(57)【要約】      （修正有）【課題】欠陥が低く、高次シランの混入のない高品質なαＳｉ薄膜を得ることができるプラズマＣＶＤ装置、及Ｓｉ系薄膜の製造方法を提供する。【解決手段】プラズマＣＶＤ装置１は、真空容器２と、それを減圧するための排気系と、被成膜基板を置く接地電極１０と、排気孔と原料ガス導入路とを有する放電電極３と、それに高周波電力を印加する高周波電源１４と、を備え、前記排気孔には、その壁面に前記原料ガス導入路につながる原料ガス供給口が形成され、前記原料ガス導入路が、前記原料ガス供給口から吐出される原料ガスの流れ方向の延長線上に前記排気孔の壁面が位置するように構成されているものである。また、シリコン系薄膜の製造方法は、上記装置で珪素を含む原料ガスを導入し、該排気孔中において該原料ガスをプラズマ化させ、高次シランを真空容器外へ排気し、プラズマ化したＳｉＨ３ラジカルを被成膜基板上に到達させる方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、
該真空容器内を減圧下に保持するための排気系と、
被成膜基板を置くための接地電極と、
排気孔と原料ガス導入路とを有する放電電極と、
該放電電極に高周波電力を印加する高周波電源と、を備え、
前記排気孔には、その壁面に前記原料ガス導入路につながる原料ガス供給口が形成され、
前記原料ガス導入路が、前記原料ガス供給口から吐出される原料ガスの流れ方向の延長線上に前記排気孔の壁面が位置するように構成されているプラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記原料ガス供給口から吐出される原料ガスの流れ方向と前記排気孔の中心軸に沿った排気方向とのなす角度が９０度以下である請求項１記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記放電電極と前記接地電極との間に、複数の貫通孔が形成され、電位を一定に保つ電源を備えた電位シールド板が備えられた請求項１又は２に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記電位シールド板に形成された貫通孔の中心軸と、前記排気孔の中心軸とが重なる請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】
前記電位シールド板が加熱機構を有する請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】
真空容器を減圧下に保持し、
放電電極に形成された排気孔の中へ、該排気孔の壁面に向けて少なくとも珪素を含む原料ガスを導入し、
該放電電極に高周波電力を印加して、該排気孔中において該原料ガスをプラズマ化させ、
該排気孔より該プラズマ化した原料ガス中に含まれる高次シランを真空容器外へ排気し、
該プラズマ化した原料ガス中に含まれるＳｉＨ３ラジカルを被成膜基板上に到達させるシリコン系薄膜の製造方法。
【請求項７】
前記排気孔へ導入される原料ガスの該排気孔への導入方向と、前記排気孔より排気される高次シランの該排気孔中での排気方向とのなす角度が９０度以下である請求項６に記載のシリコン系薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ法に関するものである。特にシリコン薄膜太陽電池や、薄膜トランジスタなどに利用される高品質なアモルファスシリコン薄膜を形成するためのプラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ法を用いたシリコン系薄膜の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、太陽電池の主流を成す結晶シリコン系太陽電池または、多結晶シリコン系太陽電池と比較して、シリコン薄膜太陽電池は温度依存性がなく、コスト的にも有利であるため次世代の太陽電池として注目されている。
【０００３】
シリコン薄膜太陽電池に用いられるアモルファスシリコン薄膜を作製するための技術として平行平板型プラズマＣＶＤ法が採用されている。このような従来の平行平板型プラズマＣＶＤ装置を図４に示す。図４に示す従来のプラズマＣＶＤ装置１には真空度を保持する排気系を有する真空容器２が備えられ、同容器２内には放電電極３と、基板１２を保持する接地電極１０が設置されている。接地電極１０上には基板１２が保持されており、接地電極１０の内部には基板を加熱するための加熱機構１１が内蔵されている。原料ガスは放電電極３内部へ絶縁物を介しガス供給管５により供給され、放電電極３の内部を通じ放電電極表面４に設けられたシャワープレートより、基板１２上へ均一に導入される。また放電電極３にはマッチングボックス１３を介し高周波電源１４が接続されており、排気系により一定の圧力に保持し、放電電極３に高周波電力を印加してプラズマを発生させ、基板表面にアモルファスシリコン薄膜を形成する。
