JPH0620971A - 堆積膜形成方法、光起電力素子、及び光起電力素子の連続的製造方法 - Google Patents

堆積膜形成方法、光起電力素子、及び光起電力素子の連続的製造方法

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JPH0620971A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電気特性が優れ、光劣化も少ない
非単結晶半導体膜の高速堆積膜形成方法、より高品質な
シリコン系非単結晶半導体光起電力素子及び連続して移
動する帯状部材上に、大面積にわたって、高品質で優れ
た均一性を有す光起電力素子の連続的製造方法を提供す
ることにある。 【構成】 堆積膜堆積用の原料ガスをマイクロ波エネル
ギーで分解し基板上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法
において、内圧５０ｍＴｏｒｒ以下の真空度で、該原料
ガスを１００％分解するに必要なマイクロ波エネルギー
より低いマイクロ波エネルギーを前記原料ガスに作用さ
せ、且つ同時に該マイクロ波エネルギーより高いＲＦエ
ネルギーを前記原料ガスに作用させることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は堆積膜形成方法に係わ
り、原料ガスをマイクロ波エネルギーで分解し基板上に
堆積膜を形成するマイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆
積膜形成方法に関する。本発明の堆積膜形成方法は、特
に光起電力素子、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）、セン
サー、電子写真用光受容部材等に好適に適用される。ま
た本発明は、光起電力素子に係わり、特に非単結晶シリ
コン系材料を用いた光起電力素子に関する。更に本発明
は、太陽電池等の光起電力素子の連続的製造方法に係わ
り、非単結晶シリコン系太陽電池等の光起電力素子を大
量生産する方法に関する。
【従来の技術】非単結晶シリコン系半導体材料、例えば
アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を光起電力素子
等の光起電力素子に応用する研究は、Ｗ．Ｅ．Ｓｐｅａ
ｒとＰ．Ｇ．Ｌｅ Ｃｏｍｂｅｒによるドーピングの成
功（Ｓｏｌｉｄ ＳｔａｔｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎ，Ｖｏｌ．１７，ｐｐ．１１９３−１１９６，１９７
５）を基礎にして、Ｄ．Ｅ．Ｃａｒｌｓｏｎによる光起
電力素子の発明（ＵＳＰ４，０６４，５２１）により始
った。近年ａ−Ｓｉ：Ｈを用いた光起電力素子は、時
計、小型計算機、外燈等比較的消費電力が小さな機器の
主電源あるいは従電源として既に実用化されている。従
来の典型的な成膜方法であるＲＦプラズマＣＶＤ法で堆
積したａ−Ｓｉ：Ｈを光起電力素子のｉ層に用いた場
合、比較的低い堆積速度（２ｎｍ／ｓｅｃ未満）で成膜
すれば光起電力素子として優れた特性を有するものの、
堆積速度を大きくしていくにつれて（２ｎｍ／ｓｅｃ以
上）著しく特性が悪化するといった問題点があった。従
って、消費電力が大きな用途、例えば電力発電用として
ａ−Ｓｉ：Ｈ光起電力素子を使用する場合に、素子特性
としてなお一層の光電変換効率の向上、光劣化の低減が
必要なのはもちろんであるが、特に生産に関してなお一
層のコストダウンを図るためには、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜特性
を悪化させることなく堆積速度を大きくし、高スループ
ットで大面積に膜形成が可能な技術が必要となる。一
方、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成方法
については多くの報告がなされている。例えば、“Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏ
ｆ ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ ｆｉｌｍｓ ｕｔｉｌｉｚｉｎ
ｇ ａ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ−ｅｘｃｉｔｅｄ ｐｌａ
ｓｍａ” Ｔ．Ｗａｔａｎａｂｅ，Ｍ．Ｔａｎａｋａ，
Ｋ．Ａｚｕｍａ，Ｍ．Ｎａｋａｔａｎｉ，Ｔ．Ｓｏｎｏ
ｂｅ，Ｔ．Ｓｉｍａｄａ，Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．４，Ａｐｒｉ
ｌ，１９８７，ｐｐ．Ｌ２８８−Ｌ２９０，“Ｍｉｃｒ
ｏｗａｖｅ−ｅｘｃｉｔｅｄ ｐｌａｓｍａ ＣＶＤ
ｏｆ ａ−Ｓｉ：Ｈ ｆｉｌｍｓ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ
ａ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｌａｓｍａ ｓｔｒｅａｍ
ｏｒ ｂｙ ｄｉｒｅｃｔ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ
ｏｆｓｉｌａｎｅ” Ｔ．Ｗａｔａｎａｂｅ，Ｍ．Ｔａ
ｎａｋａ，Ｋ．Ａｚｕｍａ，Ｍ．Ｎａｋａｔａｎｉ，
Ｔ．Ｓｏｎｏｂｅ，Ｔ．Ｓｉｍａｄａ，Ｊａｐａｎｅｓ
ｅ Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．
８，Ａｕｇｕｓｔ，１９８７，ｐｐ．１２１５−１２１
８，等にＥＣＲを使用したマイクロ波プラズマＣＶＤ法
が記述されている。また公開特許公報 昭５９−１６３
２８「プラズマ気相反応装置」にはマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法で半導体膜を堆積する方法が示されている。更
に公開特許公報昭５９−５６７２４「マイクロ波プラズ
マによる薄膜形成方法」にもマイクロ波プラズマＣＶＤ
法で半導体膜を堆積する方法が示されている。また、Ｒ
ＦプラズマＣＶＤ法において、アノードとカソードの間
にメッシュ状の第３の電極を設ける堆積膜の形成法が、
“Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈｌｙ ｐｈ
ｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｈｉｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ
ａｍｏｕｐｈｏｕｓ Ｓｉ−Ｇｅ ａｌｌｏｙｓ ｕ
ｓｉｎｇ ａ ｔｒｉｏｄｅｐｌａｓｍａ ｒｅａｃｔ
ｏｒ”， Ａ．Ｍ．Ａｔｓｕｄａ，ｅｔ ａｌ．，Ａｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ．，Ｖｏ
ｌ．４７，Ｎｏ１０，１５ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９８
５ ｐｐ．１０６１− １０６３．に示されている。前
記従来のマイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜の形
成方法に於いては、例えば非単結晶半導体膜（一例とし
てはアモルファスシリコンａ−Ｓｉ：Ｈ）等を堆積した
場合、堆積速度が遅い、電気特性が悪い、光照射下で長
時間使用した場合の劣化が多い、等の問題点があった。
特に堆積速度を早くした場合に、前記半導体膜の電気特
性、基板との密着性、光劣化等の悪化は著しいものであ
った。また、前記従来のマイクロ波プラズマＣＶＤ法に
よる堆積膜の形成方法に於いては、プラズマが不均一に
なり易く、形成した堆積膜の層厚や特性にぬムラが生じ
易く、その結果太陽電池や薄膜トランジスタ、電子写真
用光受容部材等のデバイス特性や歩留まりを低下させる
という問題点があった。更に前記従来のマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法による堆積膜の形成方法に於いては、堆積
膜形成用の原料ガスが少ない領域ではプラズマが不安定
であるという問題点があった。また、光起電力素子を電
力需要を賄うものとして確立させるめには、使用する光
起電力素子が、光電変換効率が充分に高く、特性安定性
に優れたものであり、且つ大量生産し得るものであるこ
とが基本的に要求される。そのためには、ａ−Ｓｉ膜等
を用いた光起電力素子の作製においては、電気的、光学
的、光導電的あるいは機械的特性及び繰り返し使用での
疲労特性あるいは使用環境特性の向上を図るとともに、
大面積化、膜厚及び膜質の均一化を図りながら、しかも
高速成膜によって再現性のある量産化を図らねばならな
いため、これらのことが、今後改善すべき問題点のひと
つとして指摘されている。光起電力素子を用いる発電方
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バラツキのないことが重
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が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を提供す
ることが、光起電力素子の量産性を高め、生産コストの
大幅な低減を達成するために必要不可欠である。光起電
力素子については、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。例えばａ−Ｓｉ等の薄膜半導体を用いる場
合、ホスフィン（ＰＨ3），ジボラン（Ｂ2Ｈ6）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作製することによって容易に
前述の半導体接合が達成できる。そしてこのことから、
ａ−Ｓｉ系の光起電力素子を作製するについて、その各
々の半導体層作製用に独立した成膜室を設け、該成膜室
にて各々の半導体層の作製を行う方法が提案されてい
る。因に米国特許４，４００，４０９号特許明細書に
は、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒоｌ
ｌ）方式を採用した連続プラズマＣＶＤ装置が開示され
ている。この装置によれば、複数のグロー放電領域を設
け、所望の幅の十分に長い可とう性の基板を、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
の半導体層を堆積作製しつつ、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つてヽ半導体接合を有
する素子を連続作製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、各半導体層作製時に用いるド
ーパントガスが他のグロー放電領域へ拡散、混入するの
を防止するために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、Ｈ2等の掃気用ガスの流れを作製させる手段が採
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した方式であるが、
前述したように、光起電力素子を大量に普及させるため
には、さらなる光電変換効率、特性安定性や特性均一性
の向上、製造コストの低減が望まれいる。特に、光電変
換効率や特性安定性の向上のためには、各単位モジュー
ルの光電変換効率や特性劣化率を０．１％刻み（割合で
約１．０１倍相当）で改良するのは当然であるが、更に
は、単位モジュ一ルを直列又は並列に接続し、ユニット
化した際には、ユニットを構成する単位モジュールの内
の最小の電流又は電圧特性を有す単位モジュールが律速
となってユニットの特性が決るため、単位モジュールの
平均特性を向上させるだけでなく、特性バラツキも小さ
くすることが非常に重要となる。そのために単位モジュ
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を確保することが望まれて
いる。また、製造コストの低減のために、各モジュール
においては断線やショートが生起しないように、半導体
層の欠陥を減らすことにより、歩留りを向上させること
が強く望まれている。したがって、連続して移動する帯
状部材上への半導体層の堆積において、特性の均一性を
確保し、欠陥を減らすための成膜方法の早期の提供が望
まれている。
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決することを目的としている。即ち、本発明の目的
は、堆積速度を数ｎｍ／ｓｅｃ以上に速くしても電気特
性が優れ、光劣化も少ない非単結晶半導体膜の堆積膜形
成方法を提供することにある。更に本発明は、堆積膜形
成用の原料ガスの少ない領域でもプラズマが安定である
堆積膜形成方法を提供することを目的とする。また、本
発明は、プラズマの均一性・安定性を高めることにより
形成された堆積膜の層厚や特性のムラを低減し、その結
果として光起電力素子や薄膜トランジスタ、センサー、
電子写真用光受容部材等のデバイス特性や歩留まりを向
上させ、これら電子デバイスの作製コストを低減する堆
積膜形成方法を提供することを目的とする。本発明は、
より高品質なシリコン系非単結晶半導体光起電力素子を
提供することを目的とし、更に大幅にコストダウンした
シリコン系非単結晶半導体光起電力素子を提供すること
を目的とする。また、本発明は、連続して移動する帯状
部材上に、大面積にわたって、高品質で優れた均一性を
有し、欠陥の少ない光起電力素子を大量に作製するため
の、より操作性の良い再現性の高い光起電力素子の連続
的製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】本発明の第１の要旨は、
堆積膜堆積用の原料ガスをマイクロ波エネルギーで分解
し基板上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
内圧５０ｍＴｏｒｒ以下の真空度で、該原料ガスを１０
０％分解するに必要なマイクロ波エネルギーより低いマ
イクロ波エネルギーを前記原料ガスに作用させ、且つ同
時に該マイクロ波エネルギーより高いＲＦエネルギーを
前記原料ガスに作用させることを特徴とする堆積膜形成
方法に存在する。また、前記マイクロ波エネルギーによ
って前記原料ガスが主に分解される空間と基板との間に
導電性のメッシュを介在させ、且つ該メッシュを前記基
板と同電位に保つことを特徴とする。本発明の第２の要
旨は、シリコン系非単結晶半導体材料からなるｐ型層、
ｉ型層及びｎ型層を少なくとも積層して構成される光起
電力素子において、前記ｐ型層と前記ｎ型層の少なくと
も一方は０．５Ｔｏｒｒ以上の堆積室圧力で堆積膜形成
用の原料ガスからＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積され、ｉ
型層は１０ｍＴｏｒｒ以下の堆積室圧力で堆積膜形成用
の原料ガスからマイクロ波プラズマＣＶＤ法で堆積さ
れ、且つ層中の水素含有量が前記ｐ型層、前記ｎ型層，
前記ｉ型層の順で増加していることを特徴とする光起電
力素子に存在する。本発明の第３の要旨は、シリコン系
非単結晶半導体材料からなるｐ型層、ｉ型層及びｎ型層
を少なくとも積層して構成される光起電力素子におい
て、前記ｉ型層は１０ｍＴｏｒｒ以下の堆積室圧力で堆
積膜形成用原料ガスからマイクロ波プラズマＣＶＤ法に
より堆積されたｉ型層であり、且つ前記ｉ型層と前記ｐ
型層の界面あるいは前記ｉ型層と前記ｎ型層の界面の少
なくとも一方の界面にＲＦプラズマＣＶＤ法によりｉ型
界面層が形成され、更にＲＦプラズマＣＶＤ法により堆
積した前記ｉ型界面層よりもマイクロ波プラズマＣＶＤ
法で堆積した前記ｉ型層の水素含有量が多いことを特徴
とする光起電力素子に存在する。本発明の第４の要旨
は、帯状部材をその長手方向に連続的に移動させなが
ら、複数の光起電力素子の成膜空間を順次通過させ、前
記帯状部材上に、少なくとも、高周波グロー放電により
第１の導電型のＳｉ原子を含有する非単結晶層、マイク
ロ波グロー放電によりｉ型のＳｉ原子を含有する非単結
晶層、および高周波グロー放電により第２の導電型のＳ
ｉ原子を含有する非単結晶層を順次積層して、光起電力
素子を連続的に作製する方法において、前記第１及び第
２の導電型の非単結晶層は、１００ｍＴｏｒｒ以上の成
膜空間の圧力で作製し、前記ｉ型の非単結晶層は、５０
ｍＴｏｒｒ以下の成膜空間の圧力でバイアスを印加しな
がら作製することを特徴とする光起電力素子の連続的製
造方法に存在する。また、本発明の光起電力素子の連続
的製造方法は、前記ｉ型の非単結晶と前記第１及び／ま
たは第２の導電型の非単結晶層との間に、Ｓｉ原子を含
有するｉ型の非単結晶界面層を１００ｍＴｏｒｒ以上の
成膜空間の圧力で高周波グロー放電法により作製するこ
とを特徴とする。
【作用】本発明の堆積膜形成方法に於ける堆積メカニズ
ムの詳細は不明であるが、つぎのように考えられる。原
料ガスを１００％分解するに必要なマイクロ波エネルギ
ーより低いマイクロ波エネルギーを原料ガスに作用さ
せ、同時にマイクロ波エネルギーよりも高いＲＦエネル
ギーを原料ガスに作用させることによって、堆積膜を形
成するに適した活性種を選択できるものと考えられる。
更に原料ガスを分解するときの堆積室内の内圧が５０ｍ
Ｔｏｒｒ以下の状態では良質な堆積膜を形成するに適し
た活性種の平均自由工程が充分に長いために気相反応が
極力抑えられると考えられる。そしてまた堆積室内の内
圧が５０ｍＴｏｒｒ以下の状態ではＲＦエネルギーは、
原料ガスの分解にほとんど影響を与えず、堆積室内のプ
ラズマと基板の間の電位を制御しているものと考えられ
る。即ちマイクロ波プラズマＣＶＤ法の場合、プラズマ
と基板の間の電位差は小さいが、ＲＦエネルギーをマイ
クロ波エネルギーと同時に投入することによってプラズ
マと基板の間の電位差（プラズマ側が＋で、基板側が
−）を大きくすることができる。このようにプラズマ電
位が基板に対してプラスで高いことによって、マイクロ
波エネルギーで分解した活性種が基板上に堆積し、同時
にプラズマ電位で加速された＋イオンが基板上に衝突し
基板表面での緩和反応が促進され良質な堆積膜が得られ
るものと考えられる。特にこの効果は堆積速度が数ｎｍ
／ｓｅｃ以上のときに効果が顕著になるものである。ま
た、基板の上部に導電性のメッシュを設け、基板と同電
位にすることにより、ＲＦエネルギーは堆積室内のプラ
ズマとメッシュ間の電位を制御することになる。そし
て、マイクロ波エネルギーで分解した活性種の内、プラ
ズマ電位で加速された＋イオンが主としてメッシュを通
り抜けて基板上に衝突し基板表面での緩和反応が促進さ
れ良質な堆積膜が得られるものと考えられる。この際、
メッシュが存在することにより、堆積膜にダメージを与
える不要なイオンや電子が基板に到達することを効果的
に防ぐことができ、且つ予め基板とメッシュの距離を最
適化しておくことにより所望の膜質の堆積膜が容易に得
られる。更にＲＦはＤＣと違って周波数が高いため電離
したイオンと電子の分布によってプラズマの電位と基板
の電位の差が決まってくる。すなわちイオンと電子のシ
ナジティクによって基板とプラズマの電位差が決まって
くるものである。従って堆積室内でスパークが起こりに
くいという効果がある。その結果安定したグロー放電を
１０時間以上に及ぶ長時間維持することができるもので
ある。また、万一スパークが発生したとしても、メッシ
ュを設けておけば、基板と同電位に保たれたメッシュに
よりスパークが直接基板に悪影響を与えることを防ぐこ
とができる。以下図面に従って本発明の堆積膜形成方法
を詳細に説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明の堆積
膜形成方法を適用するに適した成膜装置システムの一例
を示す模式的説明図である。図２は、本発明の堆積膜形
成方法により形成した光起電力素子の１例の模式的説明
図である。図３は、光起電力素子を形成する場合の基板
上に光反射層と光反射増加層とを堆積するためのＤＣマ
グネトロンスパッター装置の模式的説明図である。図４
は、光起電力素子の透明電極及び集電電極を堆積するた
めの抵抗加熱真空蒸着装置の模式的説明図である。図１
に模式的に示す成膜装置システムに基づいて本発明の堆
積膜形成方法を説明する。図１に示す成膜装置システム
は、成膜装置１００と原料ガス供給装置１０２０から構
成されている。成膜装置１００は、堆積室１０１、マイ
クロ波導入用の誘電体窓１０２、ガス導入管１０３、基
板１０４、加熱ヒータ１０５、真空計１０６、コンダク
タンスバルブ１０７、補助バルブ１０８、リークバルブ
１０９、マイクロ波導入用の導波部１１０、ＲＦエネル
ギー供給用のバイアス電源１１１、プラズマにＲＦエネ
ルギーを供給するためのバイアス棒１１２及びメッシュ
１１３等から構成されている。また原料ガス供給装置１
０２０は、原料ガス導入用の導入バルブ１０４１〜１０
４６、マスフローコントローラー１０２１〜１０２６、
マスフローコントローラーの１次バルブ１０３１〜１０
３６、圧力調整器１０６１〜１０６６、ボンベのバルブ
１０５１〜１０５６、原料ガスボンベ１０７１〜１０７
６等から構成されている。本発明の堆積膜形成方法にお
いて好適に用いられるメッシュ１１３（図１（ｂ））を
構成する材料としては、Ｎｉ、ステンレス，Ａｌ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，
Ｓｎ等の金属の単体もしくはこれらの合金があげられ
る。とりわけＡｌは加工が容易であり、且つ電気伝導度
が高いので好ましい。これらの材料の中から所望の堆積
膜を形成するために適宜選択して用いる。メッシュ１１
３の形状としては、線状の素材を編んだもの、板状の素
材に細かい切り目をいれて引き広げたもの（エクスパン
デッドメタル）、パンチングメタル等様々なものを用い
ることができるがメッシュ開口部の最大径が１〜１０ｍ
ｍの範囲内であることが活性種の選択性やマイクロ波の
遮断性を確保する点から好ましく、開口率が１０％以上
であることが原料ガスの利用率を高くして成膜室内部の
圧力むらを小さくする点から好ましい。メッシュ１１３
と基板１０４との距離はメッシュ１１３の開口率や内
圧、ＤＣバイアス電圧等の諸条件によって適宜定められ
るものであるが、通常２〜３０ｍｍの範囲内で堆積膜の
層厚や特性にむらが現れず且つ特性が最適となるように
設定される。またメッシュ１１３と基板１０４を同電位
に保つために、メッシュ１１３と基板１０４は導電性部
材１１４で電気的に接続されている。また、メッシュ１
１３は少なくとも基板１０４の表面を覆うように設置さ
れるものであり、図１（ｂ）に示すように堆積室１０１
の内部を２分割するように設置しても良いし基板１０４
及び加熱ヒーター１０５を取り囲むように設置しても良
い。また、図示してないが、基板１０４の近傍に堆積室
１０１の外部から操作可能なシャッター板を設置するこ
とによって基板１０４への堆積膜の形成を制御すること
も可能である。その場合、シャッター板をメッシュ１１
３と基板１０４の間に設置する法がシャッターの開閉が
プラズマに与える影響を小さくできるので好ましい。ま
た、図１（ｂ）では基板１０４及びメッシュ１１３がマ
イクロ波の導入方向に対して垂直に設置されているが、
本発明はこれに限定されるものでなく、平行あるいは斜
めに設置することも可能である。また、メッシュ１１３
は所望の堆積膜形成条件に応じて堆積室１０１内の真空
を保ったままで外部からの操作で実質上取り除くことが
可能であることが好ましい。これと同様に外部からの操
作でメッシュを他の種類・形状のものに交換可能である
ことがより好ましい。更に、メッシュ１１３が連続的も
しくは断続的に移動可能（例えば送出しロールと巻取り
ロールを備えた装置）であることはメッシュに付着する
堆積膜の影響を小さくできるという点で最も好ましい。
本発明の堆積膜形成方法は、非単結晶半導体膜、特に非
晶質水素化シリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、非晶質水素化
ハロゲン化シリコン膜（ａ−Ｓｉ：ＨＸ）、非晶質水素
化シリコンゲルマニウム膜（ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ）、非晶
質水素化ハロゲン化シリコンゲルマニウム膜（ａ−Ｓｉ
Ｇｅ：ＨＸ）、非晶質水素化炭化シリコン膜（ａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ）及び非晶質水素化ハロゲン化炭化シリコン膜
（ａ−ＳｉＣ：ＨＸ）（前記水素は重水素であっても、
水素と重水素との両方含有されても良い）等の堆積に適
した堆積膜形成方法である。本発明の堆積膜形成方法
は、以下のように行われるものである。まず図１（ａ）
の堆積室１０１内に堆積膜形成用の基板１０４を取り付
け、堆積室内を１０-5Ｔｏｒｒ台以下に充分に排気す
る。この排気にはターボ分子ポンプが適しているが、オ
イル拡散ポンプであってもよい。オイル拡散ポンプの場
合はオイルが堆積室に逆拡散しないように堆積室１０１
の内圧が１０-4以下になったらＨ2 ，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎ
ｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のガスを堆積室内へ導入するのがよ
い。堆積室内の排気を充分に行った後、Ｈ2 ，Ｈｅ，Ａ
ｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のガスを、堆積膜形成用の原料
ガスを流したときとほぼ同等の堆積室内圧になるように
堆積室内に導入する。堆積室内の圧力としては、０．５
〜５０ｍＴｏｒｒが最適な範囲である。堆積室内の内圧
が安定したら、基板加熱ヒーター１０５のスイッチを入
れ基板を１００〜５００℃に加熱する。基板の温度が所
定の温度で安定したら、Ｈ2 ，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋ
ｒ，Ｘｅ等のガスを止め、堆積膜形成用の原料ガスをガ
スボンベからマスフローコントローラーを介して所定の
量を堆積室に導入する。堆積室内へ導入される堆積膜形
成用の原料ガスの供給量は、堆積室の体積によって適宜
決定されるものである。一方堆積膜形成用の原料ガスを
堆積室に導入した場合の堆積室内の内圧は、本発明の堆
積膜形成方法に於いて非常に重要な因子であり、最適な
堆積室内の内圧は、０．５〜５０ｍＴｏｒｒである。ま
た本発明の堆積膜形成方法に於いて、堆積膜形成用に堆
積室内に投入されるマイクロ波エネルギーは、重要な因
子である。該マイクロ波エネルギーは堆積室内に導入さ
れる原料ガスの流量によって適宜決定されるものである
が、前記原料ガスを１００％分解するに必要なマイクロ
波エネルギーよりも小さいエネルギーであって好ましい
範囲としては、０．０２〜１Ｗ／ｃｍ3 である。マイク
ロ波エネルギーの好ましい周波数の範囲としては０．５
〜１０ＧＨｚが挙げられる。特に２．４５ＧＨｚ付近の
周波数が適している。また本発明の堆積膜形成方法によ
って再現性のある堆積膜を形成するため及び数時間から
数十時間にわたって堆積膜を形成するためにはマイクロ
波エネルギーの周波数の安定性が非常に重要である。周
波数の変動が±２％の範囲であることが好ましいもので
ある。さらにマイクロ波のリップルも±２％が好ましい
範囲である。更に本発明の堆積膜形成方法に於いて堆積
室内に前記マイクロ波エネルギーと同時に投入されるＲ
Ｆエネルギーは、前記マイクロ波エネルギーとの組み合
わせに於いて非常に重要な因子でありＲＦエネルギーの
好ましい範囲としては、０．０４〜２Ｗ／ｃｍ3 であ
る。ＲＦエネルギーの好ましい周波数の範囲としては１
〜１００ＭＨｚが挙げられる。またＲＦの周波数の変動
は±２％以内で波形はなめらかな波形が好ましいもので
ある。このようなマイクロ波エネルギーを導波部１１０
から誘電体窓１０２を介して堆積室に導入し、同時にＲ
Ｆエネルギーをバイアス電源１１１からバイアス棒１１
２を介して堆積室に導入する。このような状態で所望の
時間原料ガスを分解し、前記基板上に所望の層厚の堆積
膜を形成する。その後マイクロ波エネルギーおよびＲＦ
エネルギーの投入を止め、堆積室内を排気し、Ｈ2 ，Ｈ
ｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のガスで充分パージした
後、堆積した非単結晶半導体膜を堆積室から取り出す。
また前記ＲＦエネルギーに加えて、前記バイアス棒１１
２にＤＣ電圧を印加しても良い。ＤＣ電圧の極性として
は前記バイアス棒がプラスになるように電圧を印加する
のが好ましい方向である。そしてＤＣ電圧の好ましい範
囲としては、１０から３００Ｖである。以上のような本
発明の堆積膜形成方法に於いて、シリコン堆積用の原料
ガスとしては、シリコン原子を含有するガス化し得る化
合物であり、具体的にはＳｉＨ4 ，Ｓｉ2Ｈ6 ，ＳｉＦ4
，ＳｉＦＨ3 ，ＳｉＦ2 Ｈ2 ，ＳｉＦ3 Ｈ，Ｓｉ3
Ｈ8，ＳｉＤ4 ，ＳｉＨＤ3 ，ＳｉＨ2 Ｄ2 ，ＳｉＨ3
Ｄ，ＳｉＦＤ3 ，ＳｉＦ2Ｄ2 ，ＳｉＤ3 Ｈ，Ｓｉ2 Ｄ3
Ｈ3 等が挙げられる。ゲルマニウム堆積用の原料ガス
としては、ゲルマニウム原子を含有するガス化し得る化
合物であり、具体的にはＧｅＨ4 ，ＧｅＤ4 ，ＧｅＦ
4 ，ＧｅＦＨ3 ，ＧｅＦ2 Ｈ2 ，ＧｅＦ3 Ｈ，ＧｅＨＤ
3 ，ＧｅＨ2 Ｄ2 ，ＧｅＨ3 Ｄ，Ｇｅ2Ｈ6，Ｇｅ2Ｄ6等
が挙げられる。炭素原子堆積用の原料ガスとしては、炭
素原子を含有するガス化し得る化合物であり、具体的に
はＣＨ4 ，ＣＤ4 ，ＣnＨ2n+2（ｎは整数）ＣnＨ2n（ｎ
は整数），Ｃ2 Ｈ2 ，Ｃ6 Ｈ6 等が挙げられる。本発明
