JPH0666276B2 - 薄膜生成用マスク - Google Patents
薄膜生成用マスクInfo
- Publication number
- JPH0666276B2 JPH0666276B2 JP62219847A JP21984787A JPH0666276B2 JP H0666276 B2 JPH0666276 B2 JP H0666276B2 JP 62219847 A JP62219847 A JP 62219847A JP 21984787 A JP21984787 A JP 21984787A JP H0666276 B2 JPH0666276 B2 JP H0666276B2
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- Japan
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- film
- mask
- substrate
- thin film
- forming
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- Expired - Lifetime
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被成膜基体表面上の所定の領域のみにプラズ
マCVD法などにより成膜するための薄膜生成用マスクに
関するものである。
マCVD法などにより成膜するための薄膜生成用マスクに
関するものである。
プラズマCVD法による薄膜半導体製造技術は、近年めざ
ましい進歩をとげ、非晶質シリコン薄膜（以下ａ−Si膜
と記す）による太陽電池の製造に関しては、プラズマCV
D法が真空蒸着法やスパッタ法に比べて、膜中の電気的
欠陥が少なく、高い光導電率を有する膜を形成できるた
めに主流となっている。この種のａ−Si膜による太陽電
池には、民生用としてすでに実用化されている電卓用電
源や時計用電源の他に、大規模発電用として開発が進め
られている電力用大面積素子がある。
ましい進歩をとげ、非晶質シリコン薄膜（以下ａ−Si膜
と記す）による太陽電池の製造に関しては、プラズマCV
D法が真空蒸着法やスパッタ法に比べて、膜中の電気的
欠陥が少なく、高い光導電率を有する膜を形成できるた
めに主流となっている。この種のａ−Si膜による太陽電
池には、民生用としてすでに実用化されている電卓用電
源や時計用電源の他に、大規模発電用として開発が進め
られている電力用大面積素子がある。
第２図にａ−Si太陽電池の典型的な構造断面図を示す。
ガラス等の絶縁性透明基板21上に酸化錫，インジウム錫
酸化物等の透明電極22を形成し、その上にａ−Si膜をｐ
層23,i層24,n層25の順に成膜し、最後に裏面金属電極26
を設けたもので、光27は各薄膜を形成していない基板面
より入射する。この構造の太陽電池を電卓用電源に適用
する際には、電卓内に内蔵されたIC部を駆動させるため
に必要な電圧を、基板上に各単一太陽電池を複数個直列
に接続して得る構成になっている。第３図がその代表的
な構造平面図である。ガラス基板21上に、透明電極22を
破線で示した形に形成し、その上にａ−Si膜27を実線で
示した様に成膜する。そして最後に、裏面金属電極26を
一点鎖線で示した様に、透明電極22と左右が反対になる
形で形成したものである。したがって透明電極22と裏面
金属電極26とは、接続部28,29により接触部30にて電気
的に接続される。
ガラス等の絶縁性透明基板21上に酸化錫，インジウム錫
酸化物等の透明電極22を形成し、その上にａ−Si膜をｐ
層23,i層24,n層25の順に成膜し、最後に裏面金属電極26
を設けたもので、光27は各薄膜を形成していない基板面
より入射する。この構造の太陽電池を電卓用電源に適用
する際には、電卓内に内蔵されたIC部を駆動させるため
に必要な電圧を、基板上に各単一太陽電池を複数個直列
に接続して得る構成になっている。第３図がその代表的
な構造平面図である。ガラス基板21上に、透明電極22を
破線で示した形に形成し、その上にａ−Si膜27を実線で
示した様に成膜する。そして最後に、裏面金属電極26を
一点鎖線で示した様に、透明電極22と左右が反対になる
形で形成したものである。したがって透明電極22と裏面
金属電極26とは、接続部28,29により接触部30にて電気
的に接続される。
次に、ａ−Si膜を堆積する際のプラズマCVD装置の代表
的な構造概念図を第４図に示す。反応炉１内に対向する
２枚の放電電極2,3を設け、ガス導入口41より排出口42
から真空排気された炉内に送りこまれる原料ガスは、放
電電極2,3の間に高周波電源５または直流電源６により
電圧を印加してグロー放電プラズマを誘起させることに
より分解する。そして、分解されたプラズマ種20は上部