【０００４】
しかし、このような平行平板型プラズマＣＶＤ法で作製されたアモルファスシリコン薄膜は光照射により、膜中の中性ダングリングボンド（欠陥）が増大し、光劣化を起こすことが知られている。この光劣化はＳｔａｅｂｅｒ−Ｗｒｏｎｓｋｉ効果として３０年以上前に見出されているにも関わらず、現在いまだに解消されていない。
【０００５】
またこの光劣化を起こすメカニズムに関しても、現在明確に解明されたわけではないが、その光劣化と相関のあるものとして膜中のＳｉ−Ｈ２結合濃度が知られており、膜中のＳｉ−Ｈ２濃度が低いものは光劣化が少ないとの報告がされている（非特許文献１）。その中で膜中のＳｉ−Ｈ２濃度が増加する原因として、成膜中に発生する高次シランラジカル（（ＳｉＨ２）ｎ：ｎ＝２〜５）が原因であるとされており、高次シランラジカルはプラズマ中に生成したＳｉＨ２ラジカルが、Ｓｉ−Ｈ結合に挿入する逐次反応によって成長し、膜中に混入することによって、Ｓｉ−Ｈ２結合の増加や、初期のダングリングボンドを膜中に形成するとされている。
【０００６】
このようなＳｉ−Ｈ２結合の混入やダングリングボンドを抑制する手段として基板表面温度は２２０℃から２５０℃が好適であるとされている（非特許文献１）。これはこの範囲より低温であると成膜中のアモルファスシリコン薄膜表面での表面反応が抑制され、欠陥の多い膜となってしまい、またこれより高温となると表面からの水素の脱離が発生し欠陥が多くなったり、太陽電池を作製する際に下地へのダメージが問題になったりするからである。
【０００７】
プラズマ中のガス温度も重要な因子である。高次シランを成長させる逐次反応は三体反応であることが知られ、これを抑える手段としてガス加熱が有効であるとされている（非特許文献２）。ＳｉＨ２ラジカルのＳｉ−Ｈ結合への挿入反応により生成した高次シランは余剰なエネルギーを第三体（親分子であるＳｉＨ４）に吸収させることにより安定化を図る。そのため第三体がエネルギーを受け取れないような状態、つまり温度が高い状態であると三体反応が進行せず、高次シランの成長が抑制される。
【０００８】
これらの基板温度や、ガス温度をコントロールする方法として、いくつかの手段が提案されている。例えば特許文献１ではプラズマ雰囲気中に導入する反応ガスを加熱し、基板を加熱することにより、基板温度の低下を抑制する方法が開示されている（特許文献１）。さらに電極中に導入するガス温度を変化させることにより、基板の表面温度を制御する手段等が開示されている（特許文献２）。
【０００９】
さらに近年、トライオード法が考案されＳｉ−Ｈ２結合濃度を低くする成膜方法が提案された。このトライオード法の成膜装置を図５に示す。トライオード法によるプラズマＣＶＤ装置は図５に示すように図４に示した平行平板型プラズマＣＶＤ装置の放電電極３と接地電極１０の間にメッシュ電極１６を挿入し、このメッシュ電極には直流可変電源１５が接続されている。このようにトライオード法も平行平板型のＣＶＤ法であるが、放電電極３と接地電極間１０にメッシュ電極１６を挿入し、これに電位（通常負電位）を印加することによって、放電電極３とメッシュ電極１６間にプラズマを閉じ込めることが可能になる。メッシュ電極１６と接地電極１０間にはプラズマが生成しないため、成膜に寄与するラジカルは放電電極３とメッシュ電極１６間で生成し、メッシュ電極１６の空隙より拡散によって基板１２へと到達する。ラジカルの拡散距離は分子量の逆数の平方根に比例する。高次シランラジカルは分子量が大きいため、ＳｉＨ３ラジカルに比べ拡散距離が短いことを利用して、選択的にＳｉＨ３ラジカルを基板上へ輸送しようとするものである。これにより、非常に低いＳｉ−Ｈ２結合濃度を達成し、劣化率の低いアモルファスシリコン薄膜を得ている（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−９１９８７号公報
【特許文献２】特開２０００−２７３６３７号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】A. Matsuda et al. Solar Energy Materials & Sollar Cells 78 (2003) 3-26
