１に記載の機能性堆積膜の連続形成装置。 - （３８）前記マイクロ波アプリケーター手段には方形及
び／又は楕円導波管を介してマイクロ波エネルギーが伝
送される請求項３４に記載の機能性堆積膜の連続形成装
置。 - （３９）前記マイクロ波アプリケーター手段を前記成膜
室の両端面において互いに対向して配設させる場合には
、前記マイクロ波アプリケーター手段に接続される前記
方形及び／又は楕円導波管の長辺を含む面同志、長軸を
含む面同志、又は長辺を含む面と長軸を含む面同志が互
いに平行とならないよう配設する請求項３８に記載の機
能性堆積膜の連続形成装置。 - （４０）前記方形及び／又は楕円導波管の長辺を含む面
及び／又は長軸を含む面と、前記一対の支持搬送用ロー
ラーの中心軸を含む面とのなす角度が垂直とならないよ
う配設する請求項３９に記載の機能性堆積膜の連続形成
装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20785189A JP2819031B2 (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 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 |
| DE69030140T DE69030140T2 (de) | 1989-06-28 | 1990-06-27 | Verfahren und Anordnung zur kontinuierlichen Bildung einer durch Mikrowellen-Plasma-CVD niedergeschlagenen grossflächigen Dünnschicht |
| EP90112247A EP0406690B1 (en) | 1989-06-28 | 1990-06-27 | Process for continuously forming a large area functional deposited film by microwave PCVD method and an apparatus suitable for practicing the same |
| CN90103311A CN1030722C (zh) | 1989-06-28 | 1990-06-28 | 连续形成大面积膜的微波等离子体化学汽相淀积方法及设备 |
| US07/943,991 US5510151A (en) | 1989-06-28 | 1992-09-11 | Continuous film-forming process using microwave energy in a moving substrate web functioning as a substrate and plasma generating space |
| US08/450,620 US5714010A (en) | 1989-06-28 | 1995-05-25 | Process for continuously forming a large area functional deposited film by a microwave PCVD method and an apparatus suitable for practicing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20785189A JP2819031B2 (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0372082A true JPH0372082A (ja) | 1991-03-27 |
| JP2819031B2 JP2819031B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=16546577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20785189A Expired - Fee Related JP2819031B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-08-14 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2819031B2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-14 JP JP20785189A patent/JP2819031B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2819031B2 (ja) | 1998-10-30 |
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