の堆積膜形成方法に於いて、非単結晶半導体層の価電子
制御するために非単結晶半導体層に導入される物質とし
ては周期率表第ＩＩＩ族原及び第Ｖ族原子が挙げられ
る。本発明に於いては第ＩＩＩ族原子導入用の出発物質
として有効に使用されるものとしては、具体的にはホウ
ソ原子導入用としては、Ｂ2 Ｈ6 ，Ｂ4 Ｈ10，Ｂ5Ｈ9，
Ｂ5 Ｈ11，Ｂ6 Ｈ10，Ｂ6 Ｈ12，Ｂ6 Ｈ14等の水素化ホ
ウソ、ＢＦ3，ＢＣｌ3，等のハロゲン化ホウソ等も挙げ
ることができる。この他にＡｌＣｌ3，ＧａＣｌ3 ，Ｉ
ｎＣｌ3 ，ＴｌＣｌ3 等も挙げることができる。本発明
の堆積膜形成方法に於いて、第Ｖ族原子導入用の出発物
質として有効に使用されるのは、具体的には燐原子導入
用としてはＰＨ3 ，Ｐ2 Ｈ4 等の水素化燐、ＰＨ4Ｉ，
ＰＦ3 ，ＰＦ5 ，ＰＣｌ3 ，ＰＣｌ5 ，ＰＢｒ3 ，ＰＢ
ｒ5 ，ＰＩ3 等のハロゲン化燐が挙げられる。このほか
ＡｓＨ3，ＡｓＦ3 ，ＡｓＣｌ3，ＡｓＢｒ3 ，ＡｓＦ
5 ，ＳｂＨ3 ，ＳｂＦ3 ，ＳｂＦ5 ，ＳｂＣｌ3，Ｓｂ
Ｃｌ5 ，ＢｉＨ3 ，ＢｉＣｌ3 ，ＢｉＢｒ3 等も挙げる
ことができる。導電型をほぼｉ型に制御するために非単
結晶半導体層に導入される周期率表第ＩＩＩ族原子及び
第Ｖ族原子の導入量は１０００ｐｐｍ以下が好ましい範
囲として挙げられる。また導電型をほぼｉ型に制御する
ために周期率表第ＩＩＩ族原子と第Ｖ族原子を同時に補
償するように添加しても良い。導電型をｐまたはｎ型に
制御するために非単結晶半導体層に導入される周期率表
第ＩＩＩ族原子及び周期率表第Ｖ族原子の導入量は、１
０００ｐｐｍ〜１０％が好ましい範囲として挙げられ
る。また前記ガス化し得る化合物をＨ2 ，Ｈｅ，Ｎｅ，
Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒ，等のガスで適宜希釈して堆積室に導
入しても良い。特に前記ガス化し得る化合物を希釈する
に最適なガスとしてはＨ2 ，Ｈｅが挙げられる。図２
は、本発明の堆積膜形成方法が好適に適用される太陽電
池やセンサー等の光起電力素子の一例を示す模式的説明
図である。図２に於いて光起電子素子は、導電性基板２
０１、光反射層２０２、光反射増加層２０３、第１の導
電型層（ｎまたはｐ型層）２０４、ｉ型層２０５、第２
の導電型層（ｐまたはｎ型層）２０６、透明電極２０７
及び集電電極２０８から構成されている。そして光２０
９は透明電極２０７側から照射される。更に第１の導電
型層、ｉ型層及び第２の導電型層を一つのユニットとし
て、該ユニットを２ユニット、３ユニット重ねたタンデ
ムセル、トリプルセルの構造を形成しても良い。一方、
基板に実質的に光透過性を有する部材を用い、その上に
透明電極、各半導体層、光反射性金属電極をこの順に有
し、透明基板側から光入射を行う形の光起電力素子にも
本発明の堆積膜形成方法は適用されることは言うまでも
ない。更に加えて導電性基板、光反射層、光反射増加層
及び透明電極の内少なくとも一層をテクスチャー化する
ことによって光起電力素子の光電流を増加させることが
できる。本発明の堆積膜形成方法は、光起電力素子、セ
ンサー、薄膜トランジスター及び電子写真用像形成部材
等の光導電層の形成に適した堆積方法であり、以下にそ
の構成を説明する。 （光起電力素子）以下に、本発明の堆積膜形成方法を適
用した光起電力素子の詳細を述べる。導電性基板導電性
基板は、導電性材料であっても、あるいは、絶縁性材料
または導電性材料で支持体を形成しその上に導電性処理
をしたものであっても良い。導電性支持体としては、例
えば、ＮｉＣｒ，ステンレス，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａ
ｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｓｎ等の金属
または、これらの合金が挙げられる。電気絶縁性支持体
としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネ
ート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリア
ミド、等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、
セラミックス、紙などが挙げられる。これらの電気絶縁
性支持体は、好適には少なくともその一方の表面を導電
処理し、該導電処理された表面側に光起電力層を設ける
のが望ましい。たとえばガラスであれば、その表面に、
ＮｉＣｒ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，
Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，ＩＴＯ（Ｉｎ2 Ｏ3 ＋
ＳｎＯ2）等から成る薄膜を設けることによって導電性
を付与し、或いはポリエステルフィルム等の合成樹脂フ
ィルムであれば、ＮｉＣｒ，Ａｌ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｚｎ，
Ｎｉ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔ
ｌ，Ｐｔ等の金属薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、ス
パッタリング等でその表面に設け、または前記金属でそ
の表面をラミネート処理して、その表面に導電性を付与
する。支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面のシー
ト状であることができる。その厚さは所望通りの光起電
力素子を形成し得るように適宜決定するが光起電力素子
としての柔軟性が要求される場合には、支持体としての
機能が十分発揮される範囲で可能な限り薄くすることが
できる。しかしながら、支持体の製造上および取扱い
上、機械的強度等の点ら、通常は１０μｍ以上とされ
る。光反射層 光反射層としては、Ａｇ，Ａｌ，Ｃｕ，ＡｌＳｉ等の可
視光から近赤外で反射率の高い金属が適している。これ
らの金属は、抵抗加熱真空蒸着法、電子ビーム真空蒸着
法、共蒸着及びスパッタリング法等で形成するのが適し
ている。光反射層としてのこれらの金属の層厚としては
１０ｎｍから５０００ｎｍが適した層厚として挙げられ
る。これらの金属をテクスチャー化するためにはこれら
の金属の堆積時の基板温度を２００℃以上とすれば良
い。反射増加層 反射増加層としてはＺｎＯ，ＳｎＯ2 ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，Ｉ
ＴＯ，ＴｉＯ2 ，ＣｄＯ，Ｃｄ2 ＳｎＯ4 ，Ｂｉ2 Ｏ
3 ，ＭｏＯ3 ，Ｎａ2 ＷＯ3 ，等が最適なものとして挙
げられる。該反射増加層の堆積方法としては真空蒸着
法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピン
オン法、ディップ法などが適した方法として挙げられ
る。また反射増加層の層厚としては、前記反射増加量の
材料の屈折率により最適な層厚は異なるが、好ましい層
厚の範囲としては５０ｎｍ〜１０μｍが挙げられる。ｎ型層またはｐ型層（第１、第２の導電型層） ｐ型層またはｎ型層は、光起電力素子の特性を左右する
重要な層である。ｐ型層またはｎ型層の非晶質材料（ａ
−と表示する）（微結晶材料（μｃ−と表示する）も非
晶質材料の範ちゅうに入ることは言うまでもない。）と
しては、例えばａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：ＨＸ，ａ−Ｓ
ｉＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：ＨＸ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−
ＳｉＧｅＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＯ：Ｈ，ａ−ＳｉＮ：Ｈ，ａ
−ＳｉＯＮ：ＨＸ，ａ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ，μｃ−Ｓ
ｉ：Ｈ，μｃ−ＳｉＣ：Ｈ，μｃ−Ｓｉ：ＨＸ，μｃ−
ＳｉＣ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＧｅ：Ｈ，μｃ−ＳｉＯ：
Ｈ，μｃ−ＳｉＧｅＣ：Ｈ，μｃ−ＳｉＮ：Ｈ，μｃ−
ＳｉＯＮ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ，等にｐ型の
価電子制御剤（周期率表第ＩＩＩ族原子Ｂ，Ａｌ，Ｇ
ａ，Ｉｎ，Ｔｌ）やｎ型の価電子制御剤（周期率表第Ｖ
族原子Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ）を高濃度に添加した材料
が挙げられ、多結晶材料（ｐｏｌｙ−と表示する）とし
ては、例えばｐｏｌｙ−Ｓｉ：Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ：Ｈ
Ｘ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：Ｈ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：ＨＸ，
ｐｏｌｙ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−
ＳｉＣ，ｐｏｌｙ−ＳｉＧｅ，等にｐ型の価電子制御剤
（周期率表第ＩＩＩ族原子Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔ
ｌ）やｎ型の価電子制御剤（周期率表第Ｖ族原子Ｐ，Ａ
ｓ，Ｓｂ，Ｂｉ）を高濃度に添加した材料が挙げられ
る。特に光入射側のｐ型層またはｎ型層には、光吸収の
少ない結晶性の半導体層かバンドギャップの広い非晶質
半導体層が適している。ｐ型層への周期率表第ＩＩＩ族
原子の添加量およびｎ型層への周期率表第Ｖ族原子の添
加量は０．１〜５０ａｔ％が最適量として挙げられる。
またｐ型層またはｎ型層に含有される水素原子（Ｈ，
Ｄ）またはハロゲン原子はｐ型層またはｎ型層の末結合
手を補償する働きをし、ｐ型層またはｎ型層のドーピン
グ効率を向上させるものである。ｐ型層またはｎ型層へ
添加される水素原子またはハロゲン原子は０．１〜４０
ａｔ％が最適量として挙げられる。特にｐ型層またはｎ
型層が結晶性の場合、水素原子またはハロゲン原子は
０．１〜８ａｔ％が最適量として挙げられる。更にｐ型
層／ｉ型層、ｎ型層／ｉ型層の各界面側で水素原子また
は／及びハロゲン原子の含有量が多く分布しているもの
が好ましい分布形態として挙げられ、該界面近傍での水
素原子はまたは／及びハロゲン原子の含有量はバルク内
の含有量の１．１〜２倍の範囲が好ましい範囲として挙
げられる。このようにｐ型層／ｉ型層、ｎ型層／ｉ型層
の各界面近傍で水素原子またはハロゲン原子の含有量を
多くすることによって該界面近傍の欠陥準位や機械的歪
を減少させることができ本発明の光起電力素子の光起電
力や光電流を増加させることができる。更に透明電極／
ｐ型層、または透明電極／ｎ型層の各界面側で水素原子
または／及びハロゲン原子の含有量が多く分布している
ものが好ましい分布形態として挙げられ、該界面近傍で
の水素原子または／及びハロゲン原子の含有量はバルク
内の含有量の１．１〜２倍の範囲が好ましい範囲として
挙げられる。このように透明電極／ｐ型層、または透明
電極／ｎ型層の各界面近傍で水素原子またはハロゲン原
子の含有量を多くすることによって該界面近傍の欠陥準
位や機械的歪を減少させることができ、本発明の光起電
力素子の光起電力や光電流を増加させることができる。
光起電力素子のｐ型層及びｎ型層の電気特性としては活
性化エネルギーが０．２ｅＶ以下のものが好ましく、
０．１ｅＶ以下のものが最適である。また比抵抗として
は１００Ωｃｍ以下が好ましく、１Ωｃｍ以下が最適で
ある。さらにｐ型層及びｎ型層の層厚は１〜５０ｎｍが
好ましく、３〜１０ｎｍが最適である。光起電力素子の
ｐ型層またはｎ型層の堆積に適した原料ガスとしては、
シリコン原子を含有したガス化し得る化合物、ゲルマニ
ウム原子を含有したガス化し得る化合物、炭素原子を含
有したガス化し得る化合物等、及び該化合物の混合ガス
を挙げることができる。具体的にシリコン原子を含有す
るガス化し得る化合物としてはＳｉＨ4 ，Ｓｉ2Ｈ6 ，
ＳｉＦ4 ，ＳｉＦＨ3 ，ＳｉＦ2Ｈ2 ，ＳｉＦ3 Ｈ，Ｓ
ｉ3 Ｈ8 ，ＳｉＤ4 ，ＳｉＨＤ3 ，ＳｉＨ2 Ｄ2 ，Ｓｉ
Ｈ3 Ｄ，ＳｉＦＤ3 ，ＳｉＦ2 Ｄ2 ，ＳｉＤ3 Ｈ，Ｓｉ
2 Ｄ3 Ｈ3，等が挙げられる。具体的にゲルマニウム原
子を含有するガス化し得る化合物としては、ＧｅＨ4，
ＧｅＤ4 ，ＧｅＦ4 ，ＧｅＦＨ3 ，ＧｅＦ2 Ｈ2 ，Ｇｅ
Ｆ3 Ｈ，ＧｅＨＤ3 ，ＧｅＨ2 Ｄ2 ，ＧｅＨ3 Ｄ，Ｇｅ
2Ｈ6 ，Ｇｅ2Ｄ6等が挙げられる。具体的に炭素原子を
含有するガス化し得る化合物としてはＣＨ4 ，ＣＤ4 ，
Ｃ2 Ｈ2n+2 （ｎは整数）Ｃn Ｈ2n（ｎは整数），Ｃ2
Ｈ2 ，Ｃ6Ｈ6 ，ＣＯ2 ，ＣＯ等が挙げられる。価電子
制御するためにｐ型層またはｎ型層に導入される物質と
しては周期率表第ＩＩＩ族原及び第Ｖ族原子が挙げられ
る。第ＩＩＩ族原子導入用の出発物質として有効に使用
されるものとしては、具体的にはホウソ原子導入用とし
ては、Ｂ2 Ｈ6 ，Ｂ4 Ｈ10，Ｂ5 Ｈ9 ，Ｂ5 Ｈ11，Ｂ6
Ｈ10，Ｂ6 Ｈ12，Ｂ6 Ｈ14等の水素化ホウソ，ＢＦ3 ，
ＢＣＩ3 ，等のハロゲン化ホウソ等を挙げることができ
る。このほかにＡｌＣｌ3 ，ＧａＣｌ3 ，ＩｎＣｌ3 ，
ＴｌＣｉ3 等も挙げることができる。特にＢ2 Ｈ6 ，Ｂ
Ｆ3 が適している。第Ｖ族原子導入用の出発物質として
有効に使用されるのは、具体的には燐原子導入用として
はＰＨ3 ，Ｐ2 Ｈ4 等の水素化燐、ＰＨ4 Ｉ，ＰＦ3 ，
ＰＦ5 ，ＰＣｌ3 ，ＰＣｌ5 ，ＰＢｒ3 ，ＰＢｒ5 ，Ｐ
Ｉ3 等のハロゲン化燐が挙げられる。このほかＡｓＨ
3 ，ＡｓＦ3 ，ＡｓＣｌ3 ，ＡｓＢｒ3，ＡｓＦ5 ，Ｓ
ｂＨ3，ＳｂＦ3 ，ＳｂＦ5 ，ＳｂＣｌ3 ，ＳｂＣｌ
5 ，ＢｉＨ3 ，ＢｉＣｌ3 ，ＢｉＢｒ3 等も挙げること
ができる。特にＰＨ3 ，ＰＦ3 が適している。光起電力
素子に適したｐ型層またはｎ型層の堆積方法は、ＲＦプ
ラズマＣＶＤ法とマイクロ波プラズマＣＶＤ法である。
特にＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積する場合、容量結合型
のＲＦプラズマＣＶＤ法が適している。該ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法でｐ型層またはｎ型層を堆積する場合、堆積室
内の基板温度は、１００〜３５０℃、内圧は、０．１〜
１０Ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは、０．０５〜１．０Ｗ／ｃ
ｍ2 、堆積速度は、０．０１〜３ｎｍ／ｓｅｃが最適条
件として挙げられる。また前記ガス化し得る化合物をＨ
2 ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒ等のガスで適宜希釈
して堆積室に導入しても良い。特に微結晶半導体やａ−
ＳｉＣ：Ｈ等の光吸収の少ないかバンドギャップの広い
層を堆積する場合は、水素ガスで２〜１００倍に原料ガ
スを希釈し、ＲＦパワーは比較的高いパワーを導入する
のが好ましいものである。ＲＦの周波数としては１ＭＨ
ｚ〜１００ＭＨｚが適した範囲であり、特に１３．５６
ＭＨｚ近傍の周波数が最適である。ｐ型層またはｎ型層
をマイクロ波プラズマＣＶＤ法で堆積する場合、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ装置は、堆積室に誘電体窓（例えば
アルミナセラミックス等）を介して導波管でマイクロ波
を導入する方法が適している。マイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法でｐ型層またはｎ型層を形成する場合、本発明の堆
積膜形成方法も適した堆積方法であるが、更に広い堆積
条件で光起電力素子に適用可能な堆積膜を形成すること
ができる。本発明の堆積膜形成方法以外のマイクロ波プ
ラズマＣＶＤ法でｐ型層またはｎ型層を堆積する場合、
堆積室内の基板温度は１００〜４００℃、内圧は０．５
〜３０ｍＴｏｒｒ，マイクロ波パワーは０．０１〜１Ｗ
／ｃｍ3 、マイクロ波の周波数は０．５〜１０ＧＨｚが
好ましい範囲として挙げられる。また前記ガス化し得る
化合物をＨ2 ，Ｈｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒ等のガスで適宜
希釈して堆積室に導入しても良い。特に微結晶半導体や
ａ−ＳｉＣ：Ｈ等の光吸収の少ないかバンドギャプの広
い層を堆積する場合は水素ガスで２〜１００倍に原料ガ
スを希釈し、マイクロ波パワーは比較的高いパワーを導
入するのが好ましいものである。ｉ型層 光起電力素子に於いて、ｉ型層は照射光に対してキャリ
アを発生輸送する重要な層である。ｉ型層としては、僅
かｐ型、僅かｎ型の層も使用できるものである。本発明
の光起電力素子のｉ型層としては、非晶質材料、例え
ば、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：ＨＸ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ，
ａ−ＳｉＣ：ＨＸ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅ：
ＨＸ，ａ−ＳｉＧｅ：ＨＸ，ａ−ＳｉＧｅＣ：ＨＸ等が
挙げられる。特に、ｉ型層としては、前記の非晶質材料
に価電子制御剤として周期率表第ＩＩＩ族原子または／
および第Ｖ族原子を添加してイントリンジック化（ｉｎ
ｔｒｉｎｓｉｃ）した材料が好適なものとして挙げられ
る。ｉ型層に含有される水素原子（Ｈ，Ｄ）またはハロ
ゲン原子（Ｘ）は、ｉ型層の末結合手を補償する働きを
し、ｉ型層でのキャリアの移動度と寿命の積を向上させ
るものである。またｐ型層／ｉ型層、ｎ型層／ｉ型層の
各界面の界面順位を補償する働きをし、光起電力素子の
光起電力、光電流そして光応答性を向上させる効果のあ
るものである。ｉ型層に含有される水素原子または／及
びハロゲン原子は１〜４０ａｔ％が最適な含有量として
挙げられる。特に、ｐ型層／ｉ型層、ｉ型層／ｎ型層の
各界面側で水素原子または／及びハロゲン原子の含有量
が多く分布しているものが好ましい分布形態として挙げ
られ、該界面近傍での水素原子または／及びハロゲン原
子の含有量はバルク内の含有量の１．１〜２倍の範囲が
好ましい範囲として挙げられる。ｉ型層の層厚は、光起
電力素子の構造（例えばシングルセル、タンデムセル、
トリプルセル）及びｉ型層のバンドギャップに大きく依
存するが０．１〜１．０μｍが最適な層厚として挙げら
れる。ｉ型層の基本的な物性は本発明の目的を効果的に
達成するために電子の移動度は０．０１ｃｍ2／Ｖ／ｓ
ｅｃ以上、，正孔の移動度は０．０００１ｃｍ2／Ｖ／
ｓｅｃ以上、バンドギァップは１．１〜２．２ｅＶ、禁
制帯中央の局在密度は１０18／ｃｍ3／ｅＶ以下、価電
子帯側のアーバックテイルの傾きは６５ｍｅＶ以下が望
ましい範囲として挙げられる。更に本発明の光起電力素
子をＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の下で電流電圧特
性を測定しＨｅｃｈｔ式でカーブフィッティングを行
い、このカーブフィッティングから求めた移動度寿命積
が１０-10ｃｍ2／Ｖ以上であることが望ましいものであ
る。またｉ型層のバンドギャップはｐ型層／ｉ型層、ｎ
型層／ｉ型層の各界面側で広くなるように設計すことが
好ましいものである。このように設計することによっ
て、光起電力素子の光起電力、光電流を大きくすること
ができ、更に長時間使用した場合の光劣化等を防止する
ことができる。光起電力素子のｉ型層には本発明の堆積
膜形成方法が最適である。透明電極 本発明において用いられる透明電極としては、光の透過
率が８５％以上であるのが望ましい。更に、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ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、Ｉ
ＴＯ（ＳｎＯ2＋Ｉｎ2Ｏ3），ＺｎＯ，ＣｄＯ，Ｃｄ2Ｓ
ｎＯ4、ＴｉＯ2、Ｔｉ3Ｎ4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成膜した金
属薄膜等が挙げられる。この内、インジウム酸化物、イ
ンジウム−スズ酸化物の透明電極が特に適したものであ
る。これらの作製方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子
ビーム加熱蒸着法、スパッタリング法、スプレー法等を
用いることができ所望に応じて適宜選択されるが、スパ
ッタリング法と真空蒸着法が最適な堆積方法である。透
明電極は以下のようにして堆積される。透明電極の堆積
には 透明電極の堆積に適したスパッタリング装置とし
て図３に模式的に示すＤＣマグネトロンスパッタ装置が
挙げられる。透明電極の堆積に適した図３に模式的に示
すＤＣマグネトロンスパッタ装置は、堆積室３０１、基
板３０２、加熱ヒーター３０３、ターゲット３０４、３
０８、絶縁性支持体３０５、３０９、ＤＣ電源３０６、
３１０、シャッター３０７、３１１、真空計３１２、コ
ンダクタンスバルブ３１３、ガス導入バルブ３１４、３
１５、マスフローコントローラー３１６、３１７等から
構成されている。ＤＣマグネトロンスパッタリング装置
において、インジウム酸化物から成る透明電極を基板上
に堆積する場合、ターゲットは金属インジウム（Ｉｎ）
やインジウム酸化物（Ｉｎ2 Ｏ3 ）等のターゲットが用
いられる。また、インジウム−スズ酸化物から成る透明
電極を基板上に堆積する場合ターゲットは金属スズ、金
属インジウムまたは金属スズと金属インジウムの合金、
スズ酸化物、インジウム酸化物、インジウム−スズ酸化
物等のターゲットを適宜組み合わせて用いられる。スパ
ッタリング法で堆積する場合、基板温度は重要な因子で
あって、２５℃〜６００℃が好ましい範囲として挙げら
れる。また透明電極をスパッタリング法で堆積する場合
に用いるガスとしては、アルゴンガス（Ａｒ），ネオン
ガス（Ｎｅ）、キセノンガス（Ｘｅ），ヘリウムガス
（Ｈｅ）等の不活性ガスが挙げられ、特にＡｒガスが最
適なものである。また前記不活性ガスに酸素ガス（Ｏ
2 ）を必要に応じて添加することが好ましいものであ
る。特に金属をターゲットにしている場合、酸素ガス
（Ｏ2 ）は必須のものである。更に前記不活性ガス等に
よってターゲットをスパッタリングする場合、放電空間
の圧力は効果的にスパッタリングを行うために、０．１
〜５０ｍＴｏｒｒｗ好ましい範囲として挙げられる。加
えてスパッタリング法の場合の電源としてはＤＣ電源や
ＲＦ電源が適したものとして挙げられる。スパッタリン
グ時の電力としては１０〜１０００Ｗが適した範囲であ
る。透明電極の堆積速度は、放電空間内の圧力や放電電
力に依存し、最適な堆積速度としては、０．０１〜１０
ｎｍ／ｓｅｃの範囲である。透明電極の層厚は、反射防
止膜の条件を満たすような条件に堆積するのが好ましい
ものである。具体的な該透明電極の層厚としては５０ｎ
ｍ〜３００ｎｍが好ましい範囲として挙げられる。透明
電極を堆積するに適した第２の方法として真空蒸着法が
あげられる。真空蒸着装置は図４に模式的に示すよう
に、堆積室４０１、基板４０２、加熱ヒーター４０３、
蒸着源４０４、コンダクタンスバルブ４０９、ガス導入
バルブ４１０及びマスフローコントローラー４１１等か
ら構成されている。真空蒸着法において透明電極を堆積
するに適した蒸着源としては、金属スズ、金属インジウ
ム、インジウム−スズ合金が挙げられる。また透明電極
を堆積するときの基盤温度としては２５℃〜６００℃の
範囲が適した範囲である。更に、透明電極を堆積すると
き、堆積室を１０-6Ｔｏｒｒ代以下に減圧した後に酸素
ガス（Ｏ2 ）を５ｘ１０-5Ｔｏｒｒ〜９ｘ１０-4Ｔｏｒ
ｒの範囲で堆積室に導入することが必要である。この範
囲で酸素を導入することによって蒸着源から気化した前
記金属が気相中の酸素と反応して良好な透明電極が堆積
される。また、前記真空度でＲＦ電力を導入してプラズ
マを発生させて、該プラズマを介して蒸着を行っても良
い。上記条件による透明電極の好ましい堆積速度の範囲
としては０．０１〜１０ｎｍ／ｓｅｃである。堆積速度
が０．０１ｎｍ／ｓｅｃ未満であると生産性が低下し、
１０ｎｍ／ｓｅｃより大きくなると粗な膜となり透過
率、導電率や密着性が低下する。 （薄膜トランジスター）次に本発明の堆積膜形成方法を
適用した薄膜トランジスター（ＴＦＴ）について詳細に
説明する。ＴＦＴの模式的構造を図１１に示す。図１１
に示すようにＴＦＴは、基板１１０１、ゲート電極１１
０２、絶縁層１１０３、本発明の堆積形成方法による半
導体層１１０４、ソース電極１１０５、ドレイン電極１
１０６及び保護層１１０７等から形成される。基板 ＴＦＴに適した基板としてはガラス基板、石英基板、サ
ファイア基板等の絶縁性の基板、シリコンウエハーに酸
化層、窒化層または炭化層等をを設けた基板、Ａｌ，ス
テンレス、Ｃｒ，Ｍｏ等に酸化シリコン層、窒化シリコ
ン層または炭化シリコン層を積層した基板等が挙げられ
る。ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極 該電極としては、Ａｌ，Ｃｕ等の金属電極やＡｌシリサ
イド等の金属シリサイドが適している。また周期律表Ｉ
ＩＩ族原子や周期律表第Ｖ族原子を多量に添加したシリ
コン層が適している。半導体層 該層としては前記ｉ型層と同様な層が適している。更に
該層と堆積方法としては、本発明の堆積膜形成方法が適
している。ＴＦＴに適した半導体層の層厚としては、
０．１μｍ〜５μｍが最適な層厚である。絶縁層 該絶縁層としては酸化シリコン層、窒化シリコン層、炭
化シリコン層、酸化チタン等が適している。酸化シリコ
ン層、窒化シリコン層、炭化シリコン層、酸化チタン等
はほぼストイキオメトリなものが適している。保護層 該保護層としては前記絶縁層と同じ材料が使用できる
が、その他にポリイミド、アクリル樹脂、ポリカーボネ
ート、ＥＴＦＥ等の有機材料が使用できる。 （電子写真用像形成部材）本発明の堆積膜形成方法を電
子写真用像形成部材の光導電層の形成に適用した例を詳
細に説明する。電子写真用像形成部材の形成に本発明の
堆積膜形成方法を適用するに適した堆積膜形成装置を図
１３に示す。図１３に示す堆積膜形成装置は、堆積室１
３０６、シリンダー状基板１３０１、ホルダー１３０
２、シリンダー回転用の回転軸１３０３、放電空間１３
０４、堆積室の蓋１３０５、堆積室内の圧力測定用の真
空計１３０７、ガス導入管１３０８、シリンダー加熱用
のヒーター１３０９、シリンダー回転用のモーター１３
１０、堆積室内の圧力を調整するためのコンダクタンス
バルブ１３１１、堆積室内に原料ガスを導入するための
ガス管１３１２、バイアス棒１３１６へＲＦエネルギー
を供給するためのＲＦ電源１３１３、マイクロ波導入用
の誘電体窓１３１４、マイクロ波導入用の導波部１３１
５、及び付図示のマイクロ波電源、原料ガス供給系から
構成されている。電子写真用像形成部材を本発明の堆積
膜形成方法で形成する場合、で説明した方法と同様な操
作手順で行われるものである。図１３に示す堆積膜形成
装置を使用し、本発明の堆積膜形成方法で堆積した電子
写真像形成部材の層構成例を図１２に示す。該電子写真
用像構成部材は、基板１２０１、電荷注入阻止層１２０
４、光導電層１２０３、表面層１２０２等から構成され
ている。基板 電子写真用像形成部材の基板としては、前記光起電力素
子の基板と同様な基板が使用できる。基板の形状として
はシリンダー状が最適である。電荷注入阻止層 電子写真用像形成部材の電荷注入阻止層としては、プラ
ス帯電に対してはｐ型半導体、マイナス帯電に対しては
ｎ型半導体が適している。該半導体としては前記光起電
力素子のｐ型層及びｎ型層が適したものとして挙げられ
る。電荷注入阻止層としては、層厚は０．１〜１０μｍ
が最適な層厚として挙げられる光導電層 電子写真用像形成部材の光導電層としては前記光起電力
素子のｉ型層と同様な層が適している。電子写真用像形
成部材としては、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：ＨＸ，ａ−
ＳｉＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：ＨＸ，ａ−ＳｉＯ：Ｈ，ａ−
ＳｉＯ：ＨＸ，ａ−ＳｉＮ：Ｈ，ａ−ＳｉＮ：ＨＸ，ａ
−ＳｉＣＯＮ：ＨＸ等が使用可能である。またＣ，Ｏ，
Ｎ、Ｈ，Ｘ等は光導電層内で分布しても良い。該元素の
分布は基板側及び表面側で多く分布するのが好ましい形
態である。該分布した光導電層を形成するには、本発明
の堆積膜形成方法に於いて堆積室内に導入する原料ガス
の導入量を所望の分布形態に従って変化させることで行
うことができる。また光導電層内の元素の分布は堆積室
内に投入するマイクロ波エネルギーを制御することによ
って行うことができる。Ｃ，Ｏ，Ｎの含有量を多くする
にはマイクロ波エネルギーを大きくすることで行うこと
ができる。更に堆積室内に投入されるＲＦエネルギーを
制御することで行うことができる。ＲＦエネルギーを大
きくするとＣ，Ｏ，Ｎ，Ｈ，Ｘの含有量を多くすること
ができる。電子写真用像形成部材の光導電層としての層
厚は５〜１００μｍが最適な層厚である。表面層 電子写真用像形成部材の表面層としては光導電層よりも
