(57)【要約】  この光電変換装置の製造システムは、基板上に形成された透明導電膜上に、ｐ型半導体層，ｉ型半導体層，及びｎ型半導体層が順に積層された光電変換装置の製造システムであって、前記基板が搬送される搬送方向に沿って順に配置された少なくとも第一成膜部，第二成膜部，及び第三成膜部を含み、前記ｉ型半導体層を成膜するＩ層成膜反応室と、前記搬送方向における前記第一成膜部及び前記第三成膜部の長さよりも前記第二成膜部の長さが大きくなるように、前記第一成膜部，前記第二成膜部，及び前記第三成膜部を分割する複数のドアバルブと、を含む。
2010116721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された透明導電膜上に、ｐ型半導体層，ｉ型半導体層，及びｎ型半導体層が順に積層された光電変換装置の製造システムであって、
前記基板が搬送される搬送方向に沿って順に配置された少なくとも第一成膜部，第二成膜部，及び第三成膜部を含み、前記ｉ型半導体層を成膜するＩ層成膜反応室と、
前記搬送方向における前記第一成膜部及び前記第三成膜部の長さよりも前記第二成膜部の長さが大きくなるように、前記第一成膜部，前記第二成膜部，及び前記第三成膜部を分割する複数のドアバルブと、
を含むことを特徴とする光電変換装置の製造システム。
【請求項２】
基板上に形成された透明導電膜上に、ｐ型半導体層，ｉ型半導体層，及びｎ型半導体層が順に積層された光電変換装置の製造方法であって、
前記基板が搬送される搬送方向に沿って順に配置された少なくとも第一成膜部，第二成膜部，及び第三成膜部を含むＩ層成膜反応室を準備し、
前記搬送方向における前記第一成膜部及び前記第三成膜部の長さよりも前記第二成膜部の長さが大きくなるように、前記第一成膜部，前記第二成膜部，及び前記第三成膜部を分割する複数のドアバルブを準備し、
前記第一成膜部と前記第二成膜部との間に配置されたドアバルブ及び前記第二成膜部と前記第三成膜部との間に配置されたドアバルブを閉じた状態で、前記第二成膜部において前記ｉ型半導体層を成膜する
ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光電変換装置の製造方法であって、
前記搬送方向の上流において前記Ｉ層成膜反応室に接続されるＰ層成膜反応室と、前記Ｉ層成膜反応室と前記Ｐ層成膜反応室との間に設けられた前段ドアバルブとを準備し、
前記第二成膜部において前記ｉ型半導体層が成膜されている間に、前記前段ドアバルブを開き、前記Ｐ層成膜反応室から、前記第二成膜部とは異なる成膜部に向けて前記基板を搬送する
ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光電変換装置の製造方法であって、
前記第二成膜部とは異なる前記成膜部は、前記第一成膜部である
ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項５】
請求項２に記載の光電変換装置の製造方法であって、
前記搬送方向の下流において前記Ｉ層成膜反応室に接続されるＮ層成膜反応室と、前記Ｉ層成膜反応室と前記Ｎ層成膜反応室との間に設けられた後段ドアバルブとを準備し、
前記第二成膜部において前記ｉ型半導体層が成膜されている間に、前記後段ドアバルブを開き、前記第二成膜部とは異なる成膜部から前記Ｎ層成膜反応室に向けて前記基板を搬送する
ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の光電変換装置の製造方法であって、
前記第二成膜部とは異なる前記成膜部は、前記第三成膜部である
ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置の製造システム及び光電変換装置の製造方法に関する。特に、本発明は、２つの光電変換ユニットが積層されたタンデム型の光電変換装置において良好な性能を得る技術に関する。
本願は、２００９年４月６日に出願された特願２００９−０９２４５５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光電変換装置は、太陽電池又は光センサ等に一般的に利用されており、とりわけ太陽電池においては、エネルギーの効率的な利用の観点から広く普及を始めている。
特に、単結晶シリコンを利用した光電変換装置は、単位面積当たりのエネルギー変換効率に優れている。
しかし、一方で単結晶シリコンを利用した光電変換装置は、単結晶シリコンインゴットをスライスしたシリコンウエハを用いるため、インゴットの製造に大量のエネルギーが費やされ、製造コストが高い。
例えば、屋外等に設置される大面積の光電変換装置を、単結晶シリコンを利用して製造すると、現状では相当にコストが掛かる。
そこで、より安価に製造可能なアモルファス（非晶質）シリコン薄膜（以下、「ａ−Ｓｉ薄膜」とも表記する）を利用した光電変換装置が、ローコストな光電変換装置として普及している。【０００３】
ところが、このアモルファス（非晶質）シリコン薄膜を利用した光電変換装置の変換効率は、単結晶シリコン又は多結晶シリコン、アモルファスシリコン中の微結晶シリコン等を利用した結晶型の光電変換装置に比べて低い。
そこで、光電変換装置の変換効率を向上させる構造として、２つ以上の光電変換ユニットが積層されたタンデム型、トリプル型等の多接合型の構造が提案されている。
例えば、図７に示すようなタンデム型の光電変換装置１００が知られている。
この光電変換装置１００においては、透明導電膜１０２が配置された絶縁性の透明基板１０１が用いられている。透明導電膜１０２上には、ｐ型半導体層１３１（ｐ層）、ｉ型シリコン層１３２（非晶質シリコン層，ｉ層）、及びｎ型半導体層１３３（ｎ層）、を順次積層して得られたｐｉｎ型の第一光電変換ユニット１０３が形成されている。第一光電変換ユニット１０３上には、ｐ型半導体層１４１（ｐ層）、ｉ型シリコン層１４２（結晶質シリコン層，ｉ層）、及びｎ型半導体層１４３（ｎ層）、を順次積層して得られたｐｉｎ型の第二光電変換ユニット１０４が形成されている。更に、第二光電変換ユニット１０４上には、裏面電極１０５が形成されている。
また、第二光電変換ユニットのｉ型シリコン層が非晶質シリコン層又は非晶質シリコンゲルマニウム層で形成されたタンデム型の光電変換装置も知られている。更に、第二光電変換ユニット上に第三光電変換ユニット層として非晶質シリコン層又は結晶質シリコン層が積層されたトリプル型の光電変換装置も知られている。このような構造においては、変換効率の向上が図られている。【０００４】
このようなタンデム型の光電変換装置を製造する方法としては、例えば、特許文献１に開示された製造方法が知られている。この製造方法においては、非晶質型の光電変換ユニット（第一光電変換ユニット）を構成する、ｐ型半導体層、ｉ型の非晶質シリコン系光電変換層、及びｎ型半導体層の各々に対応するプラズマＣＶＤ反応室が用いられ、各反応室において一つの層が形成される。即ち、互いに異なる複数のプラズマＣＶＤ反応室を用いることによって複数の層が形成される。また、この製造方法においては、結晶質型の光電変換ユニット（第二光電変換ユニット）を構成する、ｐ型半導体層、ｉ型の結晶質シリコン系光電変換層、及びｎ型半導体層は、同じプラズマＣＶＤ反応室において形成される。【０００５】
