JPS59142838A - 薄膜成長装置 - Google Patents

薄膜成長装置

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JPS59142838A
JPS59142838A JP58016767A JP1676783A JPS59142838A JP S59142838 A JPS59142838 A JP S59142838A JP 58016767 A JP58016767 A JP 58016767A JP 1676783 A JP1676783 A JP 1676783A JP S59142838 A JPS59142838 A JP S59142838A
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JP
Japan
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chamber
susceptor
susceptors
substrate
thin film
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JP58016767A
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JPH0337971B2 (ja
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Shinji Nishiura
西浦 真治
Kazumi Maruyama
和美 丸山
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばアモルファスシリコン(a−8+)太
陽電池の製造に用いるような気相成長による薄膜成長装
置に関する。
a−8i太陽電池は例えば第1図のような構造を有し、
ガラス等の透明絶縁基板10の上にインジウム、ラン、
フォスフインとシランよりなるそねぞれのガスのグロー
放電分解によりp形a−8+1MI2、ノンドープa−
3i層j3、n形a−31層14が積層されている。
層+2.13.14の膜厚はそれぞれ約100人、05
μm、500λである。さらにその上に金属電極15が
被潰し、基板10から入射する光より発生する光超電力
は光電流として透明電極11と金属電極15の双方から
とり出される。このような太陽電池を製造−するために
は第4図(a)、 (blに示すよ5に透明[極11を
被着したガラス基板10をサセプタ加の上にとりつけろ
基板foは透明電極11を下にしてサセプタ20の支え
枠21の上に載せられ、その上に導電性の板22をのせ
て爪nによって固定されるようになっている。
第4図(b)は第4図(、)の下側から見た囚で、基板
10はサセプタ20を逆にしても落下することはない。
支え枠2】は薄い板状の突出体であるが、こわは基板の
全周を支える必要はな(、少なくとも3個所で突出して
いればよい。導電性の板22はサセプタ20と同質の拐
料でつ(らrるのが望ましい。
透明電極11を備えた基板10を搭載したサセプタ20
を第3図に示す薄膜成長装置の予備加熱室1で水平に並
べてヒータ2により加熱し、グp−放電分解のために必
要な温度まで昇温する。ヒータ2は抵抗加熱体でもよい
が、図のような赤外ランプを用いる方が放射熱が大きい
ので昇温速度が速い。
加¥IIIされた基板10は4ノーセブク20と共にし
きりかルノ°3を開いて反応室4の中に移し、ヒータ5
で加熱しながら電極6−の電圧印加によって生ずるグロ
ー放電による反応ガス分解生成物を堆積させる。
このような予備加熱室1を設けるのは装置のサイクルタ
イムを小さくするためである。すなわち、反応室4でサ
セプタ2()に搭載された力゛ラス基板上Vこa−8i
を成長させている間に、予備加熱室1で次にa−3iを
堆積するガラス基板を搭載したサセプタを予備加熱する
ことにより、一つの室で加熱、成長を行う場合に比して
サイクルタイムが短(なる。
しかし多くの基板に気相成長を行おうとする場合、加熱
面積が犬ぎいので昇温條件に面内のばらつきが発生し、
サセプタ上で中央部と端部で例えば約30℃の温度差が
存在する。また温度上昇速度のばらつきも大きいので温
度分布の制卸も困難である。a−3iの気相成長の場合
、成長温度がセル特性に大きな形管を及ぼすので、温度
