JPH077745B2 - 光起電力素子の製造装置 - Google Patents

光起電力素子の製造装置

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JPH077745B2
JPH077745B2 JP59004071A JP407184A JPH077745B2 JP H077745 B2 JPH077745 B2 JP H077745B2 JP 59004071 A JP59004071 A JP 59004071A JP 407184 A JP407184 A JP 407184A JP H077745 B2 JPH077745 B2 JP H077745B2
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラズマCVD法により製造する光起電力素子の
製造装置に関し、特に光起電力素子の光電変換効率を高
め得る光起電力素子の製造装置に関するものである。
プラズマCVD法による光起電力素子の製造は、第1図に
示すように、対向させた一対の電極1,1′を収容した金
属製のチャンバー2内に半導体薄膜を生成させる所定の
ガスを送給管3を経て送給するとともに、電極1,1′間
には直流電源又は高周波電源4により高電圧を印加し
て、対向する電極1,1′間のガスをグロー放電させるこ
とによつて分解させて、電極1′上に載置した基板5の
表面に所定の半導体薄膜を生成させることにより、光起
電力素子が作られる。
ところで、太陽電池の如き光起電力素子は、一般に特性
の異なる複数の半導体薄膜を基板5の表面に積層させる
必要があり、基板5の表面に半導体薄膜を生成させる場
合には、個々の半導体薄膜毎にその半導体薄膜の特性を
発揮させるために適した純度の極めて高いガスをチヤン
バー2内に送給する。そして、このようなガスの送給は
第1図に示す如く、ガス送給管3にバルブV1乃至V4を介
して接続された種類の異なるガスを充填しているガスボ
ンベG1,G2,G3,G4から適宜のバルブV1乃至V4を選択的
に開くことにより行われる。しかして、いま仮りにバル
ブV1を開いてガスボンベG1のガスをチヤンバー2内に送
給してグロー放電をさせて基板5の表面に1層目の半導
体薄膜を生成させた場合には、その放電により分解され
たガスの残渣がチャンバー2の内壁に飛散して付着す
る。続いていま生成させた1層目の半導体薄膜の表面に
別の特性を有する2層目の半導体薄膜を生成させる場合
には、いままでチヤンバー2内に送給されていたガスを
止めて排気管6から一旦排出させチヤンバー2内を真空
状態にした後、再び別のバルブV2を開いてガスボンベG2
から新らたな極めて純度の高いガスをチヤンバー2内に
送給してグロー放電させて先に生成させた1層目の半導
体薄膜の表面に特性の異なる新らたな2層目の半導体薄
膜を生成させる。この場合、2層目を生成させるガスの
グロー放電によりガスが分解されて発生したプラスのイ
オンN(以下イオンという)が、接地されているチヤン
バー2の内壁との電位差(電界)により高速度で衝突し
て、1層目の半導体薄膜の生成時におけるグロー放電で
チヤンバー2の内壁に付着していた残渣に衝撃を与えて
残査を叩たき残渣の一部の成分をチヤンバー2内に浮遊
させることになり、2層目半導体薄膜を生成させるガス
の純度を著るしく低下させることになる。そのため2層
目に生成された半導体薄膜の特性の低下が余儀なくさ
れ、光起電力素子の光電変換効率の上昇を妨げることが
判明した。
そこで、薄膜の生成工程数に応じてチャンバー数を設置
しなければならないために、高価な設備を必要とするだ
けでなく繁雑な作業が伴う。また、極めて特性の良い半
導体薄膜を安定して生成するために、薄膜の各生成工程
後にチャンバー内側壁に付着した残渣を頻繁に清掃する
作業が必要である。
本発明は前述した問題を解決するために、チヤンバー内
に対向させて配設した電極と前記チヤンバーの内壁との
間にイオン抑制電極を設けることにより、ガスの分解に
より発生したイオンをチヤンバーの内壁に衝突させない
ようにして、常に極めて純度の高いガスで個々の半導体
薄膜を生成させることにより、光起電力素子の光電変換
効率を一段と高め得る光起電力素子の製造装置を提案す