このタンデム型の光電変換装置１００を製造する方法においては、図８Ａに示すように、まず、透明導電膜１０２が成膜された絶縁性透明基板１０１を準備する。
次いで、図８Ｂに示すように、絶縁性透明基板１０１の上に成膜された透明導電膜１０２上に、ｐ層１３１、ｉ層１３２、及びｎ層１３３が順次に形成される。ここで、１つのプラズマＣＶＤ反応室においては、層１３１，１３２，１３３のうち一つの層が形成される。即ち、互いに異なる複数のプラズマＣＶＤ反応室を用いることによって、層１３１，１３２，及び１３３が形成される。
これによって、順次に積層されたｐｉｎ型の第一光電変換ユニット１０３が絶縁性透明基板１０１上に形成される。
引き続き、図８Ｃに示すように、第一光電変換ユニット１０３のｎ層１３３上に、ｐ層１４１、ｉ層１４２、及びｎ層１４３が、同じプラズマＣＶＤ反応室内で形成される。
これによって、順次積層されたｐｉｎ型の第二光電変換ユニット１０４が形成される。
そして、第二光電変換ユニット１０４のｎ層１４３上に、裏面電極１０５を形成することにより、図７に示すような光電変換装置１００が得られる。【０００６】
上記構成を有するタンデム型の光電変換装置１００は、例えば、以下のような製造システムによって製造されている。
この製造システムにおいては、チャンバと呼ばれる成膜反応室を複数、直線状（線形）に連結して配置されたいわゆるインライン型の第一成膜装置を用いて、第一光電変換ユニット１０３を形成する。
第一光電変換ユニット１０３を構成する複数の層は、第一成膜装置における複数の成膜反応室において形成される。即ち、互いに異なる複数の成膜反応室の各々においては、第一光電変換ユニット１０３を構成する一つの層が形成される。
第一光電変換ユニット１０３が形成された後、いわゆるインライン型の第二成膜装置を用いて、第二光電変換ユニット１０４を形成する。
第二光電変換ユニット１０４を構成する複数の層は、第二成膜装置における複数の成膜反応室において形成される。即ち、互いに異なる複数の成膜反応室の各々においては、第二光電変換ユニット１０４を構成する一つの層が形成される。【０００７】
具体的には、例えば、図９に示すように、製造システムは、第一成膜装置１６０と、第一成膜装置１６０に接続された第二成膜装置１７０とを含む。第一成膜装置１６０においては、ロード室１６１（Ｌ：Ｌｏｒｄ），Ｐ層成膜反応室１６２，Ｉ層成膜反応室１６３，及びＮ層成膜反応室１６４が連続して直線状に配置されている。第二成膜装置１７０においては、Ｐ層成膜反応室１７１，Ｉ層成膜反応室１７２，Ｎ層成膜反応室１７３，及びアンロード室１７４（ＵＬ：Ｕｎｌｏｒｄ）が連続して直線状に配置されている。
この製造システムにおいては、最初に、基板がロード室１６１に搬入かつ配置され、ロード室１６１の内部が減圧される。
引き続き、減圧雰囲気が維持された状態で、Ｐ層成膜反応室１６２において、第一光電変換ユニット１０３のｐ層１３１が形成され、Ｉ層成膜反応室１６３において、ｉ層１３２が形成され、Ｎ層成膜反応室１６４においてｎ層１３３が形成される。更に、引き続き、Ｐ層成膜反応室１７１において、第一光電変換ユニット１０３のｎ層１３３上に、第二光電変換ユニット１０４のｐ層１４１が形成されている。次に、Ｉ層成膜反応室１７２において、ｉ層１４２が形成され、Ｎ層成膜反応室１７３において、ｎ層１４３が形成される。このように第二光電変換ユニット１０４が形成された基板は、アンロード室１７４に搬入され、アンロード室１７４の内部の圧力は、大気圧に戻される。最後に、基板は、アンロード室１７４から取り出される。【０００８】
図９に示された製造システムのＧ地点においては、図８Ａに示すように、透明導電膜１０２が成膜された絶縁性透明基板１０１が準備される。また、図９に示すＨ地点においては、図８Ｂに示すように、絶縁性透明基板１０１の上に成膜された透明導電膜１０２上に、第一光電変換ユニット１０３が設けられた光電変換装置の第一中間品１００ａが形成される。そして、図９に示すＩ地点において、図８Ｃに示すように、第一光電変換ユニット１０３上に、第二光電変換ユニット１０４が設けられた光電変換装置の第二中間品１００ｂが形成される。
図９において、インライン型の第一成膜装置及び第二成膜装置は、２つの基板が同時に処理され、Ｉ層成膜反応室１６３は４つの反応室１６３ａ〜１６３ｄにより構成され、Ｉ層成膜反応室１７２は４つの反応室１７２ａ〜１７２ｄにより構成されている。【０００９】
上述したインライン型の成膜装置を用いた従来の製造方法においては、光電変換装置の各層の膜厚によって、必要とされる成膜室数が異なる。
例えば、非晶質光電変換層であるｉ層は、２０００〜３０００Åの膜厚を有し、専用の反応室で生産可能である。また、ｐ、ｉ、ｎ層毎に専用の反応室が使用される。このため、ｐ層不純物がｉ層に拡散することがなく、又は反応室内に残留する不純物がｐ層又はｎ層に混入することに起因する接合の乱れが生ずることがない。このため、ｐｉｎ接合構造において良好な不純物プロファイルが得られる。【００１０】
一方、結晶質光電変換層であるｉ層の膜厚は、１５０００〜２５０００Åであり、非晶質光電変換層に比べて一桁大きい膜厚が要求される。このため、生産性を上げるためにバッチ式の反応室内に複数枚の基板を並べて同時に処理することが有利である。
例えば、図９において、Ｉ層成膜反応室１６３は４つの反応室１６３ａ〜１６３ｄにより構成されている。
この４つの反応室１６３ａ〜１６３ｄ内の雰囲気は、基本的に同じである。このような従来の成膜装置においては、反応室１６３ａ〜１６３ｄの間に、ドアバルブＤＶが設けられ、分離されていた。【００１１】
しかしながら、反応室間において基板が搬送される際に、ドアバルブの開閉動作に起因して圧力差が生じ、反応室内の圧力が不安定になる虞があった。
また、基板が搬送される反応室間で僅かでも圧力差があった場合、ドアバルブ開口時に気流が生じて成膜室の内壁に付着した膜が剥がれたり、パーティクルが舞い上がったりするおそれがあった。
