JPS5870524A - 基板上に本体材料をデポジツトする方法及びシステム - Google Patents
基板上に本体材料をデポジツトする方法及びシステムInfo
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- JPS5870524A JPS5870524A JP57168247A JP16824782A JPS5870524A JP S5870524 A JPS5870524 A JP S5870524A JP 57168247 A JP57168247 A JP 57168247A JP 16824782 A JP16824782 A JP 16824782A JP S5870524 A JPS5870524 A JP S5870524A
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- C23C16/00—Chemical 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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-
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- C23C16/545—Apparatus specially adapted for continuous coating for coating elongated substrates
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、異なる組成の少な（とも２つの層を有する本
体材料を基板上にデポジットするシステム及び方法に関
する。この材料は、太陽電池を含む種々のデバイスに使
用するための所望の電気的特性及び感光特性を有するア
モルファス・シリコン・アロイであり得る。本発明は、
高純度で且つ所望の組成のアモルファス・シリコン感光
７０イを含む光起電力デバイスの大量生産にその最も重
要な応用を有する。
体材料を基板上にデポジットするシステム及び方法に関
する。この材料は、太陽電池を含む種々のデバイスに使
用するための所望の電気的特性及び感光特性を有するア
モルファス・シリコン・アロイであり得る。本発明は、
高純度で且つ所望の組成のアモルファス・シリコン感光
７０イを含む光起電力デバイスの大量生産にその最も重
要な応用を有する。
シリコンは、巨大な結晶半導体産業の基盤であり、宇宙
応用の高価な高効率（１８１結晶太陽電池を生産してき
た材料である。結晶半導体技術が商業的に成り立つと、
それは今日の巨大な半導体デバイス製造産業の基礎と表
った。これは、実質的に欠陥のないゲルマニウム及び特
にシリコン結晶を生成させ、それをｐ形及びｎ形の伝導
領域を有する外因性の材料に変えた科学者の能力による
ものであった。こ−れは、このような結晶材料に。
応用の高価な高効率（１８１結晶太陽電池を生産してき
た材料である。結晶半導体技術が商業的に成り立つと、
それは今日の巨大な半導体デバイス製造産業の基礎と表
った。これは、実質的に欠陥のないゲルマニウム及び特
にシリコン結晶を生成させ、それをｐ形及びｎ形の伝導
領域を有する外因性の材料に変えた科学者の能力による
ものであった。こ−れは、このような結晶材料に。
純粋な結晶材料への不純物として導ひかれる数ｐｐｍ
のドナー（ｎ）又はアクセプタ（ｐ）ドーパント材料を
拡散し１．導電性を増加させ、ｐ形又はｎ形のいずれか
を制御することによって達成きり、りＯｐ −ｎ接合の
結晶を製造するプロセスは。
のドナー（ｎ）又はアクセプタ（ｐ）ドーパント材料を
拡散し１．導電性を増加させ、ｐ形又はｎ形のいずれか
を制御することによって達成きり、りＯｐ −ｎ接合の
結晶を製造するプロセスは。
かなり複雑で２時間を費やす高価な手順である。
従って、太陽電池及び電流制御デバイスに有用なこれら
の結漏制御牛けτゴ胃★−σフ１−シン又はゲルマニウ
ムの単結晶を生長させることによって、またｐ−ｎ接合
が必要な場合に、そのような単結晶を極少量且つ臨界量
のドーパントでドーピングすることによって、非常に注
意深（制御された状態で製造される。
の結漏制御牛けτゴ胃★−σフ１−シン又はゲルマニウ
ムの単結晶を生長させることによって、またｐ−ｎ接合
が必要な場合に、そのような単結晶を極少量且つ臨界量
のドーパントでドーピングすることによって、非常に注
意深（制御された状態で製造される。
このような結晶成長プロセスは、太陽電池が単一の太陽
電池パネルの所望の領域を形成するにも多ぐの単結晶の
組立を要求するような比較的小さな結晶を製造するのに
すぎない。このプロセスで太陽電池を製造するのに必要
なエネルギー量、シリコン結晶の寸法に起因する制限、
その工うめ１晶材料を切り且つ組立てる必要性は全て、
エネルギー変換用の結晶半導体太陽電池の大量の使用に
対する不可能な経済的障壁となっていた。更に。
電池パネルの所望の領域を形成するにも多ぐの単結晶の
組立を要求するような比較的小さな結晶を製造するのに
すぎない。このプロセスで太陽電池を製造するのに必要
なエネルギー量、シリコン結晶の寸法に起因する制限、
その工うめ１晶材料を切り且つ組立てる必要性は全て、
エネルギー変換用の結晶半導体太陽電池の大量の使用に
対する不可能な経済的障壁となっていた。更に。
結晶シリコンは、材料内の光吸収を妨げる間接的光学エ
ツジを有している。光吸収が劣゛っているために、結晶
太陽電池は、投射する太陽光を吸収するために少な（と
も５０ミクロンの厚さにしなければならなム。たとえ単
結晶材料が低摩な製造プロセスによって多結晶シリコン
で置換されるとしても、間接的な光学エツジは依然とし
て残り、それ故材料の厚さは減少しない。多結晶材料は
また。
ツジを有している。光吸収が劣゛っているために、結晶
太陽電池は、投射する太陽光を吸収するために少な（と
も５０ミクロンの厚さにしなければならなム。たとえ単
結晶材料が低摩な製造プロセスによって多結晶シリコン
で置換されるとしても、間接的な光学エツジは依然とし
て残り、それ故材料の厚さは減少しない。多結晶材料は
また。
粒界及び他の欠陥の付加を含む。
要約すると゛、結晶シリコン・デバイスは、必要に応じ
て変化し得ない固定されたパラメータを有し、多音の材
料を必要とし、比較的小さな領域で製造できるに過ぎず
、高価で且つ製造に時間がかかるものである。アモルフ
ァス・シリコンに基ツ（デバイスは、このような結晶シ
リコンの欠点を除去することができる。アモルファス・
シリコンは、直接ギャップ半導体と同様の特性を有する
光学吸収エツジを有し、５０ミクロンの厚さの結晶シリ
コンと間歇の太陽光２を吸収するのに１ミクロン又はそ
れ以下の材料の厚さを必要とするのに過ぎない。更に、
アモルファス・シリコンば、結晶シリコンよりも迅速、
容易・且つ大きな面積で製造することができる。
て変化し得ない固定されたパラメータを有し、多音の材
料を必要とし、比較的小さな領域で製造できるに過ぎず
、高価で且つ製造に時間がかかるものである。アモルフ
ァス・シリコンに基ツ（デバイスは、このような結晶シ
リコンの欠点を除去することができる。アモルファス・
シリコンは、直接ギャップ半導体と同様の特性を有する
光学吸収エツジを有し、５０ミクロンの厚さの結晶シリ
コンと間歇の太陽光２を吸収するのに１ミクロン又はそ
れ以下の材料の厚さを必要とするのに過ぎない。更に、
アモルファス・シリコンば、結晶シリコンよりも迅速、
容易・且つ大きな面積で製造することができる。
従って、必要に応じてデポジション装置の寸法によって
のみ制限される比較的大きな面積を包囲し、また結晶性
の類似物によって製造されるのと等価なｐ−−接合デバ
イスが製造されるｐ形及びｎ形材料を形成するために容
易にドープされ得るアモルファス半導体アロイ又はフィ
ルムを容易にデポジットするためのプロセスを開発する
ために。
のみ制限される比較的大きな面積を包囲し、また結晶性
の類似物によって製造されるのと等価なｐ−−接合デバ