放電電極３に設置された基板７上に堆積しａ−Si膜とな
る。実際にａ−Si膜を成膜するには前記第３図に示した
様に基板上に部分的に形成する必要があるため、ａ−Si
膜成長時にマスクを使わなくてはならない。第５図，第
６図は、基板およびマスク設置部の詳細断面図である。
第５図は基板支持台を兼ねた上部電極２に、基板７とマ
スク８を搭載できるように、開口部を設けた方式であ
る。第６図は、基板７およびマスク８を固定用治具11お
よび止めねじ12により上部電極２に固定する方式であ
る。したがって、両方式ともに反応炉内の一対の放電電
極間で誘起したグロー放電プラズマ種20が、マスクを通
して基板上に堆積し、ａ−Si膜を形成することになり、
マスクに適当な開口部を設けることによってａ−Si膜を
選択的に成膜することができる。
的な構造概念図を第４図に示す。反応炉１内に対向する
２枚の放電電極2,3を設け、ガス導入口41より排出口42
から真空排気された炉内に送りこまれる原料ガスは、放
電電極2,3の間に高周波電源５または直流電源６により
電圧を印加してグロー放電プラズマを誘起させることに
より分解する。そして、分解されたプラズマ種20は上部
放電電極３に設置された基板７上に堆積しａ−Si膜とな
る。実際にａ−Si膜を成膜するには前記第３図に示した
様に基板上に部分的に形成する必要があるため、ａ−Si
膜成長時にマスクを使わなくてはならない。第５図，第
６図は、基板およびマスク設置部の詳細断面図である。
第５図は基板支持台を兼ねた上部電極２に、基板７とマ
スク８を搭載できるように、開口部を設けた方式であ
る。第６図は、基板７およびマスク８を固定用治具11お
よび止めねじ12により上部電極２に固定する方式であ
る。したがって、両方式ともに反応炉内の一対の放電電
極間で誘起したグロー放電プラズマ種20が、マスクを通
して基板上に堆積し、ａ−Si膜を形成することになり、
マスクに適当な開口部を設けることによってａ−Si膜を
選択的に成膜することができる。
ａ−Si膜を生成するためには、基板を180〜250℃前後程
度にしておかないと良質な膜は得られないため、前記基
板支持台は鋳込みヒータまたはランプヒータ等で加熱し
なくてはならない。したがって、高温下でマスクが熱膨
脹し、基板面からはなれ、ａ−Si成膜中に膜がまわり込
んでしまうという問題が発生する。第７図がその状態を
示す。熱によりマスク８は撓んでしまい、放電時にプラ
ズマ種20はマスク８の開口部を通り、基板７上にまわり
込み、広がってみまう。このため、ａ−Si膜を選択的に
形成することが不可能になる。第８図に、第３図に示し
た直列接続構造において、ａ−Si膜27がまわり込んだ場
合の平面図を示す。透明電極22と裏面金属電極26の接触
部30で両電極の間に広がっているａ−Si膜27は、両電極
に比べて抵抗が高いため、両電極22,26間の接触抵抗を
大きくし、結果として素子の出力特性を変化させてしま
うという問題を有する。
度にしておかないと良質な膜は得られないため、前記基
板支持台は鋳込みヒータまたはランプヒータ等で加熱し
なくてはならない。したがって、高温下でマスクが熱膨
脹し、基板面からはなれ、ａ−Si成膜中に膜がまわり込
んでしまうという問題が発生する。第７図がその状態を
示す。熱によりマスク８は撓んでしまい、放電時にプラ
ズマ種20はマスク８の開口部を通り、基板７上にまわり
込み、広がってみまう。このため、ａ−Si膜を選択的に
形成することが不可能になる。第８図に、第３図に示し
た直列接続構造において、ａ−Si膜27がまわり込んだ場
合の平面図を示す。透明電極22と裏面金属電極26の接触
部30で両電極の間に広がっているａ−Si膜27は、両電極
に比べて抵抗が高いため、両電極22,26間の接触抵抗を
大きくし、結果として素子の出力特性を変化させてしま
うという問題を有する。
本発明の目的は、上記の問題を解決してマスクを用いて
成膜する際、開口部の外に薄膜が広がることのない薄膜
生成用マスクを提供することにある。
成膜する際、開口部の外に薄膜が広がることのない薄膜
生成用マスクを提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明によれば、被成膜
基体表面上の所定の領域のみに成膜するために用いられ
る薄膜生成用マスクを、金属基板と、該金属基板の少な
くとも両面を覆う該金属基板よりも熱膨張係数の小さい
セラミックス層とから成るものとする。
基体表面上の所定の領域のみに成膜するために用いられ
る薄膜生成用マスクを、金属基板と、該金属基板の少な
くとも両面を覆う該金属基板よりも熱膨張係数の小さい
セラミックス層とから成るものとする。
金属基板の両面が熱膨脹係数の小さいセラミック層で覆
われていることによって、基板加熱時によるマスクのた