るものである。
以下第2図を参照して本発明の光起電力素子の製造装置
を詳細に説明する。なお第2図には、第1図に示した光
起電力素子の製造装置と同一構成部分には同一符号を付
している。
第2図において、1,1′は対向させて接地された金属製
のチャンバー2内に配設された電極であり、これらの電
極1,1′は高周波電源4に接続されていて、電極1′は
接地されている。電極1′には基板5が載置されてい
る。チヤンバー2には、チヤンバー2内に連通するガス
送給管3と排気管6とが設けられている。更に、チヤン
バー2内には、対向させた電極1,1′間隙の側方であっ
て該電極1,1′とチャンバー2の内側壁2aとの間に位置
し、隙間を有するイオン抑制電極7が内側壁2aに沿って
配設されている。このイオン抑制電極7は、例えば所定
の直径からなるステンレス、銅、アルミニウム等の導電
体7aを所定のピツチで渦巻円筒状に巻回したものからな
つていて、その軸長寸法は対向させた電極1,1′間距離
より若干長い寸法で形成されている。また、このイオン
抑制電極7はイオン抑制用電源8の負電極に接続されて
おり、その正電極は接地されている。そしてこのイオン
抑制電極7は、イオン抑制用電源8により負電圧が印加
されるようになつていて、その負電圧の大きさはイオン
抑制用電源8で必要により適宜調節し得るようになつて
いる。なお通常は、イオン抑制電極の負電圧を0〜10ボ
ルト程度あるいは接地して0ボルトに設定する。前記ガ
ス送給管3には、バルブV1乃至V4を介して異なるガスが
充填されたガスボンベG1乃至G4が接続されていて、所定
のバルブV1乃至V4を開くことにより所定のガスG1乃至G4
がガス送給管3を通つてチヤンバー2内に送給できるよ
うになつており、これらにより光起電力素子の製造装置
が構成されている。
次にこのように構成した光起電力素子の製造装置による
光起電力素子の製造過程を説明する。先づ、チヤンバー
2内を真空状態にした後、イオン抑制電極7に所定の負
電圧を印加する。続いて、例えばバルブV1を開いてガス
ボンベG1のガスをチヤンバー2に送給する。その後、電
極1,1′間に高周波電源4より高電圧を印加して、対向
した電極1,1′間のガスをグロー放電させて分解し基板
5の表面に所定の半導体薄膜を生成させる。このとき、
ガスが分解された残渣はチヤンバー2の内側壁2aにも付
着する。一方、グロー放電により発生したイオンNは、
接地されて零電圧である金属製のチャンバー2の内側壁
2aに向つて突進するが、内側壁2aの手前に配設されて負
電圧が印加されたイオン抑制電極の電界が影響して、イ
オンNはイオン抑制電極7に引寄せられて大地に流れて
チヤンバー2の内側壁2aには到達しない。このようにし
て1層目の半導体薄膜を生成させた後は、バルブV1を閉
じてチヤンバー2内のガスを排出させた後、チヤンバー
2内を再び真空状態にする。その後、いま基板5に生成
させた1層目の半導体薄膜の表面に2層目の半導体薄膜
を生成させるための、例えばガスボンベG2の新らたなガ
スをバルブV2を開いてチヤンバー2内に送給し、前記同
様にグロー放電させて先に生成させた1層目の半導体薄
膜の表面に特性の異なる2層目の半導体薄膜を生成させ
る。この場合も前記したと同様に、ガスが分解されてそ
の残渣がチヤンバー2の内側壁2aに付着する。またイオ
ンNが発生するが、イオン抑制電極7に引寄せられてチ
ヤンバー2の内側壁2aには到達しない。そのために内側
壁2aに付着している残渣には何ら衝撃が加わらず、内側
壁2aに付着したままの状態を保持する。したがつて、2
層目の半導体薄膜を生成させるガスには残渣及びこの残
渣に吸着されているガスあるいはこの残渣を分解して放
出されるガスが混入せず、極めて純度の高いガスによる
半導体薄膜が生成される。以下同様にして他のガスボン
ベG3,G4のガスを夫々チヤンバー2内に送給して3層目
及び4層目の半導体薄膜を生成して、特性の良い半導体
薄膜を順次積層した光起電力素子を製造することができ
る。このようにして夫々の半導体薄膜は、常に極めて純
度の高いガスにより生成されるため製造された光起電力
素子の光電変換効率は著るしく高いものとなる。
なお、本実施例においてはイオン抑制電極7に、断面円
形の導体7aを渦巻円筒状に巻回したものを使用したが、