高抵抗な層が適している。高抵抗な層としてはａ−Ｓｉ
Ｃ：ＨＸ，ａ−ＳｉＮ：Ｈ，ａ−ＳｉＯ：Ｈ等が挙げら
れる。特にａ−ＳｉＣ：ＨＸが最適である。特に本発明
の堆積膜形成方法で堆積したａ−ＳｉＣ：ＨＸ膜で水素
含有量が５０％以上含有している膜を電子写真用像形成
部材の表面層に使用すると高温高湿に於いても画像流れ
しにくく、また残留電位の少ない良好な特性を示すもの
である。更に、本発明の光起電力素子を以下に詳細に説
明する。図１５、図１６は、それぞれ請求項３及び４に
係わる本発明の光起電力素子の構成例を模式的に説明す
る概略図である。図１５（ａ）に示す本発明の光起電力
素子は、不透明の導電性基板１５０１上に、光反射層
（導電性）１５０２、反射増加層１５０３、第１導電型
の非単結晶シリコン系半導体層１５０４、マイクロ波プ
ラズマＣＶＤ法で堆積したｉ型（実質的にｉｎｔｒｉｎ
ｓｉｃ）の非単結晶シリコン系半導体層１５０５、第２
導電型の非単結晶シリコン系半導体層１５０６、透明電
極１５０７、集電電極１５０８、から構成されている。
該光起電力素子に対して、光１５０９は透明電極１５０
７側から照射される。図１５（ｂ）に示す本発明の光起
電力素子は、タンデム構造であり、透明基板１５０１上
に、集電電極１５０８、透明電極１５０７、第１導電型
の非単結晶シリコン系半導体層１５０６ｂ、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法で堆積したｉ型（実質的にｉｎｔｒｉ
ｎｓｉｃ）の非単結晶シリコン系半導体層１５０５ｂ、
第２導電型の非単結晶シリコン系半導体層１５０４ｂ，
第１導電型のの非単結晶シリコン系半導体層１５０６
ａ、マイクロ波プラズマＣＶＤ法で堆積したｉ型（実質
的にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）の非単結晶シリコン系半導体
層１５０５ａ、第２導電型の非単結晶シリコン系半導体
層１５０４ａ，反射増加層１５０３、光反射層（導電
性）１５０２、導電層（または／及び保護層）１５１
０、から構成されている。更に不図示ではあるがｐｉｎ
接合のユニットを３層積層したトリプル型の光起電力素
子も本発明の適した光起電力素子である。図１５の構成
の本発明の光起電力素子のｐ型層、ｉ型層およびｎ型層
の膜中水素含有量は、ｐ型層、ｎ型層、ｉ型層の順で増
加していることを特徴とする。本発明の光起電力素子に
おいて、マイクロ波プラズマＣＶＤ法で堆積したｉ型層
は、堆積速度が大きいことによって基板を加熱している
時間が実効的に短縮されるために、光反射層（Ａｇ）、
反射増加層（ＺｎＯ）及びｎ型層（またはｐ型層）等の
下地の膜が同時に加熱される加熱時間も実効的に短縮さ
れる。このことは、加熱中に引き起こされる下地の膜を
構成している原子の組成および結合状態の変化、各層間
の原子の相互拡散やこれによって起こされる組成変化お
よび膜の特性劣化等を抑制できる。光反射層、反射増加
層の特性劣化は光起電力素子の短絡電流を減少させ変換
効率を低下させる。また、ｎ型層（またはｐ型層）の特
性劣化は光起電力素子の開放電圧を減少させ変換効率を
低下させる。これは、タンデム型、トリプル型等多層に
膜を積層して構成される光起電力素子を製作する場合に
は、より効果が発揮される。なぜなら、界面が多い多層
構造では、トータルの基板加熱時間が増加するために、
そのような界面が多ければ多いほど上記の問題を抑制す
る手段が要求されるからである。本発明の光起電力素子
において、マイクロ波プラズマＣＶＤ法で堆積したｉ型
層は、堆積速度が大きいことから層の堆積時間が短縮さ
れ、光起電力素子の形成時間が実効的に短縮される。こ
のことは、製造工程を考えた場合、スループットが向上
するので、結果として製造コストが低減される。本発明
の光起電力素子において、マイクロ波プラズマＣＶＤ法
で堆積したｎ型層またはｐ型層は、マイクロ波放電によ
る高密度、高電離プラズマを用いるので、材料ガスの分
解効率が高く、ドーパントのドーピング効率を比較的容
易に高めることができ、良質なｎ型層、ｐ型層を得るこ
とが可能である。本発明の光起電力素子において、ＲＦ
波プラズマＣＶＤ法で堆積したｎ型層またはｐ型層は、
ＲＦ放電がマイクロ波放電に比べて比較的ソフトなプラ
ズマであるという特徴をもっているため、上述の多層膜
構造光起電力素子を作製する場合には、高エネルギイオ
ン等による下地膜（光反射層、反射増加層、ｎ型層ある
いはｐ型層）へのダメージを少なくすることができる。
これによって、光起電力素子の開放電圧、短絡電流を減
少させることなく良質な素子を得ることができる。本発
明の光起電力素子において、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法で堆積したｎ型層またはｐ型層、およびＲＦ波プラズ
マＣＶＤ法で堆積したｎ型層またはｐ型層は、上述の多
層膜構造光起電力素子を作製する場合には、要求される
膜の特性（ドーピング効率等）や下地への影響等を考慮
しこれらの層を適宜使い分けることによって、非常に優
れた特性を持つ変換効率をもつ光起電力素子を作製する
ことが可能となる。本発明の光起電力素子のｐ型層、ｉ
型層およびｎ型層の膜中水素含有量については、ｐ型
層、ｎ型層、ｉ型層の順で増加していることを特徴とす
る。即ち、ｐ型層およびｎ型層に関しては、ド−パント
のドーピング効率を考えた場合、極めて薄い（数十〜数
百オングストローム）膜で高導電率を得るためには水素
含有量はできるだけ少ないことが望ましい。特に、ｐ型
層に関しては、一般的にドーピング効率がｎ型層に比ベ
て低く、良好な膜質を得るためにはｎ型層に比べてより
水素含有量が少ないことが望ましい。また、ｉ型層に関
しては、マイクロ波プラズマＣＶＤ法で堆積したｉ型層
は、堆積速度がＲＦプラズマＣＶＤ法に比べて十倍以上
大きいことから、膜堆積中にシリコンのダングリングボ
ンドを終端し、シリコンーシリコン結合のネットワーク
を緩和するためにはＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積したｉ
型層に比べて水素含有量が多少多い膜の方が特性が優れ
ている。以上のことから、膜中水素含有量については、
ｐ型層、ｎ型層、ｉ型層の順で増加している光起電力素
子が優れた特性をもつと考えられる。図１６（ａ）に示
す請求項４に係わる本発明の光起電力素子は、不透明の
導電性基板１６０１上に、光反射層（導電性）１６０
２、反射増加層１６０３、第１の導電型の非単結晶シリ
コン系半導体層１６０４、ＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積
したｉ型界面層（実質的にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）の非単
結晶シリコン系半導体層１６０５、マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法で堆積したｉ型（実質的にｉｎｔｒｉｎｓｉ
ｃ）の非単結晶シリコン系半導体層１６０６、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法で堆積したｉ型界面層（実質的にｉｎｔｒ
ｉｎｓｉｃ）の非単結晶シリコン系半導体層１６０７、
第２の導電型の非単結晶シリコン系半導体層１６０８、
透明電極１６０９、集電電極１６１０から構成されてい
る。該光起電力素子に対して、光１１１は透明電極１６
０９側から照射される。図１６（ｂ）に示す本発明の光
起電力素子は、透明基板を用いたタンデム型構造の一例
であり、透明基板１６０１上に、集電電極１６０９、透
明電極１６０８、第１導電型の非単結晶シリコン系半導
体層１６０７ｂ、ＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積したｉ型
界面層（実質的にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）の非単結晶シリ
コン系半導体層１６０６ｂ、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法で堆積したｉ型（実質的にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）の非
単結晶シリコン系半導体層１６０５ｂ、第２導電型の非
単結晶シリコン系半導体層１６０４ｂ，第１導電型の非
単結晶シリコン系半導体層１６０７ａ、ＲＦプラズマＣ
ＶＤ法で堆積したｉ型界面層（実質的にｉｎｔｒｉｎｓ
ｉｃ）の非単結晶シリコン系半導体層１６０６ａ、マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法で堆積したｉ型（実質的にｉｎ
ｔｒｉｎｓｉｃ）の非単結晶シリコン系半導体層１６０
５ａ、第２導電型の非単結晶シリコン系半導体層１６０
４ａ，反射増加層１６０３、光反射層（導電性）１６０
２、導電層（または／及び保護層）１６１０等から構成
されている。更に不図示ではあるがｐｉｎ接合のユニッ
トを３層積層したトリプル型の光起電力素子も本発明の
適した光起電力素子である。本発明の光起電力素子にお
いて、ｉ型層とｐ型層の界面あるいはｉ型層とｎ型層の
界面の少なくとも一方に積層したＲＦプラズマＣＶＤ法
で形成したｉ型界面層は、これを積層しない場合に比べ
ると、ｉ型層とｐ型層の界面あるいはｉ型層とｎ型層の
界面においてキャリアの再結合の原因となる界面準位を
減少させると考えられる。その結果、光起電力素子の変
換効率は向上する。本発明の光起電力素子において、ｉ
型界面層の膜厚は光起電力素子の特性を左右し、５〜２
５ｎｍの範囲内が望ましい。膜厚が５ｎｍ以下では、比
較的大きな面積（１００ｃｍ2以上）の基板上に均一に
膜が堆積しない可能性があり、ｉ型界面層の効果が十分
期待できないと考えられる。また、膜厚が２５ｎｍ以上
になってくるとｉ型界面層そのものの堆積時間が増加し
てくるため、光起電力素子全体での堆積時間も増加し、
製造コストを考えた場合コストが高くなってしまう。し
たがって、ｉ型界面層の膜厚は、光起電力素子の特性が
向上する必要十分な厚さで良く、上記の範囲が望ましい
ものである。本発明の光起電力素子のｐ型層、ｉ型界面
層、ｉ型層およびｎ型層の膜中水素含有量については、
ｐ型層、ｎ型層、ｉ型界面層、ｉ型層の順で増加してい
ることが望ましい。即ちｐ型層およびｎ型層に関して
は、ドーパントのドーピング効率を考えた場合、極めて
薄い（数十〜数百オングストローム）膜で高導電率を得
るためには水素含有量はできるだけ少ないことが望まし
い。特に、ｐ型層に関しては、一般的にドーピング効率
がｎ型層に比べて低く、良好な膜質を得るためにはｎ型
層に比べてより水素含有量が少ないことが望ましい。本
発明に適したｉ型界面層の堆積方法としては、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法が挙げられ、特に容量結合型のＲＦプラズ
マＣＶＤ法が適している。ＲＦプラズマＣＶＤ法でｉ型
界面層を堆積する場合、堆積室内の基板温度は１００〜
３５０℃、圧力は０．１〜１０Ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは
０．０５〜１．０Ｗ／ｃｍ2、堆積速度は０．０１〜３
ｎｍ／ｓｅｃが最適な条件として挙げられる。ｉ型層及
びｉ型界面層の特性、導電型を制御するために導入され
る物質、量及び堆積に用いる原料ガス等は、本発明の堆
積膜形成方法で述べた光起電力素子のｉ型層と同様であ
る。また、本発明の光起電力素子の他の構成要素は前述
した通りである。続いて、本発明の光起電力素子の連続
的製造方法について詳述する。本発明の光起電力素子の
連続的製造方法を用いて、光起電力素子を作製すること
により、前述の諸問題を解決するとともに前述の諸要求
を満たし、連続して移動する帯状部材上に、高品質で優
れた均一性を有し、欠陥の少ない光起電力素子を作製す
ることができる。以下に、本発明の光起電力素子を連続
的製造方法について詳細を順を追って説明する。図２０
及び２１は、本発明の光起電力素子を連続的に作製する
方法を用いた製造装置のの典型例を示す模式的説明図で
ある。図２０に示す本発明の連続的製造方法を用いた製
造装置例は、帯状部材２００１の送り出し及び巻き取り
用の真空容器２００２及び２００３、第１の導電型層作
製用真空容器２０３１、ｉ型層作製用真空容器２０５
１、及び第２の導電型層作製用真空容器２０７１をガス
ゲートを介して接続した装置から構成されている。２０
０４は帯状部材の送り出し用ボビン、２００５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２００２、２００３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。前記合紙の材質として
は、耐熱性樹脂であるポリイミド系、テフロン系及びグ
ラスウール等が好適に用いられる。２００６、２００７
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。２００８、２００９は圧力計、２０１０、
２０１１はコンダクタンス（バタフライ型）バルブ、２
０１２、２０１３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。２０１４〜２０２１はゲー
トガス導入管である。２０３２、２０５２、２０７２は
ガス導入管であり、それぞれ不図示のガス供給系に接続
されている。２０３３、２０５３、２０７３は圧力計、
２０３４、２０５４、２０７４は加熱ヒータである。２
０３５、２０５５、２０７５はコンダクタンス（バタフ
ライ型）バルブ、２０３６、２０５６、２０７６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。２０３７、２０７７はカソード電極であり、それぞ
れ不図示のＲＦ電源とマッチングボックスに接続されて
いる。２０５７は導波部、２０５８は誘電体窓で、不図
示の導波管を通じて、不図示のマイクロ波電源に接続さ
れている。２０５９はバイアス電極であり、不図示のバ
イアス電源に接続されている。図２１に示す本発明の連
続的製造方法を用いた製造装置例は、帯状部材２１０１
の送り出し及び巻き取り用の真空容器２１０２及び２１
０３、第１の導電型層作製用真空容器２１３１、ｉ型層
作製用真空容器２１５１、ｉ型界面層作製用真空容器２
１７１及び第２の導電型層作製用真空容器２１９１をガ
スゲートを介して接続した装置から構成されている。２
１０４は帯状部材の送り出し用ボビン、２１０５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２１０２、２１０３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。２１０６、２１０７
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。２１０８、２１０９は圧力計、２１１０、
２１１１はコンダクタンス（バタフライ型）バルブ、２
１１２、２１１３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。２１１４〜２１２３はゲー
トガス導入管である。２１３２、２１５２、２１７２、
２１９２はガス導入管であり、それぞれ不図示のガス供
給系に接続されている。２１３３、２１５３、２１７
３、２１９３は圧力計、２１３４、２１５４、２１７
４、２１９４は加熱ヒータである。２１３５、２１５
５、２１７５、２１９５はコンダクタンス（バタフライ
型）バルブ、２１３６、２１５６、２１７６、２１９６
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。２１３７、２１７７、２１９７はカソード電
極であり、それぞれ不図示のＲＦ電源とマッチングボッ
クスに接続されている。２１５７は導波部、２１５８は
誘電体窓で、不図示の導波管を通じて、不図示のマイク
ロ波電源に接続されている。２１５９はバイアス電極で
あり、不図示のバイアス電源に接続されている。本発明
の光起電力素子の連続的製造装置方法において好適に用
いられる帯状部材の材質としては、ａ−Ｓｉ膜等の半導
体膜作製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及び／またはＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ
4、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ等の絶縁性薄膜をスパッタ法、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、ポリアミド、ポリエチレンテレフ
タレート、エポキシ等の耐熱性樹脂製シート又はこれら
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または
合金、及び透明導電性酸化物（ＴＣＯ）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作製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０．０１ｍｍ乃至５ｍｍ、より好まし
くは０．０２ｍｍ乃至２ｍｍ、最適には０．０５ｍｍ乃
至１ｍｍであることが望ましいが、金属等の薄板を用い
る場合、厚さを比較的薄くしても所望の強度が得られや
すい。前記帯状部材の幅については、特に制限されるこ
とはなく、半導体膜作製手段、あるいはその容器等のサ
イズによって決定される。また、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。前記帯
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
性である場合には半導体膜の作製される側の表面にＡ
ｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｃｕ、ステンレス、真ちゅう、ニクロム、Ｓ
ｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＳｎＯ2−Ｉｎ2Ｏ3（ＩＴ
Ｏ）等のいわゆる金属単体又は合金、及び透明導電性酸
化物（ＴＣＯ）を鍍金、蒸着、スパッタ等の方法であら
かじめ表面処理を行って電流取り出し用の電極を作製し
ておくことが望ましい。前記帯状部材が金属等の非透光
性のものである場合、長波長光の基板表面上での反射率
を向上させるための反射性導電膜を該帯状部材上に作製
することが前述のように好ましい。該反射性導電膜の材
質として好適に用いられるものとしてＡｇ、Ａｌ、Ｃｒ
等が挙げられる。また、基板材質と半導体膜との間での
構成元素の相互拡散を防止したり短絡防止用の緩衝層と
する等の目的で金属層等を反射性導電膜として、前記基
板上の半導体膜が作製される側に設けることが好まし
い。該緩衝層の材質として好適に用いられるものとし
て、ＺｎＯが挙げられる。また、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
薄膜等の導電性薄膜をあらかじめ堆積作製しておくこと
が望ましい。本発明の光起電力素子の連続的製造方法に
おいて、前記帯状部材の送り出し及び巻き取り用真空容
器と半導体膜作製用真空容器を分離独立させ、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。該ガスゲート
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半導体膜作製用原料ガス等の雰
囲気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１０6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
のコンダクタンス計算式を用いてそれらの寸法が計算、
設計される。更に、分離能力を高めるためにゲートガス
を併用することが好ましく、例えばＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、
Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎ等の希ガス又はＨ2等の半導体膜作製
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、概ね図２２に示したよ
うな圧力勾配を作製するようにすれば良い。図２２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、両サイドの容器間での相互
のガス拡散を最小限に抑えることができる。実際には、
質量分析計を用いて拡散してくるガス量を測定したり、
半導体膜の組成分析を行うことによって最適条件を決定
する。図２３及び２４は、本発明の方法で作製される光
起電力素子の典型例を示す模式的説明図である。図２３
（ａ）に示す例は、帯状部材２３０１、下部電極２３０
２、第１の導電型層２３０３、ｉ型層２３０４、第２の
導電型層２３０５、上部電極２３０６、集電電極２３０
７から構成されている。図２３（ｂ）に示す例は、バン
ドギャップ及び／又は層厚の異なる２種の半導体層をｉ
型層として用いた光起電力素子２３１１、２３１２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
子であり、帯状部材２３０１、下部電極２３０２、第１
の導電型層２３０３、ｉ型層２３０４、第２の導電型層
２３０８、第１の導電型層２３０９、ｉ型層２３１０、
第２の導電型層２３０５、上部電極２３０６、集電電極
２３０７から構成されている。図２３（ｃ）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型層として用いた光起電力素子２３１６、２３
１７、２３１８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であり、帯状部材２３０１、下
部電極２３０２、第１の導電型層２３０３、ｉ型層２３
０４、第２の導電型層２３０８、第１の導電型層２３０
９、ｉ型層２３１０、第２の導電型層２３１３、第１の
導電型層２３１４、ｉ型層２３１５、第２の導電型層２
３０５、上部電極２３０６、集電電極２３０７から構成
されている。図２４（ａ）に示す例は、帯状部材２４０
１、下部電極２４０２、第１の導電型層２４０３、ｉ型
層２４０４、ｉ型界面層２４０８、第２の導電型層２４
０５、上部電極２４０６、集電電極２４０７から構成さ
れている。図２４（ｂ）に示す例は、帯状部材２４０
１、下部電極２４０２、第１の導電型層２４０３、ｉ型
界面層２４０９、ｉ型層２４０４、第２の導電型層２４
０５、上部電極２４０６、集電電極２４０７から構成さ
れている。図２４（ｃ）に示す例は、帯状部材２４０
１、下部電極２４０２、第１の導電型層２４０３、ｉ型
界面層２４０９、ｉ型層２４０４、ｉ型界面層２４０
８、第２の導電型層２４０５、上部電極２４０６、集電
電極２４０７から構成されている。図２４（ｄ）に示す
例は、バンドギャップ及び／又は層厚の異なる２種の半
導体層をｉ型層として用いた光起電力素子２４１４、２
４１５を２素子積層して構成されたいわゆるタンデム型
光起電力素子であり、帯状部材２４０１、下部電極２４
０２、第１の導電型層２４０３、ｉ型層２４０４、ｉ型
界面層２４０８、第２の導電型層２４１０、第１の導電
型層２４１１、ｉ型層２４１２、ｉ型界面層２４１３、
第２の導電型層２４０５、上部電極２４０６、集電電極
２４０７から構成されている。図２４（ｅ）に示す例
は、バンドギャップ及び／又は層厚の異なる２種の半導
体層をｉ型層として用いた光起電力素子２４１４、２４
１５を２素子積層して構成されたいわゆるタンデム型光
起電力素子であり、帯状部材２４０１、下部電極２４０
２、第１の導電型層２４０３、ｉ型界面層２４０９、ｉ
型層２４０４、ｉ型界面層２４０８、第２の導電型層２
４１０、第１の導電型層２４１１、ｉ型層２４１２、ｉ
型界面層２４１３、第２の導電型層２４０５、上部電極
２４０６、集電電極２４０７から構成されている。図２
４（ｆ）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型層として用いた光起電力素
子２４２０、２４２１、２４２２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であり、帯状
部材２４０１、下部電極２４０２、第１の導電型層２４
０３、ｉ型層２４０４、ｉ型界面層２４０８、第２の導
電型層２４１０、第１の導電型層２４１１、ｉ型層２４
１２、ｉ型界面層２４１３、第２の導電型層２４１６、
第１の導電型層２４１７、ｉ型層２４１８、ｉ型界面層
２４１９、第２の導電型層２４０５、上部電極２４０
６、集電電極２４０７から構成されている。以下、これ
らの光起電力素子の構成について説明する。帯状部材 本発明において用いられる帯状部材は、フレキシブルで
あ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、帯状部材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述した帯
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、作製される光起電力素子の軽量化、強度向上、運
搬スペースの低減等が図れる。電極 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。）これらの電極について以下に詳しく説明する。 （１）下部電極 本発明において用いられる下部電極としては、上述した
帯状部材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（たとえば帯状部
材が金属等の非透光性の材料である場合には、図２３
（ａ）で示したごとく透明電極側２３０６から光起電力
発生用の光を照射する）、その設置される場所が異な
る。具体的には、図２３、２４のような層構成の場合に
は帯状部材と第ｉの導電型層との間に設けられる。しか
し、帯状部材が導電性である場合には、該帯状部材が下
部電極を兼ねることができる。ただし、帯状部材が導電
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、あるいは基板表面での反射
率を高め入射光の有効利用を図る目的で下部電極を設置
してもよい。電極材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ等の金属
又はこれらの合金が挙げられ、これ等の金属の薄膜を真
空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等で作製す
る。また、作製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。下部電極と第１の
導電型層との間に、図中には示されていないが、ＺｎＯ
等の短絡防止及び拡散防止のための緩衝層を設けても良
い。該緩衝層の効果としては下部電極を構成する金属元
素が第１の導電型層中へ拡散するのを防止するのみなら
ず、若干の抵抗値をもたせることで半導体層を挟んで設
けられた下部電極と透明電極との間にピンホール等の欠
陥で発生するショ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
じ込める等の効果を挙げることができる。 （２）上部電極（透明電極） 本発明において用いられる透明電極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ＳｎＯ
2、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＣｄＯ、Ｃｄ2ＳｎＯ4、ＩＴＯ
（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2）などの金属酸化物や、Ａｕ、Ａ
ｌ、Ｃｕ等の金属を極めて薄く半透明状に成膜した金属
薄膜等が挙げられる。透明電極は図２３、２４において
は第２の導電型層の上に積層されるため、互いの密着性
の良いものを選ぶことが必要である。これらの作製方法
としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム加熱蒸着法、ス
パッタリング法、スプレー法等を用いることができ所望
に応じて適宜選択される。 （３）集電電極 本発明において用いられる集電電極は、透明電極の表面
抵抗値を低減させる目的で透明電極上に設けられる。電
極材料としてはＡｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｔｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ等の金属またはこれらの合
金の薄膜が挙げられる。これらの薄膜は積層させて用い
ることができる。また、半導体層への光入射光量が十分
に確保されるよう、その形状及び面積が適宜設計され
る。たとえば、その形状は光起電力素子の受光面に対し
て一様に広がり、且つ受光面積に対してその面積は好ま
しくは１５％以下、より好ましくは１０％以下であるこ
とが望ましい。また、シート抵抗値としては、好ましく
は５０Ω以下、より好ましくは１０Ω以下であることが
望ましい。第１及び第２の導電型層 本発明の光起電力素子における第１及び第２の導電型層
に用いられる材料としては、シリコン含有の非単結晶半
導体が適し、特に水素化／及びハロゲン化アモルファス
シリコン（微結晶シリコンを含む）半導体が適するもの
である。また更に限定すれば、光照射側の導電型層は、
アモルファスシリコン中の微結晶シリコンが最適であ