わみが小さくなり、堆積物がマスクと被成膜基体表面の
間にまわり込むことがなくなる。
われていることによって、基板加熱時によるマスクのた
わみが小さくなり、堆積物がマスクと被成膜基体表面の
間にまわり込むことがなくなる。
第１図は本発明の一実施例の薄膜生成用マスクの断面を
示す。ステンレス鋼などからなるマスク基板１の両面
に、ニッケル燐（PN），窒化ほう素（BN），酸化ニッケ
ル（NiO2），酸化アルミニウム（Al2O3）等のセラミッ
ク膜２を被覆する。セラミック膜２の膜厚は10〜500μ
ｍの間で、被覆方法としては、溶液中に浸漬した後、ひ
き上げるディップ法，電界めっき法あるいは真空蒸着法
を用いる。第９図では、第１図に示した成膜用マスクを
被成膜基板支持台３に搭載し、その上にガラス等の被成
膜基板４を載置し、最後に、ステンレス鋼等からなる押
さえ板５を重ねることによって、基板４をセラミック膜
２で覆われた成膜用マスク１と密着させたものである。
第１表に、成膜用マスクの基板１の材料であるステンレ
ス鋼（JIS,SUS304），セラミックおよび本発明の一実施
例としてのニッケル燐膜を50μｍずつ両面に被覆した２
mm板厚のJIS,SUS304ステンレス鋼板の熱膨脹係数の比較
を示す。
示す。ステンレス鋼などからなるマスク基板１の両面
に、ニッケル燐（PN），窒化ほう素（BN），酸化ニッケ
ル（NiO2），酸化アルミニウム（Al2O3）等のセラミッ
ク膜２を被覆する。セラミック膜２の膜厚は10〜500μ
ｍの間で、被覆方法としては、溶液中に浸漬した後、ひ
き上げるディップ法，電界めっき法あるいは真空蒸着法
を用いる。第９図では、第１図に示した成膜用マスクを
被成膜基板支持台３に搭載し、その上にガラス等の被成
膜基板４を載置し、最後に、ステンレス鋼等からなる押
さえ板５を重ねることによって、基板４をセラミック膜
２で覆われた成膜用マスク１と密着させたものである。
第１表に、成膜用マスクの基板１の材料であるステンレ
ス鋼（JIS,SUS304），セラミックおよび本発明の一実施
例としてのニッケル燐膜を50μｍずつ両面に被覆した２
mm板厚のJIS,SUS304ステンレス鋼板の熱膨脹係数の比較
を示す。
第１表から明らかなように、ステンレス鋼の熱膨脹係数
に対してニッケル燐のそれは著しく小さいため、ニッケ
ル燐膜で被覆したステンレス鋼板は、ステンレス鋼単体
に比べて熱膨脹係数が低減する。
に対してニッケル燐のそれは著しく小さいため、ニッケ
ル燐膜で被覆したステンレス鋼板は、ステンレス鋼単体
に比べて熱膨脹係数が低減する。
したがって、例えば長さ30cmのマスクを使って、約25℃
の常温から200℃に加熱し、ａ−Si膜を堆積する際、通
常のステンレス鋼単体マスクでは約１mm程度膨脹するの
に対し、本発明によるセラミック被覆マスクでは約0.01
mm程度となり、ａ−Si膜の被成膜基板面へのまわりこみ
を防止することができる。
の常温から200℃に加熱し、ａ−Si膜を堆積する際、通
常のステンレス鋼単体マスクでは約１mm程度膨脹するの
に対し、本発明によるセラミック被覆マスクでは約0.01
mm程度となり、ａ−Si膜の被成膜基板面へのまわりこみ
を防止することができる。
第10図は本発明の第２の実施例である。基板１にセラミ
ック膜２を被覆した成膜用マスクとガラス等の被成膜基
板４を密着させ、基板固定用治具６および止めねじ７に
よって基板支持台３に固定したものである。この場合も
同様に成膜用マスクの熱膨脹係数が小さいので、ａ−Si
膜の被成膜基板４の面へのまわりこみを防止するもので
ある。したがって、基板上にａ−Si膜を精度よく選択的
に形成することができる。
ック膜２を被覆した成膜用マスクとガラス等の被成膜基
板４を密着させ、基板固定用治具６および止めねじ７に
よって基板支持台３に固定したものである。この場合も
同様に成膜用マスクの熱膨脹係数が小さいので、ａ−Si
膜の被成膜基板４の面へのまわりこみを防止するもので
ある。したがって、基板上にａ−Si膜を精度よく選択的
に形成することができる。
本発明によれば、薄膜生成用マスクを用いて、例えばプ
ラズマCVD法によりａ−Si膜を被成膜基体上に選択的に
形成する際に、熱膨脹係数の大きい金属からなるマスク
基板の両面に、ニッケル燐，窒化ほう素等、熱膨脹係数
の小さいセラミック膜を被覆して、マスクと被成膜基体
を密着させたことによって、基体加熱時にマスクがたわ
むことを防止し、マスクと被成膜基体の間にまわりこみ
のない所望の形状の薄膜を形成できるといった効果が得
られる。
ラズマCVD法によりａ−Si膜を被成膜基体上に選択的に
形成する際に、熱膨脹係数の大きい金属からなるマスク
基板の両面に、ニッケル燐，窒化ほう素等、熱膨脹係数
の小さいセラミック膜を被覆して、マスクと被成膜基体
を密着させたことによって、基体加熱時にマスクがたわ