イスが製造されるｐ形及びｎ形材料を形成するために容
易にドープされ得るアモルファス半導体アロイ又はフィ
ルムを容易にデポジットするためのプロセスを開発する
ために。
かなりの努力が払われた。長年に亘って、このような仕
事は非生産的であった。アモルファス・シリコン又はゲ
ルマニウム（第■族）のフィルムは。
事は非生産的であった。アモルファス・シリコン又はゲ
ルマニウム（第■族）のフィルムは。
通常４重配位され、エネルギー・ギヤ９プに高密度の局
在化状態を形成するマイクロボイド及びダングリング結
合や他の欠陥を有することが見出された。アモルファス
・シリコン半導体フィルムのエネルギー・ギャップ内の
高密度の局在化状態の存在によって光伝導性が低下し、
キャリヤの寿命が短（なり、そのようなフィルムは感光
応用に不適当となる。更に、このようなフィルムは、有
効にドープされ得す、或いは伝導又は価電子帯に近接し
たフェルミ準位をシフトするように変更され得ず、それ
らを太１陽電池及び電流制御デバイス用のｐ−ｎ接合を
形成するのに不適当なものにする。
在化状態を形成するマイクロボイド及びダングリング結
合や他の欠陥を有することが見出された。アモルファス
・シリコン半導体フィルムのエネルギー・ギャップ内の
高密度の局在化状態の存在によって光伝導性が低下し、
キャリヤの寿命が短（なり、そのようなフィルムは感光
応用に不適当となる。更に、このようなフィルムは、有
効にドープされ得す、或いは伝導又は価電子帯に近接し
たフェルミ準位をシフトするように変更され得ず、それ
らを太１陽電池及び電流制御デバイス用のｐ−ｎ接合を
形成するのに不適当なものにする。
アモルファス拳シリコンおよびゲルマニウムに介在する
前述の一諸問題を最小限度に抑制する試みにおいて、ス
コツトランドのダンディ市のダンディ大学のカーネギ−
物理学研究所のＷ、 Ｅ、 ５ｐｅａｒおよびＰ、Ｇ、
ｉ、ｅ Ｃｏｍｂｅｒ Ｉｄ、 １９７５年版の５
ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎの
第１７巻。
前述の一諸問題を最小限度に抑制する試みにおいて、ス
コツトランドのダンディ市のダンディ大学のカーネギ−
物理学研究所のＷ、 Ｅ、 ５ｐｅａｒおよびＰ、Ｇ、
ｉ、ｅ Ｃｏｍｂｅｒ Ｉｄ、 １９７５年版の５
ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎの
第１７巻。
１１９６〜１１９６頁に掲載された論文において報告さ
れた如き、結晶質材料を不純物型のｐ形およびｎ形の伝
導形態とするため結晶質材料のドーピングにおける如（
、略々近似する更に真性のシリコンおよびゲルマニウム
を生成し、また適当な古典的なドーパントを用いてアモ
ルファス材料のドーピングを代替するために、アモルフ
ァス拳シリコンまたはゲルマニウムにおけるエネルギー
・ギャップにおける局在化状態を減少させる目的に対し
て、［アモルファス・シリコンのド〒ピングの代替方法
」に関する研究を行なっている。
れた如き、結晶質材料を不純物型のｐ形およびｎ形の伝
導形態とするため結晶質材料のドーピングにおける如（
、略々近似する更に真性のシリコンおよびゲルマニウム
を生成し、また適当な古典的なドーパントを用いてアモ
ルファス材料のドーピングを代替するために、アモルフ
ァス拳シリコンまたはゲルマニウムにおけるエネルギー
・ギャップにおける局在化状態を減少させる目的に対し
て、［アモルファス・シリコンのド〒ピングの代替方法
」に関する研究を行なっている。
局在化状態の低減は、シラン（ＳｉＨ４）ガスが反応管
内に通過させられるアモルファスのシリコン膜のグロー
放電付着（デポジション）法によって達成され、前記反
応管においてはガスが高周波グロー放電により分解され
て約２２７〜６２７℃（５００〜６００°Ｋ）の基板温
度にある基板上に付着させられる。このように基板上に
付着された材料は、シリコンおよび水素からなるアモル
ファスの真性物質であった。ドープされたアモルファス
物質を生成するためには、ｎ形の伝導性のためのホスフ
ィン（ＰＨｓ） ＋７７ガスまたｔａｎ形のジ゛ボラ
ン（＆Ｈａ）のガスをシラン・ガスに予め混合させて、
同じ操作条件下で前記グロー放電反応管内に通した。使
用されたドーパントの気体の濃縮度＋６ は約５Ｘ１０ 乃至１０ ｐｐｍの範囲内であった。
内に通過させられるアモルファスのシリコン膜のグロー
放電付着（デポジション）法によって達成され、前記反
応管においてはガスが高周波グロー放電により分解され
て約２２７〜６２７℃（５００〜６００°Ｋ）の基板温
度にある基板上に付着させられる。このように基板上に
付着された材料は、シリコンおよび水素からなるアモル
ファスの真性物質であった。ドープされたアモルファス
物質を生成するためには、ｎ形の伝導性のためのホスフ
ィン（ＰＨｓ） ＋７７ガスまたｔａｎ形のジ゛ボラ
ン（＆Ｈａ）のガスをシラン・ガスに予め混合させて、
同じ操作条件下で前記グロー放電反応管内に通した。使
用されたドーパントの気体の濃縮度＋６ は約５Ｘ１０ 乃至１０ ｐｐｍの範囲内であった。
多分に置換型リンまｆｃはホウ素のドーパントを含むこ
のように付着させられた物質は不純物型のものであり、
かつｎ形またはｐ形の伝導性のものであることが示され
ている。
のように付着させられた物質は不純物型のものであり、
かつｎ形またはｐ形の伝導性のものであることが示され
ている。
この研究妻達によっては発見されなかったが。
他の研究妻達により、グロー放電付着操作中、シラン中
の水素が、最適温度下でシリコンの多（のダングリング
結合部と結合して、アモルファス物質の電子的特性を対
応する結晶質物質の電子的特性に更に近似させる目的の
ため、エネルギー・ギヤ〜プの局在化状態の密度を★質
的に低下させることが判った。
の水素が、最適温度下でシリコンの多（のダングリング
結合部と結合して、アモルファス物質の電子的特性を対
応する結晶質物質の電子的特性に更に近似させる目的の
ため、エネルギー・ギヤ〜プの局在化状態の密度を★質
的に低下させることが判った。
そのエネルギー・ギャップにおける局在化状態の充分に
減少された濃度ならびに高品質の電子作用特性を有する
改善されたアモルファス・シリコン拳アロイｈ、１９８
０年１０月７日に発布されたＳ、 Ｒ，０ｖｓｈｉｎｓ
ｋｙおよびＡ、Ｍａｄａｎの米国特許第４，２２６，８
９８号、「結晶質半導体に相当するアモルファス半導体
」に詳細に記載された如きグロー放電法により、またこ
の特許と同じ名称の。
減少された濃度ならびに高品質の電子作用特性を有する
改善されたアモルファス・シリコン拳アロイｈ、１９８
０年１０月７日に発布されたＳ、 Ｒ，０ｖｓｈｉｎｓ
ｋｙおよびＡ、Ｍａｄａｎの米国特許第４，２２６，８
９８号、「結晶質半導体に相当するアモルファス半導体
」に詳細に記載された如きグロー放電法により、またこ
の特許と同じ名称の。
１９８０年８月１２日に発布されたＳ、Ｒ。
０ｖｓｈｉｎｓｋ３ＦおよびＭ、Ｉｚｕの同第４，２１
４６７４号に詳細に説明され几如き蒸着法によって、調
製された。これらの特許に記載された如（、アモルファ
ス・シリコン半導体にはその内部の局在化状態の密度を
実質的に低減するためにツーｌ素が挿入される。活性化
された〕９素は１局在化された欠陥状態の密度を実質的
に低減するためアモルファスの母体におけるアモルファ
ス・シリコン内に容易に拡散してこれと結合するが、こ
れはフッ素の原子の大きさが小さいためこれらが容易に
アモルファスの母体中に浸透し得るためである。フッ素
はシリコンのダングリング結合部に結合して、柔軟性の
ある結合角度での特に安定状態のイオン結合であると考
えられるものを形成し、その結果水素その他の補償物質
または変゛成物質により形成されるものよりも更に安定
でありかつ更に有効な補償または変成状轢をもたらすこ
とになる。フッ素は、単独で、または水素と共に使用さ
れる時、その特別に大きな活性度、化学的結合における
特異性、および゛成気陰性度の故に、水素よりも更に有
効な補償または変成元素であると考えられる。
４６７４号に詳細に説明され几如き蒸着法によって、調