【非特許文献２】Madoka Takai et al. Thin Solid Films 390 (2001) 83
【非特許文献３】Satoshi Shimizu et al. JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 101、 064911、 (2007)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１、２に開示されている技術のようにガス加熱を行ったとしても、シャワーヘッド内から真空チャンバ内にガスを導入しようとすると流速は数ｍ／ｓ以上となり、ガス加熱を行おうとしても加熱機構の能力が現実的ではないという問題がある。また基板として一般的に用いられるガラスは熱伝導度の低い材料である。そのためガラスを設置する電極を加熱し、ガラス裏面より加熱しても、表面がガスにより冷やされた場合、ガラス表層の温度が下がってしまうことは十分考えられる。またいくら加熱が可能であったとしてもシャワーヘッド内から真空容器内に導入された際に圧力差によって断熱膨張をおこし、周囲の温度を下げてしまうことが予想される。
【００１３】
また、非特許文献３に開示されている技術では、高次シランラジカルを取り除くためには、メッシュ電極と接地電極間の距離が必要となる。そのため、この距離が不十分であると高次シランラジカルを十分取り除けなくなり、高次シランラジカルを取り除くためにこの距離を長くすると成膜速度が遅くなるという問題がある。
【００１４】
本発明は上記のような事情を鑑みてなされたものであり、欠陥が低く、高次シランの混入のない高品質なアモルファスシリコン薄膜を高い成膜速度で得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明のプラズマＣＶＤ装置は以下の構成をとる。すなわち、  
真空容器と、該真空容器内を減圧下に保持するための排気系と、被成膜基板を置くための接地電極と、排気孔と原料ガス導入路とを有する放電電極と、該放電電極に高周波電力を印加する高周波電源と、を備え、
前記排気孔には、その壁面に前記原料ガス導入路につながる原料ガス供給口が形成され、
前記原料ガス導入路及び前記原料ガス供給口が、該原料ガス供給口から吐出される原料ガスの流れ方向の延長線上に前記排気孔の壁面が位置するように構成されているプラズマＣＶＤ装置である。
【００１６】
また、上記課題を解決するため、本発明のシリコン系薄膜の製造方法は以下のプロセスを経るものである。すなわち、
真空容器を減圧下に保持し、
放電電極に排気孔および、原料ガスを排気孔内に排気孔の壁面に向けて放出するように原料ガス導入路を形成し、該原料ガス導入路から少なくとも珪素を含む原料ガスを供給し、
該放電電極に高周波電力を印加して、該排気孔中において該原料ガスをプラズマ化させ、
該電位シールドの電位を接地電位又は負電位に保つことにより、該接地電極に保持された被成膜基板上へのプラズマの流出を防ぎ、
該排気孔より該プラズマ化した原料ガス中に含まれる高次シランを真空容器外へ排気し、
該プラズマ化した原料ガス中に含まれるＳｉＨ３ラジカルを該被成膜基板上に到達させるシリコン系薄膜の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下に説明するとおり、真空容器内に導入されるガスの流れおよび、プラズマを制御することによりガス温度および基板温度の低下を防ぎ、高次シランを取り除くことにより、欠陥および高次シランの混入量が少ない高品質なアモルファスシリコン等の薄膜を形成可能なプラズマＣＶＤ装置、および高品質なアモルファスシリコン薄膜の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明にかかる第一実施形態によるプラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明にかかる第一実施形態によるプラズマＣＶＤ装置の放電電極表面と電位シールドの部分の拡大図である。
【図３】本発明にかかる第二実施形態によるプラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図である。
【図４】従来のプラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図である。
【図５】従来のトライオード法を用いたプラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