の面内分布が均一にすることが望ましい。太陽電池セル
特性から考えると勺セプタ面内の温度差を10℃以内に
抑える必要がある。
本発明はこのよルな要求に応じてザセブタ例支持される
基板の温度ができるだけ均一に保持される薄膜成長装置
を提供することを目的とする。
この目的は薄膜成長装置が基板を支持する複数のサセプ
タな近接させて加熱する予備加熱室と、予備加熱室で加
熱された基板を支持するサセプタを薄膜成長時と同様の
相対位置になるように離して通過させる中間室と、中間
室より送り込まねた基板上に反応生成物の薄膜を成長さ
せる反応室とから存ることによって達成される。
本発明の概念は、成長時に大面積になるサセプタを予備
加熱時にできるだけ小さな面積または体積として均一性
よく加熱しようとするものである。
以下図を引用して本発明の実施例について説明する。各
図において共通の部分には同一の符号が付されている。
第4図は第一の実施例である。サセプタ203枚を水平
に並べて加熱する予備加熱室1の前にもう1つ加熱室7
を設けたもの、加熱室7においてサセプタ20を3枚積
み重ねてヒータ2によって加部1ろものである。この加
熱は、真空中よりもむしろ不活性ガス雰囲気中で圧力を
減圧雰囲気にして行うと昇温速度、均−性共向上した。
圧力としては数Torr = F 10 Tqrrがよ
い。又ガスとしては単原子分子であるA r + Ne
 等を用いろよりも二原子分子であるN2を用いること
が昇温速度を早めることがわかった。→)−セブタの温
度をサセプタに接触している温度モニタで検知して所定
の温度に到達した場合、パルプ8を開いて一枚ずつ次段
の加熱室に送り出す。この場合、加熱室1,70気圧を
同じ程度の真空に排気してお(ことはいうまでもない。
予備加熱室1は同様にヒータ2を備えろと共にサセプタ
20が積み重ねらねた状態でなく、水平に保だねている
。この室は、予備加熱室7と反応室4の中間にあって時
間−の調整と温度の安定化のために用いらねる。次にバ
ルブ3をあけて、サセプタ6が順次a−8t成長室4に
送られ、水平に配置される。ヒータ5は基板温度を保つ
ためのもので抵抗加熱ヒータより形成されている。サセ
プタ20は、電気的に互いに導通状態にあり、接地さ才
1ており、グロー放電用ダイオード電極の一方の極とし
て使用される。対向′rIL極6とサセプタ20との間
に高周波電界が印加され、導入されたガスのプラズマ分
解を行ない、基板10の上にaS+層を成長させろ。
a−3i層は、p形、ノンドープ、n形の各層を成長さ
せるが、反応室4内でガスを順次切りかえて、各々の層
を成長させろことができる。又、ドーピング不純物がノ
ンドープ層にはいるのを防ぐために、反応室4と同形の
反応室を3室つづけて設けそねぞねをp形a−8t用、
ノンドープミー3i用、n形a−8i用成長室とするこ
ともできる。
予備加熱室7と反応室4においてサセプタは第5図に7
j=すように設置さねている。第5図は反応室4におけ
ろ配置の断面囚である。ガラス基板10を搭載したサセ
プタ20は、支持棒31に軸支さ才また車輪32で支え
られている。この重輪32は支持棒31と電気的に導通
状態にあり、接地されている。車輪32はチェーン等(
図示していない)で外部から回転駆動ができるようにな
っている。サセプタ20を移動さ七る場合、この車輪が
回転する。放電はサセプタ20と電極6との間で行なわ
れる。
第6図ta+〜(f)に3枚積み重ねて加熱したサセプ
タを一枚ずつ中間室1に送り出す方法を示したものであ
る。第61!14(a)は3枚サセプタ20が重ねら才
1て加熱さハている状態である。サセプタ20は支持体
:33で支えらねている。サセプタ20の下側にジヤツ
キ34が配置さ才1、サセプタ20が十分加熱されると
ジヤツキ34が上がり、第6図(b)に示すようにサセ
プタ20を上に載せて少し持ち上げる。このとき支持体
33は引っ込む。次いで第6図(c)に示すようにジヤ
ツキ34がサセプタ1枚分下がったところで支持体33
が再び出て上部のサセプタ20を2枚支える。最下部の
サセプタ20を載せたジヤツキ3415gさらに下がっ
て第5図に示す車輪32にサセプタ20を載セ(第6図
(d) ) 、単輪32が回転してサセプタ20を次の
室1へ送りこむ。つづいて第6圀(e)、 (flVc
示すように支持体33に支えら第1た2枚の世セプタ2
0を再びジヤツキ34の上に載せて少し持ち上げ支持体