更に、ドアバルブの開閉動作による時間的ロスが生じ（スループットの低下）、反応室毎に排気機構等のチャンバ機構を設けることに起因して装置コストが増加するという問題がある。また、装置が故障するリスクが増加するという問題もある。この結果、生産性を向上させることが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】日本国特許第３５８９５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、タンデム型の光電変換装置において第一光電変換ユニット又は第二光電変換ユニットを構成するｉ層を、不純物の少ない状態で安定して成膜することができるとともに、ハイスループットを達成することができ、装置コスト又は装置が故障するリスクを低減することが可能な光電変換装置の製造システムを提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、タンデム型の光電変換装置において第一光電変換ユニット又は第二光電変換ユニットを構成するｉ層を、不純物の少ない状態で安定して成膜することができるとともに、ハイスループットを達成することが可能な光電変換装置の製造方法を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１態様の光電変換装置の製造システムは、基板上に形成された透明導電膜上に、ｐ型半導体層，ｉ型半導体層，及びｎ型半導体層が順に積層された光電変換装置を製造する。この製造システムは、前記基板が搬送される搬送方向に沿って順に配置された少なくとも第一成膜部，第二成膜部，及び第三成膜部を含み、前記ｉ型半導体層を成膜するＩ層成膜反応室（プラズマＣＶＤ反応室）と、前記搬送方向における前記第一成膜部及び前記第三成膜部の長さよりも前記第二成膜部の長さが大きくなるように、前記第一成膜部，前記第二成膜部，及び前記第三成膜部を分割する複数のドアバルブと、を含む。【００１５】
本発明の第２態様の光電変換装置の製造方法は、基板上に形成された透明導電膜上に、ｐ型半導体層，ｉ型半導体層，及びｎ型半導体層が順に積層された光電変換装置を製造する。この製造方法は、前記基板が搬送される搬送方向に沿って順に配置された少なくとも第一成膜部，第二成膜部，及び第三成膜部を含むＩ層成膜反応室（プラズマＣＶＤ反応室）を準備し、前記搬送方向における前記第一成膜部及び前記第三成膜部の長さよりも前記第二成膜部の長さが大きくなるように、前記第一成膜部，前記第二成膜部，及び前記第三成膜部を分割する複数のドアバルブを準備し、前記第一成膜部と前記第二成膜部との間に配置されたドアバルブ及び前記第二成膜部と前記第三成膜部との間に配置されたドアバルブを閉じた状態で、前記第二成膜部において前記ｉ型半導体層を成膜する。【００１６】
本発明の第２態様の光電変換装置の製造方法においては、前記搬送方向の上流において前記Ｉ層成膜反応室に接続されるＰ層成膜反応室（プラズマＣＶＤ反応室）と、前記Ｉ層成膜反応室と前記Ｐ層成膜反応室との間に設けられた前段ドアバルブとを準備し、前記第二成膜部において前記ｉ型半導体層が成膜されている間に、前記前段ドアバルブを開き、前記Ｐ層成膜反応室から、前記第二成膜部とは異なる成膜部に向けて前記基板を搬送することが好ましい。
また、前記第二成膜部とは異なる前記成膜部は、前記第一成膜部であることが好ましい。【００１７】
本発明の第２態様の光電変換装置の製造方法においては、前記搬送方向の下流において前記Ｉ層成膜反応室に接続されるＮ層成膜反応室（プラズマＣＶＤ反応室）と、前記Ｉ層成膜反応室と前記Ｎ層成膜反応室との間に設けられた後段ドアバルブとを準備し、前記第二成膜部において前記ｉ型半導体層が成膜されている間に、前記後段ドアバルブを開き、前記第二成膜部とは異なる成膜部から前記Ｎ層成膜反応室に向けて前記基板を搬送することが好ましい。
また、前記第二成膜部とは異なる前記成膜部は、前記第三成膜部であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第一態様の光電変換装置の製造システムにおいては、ｉ層を形成するプラズマＣＶＤ反応室がドアバルブによって少なくとも３つの成膜部（成膜空間）に分割されている。このため、３つの成膜部のうち中間に位置する第二成膜部と、ｉ層を形成するプラズマＣＶＤ反応室の前段に位置してｐ層を形成する反応室と、ｉ層を形成するプラズマＣＶＤ反応室の後段に位置してｎ層を形成する反応室と、を完全に分離することができる。これにより、第一成膜部及び第三成膜部の中間に位置する第二成膜部において、第一成膜部及び第三成膜部よりも不純物が少ない状態でｉ層を成膜することができる。
また、本発明の第一態様の光電変換装置の製造システムにおいては、第二成膜部の長さが、第一成膜部（前段に位置する成膜空間）及び第三成膜部（後段に位置する成膜空間）の長さよりも大きい。このため、第二成膜部の容積が第一成膜部及び第三成膜部の容積よりも大きくなる。従って、ドアバルブにより分離された複数の成膜室を備えた従来の装置に比べて、ドアバルブの開閉動作に起因する圧力差を無くすことができ、安定した圧力で成膜することができる。
また、ドアバルブの開閉動作による時間的ロスの発生を防止することができ、停止成膜でありながらハイスループットを達成することができる。
なお、ここで言う停止成膜とは、成膜室内において基板を電極に対向させ、基板を静止させた状態で成膜する方法を意味する。一般的に、停止成膜においては、上述したようにドアバルブの開閉動作に起因する時間的ロスが生じるため、成膜室内において基板を移動させながら基板に成膜する移動成膜に対して、スループットが低下すると言われている。これに対し、本発明においては、停止成膜を行いながら、ハイスループットを達成することができる。
また、ドアバルブの数を削減することで排気機構等のチャンバ機構の数を減らすことができ、装置コスト又は装置が故障するリスクを低減することができる。【００１９】
本発明の第二態様の光電変換装置の製造方法においては、第一成膜部と第二成膜部との間に配置されたドアバルブ及び第二成膜部と第三成膜部との間に配置されたドアバルブを閉じた状態で、第二成膜部においてｉ層が成膜される。従って、３つの成膜部のうち中間に位置する第二成膜部と、ｉ層を形成するプラズマＣＶＤ反応室の前段に位置してｐ層を形成する反応室と、ｉ層を形成するプラズマＣＶＤ反応室の後段に位置してｎ層を形成する反応室と、を完全に分離した状態で、ｉ層を成膜することができる。これにより、第一成膜部及び第三成膜部の中間に位置する第二成膜部において、第一成膜部及び第三成膜部よりも不純物が少ない状態でｉ層を成膜することができる。
また、本発明の第二態様の光電変換装置の製造方法においては、基板の搬送方向における第一成膜部及び第三成膜部の長さよりも第二成膜部の長さが大きくなるように第一成膜部，第二成膜部，及び第三成膜部を分割する複数のドアバルブを用いる。このため、第二成膜部の容積が第一成膜部及び第三成膜部の容積よりも大きくなる。従って、ドアバルブにより分離された複数の成膜室を備えた従来の装置に比べて、ドアバルブの開閉動作に起因する圧力差を無くすことができ、安定した圧力で成膜することができる。【００２０】
また、本発明の第二態様の光電変換装置の製造方法においては、第二成膜部においてｉ層が成膜されている間に、前段ドアバルブを開き、Ｐ層成膜反応室から、第二成膜部とは異なる成膜部（第一成膜部）に向けて前記基板が搬送されている。このため、第二成膜部における成膜工程と、Ｐ層成膜反応室から第二成膜部とは異なる成膜部に基板を搬送する工程と同時に行うことができる。また、第二成膜部においてｉ層が成膜されている間に、後段ドアバルブを開き、第二成膜部とは異なる成膜部（第三成膜部）からＮ層成膜反応室に向けて基板が搬送されている。このため、第二成膜部における成膜工程と、第二成膜部とは異なる成膜部からＮ層成膜反応室に基板を搬送する工程と同時に行うことができる。