製された。これらの特許に記載された如（、アモルファ
ス・シリコン半導体にはその内部の局在化状態の密度を
実質的に低減するためにツーｌ素が挿入される。活性化
された〕９素は１局在化された欠陥状態の密度を実質的
に低減するためアモルファスの母体におけるアモルファ
ス・シリコン内に容易に拡散してこれと結合するが、こ
れはフッ素の原子の大きさが小さいためこれらが容易に
アモルファスの母体中に浸透し得るためである。フッ素
はシリコンのダングリング結合部に結合して、柔軟性の
ある結合角度での特に安定状態のイオン結合であると考
えられるものを形成し、その結果水素その他の補償物質
または変゛成物質により形成されるものよりも更に安定
でありかつ更に有効な補償または変成状轢をもたらすこ
とになる。フッ素は、単独で、または水素と共に使用さ
れる時、その特別に大きな活性度、化学的結合における
特異性、および゛成気陰性度の故に、水素よりも更に有
効な補償または変成元素であると考えられる。
−例として、フッ素を単独または水素と組合せ。
。更にこれらの元素を極めて少ｔ（例えば、′数原子分
率程度）だけ付加することで補償作用の達成が可能であ
る。しかし、最も望ましいフッ素および水素の使用量は
、シリコン／水素／フッ素アロイの形成における如き小
さな比率よりも遥かに大き（なる。このようなフッ素お
よび水素のアロイ化ｉｌｌは、−１えば、１乃至５％以
上の範囲内にある。
率程度）だけ付加することで補償作用の達成が可能であ
る。しかし、最も望ましいフッ素および水素の使用量は
、シリコン／水素／フッ素アロイの形成における如き小
さな比率よりも遥かに大き（なる。このようなフッ素お
よび水素のアロイ化ｉｌｌは、−１えば、１乃至５％以
上の範囲内にある。
このように形成される新しいアロイは、ダングリング結
合および類似の欠陥状態の単なる中和によって達成され
るものエリもエネルギー・ギャップにおける欠陥状−の
密度が低くなるものと考えられる。特に、このような比
較的大量のフッ素は。
合および類似の欠陥状態の単なる中和によって達成され
るものエリもエネルギー・ギャップにおける欠陥状−の
密度が低くなるものと考えられる。特に、このような比
較的大量のフッ素は。
アモルファス・シリコンを含む物質の新たな構造的形態
に実質的に参与するものと考えられ、ゲルマニウムのグ
ロき他のアロイ化材料の添加を容易にする。
に実質的に参与するものと考えられ、ゲルマニウムのグ
ロき他のアロイ化材料の添加を容易にする。
太陽電池の製造に対してパッチ処理に制限される結晶質
シリコンと違って、アモルファス・シリコン・アロイは
、大容量の連続処理システムで太陽電池を形成するため
に、大面積の基板上に多層にデポジットされ得る。この
種の連続処伽システムは１例えば、′ｐドープ・７リコ
ン・フィルム及びそ°れから作られるデバイスを製造す
る方法”に関する１９８０年５月１９日に出願されたＳ
Ｎ。
シリコンと違って、アモルファス・シリコン・アロイは
、大容量の連続処理システムで太陽電池を形成するため
に、大面積の基板上に多層にデポジットされ得る。この
種の連続処伽システムは１例えば、′ｐドープ・７リコ
ン・フィルム及びそ°れから作られるデバイスを製造す
る方法”に関する１９８０年５月１９日に出願されたＳ
Ｎ。
１５１．３０１．、”アモルファス半導体材料をデポジ
ットするための連続システム”に関する１９８１年６月
１６日に出願されたＳＮ、 ２４４ 。
ットするための連続システム”に関する１９８１年６月
１６日に出願されたＳＮ、 ２４４ 。
６８６、及び”連続的アモルファス太陽電池製造システ
ム”に関する１９８１年６月１６日に出願されたＳＮ、
２４０，４９３．に開示されている。
ム”に関する１９８１年６月１６日に出願されたＳＮ、
２４０，４９３．に開示されている。
これらの出願に開示されているように、基板は。
一連のデポジション・チャンバを通って連続的に送られ
、各チャンバは特定の物質のタイプのデポジションに使
用される。ＰＩＮ構造の太陽電池を製造する場合に、！
−のチャンバは、ｐ形のアモルファス・シリコン・アロ
イをデポジットするために使用され、第二のチャンバは
、真性のアそルファス・シリコンΦγロイをデポジット
するために使用され、第三のチャンバは、ｎ形のアモル
ファス・シリコン・アロイをデポジットするために使用
される。デポジットされる各アロイ、特に真性のアロイ
な、高純度のものでなければならない。
、各チャンバは特定の物質のタイプのデポジションに使
用される。ＰＩＮ構造の太陽電池を製造する場合に、！
−のチャンバは、ｐ形のアモルファス・シリコン・アロ
イをデポジットするために使用され、第二のチャンバは
、真性のアそルファス・シリコンΦγロイをデポジット
するために使用され、第三のチャンバは、ｎ形のアモル
ファス・シリコン・アロイをデポジットするために使用
される。デポジットされる各アロイ、特に真性のアロイ
な、高純度のものでなければならない。
結果として、真性デポジション・チャンバ内のデポジシ
ョン雰囲気を他のチャンバ内のドーピング成分から分離
して、真性チャンバにドーピング成分が拡散するのを防
止することが必要である。前−述の出願に開示されたシ
ステムにおいて、チャンバ間の分離は、基板が１つのチ
ャンバから次のチャンバへ通過するときに、基板上に不
活性ガスを通過させるガス・ゲートによって達成される
。本発明は、連続的なプロセスによる太陽電池の製造を
改良し、異なる組成の材料が多層母体の材料を形成する
ために基板上にデポジットする必要がある他の応用にも
有効ｖｃＩ用することができる。
ョン雰囲気を他のチャンバ内のドーピング成分から分離
して、真性チャンバにドーピング成分が拡散するのを防
止することが必要である。前−述の出願に開示されたシ
ステムにおいて、チャンバ間の分離は、基板が１つのチ
ャンバから次のチャンバへ通過するときに、基板上に不
活性ガスを通過させるガス・ゲートによって達成される
。本発明は、連続的なプロセスによる太陽電池の製造を
改良し、異なる組成の材料が多層母体の材料を形成する
ために基板上にデポジットする必要がある他の応用にも
有効ｖｃＩ用することができる。
本発明は、基板上に母体材料をデポジットするシステム
及び方法を提供し、この母体は異なる組成エリ成る少な
（とも２つの層を含む。本システムは、＠−及び第二の
デポジション拳チャンバより成り、各チャンバは基板上
に材料層をデポジットする手段を備えている。第二のチ
ャンバは、少な（とも１つの元素（この元素は第一の、
チャンバに別個に供給される）の不存在によって第一の
チャンバによりデポジットされる善とは組成の異なる材
料の１をデポジットするように配置される。
及び方法を提供し、この母体は異なる組成エリ成る少な
（とも２つの層を含む。本システムは、＠−及び第二の
デポジション拳チャンバより成り、各チャンバは基板上
に材料層をデポジットする手段を備えている。第二のチ
ャンバは、少な（とも１つの元素（この元素は第一の、
チャンバに別個に供給される）の不存在によって第一の
チャンバによりデポジットされる善とは組成の異なる材
料の１をデポジットするように配置される。
本システムは更に、第二のチャンバに少なくとも１つの
ガスを与えるガス源手段を含む。第二のチャンバは、第
二のチャンバから第一のチャンバへ少なくとも１つのガ
スを単一方向に流す手段によって、第一のチャンバ内の
少な（とも１つの元素から分離される。
ガスを与えるガス源手段を含む。第二のチャンバは、第
二のチャンバから第一のチャンバへ少なくとも１つのガ
スを単一方向に流す手段によって、第一のチャンバ内の
少な（とも１つの元素から分離される。
本発明は特に、太陽電池の製造に有用性がある。
このような応用において、少な（とも、第一、第二及び
第三のデポジション・チャンバが設けられ。
第三のデポジション・チャンバが設けられ。
これらのチャンバは、連続的に基板を受け、そこに第一
、第二及び第三のアモルファス・シリコン・アロイの１
−をデポジットするように配置される。
、第二及び第三のアモルファス・シリコン・アロイの１
−をデポジットするように配置される。