る。微結晶シリコンの粒径は、好ましくは３ｎｍ〜２０
ｎｍで有り、最適には３ｎｍ〜１０ｎｍである。第１又
は第２の導電型層の導電型がｎ型の場合、第１又は第２
の導電型層に含有される添加物としては、周期律表第Ｖ
Ａ族元素が適している。その中で特にリン（Ｐ）、窒素
（Ｎ）、ひ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）が最適であ
る。第１又は第２の導電型層の導電型がｐ型の場合、第
１又は第２の導電型層に含有される添加物としては、周
期律表第ＩＩＩＡ族元素が適している。その中で特にホ
ウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）
が最適である。第１及び第２の導電型の層厚は、好まし
くは１ｎｍ〜５０ｎｍ、最適には３ｎｍ〜１０ｎｍであ
る。更に、光照射側の導電型層での光吸収をより少なく
するためには、非単結晶炭化シリコンを用いるのが最適
である。ｉ型層及びｉ型界面層 本発明の光起電力素子におけるｉ型層及びｉ型界面層に
用いられるシリコン原子を含有する非単結晶材料として
はアモルファスシリコン（微結晶シリコンを含む）が挙
げられる。アモルファスシリコンの中でも特に水素化ア
モルファスシリコン、水素化／及びハロゲン化アモルフ
ァスシリコンが適している。また更に本発明において、
ｉ型層及びｉ型界面層は、開放電圧を増加させるために
は、非単結晶材料としては、アモルファス炭化シリコン
（微結晶炭化シリコンを含む）が挙げられる。特に水素
化及びハロゲン化したアモルファス炭化シリコンが適し
ている。また更に本発明において、ｉ型層及びｉ型界面
層は、長波長感度を向上させ短絡電流を増加させるため
には、非単結晶材料としては、アモルファスシリコンゲ
ルマニウム（微結晶シリコンゲルマニウムも含む）が挙
げられる。特に水素化及びハロゲン化したアモルファス
シリコンゲルマニウムが適している。ｉ型層の層厚は、
本発明の光起電力素子の特性を左右する重要なパラメー
タである。ｉ型層の好ましい層厚は１００ｎｍ〜１００
０ｎｍであり、最適な層厚は２００ｎｍ〜６００ｎｍで
ある。また、ｉ型界面層この層厚は、本発明の光起電力
素子の特性を左右する重要なパラメータであり、好まし
い層厚は５ｎｍ〜２５ｎｍでありｉ型層の吸光係数や光
源のスペクトルを考慮し上記範囲内で設計することが望
ましいものである。本発明者らが鋭意検討を行った結
果、この第１及び第２の導電層及びｉ型界面層を作製す
るに、１００ｍＴｏｒｒ以上の圧力で、ＲＦグロー放電
を行い、ｉ型層を作製するには、５０ｍＴｏｒｒ以下の
圧力で、バイアスを印加しながらマイクロ波グロー放電
を行うことにより、特性の均一性に優れ、欠陥の少ない
光起電力素子を大量生産するのに効果のある作製方法で
有ることを見出したものである。現時点においては、前
述した効果が得られるメカニズムは完全には解明されて
はいないものの、推察するには、第１及び第２の導電層
用真空容器とｉ型層用真空容器との間の圧力を前述の関
係にすることにより、ゲートガスの流れのバランスが、
各々の真空容器とガスゲートの間で最良の関係となり、
更にｉ型層の作製にバイアスを印加することとあいまっ
て、各々の半導体層作製用真空容器内でのグロー放電
が、長時間にわたって均一で安定であることと、ガスゲ
ートを通過する際に、各々の半導体層表面の状態が良好
になり、各半導体層間の界面が均一に安定して形成さ
れ、接合性が改善されるためと考えられる。本発明にお
いて、第１の導電型層、ｉ型層、ｉ型界面層、第２の導
電型層を作製する、ＲＦ及びマイクロ波グロー放電分解
法に適した原料ガスとして次のものが挙げられる。本発
明において使用されるＳｉ供給用の原料ガスとしては、
ＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ6，Ｓｉ3Ｈ8，Ｓｉ4Ｈ10等のガス状態
の、またはガス化し得る水素化珪素（シラン類）が有効
に使用されるものとして挙げられ、殊に、層作製作業の
扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＳｉＨ4，Ｓｉ2
Ｈ6が好ましいものとして挙げられる。本発明において
使用されるハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効な
のは、多くのハロゲン化合物が挙げられ、例えばハロゲ
ンガス、ハロゲン化物、ハロゲン間化合物、ハロゲンで
置換されたシラン誘導体等のガス状態の又はガス化し得
るハロゲン化合物が好ましく挙げられる。又、更には、
シリコン原子とハロゲン原子とを構成元素とするガス状
態の又はガス化し得る、ハロゲン原子を含む珪素化合物
も有効なものとして本発明においては挙げることができ
る。本発明において好適に使用し得るハロゲン化合物と
しては、具体的にはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロ
ゲンガス、ＢｒＦ，ＣｌＦ，ＣｌＦ3，ＢｒＦ5，ＢｒＦ
3，ＩＦ3，ＩＦ7，ＩＣｌ，ＩＢｒ等のハロゲン間化合
物を挙げることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合
物、いわゆる、ハロゲン原子で置換されたシラン誘導体
としては、具体的には例えばＳｉＦ4，Ｓｉ2Ｆ6，Ｓｉ
Ｃｌ4，ＳｉＢｒ4等のハロゲン化珪素が好ましいものと
して挙げることができる。本発明においては、ハロゲン
原子供給用の原料ガスとして上記されたハロゲン化合物
或いはハロゲン原子を含む珪素化合物が有効なものとし
て使用されるものであるが、その他に、ＨＦ，ＨＣｌ，
ＨＢｒ，ＨＩ等のハロゲン化水素、ＳｉＨ3Ｆ，ＳｉＨ2
Ｆ2，ＳｉＨＦ3，ＳｉＨ2Ｉ2，ＳｉＨ2Ｃｌ2，ＳｉＨＣ
ｌ3，ＳｉＨ2Ｂｒ2，ＳｉＨＢｒ3等のハロゲン置換水素
化珪素、等々のガス状態の或いはガス化し得る、水素原
子を構成要素の１つとするハロゲン化物も有効な原料ガ
スとして挙げることができる。これ等の水素原子を含む
ハロゲン化物は、層作製の際に作製される層中にハロゲ
ン原子の供給と同時に電気的或いは光電的特性の制御に
極めて有効な水素原子も供給されるので、本発明におい
ては好適なハロゲン原子供給用の原料ガスとして使用さ
れる。本発明において、水素原子供給用の原料ガスとし
ては、上記の他にＨ2、あるいはＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、Ｓ
ｉ3Ｈ8、Ｓｉ4Ｈ10等の水素化珪素が挙げられる。本発
明において、ゲルマニウム原子供給用ガスとしては、Ｇ
ｅＨ4、Ｇｅ2Ｈ6、Ｇｅ3Ｈ8，Ｇｅ4Ｈ10，Ｇｅ5Ｈ12，
Ｇｅ6Ｈ14，Ｇｅ7Ｈ16，Ｇｅ8Ｈ18，Ｇｅ9Ｈ20等の水素
化ゲルマニウムや、ＧｅＨＦ3、ＧｅＨ2Ｆ2、ＧｅＨ
3Ｆ，ＧｅＨＣｌ3，ＧｅＨ2Ｃｌ2，ＧｅＨ3Ｃｌ，Ｇｅ
ＨＢｒ3，ＧｅＨ2Ｂｒ2，ＧｅＨ3Ｂｒ，ＧｅＨＩ3，Ｇ
ｅＨ2Ｉ2，ＧｅＨ3Ｉ等の水素化ハロゲン化ゲルマニウ
ム等の水素原子を構成要素の１つとするハロゲン化物、
ＧｅＦ4、ＧｅＣｌ4、ＧｅＢｒ4、ＧｅＩ4、ＧｅＦ2、
ＧｅＣｌ2、ＧｅＢｒ2，ＧｅＩ2等のハロゲン化ゲルマ
ニウム等のゲルマニウム化合物が挙げられる。炭素原子
供給用の原料となる炭素原子含有化合物としては、例え
ば炭素数１〜４の飽和炭化水素、炭素数２〜４のエチレ
ン系炭化水素、炭素数２〜３のアセチレン系炭化水素等
が挙げられる。具体的には、飽和炭化水素としては、メ
タン（ＣＨ4），エタン（Ｃ2Ｈ6），プロパン（Ｃ
3Ｈ8），ｎ−ブタン（ｎ−Ｃ4Ｈ10），ペンタン（Ｃ5Ｈ
12），エチレン系炭化水素としては、エチレン（Ｃ
2Ｈ4），プロピレン（Ｃ3Ｈ6），ブテンー１（Ｃ
4Ｈ8），ブテンー２（Ｃ4Ｈ8），イソブチレン（Ｃ
4Ｈ8），ペンテン（Ｃ5Ｈ10），アセチレン系炭化水素
としては，アセチレン（Ｃ2Ｈ2），メチルアセチレン
（Ｃ3Ｈ4），ブチン（Ｃ4Ｈ6）等が挙げられる。Ｓｉと
ＣとＨとを構成原子とする原料ガスとしては、Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3）4、Ｓｉ（Ｃ2Ｈ4）4等の珪化アルキルを挙げるこ
とができる。第ＩＩＩ族原子又は第Ｖ族原子を含有する
層を作製するのにグロー放電を用いる場合、該層作製用
の原料ガスとなる出発物質は、前記したシリコン原子用
の出発物質の中から適宜選択したものに、第ＩＩＩ族原
子又は第Ｖ族原子原子供給用の出発物質が加えられたも
のである。そのような第ＩＩＩ族原子又は第Ｖ族原子供
給用の出発物質としては、第ＩＩＩ族原子又は第Ｖ族原
子を構成原子とするガス状態の物質又はガス化し得る物
質をガス化したものであれば、いずれのものであっても
よい。本発明において第ＩＩＩ族原子供給用の出発物質
として有効に使用されるものとしては、具体的には硼素
原子供給用として、Ｂ2Ｈ6、Ｂ4Ｈ10，Ｂ5Ｈ9、Ｂ
5Ｈ11，Ｂ6Ｈ10，Ｂ6Ｈ12，Ｂ6Ｈ14等の水素化硼素、Ｂ
Ｆ3、ＢＣｌ3，ＢＢｒ3等のハロゲン化硼素等を挙げる
ことができるが、この他ＡｌＣｌ3，ＧａＣｌ3，ＩｎＣ
ｌ3，ＴｌＣｌ3等も挙げられることができる。本発明に
おいて第Ｖ族原子供給用の出発物質として、有効に使用
されるものとしては、具体的には燐原子供給用として
は、ＰＨ3、Ｐ2Ｈ4等の水素化燐、ＰＨ4Ｉ，ＰＦ3、Ｐ
Ｆ5、ＰＣｌ3，ＰＣｌ5，ＰＢｒ3、ＰＢｒ5、ＰＩ3，Ａ
ｓＨ3、ＡｓＦ3、ＡｓＣｌ3，ＡｓＢｒ3、ＡｓＦ5、Ｓ
ｂＨ3、ＳｂＦ3、ＳｂＦ5、ＳｂＣｌ3，ＳｂＣｌ5，Ｂ
ｉＨ3、ＢｉＣｌ3，ＢｉＢｒ3、Ｎ2、ＮＨ3、Ｈ2ＮＮＨ
2、ＨＮ3、ＮＨ4Ｎ3、Ｆ3Ｎ、Ｆ4Ｎ2等もあげることが
できる。本発明において、酸素原子供給用ガスとして
は、酸素（Ｏ2），オゾン（Ｏ3），一酸化窒素（Ｎ
Ｏ），二酸化窒素（ＮＯ2）、一二酸化窒素（Ｎ2Ｏ）、
三二酸化窒素（Ｎ2Ｏ3），四三酸化窒素（Ｎ3Ｏ4），五
二酸化窒素（Ｎ2Ｏ5），三酸化窒素（ＮＯ3），シリコ
ン原子（Ｓｉ）と酸素原子（Ｏ）と水素原子（Ｈ）とを
構成原子とする例えば、ジシロキサン（Ｈ3ＳｉＯＳｉ
Ｈ3），トリシロキサン（Ｈ3ＳｉＯＳｉＨ2ＯＳｉＨ3）
等の低級シロキサン等を挙げることができる。本発明に
おいて、窒素原子供給用ガスとしては、窒素（Ｎ2），
アンモニア（ＮＨ3），ヒドラジン（Ｈ2ＮＮＨ2），ア
ジ化水素（ＨＮ3）、アンモニウム（ＮＨ4Ｎ3）等のガ
ス状のまたはガス化し得る窒素、窒素物及びアジ化物等
の窒素化合物を挙げることができる。この他に、窒素原
子の供給に加えて、ハロゲン原子の供給も行えるという
点から、三弗化窒素（Ｆ3Ｎ），四弗化窒素（Ｆ4Ｎ2）
等のハロゲン化窒素化合物を挙げることができる。
【実施例】以下に、本発明の堆積膜形成方法、光起電力
素子及び光起電力素子の連続的形成方法について詳細に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 （実施例１）まず、図３に示すＤＣマグネトロンスパッ
タリング装置により、基板上に銀（Ａｇ）の光反射層を
作製した。図３において、３０２は５０ｍｍ角、厚さ
１．０ｍｍ、表面に鏡面加工を施したステンレス（ＳＵ
Ｓ４３０）基板であり、アセトン（ＣＨ3 ＯＣＨ3 ）で
１０分間、イソプロパノール（ＣＨ3 ＣＨＯＨＣＨ3 ）
で１０分間の超音波洗浄を行い、８０℃で３０分間の温
風乾燥を行ったものである。図中３０４は、純度９９．
９９９％の銀（Ａｇ）のターゲットであり、絶縁性支持
体３０５で堆積室３０１より絶縁されている。３１４、
３１５はガス導入バルブであり、それぞれ不図示のアル
ゴン（Ａｒ）ボンベ（純度９９．９９９９％）、酸素
（Ｏ2 ）ガスボンベ（純度９９．９９９％）に接続され
ている。まず、堆積室３０１内を不図示の真空ポンプに
より排気し、真空計３１４の読みが約１×１０-6Ｔｏｒ
ｒになった時点で、ガス導入バルブ３１４を除々に開い
て、Ａｒガス流量が１０ｓｃｃｍとなるようにマスフロ
ーコントローラー３１６で調整し、堆積室３０１内の圧
力が８ｍＴｏｒｒとなるように、真空計３１２を見なが
らコンダクタンスバルブ（バタフライ型）３１３の開口
を調整した。その後、ＤＣ電源３０６の電圧を−４００
Ｖに設定して、ターゲット３０４にＤＣ電力を導入し、
ＤＣグロー放電を生起させた。５分経過した後にシャッ
ター３０７を開けて、基板３０２上に光反射層の作製を
開始し、層厚０．３μｍの光反射層を作製したところで
シャッター３０７を閉じ、ＤＣ電源３０６の出力を切
り、ＤＣグロー放電を止めた。 次に、ガス導入バルブ
３１４を閉じて、堆積室３０１内へのＡｒガスの流入を
止めた。次にＡｇの光反射層の上に酸化亜鉛（ＺｎＯ）
の光反射増加層を作製した。図中３０８は、純度９９．
９９％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）ターゲットであり、絶縁性
支持体３０９で堆積室３０１より絶縁されている。まず
基板温度が３５０℃になるように加熱ヒーターを設定
し、基板３０２が十分加熱されたところで、ガス導入バ
ルブ３１４、３１５を除々に開いて、Ａｒガス流量が２
５ｓｃｃｍ、Ｏ2 ガス流量が１ｓｃｃｍとなるようにマ
スフローコントローラー３１６、３１７を調整し、堆積
室３０１内の圧力が８ｍＴｏｒｒとなるように、コンダ
クタンスバルブ３１３の開口を調整した。 その後、Ｄ
Ｃ電源３１０の電圧を−４００Ｖに設定して、ＺｎＯの
ターゲット３０８にＤＣ電力を導入し、ＤＣグロー放電
を生起させた。５分経過した後にシャッター３１１を開
けて、Ａｇの光反射層の上にＺｎＯの光反射増加層の作
製を開始し、層厚１．０μｍの光反射増加層を作製した
ところでシャッター３１１を閉じ、ＤＣ電源３１０の出
力を切り、ＤＣグロー放電を止め、加熱ヒーターの電源
を切った。 次に、Ａｒガスの流量が１００ｓｃｃｍと
なるようにマスフローコントロラー３１６を調整し、コ
ンダクタンスバルブ３１３を閉じて、堆積室３０１を除
々にリークした。次に、図１（ａ）に示す原料ガス供給
装置１０２０と堆積装置１００からなる本発明のグロー
放電分解法を用いた製造装置により、光反射増加層上に
非単結晶シリコン系半導体層を作製した。図１（ａ）に
おいて、１０７１〜１０７６のガスボンベには、本発明
の非単結晶半導体層を作製するための原料ガスが密封さ
れており、１０７１はＳｉＨ4 ガス（純度９９．９９９
％）ボンベ、１０７２はＨ2 ガス（純度９９．９９９９
％）ボンベ、１０７３はＨ2 ガスで１％に希釈されたＰ
Ｈ3 ガス（純度９９．９９％、以下「ＰＨ3 ／Ｈ2 」と
略記する）ボンベ、１０７４はＨ2 ガスで１％に希釈さ
れたＢ2 Ｈ6 ガス（純度９９．９９％、以下「Ｂ2 Ｈ6
／Ｈ2 」と略記する）ボンベ、１０７５はＣＨ4 ガス
（純度９９．９９９９％）ボンベ、１０７６はＧｅＨ4
ガス（純度９９．９９％）ボンベである。 また、あら
かじめ、ガスボンベ１０７１〜１０７６を取り付ける際
に、各々のガスを、バルブ１０５１〜１０５６から流入
バルブ１０３１〜１０３６のガス配管内に導入し、圧力
調整器１０６１〜１０６６により各ガス圧力を約２Ｋｇ
／ｃｍ2 に調整した。まず、前述した方法により光反射
層と光反射増加層が形成されている基板１０４の裏面を
加熱ヒーター１０５に密着させた。 次に、流入バルブ
１０３１〜１０３６、堆積室１０１のリークバルブ１０
９が閉じられていることを確認し、また、流出バルブ１
０４１〜１０４６、補助バルブ１０８が開かれているこ
とを確認して、コンダクタンス（バタフライ型）バルブ
１０７を全開にして、不図示の真空ポンプにより堆積室
１０１及びガス配管内を排気し、真空計１０６の読みが
約１×１０-4Ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ１０
８、流出バルブ１０４１〜１０４６を閉じた。次に、流
入バルブ１０３１〜１０３６を除々に開けて、各々のガ
スをマスフローコントローラー１０２１〜１０２６内に
導入した。以上のようにして成膜の準備が完了した後、
基板１０４上に、ｎ型、ｉ型、ｐ型の非単結晶シリコン
系半導体層を行なった。ｎ型層を作製するには、基板１
０４の温度が３８０℃になるように加熱ヒーター１０５
を設定し、基板が十分加熱されたところで補助バルブ１
０８、流出バルブ１０４１〜１０４３を除々に開いて、
ＳｉＨ4 ガス、Ｈ2 ガス、ＰＨ3 ／Ｈ2ガスをガス導入
管１０３を通じて堆積室１０１内に流入させた。 この
時、ＳｉＨ4 ガス流量が１００ｓｃｃｍ、Ｈ2 ガス流量
が１００ｓｃｃｍ、ＰＨ3 ／Ｈ2ガス流量が３００ｓｃ
ｃｍとなるように各々のマスフローコントローラー１０
２１〜１０２３で調整した。 堆積室１０１内の圧力
は、３０ｍＴｏｒｒとなるように真空計１０６を見なが
らコンダクタンスバルブ１０７の開口を調整した。その
後、不図示のμＷ電源の電力を０．１０Ｗ／ｃｍ3 に設
定し、不図示の導波管、導波部１１０及び誘電体窓１０
２を通じて堆積室１０１内にμＷ電力を導入し、グロー
放電を生起させ、光反射増加層上にｎ型層の作製を開始
し、層厚０．０４μｍのｎ型層を作製したところでμＷ
グロー放電を止めた。流出バルブ１０４１、１０４３を
閉じて、堆積室１０１内へのＳｉＨ4 ガス、ＰＨ3 ／Ｈ
2 ガス流入を止め、ｎ型層の作製を終えた。５分間堆積
室１０１内へＨ2 ガスを流し続けたのち、流出バルブ１
０４２を閉じ、堆積室１０１内およびガス配管内を真空
排気した。次に、ｉ型層を作製するには、基板１０４の
温度が３５０℃になるように加熱ヒーター１０５を設定
し、基板が十分加熱されたことろで流出バルブ１０４
１，１０４２を徐々に開いて、ＳｉＨ4 ガス、Ｈ2 ガス
をガス導入管１０３を通じて堆積室１０１内に流入させ
た。この時ＳｉＨ4 ガス流量が２００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガ
ス流量が１００ｓｃｃｍとなるように各々のマスフロー
コントローラー１０２１、１０２２で調整した。堆積室
１０１内の圧力は、５ｍＴｏｒｒとなるように真空計１
０６を見ながらコンダクタンスバルブ１０７の開口を調
整した。次に、高周波（ＲＦ）電源を０．４０Ｗ／ｃｍ
3 設定し、バイアス棒１０１２に印加した。その後、不
図示のμＷ電源の電力を０．２０Ｗ／ｃｍ3 に設定し、
不図示の導波管、導波部１１０及び誘電体窓１０２を通
じて堆積室１０１内にμＷ電力を導入し、グロー放電を
生起させ、ｎ型層上にｉ型層の作製を開始し、層圧０．
３２μｍのｉ型層を作製したことろでμＷグロー放電を
止め、バイアス電源１１１の出力を切り、ｉ型層の作製
を終えた。流出バルブ１０４１を閉じて、堆積室１０１
内へのＳｉＨ4 ガスの流出を止め、５分間堆積室１０１
内へＨ2 ガスを流し続けたのち、流出バルブ１０４２を
閉じ、堆積室１０１内およびガス配管内を真空排気し
た。ｐ型層を作製するには、基板１０４の温度が２５０
℃になるように加熱ヒーター１０５を設定し、基板が十
分加熱されたことろで流出バルブ１０４１、１０４２、
１０４４を徐々に開いて、ＳｉＨ4 ガス、Ｈ2 ガス、Ｂ
2 Ｈ6 ／Ｈ2 ガスをガス導入管１０３を通じて堆積室１
０１内に流入させた。この時、ＳｉＨ4 ガス流量が１０
ｓｃｃｍ、Ｈ2 ガス流量が５００ｓｃｃｍ、Ｂ2 Ｈ6 ／
Ｈ2 ガス流量が５ｓｃｃｍとなるように各々のマスフロ
ーコントローラー１０２１、１０２２、１０２４で調整
した。堆積室１０１内の圧力は、２０ｍＴｏｒｒとなる
ように真空計１０６を見ながらコンダクタンスバルブ１
０７の開口を調整した。その後、不図示のμＷ電源の電
力を０．４０Ｗ／ｃｍ3 に設定し、不図示の導波管、導
波部１１０及び誘電体窓１０２を通じて堆積室１０１内
にμＷ電力を導入し、グロー放電を生起させ、ｉ型層上
にｐ型層の作製を開始し、層厚０．０１μｍのｐ型層を
作製したところでグロー放電を止め、流出バルブ１０４
１、１０４２、１０４４及び補助バルブ１０８閉じて、
堆積室１０１内へのガス流入を止め、ｐ型層の作製を終
えた。堆積室１０１内およびガス配管内を十分に真空排
気し、リークバルブ１０９を開けて堆積室１０１内をリ
ークした。次に、ｐ型層上に、透明電極として、層厚
０．０８μｍのＩＴＯ（Ｉｎ2 Ｏ3＋ＳｎＯ2 ）を図４
の抵抗加熱真空蒸着装置にて蒸着した。図４において、
４０２はＡｇ反射層、ＺｎＯ反射増加層、非単結晶シリ
コン系半導体層が形成された、上記の基板であり、４０
４は、純度９９．９９％のインジウム−錫合金（Ｉｎ：
Ｓｎ＝１：１）の粒状蒸着源であり、４１０はガス導入
バルブであり、不図示の酸素（Ｏ2 ）ボンベ（純度９
９．９９９％）に接続されている。まず、堆積室４０１
内を不図示の真空ポンプにより排気し、真空計４０８の
読みが約１×１０-5Ｔｏｒｒになった時点で、基板４０
２の温度が１６０℃になるように加熱ヒータ４０３を設
定し、基板が十分加熱されたことろでガス導入バルブ４
１０を徐々に開いて、酸素ガス流量が３０ｓｃｃｍとな
るようにマスフローコントローラー４１１で調整し、堆
積室４０１内の圧力が約３ｘ１０-4Ｔｏｒｒとなるよう
に、真空計４０８を見ながらコンダクタンスバルブ（バ
タフライ型）４０９の開口を調整した。その後、ＡＣ電
源４０６を入れ、蒸着源を加熱蒸発させ、５分経過した
後にシャッター４０７を開けて、基板４０２上に形成さ
れたｐ型層上に透明電極の作製を開始し、層厚０．０８
μｍの透明電極を作製したことろでシャッター４０７を
閉じ、ＡＣ電源４０６と加熱ヒーターの電源を切り、真
空蒸着を終えた。次に、ガス導入バルブ４１０を閉じ
て、堆積室４０１内を不図示の真空ポンプにより排気
し、真空計４０８の読みが約１×１０-5Ｔｏｒｒになっ
たところで、リークバルブ４１２を開け、堆積室４０１
内をリークした。さらに透明電極上にクロム（Ｃｒ）か
らなる層厚１０μｍの櫛型集電電極を図４の抵抗加熱真
空蒸着装置を用いて蒸着した。まず透明電極が形成され
た表面上に図５に示したのニッケル製のマスクを乗せ、
図４のように裏面を加熱ヒーターに密着させた。４０４
を純度９９．９９％のクロム（Ｃｒ）の粒状蒸着源に交
換した。堆積室４０１内を不図示の真空ポンプにより排
気し、真空計４０８の読みが約１×１０-5Ｔｏｒｒにな
った時点で、ＡＣ電源４０６を入れ、蒸着源を加熱蒸発
させ、５分経過した後にシャッター４０７を開けて、透
明電極上に櫛型集電電極の作製を開始し、層厚１０μｍ
作製したところでシャッター４０７を閉じ、ＡＣ電源４
０６を切り、真空蒸着を終えた。次に、不図示の真空ポ
ンプにより排気し、真空計４０８の読みが約１×１０-5
Ｔｏｒｒになったところで、リークバルブ４１２を開
け、堆積室４０１内をリークし、基板４０２を取り出し
た。以上で非単結晶シリコン系半導体太陽電池の作製を
終えた。この太陽電池を（Ｎｏ．実−１）と呼ぶことに
する。 （比較例１−１）ｉ型層を形成する際に投入されるμＷ
電力とＲＦ電力をいろいろと変え、他の条件は実施例１
と同じにして非単結晶シリコン系半導体太陽電池の作製
を行った。図６はμＷ電力と堆積速度の関係で、μＷ電
力が０．３２Ｗ／ｃｍ3 以上では堆積速度が上がってお
らず、この電力で原料ガスであるＳｉＨ4 ガスが１００
％分解されていることが分かった。ＡＭ１．５（１００
ｍＷ／ｃｍ2 ）光を照射したときの太陽電池の光電変換
効率η（太陽電池の光起電力／単位時間あたりの入射光
エネルギー）を測定したところ、図７に示すような結果
となった。この図中の曲線は実施例１の光電変換効率を
１とした場合の各太陽電池の光電変換効率の割合を示す
ための包絡線である。図からわかるように、μＷ電力が
ＳｉＨ4 ガスを１００％分解するμＷ電力（０．３２Ｗ
／ｃｍ3 ）以下で、かつＲＦ電力がμＷ電力より大きい
とき光電変換効率ηは大幅に向上していることが分かっ
た。 （比較例１−２）実施例１でｉ型層を形成する際、堆積
室１０１に導入するガスの流量をＳｉＨ4 ガス１００ｓ
ｃｃｍに変更し、Ｈ2 ガスは導入せず、他の条件は実施
例１、比較例１−１と同じにして、μＷ電力とＲＦ電力
をいろいろ変えて図２の非単結晶半導体太陽電池の作製
を行った。実施例１と同様にμＷ電力と堆積速度の関係
を調べたところ、μＷ電力が０．１８Ｗ／ｃｍ3以上で
は堆積速度が上がっておらず、この電力で原料ガスであ
るＳｉＨ4 ガスが１００％分解されていることが分かっ
た。また、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2 ）光を照射
したときの太陽電池の光電変換効率η（太陽電池の光起
電力／単位時間あたりの入射光エネルギー）を測定した
ところ、図７と同様な傾向を示す結果となった。すなわ
ち、μＷ電力がＳｉＨ4 ガスを１００％分解するμＷ電
力（０．１８Ｗ／ｃｍ3 ）以下で、かつＲＦ電力がμＷ
電力より大きいとき光電変換効率ηは大幅に向上しいる
ことが分かった。 （比較例１−３）実施例１でｉ型層を形成する際、堆積
室１０１に導入するガスの流量をＳｉＨ4 ガス３００ｓ
ｃｃｍ、Ｈ2 ガス５００ｓｃｃｍに変更し、さらに基板
温度が３００℃になるように加熱ヒーターの設定を変更
して他の条件は実施例１、比較例１−１と同じにして、
μＷ電力とＲＦ電力をいろいろ変えて図２の非単結晶半
導体太陽電池の作製を行った。実施例１と同様にμＷ電
力と堆積速度の関係を調べたところ、μＷ電力が０．５
１Ｗｃｍ3 以上では堆積速度が上がっておらず、この電
力で原料ガスであるＳｉＨ4 ガスが１００％分解されて
いることが分かった。またＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃ
ｍ2 ）光を照射したときの太陽電池の光電変換効率η
（太陽電池の光起電力／単位時間あたりの入射光エネル
ギー）を測定したことろ、図７と同様な傾向を示す結果
となった。すなわち、μＷ電力がＳｉＨ4 ガスを１００
％分解するμＷ電力（０．５１Ｗ／ｃｍ3 ）以下で、か
つＲＦ電力がμＷ電力より大きいとき光電変換効率ηは
大幅に向上していることがわかった。 （比較例１−４）実施例１でｉ型層を形成する際、堆積
室１０１に導入するガスの流量をＳｉＨ4 ガス２００ｓ
ｃｃｍ、Ｈ2 ガスは導入せず、さらに圧力を１０ｍＴｏ
ｒｒに変更して他の条件は実施例１、比較例１−１と同
じにして、μＷ電力とＲＦ電力をいろいろ変えて図２の
非単結晶半導体太陽電池の作製を行った。実施例１と同
様にμＷ電力と堆積速度の関係を調べたところ、μＷ電
力が、０．３１Ｗ／ｃｍ3 以上では堆積速度が上がって
おらず、この電力で原料ガスであるＳｉＨ4 が１００％
分解されていることが分かった。ＡＭ１．５（１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2 ）光を照射したときの太陽電池の光電変換効
率η（太陽電池の光起電力／単位時間あたりの入射光エ
ネルギー）を測定したところ、図７と同様な傾向を示す
結果となった。すなわち、μＷ電力がＳｉＨ4 ガスを１
００％分解するμＷ電力（０．３１Ｗ／ｃｍ3 ）以下
で、かつＲＦ電力がμＷ電力より大きいと光電変換効率
ηは大幅に向上していることが分かった。 （比較例１−５）実施例１でｉ型層を形成する際、圧力
を３ｍＴｏｒｒから２００ｍＴｏｒｒまでいろいろ変
え、他の条件は実施例１と同じにして、図２の非単結晶
半導体太陽電池の作製を行った。ＡＭ１．５（１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2 ）光を照射したときの太陽電池の光電変換効
率η（太陽電池の光起電力／単位時間あたりの入射光エ
ネルギー）を測定したところ、図１４のような結果とな
り、圧力が５０ｍＴｏｒｒ以上では大幅に光電変換効率
が減少していることが分かった。実施例１、比較例１−
１〜５の非単結晶半導体層の作製条件を表１にまとめて
記す。以上、実施例１、比較例１−１〜５に見られるよ
うに本発明の効果は５０ｍＴｏｒｒ以下の圧力に対して
原料ガス流量、基板温度、圧力に依存せず発揮されるこ
とが分かった。 （実施例２）本発明の堆積膜形成方法を用いて、ｉ型層
に非単結晶シリコンゲルマニウムを用いた図２の非単結
晶シリコン系半導体太陽電池の作製した。実施例１でｉ
型層を形成する際、堆積室１０１に導入するガスの流量
をＳｉＨ4 ガス１００ｓｃｃｍ、Ｈ2 ガス３００ｓｃｃ
ｍ、さらにＧｅＨ4 ガス５０ｓｃｃｍとし、基板温度を
３６０℃、圧力を８ｍＴｏｒｒ、μＷ電力を０．１６Ｗ
／ｃｍ3 、ＲＦ電力を０．３２Ｗ／ｃｍ3 、層厚０．２
２μｍに変更して他の条件は実施例１と同じにして、図
２の非単結晶シリコン系半導体太陽電池の作製を行っ
た。この太陽電池を（Ｎｏ．実−２）と呼ぶことにす
る。 （比較例２−１）ｉ型層に非単結晶シリコンゲルマニウ
ムを用いた従来の非単結晶シリコン系半導体太陽電池を
作製した。ｉ型層を形成する際、μＷ電力を０．１６Ｗ
／ｃｍ3 、ＲＦ電力を０．１０Ｗ／ｃｍ3 他の条件は実
施例２と同じにした。この太陽電池を（Ｎｏ．比−２−
１）と呼ぶことにする。こられの太陽電池の光電変換効
率を比較例１−１と同様な方法を用いて求めたところ、
本発明の方法を用いた（Ｎｏ．実−２）のほうが（Ｎ
ｏ．比−２−１）よりも、約１．３倍優れていることが
わかった。さらにこれらの太陽電池の光劣化特性を調べ
た。まず、（Ｎｏ．実−２）と（Ｎｏ．比−２−１）を
作製し、比較例１−１と同様な方法を用いてその初期光
電変換効率（η0 ）を求め、最大電力を発生する負荷を
接続し、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2） 光を５００
時間照射した後に光電変換効率（η0 ）を求め光劣化率
（ηd／η0 ）を求めた。その結果、本発明の方法を用
いた（Ｎｏ．実−２）のほうが（Ｎｏ．比−２−１）よ
りも約１．２倍優れていることが分かった。さらにこれ
らの太陽電池の環境試験特性を調べた。まず、（Ｎｏ．
実−２）と（Ｎｏ．比−２−１）を作製し、その初期光
電変換効率（η0 ）を求めておいた。次に温度８５℃、
湿度８５％の暗所に４時間放置し、温度−４０℃まで３
０分間かけて急冷し、この温度で１時間放置し、３０分