従って、ドアバルブの開閉動作による時間的ロスの発生を防止することができ、停止成膜でありながらハイスループットを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明に係る光電変換装置の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明に係る光電変換装置の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明に係る光電変換装置の製造方法を示す断面図である。
【図２】本発明に係る光電変換装置の製造方法により製造された光電変換装置の層構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る光電変換装置を製造する製造システムの一例を示す概略図である。
【図４Ａ】本発明に係る製造システムの各反応室における動作を説明する模式図である。
【図４Ｂ】本発明に係る製造システムの各反応室における動作を説明する模式図である。
【図４Ｃ】本発明に係る製造システムの各反応室における動作を説明する模式図である。
【図４Ｄ】本発明に係る製造システムの各反応室における動作を説明する模式図である。
【図４Ｅ】本発明に係る製造システムの各反応室における動作を説明する模式図である。
【図５Ａ】本発明に係る製造システムの各反応室における動作を説明する模式図である。
【図５Ｂ】本発明に係る製造システムの各反応室における動作を説明する模式図である。
【図５Ｃ】本発明に係る製造システムの各反応室における動作を説明する模式図である。
【図５Ｄ】本発明に係る製造システムの各反応室における動作を説明する模式図である。
【図５Ｅ】本発明に係る製造システムの各反応室における動作を説明する模式図である。
【図６Ａ】本発明に係る製造システムの各反応室における動作を説明する模式図である。
【図６Ｂ】本発明に係る製造システムの各反応室における動作を説明する模式図である。
【図７】従来の光電変換装置の一例を示す断面図である。
【図８Ａ】従来の光電変換装置の製造方法を示す断面図である。
【図８Ｂ】従来の光電変換装置の製造方法を示す断面図である。
【図８Ｃ】従来の光電変換装置の製造方法を示す断面図である。
【図９】従来の光電変換装置を製造する製造システムの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る光電変換装置の製造システム及び光電変換装置の製造方法の実施形態について、図面に基づき説明する。
また、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
【００２３】
以下では、第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットとが積層されたタンデム型の光電変換装置を図面に基づき説明する。また、第一光電変換ユニットとしてアモルファスシリコン型の光電変換装置が形成されている。また、第二光電変換ユニットとして微結晶シリコン型の光電変換装置が形成されている。
図１Ａ〜図１Ｃは、本発明に係る光電変換装置の製造方法を示す断面図である。図２は、本発明に係る光電変換装置の製造方法により製造された光電変換装置の層構成を示す断面図である。
【００２４】
（光電変換装置）
まず、図２に示すように、本発明の製造方法によって製造される光電変換装置１０においては、基板１の第１面１ａ（表面）上に、第一光電変換ユニット３と第二光電変換ユニット４とがこの順に重ねて形成されている。更に、第二光電変換ユニット４の上に、裏面電極５が形成されている。第一光電変換ユニット３及び第二光電変換ユニット４の各々は、ｐｉｎ型の層構造を含む。
【００２５】
基板１は、光透過性を有する絶縁性の基板であり、例えば、ガラス，透明樹脂等からなり、太陽光の透過性に優れ、かつ、耐久性を有する絶縁材料からなる。この基板１は、透明導電膜２を備えている。透明導電膜２の材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の光透過性を有する金属酸化物が採用される。透明導電膜２は、真空蒸着法又はスパッタ法によって基板１上に形成される。この光電変換装置１０においては、図２の矢印で示すように、基板１の第２面１ｂに太陽光Ｓが入射する。
【００２６】
また、第一光電変換ユニット３は、ｐ型半導体層３１（ｐ層、第一ｐ型半導体層）、実質的に真性なｉ型半導体層３２（非晶質シリコン層、ｉ層、第一ｉ型半導体層）、及びｎ型半導体層３３（ｎ層、第一ｎ型半導体層）が積層されたｐｉｎ構造を有している。即ち、ｐ層３１，ｉ層３２，及びｎ層３３を、この順に積層することにより第一光電変換ユニット３が形成されている。この第一光電変換ユニット３は、アモルファス（非晶質）シリコン系材料（シリコン系薄膜）によって構成されている。
第一光電変換ユニット３においては、ｐ層３１の厚さが例えば９０Å、ｉ層３２の厚さが例えば２５００Å、ｎ層３３の厚さが例えば３００Åである。第一光電変換ユニット３のｐ層３１，ｉ層３２，及びｎ層３３は、複数のプラズマＣＶＤ反応室において形成される。即ち、互いに異なる複数のプラズマＣＶＤ反応室の各々においては、第一光電変換ユニット１０３を構成する一つの層が形成される。
【００２７】
また、第二光電変換ユニット４は、ｐ型半導体層４１（ｐ層、第二ｐ型半導体層）、実質的に真性なｉ型半導体層４２（結晶質シリコン層、ｉ層、第二ｉ型半導体層）、及びｎ型半導体層４３（ｎ層、第二ｎ型半導体層）が積層されたｐｉｎ構造を有している。
即ち、ｐ層４１、ｉ層４２、及びｎ層４３を、この順に積層することにより第二光電変換ユニット４が形成されている。この第二光電変換ユニット４の構造としては、第一光電変換ユニットと同様のアモルファス（非晶質）光電変換ユニットが採用されてもよく、又は結晶質を含むシリコン系材料（シリコン系薄膜）で形成された光電変換ユニットが採用されてもよい。
第二光電変換ユニット４においては、ｐ層４１の厚さは、例えば、１００Å、ｉ層４２の厚さは、例えば、１５０００Å、ｎ層４３の厚さは、例えば、１５０Åである。第二光電変換ユニット４のｐ層４１、ｉ層４２、及びｎ層４３は、複数のプラズマＣＶＤ反応室において形成される。即ち、互いに異なる複数のプラズマＣＶＤ反応室の各々においては、第一光電変換ユニット１０３を構成する一つの層が形成される。
【００２８】
裏面電極５は、Ａｇ（銀），Ａｌ（アルミニウム）等の導電性を有する光反射膜によって構成されている。この裏面電極５は、例えばスパッタ法又は蒸着法を用いて形成される。また、裏面電極５の構造としては、第二光電変換ユニット４のｎ層４３と裏面電極５との間に、ＩＴＯ，ＳｎＯ２，ＺｎＯ等の導電性酸化物からなる層が形成された積層構造が採用されてもよい。
【００２９】
（製造システム）
次に、この光電変換装置１０を製造する製造システムを図面に基づいて説明する。図３は、本願発明に係る光電変換装置の製造システムを模式的に示す断面図である。