°第一のチャンバでハ第一のドーパントが便用されて第
一の層をｐ又はｎ形のいずれかの伝導性にする。第三の
チャンバでは異なるドーノ（ントが使用され２第一の箸
に１して反対の伝導性の第三のｔ−を形成する。第二の
チャン−（では少なくとも１つのガスと、出発材料とが
使用され、この出発材料から、デポジットされるアモル
ファス・シリコンφアロイｔ―が引き出される。それは
、第二のデポジットさ孔るＩＩが真性であるようないか
なるドーパントも受けない。第二のチャンバを第−及び
第三のチャンバ内のドーパントから分離するために。
一の層をｐ又はｎ形のいずれかの伝導性にする。第三の
チャンバでは異なるドーノ（ントが使用され２第一の箸
に１して反対の伝導性の第三のｔ−を形成する。第二の
チャン−（では少なくとも１つのガスと、出発材料とが
使用され、この出発材料から、デポジットされるアモル
ファス・シリコンφアロイｔ―が引き出される。それは
、第二のデポジットさ孔るＩＩが真性であるようないか
なるドーパントも受けない。第二のチャンバを第−及び
第三のチャンバ内のドーパントから分離するために。
少な（とも１つのガスの単一方向の流れが第二のチャン
バから第−及び第三のチャンバへ与えられる。この少な
（とも１つのガスｉ、ドーパントを除いて、１又は全て
の出発材料を含むことができ。
バから第−及び第三のチャンバへ与えられる。この少な
（とも１つのガスｉ、ドーパントを除いて、１又は全て
の出発材料を含むことができ。
単一方向の流れの中で第二のチャンバから第−及び第三
のチャンバへの出発材料の分配と、第−及び第三のチャ
ンバへの個々のドーパントの正確な計量と、を可能にす
る。
のチャンバへの出発材料の分配と、第−及び第三のチャ
ンバへの個々のドーパントの正確な計量と、を可能にす
る。
出発材料は、少な（とも水素、又はフッ素、又はフッ素
含有比合物を含むガスを含むのが好ましい。結果として
、デポジションされるアモルファス・アロイ框、少な（
とも１つの状＠４密度減少元素を組入れる。他の構造の
補償又は変成元素を付ｏｎすることができる。
含有比合物を含むガスを含むのが好ましい。結果として
、デポジションされるアモルファス・アロイ框、少な（
とも１つの状＠４密度減少元素を組入れる。他の構造の
補償又は変成元素を付ｏｎすることができる。
本発明を図示実施例に従って以下に説明する。
図を参照すると１本発明を実施する多チャンバＯシステ
ム１０が示されており、このシステムは。
ム１０が示されており、このシステムは。
大面積のアモルファス・シリコン光起電力デノ（イスを
大鎗に生産するのに特に適している。システム１０は５
例えばステンレス鋼のウェブから形成される基板１２上
にＰＩＮ構造のセルを作るように配置されている。ＰＩ
Ｎ構造に必要とされるｐ形、真性、ｎ形のアモルファス
・シリコン・アロイＬ−をデポジットするために１本シ
ステムハ、第一のチャンバ１４．第二のチャンＩ（１６
，４三のチャンバ１８を備えている。各チャンＩ＜ｕ、
４定の伝導形のアモルファス・シリコン・アロイ１−ラ
ブポジットするために使用される。基板１２は。
大鎗に生産するのに特に適している。システム１０は５
例えばステンレス鋼のウェブから形成される基板１２上
にＰＩＮ構造のセルを作るように配置されている。ＰＩ
Ｎ構造に必要とされるｐ形、真性、ｎ形のアモルファス
・シリコン・アロイＬ−をデポジットするために１本シ
ステムハ、第一のチャンバ１４．第二のチャンＩ（１６
，４三のチャンバ１８を備えている。各チャンＩ＜ｕ、
４定の伝導形のアモルファス・シリコン・アロイ１−ラ
ブポジットするために使用される。基板１２は。
チャンバ１４，１６．１８を横切って伸びており。
かかるチャンバを連続的に通過し、ｐ形、真性。
ｎ形のアモルファスのシリコン・アロイの連続的なデポ
ジションを容易にする。基板は、一端でペイアウト・ロ
ール２０からチャン／；へ送られ、他端で巻取りロール
２２に巻かれる。処理後に１巻取りロールは、取り外さ
れ、基板は、最終処理及び組立てのために分割される。
ジションを容易にする。基板は、一端でペイアウト・ロ
ール２０からチャン／；へ送られ、他端で巻取りロール
２２に巻かれる。処理後に１巻取りロールは、取り外さ
れ、基板は、最終処理及び組立てのために分割される。
ロール２０及び２２は図示のようにそれぞれチャンバ１
４と１８の内にあるが、適当なシールが施されればチャ
ンバ外に設けることができる。
４と１８の内にあるが、適当なシールが施されればチャ
ンバ外に設けることができる。
各チャンバ１４，１６，１８ｈ、グロー放電デポジシヨ
ンによってアモルファス・シリコン・アロイをデポジッ
トするように配置される。その目的のために、各チャン
バ１４，１６．１８ａ、それぞれグロー放電デポジショ
ン装置２４ 、２６ 。
ンによってアモルファス・シリコン・アロイをデポジッ
トするように配置される。その目的のために、各チャン
バ１４，１６．１８ａ、それぞれグロー放電デポジショ
ン装置２４ 、２６ 。
２８を備えている。デポジション装置２４，２６゜２８
はそれぞれ、カソード５０，５２，５４．導管３６．３
８，４０．高周波発生器４１，４３゜４５、を備えてい
る。これらの導管は、カソードに適当なガス成分を放出
するためにカソードに結合され、これらは矢印４２，４
４．４６で示されたように導管によって受取られる。ガ
スは、カソードを介して伝えられ、基板１２の下表面に
向けられる。
はそれぞれ、カソード５０，５２，５４．導管３６．３
８，４０．高周波発生器４１，４３゜４５、を備えてい
る。これらの導管は、カソードに適当なガス成分を放出
するためにカソードに結合され、これらは矢印４２，４
４．４６で示されたように導管によって受取られる。ガ
スは、カソードを介して伝えられ、基板１２の下表面に
向けられる。
基板１２は、接地されたワイパ４８によって接地される
。各チャンバはまた。デポジション中に基板を適当な温
度に加熱するために、＠射ヒータ５０．５２．５４を備
えている。
。各チャンバはまた。デポジション中に基板を適当な温
度に加熱するために、＠射ヒータ５０．５２．５４を備
えている。
高周波発生器に関連するカソードと接地された基板とは
、カソードと基板との間にプラズマ領域５６．５８．６
０を形成し、そこで供給ガスの元素成分は、デポジショ
ン［（スピーシス）に分離され、このｆｆ１ｄ次いでア
モルファス・シリコン・アロイ層として基板上にデポジ
ットされる。
、カソードと基板との間にプラズマ領域５６．５８．６
０を形成し、そこで供給ガスの元素成分は、デポジショ
ン［（スピーシス）に分離され、このｆｆ１ｄ次いでア
モルファス・シリコン・アロイ層として基板上にデポジ
ットされる。
光起電力ＰＩＮセルを形成するために、チャンバ１４の
デポジション装置２４は基板上にｐ形のアモルファスー
シ２リコン・アロイをデポジットし。
デポジション装置２４は基板上にｐ形のアモルファスー
シ２リコン・アロイをデポジットし。
チャンバ１６のデポジション装置２６は基板上に真性ア
モルファス−シリコン・アロイをデポジットシ、チャン
バ１８のデポクシ１ノ装置２８は。
モルファス−シリコン・アロイをデポジットシ、チャン
バ１８のデポクシ１ノ装置２８は。
基板１２上にｎ形のアモルファス・シリコン・アロイを
デポジットする。結果として１本システムは、基板上に
少な（とも６つのアモルファス・シリコン・アロイをデ
ポジットし、チャンＩ（１６内でデポジットされる第二
のｔ−は、ドーピング種である少な（とも１つの元素の
不存在によって、チャンバ１４及び１８内でデポジット
されるｌｌｉと蝶組成において相違する。
デポジットする。結果として１本システムは、基板上に
少な（とも６つのアモルファス・シリコン・アロイをデ
ポジットし、チャンＩ（１６内でデポジットされる第二
のｔ−は、ドーピング種である少な（とも１つの元素の
不存在によって、チャンバ１４及び１８内でデポジット
されるｌｌｉと蝶組成において相違する。
デポジットされる１框、高効率のデバイスを形成するた
めに高純度のものであることが本質的なことである。こ
