(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、少なくとも一つの陰極と、当該陰極の近傍に配置する少なくとも一つのターゲットをチャンバー内に備えるスパッタリング装置であって、
前記チャンバー内において、前記基板と前記ターゲットによりその一部が囲まれる空間と他の空間を仕切るための分離板と、当該分離板を加熱する加熱手段を備えており、
基板上に作製もしくは堆積する薄膜の化学量論的組成比より大きな割合の硫黄、セレンもしくはテルル、またはこれらのうち２種以上を含む混合物を前記ターゲット中に含むことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
基板と、少なくとも一つの陰極と、当該陰極の近傍に配置する少なくとも一つのターゲットをチャンバー内に備えるスパッタリング装置であって、
前記チャンバー内において、前記基板と前記ターゲットによりその一部が囲まれる空間と他の空間を仕切るための分離板と、当該分離板を加熱する加熱手段を備えており、
基板上に作製もしくは堆積する薄膜の化学量論的組成比よりも多くの金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物、またはこれらのうち２種以上を含む混合物を前記ターゲット中に含むことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項３】
前記基板と前記ターゲットによりその一部が囲まれる空間に硫黄、セレンもしくはテルル、またはこれらのうち２種以上を含む混合物を固体又は気体の状態で供給する供給手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパッタリング装置。
【請求項４】
反応性ガスとして硫化水素、セレン化水素もしくはテルル化水素、またはこれらのうち２種以上を含む混合物を含むガスを使用することを特徴とする請求項２に記載のスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスパッタリング装置に関し、特に基板に金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物薄膜を形成できるスパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリング装置は真空チャンバー内において、薄膜として作製したい金属を含有するターゲットに対して高いエネルギーを持つ粒子を衝突（スパッタ）させることにより当該金属粒子を成膜雰囲気中に蒸発させ、これを基板上に堆積させて薄膜を作製する装置である。
スパッタリング装置を用いて２種以上の金属元素を含む薄膜を基板上に作製する場合、ターゲットとしてはこれら金属の合金又は混合物（混合焼結体）を用いたり、あるいは陰極と金属とを一対のユニットにして、複数のユニットを並べて構成したターゲットを用いている。
【０００３】
例えば、特許文献１には２つのターゲットの間に、基板の搬送方向に対向するシールドを設けることで、スパッタにより蒸発させた金属粒子がチャンバー内に拡散して薄膜の品質低下を招くことを防止するスパッタリング装置が開示されている。
ところで、近年、太陽電池の光吸収層（光電変換層）の材料として従来のシリコンに代わり、直接遷移型の半導体である金属硫化物、金属セレン化物及び金属テルル化物が注目されている。
例えば銅(Cu)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、セレン(Se)からなるＣＩＧＳと呼ばれるカルコパイライト（黄銅鉱）系の材料は一般的な結晶シリコンよりも光の吸収率が高く、１５％以上の高い光電変換効率を達成できることが知られている。
他にもCu(In,Ga)(Se,S)2、CuInS2などがそれぞれＣＩＧＳＳ、ＣＩＳ薄膜として知られており、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)、硫黄(S)からなるＣＺＴＳ薄膜や、カドミウム(Cd)とテルル(Te)からなるCdTe薄膜も注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記従来技術では以下のような問題があった。
すなわち、金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物を含む薄膜は工業的には蒸着法あるいは金属薄膜を後硫化、後セレン化あるいは後テルル化する方法により作製されている。その理由としては硫黄、セレン及びテルルは他の金属元素と比較して蒸気圧が高いことにある。
仮に従来知られているスパッタリング装置によって金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物を含む薄膜の作製を試みた場合、製膜作業中に基板上に堆積した薄膜に含まれる硫黄、セレン及びテルルが選択的に再蒸発していくため薄膜の組成を制御することが困難である。
また、一旦薄膜から蒸発した金属蒸気は常温のチャンバー内壁等に接すると凝着してしまうことから、成膜雰囲気中に高い圧力を持つ反応ガスとして滞在させることも困難である。
また、ターゲット中において単体の形で存在する硫黄、セレン及びテルルもスパッタにより成膜雰囲気中に粒子となって選択的に蒸発するので、経時的にターゲット組成ずれが発生するという問題もある。
【０００６】