製造システムは、図３に示すように、第一成膜装置６０と、第一成膜装置６０に接続された第二成膜装置７０とから構成される。第一成膜装置６０は、チャンバと呼ばれる成膜反応室を複数、直線状（線形）に連結して配置されたいわゆるインライン型の成膜装置である。この第一成膜装置６０においては、第一光電変換ユニット３が形成される。第一光電変換ユニット３を構成するｐ層３１，ｉ層３２，及びｎ層３３は、第一成膜装置６０における複数の成膜反応室において形成される。即ち、互いに異なる複数の成膜反応室の各々においては、ｐ層３１，ｉ層３２，及びｎ層３３のうち一つが形成される。
第二成膜装置７０は、チャンバと呼ばれる成膜反応室を複数、直線状（線形）に連結して配置されたいわゆるインライン型の成膜装置である。この第二成膜装置７０においては、第一光電変換ユニット３上に第二光電変換ユニット４が形成される。第二光電変換ユニット１０４を構成するｐ層４１、ｉ層４２、及びｎ層４３は、第二成膜装置における複数の成膜反応室において形成される。即ち、互いに異なる複数の成膜反応室の各々においては、ｐ層４１、ｉ層４２、及びｎ層４３のうち一つが形成される。
【００３０】
第一成膜装置６０においては、ロード室６１（Ｌ：Ｌｏｒｄ），Ｐ層成膜反応室６２，Ｉ層成膜反応室６３，及びＮ層成膜反応室６４が連続して直線状に配置されている。Ｌ室の後段においては、成膜プロセスの条件に応じて、基板温度を一定温度まで加熱する加熱チャンバが設けられてもよい。ロード室６１には、基板が搬入かつ配置され、ロード室６１の内部が減圧される。Ｐ層成膜反応室６２においては、第一光電変換ユニット３のｐ層３１が形成され、Ｉ層成膜反応室６３においてはｉ層３２が形成され、Ｎ層成膜反応室６４においてはｎ層３３が形成される。
この際、図３に示すＡ地点において、図１Ａに示すように、透明導電膜２が成膜された絶縁性透明基板１が準備される。また、図３に示すＢ地点において、図１Ｂに示すように、絶縁性透明基板１の上に成膜された透明導電膜２上に、第一光電変換ユニット３のｐ層３１、ｉ層３２、ｎ層３３が設けられた光電変換装置の第一中間品１０ａが形成される。
【００３１】
第二成膜装置７０においては、Ｐ層成膜反応室７１，Ｉ層成膜反応室７２，Ｎ層成膜反応室７３，及びアンロード室７４（ＵＬ：Ｕｎｌｏｒｄ）が連続して直線状に配置されている。Ｐ層成膜反応室７１においては、第一成膜装置６０にて形成された第一光電変換ユニット３のｎ層３３上に、引き続き第二光電変換ユニット４のｐ層４１が形成されている。Ｉ層成膜反応室７２においては、ｉ層４２が形成され、Ｎ層成膜反応室７３においてはｎ層４３が形成される。第二光電変換ユニット１０４が形成された基板は、アンロード室７４に搬入され、アンロード室７４の内部の圧力は、大気圧に戻される。最後に、基板は、アンロード室７４から取り出される。
この際、図３に示すＣ地点において、図１Ｃに示すように、第一光電変換ユニット３上に第二光電変換ユニット４が設けられた光電変換装置の第二中間品１０ｂが形成される。
【００３２】
また、図３に示されたインライン型の第一成膜装置６０においては、２つの基板が同時に処理される。Ｉ層成膜反応室６３は、基板が搬送される搬送方向に沿って順に配置された４つの反応室６３ａ（第一成膜部），反応室６３ｂ（第二成膜部），反応室６３ｃ（第二成膜部），反応室６３ｄ（第三成膜部）により構成されている。また、インライン型の第二成膜装置７０においては、２つの基板が同時に処理される。Ｉ層成膜反応室７２は、基板が搬送される搬送方向に沿って順に配置された４つの反応室７２ａ（第一成膜部），反応室７２ｂ（第二成膜部），反応室７２ｃ（第二成膜部），反応室７２ｄ（第三成膜部）によって構成されている。
【００３３】
このような本実施形態の光電変換装置の製造システムにおいては、Ｉ層成膜反応室６３が、ドアバルブＤＶにより少なくとも３つの成膜部（成膜空間）に分割されている。具体的に、Ｉ層成膜反応室６３は、前段に位置する第一成膜部（反応室６３ａ）と、中間に位置する第二成膜部（反応室６３ｂ，６３ｃ）と、後に位置する第三成膜部（反応室６３ｄ）の３つの成膜部に分離されている。反応室６３ａと反応室６３ｂ、反応室６３ｃと反応室６３ｄの間にはドアバルブＤＶが配置されており、これによりＩ層成膜反応室６３が３つの成膜部に分割される。また、反応室６３ｂと反応室６３ｃの間にはドアバルブＤＶが配置されておらず、反応室６３ｂ，６３ｃは、一つの成膜部（第二成膜部）を構成している。この第二成膜部の長さは、第一成膜部（反応室６３ａ）及び第三成膜部（反応室６３ｄ）の長さよりも大きい。
【００３４】
具体的に、Ｉ層成膜反応室６３は、複数のドアバルブＤＶ１，ＤＶ２を含む。この複数のドアバルブＤＶは、基板１が搬送される搬送方向における反応室６３ａ及び反応室６３ｄの長さよりも反応室６３ｂ，６２ｃの合計の長さが大きくなるように、反応室６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄを分割している。即ち、第１ドアバルブＤＶ１は、反応室６３ａと反応室６３ｂとの間に設けられている。第２ドアバルブＤＶ２は、反応室６３ｃと反応室６３ｄとの間に設けられている。
また、Ｐ層成膜反応室６２とＩ層成膜反応室６３との間には、第３ドアバルブＤＶ３（前段ドアバルブ）が設けられている。Ｉ層成膜反応室６３とＮ層成膜反応室６４との間には、第４ドアバルブＤＶ４（後段ドアバルブ）が設けられている。
【００３５】
また、Ｉ層成膜反応室７２は、複数のドアバルブＤＶ１，ＤＶ２を含む。この複数のドアバルブＤＶは、基板１が搬送される搬送方向における反応室７２ａ及び反応室７２ｄの長さよりも反応室７２ｂ，６２ｃの合計の長さ大きくなるように、反応室７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄを分割している。即ち、第１ドアバルブＤＶ１は、反応室７２ａと反応室７２ｂとの間に設けられている。第２ドアバルブＤＶ２は、反応室７２ｃと反応室７２ｄとの間に設けられている。
また、Ｐ層成膜反応室７１とＩ層成膜反応室７２との間には、第３ドアバルブＤＶ３（前段ドアバルブ）が設けられている。Ｉ層成膜反応室７２とＮ層成膜反応室７３との間には、第４ドアバルブＤＶ４（後段ドアバルブ）が設けられている。
以下の説明では、本発明の製造システム及び製造方法を説明するために、第一成膜装置６０における製造方法を説明するが、第二成膜装置７０においても同様の製造システムが採用され、同様の製造方法が適用される。
【００３６】
また、上述した製造システムにおいては、基板１がキャリアに装着された状態で、キャリアが複数の成膜室６２から成膜室７３まで搬送され、上述した複数の半導体層が基板１上に積層される。そのため、本発明において、基板が搬送されるとは、キャリアに装着された基板が、キャリアと共に搬送されることを意味する。また、キャリアには開口部が設けられており、基板１の一部が露出した状態で、基板１の露出領域のみに半導体層が積層される。
【００３７】
このような構造を有する本実施形態の製造システムにおいては、３つの成膜部のうち中間に位置する第二成膜部（反応室６３ｂ，６３ｃ）と、Ｉ層成膜反応室６３の前段に位置してｐ層を形成する成膜部（Ｐ層成膜反応室６２）と、Ｉ層成膜反応室６３の後段に位置してｎ層を形成する成膜部（Ｎ層成膜反応室６４）と、を完全に分離することができる。これにより、第一成膜部及び第三成膜部の中間に位置する第二成膜部において、第一成膜部及び第三成膜部よりも不純物が少ない状態でｉ層を成膜することができる。