の目的の几めに、ドーピング種を含むチャンバ１４及び
１８から真性のチャンバ１６を分離することが必要であ
る。この分離は。
めに高純度のものであることが本質的なことである。こ
の目的の几めに、ドーピング種を含むチャンバ１４及び
１８から真性のチャンバ１６を分離することが必要であ
る。この分離は。
本質的に、真性のチャンバ１６とチャンバ１４及び１８
との間でドーピング種の濃度で少なくとも１０４の割合
になるのに十分でなければならない。
との間でドーピング種の濃度で少なくとも１０４の割合
になるのに十分でなければならない。
本発明によれば、チャンバ１４及び１８内のドーピング
種から真性のチャンバ１６の必要な分離は、チャンバ１
６からチャンバ１４及び１８へ少なくとも１つのガスを
単一の方向に流すことによって与えられる。図示された
ように、チャンバ１６は、スロット６２及び６４によっ
てチャン／（１４及び１８と連通している。基板がペイ
・アウト・ロール２０からチャンバ１４．１６．１８を
介して巻取りロール２２に連続的に移動するときに、ス
ロットは基板がそこを通過できるように設けられる。゛
これらのスロットはまた。矢印６６及び６８で示された
ように２チヤンバ１６からチャンバ１４及び１８に少な
（とも１つのガスを単一の方向に流す。曝一方向の流速
と、スロット６２及び６４の寸法とは、チャンバ１４及
び１８から真性のチャンバ１６へのドーピング種の逆拡
散を防止するように選択することができる。
種から真性のチャンバ１６の必要な分離は、チャンバ１
６からチャンバ１４及び１８へ少なくとも１つのガスを
単一の方向に流すことによって与えられる。図示された
ように、チャンバ１６は、スロット６２及び６４によっ
てチャン／（１４及び１８と連通している。基板がペイ
・アウト・ロール２０からチャンバ１４．１６．１８を
介して巻取りロール２２に連続的に移動するときに、ス
ロットは基板がそこを通過できるように設けられる。゛
これらのスロットはまた。矢印６６及び６８で示された
ように２チヤンバ１６からチャンバ１４及び１８に少な
（とも１つのガスを単一の方向に流す。曝一方向の流速
と、スロット６２及び６４の寸法とは、チャンバ１４及
び１８から真性のチャンバ１６へのドーピング種の逆拡
散を防止するように選択することができる。
チャンバ１６からスロット６２及び６４を介してチャン
バ１４及び１８へ少な（とも１つのガスを単一方向に流
すために、第一のチャンバ１４及び第二のチャンバ１８
は、チャン／（１６より低いデポジション内圧に維持さ
れる。この目的のために、各チャンバは、自動スロット
ル弁７０．７２゜７４と、ポンプ７６．７８．８０と、
絶対圧力計８２．８４．８６とを備えている。各スロッ
トル弁はそれぞれのチャンバ及びポンプに接続され。
バ１４及び１８へ少な（とも１つのガスを単一方向に流
すために、第一のチャンバ１４及び第二のチャンバ１８
は、チャン／（１６より低いデポジション内圧に維持さ
れる。この目的のために、各チャンバは、自動スロット
ル弁７０．７２゜７４と、ポンプ７６．７８．８０と、
絶対圧力計８２．８４．８６とを備えている。各スロッ
トル弁はそれぞれのチャンバ及びポンプに接続され。
このポンプは、チャンバから過剰の且つ便用されるデポ
ジション成分を吐出するように機能する。
ジション成分を吐出するように機能する。
各絶対圧力計は、各チャン・（と各スロットル弁に絶対
圧力計８２．８４．８６ｔｉ、スロットル弁７２を制御
するようにセットされる絶対圧力計８４と共に較正され
、−チャンバ１６内のデポジション田を０．６トルに維
持する。絶対圧力計８２及び８６框、スロットル弁Ｐ７
０及び７４をそれぞれ制御するようにセットされ、チャ
ンバ１４及び１８内の圧力を０．５７）ルに維持する。
圧力計８２．８４．８６ｔｉ、スロットル弁７２を制御
するようにセットされる絶対圧力計８４と共に較正され
、−チャンバ１６内のデポジション田を０．６トルに維
持する。絶対圧力計８２及び８６框、スロットル弁Ｐ７
０及び７４をそれぞれ制御するようにセットされ、チャ
ンバ１４及び１８内の圧力を０．５７）ルに維持する。
それ故。
チャンバ１４及びチャンバ１６とチャンバ１８との間は
０．０３）ルの圧力差に維持され、少な（とも１つのガ
スの一方向の流れが確立される。
０．０３）ルの圧力差に維持され、少な（とも１つのガ
スの一方向の流れが確立される。
実際に本発明の好適な実施例によれば、少な（とも１つ
のガスは真性の出発材料を含み、この材料から５つのデ
ポジットされるアモルファス・シリコン・アロイが与え
られる。例えば、出発ガス４４は、必要に応じて、四フ
ッ化ケイ素（ＳｉＦａ）ガスと水素ガス、四フッ化ケイ
素ガスとシラン・ガス（ＳｉＨ，）、四フッ化ケイ素ガ
ス、７ラン・ガス、を含み得る。出発材料ガス４４は、
スロット６２及び６４を介する適当な流速を保証してチ
ャンバ１４及び１８内のプラズマを維持し、真性チャン
バ１６へのドーパント種の拡散からの必要とされる分離
を与える速度で、導管６８．それ故チャンバ１６に放出
される。例えば、チャンＩ（１６内の圧力が０．６トル
で、チャン／（１４及び１８内の圧力が０．５７）ルの
幅０．４インチ（［１９１６ｃｒＩＬ）。
のガスは真性の出発材料を含み、この材料から５つのデ
ポジットされるアモルファス・シリコン・アロイが与え
られる。例えば、出発ガス４４は、必要に応じて、四フ
ッ化ケイ素（ＳｉＦａ）ガスと水素ガス、四フッ化ケイ
素ガスとシラン・ガス（ＳｉＨ，）、四フッ化ケイ素ガ
ス、７ラン・ガス、を含み得る。出発材料ガス４４は、
スロット６２及び６４を介する適当な流速を保証してチ
ャンバ１４及び１８内のプラズマを維持し、真性チャン
バ１６へのドーパント種の拡散からの必要とされる分離
を与える速度で、導管６８．それ故チャンバ１６に放出
される。例えば、チャンＩ（１６内の圧力が０．６トル
で、チャン／（１４及び１８内の圧力が０．５７）ルの
幅０．４インチ（［１９１６ｃｒＩＬ）。
幅１６インチ（４０ｃｍ）、長さ６インチ（Ｉ Ｓ、２
４譚）のスロット６２及び６４Ｃよるガス４４の１５０
０ＳＣＣＭの流速は、スロット６２及び６４を介する出
発材料ガスの約５００８ＣＣＭの流速となる。この流速
（５００８ＣＣＭ）は、チャンバ１４及び１８内にプラ
ズマを維持し且つチャンバ１８及び１４からチャン／（
１６へのドーピング種の約１０４ の濃度比を与えるの
に手分である。
４譚）のスロット６２及び６４Ｃよるガス４４の１５０
０ＳＣＣＭの流速は、スロット６２及び６４を介する出
発材料ガスの約５００８ＣＣＭの流速となる。この流速
（５００８ＣＣＭ）は、チャンバ１４及び１８内にプラ
ズマを維持し且つチャンバ１８及び１４からチャン／（
１６へのドーピング種の約１０４ の濃度比を与えるの
に手分である。
この比は、チャンバ１６内の高純度の真性のアモルファ
ス・シリコン・アロイを与えるのに十分な値より大きい
。前述の流速、スロット寸法及びチャンバ圧力は本発明
を実施するための一例として理解されるべきである。他
の流速、スロット寸法及びチャンバ圧力もまた１本発明
に従ってチャンバ１４及び１８から真性のチャンバ１６
を有効に分離するために利用することができる。
ス・シリコン・アロイを与えるのに十分な値より大きい
。前述の流速、スロット寸法及びチャンバ圧力は本発明
を実施するための一例として理解されるべきである。他
の流速、スロット寸法及びチャンバ圧力もまた１本発明
に従ってチャンバ１４及び１８から真性のチャンバ１６
を有効に分離するために利用することができる。
チャンバ１４及び１８内でｐ形又ｔｉｎ形のアロイを生
成するのに必要とされるドーパントは、導管３６及び４
０を介して導かれ得る。ｐ形のアロイを生成するために
チャンバ１４内で必要とされるドーパント濃度は、約０
゜１原子パーセントである。このドーパントは１例えば
ジボランＣＢ、Ｈａ）ガスの形態で導かれるホウ累であ
ってもよい。他のｐ形ドーパントもまた利用できる。増
加したバンド・ギャップを有するｐ形アロイを生成する
ために、窒累、炭素、又は酸素のような元素もまた導管
６６に与えることができる。
成するのに必要とされるドーパントは、導管３６及び４