スパッタリング法は大面積の基板上に十分に反応した化合物薄膜を工業的に大量に作製することに適していることから、金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物を後反応プロセスなく、スパッタリング法のみで作製できれば金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物薄膜を安価に提供できるようになるが、現状ではその解決法は見つかっていない。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑み、スパッタリング法において特に金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物の成膜時に発生する問題を解決し、大面積の基板に金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物薄膜を作製できるスパッタリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスパッタリング装置は、基板と、少なくとも一つの陰極と、当該陰極の近傍に配置する少なくとも一つのターゲットをチャンバー内に備えるスパッタリング装置であって、チャンバー内において、基板とターゲットによりその一部が囲まれる空間と他の空間を仕切るための分離板と、当該分離板を加熱する加熱手段を備えており、基板上に作製もしくは堆積する薄膜の化学量論的組成比より大きな割合の硫黄、セレンもしくはテルル、またはこれらのうち２種以上を含む混合物を前記ターゲット中に含むことを特徴とする。
また、基板と、少なくとも一つの陰極と、当該陰極の近傍に配置する少なくとも一つのターゲットをチャンバー内に備えるスパッタリング装置であって、
チャンバー内において、基板とターゲットによりその一部が囲まれる空間と他の空間を仕切るための分離板と、当該分離板を加熱する加熱手段を備えており、基板上に作製もしくは堆積する薄膜の化学量論的組成比よりも多くの金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物、またはこれらのうち２種以上を含む混合物をターゲット中に含むことを特徴とする。
また、基板とターゲットによりその一部が囲まれる空間に硫黄、セレンもしくはテルル、またはこれらのうち２種以上を含む混合物を固体又は気体の状態で供給する供給手段を備えることを特徴とする。
また、反応性ガスとして硫化水素、セレン化水素もしくはテルル化水素、またはこれらのうち２種以上を含む混合物を含むガスを使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は基板とターゲットによりその一部が囲まれる空間を分離板で仕切ることで基板上に堆積した薄膜中の成分が再蒸発してチャンバー内に拡散することを防止し、更に分離板を加熱手段で加熱することで再蒸発した薄膜中の成分の蒸気が分離板に凝着することを防止するので蒸気圧を高い状態で維持できる。これにより蒸発速度を小さくすることができ、薄膜中の成分の再蒸発を抑制し、薄膜の組成比の制御が容易になる。
特に、蒸気圧が高い硫黄、セレンもしくはテルルを、基板上に作製もしくは堆積する薄膜の化学量論的組成比より大きな割合で前記ターゲット中に含んだり、あるいは金属をターゲットとし、反応性ガスとして硫化水素等を使用することで、スパッタリング法によって大面積で定比の硫黄、セレンもしくはテルルを有する金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物薄膜を工業的に大量に作製することが可能となる。
また、ターゲット中の成分もスパッタにより成膜雰囲気中に粒子となって蒸発する。したがって、蒸気圧が高い硫黄、セレンもしくはテルル、またはこれらのうち２種以上を含む混合物をターゲットとする場合には、分離板及び加熱手段を用いることで、ターゲット中において単体の形で存在する硫黄、セレン及びテルルが選択的に蒸発することを防ぎ、ターゲット組成ずれを抑制できる。
さらに、副次的な効果として蒸気圧の高い亜鉛などの金属を含む化合物を堆積する場合には、蒸気圧の高い金属の基板からの再蒸発を抑制することができ、金属間の組成ずれをも抑制することができる。
【００１０】
特に、基板上に作製もしくは堆積する薄膜の化学量論的組成比よりも多くの金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物、またはこれらのうち２種以上を含む混合物をターゲット中に含んだり、あるいは供給手段を利用することで、硫黄等の金属の蒸気圧をより高い状態で維持できると共に薄膜の成分比を化学量論的組成比に近づけることができる。
なお、本発明は分離板を基板及びターゲット近傍に配置し、この分離板を加熱手段が加熱することで蒸気の拡散を防止し、更に蒸気が分離板に凝着することを防止するものである。したがって、分離板を設けずにチャンバー自体を加熱手段が加熱することでチャンバー内壁に蒸気が凝着することを防止する構造と比較して、加熱効率の点から好ましいのみならず、そもそもチャンバーには冷却手段等種々の機材が取り付けられているので、チャンバーを加熱することは物理的に困難である。
また、上述した薄膜から再蒸発する成分及びターゲットから蒸発する成分は薄膜及びターゲットの成分によって多様であり、金属元素、非金属元素のいずれも含まれ得る。
なお、本発明においては分離板をターゲットからスパッタによって飛び出した金属が所望の範囲以外に飛散することを防止するいわゆるシャッター目的で設置するのではなく、薄膜の蒸気成分またはターゲットから蒸発した成分がチャンバー内を拡散し、チャンバー内の低温の部材に接触して凝着することを防止することを目的とするものである。したがって、従来技術として知られているシャッター用の部材と本発明の分離板は目的が大きく異なる。