【００３８】
また、本実施形態の製造システムにおいては、第二成膜部の長さが、第一成膜部（前段に位置する成膜空間）及び第三成膜部（後段に位置する成膜空間）の長さよりも大きい。このため、第二成膜部の容積が第一成膜部及び第三成膜部の容積よりも大きくなる。従って、ドアバルブにより分離された複数の成膜室を備えた従来の装置に比べて、ドアバルブの開閉動作に起因する圧力差を無くすことができ、安定した圧力で成膜することができる。
また、ドアバルブの開閉動作による時間的ロスの発生を防止することができ、停止成膜でありながらハイスループットを達成することができる。
また、ドアバルブの数を削減することで排気機構等のチャンバ機構の数を減らすことができ、装置コスト又は装置が故障するリスクを低減することができる。
【００３９】
（製造方法）
次に、上述したような光電変換装置の製造システムを用いて、光電変換装置１０を製造する方法を説明する。
まず、図１Ａに示すように、透明導電膜２が成膜された絶縁性透明基板１を準備する。
次いで、図１Ｂに示すように、絶縁性透明基板１の上に成膜された透明導電膜２上に、第一光電変換ユニット３を構成するｐ層３１、ｉ層３２、ｎ層３３を複数のプラズマＣＶＤ反応室を用いて形成する。具体的に、一つのＰ層成膜反応室６２において一つのｐ層３１を形成し、その後、次のＩ層成膜反応室６３においてｉ層３２を積層する。同様に、次のＮ層成膜反応室６４においてｎ層３３を積層する。このように、複数のプラズマＣＶＤ反応室に基板１を搬送させて各層を成膜することにより、基板１の透明導電膜２上に、ｐ層３１、ｉ層３２、ｎ層３３が積層される。これによって、光電変換装置の第一中間品１０ａが形成される。
【００４０】
ｐ層３１の成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法を用いることにより、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のｐ層を次の条件において成膜することができる。具体的に、基板温度が１８０〜２００℃に設定され、電源周波数が１３．５６ＭＨｚに設定され、反応室内圧力が７０〜１２０Ｐａに設定され、反応ガス流量として、モノシラン（ＳｉＨ４）が３００ｓｃｃｍに設定され、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍに設定され、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が１８０ｓｃｃｍに設定され、メタン（ＣＨ４）が５００ｓｃｃｍに設定されている。
【００４１】
また、ｉ層３２の成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法を用いることにより、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のｉ層を次の条件において成膜することができる。具体的に、基板温度が１８０〜２００℃に設定され、電源周波数が１３．５６ＭＨｚに設定され、反応室内圧力が７０〜１２０Ｐａに設定され、反応ガス流量として、モノシラン（ＳｉＨ４）が１２００ｓｃｃｍに設定されている。
【００４２】
更に、ｎ層３３の成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法を用いることにより、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のｎ層を次の条件において成膜することができる。具体的に、基板温度が１８０〜２００℃に設定され、電源周波数が１３．５６ＭＨｚに設定され、反応室内圧力が７０〜１２０Ｐａに設定され、反応ガスの流量として、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍに設定されている。
【００４３】
引き続き、図１Ｃに示すように、第一光電変換ユニット３のｎ層３３上に、第二光電変換ユニット４を構成するｐ層４１、ｉ層４２、ｎ層４３を複数のプラズマＣＶＤ反応室を用いて形成する。具体的に、一つのＰ層成膜反応室７１において一つのｐ層４１を形成し、その後、次のＩ層成膜反応室７２においてｉ層４２を積層する。同様に、次のＮ層成膜反応室７３においてｎ層４３を積層する。このように、複数のプラズマＣＶＤ反応室に基板１を搬送させて各層を成膜することにより、第一光電変換ユニット３上に、第二光電変換ユニット４が設けられた光電変換装置の第二中間品１０ｂが形成される。
更に、第二光電変換ユニット４のｎ層４３上に、裏面電極５を形成することにより、図２に示すような光電変換装置１０が得られる。
【００４４】
ｐ層４１の成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法を用いることにより、例えば、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）のｐ層を次の条件において成膜することができる。具体的に、基板温度が１８０〜２００℃に設定され、電源周波数が１３．５６ＭＨｚに設定され、反応室内圧力が５００〜９００Ｐａに設定され、反応ガス流量として、モノシラン（ＳｉＨ４）が１００ｓｃｃｍに設定され、水素（Ｈ２）が２５０００ｓｃｃｍに設定され、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍに設定されている。
【００４５】
ｉ層４２の成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法を用いることにより、例えば、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）のｉ層を次の条件において成膜することができる。具体的に、基板温度が１８０〜２００℃に設定され、電源周波数が１３．５６ＭＨｚに設定され、反応室内圧力が５００〜９００Ｐａに設定され、反応ガス流量として、モノシラン（ＳｉＨ４）が１８０ｓｃｃｍに設定され、水素（Ｈ２）が２７０００ｓｃｃｍに設定されている。
【００４６】
ｎ層４３の成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法を用いることにより、例えば、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）のｎ層を次の条件において成膜することができる。具体的に、基板温度が１８０〜２００℃に設定され、電源周波数が１３．５６ＭＨｚに設定され、反応室内圧力が５００〜９００Ｐａに設定され、反応ガス流量として、モノシラン（ＳｉＨ４）が１８０ｓｃｃｍに設定され、水素（Ｈ２）が２７０００ｓｃｃｍに設定され、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍに設定されている。