［第一実施の形態］
図１は本発明の第一実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図である。また図２には放電電極表面４と電位シールド８の部分の拡大図を示す。
【００２１】
図１によると本発明のプラズマＣＶＤ装置１には、真空度を保持する排気系を備えた真空容器２と、真空容器２内には放電電極３と、被成膜基板１２が置かれる接地電極１０が設置されている。
【００２２】
放電電極３にはマッチングボックス１３を介して、高周波電源１４が接続されている。この高周波電源の周波数は任意に選択が可能で、生産性および均一性の観点から、好ましくは１００ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下、さらに好ましくは１０ＭＨｚ以上６０ＭＨｚ以下がよい。
【００２３】
被成膜基板１２は接地電極１０上に動かないように置かれていればよく、例えば接地電極１０に座繰りを設けて被成膜基板１２をその中に置いたり、別の治具で被成膜基板１２を接地電極１０に押し付けてもよい。また接地電極１０の内部には被成膜基板１２を加熱するための加熱機構１１が内蔵されている。
【００２４】
放電電極３には排気孔７が形成されている。排気孔７は電極内部を通じて、図示しない真空ポンプ接続され真空排気が可能となっている。この排気孔７の直径はあまり小さすぎると十分な排気能力が得られなかったり、電極の加工が難しくなったりするため好ましくなく、また、大きすぎると均一な放電が得られない。そのため、好ましい範囲としては２ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、さらに好ましくは５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。この排気孔７は放電電極表面４上で均一に配置されていることが好ましい。
【００２５】
また、放電電極３には、原料ガスを供給するための原料ガス導入路６が形成されている。原料ガス導入路６は排気孔７の壁面へ通じ、排気孔７の壁面に原料ガス供給口を形成している。原料ガスは原料ガス導入路６へ、図示しないマスフローコントローラーにより流量をコントロールして供給され、原料ガス供給口から排気孔７の中へ、排気孔７の壁面に向けて放出される。  このように排気孔の中へ原料ガスを導入することにより、被成膜基板に原料ガスが直接噴射されるのが防ぐことができるため、熱導電率の低いガラス基板等であっても表面温度を下げることなく成膜が可能である。その結果、薄膜の成長表面での表面反応が促進され欠陥が少ない膜が得られるものである。
【００２６】
原料ガスを、原料ガス供給口から排気孔７の中へ、排気孔７の壁面に向けて放出する具体的な手段としては、原料ガス導入路６を、原料ガス供給口から吐出される原料ガスの流れ方向の延長線上に排気孔７の壁面が位置するように構成するとよい。ここで、「原料ガス供給口から吐出される原料ガスの流れ方向」とは、原料ガス導入路６内におけるガス流路の原料ガス供給口を含む最後の直線部分の方向のこととする。また「原料ガス供給口から吐出される原料ガスの流れ方向の延長線」とは、原料ガス導入路６内におけるガス流路の原料ガス供給口を含む最後の直線部分の方向を持ち、原料ガス供給口の開口中心を通る直線のこととする。
【００２７】
また、成膜中の排気は放電電極３に形成された排気孔７からのみからの排気でもかまわないが、これ以外に排気系を設け圧力調整を行ってもなんら問題が無い。
【００２８】
原料ガスには一般的にシランガス（ＳｉＨ４）が用いられるが、ハロゲン化物や、ジボラン等のガスを選択することも可能である。また水素や、アルゴン等の不活性ガスで希釈してもかまわない。
【００２９】
さらに、図１のプラズマＣＶＤ装置のように、放電電極３と接地電極１０の間に、複数の貫通孔９が形成され、電位を一定に保つ電源１５を備えた電位シールド板８が設置されていることが好ましい。
【００３０】
この電位シールド板８を設置する目的は、放電電極３に形成された排気孔７の内部にプラズマを局在化させることためであり、トライオード法の要素を取り入れるためである。そのために電位シールド板８を接地、または電位シールド板８に直流可変電源１５等を接続し電位を印加することはプラズマをコントロールする上で非常に有効な手段である。電位シールド板８を接地電位または、負電位とすることで、プラズマを排気孔７の中に閉じ込め、電位シールド板８と基板１２間に存在するプラズマを弱めることが可能となる。また、電位シールド板８に接続する電源は電位をかけられるものであれば問題ないがなく、周波数がｋＨｚオーダー以上の交流電源であれば自己バイアスが発生し直流電位をかけることができるので、直流電源以外にも、kHz程度の交流電源やRF電源を用いてもよい。