33を引っ込める。
このような手順を繰り返してサセプタ20を1枚ずつ順
次予備加熱室7から予備加熱室1に送りこま才する。送
りこま第1たサセプタの先頭が所定の位MVC来ると、
その位置を検出してその部分の車輪の回転がとめられ、
先頭のサセプタ位置が決まり、次のサセプタが順次前の
サセプタに接するところまで送りこまねる。
こうして加熱さ第1たサセプタは、昇温速度のばらつき
が少な(、反応室4Vこ並べらハた段階で温度分布を1
0″C以内に抑えることができた。また予備加熱室7で
の放置時間が少し長くなってもばらつきが増大すること
がな(なった。
第7図に第二の実施例を示す。こハは装置の内部を上面
から見た図である。)JUIflh室7内に→ノ゛セブ
タ20がセル作成用ガラス基板を搭載して垂直に並べら
れている。個々のサセプタ20は第8図に示すように車
輪35.36のついた台37上にのせられており、枠3
8.39によって落ちないように支えらJ’している。
自37は、O・つか(′jるための穴40が設けら第1
ている。七37は加熱室7内に設けられて〜・るレール
41に乗ってレールの上を動くようになって℃・る。
0 ひらかけ穴諦は9示されていないがチェーン等につけら
ねた突起をひつか(づるために設置すられたので、サセ
プタを移動させる必要のある場合、突起が出てチェーン
が廻り、サセプタが移動することになる。車輪36はサ
セプタを載せると共に台の移動方向と直角方向にサセプ
タな移動させるためσつ車輪である。加熱室7の壁には
ヒータ2(抵抗又は赤外線ランプ)が設けらハていて、
第7図の右側に示したような温度分布をもつよ5 vc
上ヒータの密度が設計されている。サセプタ20は入口
42の弁を開いて一度に10枚程度加熱室7内に図のよ
うに納めらねる。加熱室7には、温度測定用熱電対が出
ておりサセプタ20の移動と共に、サセブタカ;m i
s、苅に接触し、サセプタの温度を測定する。このサセ
プタの温度が一所定の温度に達し′c℃・なければ、→
1七ブタはその場でその条件を充たすまでととまり温度
を上昇させる。温度がある値になれは、先に移動する。
こうすることによって−すべてのサセプタは同じ昇温条
件を満1こすのてサセプタ1141の温度ばら℃)きが
最小限に抑えられる。この加熱室7内にはN2カスを導
入し、約IQ Torrの圧力下で加熱するのが温度上
列速度、温度の均一・性の点で望ましいことがわかった
3枚の世上ブタが位置51.52.53vL達すると加
齢室7が排気さJl、中間予備加熱室9と予価加熱室7
の真空が同じになったところで、パルプ8および3が開
(。このときサセプタの中間室9と反対側がおされて腐
9の側の枠39が水平罠倒才tろと共にサセプタ20が
中間室9へ押し出さねる。中間室9内には、第9囚(a
l 、 (b)に示すように上下に車ff*43.44
が設けられており、サセプタ20が送りこまわてくろと
]側の車輪43の列がチェーン等で駆動さ才1回りはじ
め、この回転によって一プセブク20は所定の位m 5
4.55.56まで運搬される。その際上側の車輪44
はガイドとして働(。次にパルプ3が開きサセプタ20
はa−3i成長室4に送りこf、、tする。
この反応室4にも中+FJ+ 菟9と同様に上下に車輪
列か形成さ第1、−サセプタはこの中を送ら才する。反
応分 室4の中にはサセプタの接地電極と対立成すもう一方の
側の′電極6が設けらハている。第2因に示したサセプ
タ20を2枚、導電性板22の方で合わせて、こtz 
lx 1つのサセプタとして、投入することによって、
サセプタ6枚に搭載さJまたガラス基板1Qlca−8
i層ケ成長させることが出ぎろ。
予備加熱室7から中間予備加熱室9にサセプタ20を送
りこむとぎにこの画室の真空度を同じ排気程度と1−ろ
が、室7の昇温速度は真空状態では101゛0γr程度
の出力下に比較してかなり小さくなる。
従って送りこみの際に真空排気する時間は加熱速度にほ
とんど影響を与えないことがわかった。この構成をとる
ことにより、反応室4にサセプタが並べらオlだとき、
温度分布が10℃以内に抑えらねる。また構成により加
熱室7内のサセプタの滞留時間が増加しても、反応室4
内のサセプタ20の温度分布のばらつきがメ化なく、1
0℃以内に温度が制御されていることが1つかった。
以上述べたように、本発明に基板を近接させて加熱する
ことによ#気相成長時の基板の温度を複−にすることに