０を介して導かれ得る。ｐ形のアロイを生成するために
チャンバ１４内で必要とされるドーパント濃度は、約０
゜１原子パーセントである。このドーパントは１例えば
ジボランＣＢ、Ｈａ）ガスの形態で導かれるホウ累であ
ってもよい。他のｐ形ドーパントもまた利用できる。増
加したバンド・ギャップを有するｐ形アロイを生成する
ために、窒累、炭素、又は酸素のような元素もまた導管
６６に与えることができる。
ｎ形アロイを生成するためにチャンバ１８内で必要とさ
れるドーパント濃度は、約０．０５原子パーセントであ
り、ホスフィン・ガスとして導管４０に導かれるリン、
又はアルシン中ガスとして導管４０に導かれる砒素であ
り得る。
れるドーパント濃度は、約０．０５原子パーセントであ
り、ホスフィン・ガスとして導管４０に導かれるリン、
又はアルシン中ガスとして導管４０に導かれる砒素であ
り得る。
他の配置として、出発材料ガスは、ス？・ット６２及び
６４を介して出発材料ガスの流れを受ける間にも、導管
３６及び４０を介してドーパントと共にチャンバ１４及
び１８に導びかれてもよい。
６４を介して出発材料ガスの流れを受ける間にも、導管
３６及び４０を介してドーパントと共にチャンバ１４及
び１８に導びかれてもよい。
勿論、前述の圧力差は所望の一方向の流れを保証するた
めに維持されなければならないということが理解される
。前述のように、出発材料の流速は。
めに維持されなければならないということが理解される
。前述のように、出発材料の流速は。
チャンバ１４．１６及び１８内にプラズマを維持するの
に十分であるように維持される。
に十分であるように維持される。
基板がスロット６２及び６４を介して１つのチャンバか
ら次のチャンバへ通過するときに、基板１２を高温に維
持することが望ましい。これ蝶。
ら次のチャンバへ通過するときに、基板１２を高温に維
持することが望ましい。これ蝶。
スロットを画定するチャンバの壁に接近して加熱コイル
９０，９２．９４を設けることによって達成される。こ
のコイルは１例えば抵抗線から形成される場合、それぞ
れの端子に供給されるＡＣ又はＤＣｔ流によって直方を
与えることができる。
９０，９２．９４を設けることによって達成される。こ
のコイルは１例えば抵抗線から形成される場合、それぞ
れの端子に供給されるＡＣ又はＤＣｔ流によって直方を
与えることができる。
図示のデポジション・チャンバ１４，１６１’１８は一
定の比キに応じて図示されていないということが理解さ
れなければならない。実際には。
定の比キに応じて図示されていないということが理解さ
れなければならない。実際には。
６つのチャンバ内で均一のデポジション速度を仮定する
と、真性のチャンバ１６は、チャンバ１４ｐ形のｌ＃よ
りけるかに厚いという事実による。例えば、ｐ形１１は
約５０乃至５００Ａ”であり、真性１Ｎは約３．０００
乃至３０．０００Ａ” であり、ｎ形層は約５０乃至５
００Ａ’ であり得る。従って。
と、真性のチャンバ１６は、チャンバ１４ｐ形のｌ＃よ
りけるかに厚いという事実による。例えば、ｐ形１１は
約５０乃至５００Ａ”であり、真性１Ｎは約３．０００
乃至３０．０００Ａ” であり、ｎ形層は約５０乃至５
００Ａ’ であり得る。従って。
理解できるように、チャンバ１４．１６及び１８の相対
的な寸法は、各チャンバ内のデポジション速度と、デポ
ジットされる所望の１厚とに依存する。
的な寸法は、各チャンバ内のデポジション速度と、デポ
ジットされる所望の１厚とに依存する。
更に１本発明は、グロー放電以外のデポジション・シス
テムを使用することによって実施することができるとい
うことが理解できる。例えば、チャンバは、スパタリン
グ又は化学的真空蒸着システムを備えることができる。
テムを使用することによって実施することができるとい
うことが理解できる。例えば、チャンバは、スパタリン
グ又は化学的真空蒸着システムを備えることができる。
ま几、各チャンバは必要とされる出発材料の全てと共に
別々に供給されてもよ（、チャンバ１６からチャンバ１
４及び１８に一方向に流される少な（とも１つのガスは
。
別々に供給されてもよ（、チャンバ１６からチャンバ１
４及び１８に一方向に流される少な（とも１つのガスは
。
ヘリウム又はアルゴンのような不活性ガスであり得る。
チャンバ１２内のプラズマ領域が磁石等によって、少な
（とも１つのガスの流れから隔１１１これる場合に、他
のガスも使用できる。結果として。
（とも１つのガスの流れから隔１１１これる場合に、他
のガスも使用できる。結果として。
本発明のシステム及び方法は、使用されるデポジション
の方法と、チャン／＜間の少な（とも１つのガスの一方
向の流れによって１つのチャン／くから次のチャンバへ
与えられる分離によりデポジットされるべき材料と、に
大きな適応性を与える。
の方法と、チャン／＜間の少な（とも１つのガスの一方
向の流れによって１つのチャン／くから次のチャンバへ
与えられる分離によりデポジットされるべき材料と、に
大きな適応性を与える。
図は１本発明の好適な実施例を示し、光起電力セル・デ
バイスの連続処理を容易にするタイフッ多グＯ−放電チ
ャンノ（・デポジション・システムを図示しており、こ
のシステムは１本発明のシステム及び方法に従って、そ
れぞれ、のデポジション・チャンバ間の分離を与える。 〔符号説明〕 １０：多チャンバ・システム １２：基ｔ［１４，１
６，１８：チャンノ； ２０：ペイアウト・ロール ２２：巻取りロイレ２４
．２６，２８ニゲロー放電デポジシヨン装置３０．３２
，３４：カソード ３６ 、３８ 、４０ ：導管 ４１．４５，４５：高周波発生器 ４８：ワイパ５０
、５２ 、５４ ：ヒータ ５６ 、 ！ｂ８ 、６０ ：プラズマ領域特許出１１
ｆｉ人 エナージーΦコンバージョン・デバイセス・
インコーホレーテッド （外４名） １Ｍ！ｉｌ”３５８−νυコど４（１２）手続補正書 １、事件の表示 昭和り７年特許願第 ／／♂−ｖ−７号事件との関係
特許出願人 住所 ５、補正の対象 図 面
バイスの連続処理を容易にするタイフッ多グＯ−放電チ
ャンノ（・デポジション・システムを図示しており、こ
のシステムは１本発明のシステム及び方法に従って、そ
れぞれ、のデポジション・チャンバ間の分離を与える。 〔符号説明〕 １０：多チャンバ・システム １２：基ｔ［１４，１
６，１８：チャンノ； ２０：ペイアウト・ロール ２２：巻取りロイレ２４
．２６，２８ニゲロー放電デポジシヨン装置３０．３２
，３４：カソード ３６ 、３８ 、４０ ：導管 ４１．４５，４５：高周波発生器 ４８：ワイパ５０
、５２ 、５４ ：ヒータ ５６ 、 ！ｂ８ 、６０ ：プラズマ領域特許出１１
ｆｉ人 エナージーΦコンバージョン・デバイセス・
インコーホレーテッド （外４名） １Ｍ！ｉｌ”３５８−νυコど４（１２）手続補正書 １、事件の表示 昭和り７年特許願第 ／／♂−ｖ−７号事件との関係
特許出願人 住所 ５、補正の対象 図 面
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）異なる組成の少な（とも２つの−を有する本体材
料を基板上にデボジ・・Ｉトする方法において。 イ）前記基板上に第−及び第二のそれぞれの材料＃をデ
ポ・ジ・ノドするための手段をそれぞ名有する第−及び
第二のチャンバを与えるステップ。 口）前記デポジットされる材料層が引き出される出発材
料を前記チャンバに導び（ステップであって、該出発材
料は、前記第二のチャンバに導びかれ、少な（とも１つ
の元素の不存在によって前記第一のチャンバに導ひかれ
る出発材料とは相違すること。 ハ）前記第一の材料１−を前記第一のチャンＩく内で前
記基板上にデポジットするステ・ツブ。 二）前記第一のチャン・（から前記第二のチャンバに前
記基板を転送して前記第二の材料層を前記基板上にデポ
ジ・ｌ卜するステップ。 ホ）前記第二のチャンバから前記第一のチャンバへの少
なくとも１；）のガスの一方向の流れを確立することに
よって、前記第一のチャンバ内で前記少な（とも１つの
元素から前記第二のチャンバを分離するステップ。 より成る前記方法。 ＋２） ！２少な（とも１つのガスが前記出発材料の