【００３１】
プラズマの閉じ込めを考慮した場合、その電位シールド板８の貫通孔９の中心軸が、放電電極３に形成された排気孔７の中心軸と重なるように配置されることが好ましい。排気孔中に発生するプラズマは、ホロカソード放電による円柱状のプラズマが発生すると考えられ、貫通孔９と排気孔７の中心軸が一致していると、プラズマから接地電位又は負電位である電位シールド板８までの距離が均等となり、プラズマの放電が安定するためである。また、電位シールド板８の貫通孔９の直径は排気孔７の直径より大きすぎるとプラズマが漏れる原因となり、狭すぎるとプラズマからの活性種の拡散が抑えられ成膜速度が維持できないので、好ましくは排気孔径の０．５倍から１．２倍の範囲である．電位シールド板８の貫通孔９の形状はテーパー状等の形状となっていてもかまわない。
【００３２】
このようにしてプラズマを排気孔７中に閉じ込めることにより、プラズマは排気の流れの中に存在することになる。このため拡散長の短い高次シランは排気の流れによって排気され、また拡散長の長いＳｉＨ３ラジカルは拡散によって基板方向へと拡散が可能である。
【００３３】
また、電位シールド板８と基板１２間のプラズマが弱められることにより、電位シールド板８と基板１２の間では新たな活性種の発生はほとんどなくなることになる。これにより成膜に寄与する高次シラン、ＳｉＨ２ラジカルや、ＳｉＨ３ラジカルは電位シールド板８の貫通孔９より基板１２の方向へ拡散したものに限られることになる。
【００３４】
電位シールド８と基板１２との間で起こる反応としては以下のようなものが考えられる。
ＳｉｍＨ２ｍ＋１  ＋  ＳｉＨ４  →  ＳｉｍＨ２ｍ＋２  ＋  ＳｉＨ３      （式１）
ＳｉＨ２  ＋  ＳｉＨ４  →  Ｓｉ２Ｈ６                          （式２）
ＳｉＨ３  ＋  ＳｉＨ４  →  ＳｉＨ４  ＋  ＳｉＨ３                （式３）
排気の流れに逆らい基板１２の方向へ拡散した高次シランラジカルは、基板１２の方向へ拡散中に親分子であるＳｉＨ４と反応し不活性な高次シランになることにより成膜には関与せず排気される（式１）。ＳｉＨ２ラジカルは拡散しながら高次シランへ成長していく過程で親分子であるＳｉＨ４と反応し不活性になることにより、成膜には関与せず排気される（式２）。一方で親分子との反応により変化しないＳｉＨ３ラジカル（式３）は基板へ到達し、選択的に成膜に寄与することにより、高品質な膜を得ることが可能になる。さらに、電位シールド板８に加熱機構１１を設け電位シールド板８を加熱することにより、電位シールド板８と基板１２との間を均一に加熱することが可能になり、前述した三体反応の進行を抑えることが可能になる。
【００３５】
［第二実施の形態］
第二実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置は、第一実施の形態のプラズマＣＶＤ装置の放電電極４のガス導入形状を変更させたもので装置の概要に変更は無い。図３にその第二実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置の放電電極３と、電位シールド板８の拡大図を示す。放電電極３、電位シールド板８の形状は一例を示すものであって、これに限定されるものではない。
【００３６】
図３によると、排気孔７の中に導入されるガス導入の方向は排気の方向と近い方向となっていることがわかる。このように原料ガスを導入することにより、図４に示されるようなガス供給法と比べ、導入するガスの慣性の方向を排気の方向と近くすることにより、排気孔中のガス流速が上昇させることが可能であると思われる。このようにして排気孔７中のガス流速を高めた状態で排気孔７中にプラズマを発生させ、成膜することはより高次シランの排気を促進し、膜中への高次シランの混入を防ぐことができるものである。そのため、導入するガスの慣性と排気の方向を近くする、すなわちガスの導入方向と排気の方向のなす角度が９０度以下であることが好ましく、さらに好ましくは６０度以下であることが好ましい。具体的な手段としては、原料ガス導入路６を、原料ガス供給口から吐出される原料ガスの流れ方向の延長線と排気孔の中心軸とのなす角度が９０度以下となるように構成するとよい。
【００３７】
[実施例１]