間かけて温度８５℃、湿度８５％まで急加熱した。この
ようなサイクルを合計３０回繰り返した後、室温で光電
変換効率（η0 ）を測定し、環境試験劣化率（ηk／η0
）を求めた。その結果、本発明の方法を用いた（Ｎ
ｏ．実−２）の方が（Ｎｏ．比−２−１）よりも約１．
３倍優れていることが分かった。さらにこれらの太陽電
池の密着試験特性を調べた。まず、基板を厚さ０．２ｍ
ｍにし、比較例１−１と同様な方法を用いて、（Ｎｏ．
実−２）と（Ｎｏ．比−２−１）を作製し、その初期光
電変換効率（η0 ）を求めておいた。次に基板の端を固
定し、他の端に力を加えることによって基板を１秒間か
けて曲率半径５０ｍｍまで曲げ、１秒間この状態を保持
し、１秒間かけてもとの状態まで戻し、さらに逆の方向
に力を加え、１秒間かけて曲率半径５０ｍｍまで曲げ、
１秒間この状態を保持し、さらに１秒間かけてもとの状
態に戻した。このサイクルを合計１００００回繰り返し
た。光学顕微鏡を用いて層が剥がれている領域を調べた
ところ、（Ｎｏ．実−２）の方が（Ｎｏ．比−２−１）
の約３００分の１であった。さらに光電変換効率（η0
）を測定し、密着試験劣化率（ηm／η0 ）を求めた。
その結果、本発明の方法を用いた（Ｎｏ．実−２）のほ
うが（Ｎｏ．比−２−１）よりも約１．４倍優れている
ことが分かった。 （比較例２−２）ｉ型層に非単結晶シリコンゲルマニウ
ムを用いた従来の非単結晶シリコン系半導体太陽電池を
作製した。ｉ型層を形成する際、μＷ電力を０．４０Ｗ
／ｃｍ3 、ＲＦ電力を０．１０Ｗ／ｃｍ3 他の条件は実
施例２と同じにした。この太陽電池を（Ｎｏ．比−２−
２）と呼ぶことにする。これらの太陽電池の光電変換効
率を比較例１−１と同様な方法を用いて求めたところ、
本発明の方法を用いた（Ｎｏ．実−２）のほうが（Ｎ
ｏ．比−２−２）よりも約１．７倍優れていることが分
かった。さらにこれらの太陽電池の光劣化特性を調べた
ところ、本発明の方法を用いた（Ｎｏ．実−２）のほう
が（Ｎｏ．比−２−２）よりも約１．５倍優れているこ
とが分かった。さらにこれらの太陽電池の環境試験特性
を調べたところ、本発明の方法を用いた（Ｎｏ．実−
２）のほうが（Ｎｏ．比−２−２）よりも約１．５倍優
れていることが分かった。さらにこれらの太陽電池の密
着試験特性を調べたところ、本発明の方法を用いた（Ｎ
ｏ．実−２）のほうが（Ｎｏ．比−２−２）よりも、約
１．６倍優れていることが分かった。 （比較例２−３）ｉ型層に非単結晶シリコンゲルマニウ
ムを用いた従来の非単結晶シリコン系半導体太陽電池を
作製した。ｉ型層を形成する際、μＷ電力を０．４０Ｗ
／ｃｍ3 ＲＦ電力を０．５０Ｗ／ｃｍ3 他の条件は実施
例２と同じにした。この太陽電池を（Ｎｏ．比−２−
３）と呼ぶことにする。これらの太陽電池の光電変換効
率を比較例１−１と同様な方法を用いて求めたところ、
本発明の方法を用いた（Ｎｏ．実−２）のほうが（Ｎ
ｏ．比−２−３）よりも、約１．３倍優れていることが
分かった。さらにこれらの太陽電池の光劣化特性を調べ
たところ、本発明の方法を用いた（Ｎｏ．実−２）のほ
うが（Ｎｏ．比−２−３）よりも約１．２倍優れている
ことが分かった。さらにこれらの太陽電池の環境試験特
性を調べたところ、本発明の方法を用いた（Ｎｏ．実−
２）のほうが（Ｎｏ．比−２−３）よりも約１．２倍優
れていることが分かった。さらにこれらの太陽電池の密
着試験特性を調べたところ、本発明の方法を用いた（Ｎ
ｏ．実−２）のほうが（Ｎｏ．比−２−３）よりも約
１．３倍優れていることが分かった。実施例２、比較例
２−１〜３の非単結晶シリコン系半導体層の作製条件と
光電変換効率を表２にまとめて記す。以上の測定結果よ
り、本発明の方法を用いた太陽電池が、従来の太陽電池
に対して優れた特性を有することが判明し、本発明の効
果が実証された。 （実施例３）本発明の堆積膜形成方法を用いて、ｎ型層
に非単結晶シリコンを用いた図２の非単結晶シリコン系
半導体太陽電池の作製した。実施例１でｎ型層を形成す
る際、堆積室１０１に導入するガスの流量をＳｉＨ4 ガ
ス１００ｓｃｃｍ、Ｈ2 ガス３００ｓｃｃｍ、ＰＨ3 ／
Ｈ2 ガス１００ｓｃｃｍ、さらにＣＨ4 ガス２０ｓｃｃ
ｍとし、基板温度３６０℃、圧力を１０ｍＴｏｒｒ、μ
Ｗ電力を０．２５Ｗ／ｃｍ3 、ＲＦ電力を０．３２Ｗ／
ｃｍ3 、層厚０．０２μｍに変更して他の条件は実施例
１と同じにして、図２の非単結晶シリコン系半導体太陽
電池の作製を行った。この太陽電池を（Ｎｏ．実−３）
と呼ぶことにする。 （比較例３−１）ｎ型層に非単結晶シリコンを用いた従
来の非単結晶シリコン系半導体太陽電池を作製した。ｎ
型層を形成する際、μＷ電力を０．２５Ｗ／ｃｍ3 、Ｒ
Ｆ電力を０．１０Ｗ／ｃｍ3 他の条件は実施例３と同じ
にした。この太陽電池を（Ｎｏ．比−３−１）と呼ぶこ
とにする。これらの太陽電池の光電変換効率を比較例１
−１と同様な方法を用いて求めたところ、本発明の方法
を用いた（Ｎｏ．実−３）のほうが（Ｎｏ．比−３−
１）よりも、約１．２倍優れていることが分かった。 （比較例３−２）ｎ型層に非単結晶炭化シリコンを用い
た従来の非単結晶シリコン系半導体太陽電池を作製し
た。ｎ型層を形成する際、μＷ電力を０．４０Ｗ／ｃｍ
3 、ＲＦ電力を０．１０Ｗ／ｃｍ3 他の条件は実施例３
と同じにした。この太陽電池を（Ｎｏ．比−３−２）と
呼ぶことにする。これらの太陽電池の光電変換効率を比
較例１−１と同様な方法を用いて求めたところ、本発明
の方法を用いた（Ｎｏ．実−３）のほうが（Ｎｏ．比−
３−２）よりも約１．６倍優れていることが分かった。 （比較例３−３）ｎ型層に非単結晶シリコンを用いた従
来の非単結晶シリコン系半導体太陽電池を作製した。ｎ
型層を形成する際、μＷ電力を０．４０Ｗ／ｃｍ3 、Ｒ
Ｆ電力を０．５０Ｗ／ｃｍ3 他の条件は実施例３と同じ
にした。この太陽電池を（Ｎｏ．比−３−３）と呼ぶこ
とにする。これらの太陽電池の光電変換効率を比較例１
−１と同様な方法を用いて求めたところ、本発明の方法
を用いた（Ｎｏ．実−３）のほうが（Ｎｏ．比−３−
２）よりも約１．２倍優れていることが分かった。実施
例３、比較例３−１〜３の非単結晶シリコン系半導体層
の作製条件と光電変換効率を表３にまとめて記す。以上
の測定結果より、本発明の方法を用いた太陽電池が、従
来の太陽電池に対して優れた特性を有することが判明
し、本発明の効果が実証された。 （実施例４）本発明の堆積膜形成方法を用いて、図８の
ダンデム型非単結晶シリコン系半導体太陽電池の作製を
した。まず、実施例１と同様に図３に示すＤＣマグネト
ロンスパッタリング装置により、基板上に層厚０．３μ
ｍの銀（Ａｇ）の光反射層を作製した。次に実施例１と
同様にＡｇの光反射層の上に酸化亜鉛（ＺｎＯ）の光反
射増加層を作製した。続いて、実施例１と同様に図１
（ａ）に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装置１０
０からなる本発明のグロー放電分解法を用いた製造装置
により、光反射増加層上に非単結晶シリコン系半導体層
を作製した。まず光反射増加層上に第１のｎ型導電層を
形成し、さらに第１のｉ型層、第１のｐ型導電層、第２
のｎ型導電層、第２のｉ型層、第２のｐ型導電層を順次
形成した。各非単結晶シリコン系半導体層の作製条件は
表４に示す。次に、第２のｐ型層上に、実施例１と同様
に透明電極として層厚０．０８μｍのＩＴＯ（Ｉｎ2 Ｏ
3 ＋ＳｎＯ2 ）を図４の抵抗加熱真空蒸着装置にて蒸着
した。次に実施例１と同様に透明電極上にクロム（Ｃ
ｒ）からなる層厚１０μｍの櫛型集電電極を図４の抵抗
加熱真空蒸着装置を用いて蒸着した。以上でタンデム型
非単結晶シリコン系半導体縦の作製を終えた。この太陽
電池を（Ｎｏ．実−４）と呼ぶことにする。 （比較例４）第１のｉ型層と第２のｉ型層に従来のｉ型
層を用いて非単結晶シリコン半導体太陽電池をいくつか
作製した。これらの太陽電池を総称して（Ｎｏ．比−
４）とする。実施例１と同様に各太陽電池の光電変換効
率を測定したところ、（Ｎｏ．実−４）のほうが（Ｎ
ｏ．比−４）よりも優れていた。以上の測定結果より、
本発明の方法を用いた太陽電池が、従来の太陽電池に対
して優れた特性を有することが判明し、本発明の効果が
実証された。 （実施例５）本発明の堆積膜形成方法を用いて、図９の
トリプル型非単結晶シリコン系半導体太陽電池の作製を
した。まず、実施例１と同様に図３に示すＤＣマグネト
ロンスパッタリング装置により、基板上に層厚０．３μ
ｍの銀（Ａｇ）の光反射層を作製した。次に実施例１と
同様にＡｇの光反射層の上に酸化亜鉛（ＺｎＯ）の光反
射増加層を作製した。次に、実施例１と同様に図１
（ａ）に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装置１０
０からなる本発明のグロー放電分解法を用いた製造装置
により、光反射増加層上に非単結晶シリコン系半導体層
を作製した。まず光反射増加層上に第１のｎ型導電層を
形成し、さらに第１のｉ型層、第１のｐ型伝動層、第２
のｎ型導電層第２のｉ型層、第２のｐ型導電層、第３の
ｎ型導電層、第３のｉ型層、第３のｐ型導電層を順次形
成した。各非単結晶シリコン系半導体層の作製条件は表
５に示す。次に、第３のｐ型層上に、実施例１と同様に
透明電極として層厚０．０８μｍのＩＴＯ（Ｉｎ2 Ｏ3
＋ＳｎＯ2 ）を図４の抵抗加熱真空蒸着装置にて蒸着し
た。次に実施例１と同様に透明電極上にクロム（Ｃｒ）
からなる層厚１０μｍの櫛型集電電極を図４の抵抗加熱
真空蒸着装置を用いて蒸着した。以上でトリプル型非単
結晶シリコン系半導体太陽電池の作製を終えた。この太
陽電池を（Ｎｏ．実−５）と呼ぶことにする。 （比較例５）第１のｉ型層と第２のｉ型層と第３のｉ型
層に従来のｉ型層を用いて非単結晶シリコン系半導体太
陽電池をいくつか作製した。これらの太陽電池を総称し
て（Ｎｏ．比−５）とする。実施例１と同様に各太陽電
池の光電変換効率を測定したところ、（Ｎｏ．実−５）
のほうが（Ｎｏ．比−５）よりも優れていた。以上の測
定結果より、本発明の方法を用いた太陽電池が、従来の
太陽電池に対して優れた特性を有することが判明し、本
発明の効果が実証された。 （実施例６）本発明の方法を用いて、図１０に示す構成
のｐｉｎ型非単結晶シリコン系半導体のフォトセンサー
を作製した。まず、実施例１と同様に図４に示す抵抗加
熱真空蒸着装置により、次のようにしてガラス基板上に
クロム（Ｃｒ）の光反射層を作製した。５ｍｍ角、厚さ
１．０ｍｍ、表面に鏡面加工を施したガラス基板をアセ
トン（ＣＨ3ＯＣＨ3）で１０分間、イソプロパノール
（ＣＨ3ＣＨＯＨＣＨ3）で１０分間の超音波洗浄し、８
０℃で３０分間の温風乾燥を行った。蒸着源４０４を純
度９９．９９％のクロム（Ｃｒ）の粒状蒸着源に交換
し、実施例１の櫛型集電電極を作製するときと同様な方
法を用いて層厚０．３μｍの光反射層を作製した。続い
て実施例１と同様にして図１（ａ）に示す原料ガス供給
装置１０２０と堆積装置１００からなる本発明のグロー
放電分解法を用いた製造装置により、光反射層上にｎ
型、ｉ型、ｐ型の非単結晶シリコン系半導体層を作製し
た。非単結晶シリコン系半導体層の作製条件は表６に示
す。次に、実施例１と同様にしてｐ型層上に、透明電極
として、層厚０．０８μｍの１ＴＯ（Ｉｎ2 Ｏ3 ＋Ｓｎ
Ｏ2）を図４の抵抗加熱真空蒸着装置にて蒸着した。さ
らに実施例１と同様に透明電極上にクロム（Ｃｒ）から
なる層厚１０μｍのスポット状集電電極を図４の抵抗加
熱真空蒸着装置を用いて蒸着した。以上でｐｉｎ型非単
結晶シリコン系フォトセンサーの作製を終えた。これを
（Ｎｏ．実−６）と呼ぶことにする。 （比較例６）従来のｉ型層を用いてｐｉｎ型非単結晶シ
リコン系半導体フォトセンサーをいくつか作製した。こ
れらのフォトセンサーを総称して（Ｎｏ．比−６）とす
る。（Ｎｏ．実−６）と（Ｎｏ．比−６）を暗室内に入
れ、電流・電圧特性を測定したところ、ダイオード特性
を示していた。このとき逆方向バイアスでの暗電流を求
めたところ、（Ｎｏ．比−６）の暗電流はいずれも（Ｎ
ｏ．実−６）の暗電流の１３倍以上であり、（Ｎｏ．実
−６）は良好なフォトセンサー特性を有していることが
分かった。以上の測定結果より、本発明の方法を用いた
フォトセンサーが、従来のフォトセンサーに対して優れ
た特性を有することが判明し、本発明の効果が実証され
た。 （実施例７）本発明の堆積膜形成方法を用いて、図１１
に示す逆スタガー型非単結晶シリコン系半導体の薄膜ト
ランジスター（ＴＦＴ）を作製した。１０ｍｍ角、厚さ
１．０ｍｍ、表面に鏡面加工を施したガラス基板をアセ
トン（ＣＨ3ＯＣＨ3）で１０分間、イソプロパノール
（ＣＨ3ＣＨＯＨＣＨ3）で１０分間の超音波洗浄し、８
０℃で３０分間の温風乾燥を行った。図４の蒸着源４０
４を純度９９．９９％のクロム（Ｃｒ）の粒状蒸着源に
交換し、層厚０．１μｍのゲート電極を真空蒸着し、通
常のフォントプロセスを用いて図１１の構造をしたクロ
ム（Ｃｒ）のゲート電極１１０２を作製した。次に、実
施例１と同様にして図１（ａ）に示す原料ガス供給装置
１０２０と堆積装置１００からなる本発明のグロー放電
分解を用いた製造装置を使用し、ＧｅＨ4 ガスボンベを
ＮＨ3 ガス（純度９９．９９％）ボンベに交換し、ゲー
ト電極上に層厚０．３μｍの非単結晶窒化シリコンから
なる絶縁層を作製した。次に、実施例１と同様にして図
１（ａ）に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装置１
００からなる本発明のグロー放電分解法を用いた製造装
置を使用し、この絶縁層上に非単結晶シリコンからなる
層厚０．５μｍの半導体層１１０４を形成し、フォトリ
ソプロセスを用いて図１１に示すような構造にした。次
に図４の蒸着源４０４を純度９９．９９％のアルミニウ
ム（Ａｌ）の粒状蒸着源に交換し、層厚０．２μｍの電
極層を形成し、フォトリソプロセスを用いて図１１の構
造を有するソース電極１１０５、ドレイン電極１１０６
を作製した。次に、実施例１と同様にして図１（ａ）に
示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装置１００からな
る本発明のグロー放電分解法を用いた製造装置を使用
し、ソース、ドレイン電極上に層厚０．３μｍの非単結
晶窒化シリコンからなる保護層を作製した。以上で非単
結晶シリコン系半導体の薄膜トランジスターの作製を終
えた。これを（Ｎｏ．実−７）と呼ぶことにし、表７に
絶縁層、半導体層、および保護層の作製条件を記す。 （比較例７）従来の堆積膜形成方法を用いて非単結晶シ
リコン系半導体の薄膜トランジスターをいくつか作製し
た。こられのＴＦＴを総称して（Ｎｏ．比−７）とす
る。（Ｎｏ．実−７）と（Ｎｏ．比−７）を暗室内に入
れ、ＳＮ比を測定したところ、（Ｎｏ．実−７）は（Ｎ
ｏ．比−７）の約３０倍大きく、良好なＯＮ・ＯＦＦ特
性を有していることが分かった。以上の測定結果より、
本発明の堆積膜形成方法を用いたＴＦＴが、従来のＴＦ
Ｔに対して優れた特性を有することが判明し、本発明の
効果が実証された。 （実施例８）本発明の堆積膜形成方法を用いて、図１２
に示す電子写感光体を作製した。まず、マグネシウム
（Ｍｇ）４％を含むアルミニウムから構成された外径１
０８ｍｍ、厚さ８．０ｍｍのシリンダー状基板の表面に
鏡面加工を施し、１，１，１−トリクロルエタン（ＣＨ
3 ＣＣｌ3 ）で１０分間超音波洗浄し、８０℃で３０分
間の温風乾燥を行った。図１３は本発明の方法を用いて
電子写真感光体を作製することができる装置であり、放
電空間１３０４を６本のシリンダー状基板が囲んでい
る。また図１（ａ）の原料ガス供給装置１０２０は、ガ
ス導入管１３０８と接続されている。またＧｅＨ4 ガス
ボンベ１０７６は四弗化シラン（ＳｉＦ4 、純度９９．
９９％）ボンベに交換しておいた。上記の洗浄された６
本のシリンダー状基板１３０１を基板ホルダー１３０２
に装着し、これを図の回転軸１３０３上に置き、蓋１３
０５を閉めた。ガス管１３１２は堆積室内に３本設置さ
れ、各ガス管１３１２には複数のガス吹き出し穴が開け
てあり、シリンダー上に均等にガスが供給され、上下方
向の膜厚むらがなくなるように工夫されている。不図示
の真空ポンプにより堆積室１３０６を真空排気し、堆積
室内の圧力が１×１０-4になったところで、モーターの
電源を入れ、基板を回転させた。つぎに堆積室内にＨ2
ガスを２００ｓｃｃｍ導入し、基板の表面温度が３５０
℃になるように加熱ヒーター１３０９を設定した。まず
シリンダー状の基板上に電荷注入阻止層１２０４の形成
の準備をした。基板が十分加熱されたことろで、ＳｉＨ
4 ガス流量が１００ｓｃｃｍ、Ｈ2 ガス流量が５００ｓ
ｃｃｍ、Ｂ2 Ｈ6／Ｈ2 ガスが２０ｓｃｃｍ、ＳｉＦ4
ガス流量が１０ｓｃｃｍとなるようにマスフローコント
ローラーを設定し、圧力が１０ｍＴｏｒｒになるように
コンダクタンスバルブ１３１１で調整した。次にＲＦ電
源を０．４０Ｗ／ｃｍ3 に設定し、バイアス棒１３１６
に印加した。その後、不図示のμＷ電源の電力を０．２
０Ｗ／ｃｍ3 に設定し、不図示の導波管、導波部１３１
５及び誘電体窓１３１４を通じて堆積室１３０６内にμ
Ｗ電力を導入し、グロー放電を生起させ、基板上に電荷
注入阻止層の作製を開始し、層厚３．０μｍ作製したと
ころで、放電は生起させたまま、ＳｉＦ4 ガスの流入を
止め、ＳｉＨ4 ガス流量が２５０ｓｃｃｍ、Ｈ2 ガス流
量は２５０ｓｃｃｍ、Ｂ2Ｈ6／Ｈ2 ガスが１ｓｃｃｍと
なるようにマスフローコントローラーを設定し、圧力が
６ｍＴｏｒｒになるようにコンダクタンスバルブ１３１
１で調整し、図１２の光導電層１２０３の形成を開始し
た。層厚２０μｍの光導電層の形成を終えたところで、
放電は生起させたまま、Ｈ2 ガスの流入とＢ2 Ｈ6／Ｈ2
ガスの流入を止め、ＳｉＨ4 ガス流量が５０ｓｃｃ
ｍ、ＣＨ4 ガスを新たに導入して流量が５００ｓｃｃｍ
となるようにマスフローコントローラーを設定し、圧力
が２０ｍＴｏｒｒになるようにコンダクタンスバルブ１
３１１で調整し、図１２の表面層１２０２の形成を開始
した。層厚０．５μｍの表面層の形成を終えたことろで
μＷ電源、ＲＦ電源、および加熱ヒーターを切り、全て
のガスの流入を止めた。シリンダー状基板１３０１が室
温まで冷えたことろで堆積室１３０６をリークし、６本
のシリンダー状基板を取り出した。以上で非単結晶シリ
コン系半導体の図１２の電子写真感光体の作製を終え
た。これらの電子写真感光体を（Ｎｏ．実−８）と呼こ
とにし、表８に電荷注入阻止層、光導電層、および表面
層の作製条件を記す。 （比較例８）従来の方法を用いて非単結晶シリコン系半
導体の電子写真感光体をいつくか作製した。これらの電
子写真感光体を総称して（Ｎｏ．比−８）とする。（Ｎ
ｏ．実−８）と（Ｎｏ．比−８）を実験用に改造したキ
ャノン製ＮＰ−７５５０電子写真装置にセットし、種々
の条件のもとにいくつかの電子写真特性を測定した。そ
の結果、（Ｎｏ．実−８）のほうが（Ｎｏ．比−８）よ
りも１．１倍の帯電能を有していることが分かった。以
上の測定結果より、本発明の堆積膜形成方法を用いた電
子写真感光体が、従来の電子写真感光体に対して優れた
特性を有することが判明し、本発明の効果が実証され
た。 （実施例９）図２に示す構成を有するａ−Ｓｉ：Ｈ光起
電力素子を図１（ｂ）の堆積膜形成装置を用いて作製し
た。本実施例では基板２０１として、表面に鏡面研磨を
施した１０ｃｍ角、厚さ０．１ｍｍのステンレス（ＳＵ
Ｓ３０４）板を用い、その上に光反射層２０２として銀
を真空蒸着法で０．３μｍの厚さに形成した。この上
に、反射増加層２０３として酸化亜鉛層を、図３に示し
たＤＣスパッタ装置を用いて以下のようにして形成し
た。加熱ヒーター３０３に予め銀を蒸着した基板３０２
を取り付けた後、堆積室３０１内を不図示のポンプによ
って真空排気した。堆積室３０１内の真空度が１０-5Ｔ
ｏｒｒ以下になったことを真空計３１２で確認した後ヒ
ーター３０３に通電し、基板３０２の温度を４００℃に
加熱・保持した。本実施例ではターゲット３０４は、酸
化亜鉛のパウダーを焼結したものを用いた。スパッタガ
スとしてアルゴンガスを２５ｓｃｃｍの流量となるよう
にマスフローコントローラー３１６で調整しながらガス
導入バルブ３１４を介して供給し、流量が安定した後、
前記ターゲット３０４にスパッタ電源３０６よりＤＣ電
圧を、スパッタ電流が０．３Ａとなるように設定・印加
した。また、スパッタ中の内部圧力は７ｍＴｏｒｒに保
った。以上のようにして酸化亜鉛層の形成を開始し、該
酸化亜鉛層の層厚が１．０μｍに達した後、スパッタ電
源からの電力の供給、スパッタガスの供給、ヒーター３
０３への通電を停止し、基板冷却後、堆積室３０１内を
大気リークして酸化亜鉛層を形成した碁板を取り出し
た。続いて、この上に各々ａ−Ｓｉ：Ｈからなる、ｎ型
半導体層２０４、ｉ型半導体層２０５およびｐ型半導体
層２０６を、図１（ｂ）に示すマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ装置を用いて形成した。ガス供給装置１０２０のガス
ボンベ１０７１〜１０７６には、以下のガスボンベを接
続した。１０７１はＳｉＨ4（純度９９．９９９％）ガ
スボンベ、１０７２はＧｅＨ4（純度９９．９９９％）
ガスボンベ、１０７３はＨ2（純度９９．９９９９％）
ガスボンベ、１０７４はＨ2ガスで１０％に希釈された
ＰＨ3ガス（ＰＨ3／Ｈ2ガス）ボンベ、１０７５はＨ2ガ
スで１０％に希釈されたＢＦ3ガス（ＢＦ3／Ｈ2ガス）
ボンベ、および１０７６はＡｒガスボンベである。ガス
ボンベ１０７１〜１０７６を取り付けた際に、ガスボン
ベ１０７１よりＳｉＨ4ガス、ガスボンベ１０７２より
ＧｅＨ4ガス、ガスボンベ１０７３よりＨ2ガス、ガスボ
ンベ１０７４よりＰＨ3／Ｈ2ガス、ガスボンベ１０７５
よりＢＦ3／Ｈ2ガス、およびガスボンベ１０７６よりＡ
ｒガスを、バルブ１０５１〜１０５６を開けて、バルブ
１０３１〜１０３６までのそれぞれのガス配管内に導入
し、圧力調整器１０６１〜１０６６によりそれぞれの配
管内のガス圧力を２Ｋｇ／ｃｍ2に調整した。バルブ１
０３１〜１０３６および堆積室１０１のリークバルブ１
０９が閉じられていることを確認し、また、バルブ１０
４１〜１０４６が開かれていることを確認して、コンダ
クタンス（バタフライ型）バルブ１０７を全開にして、
不図示の真空ポンプにより堆積室１０１およびガス配管
内を排気した。真空計１０６の読みが、１×１０-5Ｔｏ
ｒｒ以下になった時点でバルブ１０４１〜１０４６を閉
じた。次に、バルブ１０３１〜１０３６を徐々に開け
て、各々のガスをマスフローコントローラー１０２１〜
１０２６内に導入した。以上のようにして半導体層の形
成の準備が整った後、加熱ヒーター１０５を通電し、基
板１０４を３８０℃に加熱・保持した。次に導入バルブ
１０４１、１０４３、１０４４を徐々に開いて、ＳｉＨ
4ガス、Ｈ2ガスおよびＰＨ3／Ｈ2ガスを補助バルブ１０
８、ガス導入管１０３を通じて堆積室１０１内に流入さ
せた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が１０ｓｃｃｍ、Ｈ2ガ
ス流量が１００ｓｃｃｍおよびＰＨ3／Ｈ2ガス流量が
１．０ｓｃｃｍとなるようにマスフローコントローラー
１０２１、１０２３、１０２４で調整した。ガス流量が
安定したところで、堆積室１０１内の圧力が５ｍＴｏｒ
ｒとなるように真空計１０６を見ながらコンダクタンス
バルブ１０７の開口を調整した。続いて、バイアス電源
１１１による６００ＷのＲＦバイアス及び＋１００Ｖの
ＤＣバイアスをバイアス棒１１２に印加した。その後、
不図示のマイクロ波電源の電力を４００Ｗに設定し、不
図示の導波管、導波部１１０および誘電体窓１０２を介
して堆積室１０１内にマイクロ波電力を導入しマイクロ
波グロー放電を生起させ、基板１０４上にｎ型半導体層
の形成を開始した。ｎ型半導体層２０４の層厚が約２０
ｎｍとなったところでマイクロ波電力の導入を止め、Ｒ
Ｆ及びＤＣ電源１１１の出力を切り、また、導入バルブ
１０４１、１０４３、１０４４を閉じて堆積室１０１内
へのガス導入を止め、ｎ型半導体層２０４の形成を終え
た。次に、ｉ型半導体層２０５の形成を以下のようにし
て行なった。まず、堆積室１０１及び配管内を一旦１０
-6Ｔｏｒｒ以下の高真空に排気した後、基板１０４を加
熱ヒーター１０５により３５０℃に加熱・保持し、導入
バルブ１０４１を開いてＳｉＨ4ガス１５０ｓｃｃｍを
補助バルブ１０８及びガス導入管１０３を介して堆積室
１０１内に導入した。堆積室１０１内の圧力が５ｍＴｏ
ｒｒとなるように真空計１０６を見ながらコンダクタン
スバルブ１０７の開口を調整した。続いて、バイアス電
源１１１によるＲＦバイアス８００Ｗをバイアス棒１１
２に印加した。その後、不図示のマイクロ波電源の電力
を５００Ｗに設定し、不図示の導波管、導波部１１０お
よび誘電体窓１０２を通じて堆積室１０１内にマイクロ
波電力を導入し、マイクロ波グロー放電を生起させ、ｎ
型半導体層上にｉ型半導体層の形成を開始した。なお、
このマイクロ波エネルギーの値が原料ガスを１００％分
解するエネルギーより小さいことは前もって確認してあ
る。ｉ型半導体層２０５の層厚が約３００ｎｍとなった
ところでマイクロ波電力の導入を止め、バイアス電源１
１１の出力を切り、また、堆積室１０１内へのガス導入
を止め、ｉ型半導体層２０５の形成を終えた。該ｉ型層
の堆積速度は約１０ｎｍ／ｓｅｃであった。次に、ｐ型
半導体層２０６の形成を以下のようにして行なった。ま
ず、基板１０４を加熱ヒーター１０５により３００℃に
加熱・保持し、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＢＦ3／Ｈ2ガス
を補助バルブ１０８８及びガス導入管１０３を介して堆
積室１０１内に導入した。この時、ＳｉＨ4ガス流量が
１０ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が１００ｓｃｃｍ、ＢＦ3／
Ｈ2ガス流量が１ｓｃｃｍとなるように各々のマスフロ
ーコントローラーで調整した。堆積室１０１内の圧力が
５ｍＴｏｒｒとなるように真空計１０６を見ながらコン
ダクタンスバルブ１０７の開口を調整した。次に、バイ
アス電源１１１による＋１００Ｖの直流バイアスをバイ
アス棒１１２に印加した。その後、不図示のマイクロ波
電源の電力を４００Ｗに設定し、不図示の導波管、導波
部１１０および誘電体窓１０２を通じて堆積室１０１内
にマイクロ波エネルギーを導入し、マイクロ波グロ放電
を生起させ、ｉ型半導体層上にｐ型半導体層の形成を開
始した。ｐ型半導体層２０６の層厚が約１０ｎｍとなっ
たところでマイクロ波電力の導入を止め、バイアス電源
１１１の出力を切り、また、堆積室１０１内へのガス導
入を止め、ｐ型半導体層２０６の形成を終えた。次い
で、堆積室１０１、及びガス導入管等の内部のアルゴン
パージを３回繰り返し行なってからガス導入用バルブを
閉じ、リークバルブ１０９を開けて堆積室１０１内を大
気リークし、表面上にｎ型半導体層、ｉ型半導体層およ
びｐ型半導体層が形成された基板１０４を堆積室１０１
内から取り出した。次の工程として、上記のようにして
形成したａ−Ｓｉ：Ｈ光起電力素子のｐ型半導体層２０
６上に、透明電極２０７としてＩＴＯ（Ｉｎ2Ο3＋Ｓｎ
Ｏ2）を、図４に示す反応性真空蒸着装置を用い以下の
ようにして形成した。ｐ型半導体層まで形成した基板４
０２を加熱ヒーター４０３に取り付け、蒸着源４０４と
して金属スズと金属インジウム（ともに純度９９．９９
９％）の５０％：５０％混合物を補給した後、不図示の
真空ポンブを稼働しコンダクタンスバルブを全開にして
堆積室４０１内の真空排気を行なう。堆積室内の真空度
が１０-6Ｔｏｒｒ以下になった後に加熱ヒーター４０３
に通電して基板４０２の温度を１５０℃に保持した。続
いて、酸素ガス（０2）を８ｓｃｃｍの流量になるよう
にマスフローコントローラー４１１にて調節し、ガス導
入バルブ４１０を介して堆積室４０１内に導入した。流
量が一定となった後に真空計４０８を見ながらコンダク
タンスバルブ４０９を調節して堆積室４０１内の真空度
を３×１０-4Ｔｏｒｒに設定した。内圧が一定となった
後に蒸着源用の加熱ヒーター４０５に通電し、蒸着源４
０４の加熱を開始した。蒸着源の温度が上昇して金属ス
ズ及びインジウムが気化し始めると、気化した金属原子
が堆積室内の酸素ガスと反応することによって堆積室内
の圧力が若干下がる。この圧力の変動値が３×１０-5Ｔ
ｏｒｒとなったところでシャッター４０７を開いて基板
４０２へのＩＴＯ膜の形成を開始する。膜厚モニター４
１３によって堆積速度の値を見ながらＡＣ電源４０６の
出力を調節して堆積速度が約０．０７ｎｍ／ｓｅｃとほ
ぼ一定になるようにしてＩＴＯ膜の形成を行なう。膜厚
が７５ｎｍとなったところでシャッター４０７を閉じ、
加熱ヒーター４０３及び４０５への通電を切り、ガス導
入バルブ４１０を閉めて透明電極２０７の形成を終了す
る。基板温度が下がったところでリークバルブ４１２を
開け、堆積室４０１内をリークして透明電極２０７を形
成した基板４０２を取り出した。次に集電電極２０８と
して層厚が２μｍのＡｌを、抵抗加熱真空蒸着法にてマ
スクを用いて蒸着・形成し、ａ−Ｓｉ：Ｈ光起電力素子
（Ｎｏ．実−９）を作製した。比較例として、前記ｉ型
層形成工程においてメッシュ１１３を取り除いて半導体
層を堆積した点を除いて他の条件は光起電力素子（Ｎ
ｏ．実−９）と等しくしてａ−Ｓｉ：Ｈ光起電力素子
（Ｎｏ．比−９）を作製した。もちろんメッシュ１１３
を取り除いたことによる堆積速度の変化を勘案し膜厚が
等しくなるように堆積時聞を変化させてある。以上のよ
うにして作製された光起電力素子（Ｎｏ．実−９）及び
（Ｎｏ．比−９）に対してソーラーシミュレ−ター（山
下電装、ＹＳＳ−１５０）を用いて疑似太陽光（ＡＭ−
１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2）照射の下で各々電流−電
圧特性を測定し光電変換効率を求めた。その結果、比較
例の光起電力素子（Ｎｏ．比−９）の値を１とした場