少な（とも１つより成る特許請求の範囲第１項記載の方
法。 （３）前記第一のチャンバに導ひかれる出発材料の一部
が前記一方向の流れの内で前記第二のチャンバから与え
られる特許請求の範囲第１項記載の方法。 （４） 前記少な（とも１つのガスが不活性ガスであ
る特許請求の範囲第１項記載の方法。 （５）前記不活性ガスがアルゴン又はヘリウムである特
許請求の範囲第４項記載の方法。 （６）前記少な（とも１つのガスの前記一方向の流れが
前記第二のチャンバより低いデポジション圧力で前記第
一のチャンバを維持するステップによって与えられる特
許請求の範囲第１項記載の方法。 （７）前記第二のチャンバから前記第一のチャンバへ前
記少なくとも１つのガスの前記一方向の流れを与えるた
めに前記第一のチャンバと前記第二のチャンバとの間の
スロットを設けるステ・ンプを含む特許請求の範囲第１
項記載の方法。 （８）前記基板が前記スロットを通過できるように前記
スロットの寸法を定めるステップと、前記基板が前記第
一のチャンＩ５から前記第二のチャンバに転送されると
きに前記基板を前記スロットを介して通過させるステッ
プと、を倉む特許請求の範囲第７項記載の方法。 （９） 前記基板が前記スロットを通過するときに。 前記基板を高温に維持するステップを含む特許請求の範
囲第８項記載の方法。 ＯＩ 前記基板が前記第一のチャンバから前記第二の
チャンバへ連続的に転送される特許請求の範囲第１項記
載の方法。 １１１イ）前記基板上に第三の材料層をデポジットする
ための手段を有する第三のチャンバを与えるステップ。 口）前記第三の層が引き出される別の出発材料を前記第
三のチャンバに導び（ステップであって、前記別の出発
材料は、前記第二のチャンバの出発材料から欠けている
少な（とも１つの付加元素によって前記第二のチャンＩ
（に導びかれる前記出発材料と蝶相違すること。 ハ）前記基板を前記第二のチャン／くから前記第三のチ
ャンバに転送するステップ。 二）前記第二のチャンバから前記第三のチャンバへの前
記少な（とも１つのガスの一方向の流れを与えるために
前記第三のチャン／；内の前記付加元素から前記第二の
チャンＩくを分離するステップ。 を含む！特許請求の範囲第１項記載の方法。 ｕｚ 前記少な（とも１つのガスが前記別の出発材料
の少な（とも１つより成るｔ￥ｆ許請求の範囲第１１項
記載の方法。 °α（至）前記第主のチャンバに導ひかれる前記が１の
出発材料の一部が前記一方向の流れの中で前記第二のチ
ャンバから与えられる特許請求の範囲第１１項記載の方
法。 ａ４ 前記第二のチャンバから前ｉＣ第三のチャン・
（への前記少な（とも１つのガスの前記一方向の流れは
、前記第二のチャンバより低いデポジション正に前記第
三のチャンバを維持するステップによって与えられる特
許請求の範囲第１１項記載の方法。 ａ最 前記第二のチャンバから前記第三のチャンノ；へ
の前記少な（とも１つのガスの前記一方向の流れを与え
るために、前記第二のチャン／（と前記第三のチャンバ
との間に別のスロットを設けるステップを含む特許請求
の範囲第１１項記載の方法。 ｆｉｌ 前記基板が前記別のスロットを通過できるよ
うに前記別のスロットの寸法を決定し、前記基板が前記
第二のチャンＩ（から前記第三のチャンバへ転送される
ときに、前記基板を前記スロットを介１．で通過させる
特許請求の範囲第１５項記載の方法。 αη 前記基板が前記別のスロットを通過するときに、
前記基板を高温に維持するステリプを含む特許請求の範
囲第１６項記載の方法。 （１８前記基板が前記第二のチャンバから前記第三のチ
ャンバへ連続的に転送される特許請求の範囲第１１項記
載の方法。 蝶９ 前記第−及び第二の材料層がグロー放電デポジシ
ョンによってデポジットされる特許請求の範囲第１項記
載の方法。 （至）前記第三の材料層がグロー放電デポジションによ
ってデボジ９トされる特許請求の範囲第１１項記載の方
法。 １２Ｄ 前記出発材料が少な（とも四フリ化ケイ素ガ
スより成る特許請求の範囲第１９項記載の方法。 ＠ 前記出発材料が少な（ともシラン・ガスより成る特
許請求の範囲第１９項記載の方法。 １」 前記別の出発材料が四フリ化ケイ素ガスより成る
特許請求の範囲第１１項記載の方法。 （７！ａ−前記別の出発材料がシラン・ガスより成る特
許請求の範囲第１１項記載の方法。 （２つ 前記出発材料は、少な（とも四フッ化ケイ素ガ
スを含み、箭記少な（とも１つの元素は、前記第一の層
としてｐ形又ｎ形の伝導性のアモルファス・シリコン・
アロイと前記第二の１として伝導性において実質的に真
性のアモルファス番シリコンΦアロイとを形成するため
にｐ形又はｎ形ドーパントより成り、前記別の出発材料
は。 四フッ化ケイ素ガスより成り、前記付加元素は。 前記第三の層として前記第一の層と反対の伝導性のアモ
ルファス・シリコン嗜アロイを形成するためのｐ又はｎ
形ドーパントより成る特許請求の範囲第１１項記載の方
法。 （ハ）少な（とも６つの連続するアモルファス・シリコ
ン・アロイ１−を基板上にデボジ、）する方法において
。 イ）少な（とも第一、第二、及び第三の連続するグロ、
放電デポジションーチャンバを設は口）少な（ともシリ
コンを含むガス状の出発材料を前記第二のチャンバに導
び（ステ・・プ。 ハ）反対の伝導性の前記第−及び第三の層を形成するた
めのドーパント材料を前記第−及び第三のチャンバに与
えるステップ１７、二）前記基板を前記第一のチャンバ
から前記第三のチャンバへ転送し、前記基板上に前記層
を連続的にデボジットするステップ。 ホ）前記第二のチャンバから前記第一のチャンバへ、′
また前記第二のチャンバがら前記第三のチャンバへの前
記′ス伏の出発材料の一方向の流れを与えることによっ
て、前記第−及び第三のチャンバ内のドーパントから前
記第二のチャンバを分離するステ・ｌプ。 より成る方法。 （５）前記出発材料の前記一方向の流れを与えるために
、前記第−及び第二のチャンバ間に第一のスロットと、
前記第二及び第三のチャンバ間に第二のスロ・・トを設
けるステップを含む特許請求の範囲第２６項記載の方法
。 ＠ 薊記基゛板を前記第一のチャン・くから前記第三の
チャンバへ転送するために、前記基板を前記スローｌト
を介して通過させるステーノブを含む特許請求の範囲第
２７項記載の方法。 （至）前記基板が前記スロートを通過するときに。 前記基板を高温に維持するステリプを含む特許請求の範
囲第２８項記載の方法。 （ト）前記第−及び第三のチャン／くを前記第二のチャ
ンバより低いデボジシラン田に維持するステーノブを含
む特許請求の範囲第２６項記載の方法。 ｃｌｌ）異なる組成の少な（とも２つの１−を有する本
体の材料を基板上にデポジー、 トするシステムにおい
て。 イ）前記基板上に第一の材料ｌ−をデボジー、 ）する
手段を備えた第一のチャンＩ（。 口）少な（とも１つの元素の不存在によって前記第一の
ｒ−の組成とは相違する組成を有する第二の材料１を前
記基板上にデポジット−するための手段を備え次第二の
チャン・ζ。 ハ）前記第一のチャンバから前記第二のチャンバへ前記
基板を転送する手段。 二）前記第二のチャンバに少な（とも１つのガスを供給
する源手段。 ホ）前記第二のチャンバから前記第一のチャンバへの前
記少な（とも１つのガスの一方向の流れを与える手段を
含み、前記第一のチャンバ内の前記少な（とも１つの元
素から前記第二のチャンバを分離するための分離手段。 より成るシステム。 （２）前記第一のチャンバを前記第二のチャンバより低
い圧力に維持する手段を含む特許請求の範囲＠３１項記
載のシステム。 （至）前記少な（とも１つのガスの前記一方向の流れを
与える手段が前記第一のチャンバを前記第二のチャンバ
に連通ずるスロットより成る特許請求の範囲第６１項記
載のシステム。 （ロ）前記スロットは、前記基板がそこを介して前記第
一のチャンバから前記第二のチャンバへ転送できるよう
に寸法が決められている特許請求（７）範囲第３３項記
載のシステム。 ■ 前記基板上に第三の材料層をデポジットするための
手段を備えた第三のチャンバと、前記第二のチャンバか
ら前記第三のチャンバへ前記基板を転送する手段と、前