金網を円筒状に曲成したものを使用することもでき、ま
た導体を簾状、暖簾状にし曲成したものを使用すること
もでき、更には、金属細線を極めて小さいピツチで渦巻
円筒状とすることもできる。その場合には、金属細線を
巻付けるための所定の巻枠を必要とする。一方、イオン
抑制用電源8は高周波電源4と別電源としたが、高周波
電源4から負電圧を取り出してもよい。更にイオン抑制
電極を同心状で2電極として、その内側のイオン抑制電
極を零電圧、つまり接地し、外側のイオン抑制電極を負
電圧とすれば、チヤンバー2の内側壁2aへのイオンの到
達をより阻止することができる。なお、イオン抑制電極
に印加する電圧は負電圧とすればよく、特定の電圧値に
限定されるものではない。
以上説明したように、本発明による光起電力素子の製造
装置は、対向させた電極1,1′を収容した金属製のチャ
ンバー2と前記電極1,1′との間にイオン抑制電極7を
配設させたことにより、グロー放電によりガスが分解さ
れて発生するイオンNをチヤンバー2の内側壁2aに到達
するのを効果的に抑制できる。そのため、イオンNがチ
ヤンバー2の内側壁2aに付着している残渣に勢いよく衝
突して残渣の一部の成分を叩たき出して浮遊させること
が皆無となる。したがつて、チヤンバー2内は所定の半
導体薄膜を生成させるための極めて純度の高いガスのみ
が送給された状態に保持し得て、極めて特性の良い半導
体薄膜を安定して生成できる。特に、1つのチヤンバー
で順次異なるガスを送給して順次特性の良い半導体薄膜
を生成できるので、安価な設備で光電変換効率の高い光
起電力素子を安定的に製造することができる。また、半
導体薄膜の生成後に行う残渣を清掃する回数が大幅に低
減され、作業性がよくなる。等、産業上に寄与するとこ
ろ大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光起電力素子の製造装置を示す説明図、
第2図は本発明に係る光起電力素子の製造装置を示す説
明図である。 1,1′…電極、2…チヤンバー、3…ガス送給管、4…
高周波電源、7…イオン抑制電極、8…イオン抑制用電
源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対向させた一対の電極を金属製のチャンバ
    ー内に設け、所定のガスを前記電極間でグロー放電させ
    て分解し、基板の表面に半導体薄膜を形成させるプラズ
    マCVD(Chemical Vapor Deposition)法による光起電力
    素子の製造装置において、 前記電極間隙の側方であって該電極と前記チャンバーの
    内側壁との間に位置し、隙間を有するイオン抑制電極が
    前記内側壁に沿って配設されると共に、前記チャンバー
    に対し前記イオン抑制電極を負電圧とするイオン抑制用
    電源を設けた光起電力素子の製造装置。
JP59004071A 1984-01-11 1984-01-11 光起電力素子の製造装置 Expired - Lifetime JPH077745B2 (ja)

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JPS60147114A JPS60147114A (ja) 1985-08-03
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5698820A (en) * 1980-01-09 1981-08-08 Nec Corp Preparation of amorphous semiconductor film
JPS58122038A (ja) * 1982-01-16 1983-07-20 Seisan Gijutsu Shinko Kyokai 薄膜生成装置
JPS5953211B2 (ja) * 1982-05-27 1984-12-24 工業技術院長 薄膜シリコン生成装置

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JPS60147114A (ja) 1985-08-03

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