合、本実施例の堆積膜形成方法を用いて作製された光起
電力素子（Ｎｏ．実−９）の光電変換効率は１．２３と
飛躍的に向上していることがわかった。すなわち、光起
電力素子の特性を最も大きく左右するｉ型層の形成にお
いて本実施例の堆積膜形成方法を用いた光起電力素子に
おいては、膜特性向上に寄与するイオン種が有効に選択
されたことやプラズマの均一性や安定性が向上したこと
による堆積膜の均一性及び特性の向上が図られ、その結
果として光起電力素子の光電変換効率の飛曜的向上が達
成されたものと考えられる。また、同様の実験を１０回
繰り返して行ない、光起電力素子の光電変換効率のバラ
ツキを調ベた。その結果、本実施例の堆積膜形成方法を
用いて作製した光起電力素子におけるバラツキの幅は比
較例の光起電力素子におけるバラツキの幅を１とした場
合、０．５７であることがわかった。すなわち、光起電
力素子の特性を最も大きく左右するｉ型層の形成におい
て本実施例の堆積膜形成方法を用いた光起電力素子にお
いては、プラズマが安定することによる堆積膜の再現性
向上が図られ、その結果として光起電力素子の再現性の
飛躍的向上が達成されたものと考えられる。また、これ
らの光起電力素子の実使用条件下での信頼性を調べるた
めに以下のような耐久試験を行なった。光起電力素子
（Ｎｏ．実−９）及び（Ｎｏ．比−９）の各々をポリフ
ッ化ビニリデン（ＶＤＦ）からなる保護フィルムで真空
封止し、実使用条件下（屋外に設置、両電極に５０オー
ムの固定抵抗を接続）に１年間置いた後、再び光電変換
効率の評価を行い、光照射、温度差、風雨等に起因する
劣化率（劣化により損なわれた光電変換効率の値を初期
の光電変換効率の値で割ったもの）を調べた。その結
果、光起電力素子（Ｎｏ．実−９）の劣化率は光起電力
素子（Ｎｏ．比―９）の劣化率を１とした場合０．６９
と飛躍的に向上していた。すなわち、光起電力素子の特
性を最も大く左右するｉ型層の形成において本発明の堆
積膜形成方法を用いた光起電力素子においては、プラズ
マが安定し、かつ堆積膜に有害なダメージを与える不用
なイオンの影響を有効に低減することが可能となったこ
とにより堆積膜中のネットワークの乱れの低減が図ら
れ、その結果として光起電力素子の信頼性の飛躍的向上
が達成されたものと考えられる。 （実施例１０）本実施例においては、図２に示す構成を
有するａ−ＳｉＧｅ：Ｈ光起電力素子を図１（ｂ）の堆
積膜形成装置を用いて以下に説明するように作製した。
本実施例では基板２０１として、表面に鏡面研磨を施し
た１０ｃｍ角、厚さ０．１ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３
０４）板を用い、その上に光反射層２０２として銀を真
空蒸着法で０．５μｍの厚さに形成した。その際に、基
板温度を３５０℃に設定して銀の堆積を行なうことによ
り該銀層の表面に周期約１μｍ、高低差約０．３μｍの
凹凸構造を形成した。この上に、反射増加層２０３とし
て酸化亜鉛層を実施例９と同様にして形成した。次にｎ
型層２０４を実施例９と同様にして形成し、続いてｉ型
層２０５としてａ−ＳｉＧｅ：Ｈ膜を以下のように形成
した。まず、堆積室１０１及び配管内を一旦１０-6Ｔｏ
ｒｒ以下の高真空に排気した後、基板１０４を加熱ヒー
ター１０５により３５０℃に加熱・保持し、導入バルブ
１０４１及び１０４２を開いてＳｉＨ4ガス１００ｓｃ
ｃｍ、ＧｅＨ4ガス５０ｓｃｃｍを補助バルブ１０８及
びガス導入管１０３を介して堆積室１０１内に導入し
た。堆積室１０１内の圧力が５ｍＴоｒｒとなるように
真空計１０６を見ながらコンダクタンスバルブ１０７の
開口を調整した。次に、バイアス電源１１１によるＲＦ
エネルギー６００Ｗをバイアス棒１１２に印加した。そ
の後、不図示のマイクロ波電源の電力を４００Ｗに設定
し、不図示の導波管、導波部１１０および誘電体窓１０
２を通じて堆積室１０１内にマイクロ波電力を導入し、
マイクロ波グロー放電を生起させ、ｎ型半導体層上にｉ
型半導体層の形成を開始した。なお、このマイクロ波エ
ネルギの値が原料ガスを１００％分解するマイクロ波エ
ネルギーより小さいことは予め確認した。ｉ型半導体層
２０５の層厚が約２００ｎｍとなったところでマイクロ
波電力の導入を止め、バイアス電源１１１の出力を切
り、また、堆積室１０１内へのガス導入を止め、ｉ型半
導体層２０５の形成を終えた。該ｉ型層の堆積速度は約
１１ｎｍ／ｓｅｃであった。続いてｐ型層２０６、透明
電極２０７、集電電極２０８を実施例９と同様にして形
成し、光起電力素子（Ｎｏ．実―１０）を作製した。こ
のサンプルに対する比較例として２種類のサンプルを作
製した。ひとつは、前記ｉ型層形成工程においてＲＦエ
ネルギーを３００Ｗとマイクロ波エネルギーよりも小さ
な値に設定して半導体層を堆積した点を除いて他の条件
は光起電力素子（Ｎｏ．実−１０）と等しくして作製し
たａ−ＳｉＧｅ：Ｈ光起電力素子（Ｎｏ．比−１０−
１）であり、いまひとつは、前記ｉ型層形成工程におい
てマイクロ波エネルギーを５００Ｗと原料ガスを１００
％分解するに必要なマイクロ波エネルギーよりも大きな
値に設定して半導体層を堆積した点を除いて他の条件は
光起電力素子（Ｎｏ．実−１０）と等しくして作製した
ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ光起電力素子（Ｎｏ．比−１０−２）
である。以上のようにして作製された光起電力素子（Ｎ
ｏ．実−１０）、（Ｎｏ．比−１０−１）及び（Ｎｏ．
比―１０−２）に対して実施例９と同様にして電流―電
圧特性を測定し光電変換効率を求めた。その結果、比較
例の光起電力素子（Ｎｏ．比−１０−１）の値を１とし
た場合、本実施例の堆積膜形成方法を用いて作製された
光起電力素子（Ｎｏ．実−１０）の光電変換効率は１．
１８と飛躍的に向上していることがわかった。また、光
起電力素子（Ｎｏ．比−１０−２）に対して同様の評価
を行なったところ光電変換効率は０．９４と、光起電力
素子（Ｎｏ．比−１０−１）よりも劣っていた。以上の
結果から、光起電力素子の特性を最も大きく左右するｉ
型層の形成において本発明の堆積膜形成方法を用いた光
起電力素子においては、堆積膜の特性向上に寄与するイ
オン種が有効に選択されたことやプラズマの均一性や安
定性が向上したことによる堆積膜の均一性及び特性の向
上が図られ、その結果として光起電力素子の光電変換効
率の飛躍的向上が達成されたものと考えられる。 （実施例１１）本実施例においては、図８に示す構成を
有するａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−ＳｉＧｅ：Ｈタンデム型光起
電力素子を図１（ｂ）の堆積膜形成装置を用い以下のよ
うにして作製した。該光起電力素子において、第１のｉ
型層はａ−ＳｉＧｅ：Ｈによって構成され、第２のｉ型
層はａ−Ｓｉ：Ｈによって構成されている。本実施例で
は基板８０１として、表面に鏡面研磨を施した１０ｃｍ
角、厚さ０．１ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）板を
用い、その上に光反射層８０２として銀を真空蒸着法で
平均０．５μｍの厚さに形成した。その際に、基板温度
を４００℃に設定して銀の堆積を行なうことにより該銀
層の表面に周期約１μｍ、高低差約０．４μｍの凹凸構
造を形成した。この上に、反射増加層８０３として酸化
亜鉛層を実施例９と同様にして形成した。続いて第１の
ｎ型層８０４と、第１のｉ型層８０５としてのａ−Ｓｉ
Ｇｅ：Ｈ膜と、第１のｐ型層８０６とを実施例１０と同
様にして形成した。更に、第２のｎ型層８０７と、第２
のｉ型層８０８としてのａ−Ｓｉ：Ｈ膜と、第２のｐ型
層８０９とを実施例９と同様にして形成した。以上の工
程が済んだ後、透明電極８１０、集電電極８１１を実施
例９と同様にして形成し、光起電力素子（Ｎｏ．実−１
１）を作製した。比較例として、前記第１及び第２のｉ
型層形成工程において導電性部材１１４を設置せずに、
すなわちメッシュ１１３を基板１０４と同電位にするこ
となくフロートの状態にして半導体層を堆積した点を除
いて他の条件は光起電力素子（Ｎｏ．実−１１）と等し
くしてａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−ＳｉＧｅ：Ｈタンデム型光起
電力素子（Ｎｏ．比−１１）を作製した。以上のように
して作製された光起電力素子（Ｎｏ．実−１１）及び
（Ｎｏ．比−１１）に対して実施例９と同様にして電流
−電圧特性を測定し光電変換効率を求めた。その結果、
比較例の光起電力素子（Ｎｏ．比−１１）の値を１とし
た場合、本発明の堆積膜形成方法を用いて作製された光
起電力素子（Ｎｏ．実−１１）の光電変換効率は１．２
４と飛躍的に向上していることがわかった。すなわち、
光起電力素子の特性を最も大きく左右するｉ型層の形成
において本発明の堆積膜形成方法を用いた光起電力素子
においては、堆積膜の特性向上に寄与するイオン種が有
効に選択されたことやプラズマの均一性や安定性が向上
したことによる堆積膜の均一性及び特性の向上が図ら
れ、その結果として光起電力素子の光電変換効率の飛躍
的向上が達成されたものと考えられる。また、同様の実
験を１０回繰り返して行ない、光起電力素子の光電変換
効率のバラツキを調べた。その結果、本発明の堆積膜形
成法を用いて作製した光起電力素子におけるバラツキの
幅は比較例の光起電力素子におけるバラツキの幅を１と
した場合、０．４４であることがわかった。すなわち、
光起電力素子の特性を最も大きく左右するｉ型層の形成
において本発明の堆積膜形成方法を用いた光起電力素子
においてはプラズマが安定することによる堆積膜の再現
性向上が図られ、その結果として光起電力素子の再現性
の飛躍的向上が達成されたものと考えられる。 （実施例１２）図１５（ａ）に示した本発明の光起電力
素子、すなわちｎ型層およびｐ型層をＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法で形成し、ｉ型層をμＷプラズマＣＶＤ法で形成し
た光起電力素子を作製した。図１７に原料ガス供給装置
１０２０と堆積装置１１００からなるＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法による光起電力素子の製造装置を示す。図１７の１
０７１〜１０７６のガスボンベには、本発明の非単結晶
シリコン系半導体層を作製するための原料ガスが密封さ
れており、１０７１はＳｉＨ4ガス（純度９９．９９９
％）ボンベ、１０７２はＨ2ガス（純度９９．９９９９
％）ボンベ、１０７３はＨ2ガスで１０％に希釈された
Ｂ2Ｈ6ガス（純度９９．９９％、Ｂ2Ｈ6／Ｈ2）ボン
ベ、１０７４はＨ2ガスで１０％に希釈されたＰＨ3ガス
（純度９９．９９％、ＰＨ3／Ｈ2）ボンベ、１０７５は
ＣＨ4ガス（純度９９．９９９９％）ボンベ、１０７６
はＧｅＨ4ガス（純度９９．９９％）ボンベである。ま
た、あらかじめ、ガスボンベ１０７１〜１０７６を取り
付ける際に、各々のガスを、バルブ１０５１〜１０５６
から流入バルブ１０３１〜１０３６のガス配管内に導入
してある。図中１７０４は導電性基板であり、５０ｍｍ
角、厚さ１ｍｍのステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）製
で、表面に鏡面加工を施して、スパッタリング法によ
り、反射層として銀薄膜を１００ｎｍ蒸着し、更に、導
電性基板上に透明導電層としてスパッタリング法によ
り、ＺｎΟ薄膜を１μｍ蒸着してある。まず、ガスボン
ベ１０７１よりＳｉＨ4ガス、ガスボンベ１０７２より
Ｈ2ガス、ガスボンベ１０７３よりＢ2Ｈ6／Ｈ2ガス、ガ
スボンベ１０７４よりＰＨ3／Ｈ2ガス、ガスボンベ１０
７５よりＣＨ4ガス、ガスボンベ１０７６よりＧｅＨ4ガ
スを、バルブ１０５１〜１０５６を開けて導入し、圧力
調整器１０６１〜１０６６により各ガス圧力を約２Ｋｇ
／ｃｍ2に調整した。次に、流入バルブ１０３１〜１０
３６、堆積室１７０１のリークバルブ１７０９が閉じら
れていることを確認し、また、流出バルブ１０４１〜１
０４６、補助バルブ１７０８が開かれていることを確認
して、コンダクタンス（バタフライ型）バルブ１７０７
を全開にして、不図示の真空ポンプにより堆積室１７０
１及びガス配管内を排気し、真空計１７０６の読みが約
１×１０-4Ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ１７０
８、流出バルブ１０４１〜１０４６を閉じた。次に、流
入バルブ１０３１〜１０３６を徐々に開けて、各々のガ
スをマスフローコントローラー１０２１〜１０２６内に
導入した。以上のようにして成膜の準備が完了した後、
基板１７０４上に、まず第１の導電型層としてｎ型層の
成膜を行った。ｎ型層を作製するには、基板１７０４を
加熱ヒーター１７０５により３５０℃に加熱し、流出バ
ルブ１０４１、１０４２、１０４４を徐々に開いて、Ｓ
ｉＨ4ガス、Ｈ2ガス，ＰＨ3／Ｈ2ガスをガス導入管１７
０３を通じて堆積室１７０１内に流入させた。この時、
ＳｉＨ4ガス流量が２ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が４０ｓｃ
ｃｍ、ＰＨ3／Ｈ2ガス流量が１ｓｃｃｍとなるように各
々のマスフローコントローラー１０２１，１０２２，１
０２４で調整した。堆積室１７０１内の圧力は、１Ｔｏ
ｒｒとなるように真空計１７０６を見ながらコンダクタ
ンスバルブ１７０７の開口を調整した。その後、不図示
のＲＦ電源の電力を５ｍＷ／ｃｍ3に設定し、ＲＦマッ
チングボックス１７１２を通じてカソード１７０２にＲ
Ｆ電力を導入し、ＲＦグロー放電を生起させ、透明導電
層上にｎ型層の作製を開始し、層厚１０ｎｍのｎ型層を
作製したところでＲＦグロー放電を止め、流出バルブ１
０４１，１０４２，１０４４及び補助バルブ１７０８を
閉じて、堆積室１７０１内へのガス流入を止め、ｎ型層
の作製を終えた。次に、ｎ型層形成時に使用した原料ガ
ス供給系１０２０とｉ型層形成用の堆積装置１００から
なる図１（ａ）に示したμＷプラズマＣＶＤ法による堆
積膜形成装置を用い、ｉ型層をｎ型層上に形成した図中
１０４はＲＦプラズマＣＶＤ法でｎ型層が形成された導
電性基板である。ガスボンベ１０７１〜１０７６の各ガ
スボンベには、ｎ型層形成時と同じ原料ガスが密封され
ており、ｎ型層形成時と同様の操作手順により各ガスを
マスフローコントローラー１０２１〜１０２６内に導入
した。以上のようにして成膜の準備が完了した後、基板
１０４上に、ｉ型層の成膜を行なった。ｉ型層を作製す
るには、基板１０４を加熱ヒーター１０５により３５０
℃に加熱し、流出バルブ１０４１，１０４２及び補助バ
ルブ１０８を徐々に開けて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガスをガ
ス導入管１０３を通じて堆積室１０１内に流入させた。
この時、ＳｉＨ4ガス流量が２００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流
量が２００ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコン
トローラー１０２１，１０２２で調整した。堆積室１０
１内の圧力は、５ｍＴｏｒｒとなるように真空計１０６
を見ながらコンダクタンスバルブ１０７の開口を調整し
た。次に、バイアス電源のＲＦバイアスを１００ｍＷ／
ｃｍ3、直流バイアスを基板１０４に対して７０Ｖに設
定し、バイアス棒１１２に印加した。その後、不図示の
μＷ電源の電力を１００ｍＷ／ｃｍ3に設定し、不図示
の導波管、導波部１１０及び誘電体窓１０２を通じて堆
積室１０１内にμＷ電力を導入し、μＷグロー放電を生
起させ、ｎ型層上にｉ型層の作製を開始し、層厚４００
ｎｍのｉ型層を作製したところでμＷグロー放電を止
め、バイアス電源１１１の出力を切り、ｉ型層の作製を
終えた。次に、ｐ型層をＲＦプラズマＣＶＤ法でｉ型層
上に形成した。ｎ型層形成時に使用した図１７に示す原
料ガス供給装置１０２０と堆積装置１７００からなるＲ
ＦプラズマＣＶＤ法による製造装置により、ｉ型層上に
ｐ型層を形成した。図中１７０４は、前述したようにＲ
ＦプラズマＣＶＤ法でｎ型層を、μＷプラズマＣＶＤ法
でｉ型層を順次形成してある導電性基板である。図中、
ガスボンベ１０７１〜１０７６の各ガスボンベには、ｎ
型層形成時と同じ原料ガスが密封されており、ｎ型層形
成時と同様の操作手順により各ガスをマスフローコント
一ラー１０２１〜１０２６内に導入した。以上のように
して成膜の準備が完了した後、基板１７０４上に、ｐ型
層の成膜を行なった。ｐ型層を作製するには、基板１７
０４を加熱ヒーター１７０５により２５０℃に加熱し、
流出バルブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１７０８
を徐々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、Ｂ2Ｈ6／Ｈ2
ガスをガス導入管１７０３を通じて堆積室１７０１内に
流入させた。この時、ＳｉＨガス流量が１ｓｃｃｍ、Ｈ
2ガス流量が１００ｓｃｃｍ、Ｂ2Ｈ6／Ｈ2ガス流量が１
ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコントローラー
１０２１〜１０２３で調整した。堆積室１７０１内の圧
力は、１Ｔｏｒｒとなるように真空計１７０６を見なが
らコンダクタンスバルブ１７０７の開口を調整した。そ
の後、不図示のＲＦ電源の電力を２００ｍＷ／ｃｍ3に
設定し、ＲＦマッチングボックス１７１２を通じてカソ
ード１７０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦグロー放電を生
起させ、ｉ型層上にｐ型層の作製を開始し、層厚５ｎｍ
のｐ型層を作製したところでＲＦグロー放電を止め、流
出バルブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１７０８を
閉じて、堆積室１７０１内へのガス流入を止め、ｐ型層
の作製を終えた。それぞれの層を作製する際に、必要な
ガス以外の流出バルブ１０４１〜１０４６は完全に閉じ
られていることは云うまでもなく、また、それぞれのガ
スが堆積室１００１内、流出バルブ１０４１〜１０４６
から堆積室１００１に至る配管内に残留することを避け
るために、流出バルブ１０４１〜１０４６を閉じ、補助
バルブ１００８を開き、さらにコンダクタンスバルブ１
００７を全開にして、系内を一旦高真空に排気する操作
を必要に応じて行う。また、導電性基板をｎ型層形成後
ｉ型層形成用堆積室へ導入するとき、およびｉ型層形成
後ｐ型層形成用堆積室へ導入するときには、不図示では
あるがそれぞれ大気雰囲気中に曝すことなく各堆積室ヘ
導入できる装置構造を持っている。次に、図４に示す真
空蒸着法の製造装置により、ｐ型層上に透明電極を作製
した。図中４０２はｎ型層、ｉ型層及びｐ型層が形成さ
れている導電性基板である。４０４は、組成がインジウ
ム，（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）のモル比で、１：１からなる
蒸着源である。４１０はガス導入バルブであり、不図示
のＯ2ガスボンベに接続されている。まず、加熱ヒータ
ー４０３により基板４０２を１８０℃に加熱し、堆積室
４０１内を不図示の真空ポンプにより排気し、真空計４
０８の読みが約１×１０-5Ｔｏｒｒになった時点で、ガ
ス導入バルブ５１０を徐々に開いてＯ2ガスを堆積室４
０１内に流入させた。この時、Ｏ2ガス流量が１０ｓｃ
ｃｍとなるように、マスフローコントローラー５１１で
調整し、堆積室４０１内の圧力が０．３ｍＴｏｒｒとな
るように、真空計４０８を見ながらコンダクタンスバル
ブ（バタフライ型）４０９の開口を調整した。その後、
ＡＣ電源４０６より加熱ヒーター４０５に電力を供給
し、蒸着源４０４を加熱し、次に、シャッター４０７を
開けて、基板４０２上に透明電極の作製を開始し、層厚
７０ｎｍの透明電極を作製したところでシャッター４０
７、ＡＣ電源４０６の出力を切り、ガス導入バルブ４１
０を閉じて、堆積室４０１内へのガス流入を止め、透明
電極の作製した。その後、透明電極上に集電電極とし
て、銀ぺ一スト（デュポン社製５００７）を厚さ２０μ
ｍスクリーン印刷（フジオカ製作所製ＦＳ−４０４０−
ＡＬＬ）し、光起電力素子を作製した（Ｎｏ．実−１
２）。以上の光起電力素子の作製条件を表９に示す。 （比較例１２−１）光電変換層であるｎ型層、ｉ型層お
よびｐ型層の全てをＲＦプラズマＣＶＤ法によって光起
電力素子を製作した。まず、実施例１２と同じ作製条件
で、基板上に反射層および透明導電層を形成した導電性
基板を作製した。図１７に示すように、実施例１２にお
いてｎ型層及びｐ型層の形成に用いたものと同様の原料
ガス供給装置１０２０と堆積装置１７００からなるＲＦ
プラズマＣＶＤ法による製造装置を用いて、前述の導電
性基板上にｎ型層、ｉ型層、ｐ型層を順次形成した。図
中１７０４は、前述した導電性基板である。ガスボンベ
１０７１〜１０７６の各ガスボンベには、実施例１２と
同じ原料ガスが密封されており、実施例１２と同様の操
作手順により各ガスをマスフローコントローラー１０２
１〜１０２６内に導入した。以上のようにして成膜の準
備が完了した後、基板１７０４上に、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層の成膜を行なった。ｎ型層の形成には実施例１２
と同様な手法を用いて製作した。次に、ｉ型層を形成す
るには、基板１７０４を加熱ヒーター１７０５により３
００℃に加熱し、流出バルブ１０４１，１０４２及び補
助バルプ１７０８を徐々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガ
スをガス導入管１７０３を通じて堆積室１７０１内に流
入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が２ｓｃｃｍ、Ｈ2
ガス流量が４０ｓｃｃｍとなるように各々のマスフロー
コントローラー１０２１，１０２２で調整した。堆積室
１７０１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとなるように真空計１
７０６を見ながらコンダクタンスバルブ１７０７の開口
を調整した。その後、不図示のＲＦ電源の電力を４０ｍ
Ｗ／ｃｍ3に設定し、ＲＦマッチングボックス１７１２
を通じてカソード１７０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦグ
ロー放電を生起させ、ｎ型層上にｉ型層の作製を開始
し、層厚４００ｎｍのｉ型層を作製したところでＲＦグ
ロー放電を止め、ｉ型層の作製を終えた。次に、ｐ型層
の形成には実施例１と同様な手法を用いて製作した。そ
れぞれの層を作製する際に、必要なガス以外の流出バル
ブ１０４１〜１０４６は完全に閉じられていることは云
うまでもなく、また、それぞれのガスが堆積室１７０１
内、流出バルブ１０４１〜１０４６から堆積室１７０１
に至る配管内に残留することを避けるために、流出バル
ブ１０４１〜１０４６を閉じ、補助バルブ１７０８を開
き、さらにコンダクタンスバルブ１７０７を全開にし
て、系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行
う。次に、ｐ型層上に、実施例１２と同様にして、透明
電極及び集電電極を形成し、光起電力素子を製作した
（Ｎｏ．比−１２−１）。以上の、光起電力素子の作製
条件を表１０に示す。実施例１（Ｎｏ．実−１２）及び
比較例１２−１（Ｎｏ．比−１２−１）で作製した光起
電力素子の初期特性の測定を行なった。初期特性の測定
は、実施例１２（Ｎｏ．実−１２）および比較例１２−
１（Ｎｏ．比−１２−１）−で作製した光起電力素子
を、ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光照射下に設
置して、Ｖ−Ｉ特性を測定することにより得られる、光
電変換効率により行った。測定の結果、比較例１２−１
（Ｎｏ．比−１２−１）の光起電力素子に対して、実施
例１２（Ｎｏ．実−１２）の光起電力素子は、光電変換
効率が１．４２倍優れていた。更に、実施例１２（Ｎ
ｏ．実−１２）及び比較例１２−１（Ｎｏ．比−１２−
１）で作製した光起電力素子を、ＡＭ−１．５（１００
ｍＷ／ｃｍ2）に４００ｎｍの干渉フィルターを取り付
けて得られる短波長光照射下に設置し、Ｖ−Ｉ特性を測
定することにより得られる曲線因子により、光起電力素
子における、ｉ型層のｐ型層側（光入射側）での電界の
印加の程度を測定した。測定の結果、比較例１２−１
（Ｎｏ．比−１２−１）の光起電力素子に対して、実施
例１２（Ｎｏ．実−１２）の光起電力素子は、曲線因子
が１．２７倍優れていた。以上の測定結果より、本実施
例の光起電力素子（Ｎｏ．実−１２）が、従来の光起電
力素子（Ｎｏ．比−１２−１）に対して、優れた特性を
有することが判明し、本発明の効果が実証された。 （比較例１２−２）実施例１２と同様の反射層および透
明導電層を形成した導電性基板上に、表１１に示す条件
であること以外は実施例１２と同様の方法で、ｎ型層、
ｉ型層およびｐ型層を積層した。その上に実施例１と同
様にして、透明電極および集電電極を形成し、光起電力
素子を製作した（Ｎｏ．比−１２−２）。実施例１２
（Ｎｏ．実−１２）および比較例１２−２（Ｎｏ．比−
１２−２）で作製した光起電力素子の初期特性の測定を
行なった。初期特性の測定は、実施例１２（Ｎｏ．実−
１２）および比較例１２−２（Ｎｏ．比−１２−２）で
作製した光起電力素子を、ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／
ｃｍ2）光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ特性を測定するこ
とにより得られる、光電変換効率により行った。測定の
結果、比較例１２−２（Ｎｏ．比−１２−２）の光起電
力素子に対して、実施例１２（Ｎｏ．実−１２）の光起
電力素子は、光電変換効率が１．１６倍優れていた。更
に、実施例１２（Ｎｏ．実−１２）及び比較例１２−２
（Ｎｏ．比−１２−２）で作製した光起電力素子を、Ａ
Ｍ−１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）に４００ｎｍの干渉
フィルターを取り付けて得られる短波長光照射下に設置
し、Ｖ−Ｉ特性を測定することにより得られる、曲線因
子により、光起電力素子におけるｉ型層のｐ型層側（光
入射側）での電界の印加の程度を測定した。測定の結
果、比較例１２−２（Ｎｏ．比−１２−２）の光起電力
素子に対して、実施例１２（Ｎｏ．実−１２）の光起電
力素子は、曲線因子が１．０９倍優れていた。 （比較例１２−３）実施例１２と同様の条件で、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層を、また比較例１２−１と同様の条
件でｉ型層を高抵抗単結晶シリコン基板（比抵抗１００
Ωｃｍ）上にそれぞれ膜厚で１μｍ堆積した。これらの
試料の膜中水素量を測定し、比較した。膜中水素量の定
量には、フーリエ変換赤外吸収分光計（ＰＥＲＫＩＮＥ
ＬＭＥＲ社製ＦＴ−ＩＲ１７２０−Ｘ）を用いて、２０
００ｃｍ-1付近のＳｉＨストレッチングモードあるいは
２１００ｃｍ-1付近のＳｉＨ2ストレッチングモードに
よる赤外吸収係数の積分強度の総計から算出した。測定
の結果、実施例１２のμＷプラズマＣＶＤ法で形成した
ｉ型層は、実施例１２のＲＦプラズマＣＶＤ法で形成し
たｎ型層に比べて膜中水素量が約１．６倍多いこと、ｐ
型層に比ベて約１．８倍多いことがわかった。一方、比
較例１２−１のμＷプラズマＣＶＤ法で形成したｉ型層
は、実施例１２のＲＦプラズマＣＶＤ法で形成したｎ型
層に比べて膜中水素量が約０．８６倍だった。また、ｐ
型層に比べて約０．８９倍であることがわかった。以上
の測定結果より、μＷプラズマＣＶＤ法で形成した膜の
水素含有量は、ＲＦプラズマＣＶＤ法で形成した膜より
も多い場合にのみ、光起電力素子は優れた特性を示すこ
とが判明し、本発明の効果が実証された。 （実施例１３）ｉ型層の堆積速度を変化させて光電変換
効率の堆積速度依存性を評価した。実施例１２と同様の
反射層および透明導電層を形成した導電性基板上に、実
施例１２と同様の条件でｎ型層を形成し、その上に表１
２に示すように投入する高周波パワーを変えて堆積速度
を変化させ、その他の条件は実施例１２と同様のμＷプ
ラズマＣＶＤ法および比較例１２−１と同様のＲＦプラ
ズマＣＶＤ法でｉ型層を形成した。その上に実施例１２
と同様にして、透明電極および集電電極を形成し、光起
電力素子を製作した（Ｎｏ．実−１３−１〜１０）。こ
れらの試料について、実施例１２と同様な測定を行っ
た。結果を表１２及び図１８に示す。表１２及び図１８
が示すように堆積速度が２ｎｍ／ｓｅｃ以上の領域では
μＷプラズマＣＶＤ法でｉ型層を形成した光起電力素子
（Ｎｏ．実−１３−２〜５）は、ＲＦプラズマＣＶＤ法
でｉ型層を形成した光起電力素子（Ｎｏ．実−１３−８
〜１０）に対して、極めて優れた光電変換効率を示すこ
とが判明した。 （実施例１４）図１６（ａ）に示した本発明の光起電力
素子、すなわちｎ型層およびｐ型層をＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法で形成し、ｉ型層をμＷプラズマＣＶＤ法で形成
し、ｉ型層とｎ型層の界面およびｉ型層とｐ型層との界
面にＲＦプラズマＣＶＤ法で形成したｉ型界面層を挿入
した構造の光起電力素子を作製した。図１７に原料ガス
供給装置１０２０と堆積装置１７００からなるＲＦプラ
ズマＣＶＤ法による光起電力素子の製造装置を示す。図
中の１０７１〜１０７６のガスボンベには、実施例１２
と同様のガスが封入されている。また、あらかじめ、ガ