第一実施の形態にあるプラズマCVD装置の放電電極にマッチングボックスを介し、６０ＭＨｚの高周波電源を接続し、基板ヒーター温度を２２０℃、アースカバー温度を２００℃とした。まず、プラズマＣＶＤ装置内部を１×１０−４Ｐａにまでチャンバ底面に設けられた排気孔を通して排気した。その後、排気系を切り替え放電電極に設けられた排気孔より排気を行い、ＳｉＨ４５０ｓｃｃｍをマスフローコントローラーにより放電電極に設けられたガス導入孔より導入し、２８Ｐａに調整した。この際の接地電極上に設置された基板表面の温度を測定すると１９４℃であった。その後、放電電極に３０Ｗの電力を投入し、プラズマを発生させることにより、本発明の目的であるアモルファスシリコン薄膜を接地電極上に設置した単結晶シリコン基板上に形成した。
[実施例２]
第二実施の形態に示すプラズマＣＶＤ装置においてガスの導入方向と排気の方向のなす角度が４５度としたプラズマＣＶＤ装置の放電電極にマッチングボックスを介し、６０ＭＨｚの高周波電源を接続し、基板ヒーター温度を２７０℃に設定し、アースカバー温度は加熱しなかった。まず、プラズマＣＶＤ装置内部を１×１０−４Ｐａにまでチャンバ底面に設けられた排気孔を通して排気した。その後、排気系を切り替え放電電極に設けられた排気孔より排気を行い、ＳｉＨ４５０ｓｃｃｍおよび、Ｈ２１５０ｓｃｃｍをマスフローコントローラーにより放電電極に設けられたガス導入孔より導入し、３７Ｐａに調整した。その後、放電電極に３０Ｗの電力を投入し、プラズマを発生させることにより、本発明の目的であるアモルファスシリコン薄膜を接地電極上に設置した単結晶シリコン基板上に形成した。
【００３８】
[比較例１]
図５に示す従来のプラズマＣＶＤ装置の放電電極にマッチングボックスを介し、６０MHzの高周波電源を接続し、基板ヒーターを２７０℃設定とした。まず、プラズマＣＶＤ装置を１×１０−４Ｐａにまで真空排気し、ＳｉＨ４を５０ｓｃｃｍの流量にてマスフローコントローラーにより放電電極表面のシャワーヘッドよりCVD装置内へ導入し、チャンバ底に設けられた排気孔より排気を行い、１０Ｐａに調整した。この際の接地電極上に設置された基板表面の温度を測定すると２３０℃であった。その後、放電電極に１０Ｗの電力を投入し、プラズマを発生させることにより、アモルファスシリコン薄膜基板を接地電極上に設置した単結晶シリコン基板上に形成した。
【００３９】
実施例1、２および、比較例１で得られたアモルファスシリコン薄膜の膜中のＳｉ−Ｈおよび、Ｓｉ−Ｈ２濃度をＦＴ−ＩＲを用いて定量した結果を下表１に示す。
【００４０】
【表１】
2010251715.tif 000003
【００４１】
実施例１によると、基板温度が１９４℃と比較的低いにも関わらず、膜中のＳｉ−Ｈ２濃度が１％を下回る低い値となっている。さらに実施例２に示すように、導入するガスの慣性の方向を排気の方向と近くすることにより、排気孔中のガス流速が上昇させ、排気孔中のガス流速を高めた状態で成膜を行うことにより、実施例１と比べてもさらに低いＳｉ−Ｈ２濃度が得られることが分かる。
【００４２】
このように第一、第二実施の形態であるプラズマCVD装置を用い、シリコン薄膜を成させると、従来の平行平板型プラズマＣＶＤ装置で形成した膜と比べて高次シランの混入が少なく欠陥が低減された高品質な膜が得られる。また、この高品質なアモルファスシリコン薄膜を太陽電池に適用することで、光劣化が少ない高変換効率の太陽電池を作製することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、プラズマＣＶＤ装置およびアモルファスシリコン薄膜形成に限らず、微結晶シリコン薄膜等の各種薄膜形成、エッチング装置や、プラズマ表面処理装置などにも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【符号の説明】
【００４４】
１     プラズマＣＶＤ装置
２     真空容器
３     放電電極
４     放電電極表面
５     原料ガス供給管
６     原料ガス導入路
７     排気孔
８     電位シールド板
９     貫通孔
１０   接地電極
１１   基板加熱機構
１２   基板
１３   マッチングボックス
１４   高周波電源
１５   直流電源
１６   メッシュ電極
【図１】
2010251715.tif 000004
【図２】
2010251715.tif 000005
【図３】
2010251715.tif 000006
【図４】
2010251715.tif 000007
【図５】
2010251715.tif 000008