【００４７】
特に、本実施形態の製造方法は、上述した製造システムを用いて、次のように基板１上に半導体層を成膜する。具体的に、本実施形態の製造方法においては、第一成膜部（反応室６３ａ）と第二成膜部（反応室６３ｂ）の間に配置された第１ドアバルブＤＶ１と、第二成膜部（反応室６３ｃ）と第三成膜部（反応室６３ｄ）との間に配置された第２ドアバルブＤＶ２を閉じた状態で、第二成膜部（反応室６３ｂ，６３ｃ）においてｉ層を成膜する。
また、第二成膜部（反応室６３ｂ，６３ｃ）においてｉ層が成膜されている間に、第３ドアバルブＤＶ３を開き、Ｐ層成膜反応室６２から、第二成膜部とは異なる成膜部（例えば、第一成膜部）に向けて基板１を搬送する。
また、第二成膜部（反応室６３ｂ，６３ｃ）においてｉ層が成膜されている間に、第４ドアバルブＤＶ４を開き、第二成膜部とは異なる成膜部（例えば、第三成膜部）からＮ層成膜反応室６４に向けて基板１を搬送する。
【００４８】
以下、図を参照しながら、基板１を保持するキャリアを搬送する動作と、上述した各成膜室における動作とについて説明する。
図４Ａ〜図６Ｂは、本発明の製造システムにおいて、各反応室での動作を説明する断面図である。
以下の説明においては、第一成膜装置６０における製造方法を説明するが、第二成膜装置７０においても第一成膜装置６０と同様の動作方法により成膜工程を行うことができる。
【００４９】
図４Ａ〜図６Ｂにおいて、符号４〜符号１０に示された部材は、キャリアを示している。即ち、反応室６２〜反応室６４の中に、符号４〜符号１０のキャリアが配置されている状態を示している。
また、反応室６２〜反応室６４の各々には、３つの四角形で示された符号が並んでいる。この３つの四角形は、各反応室における第一ＲＦ電源の動作状態，ヒータの動作状態，及び第二ＲＦ電源の動作状態を示している。このうち、黒色で示された四角形（黒塗り四角形）は、ＯＮ状態を示し、実線で示された四角形（白抜き四角形）は、ＯＦＦ状態を表している。また、第一ＲＦ電源及び第二ＲＦ電源の各々がＯＮ状態であるとき、反応室中のキャリアに装着されている２枚の基板の各々に成膜が行われていることを意味する。
また、反応室６２〜反応室６４の各々には、２つの三角形で示された符号が並んでいる。即ち、右側に角部を有しかつ左側に直線部を有する第１三角形と、左側に角部を有しかつ右側に直線部を有する第２三角形とが並んでいる。この２つの三角形で示された符号は、各反応室におけるキャリアの搬送方法を示している。例えば、右側に角部を有しかつ左側に直線部を有する第１三角形において、実線で示された三角形（白抜き三角形）が黒色で示された三角形（黒塗り三角形）に変化している場合には、右方向にキャリアを搬送する動作が行われていることを表している。
また、反応室６２〜反応室６４の各々には、ガスバルブ（Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｇａｓｓ）及び圧力調整バルブ（ＡＰＣ）が接続されている。黒色（黒塗り）で示されているガスバルブは、バルブの開口度が１００％、即ち、全開状態を表す。また、実線（白抜き）で示されたガスバルブは、バルブの開口度が０％、即ち、全閉状態を表す。
また、圧力調整バルブにおいて、黒色（黒塗り）で示されている状態は、圧力調整バルブの開口度が１００％、即ち、全開状態を表す。また、ハッチングで示された圧力調整バルブは、ガス流量に応じて反応室内の圧力を調整している状態を表す。
【００５０】
以下に、第一成膜装置６０における本実施形態の製造方法を説明する。
（１）まず、図４Ａに示すように、第一成膜装置を構成する全ての反応室において成膜工程が行われている。即ち、Ｐ層成膜反応室６２においては、キャリアＮｏ．５に装着された基板上にｐ層３１が成膜されている。反応室６３ａ〜反応室６３ｄにおいては、キャリアＮｏ．６〜Ｎｏ．９に装着された基板上にｉ層３２が成膜されている。また、Ｎ層成膜反応室６４においては、キャリアＮｏ．１０に装着された基板上にｎ層３３が成膜されている。なお、図４Ａ〜図６Ｂに示されたキャリアに装着された基板上には、予め透明導電膜が形成されている。
【００５１】
Ｉ層成膜反応室６３（反応室６３ａ〜反応室６３ｄ）は、第１ドアバルブＤＶ１及び第２ドアバルブＤＶ２によって少なくとも３つの成膜部に分割されている。本実施形態においては、Ｉ層成膜反応室６３は、第一成膜部である反応室６３ａ，第二成膜部である反応室６３ｂ，６３ｃ，及び第三成膜部である反応室６３ｄに分割されている。
反応室６３ａと反応室６３ｂとの間には第１ドアバルブＤＶ１が設けられている。反応室６３ｃと反応室６３ｄとの間には第２ドアバルブＤＶ２が設けられている。一方、反応室６３ｂ，６３ｃの間にはドアバルブが設けられていない。
従って、第一成膜部と第三成膜部の中間に位置する第二成膜部（反応室６３ｂ，６３ｃ）を、Ｐ層成膜反応室６２及びＮ層成膜反応室６４から完全に分離することができる。
これにより、第一成膜部及び第三成膜部よりも不純物が少ない第二成膜部（反応室６３ｂ，６３ｃ）において、不純物の少ない状態でｉ層を成膜することができる。
【００５２】
（２）次に、図４Ｂに示すように、Ｎ層成膜反応室６４においては、キャリアＮｏ．１０に装着された基板においてｎ層３３を成膜する工程が終了し（ＲＦ：ＯＦＦ）する。Ｎ層成膜反応室６４のガスバルブを閉じ、Ｎ層成膜反応室６４内のガスを除去する（真空排気）。
（３）次に、図４Ｃに示すように、Ｎ層成膜反応室６４に配置されたキャリアＮｏ．１０を第二成膜装置７０のＰ層成膜反応室７１に搬送する（右方向搬送）。
一方、反応室６３ｄにおいては、キャリアＮｏ．９に装着された基板においてｉ層３２の成膜工程が終了（ＲＦ：ＯＦＦ）する。反応室６３ｄ内のガスを除去する。
【００５３】
（４）次に、図４Ｄに示すように、キャリアＮｏ．１０を反応室６４から、第二成膜装置７０のＰ層成膜反応室７１に搬送する。また、第４ドアバルブＤＶ４が開き、キャリアＮｏ．９を反応室６３ｄからＮ層成膜反応室６４に搬送する。このような搬送工程が行なわれている間に、反応室６３ｂ，６３ｃにおいては、ドアバルブＤＶ１，ＤＶ２が閉じた状態で、キャリアＮｏ．７〜Ｎｏ．８に装着された基板にｉ層３２を成膜する工程が行なわれている。
即ち、反応室６３ｂ，６３ｃにおいてｉ層３２が成膜されている間に、第４ドアバルブＤＶ４を開き、反応室６３ｂ，６３ｃとは異なる反応室６３ｄからＮ層成膜反応室６４に向けて基板が搬送される。
【００５４】
（５）次に、図４Ｅに示すように、反応室６３ｄ及びＮ層成膜反応室６４の各々の圧力を成膜条件に応じて調整する。
（６）次に、図５Ａに示すように、Ｎ層成膜反応室６４において、キャリアＮｏ．９に装着された基板上にｎ層３３を成膜する工程を開始する（ＲＦ：ＯＮ）。
一方、反応室６３ａ〜反応室６３ｃにおいては、ｉ層３２を成膜する工程が終了する（ＲＦ：ＯＦＦ）。
（７）次に、図５Ｂに示すように、キャリアＮｏ．６，キャリアＮｏ．７，及びキャリアＮｏ．８を次の工程を行う反応室に搬送する。
即ち、キャリアＮｏ．８を反応室６３ｃから反応室６３ｄに搬送し、キャリアＮｏ．７を反応室６３ｂから反応室６３ｃに搬送し、キャリアＮｏ．６を反応室６３ａから反応室６３ｂに搬送する。