スボンベ１０７１〜１０７６を取り付ける際に、各々の
ガスを、バルブ１０５１〜１０５６から流入バルブ１０
３１〜１０３６のガス配管内に導入してある。図中１７
０４は導電性基板であり、５０ｍｍ角、厚さ１ｍｍのス
テンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）製で、表面に鏡面加工を
施して、スパッタリング法により、反射層として銀薄膜
を１００ｎｍ蒸着し、更に、導電性基板上に透明導電層
としてスパツタリング法により、ＺｎΟ薄膜を１μｍ蒸
着してある。まず、ガスボンベ１０７１よりＳｉＨ4ガ
ス、ガスボンベ１０７２よりＨ2ガス、ガスボンベ１０
７３よりＢ2Ｈ6／Ｈ2ガス、ガスボンベ１０７４よりＰ
Ｈ3／Ｈ2ガス、ガスボンベ１０７５よりＣＨ4ガス、ガ
スボンベ１０７６よりＧｅＨ4ガスを、バルブ１０５１
〜１０５６を開けて導入し、圧力調整器１０６１〜１０
６６により各ガス圧力を約２Ｋｇ／ｃｍ2に調整した。
次に、流入バルブ１０３１〜１０З６、堆積室１７０１
のリークバルブ１７０９が閉じられていることを確認
し、また、流出バルブ１０４１〜１０４６、補助バルブ
１７０８が開かれていることを確認して、コンダクタン
ス（バタフライ型）バルブ１７０７を全開にして、不図
示の真空ポンプにより堆積室１７０１及びガス配管内を
排気し、真空計１７０６の読みが約１×１０-4Ｔｏｒｒ
になった時点で補助バルブ１７０８、流出バルブ１０４
１〜１０４６を閉じた。次に、流入バルブ１０３１〜１
０３６を徐々に開けて、各々のガスをマスフローコント
ローラー１０２１〜１０２６内に導入した。以上のよう
にして成膜の準備が完了した後、基板１７０４上に、ｎ
型層の成膜を行った。ｎ型層を作製するには、基板１７
０４を加熱ヒーター１７０５により３５０℃に加熱し、
流出バルブ１０４１、１０４２、１０４４を徐々に開い
て、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス，ＰＨ3／Ｈ2ガスをガス導入
管１７０３を通じて堆積室１７０１内に流入させた。こ
の時、ＳｉＨ4ガス流量が２ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が４
０ｓｃｃｍ、ＰＨ3／Ｈ2ガス流量が１ｓｃｃｍとなるよ
うに各々のマスフローコントローラー１０２１，１０２
２，１０２４で調整した。堆積室１７０１内の圧力は、
１Ｔｏｒｒとなるように真空計１７０６を見ながらコン
ダクタンスバルブ１７０７の開口を調整した。その後、
不図示のＲＦ電源の電力を５ｍＷ／ｃｍ3に設定し、Ｒ
Ｆマッチングボックス１７１２を通じてカソード１７０
２にＲＦ電力を導入し、ＲＦグロー放電を生起させ、透
明導電層上にｎ型層の作製を開始し、層厚１０ｎｍのｎ
型層を作製したところでＲＦグロー放電を止め、流出バ
ルブ１０４１，１０４２，１０４４及び補助バルブ１７
０８を閉じて、堆積室１７０１内へのガス流入を止め、
ｎ型層の作製を終えた。次に、ｎ型層上にｉ型界面層を
ＲＦプラズマＣＶＤ法で形成した。ｉ型界面層を形成す
るには、基板１７０４を加熱ビ一ター１７０５により３
００℃に加熱し、流出バルブ１０４１，１０４２及び補
助バルブ１７０８を徐々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガ
スをガス導入管１７０３を通じて堆積室１７０１内に流
入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が２ｓｃｃｍ、Ｈ2
ガス流量が２０ｓｃｃｍとなるように各々のマスフロー
コントローラー１０２１，１０２２で調整した。堆積室
１７０１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとなるように真空計１
７０６を見ながらコンダクタンスバルブ１７０７の開口
を調整した。その後、不図示のＲＦ電源の電力を５ｍＷ
／ｃｍ3に設定し、ＲＦマッチングボックス１７１２を
通じてカソード１７０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦグロ
ー放電を生起させ、ｎ型層上にｉ型界面層の作製を開始
し、層厚２０ｎｍのｉ型界面層を作製したところでＲＦ
グロー放電を止め、ｉ型界面層の作製を終えた。次に、
ｎ型層形成時に使用した原料ガス供給系１０２０とｉ型
層形成用の堆積装置１００からなる図１（ａ）の堆積膜
形成装置装置をを用い、ｉ型層をｉ型界面層上に形成し
た。図中１０４はＲＦプラズマＣＶＤ法でｎ型層および
ｉ型界面層が形成された導電性基板である。図中、ガス
ボンベ１０７１〜１０７６の各ガスボンベには、ｎ型層
形成時と同じ原料ガスが密封されており、ｎ型層形成時
と同様の操作手順により各ガスをマスフローコントロー
ラー１０２１〜１０２６内に導入した。以上のようにし
て成膜の準備が完了した後、基板１０４上に、ｉ型層の
成膜を行なった。ｉ型層を作製するには、基板１０４を
加熱ヒーター１０５により３００℃に加熱し、流出バル
ブ１０４１，１０４２及び補助バルブ１０８を徐々に開
けて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガスをガス導入管１０３を通じ
て堆積室１０１内に流入させた。この時、ＳｉＨ4ガス
流量が２００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が２００ｓｃｃｍ
となるように各々のマスフローコントローラー１０２
１，１０２２で調整した。堆積室１０１内の圧力は、５
ｍＴｏｒｒとなるように真空計１０６を見ながらコンダ
クタンスバルブ１０７の開口を調整した。次に、バイア
ス電源のＲＦバイアスを１００ｍＷ／ｃｍ3、直流バイ
アスを基板１０４に対して７０Ｖに設定し、バイアス棒
１１２に印加した。その後、不図示のμＷ電源の電力を
１００ｍＷ／ｃｍ3に設定し、不図示の導波管、導波部
１１０及び誘電体窓１０２を通じて堆積室１０１内にμ
Ｗ電力を導入し、μＷグロー放電を生起させ、ｉ型界面
層上にｉ型層の作製を開始し、層厚４００ｎｍのｉ型層
を作製したところでμＷグロー放電を止め、バイアス電
源１１１の出力を切り、ｉ型層の作製を終えた。次に、
ｉ型層上にｉ型界面層をＲＦプラズマＣＶＤ法で形成し
た。このｉ型界面層を形成するには、ｎ型層とｉ型層と
の間のｉ型界面層と同様の方法を用いた。基板１７０４
を加熱ヒーター１７０５により２５０℃に加熱し、流出
バルブ１０４１，１０４２及び補助バルブ１７０８を徐
々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガスをガス導入管１７０
３を通じて堆積室１７０１内に流入させた。この時、Ｓ
ｉＨ4ガス流量が２ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が２０ｓｃｃ
ｍとなるように各々のマスフローコントローラー１０２
１〜１０２２で調整した。堆積室１７０１内の圧力は、
１Ｔｏｒｒとなるように真空計１７０６を見ながらコン
ダクタンスバルブ１７０７の開口を調整した。その後、
不図示のＲＦ電源の電力を５ｍＷ／ｃｍ3に設定し、Ｒ
Ｆマッチングボックス１７１２を通じてカソード１７０
２にＲＦ電力を導入し、ＲＦグロー放電を生起させ、ｎ
型層上にｉ型界面層の作製を開始し、層厚２０ｎｍのｉ
型界面層を作製したところでＲＦグロー放電を止め、ｉ
型界面層の作製を終えた。次に、ｐ型層をＲＦプラズマ
ＣＶＤ法でｉ型界面層上に形成した。ｎ型層形成時に使
用した図１７に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装
置１７００からなるＲＦプラズマＣＶＤ法による製造装
置により、ｉ型界面層上にｐ型層を形成した。図中１７
０４は、前述したようにＲＦプラズマＣＶＤ法でｎ型層
およびｉ型界面層を、その上にμＷプラズマＣＶＤ法で
ｉ型層を、その上にＲＦプラズマＣＶＤ法でｉ型界面層
を順次形成してある導電性基板である。図中、ガスボン
ベ１０７１〜１０７６の各ガスボンベには、ｎ型層形成
時と同じ原料ガスが密封されており、ｎ型層形成時と同
様の操作手順により各ガスをマスフローコントローラー
１０２１〜１０２６内に導入した。以上のようにして成
膜の準備が完了した後、基板１７０４上に、ｐ型層の成
膜を行なった。ｐ型層を作製するには、基板１７０４を
加熱ヒーター１７０５により２５０℃に加熱し、流出バ
ルブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１７０８を徐々
に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、Ｂ2Ｈ6／Ｈ2ガスを
ガス導入管１７０３を通じて堆積室１７０１内に流入さ
せた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が１ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス
流量が１００ｓｃｃｍ、Ｂ2Ｈ6／Ｈ2ガス流量が１ｓｃ
ｃｍとなるように各々のマスフローコントローラー１０
２１〜１０２３で調整した。堆積室１７０１内の圧力
は、１Ｔｏｒｒとなるように真空計１７０６を見ながら
コンダクタンスバルブ１７０７の開口を調整した。その
後、不図示のＲＦ電源の電力を２００ｍＷ／ｃｍ3に設
定し、ＲＦマッチングボックス１７１２を通じてカソー
ド１７０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦグロー放電を生起
させ、ｉ型界面層上にｐ型層の作製を開始し、層厚５ｎ
ｍのｐ型層を作製したところでＲＦグロー放電を止め、
流出バルブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１７０８
を閉じて、堆積室１７０１内へのガス流入を止め、ｐ型
層の作製を終えた。それぞれの層を作製する際に、必要
なガス以外の流出バルブ１０４１〜１０４６は完全に閉
じられていることは云うまでもなく、また、それぞれの
ガスが堆積室内、流出バルブ１０４１〜１０４６から堆
積室に至る配管内に残留することを避けるために、流出
バルブ１０４１〜１０４６を閉じ、補助バルブを開き、
さらにコンダクタンスバルブを全開にして、系内を一旦
高真空に排気する操作を必要に応じて行う。また、導電
性基板をｉ型界面層形成後ｉ型層形成用堆積室へ導入す
るとき、およびｉ型層形成後ｉ型界面層形成用堆積室へ
導入するときには、不図示ではあるがそれぞれ大気雰囲
気中に曝すことなく各堆積室へ導入できる装置構造を持
っている。次に、図４に示す真空蒸着法の製造装置によ
り、ｐ型層上に透明電極を作製した。図中４０２はｎ型
層、ｉ型層およびｐ型層が形成されている導電性基板で
ある。図中４０４は、組成がインジウム（Ｉｎ）、錫
（Ｓｎ）のモル比で、１：１からなる蒸着源である。図
中４１０はガス導入バルブであり、不図示のＯ2ガスボ
ンベに接続されている。まず、加熱ヒーター４０３によ
り基板４０２を１８０℃に加熱し、堆積室４０１内を不
図示の真空ポンプにより排気し、真空計４０８の読みが
約１×１０-5Ｔｏｒｒになった時点で、ガス導入バルブ
５１０を徐々に開いてΟ2ガスを堆積室４０１内に流入
させた。この時、Ο2ガス流量が１０ｓｃｃｍとなるよ
うに、マスフローコントローラー５１１で調整し、堆積
室４０１内の圧力が０．３ｍＴｏｒｒとなるように、真
空計４０８を見ながらコンダクタンスバルブ（バタフラ
イ型）４０９の開口を調整した。その後、ＡＣ電源４０
６より加熱ヒーター４０５に電力を供給し、蒸着源４０
４を加熱し、次に、シャッター４０７を開けて、基板４
０２上に透明電極の作製を開始し、層厚７０ｎｍの透明
電極を作製したところでシャッター４０７、ＡＣ電源４
０６の出力を切り、ガス導入バルブ４１０を閉じて、堆
積室４０１内へのガス流入を止め、透明電極の作製し
た。その後、透明電極上に集電電極として、銀ペースト
（デュポン社製５００７）を厚さ２０μｍスクリーン印
刷（フジオカ製作所製ＦＳ−４０４０−ＡＬＬ）し、光
起電力素子を作製した（Ｎｏ．実−１４）。以上の光起
電力素子の作製条件を表１３に示す。実施例１４（Ｎ
ｏ．実−１４）と、光電変換層（ｎ，ｉ，ｐ型層）の全
てをＲＦプラズマＣＶＤ法で作製した比較例１２−１の
光起電力素子（Ｎｏ．比−１２−１）の初期特性の測定
を行なった。初期特性の測定は、実施例１４（Ｎｏ．実
−１４）および比較例１２−１（Ｎｏ．比−１４−１）
で作製した光起電力素子を、ＡＭ−１．５（１００ｍＷ
／ｃｍ2）光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ特性を測定する
ことにより得られる、光電変換効率により行った。測定
の結果、比較例１２−１（Ｎｏ．比−１２−１）の光起
電力素子に対して、実施例１４（Ｎｏ．実−１４）の光
起電力素子は、光電変換効率が１．４４倍優れていた。
更に、実施例１４（Ｎｏ．実−１４）及び比較例１２−
１（Ｎｏ．比−１２−１）で作製した光起電力素子を、
ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）に４００ｎｍの干
渉フィルターを取り付けて得られる短波長光照射下に設
置し、Ｖ−Ｉ特性を測定することにより得られる、曲線
因子により、光起電力素子における、ｉ型層のｐ型層側
（光入射側）での電界の印加の程度を測定した。測定の
結果、比較例１２−１（Ｎｏ．比−１２−１）の光起電
力素子に対して、実施例１４（Ｎｏ．実−１４）の光起
電力素子は、曲線因子が１．３０倍優れていた。以上の
測定結果より、本発明の光起電力素子（Ｎｏ．実−１
４）が、従来の光起電力素子（Ｎｏ．比−１２−１）に
対して、優れた特性を有することが判明し、本発明の効
果が実証された。 （比較例１４−１）実施例１４と同様の反射層および透
明導電層を形成した導電性基板上に、表１４に示す条件
であること以外は実施例１４と同様の方法で、ｎ型層、
ｉ型界面層、ｉ型層、ｉ型界面層およびｐ型層を積層し
た。その上に実施例１４と同様にして、透明電極および
集電電極を形成し、光起電力素子を製作した（Ｎｏ．比
−１４−１）。実施例１４（Ｎｏ．実−１４）および比
較例１４−１（Ｎｏ．比−１４−１）で作製した光起電
力素子の初期特性の測定を行なった。初期特性の測定
は、実施例１４（Ｎｏ．実−１４）および比較例１４−
１（Ｎｏ．比−１４−１）で作製した光起電力素子を、
ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光照射下に設置し
て、Ｖ−Ｉ特性を測定することにより得られる、光電変
換効率により行った。測定の結果、比較例１４−１（Ｎ
ｏ．比−１４−１）の光起電力素子に対して、実施例１
４（Ｎｏ．実−１４）の光起電力素子は、光電変換効率
が１．１８倍優れていた。更に、実施例１４（Ｎｏ．実
−１４）及び比較例１４−１（Ｎｏ．比−１４−１）で
作製した光起電力素子を、ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／
ｃｍ2）に４００ｎｍの干渉フィルターを取り付けて得
られる短波長光照射下に設置し、Ｖ−Ｉ特性を測定する
ことにより得られる、曲線因子により、光起電力素子に
おける、ｉ型層のｐ型層側（光入射側）での電界の印加
の程度を測定した。測定の結果、比較例１４−１（Ｎ
ｏ．比−１４−１）の光起電力素子に対して、実施例１
４（Ｎｏ．実−１４）の光起電力素子は、曲線因子が
１．１２倍優れていた。 （比較例１４−２）実施例１４と同様の条件で、ｎ型
層、ｉ型界面層、ｉ型層、ｐ型層を、また比較例１４−
１と同様の条件でｉ型層を高抵抗単結晶シリコン基板
（比抵抗１００Ωｃｍ）上にそれぞれ膜厚で１μｍ堆積
した。これらの試料の膜中水素量を測定し、比較した。
膜中水素量の定量には、フーリエ変換赤外吸収分光計
（ＰＥＲＫＩＮ ＥＬＭＥＲ社製ＦＴ−ＩＲ１７２０−
Ｘ）を用いて、２０００ｃｍ-1付近のＳｉＨストレッチ
ングモードあるいは２１００ｃｍ-1付近のＳｉＨ2スト
レツチングモードによる赤外吸収係数の積分強度の総計
から算出した。測定の結果、実施例１４のμＷプラズマ
ＣＶＤ法で形成したｉ型層は、実施例１４のＲＦプラズ
マＣＶＤ法で形成したｉ型界面層に比べて膜中水素量が
１．２１倍多いこと、ｎ型層に比ベて１．６４倍多いこ
と、ｐ型層に比べて１．７９倍多いことがわかった。一
方、比較例１４−１のμＷプラズマＣＶＤ法で形成した
ｉ型層は、実施例１４のＲＦプラズマＣＶＤ法で形成し
たｉ型界面層に比ベて膜中水素量が０．８１倍だった。
また、ｎ型層に比ベて膜中水素量が０．８７倍であり、
ｐ型層に比ベて０．９２倍であることがわかった。以上
の測定結果より、μＷプラズマＣＶＤ法で形成した膜の
水素含有量は、ＲＦプラズマＣＶＤ法で形成した膜より
も多い場合にのみ、光起電力素子は優れた特性を示すこ
とが判明した。 （実施例１５）ｉ型層の堆積速度を変化させて光電変換
効率の堆積速度依存性を評価した。実施例１４と同様の
反射層および透明導電層を形成した導電性基板上に、実
施例１４と同様の条件でｎ型層およびｉ型界面層を形成
し、その上に表１５に示すように投入する高周波パワー
を変えて堆積速度を変化させ、その他の条件は実施例１
４と同様のμＷプラズマＣＶＤ法および比較例１２−１
と同様のＲＦプラズマＣＶＤ法でｉ型層を形成した。そ
の上に実施例１４と同様にして、ｉ型界面層、ｐ型層、
透明電極および集電電極の順で形成し、光起電力素子を
製作した（Ｎｏ．実−２−１〜１０）。ｉ型界面層の膜
厚はそれぞれ１０ｎｍとした。実施例１４と同様の測定
を行った結果を表１５に示す。この結果によると、堆積
速度が２ｎｍ／ｓｅｃ以上の領域ではμＷプラズマＣＶ
Ｄ法でｉ型層を形成した光起電力素子（Ｎｏ．実−２−
２〜５）は、ＲＦプラズマＣＶＤ法でｉ型層を形成した
光起電力素子（Ｎｏ．実−２−８〜１０）に対して、極
めて優れた光電変換効率を示すことが判明した。 （実施例１６）ｉ型界面層の膜厚を変えて光電変換効率
の変化を調べた。実施例１４と同様の反射層および透明
導電層を形成した導電性基板上に、実施例１４と同様の
条件でｎ型層、ｉ型界面層、ｉ型層、ｉ型界面層および
ｐ型層の順で形成し、その上に、透明電極および集電電
極を形成し、光起電力素子を製作した（Ｎｏ．実−１６
−１〜７）。ただし、ｉ型界面層の膜厚は表１６に示す
とおりである。実施例１４と同様の測定を行った結果を
表１６および図１９に示す。この結果によると、ｉ型界
面層の膜厚が５ｎｍ以上の場合に光電変換効率が向上
し、優れた特性を示すことが判明した。 （実施例１７）図２０に示した装置を用いて、本発明の
連続的製造方法により光起電力素子を連続的に作製し
た。まず、基板送り出し機構を有する真空容器２００２
に、十分に脱脂、洗浄を行い、下部電極として、スパッ
タリング法により、銀薄膜を１００ｎｍ、ＺｎＯ薄膜を
１μｍ蒸着してあるＳＵＳ４３０ＢＡ製帯状部材２００
１（幅１２０ｍｍ×長さ２００ｍ×厚さ０．１３ｍｍ）
の巻きつけられたボビン２００４をセットし、該帯状部
材２００１をガスゲート、各非単結晶層作製用真空容器
を介して、帯状部材巻き取り機構を有する真空容器２０
０３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２００２、２００３、２０３１、２
０５１、２０７１を不図示の真空ポンプで１×１０-4Ｔ
ｏｒｒ以下まで真空引きした。次に、ガスゲートにゲー
トガス導入管２０１４〜２０２１よりゲートガスとして
Ｈ2を各々７００ｓｃｃｍ流し、加熱ヒータ２０３４、
２０５４、２０７４により、帯状部材２００１を、各々
３５０℃、３５０℃、３００℃に加熱した。そして、ガ
ス導入管２０３２より、ＳｉＨ4ガスを５ｓｃｃｍ、Ｐ
Ｈ3ガスを０．０５ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを１００ｓｃｃ
ｍ、ガス導入管２０５２より、ＳｉＨ4ガスを２００ｓ
ｃｃｍ、Ｈ2ガスを５００ｓｃｃｍ、ガス導入管２０７
２より、ＳｉＨ4ガスを０．５ｓｃｃｍ、Ｂ2Ｈ6ガスを
０．０５ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを５００ｓｃｃｍ導入し
た。真空容器２０３１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとなるよ
うに圧力計２０３３を見ながらコンダクタンスバルブ２
０３５の開口を調整した。真空容器２０５１内の圧力
は、３ｍＴｏｒｒとなるように圧力計２０５３を見なが
らコンダクタンスバルブ２０５５の開口を調整した。真
空容器２０７１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとなるように圧
力計２０７３を見ながらコンダクタンスバルブ２０７５
の開口を調整した。その後、カソード電極２０３７に、
ＲＦ電力を１５ｍＷ／ｃｍ3導入し、マイクロ波の導波
部２０５７及び誘電体窓を通じて、マイクロ波電力を２
００ｍＷ／ｃｍ3導入し、バイアス電極２０５９にＲＦ
バイアスを３５０ｍＷ／ｃｍ3印加し、カソード電極２
０７７に、ＲＦ電力を５００ｍＷ／ｃｍ3導入した。次
に、帯状部材２００１を図中の矢印の方向に搬送させ、
帯状部材上に第１の導電型層、ｉ型層、第２の導電型層
を作製した。次に、第２の導電型層上に、透明電極とし
て、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2）を真空蒸着にて７０
ｎｍ蒸着し、さらに集電電極として、Ａｌを真空蒸着に
て２μｍ蒸着し、光起電力素子を作製した（Ｎｏ．実−
１７）。以上の、光起電力素子の作製条件を表１７に示
す。 （実施例１８）及び（比較例１８）ｉ型層を形成する際
に、真空容器２０５１内の圧力を、表１８に示した値に
変えた以外は、実施例１７と同じ作製条件で、帯状部材
上に、下部電極、第１の導電型層、ｉ型層、第２の導電
型層、透明電極、集電電極を形成して光起電力素子を作
製した（Ｎｏ．実−１８−１〜４、Ｎｏ．比−１８）。
実施例１７（Ｎｏ．実−１７）、実施例１８（Ｎｏ．実
−１８−１〜４）及び比較例１８（Ｎｏ．比−１８）で
作製した光起電力素子の特性均一性及び欠陥密度の評価
を行なった。特性均一性は、実施例１７（Ｎｏ．実−１
７）、実施例１８（Ｎｏ．実−１８−１〜４）及び比較
例１８（Ｎｏ．比−１８）で作製した帯状部材上の光起
電力素子を、１０ｍおきに５ｃｍ角の面積で切出し、Ａ
Ｍ−１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光照射下に設置し、
光電変換効率を測定して、光電変換効率のバラッキを評
価した。比較例１８（Ｎｏ．比−１８）の光起電力素子
を基準にして、バラツキの大きさの逆数を求めた特性評
価の結果を表１８に示す。欠陥密度は、実施例１７（Ｎ
ｏ．実−１７）、実施例１８（Ｎｏ．実−１８−１〜
４）及び比較例１８（Ｎｏ．比−１８）で作製した帯状
部材上の光起電力素子の中央部５ｍの範囲を、５ｃｍ角
の面積１００個切出し、逆方向電流を測定することによ
り、各光起電力素子の欠陥の有無を検出して、欠陥密度
を評価した。比較例１８（Ｎｏ．比−１８）の光起電力
素子を基準にして、欠陥の数の逆数を求めた特性評価の
結果を表１８に示す。表１８が示すように、比較例１８
（素子Ｎｏ．比１８）の光起電力素子に対して、実施例
１７（Ｎｏ．実−１７）及び実施例１８（Ｎｏ．実１８
−１〜４）の光起電力素子は、特性均一性及び欠陥密度
のいずれにおいても優れており、本発明の作製方法によ
り作製した光起電力素子をが、優れた特性を有すること
が判明し、本発明の効果が実証された。 （実施例１９）及び（比較例１９）第１の導電型層及び
第２の導電型層を形成する際に、各々の真空容器２０３
１、２０７１内の圧力を、表１９に示した値に変えた以
外は、実施例１７と同じ作製条件で、帯状部材上に、下
部電極、第１の導電層、ｉ型層、第２の導電層、透明電
極、集電電極を形成して光起電力素子を作製した（Ｎ
ｏ．実−１９−１〜６、Ｎｏ．比−１９−１〜２）。実
施例１９（Ｎｏ．実−１９−１〜６）及び比較例１９
（Ｎｏ．比−１９−１〜２）で作製した光起電力素子を
実施例１７と同様な方法で、特性均一性と欠陥密度を評
価した。その結果を、比較例１９（Ｎｏ．比−１９−
１）の光起電力素子を基準にして表１９に示す。表１９
が示すように、比較例１９（Ｎｏ．比−１９−１〜２）
の光起電力素子に対して、実施例１９（Ｎｏ．実−１９
−１〜６）の光起電力素子は、特性均一性及び欠陥密度
のいずれにおいても優れており、本発明の作製方法によ
り作製した光起電力素子をが、優れた特性を有すること
が判明し、本発明の効果が実証された。 （実施例２０）及び（比較例２０）ｉ型層を形成する際
に、バイアス電極２０５９に印加するバイアスを表２０
に示した値に変えた以外は、実施例１７と同じ作製条件
で、帯状部材上に、下部電極、第１の導電層、ｉ型層、
第２の導電層、透明電極、集電電極を形成して光起電力
素子を作製した（Ｎｏ．実−２０−１〜３、Ｎｏ．比−
２０）。実施例２０（Ｎｏ．実−２０−１〜３）及び比
較例２０（Ｎｏ．比−２０）で作製した光起電力素子を
実施例１７と同様な方法で、特性均一性と欠陥密度を評
価した。その結果を、比較例２０（Ｎｏ．比−２０）の
光起電力素子を基準にして表２０に示す。表２０が示す
ように、比較例２０（Ｎｏ．比−２０）の光起電力素子
に対して、実施例２０（Ｎｏ．２０−１〜３）の光起電
力素子は、特性均一性及び欠陥密度のいずれにおいても
優れており、本発明の作製方法により作製した光起電力
素子をが、優れた特性を有することが判明し、本発明の
効果が実証された。 （実施例２１）表２１に示す作製条件で、下部電極上
に、第１の導電型層、ｉ型層、第２の導電型層を作製し
た以外は、実施例１７と同様な作製条件により、光起電
力素子を作製した（Ｎｏ．実−２１）。 （比較例２１−１）ｉ型層を形成する際に、ｉ型層作製
用真空容器２０５１内の圧力を１００ｍＴｏｒｒとした
以外は、実施例２１と同じ作製条件で、光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．比２１−１）。 （比較例２１−２）ｉ型層を形成する際に、バイアスを
印加しない以外は、実施例２１と同じ作製条件で、光起
電力素子を作製した（素子Ｎｏ．比２１−２）。実施例
２１（Ｎｏ．実−２１）及び比較例２１（Ｎｏ．比−２
１−１〜２）で作製した光起電力素子を、実施例１７と
同様な方法で、特性均一性及び欠陥密度の測定を行なっ
た。測定の結果、比較例２１−１（Ｎｏ．比−２１−
１）の光起電力素子に対して、実施例２１（Ｎｏ．実−
２１）の光起電力素子は、特性均一性が１．１７倍、欠
陥密度が１．３８倍良く、また比較例２１−２（Ｎｏ．
比−２１−２）の光起電力素子は、特性均一性が０．９
７倍、欠陥密度が０．９５倍となり、本発明の作製方法
により作製した光起電力素子をが、優れた特性を有する
ことが判明し、本発明の効果が実証された。 （実施例２２）図２５に、本発明の作製方法を用いたタ
ンデム型光起電力素子の製造装置例の簡略化した模式図
を示す。該製造装置例は、帯状部材２５０１の送り出し
及び巻き取り用の真空容器２５０２及び２５０３、第１
の導電型層作製用真空容器２５１１、ｉ型層作製用真空
容器２５２１、第２の導電型層作製用真空容器２５３
１、第１の導電型層作製用真空容器２５４１、ｉ型層作
製用真空容器２５５１、及び第２の導電型層作製用真空
容器２５６１をガスゲートを介して接続した装置から構
成されている。図２５に示す製造装置を用い、表２２に
示す作製条件で、下部電極上に、第１の導電型層、ｉ型
層、第２の導電篭型層、第１の導電型層、ｉ型層及び第
２の導電型層を作製した以外は、実施例１７と同様な作
製条件により、タンデム型光起電力素子を作製した（Ｎ
ｏ．実−２２）。 （比較例２２−１）各々のｉ型層を形成する際に、ｉ型
層作製用真空容器２５２１及び２５５１内の圧力を１０
０ｍＴｏｒｒとした以外は、実施例２２と同じ作製条件
で、タンデム型の光起電力素子を作製した（Ｎｏ．比−
２２−１）。 （比較例２２−２）各々のｉ型層を形成する際に、バイ
アスを印加しない以外は、実施例２２と同じ作製条件
で、タンデム型の光起電力素子を作製した（Ｎｏ．比−
２２−２）。実施例２２（Ｎｏ．実−２２）及び比較例
２２（Ｎｏ．比２−２−１〜２）で作製した光起電力素
子を、実施例１７と同様な方法で、特性均一性及び欠陥
密度の測定を行なった。測定の結果、比較例２２−１
（Ｎｏ．比−２２−１）の光起電力素子に対して、実施
例２２（Ｎｏ．実−２２）の光起電力素子は、特性均一
性が１．２１倍、欠陥密度が１．４２倍良く、比較例２
２−２（Ｎｏ．比−２２−２）の光起電力素子は、特性
均一性が０．９６倍、欠陥密度が０．９７倍となり、本
発明の作製方法により作製した光起電力素子をが、優れ
た特性を有することが判明し、本発明の効果が実証され
た。 （実施例２３）図２６に、本発明の作製方法を用いたト
リプル型光起電力素子の製造装置例の簡略化した模式図
を示す。該製造装置例は、帯状部材２６０１の送り出し
及び巻き取り用の真空容器２６０２及び２６０３、第１
の導電型層作製用真空容器２６１１、ｉ型層作製用真空
容器２６２１、第２の導電型層作製用真空容器２６３
１、第１の導電型層作製用真空容器２６４１、ｉ型層作
製用真空容器２６５１、第２の導電型層作製用真空容器
２６６１、第１の導電型層作製用真空容器２６７１、ｉ
型層作製用真空容器２６８１、及び第２の導電型層作製
用真空容器２６９１をガスゲートを介して接続した装置
から構成されている。図２６に示す製造装置を用い、表
２３に示す作製条件で、下部電極上に、第１の導電型
層、ｉ型層、第２の導電型層、第１の導電型層、ｉ型
層、第２の導電型層、第１の導電型層、ｉ型層及び第２
の導電型層を作製した以外は、実施例１７と同様な作製
条件により、トリプル型光起電力素子を作製した（Ｎ
ｏ．実−２３）。 （比較例２３−１）各々のｉ型層を形成する際に、ｉ型