むことを防止し、マスクと被成膜基体の間にまわりこみ
のない所望の形状の薄膜を形成できるといった効果が得
られる。
第１図は本発明の一実施例のマスクの断面図、第２図は
ａ−Si太陽電池の断面図、第３図本発明の実施の対象と
する直列接続型太陽電池の平面図、第４図は本発明が実
施例に用いられるプラズマCVD装置の断面図、第５図，
第６図は従来のマスクの装着例のそれぞれの断面図、第
７図は従来のマスク装着により生ずる問題点を示す断面
図、第８図はその結果生ずる直列接続型太陽電池の欠陥
を示す平面図、第９図は第１図に示したマスクの一使用
例を示す断面図、第10図は別の使用例を示す断面図であ
る。 1:マスク基板、2:セラミック膜、4:被成膜基板。
ａ−Si太陽電池の断面図、第３図本発明の実施の対象と
する直列接続型太陽電池の平面図、第４図は本発明が実
施例に用いられるプラズマCVD装置の断面図、第５図，
第６図は従来のマスクの装着例のそれぞれの断面図、第
７図は従来のマスク装着により生ずる問題点を示す断面
図、第８図はその結果生ずる直列接続型太陽電池の欠陥
を示す平面図、第９図は第１図に示したマスクの一使用
例を示す断面図、第10図は別の使用例を示す断面図であ
る。 1:マスク基板、2:セラミック膜、4:被成膜基板。
Claims (1)
- 【請求項１】被成膜基体表面上の所定の領域のみに成膜
するために用いられる薄膜生成用マスクであって、金属
基板と、該金属基板の少なくとも両面を覆う該金属基板
よりも熱膨張係数の小さいセラミックス層とから成るこ
とを特徴とする薄膜生成用マスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62219847A JPH0666276B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 薄膜生成用マスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62219847A JPH0666276B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 薄膜生成用マスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6461908A JPS6461908A (en) | 1989-03-08 |
| JPH0666276B2 true JPH0666276B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=16741995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62219847A Expired - Lifetime JPH0666276B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 薄膜生成用マスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666276B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8050800B2 (en) * | 2007-10-21 | 2011-11-01 | Ge Intelligent Platforms, Inc. | Method and system for meeting end conditions in a motion control system |
| JP6020339B2 (ja) * | 2013-04-26 | 2016-11-02 | コニカミノルタ株式会社 | プラズマｃｖｄ成膜用マスク、及びプラズマｃｖｄ成膜方法 |
| JP2014214366A (ja) * | 2013-04-26 | 2014-11-17 | コニカミノルタ株式会社 | プラズマｃｖｄ成膜用マスク、プラズマｃｖｄ成膜方法、及び有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59177921A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 膜の被着方法 |
-
1987
- 1987-09-02 JP JP62219847A patent/JPH0666276B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6461908A (en) | 1989-03-08 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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