【００５５】
（８）次に、図５Ｃに示すように、反応室６３ｂ〜反応室６３ｄにおいては、キャリアＮｏ．６〜Ｎｏ．８に装着された基板上にｉ層３２を成膜する工程を開始する（ＲＦ：ＯＮ）。
一方、反応室６３ａにおいては、反応室６３ａのガスバルブを閉じ、反応室６３ａ内のガスを除去する。
また、Ｐ層成膜反応室６２においては、キャリアＮｏ．５に装着された基板においてｐ層３１を成膜する工程が終了し（ＲＦ：ＯＦＦ）、Ｐ層成膜反応室６２のガスバルブを閉じ、Ｐ層成膜反応室６２内のガスを除去する。
【００５６】
（９）次に、図５Ｄに示すように、第３ドアバルブＤＶ３が開き、キャリアＮｏ．５をＰ層成膜反応室６２から反応室６３ａに搬送する。このような搬送工程が行なわれている間に、反応室６３ｂ，６３ｃにおいては、ドアバルブＤＶ１，ＤＶ２が閉じた状態で、キャリアＮｏ．６〜Ｎｏ．７に装着された基板にｉ層３２を成膜する工程が行なわれている。
即ち、反応室６３ｂ，６３ｃにおいてｉ層３２が成膜されている間に、第３ドアバルブＤＶ３を開き、Ｐ層成膜反応室６２から、反応室６３ｂ，６３ｃとは異なる反応室６３ａに向けて基板が搬送される。
【００５７】
（１０）次に、図５Ｅに示すように、反応室６３ａの圧力を成膜条件に応じて調整する。また、ｐ層３１が形成されていない基板が装着されたキャリアＮｏ．４をＰ層成膜反応室６２に新たに搬入する。
（１１）次に、図６Ａに示すように、反応室６３ａにおいては、キャリアＮｏ．５に装着された基板上にｉ層３２を成膜する工程を開始する（ＲＦ：ＯＮ）。また、Ｐ層成膜反応室６２の圧力を成膜条件に応じて調整する。
（１２）そして、図６Ｂに示すように、Ｐ層成膜反応室６２においては、キャリアＮｏ．４に装着された基板上にｐ層３１を成膜する工程を開始する（ＲＦ：ＯＮ）。以上の一連の動作により、基板上に、第一光電変換ユニット３のｐ層３１、ｉ層３２、ｎ層３３が順次形成される。
【００５８】
上述したように、本実施形態においては、３つの成膜部のうち中間に位置する第二成膜部（反応室６３ｂ，６３ｃ）を、ｐ層を形成する成膜部（反応室６２）及びｎ層を形成する成膜部（反応室６４）から完全に分離することができる。これにより、第一成膜部（反応室６３ａ）及び第三成膜部６３ｄよりも不純物が少ない状態で、第二成膜部（反応室６３ｂ，６３ｃ）においてｉ層を成膜できる。
【００５９】
また、反応室６３ｂ，６３ｃにおいてｉ層が成膜されている間に、第３ドアバルブＤＶ３を開き、Ｐ層成膜反応室６２から、反応室６３ａに向けて基板が搬送されている。このため、反応室６３ｂ，６３ｃにおける成膜工程と、Ｐ層成膜反応室６２から反応室６３ａに基板を搬送する工程と同時に行うことができる。
また、反応室６３ｂ，６３ｃにおいてｉ層が成膜されている間に、第４ドアバルブＤＶ４を開き、反応室６３ｄからＮ層成膜反応室６４に向けて基板が搬送されている。このため、反応室６３ｂ，６３ｃにおける成膜工程と、反応室６３ｄからＮ層成膜反応室６４に基板を搬送する工程と同時に行うことができる。
従って、反応室６３ｂ，６３ｃと反応室６３ａ，６３ｄとを完全に分離させて、成膜工程を行うことができる。
これにより、第一成膜部（反応室６３ａ）及び第三成膜部６３ｄよりも不純物が少ない状態で、第二成膜部（反応室６３ｂ，６３ｃ）においてｉ層を成膜できる。
【００６０】
更に、第二成膜部の長さ（反応室６３ｂ，６３ｃの合計の長さ）が、第一成膜部（反応室６３ａ）及び第三成膜部（反応室６３ｄ）の長さよりも大きい。このため、第二成膜部の容積が第一成膜部及び第三成膜部の容積よりも大きくなる。従って、ドアバルブにより分離された複数の成膜室を備えた従来の装置に比べて、ドアバルブの開閉動作に起因する圧力差を無くすことができ、安定した圧力で成膜することができる。
また、ドアバルブの数が減少したことにより、ドアバルブ開口時に気流が生じて成膜室の内壁に付着した膜が剥がれたり、パーティクルが舞い上がったりするリスクを低減することができる。
更に、ドアバルブの開閉動作による時間的ロスの発生を防止することができ、停止成膜でありながらハイスループットを達成することができる。
【００６１】
以上、本発明の光電変換装置の製造システム及び光電変換装置の製造方法について説明してきた。本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００６２】
例えば、Ｐ層成膜反応室６２と反応室６３ａとの間に、第二成膜部とは異なる成膜部に相当し、ｉ層を成膜する前段反応室を設けてもよい。この場合、この前段反応室とＰ層成膜反応室６２との間には、前段ドアバルブが設けられている。この場合においても、反応室６３ｂ，６３ｃにおいて成膜工程が行なわれている間に、前段ドアバルブを開き、Ｐ層成膜反応室６２から前段反応室に向けて基板を搬送することができる。
また、Ｎ層成膜反応室６４と反応室６３ｄとの間に、第二成膜部とは異なる成膜部に相当し、ｉ層を成膜する後段反応室を設けてもよい。この場合、この後段反応室とＮ層成膜反応室６４との間には、後段ドアバルブが設けられている。この場合においても、反応室６３ｂ，６３ｃにおいて成膜工程が行なわれている間に、後段ドアバルブを開き、後段反応室からＮ層成膜反応室６４に向けて基板を搬送することができる。
また、上記実施形態においては、２つの反応室６３ｂ，６３ｃが第二成膜部を構成した場合を説明したが、３つ以上の反応室が第二成膜部を構成してもよい。また、第二成膜部に対応する１つの反応室の長さが、第一成膜部及び第三成膜部に対応する反応室の長さよりも大きくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、光電変換装置の製造システム及び光電変換装置の製造方法に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  透明基板、２  透明導電膜、３  第一光電変換ユニット、４  第二光電変換ユニット、５  裏面電極、１０  光電変換装置、３１  ｐ型半導体層、３２  ｉ型シリコン層（非晶質シリコン層）、３３  ｎ型半導体層、４１  ｐ型半導体層、４２  ｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）、４３  ｎ型半導体層、６０  第一成膜装置、６１  ロード室、６２、Ｐ層成膜反応室、６３（６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ）  Ｉ層成膜反応室、６４  Ｎ層成膜反応室、７０  第二成膜装置、７１  Ｐ層成膜反応室、７２（７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ）  Ｉ層成膜反応室、７３  Ｎ層成膜反応室、７４  アンロード室。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【国際調査報告】
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