層作製用真空容器２６２１、２６５１及び２６８１内の
圧力を１００ｍＴｏｒｒとした以外は、実施例７と同じ
作製条件で、トリプル型の光起電力素子を作製した（Ｎ
ｏ．比−２６−１）。 （比較例２３−２）各々のｉ型層を形成する際に、バイ
アスを印加しない以外は、実施例２３と同じ作製条件
で、トリプル型の光起電力素子を作製した（Ｎｏ．比−
２３−２）。実施例２３（Ｎｏ．実−２３）及び比較例
２３（Ｎｏ．比−２３−１〜２）で作製した光起電力素
子を、実施例１７と同様な方法で、特性均一性及び欠陥
密度の測定を行なった。測定の結果、比較例２３−１
（Ｎｏ．比−２３−１）の光起電力素子に対して、実施
例２３（Ｎｏ．実−２３）の光起電力素子は、特性均一
性が１．１９倍、欠陥密度が１．４３倍良く、比較例２
３−２（Ｎｏ．比−２３−２）の光起電力素子は、特性
均一性が０．９８倍、欠陥密度が０．９６倍となり、本
発明の作製方法により作製した光起電力素子をが、優れ
た特性を有することが判明し、本発明の効果が実証され
た。 （実施例２４）図２１に示した装置を用いて、本発明の
連続的製造方法により光起電力素子を連続的に作製し
た。まず、基板送り出し機構を有する真空容器２１０２
に、十分に脱脂、洗浄を行い、下部電極として、スパッ
タリング法により、銀薄膜を１００ｎｍ、ＺｎＯ薄膜を
１μｍ蒸着してあるＳＵＳ４３０ＢＡ製帯状部材２１０
１（幅１２０ｍｍ×長さ２００ｍ×厚さ０．１３ｍｍ）
の巻きっけられたボビン２１０４をセットし、該帯状部
材２１０１をガスゲート、各非単結晶層作製用真空容器
を介して、帯状部材巻き取り機構を有する真空容器２１
０３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２１０２、２１０３、２１３１、２
１５１、２１７１、２１９１を不図示の真空ポンプで１
×１０-4Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした。次に、ガスゲ
ートにゲートガス導入管２１１４〜２１２３よりゲート
ガスとしてＨ2を各々７００ｓｃｃｍ流し、加熱ヒータ
２１３４、２１５４、２１７４、２１９４により、帯状
部材２１０１を、各々３５０℃、３５０℃、３００℃、
３００℃に加熱した。そして、ガス導入管２１３２よ
り、ＳｉＨ4ガスを５ｓｃｃｍ、ＰＨ3ガスを０．０５ｓ
ｃｃｍ、Ｈ2ガスを１００ｓｃｃｍ、ガス導入管２１５
２より、ＳｉＨ4ガスを２００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを５０
０ｓｃｃｍ、ガス導入管２１７２より、ＳｉＨ4ガスを
４ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを１００ｓｃｃｍ、ガス導入管２
１９２より、ＳｉＨ4ガスを０．５ｓｃｃｍ、Ｂ2Ｈ6ガ
スを０．０５ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを５００ｓｃｃｍ導入
した。真空容器２１３１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとなる
ように圧力計２１３３を見ながらコンダクタンスバルブ
２０３５の開口を調整した。真空容器２１５１内の圧力
は、３ｍＴｏｒｒとなるように圧力計２１５３を見なが
らコンダクタンスバルブ２１５５の開口を調整した。真
空容器２１７１および２１９１内の圧力は、１Ｔｏｒｒ
となるように、それぞれ圧力計２１７３及び２１９３を
見ながらコンダクタンスバルブ２１７５及び２１９５の
開口を調整した。その後、カソード電極２１３７に、Ｒ
Ｆ電力を１５ｍＷ／ｃｍ3導入し、マイクロ波の導波部
２０５７及び誘電体窓を通じて、マイクロ波電力を２０
０ｍＷ／ｃｍ3導入し、バイアス電極２１５９にＲＦバ
イアスを３５０ｍＷ／ｃｍ3印加し、カソード電極２１
７７に、ＲＦ電力を１０ｍＷ／ｃｍ3導入し、カソード
電極２１９７に、ＲＦ電力を５００ｍＷ／ｃｍ3導入し
た。次に、帯状部材２１０１を図中の矢印の方向に搬送
させ、帯状部材上に第１の導電型層、ｉ型層、ｉ型界面
層、第２の導電型層を作製した。次に、第２の導電型層
上に、透明電極として、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2）
を真空蒸着にて７０ｎｍ蒸着し、さらに集電電極とし
て、Ａｌを真空蒸着にて２μｍ蒸着し、光起電力素子を
作製した（Ｎｏ．実−２４）。以上の、光起電力素子の
作製条件を表２４に示す。 （実施例２５）及び（比較例２５）ｉ型層を形成する際
に、真空容器２１５１内の圧力を、表２５に示した値に
変えた以外は、実施例２４と同じ作製条件で、帯状部材
上に、下部電極、第１の導電型層、ｉ型層、ｉ型界面
層、第２の導電型層、透明電極、集電電極を形成して光
起電力素子を作製した（Ｎｏ．実−２５−１〜４、Ｎ
ｏ．比−２５）。実施例２４（Ｎｏ．実−２４）、実施
例２５（Ｎｏ．実−２５−１〜４）及び比較例２５（Ｎ
ｏ．比−２５）で作製した光起電力素子の特性均一性及
び欠陥密度の評価を行なった。特性均一性は、実施例２
４（Ｎｏ．実−２４）、実施例２５（Ｎｏ．実−２５−
１〜４）及び比較例２５（Ｎｏ．比−２５）で作製した
帯状部材上の光起電力素子を、１０ｍおきに５ｃｍ角の
面積で切出し、ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下に設置し、光電変換効率を測定して、その光電変
換効率のバラッキを評価した。比較例２５（Ｎｏ．比−
２５）の光起電力素子を基準にして、バラツキの大きさ
の逆数を求めた特性評価の結果を表２５に示す。欠陥密
度は、実施例２４（Ｎｏ．実−２４）、実施例２５（Ｎ
ｏ．実−２５−１〜４）及び比較例２５（Ｎｏ．比−２
５）で作製した帯状部材上の光起電力素子の中央部５ｍ
の範囲を、５ｃｍ角の面積１００個切出し、逆方向電流
を測定することにより、各光起電力素子の欠陥の有無を
検出して、欠陥密度を評価した。比較例２５（Ｎｏ．比
−２５）の光起電力素子を基準にして、欠陥の数の逆数
を求めた特性評価の結果を表２５に示す。表２５が示す
ように、比較例２５（素子Ｎｏ．比２５）の光起電力素
子に対して、実施例２４（Ｎｏ．実−２４）及び実施例
２（Ｎｏ．２５−１〜４）の光起電力素子は、特性均一
性及び欠陥密度のいずれにおいても優れており、本発明
の作製方法により作製した光起電力素子をが、優れた特
性を有することが判明し、本発明の効果が実証された。 （実施例２６）及び（比較例２６）第１の導電型層、ｉ
型界面層及び第２の導電型層を形成する際に、各々の真
空容器２１３１、２１７１、２１９１内の圧力を、表２
６に示した値に変えた以外は、実施例２４と同じ作製条
件で、帯状部材上に、下部電極、第１の導電層、ｉ型
層、ｉ型界面層、第２の導電層、透明電極、集電電極を
形成して光起電力素子を作製した（Ｎｏ．実−２６−１
〜６、Ｎｏ．比−２６−１〜２）。実施例２６（Ｎｏ．
実−２６−１〜６）及び比較例２６（Ｎｏ．比−２６−
１〜２）で作製した光起電力素子を実施例２４と同様な
方法で、特性均一性と欠陥密度を評価した。その結果
を、比較例２６（Ｎｏ．比−２６−１）の光起電力素子
を基準にして表２６に示す。表２６が示すように、比較
例２６（Ｎｏ．比−２６−１〜２）の光起電力素子に対
して、実施例２６（Ｎｏ．実−２６−１〜６）の光起電
力素子は、特性均一性及び欠陥密度のいずれにおいても
優れており、本発明の作製方法により作製した光起電力
素子をが、優れた特性を有することが判明し、本発明の
効果が実証された。 （実施例２７）及び（比較例２７）ｉ型層を形成する際
に、バイアス電極２１５９に印加するバイアスを表２７
に示した値に変えた以外は、実施例２４と同じ作製条件
で、帯状部材上に、下部電極、第１の導電層、ｉ型層、
ｉ型界面層、第２の導電層、透明電極、集電電極を形成
して光起電力素子を作製した（Ｎｏ．実−２７−１〜
３、Ｎｏ．比−２７）。実施例２７（Ｎｏ．実−２７−
１〜３）及び比較例２７（Ｎｏ．比−２７）で作製した
光起電力素子を実施例２４と同様な方法で、特性均一性
と欠陥密度を評価した。その結果を、比較例２７（Ｎ
ｏ．比−２７）の光起電力素子を基準にして表２７に示
す。表２７が示すように、比較例２０（Ｎｏ．比−２
０）の光起電力素子に対して、実施例２０（Ｎｏ．２０
−１〜３）の光起電力素子は、特性均一性及び欠陥密度
のいずれにおいても優れており、本発明の作製方法によ
り作製した光起電力素子をが、優れた特性を有すること
が判明し、本発明の効果が実証された。 （実施例２８）表２８に示す作製条件で、下部電極上
に、第１の導電型層、ｉ型層、ｉ型界面層、第２の導電
型層を作製した以外は、実施例２４と同様な作製条件に
より、光起電力素子を作製した（Ｎｏ．実−２８）。 （比較例２８−１）ｉ型層を形成する際に、ｉ型層作製
用真空容器２１５１内の圧力を１００ｍＴｏｒｒとした
以外は、実施例２８と同じ作製条件で、光起電力素子を
作製した（Ｎｏ．比２８−１）。 （比較例２８−２）ｉ型層を形成する際に、バイアスを
印加しない以外は、実施例２８と同じ作製条件で、光起
電力素子を作製した（Ｎｏ．比２８−２）。実施例２８
（Ｎｏ．実−２８）及び比較例２８（Ｎｏ．比−２８−
１〜２）で作製した光起電力素子を、実施例２４と同様
な方法で、特性均一性及び欠陥密度の測定を行なった。
測定の結果、比較例２８−１（Ｎｏ．比−２８−１）の
光起電力素子に対して、実施例２８（Ｎｏ．実−２８）
の光起電力素子は、特性均一性が１．１７倍、欠陥密度
が１．３８倍良く、比較例２８−２（Ｎｏ．比−２８−
２）の光起電力素子は、特性均一性が０．９７倍、欠陥
密度が０．９５倍となり、本発明の作製方法により作製
した光起電力素子をが、優れた特性を有することが判明
し、本発明の効果が実証された。 （実施例２９）表２９に示す作製条件で、下部電極上
に、第１の導電型層、ｉ型界面層、ｉ型層、第２の導電
型層を作製した以外は、実施例２４と同様な作製条件に
より、光起電力素子を作製した（Ｎｏ．実−２９）。実
施例２９で作製した光起電力素子（Ｎｏ．実−２９）を
実施例２４と同様な方法で特性均一性及び欠陥密度の測
定を行ったところ、実施例２４と同様な特性均一性及び
欠陥密度が得られ、本発明の効果が実証された。 （実施例３０）表３０に示す作製条件で、下部電極上
に、第１の導電型層、ｉ型界面層、ｉ型層、ｉ型界面
層、第２の導電型層を作製した以外は、実施例２４と同
様な作製条件により、光起電力素子を作製した（Ｎｏ．
実−３０）。実施例３０で作製した光起電力素子（Ｎ
ｏ．実−３０）を実施例２４と同様な方法で特性均一性
及び欠陥密度の測定を行ったところ、実施例２４と同様
な特性均一性及び欠陥密度が得られ、本発明の効果が実
証された。 （実施例３１）図２７に、本発明の作製方法を用いたタ
ンデム型光起電力素子の製造装置例の簡略化した模式図
を示す。該製造装置例は、帯状部材２７０１の送り出し
及び巻き取り用の真空容器２７０２及び２７０３、第１
の導電型層作製用真空容器２７１１、ｉ型界面層作製用
真空容器２７１２、ｉ型層作製用真空容器２７１３、ｉ
型界面層作製用真空容器２７１４、第２の導電型層作製
用真空容器２７１５、第１の導電型層作製用真空容器２
７１６、ｉ型層作製用真空容器２７１７、ｉ型界面層作
製用真空容器２７１８、及び第２の導電型層作製用真空
容器２７１９をガスゲートを介して接続した装置から構
成されている。図２７に示す製造装置を用い、表３１に
示す作製条件で、下部電極上に、第１の導電型層、ｉ型
界面層、ｉ型層、ｉ型界面層、第２の導電篭型層、第１
の導電型層、ｉ型層及び第２の導電型層を作製した以外
は、実施例２４と同様な作製条件により、タンデム型光
起電力素子を作製した（Ｎｏ．実−３１）。 （比較例３１−１）各々のｉ型層を形成する際に、ｉ型
層作製用真空容器２７１３及び２７１７内の圧力を１０
０ｍＴｏｒｒとした以外は、実施例３１と同じ作製条件
で、タンデム型の光起電力素子を作製した（Ｎｏ．比−
３１−１）。 （比較例３１−２）各々のｉ型層を形成する際に、バイ
アスを印加しない以外は、実施例３１と同じ作製条件
で、タンデム型の光起電力素子を作製した（Ｎｏ．比−
３１−２）。実施例３１（Ｎｏ．実−３１）及び比較例
３１（Ｎｏ．比−３１−１〜２）で作製した光起電力素
子を、実施例２４と同様な方法で、特性均一性及び欠陥
密度の測定を行なった。測定の結果、比較例３１−１
（Ｎｏ．比−３１−１）の光起電力素子に対して、実施
例３１（Ｎｏ．実−３１）の光起電力素子は、特性均一
性が１．２３倍、欠陥密度が１．４０倍良く、比較例３
１−２（Ｎｏ．比−３１−２）の光起電力素子は、特性
均一性が０．９５倍、欠陥密度が０．９７倍となり、本
発明の作製方法により作製した光起電力素子をが、優れ
た特性を有することが判明し、本発明の効果が実証され
た。 （実施例３２）図２８に、本発明の作製方法を用いたト
リプル型光起電力素子の製造装置例の簡略化した模式図
を示す。該製造装置例は、帯状部材２８０１の送り出し
及び巻き取り用の真空容器２８０２及び２８０３、第１
の導電型層作製用真空容器２８１１、ｉ型層作製用真空
容器２８１２、ｉ型界面層作製用真空容器２８１３、第
２の導電型層作製用真空容器２８１４、第１の導電型層
作製用真空容器２８１５、ｉ型層作製用真空容器２８１
６、ｉ型界面層作製用真空容器２８１７、第２の導電型
層作製用真空容器２８１８、第１の導電型層作製用真空
容器２８１９、ｉ型層作製用真空容器２８２０、ｉ型界
面層作製用真空容器２８２１及び第２の導電型層作製用
真空容器２８２１をガスゲートを介して接続した装置か
ら構成されている。図２８に示す製造装置を用い、表３
２に示す作製条件で、下部電極上に、第１の導電型層、
ｉ型層、第２の導電型層、第１の導電型層、ｉ型層、第
２の導電型層、第１の導電型層、ｉ型層及び第２の導電
型層を作製した以外は、実施例２４と同様な作製条件に
より、トリプル型光起電力素子を作製した（Ｎｏ．実−
３２）。 （比較例３２−１）各々のｉ型層を形成する際に、ｉ型
層作製用真空容器２８１２、２８１６及び２８２０内の
圧力を１００ｍＴｏｒｒとした以外は、実施例３２と同
じ作製条件で、トリプル型の光起電力素子を作製した
（Ｎｏ．比−３２−１）。 （比較例３２−２）各々のｉ型層を形成する際に、バイ
アスを印加しない以外は、実施例３２と同じ作製条件
で、トリプル型の光起電力素子を作製した（Ｎｏ．比−
３２−２）。実施例３２（Ｎｏ．実−３２）及び比較例
３２（Ｎｏ．比−３２−１〜２）で作製した光起電力素
子を、実施例２４と同様な方法で、特性均一性及び欠陥
密度の測定を行なった。測定の結果、比較例３２−１
（Ｎｏ．比−３２−１）の光起電力素子に対して、実施
例３２（Ｎｏ．実−３２）の光起電力素子は、特性均一
性が１．２１倍、欠陥密度が１．３９倍良く、比較例３
２−２（Ｎｏ．比−３２−２）の光起電力素子は、特性
均一性が０．９８倍、欠陥密度が０．９６倍となり、本
発明の作製方法により作製した光起電力素子をが、優れ
た特性を有することが判明し、本発明の効果が実証され
た。
【発明の効果】請求項１の堆積膜形成方法により、電気
特性、基板との密着性、耐光劣化性の優れた半導体膜を
高速形成することが可能となり、その結果、優れた特性
を有す光起電力素子、薄膜トランジスター及び電子写真
用像形成部材等のデバイスを高い生産性で提供すること
が可能となった。さらに請求項２の堆積膜形成方法によ
り、プラズマの均一性・安定性を更に高まり、形成され
た堆積膜の層厚や特性のムラがより一層低減でき、その
結果として光起電力素子や薄膜トランジスター、センサ
ー、電子写真用光受容部材等のデバイス特性や歩留まり
がより一層向上し、これらの電子デバイスの作製コスト
を低減することが可能となる。請求項３または４の光起
電力素子は、ｉ型層をμＷプラズマＣＶＤ法で堆積した
ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を用いることによって、ｉ型層の堆積速
度を大幅に増加させることが可能となる。これは生産を
考えた場合、スループットの増加を可能にし、光起電力
素子の製造コストを大きく低減させることが可能であ
る。さらに、請求項４の発明により、即ちｎ型層とｉ型
層の間、あるいはｐ型層とｉ型層の間の少なくとも一方
にＲＦプラズマＣＶＤ法で形成したｉ型界面層を挿入す
ることによって、光起電力素子の特性をより向上させる
ことができ、より高性能な光起電力素子を提供すること
が可能となる。請求項５〜６の光起電力素子の連続的製
造方法を用いることにより、大面積にわたって、高品質
で優れた均一性を有し、欠陥の少ない光起電力素子を大
量に再現良く生産することが可能となる。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
【表１１】
【表１２】
【表１３】
【表１４】
【表１５】
【表１６】
【表１７】
【表１８】
【表１９】
【表２０】
【表２１】
【表２２】
【表２３】
【表２４】
【表２５】
【表２６】
【表２７】
【表２８】
【表２９】
【表３０】
【表３１】
【表３２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の堆積膜形成方法を適用した堆積膜製造
装置の一例を示す概念図。
【図２】太陽電池の構成例を示す概念図。
【図３】ＤＣマグネトロンスパッタ装置の構成を示す概
念図。
【図４】抵抗加熱真空蒸着装置の構成を示す概念図。
【図５】櫛型集電電極用マスクを示す概念図。
【図６】マイクロ波電力と堆積速度の関係を示すグラ
フ。
【図７】光電変換効率のマイクロ波電力及びＲＦ電力依
存を示すグラフ。
【図８】ダンデム型太陽電池の構成を示す概念図。
【図９】トリプル型太陽電池の構成を示す概念図。
【図１０】ｐｉｎ型フォトセンサーの構成を示す概念
図。
【図１１】ＴＦＴの構成を示す概念図。
【図１２】電子写真感光体の構成を示すの概念図。
【図１３】本発明の堆積膜形成方法を適用した電子写真
用感光体製造装置を示す概念図。
【図１４】圧力と光電変換効率の関係を示すグラフ。
【図１５】本発明の光起電力素子の一例を示す概念図。
【図１６】本発明の光起電力素子の他の例を示す概念
図。
【図１７】ＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置
の構成例を示す概念図。
【図１８】ｉ型層の堆積速度と光電変換効率の関係を示
すグラフ。
【図１９】ｉ型界面層の層厚と光電変換効率の関係を示
すグラフ。
【図２０】本発明の連続的製造方法を用いた光起電力素
子連続的製造装置の一例を示す概念図。
【図２１】本発明の連続的製造方法を用いた光起電力素
子連続的製造装置の他の一例を示す概念図。
【図２２】本発明において好適に用いられるガスゲート
手段の圧力勾配を示す模式図。
【図２３】本発明の連続的製造方法で作製される光起電
力素子の層構成を示す概念図。
【図２４】本発明の連続的製造方法で作製される光起電
力素子の層構成を示す概念図。
【図２５】本発明の連続的製造方法を用いたタンデム型
光起電力素子製造装置例の概念図。
【図２６】本発明の連続的製造方法を用いたトリプル型
光起電力素子製造装置例の概念図。
【図２７】本発明の連続的製造方法を用いた他のタンデ
ム型光起電力素子製造装置例の概念図。
【図２８】本発明の連続的製造方法を用いた他のトリプ
ル型光起電力素子製造装置例の概念図。
【符号の説明】
１００ マイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積装置 １０１ 堆積室 １０２ 誘電体窓 １０３ ガス導入管 １０４ 基板 １０５ 加熱ヒーター １０６ 真空計 １０７ コンダクタンスバルブ １０８ 補助バルブ １０９ リークバルブ １１０ 導波部 １１１ バイアス電源 １１２ バイアス棒 １１３ メッシュ １１４ 導電性部材 ２０１、１００１ 導電性基板 ２０２、１００２ 光反射層 ２０３ 反射増加層 ２０４、１００３ 第１導電型層（ｎ型層またはｐ型
層） ２０５、１００４ ｉ型層 ２０６、１００５ 第２導電型層（ｐ型層またはｎ型
層） ２０７、１００６ 透明電極 ２０８、１００７ 集電電極 ２０９ 入射光 ３０１ 堆積室 ３０２ 基板 ３０３ 加熱ヒータ ３０４、３０８ ターゲット ３０５、３０９ 絶縁性支持体 ３０６、３１０ ＤＣ電源 ３０７ シャッター ３１２ 真空計 ３１３ コンダクタンスバルブ ３１４、 ３１５ ガス導入バルブ ３１６、 ３１７ マスフローコントローラ ４０１ 堆積室 ４０２ 基板 ４０３ 加熱ヒータ ４０４ 蒸着源 ４０５ 蒸着源加熱ヒータ ４０６ 加熱ヒータ電源 ４０７ シャッター ４０８ 真空計 ４０９ コンダクタンスバルブ ４１０ ガス導入バルブ ４１１ マスフローコントローラー ４１２ リークバルブ ８０１ 基板 ８０２ 光反射層 ８０３ 光反射増加層 ８０４ 第１のｎ型層 ８０５ 第１のｉ型層 ８０６ 第１のｐ型層 ８０７ 第２のｎ型層 ８０８ 第２のｉ型層 ８０９ 第２のｐ型層 ８１０ 透明電極 ８１１ 櫛型集電電極 ９０１ 基板 ９０２ 光反射層 ９０３ 光反射増加層 ９０４ 第１のｎ型層 ９０５ 第１のｉ型層 ９０６ 第１のｐ型層 ９０７ 第２のｎ型層 ９０８ 第２のｉ型層 ９０９ 第２のｐ型層 ９１０ 第３のｎ型層 ９１１ 第３のｉ型層 ９１２ 第３のｐ型層 ９１３ 透明電極 ９１４ 櫛型集電電極 １０２０ 原料ガス供給装置 １０２１〜１０２６ マスフローコントローラー １０３１〜１０３６ ガス流入バルブ １０４１〜１０４６ ガス流出バルブ １０５１〜１０５６ 原料ガスボンベのバルブ １０６１〜１０６６ 圧力調整器 １０７１〜１０７６ 原料ガスボンベ １１０１ 基板 １１０２ ゲート電極 １１０３ 絶縁層 １１０４ 半導体層 １１０５ ソース電極 １１０６ ドレイン電極 １１０７ 保護層 １２０１ 基板 １２０２ 表面層 １２０３ 光導電層 １２０４ 電荷注入阻止層 １３０１ シリンダー状基板 １３０２ ホルダー １３０３ 回転軸 １３０４ 放電空間 １３０５ 蓋 １３０６ 堆積室 １３０７ 真空計 １３０８ ガス導入管 １３０９ ヒーター １３１０ モーター １３１１ コンダクタンスバルブ １３１２ ガス管 １３１３ ＲＦ電源 １３１４ 誘電体窓 １３１５ 導波部 １５０１ 導電性基板（ガラス基板） １５０２ 光反射層 １５０３ 反射増加層 １５０４，１５０４ａ，１５０４ｂ ｎ型層（またはｐ
型層） １５０５，１５０５ａ，１５０５ｂ ｉ型層 １５０６，１５０６ａ，１５０６ｂ ｐ型層（またはｎ
型層） １５０７ 透明電極 １５０８ 集電電極 １５０９ 入射光 １５１０ 導電層（または／及び保護層） １７００ ＲＦプラズマＣＶＤ法による成膜装置 １７０１ 堆積室 １７０２ カソード １７０３ ガス導入管 １７０４ 基板 １７０５ 加熱ヒーター １７０６ 真空計 １７０７ コンダクタンスバルブ １７０８ 補助バルブ １７０９ リークバルブ １７１２ ＲＦマッチングボックス ２００１，２１０１ 帯状部材 ２００２，２１０２ 帯状部材の送り出し用の真空容器 ２００３，２１０３ 帯状部材の巻き取り用の真空容器 ２００４，２１０４ 帯状部材の送り出し用ボビン ２００５，２１０５ 帯状部材の巻き取り用ボピン ２００６、２００７、２１０６、２１０７ 搬送用ロー
ラー ２００８、２００９、２０３３、２０５３、２０７３、
２１０８、２１０９、２１３３、２１５３、２１７３、
２１９３ 圧力計 ２０１０、２０１１、２０３５、２０５５、２０７５、
２１１０、２１１１、２１３５、２１５５、２１７５、
２１９５、２１１０、２１１１ コンダクタンスバルブ ２０１２、２０１３、２１３６、２０５６、２０７６、
２１１２、２１１３、２１３６、２１５６、２１７６、
２１９６ 排気管 ２０１４〜２０２１、２１１４〜２１２３ ゲートガス
導入管 ２０３１、２１３１ 第１の導電型層作製用真空容器 ２０３２、２０５２、２０７２、２１３２、２１５２、
２１７２、２１９２ガス導入管 ２０３４、２０５４、２０７４、２１３４、２１５４、
２１７４、２１９４加熱ヒータ ２０３７、２０７７、２１３７、２１７７、２１９７
カソード電極 ２０５１、２１５１ ｉ型層作製用真空容器 ２０５７、２１５７ 導波部 ２０５８、２１５８ 誘電体窓 ２０５９、２１５９ バイアス電極 ２０７１、２１９６ 第２の導電型層作製用真空容器 ２１７１ ｉ型界面層作製用真空容器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ３０Ｂ 25/16 9040−4Ｇ Ｈ０１Ｌ 31/04 (72)発明者 林 亨 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 殿垣 雅彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 丹羽 光行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 松山 深照 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 幸田 勇蔵 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 青池 達行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 堆積膜堆積用の原料ガスをマイクロ波エ
    ネルギーで分解し基板上に堆積膜を形成する堆積膜形成
    方法において、内圧５０ｍＴｏｒｒ以下の真空度で、該
    原料ガスを１００％分解するに必要なマイクロ波エネル
    ギーより低いマイクロ波エネルギーを前記原料ガスに作
    用させ、且つ同時に該マイクロ波エネルギーより高いＲ
    Ｆエネルギーを前記原料ガスに作用させることを特徴と
    する堆積膜形成方法。
  2. 【請求項２】 前記マイクロ波エネルギーによって前記
    原料ガスが主に分解される空間と基板との間に導電性の
    メッシュを介在させ、且つ該メッシュを前記基板と同電
    位に保つことを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成方
    法。
  3. 【請求項３】 シリコン系非単結晶半導体材料からなる
    ｐ型層、ｉ型層及びｎ型層を少なくとも積層して構成さ
    れる光起電力素子において、前記ｐ型層と前記ｎ型層の
    少なくとも一方は０．５Ｔｏｒｒ以上の堆積室圧力で堆
    積膜形成用の原料ガスからＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積
    され、ｉ型層は１０ｍＴｏｒｒ以下の堆積室圧力で堆積
    膜形成用の原料ガスからマイクロ波プラズマＣＶＤ法で
    堆積され、且つ層中の水素含有量が前記ｐ型層、前記ｎ
    型層，前記ｉ型層の順で増加していることを特徴とする
    光起電力素子。
  4. 【請求項４】 シリコン系非単結晶半導体材料からなる
    ｐ型層、ｉ型層及びｎ型層を少なくとも積層して構成さ
    れる光起電力素子において、前記ｉ型層は１０ｍＴｏｒ
    ｒ以下の堆積室圧力で堆積膜形成用原料ガスからマイク
    ロ波プラズマＣＶＤ法により堆積されたｉ型層であり、
    且つ前記ｉ型層と前記ｐ型層の界面あるいは前記ｉ型層
    と前記ｎ型層の界面の少なくとも一方の界面にＲＦプラ
    ズマＣＶＤ法によりｉ型界面層が形成され、更にＲＦプ
    ラズマＣＶＤ法により堆積した前記ｉ型界面層よりもマ
    イクロ波プラズマＣＶＤ法で堆積した前記ｉ型層の水素
    含有量が多いことを特徴とする光起電力素子。
  5. 【請求項５】 帯状部材をその長手方向に連続的に移動
    させながら、複数の光起電力素子の成膜空間を順次通過
    させ、前記帯状部材上に、少なくとも、高周波グロー放
    電により第１の導電型のＳｉ原子を含有する非単結晶
    層、マイクロ波グロー放電によりｉ型のＳｉ原子を含有
    する非単結晶層、および高周波グロー放電により第２の
    導電型のＳｉ原子を含有する非単結晶層を順次積層し
    て、光起電力素子を連続的に作製する方法において、前
    記第１及び第２の導電型の非単結晶層は、１００ｍＴｏ
    ｒｒ以上の成膜空間の圧力で作製し、前記ｉ型の非単結
    晶層は、５０ｍＴｏｒｒ以下の成膜空間の圧力でバイア
    スを印加しながら作製することを特徴とする光起電力素
    子の連続的製造方法。
  6. 【請求項６】 前記ｉ型の非単結晶と前記第１及び／ま
    たは第２の導電型の非単結晶層との間に、Ｓｉ原子を含
    有するｉ型の非単結晶界面層を１００ｍＴｏｒｒ以上の
    成膜空間の圧力で高周波グロー放電法により作製するこ
    とを特徴とする請求項５に記載の光起電力素子の連続的
    製造方法。
  7. 【請求項７】 前記帯状部材上に、少なくとも、前記第
    １の導電型の非単結晶層、前記ｉ型の非単結晶層、およ
    び前記第２の導電型の非単結晶層を、複数回順次繰り返
    して積層することを特徴とする請求項５に記載の光起電
    力素子の連続的製造方法。
  8. 【請求項８】 前記帯状部材上に、少なくとも、前記第
    １の導電型の非単結晶層、前記ｉ型の非単結晶層、前記
    第２の導電型の非単結晶層、及び前記ｉ型の非単結晶界
    面層を、複数回順次繰り返して積層することを特徴とす
    る請求項６に記載の光起電力素子の連続的製造方法。
  9. 【請求項９】 前記バイアスは、直流、交流、高周波う
    ちの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項５
    〜８のいずれか１項に記載の光起電力素子の連続的製造
    方法。
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