記第二のチャンバから前記第三のチャンバへ少な（とも
１つのガスの一方向の流れを与える手段を含み前記第三
のチギンバ内の前記少なくとも１つの元素から前記第二
のチャンバを分離するための別の分離手段と、を備え、
前記第二の材料層の組成は、少なくとも１つの元素の不
存在によって前記第三の材料層の組成と相違する特許請
求の範囲第３１項記載のシステム。 （至）前記第三のチャンバを前記第二のチャンバより低
い圧力に維持する手段を含む特許請求の範囲第６５項記
載のシステム。 （ロ）前記第二のチャンバから前記第三のチャンＩ（へ
の前記少なくとも１つのガスの前記一方向の流れを与え
る前記手段が前記第三のチャン・（を前記第二のチャン
バに連通させるスロットより成る特許請求の範囲第６５
項記載のシステム。 （ハ）前記第三のチャンバと前記第二のチャンバを連通
ずる前記スローｌトは、前記基板がそこを介して前記第
二のチャンバから前記第三のチャンバに転送できるよう
に寸法が決定された特許請求の範囲第６７項記載のシス
テム。 （至）前記源平段は、前記材料層が引き出される出発材
料を前記第二のチャンバに与える手段を含む特許請求の
範囲第１１項記載のシステム。 −前記出発材料が前記少な（とも１つのガスを含む特許
請求の範囲第６９項記載のシステム。 ＨＤ 前記出発材料がガス形態である特許請求の範囲
第３９項記載のシステム。 （６）前記少な（とも１つのガスが不活性ガスより成る
特許請求の範囲第３１項記載のシステム。 嘴 前記不活性ガスがアルゴンである特許請求の範囲第
４２項記載のシステム。 ■ 前記不活性ガスがヘリウムである特許請求の範囲＠
４２項記載のシステム。 に）前記基板上に第一の材料層をデポジットする前記手
段が第一のデポジション手段よす成す。 前記基板上に第二の材料層をデポジションする前記手段
が第二のデポジション手段より成り。 前記第−及び第一二のデポジション手段がグロー放電デ
ポジション手段より成る特許請求の範囲第５１項記載の
システム。 −前記基板上に第三の材料層をデポジットする前記手段
がグロー放或デボジション手段より成る特許請求の範囲
第３５項記載のシステム。 ０′？）前記基板を前記第一のチャンバから前記第二の
チャンバへ転送する前記手段が前記基板を連続的に移動
する手段を含む特許請求の範囲第６１項記載のシステム
。 （財）前記第一のチャンバがその中に前記少なくとも１
つの元素を受ける手段を含む特許請求の範囲第６１項記
載のシステム。 ■ 前記出発材料が少なくとも四フリ化ケイ素ガスを含
む特許請求の範囲第５９項記載のシステム。 員 両社出発材料が少なくともシラン・ガスを含む特許
請求の範囲第３９項記載のシステム。 （５１）前記出発材料が少なくとも水素ガスを含む特許
請求の範囲第６９項記載のシステム。 （面前２少な（とも１つの元素がｐ形ドーパントである
特許請求の範囲第４８項記載のシステム。 （５）前記少な（とも１つの元素がバンド・ギャップ増
加元素である特許請求の範囲第４８項記載のシステム。 （５４）前記少なくとも１つの元素がホウ素、窒素。 炭素、酸素より成るグループの少な（とも１つを含む特
許請求の範囲第４８項記載のシステム。 （５６）前記第三のチャンバがその中に前記少なくとも
１つの元素を受ける手段を含む特許請求の範囲第６５項
記載のシステム。 （５６）前記少な（とも１つの元素がｎ形ドーパントで
ある特許請求の範囲第５５項記載のシステム。 （シ）前記少なくとも１つの元素がリン又は砒素である
特許請求の範囲第５５項記載のシステム。 （５８）前記グロー放電デポジション手段は、アモルフ
ァス・シリコン・アロイの形態で前記第−及び第二の材
料１をデポジットするように配置された特許請求の範囲
第４５項記載のシステム。 （５？）前記層なくとも１つのガスは、前記アモルファ
ス・シリコン拳アロイが引き出される出発材料として少
なくとも四フッ化ケイ素を含み、前記グロー放電デポジ
ション手段は、少な（とも前記四フッ化ケイ素ガスから
プラズマを形成してアモルファス番シリコン・アロイの
前記第−及び第二の材料層を形成するように配電され。 前記アロイは少な（ともシリコン及びフッ素を含む特許
請求の範囲第５８項記載のシステム。 （６））少な（とも３つの連続的なアモルファス・シリ
コン・アロイ層を基板上にデポジットするシステムにお
いて。 イ）４−９第二及び第三の前記層をそれぞれ前記基板上
にデポジットする之めの少な（とも第一、第二、＠三の
グロー放電デポジション・チャンバ。 口）少な（とも前記アロイ層が引き出されるシリコンを
含むガス状の出発材料を前記第二のチャンバに与える第
一の源手段。 ハ）前記第一のアロイ１をｐ形又ｎ形のいずれかの伝導
性にするためにドーパント材料を前記第一のチャンバに
与える第二の源手段。 二）前記第三のアロイ層を前記第一の層に関して反対の
伝導性にするために別のドーパント材料を前記第三のチ
ャンバに与える第三の源手段。 ホ）前記基板を前記チャンバを介して転送する手段。 へ）前記第二の層を伝導性において実質的に真性とする
ために前記第−及び第三のチャンバ内の前記ドーパント
から前記第二のチャンバを実質的に分離する分離手段で
あって、該分離手段は、＃記等−のチャンバと前記第二
のチャンバを連通ずる第一のスロットと、前記第二のチ
ャンバと前記第三のチャンバを連通ずる第二のスロット
と、前記第二のチャンバから前記第−及び第三のチャン
バへ前記スロットを介して前記出発材料ガスの一方向の
流れを与える手段よ、より成ること。 より成るシステム。 （６１）前記スロ−トを介して前記出発材料ガスの一方
向の流れを与える前記手段が、前記第二のチャンバ内の
デポジション田以下に前記第−及び第三のチャンバ内の
デポジション圧を維持する手段を含む特許請求の範囲第
６０項記載のシステム。 （６２）前記スロットは、前記基板がそこを介して転送
できるように寸法が決定された特許請求の範囲第６０項
記載のシステム。 （６５）前記基板が前記スロットを介して転送される＼
、 ときに、前記基板を高温に維持する手段を含む特許請求
の範囲第６２項記載のシステム。 （６４）前記チャンバを介して前記基板を転送する前記
手段が、前記基板を連続的に移動する手段を含む特許請
求の範囲第６０項記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/306,146 US4438723A (en) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | Multiple chamber deposition and isolation system and method |
| US306146 | 1981-09-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5870524A true JPS5870524A (ja) | 1983-04-27 |
| JPH0338731B2 JPH0338731B2 (ja) | 1991-06-11 |
Family
ID=23184044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57168247A Granted JPS5870524A (ja) | 1981-09-28 | 1982-09-27 | 基板上に本体材料をデポジツトする方法及びシステム |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4438723A (ja) |
| EP (1) | EP0076426B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5870524A (ja) |
| KR (1) | KR900007042B1 (ja) |
| AT (1) | ATE23883T1 (ja) |
| AU (1) | AU552270B2 (ja) |
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