JPH11330509A - Ｃｂｄ成膜装置 - Google Patents

Ｃｂｄ成膜装置

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JPH11330509A JP10140545A JP14054598A JPH11330509A JP H11330509 A JPH11330509 A JP H11330509A JP 10140545 A JP10140545 A JP 10140545A JP 14054598 A JP14054598 A JP 14054598A JP H11330509 A JPH11330509 A JP H11330509A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ＣＢＤ法によっ形成される成膜の均一性を向上
できると共に、反応溶液槽の小型化による低コスト化が
可能なＣＢＤ成膜装置を提供する。 【構成】本発明のＣＢＤ成膜装置は、反応溶液槽(1)
と、複数の振動子( 3a,3b,3c・・・・) と、これら複数
の振動子( 3a,3b,3c・・・・) のそれぞれが発生した振
動を反応溶液槽(1) 内の反応溶液に伝達する複数の振動
伝達体(2a,2b,2c ・・・) とを備え、好適には、各超音
波振動子を駆動するための個別の超音波駆動回路(4a,4
b,4c ・・・) を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＩＳ太陽電池のバッ
ファ層の成膜などに利用されるＣＢＤ成膜装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】CIS( CuInSe2）太陽電池の製造工程で
は、基板表面の能動層と、この能動層上に形成される透
明電極層との間にCdS のバッファ層が形成される。この
バッファ層の形成方法として、化学浴槽堆積法( CBD: C
hemical Bath Deposition 法) が利用される。このＣＢ
Ｄ法では、表面側にCIS 能動層が形成された基板を CdI
2とNH2CSNH2のアンモニア溶液から成る反応溶液中に浸
すことによって、CIS 能動層上にCdS の層が堆積・形成
される。
【０００３】一般に、ＣＢＤ成膜法では、反応を促進す
るうえで基板表面の成膜形成領域に常に新鮮な反応溶液
を接触させることが必要であり、このため、反応溶液を
攪拌する機構が必要になる。従来、このような攪拌機構
としては、図２に示すように、恒温水槽１４内に保持さ
れた反応溶液槽１１の外部の下方に回転磁界発生装置１
３を設置すると共に、反応溶液槽１１の底に樹脂などの
耐腐食性の素材で被覆された鉄などの磁性体から成る攪
拌子１２（スターラー）を投入し、このスターラーを恒
温水槽１４の外部で発生させた回転磁界で回転させるこ
とにより行っている。なお、Ｓは処理対象の基板であ
り、１５はこの基板Ｓの保持体である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のスターラを
使用するＣＢＤ成膜装置の攪拌機構では、攪拌を反応溶
液槽の底のスターラーで行っている。このため、スター
ラーから離れる従って攪拌力が弱まり、成膜の均一性が
損なわれるという問題がある。また、反応溶液槽内にス
ターラーを動かすための空間が必要になるため反応溶液
槽の小型化には限界が生じ、１個の基板の処理ごとに廃
棄される反応溶液の量がかさみ、資源の調達と廃液の処
理という２面において製造費用がかさむという問題があ
る。更に、基板をその周辺部分で保持しているため、自
重によって中央部分に撓みが生じ、基板が大面積になる
につれて撓みに伴うストレスが成膜層に悪影響を及ぼす
という問題がある。
【０００５】従って、本発明の一つの目的は、成膜の均
一性を向上でき、反応溶液槽の小型化が可能で、ストレ
スのない良質の成膜を形成できるＣＢＤ成膜装置を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のＣＢＤ成膜装置
は、反応溶液槽と、複数の振動子と、これら複数の振動
子のそれぞれが発生した振動を反応溶液槽の反応溶液に
伝達する複数の振動伝達体とを備え、振動よって均一な
攪拌を行うように構成されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態によれ
ば、このＣＢＤ成膜装置は、複数の振動子を個別に駆動
するための駆動回路を備えることより、一層均一な攪拌
を実現している。
【０００８】本発明の他の好適な実施の形態によれば、
複数の振動伝達体は反応溶液槽内にわたってほぼ等間隔
で配置され、各振動伝達体は先端に向けて直径が増加す
る円錐形状を呈しており、基板は成膜を形成しようとす
る表面を上向きにして反応溶液槽の底面に水平に保持さ
れ、基板の上方に形成される反応溶液層の厚みはこの基
板の厚みの数倍程度以下であり、振動伝達体の先端面と
基板の表面との距離はこの基板の厚みよりも小さな値に
設定されている。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の一実施例のＣＢＤ成膜装置
の構成を示す要部断面図である。このＣＢＤ成膜装置で
は、紙面と直交する方向に所定の長さにわたって矩形状
の恒温水槽６が延長され、この恒温水槽の底面に、薄手
の矩形状の反応溶液槽１が設置されている。この反応溶
液槽１の内部には、CdI2( 沃化カドミウム) とNH2CSNH2
( チオ尿素) のアンモニア溶液から成る反応溶液反応溶
液が充填されると共に、その底面にはCIS 能動層が形成
された表面を上向きにして基板Ｓが配置されている。こ
の基板Ｓは矩形状を呈しており、図１の紙面と直行する
方向に所定の長さにわたって延長される所定の幅を有し
ている。この基板Ｓの上方には基板Ｓの厚みと同程度の
深さの反応溶液の層が形成されている。
【００１０】反応溶液槽１の上蓋１ａには、長さ方向と
幅方向とに適宜な一定の間隔を保って複数の振動伝達体
２ａ，２ｂ，２ｃ・・・と、これらの振動伝達体のそれ
ぞれに伝達する振動を発生するための超音波振動子３
ａ，３ｂ，３ｃ・・・が設置されている。各振動伝達体
は、先端に向けて直径が増加する円錐形状を呈すると共
に、その反応溶液中に浸される先端部分は耐腐食性の表
面素材で覆われている。各超音波振動子には、個別の超
音波駆動回路４ａ，４ｂ，４ｃ・・・が設置されてい
る。
【００１１】各超音波駆動回路から供給された電気信号
は、対応の超音波振動子３ａ，３ｂ，３ｃ・・・によっ
て超音波振動に変換され、対応の振動伝達体２ａ，２
ｂ，２ｃ・・・中を反応溶液槽１の上蓋を通して反応溶
液中に伝達される。各振動伝達体の先端面と基板Ｓの表
面との間には基板Ｓの厚みよりも小さな厚みの反応溶液
層が形成されている。基板Ｓの表面の上部の反応溶液中
に伝達された超音波の振動エネルギーにより、反応溶液
が十分に攪拌され、基板表面のCIS 能動層上に均一な厚
みのCdS のバッファ層が形成される。
【００１２】所定時間にわたるバッファ層の形成が終了
すると、処理済みの基板Ｓが反応溶液槽１から取り出さ
れる。基板Ｓの表面に形成されたバッファ層の厚みの均
一性が検査され、この検査結果に応じて、次回のＣＢＤ
処理時における各超音波駆動回路の出力の調整が個別に
行われる。基板Ｓの取り出しの後、反応溶液槽１内の反
応溶液が廃棄される。この廃棄される反応溶液の量は、
反応溶液槽１が薄型になったことから、従来の装置にお
けるものと比べて極めて少量に留まる。
【００１３】以上、複数の超音波振動子のそれぞれに対
応して超音波駆動回路を設置することにより、個々の超
音波振動子の動作を個別に調整する最適な構成を例示し
た。しかしながら、原理的には、費用の節減などのため
に、一つの駆動回路によって複数の超音波振動子を駆動
する構成とすることもできる。
【００１４】また、反応溶液の層の厚みを基板の厚み程
度とし、一つの基板を処理するたびに反応溶液を交換す
る例を説明した。しかしながら、反応溶液を交換するこ
となく複数枚の基板を連続して処理する目的などから、
反応溶液の層の厚みを更に大きく、例えば基板の厚みの
数倍程度とすることもできる。
【００１５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のＣ
ＢＤ成膜装置は、振動伝達体を介して反応溶液中に振動
を伝達し、反応溶液の攪拌を行う構成であるから、攪拌
にむらが生ぜず成膜の均一性が向上するという効果が奏
される。
【００１６】また、反応溶液槽内にスターラーを動かす
ための空間が不要になるため反応溶液槽を薄くできる。
この結果、１個の基板を処理するたびに廃棄される反応
溶液の量が節減され、資源の調達と廃液の処理という２
面において製造費用が低減される。
【００１７】さらに、超音波振動子を駆動するための駆
動回路を個別に設置する本発明の実施例によれば、駆動
出力を個別に調整することにより成膜の均一性を一層高
めることができるという利点がある。
【００１８】さらに、基板を反応溶液槽の底面に接触さ
せて置くだけであるから、基板を保持するための治具が
不要になり、基板が大型になっても中央部分に撓みによ
るストレスが発明しない。また、基板を処理するたびに
そのような治具を洗浄する労力も時間も不要になる。更
に、図１の実施例のように反応溶液槽を密閉して恒温水
槽内に浸す構成とすれば、加熱された反応溶液からアン
モニアが蒸発するのを有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のＣＢＤ成膜装置の構成を示
す要部断面図である。
【図２】従来のＣＢＤ成膜装置の構成を示す要部断面図
である。
【符号の説明】
１ 反応溶液槽 2a〜2d 振動伝達体 3a〜3d 超音波振動子 4a〜4d 超音波駆動回路 6 恒温水槽 S 基板