より生成さねた薄膜の特性を均一にするもので、特にセ
ル特性の均一な太陽電池の製造に極めて有効に利用でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による装置により製造さねるa−S+太
陽電池の正面図、第2図(a) 、 (bl +iその
a−8i層成長の際に用いるサセプタを示し、(a)は
断面図、(b)はその下面から見た平面図、第3図は従
来のa−3t膜成長装置の一例の正面図、第4図は本発
明の一実施例の正面図、第5図はその予備加熱室内での
サセプタの搬送方法を示す41j面図、第6図(a1〜
(f)は第4図の予備加熱室内で加熱したサセプタの送
り出し方法を順次示す程11面図、第7図は本発明によ
る装置は別の実施例の予備加熱室の温度分布を付した平
面図、第8図はその予備加熱室内でのサセプタの支持方
法を示す正面図、第9図(a)。 (blは中間室、反応室でのサセプタの搬送方法を示し
、(al +ま正面図、(b)は側面図である。 1.9・・・中間予備加熱室、2・・・ヒータ、4・・
・反応室、7・・・予備加熱室、10・・・透明絶縁基
板、20・・・サセプタ。 フ tQ 7′2  口 IU f″ 3 (2) 2 T 7 ロ ア′ δ 図 子j (αン                      
(b)り′ lθ暖 f 9 図 手続補市書動幻 1.事件の表示  特願昭(a〜/ε−7−(73、宅
+Ii 、’il(をする者        出願人′
11′件との関係 4、代 Jlll  人 住  所  川崎市川崎区I11辺新1111番1号5
、補正指令の1旧]  昭和(δイl′り一月姻/11
補正の内容 ■、明細書第12頁第18行目r(a)−1より第20
行目「(b)は」までを「は中間室、反応室でのザセプ
タの搬送方法を示す正面図、第10図はその」とn■正
しまず。 2、図面の第9図および第10図を別紙と差換えまず。 3 矛q 閲 才10喝

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. I)基板を支持する複数のサセプタを近接させて加熱す
    る予備加熱室と、該予備加熱室で加熱さ4た基板を支持
    するサセプタを薄膜成長時と同様な相対位渭になるよう
    に離して通過させる中間室と、該中間室より送り込ま第
    1た基板上に反応生成物d薄膜を成長させろ反応室とか
    らなることを特徴とする薄膜成長装置。
JP58016767A 1983-02-03 1983-02-03 薄膜成長装置 Granted JPS59142838A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58016767A JPS59142838A (ja) 1983-02-03 1983-02-03 薄膜成長装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP58016767A JPS59142838A (ja) 1983-02-03 1983-02-03 薄膜成長装置

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JPS59142838A true JPS59142838A (ja) 1984-08-16
JPH0337971B2 JPH0337971B2 (ja) 1991-06-07

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ID=11925364

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JP58016767A Granted JPS59142838A (ja) 1983-02-03 1983-02-03 薄膜成長装置

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5014997A (ja) * 1973-06-13 1975-02-17

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5014997A (ja) * 1973-06-13 1975-02-17

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