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】反応溶液槽と、 複数の振動子と、 これら複数の振動子のそれぞれが発生した振動を前記反
    応溶液槽の反応溶液に伝達する複数の振動伝達体とを備
    えたことを特徴とするＣＢＤ成膜装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、 前記複数の振動子を個別に駆動するための駆動回路を備
    えたことを特徴とするＣＢＤ成膜装置。
  3. 【請求項３】請求項１又は２において、 前記複数の振動伝達体は、前記反応溶液槽内にわたって
    ほぼ等間隔で配置されたことを特徴とするＣＢＤ成膜装
    置。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３のそれぞれにおいて、 前記各振動伝達体は、先端に向けて直径が増加する円錐
    形状を呈することを特徴とするＣＢＤ成膜装置。
  5. 【請求項５】請求項１乃至４のそれぞれにおいて、 前記基板は、成膜を形成しようとすに表面を上向きにし
    て前記反応溶液槽の底面に接触して水平に保持されるこ
    とを特徴とするＣＢＤ成膜装置。
  6. 【請求項６】請求項５において、 前記基板の上方に形成される反応溶液の層の厚みは、前
    記基板の厚みの数倍程度以下であることを特徴とするＣ
    ＢＤ成膜装置。
  7. 【請求項７】請求項４乃至６のそれぞれにおいて、 前記振動伝達体の先端面と前記基板の表面との距離はこ
    の基板の厚みよりも小さな値に設定されたことを特徴と
    するＣＢＤ成膜装置。
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