また、本明細書中において「基板とターゲットによりその一部が囲まれる空間」には、ターゲット表面近傍の空間及びスパッタにより基板から蒸発した粒子が基板上に堆積するまでの経路を含む空間が含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一の実施の形態のスパッタリング装置の構成を示す縦断面斜視図
【図２】第二の実施の形態のスパッタリング装置の構成を示す縦断面斜視図
【図３】第三の実施の形態のスパッタリング装置の構成を示す縦断面斜視図
【図４】スパッタリング装置を製造ライン内に組み込んだ太陽電池生産装置の一例を示す図
【図５】太陽電池生産装置で生産したＣＺＴＳ系太陽電池の構造の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[第一の実施の形態]
本発明のスパッタリング装置１０の第一の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施の形態におけるスパッタリング装置１０はいわゆるマグネトロンスパッタ装置であり、基板２０、保持部３０、陰極４０、ターゲット５０、分離板６０、加熱手段７０、磁石ユニット８０、これらを真空状態で格納するチャンバー及びチャンバー内を真空状態にする排気装置等から概略構成される。なお、チャンバー及び排気装置の図示は省略している。
基板２０はその表面に薄膜が作製される部材でありガラス、プラスチック、金属箔などで構成されている。
保持部３０は基板２０を保持すると共に陽極を兼ねる部材であり、基板２０の表面が下側を向くように保持している。なお、保持部３０に基板２０を加熱する機能を持たせてもよく、これにより薄膜の品質を向上させることができる。また、保持部３０を水平面内で往復移動可能な構成としてもよい。この場合、薄膜中の成分を均一化ことができる。
陰極４０は保持部３０で保持された基板２０の表面に対向するように基板２０の下方に配置されている。
【００１３】
ターゲット５０は陰極４０近傍に配置され、陰極４０の表面に金属等の薄膜材料を供給するためのものであり、本実施の形態においては陰極４０上部のターゲット載置台４１上に載置されている。本実施の形態においてはターゲットは一つのみである。
ターゲット５０の成分は特に限定されるものではなく、作製する薄膜の成分に応じて種々変更可能であるが、例えば非反応性スパッタリングにより金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物の薄膜を作製する場合には、硫黄、セレンもしくはテルル、またはこれらのうち２種以上を含む混合物、またはこれらを主成分とするターゲット５０を用い、アルゴン等の周知の不活性ガスを使用すればよい。また、金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物のうち２種以上を含む混合物をターゲット５０にしてもよい。
また、反応性スパッタリングにより金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物の薄膜を作製する場合には、当該金属もしくはそれを主成分とするターゲット５０を用い、反応性ガスとして硫化水素、セレン化水素もしくはテルル化水素、またはこれらのうち２種以上を含む混合物を含むガスを使用すればよい。
また、必要に応じて、基板上に作製もしくは堆積する薄膜の化学量論的組成比よりも多くの金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物、またはこれらのうち２種以上を含む混合物をターゲット中に含むようにしてもよい。
【００１４】
分離板６０はチャンバー内において基板２０とターゲット５０によりその一部が囲まれる空間と他の空間を仕切るための部材である。本実施の形態においてはターゲット５０が一つのみなので、分離板６０は基板２０とターゲット５０により挟まれる空間を他の空間から仕切っている。
また、本実施の形態においては、ターゲット５０の前後左右に４枚の分離板６０を配置している。なお、図１はスパッタリング装置１０の縦断面図であるため、前側の分離板６０は図中に表れない。
各分離板６０はその下部がスパッタリング装置１０の筐体１１の上部に載置されている。また、各分離板６０の上部には保持部３０が配置されており、保持部３０に保持された基板２０はその前後左右が各分離板６０で囲まれた状態になっている。
このように基板２０とターゲット５０によりその一部が囲まれる空間を分離板６０で仕切ることで薄膜から蒸発した金属蒸気がチャンバー内に拡散することを防止している。
なお、分離板６０は必ずしも基板２０とターゲット５０によりその一部が囲まれる空間を他の空間から完全に仕切る、すなわち気密性を確保する必要はなく、例えば隣接する分離板６０の間や分離板６０と保持部３０の間に空隙が存在していてもよい。
【００１５】
加熱手段７０は分離板６０を加熱するためのものであり、本実施の形態においては各分離板６０の外側面を覆うようにニクロム線からなるヒーターが取り付けられている。加熱手段７０で分離板６０を加熱することで、一旦基板２０上に堆積した金属、例えば硫黄、セレン及びテルルが再蒸発した場合でも分離板６０に付着した蒸気が分離板６０表面に凝着することなく、成膜雰囲気中に反応ガスとして滞在させることができる。
なお、分離板６０の周囲を覆うように遮蔽板を配置し、分離板６０と遮蔽板の間に加熱手段７０を配置してもよく、これにより加熱手段７０を保護できると共に熱効率を向上させることができる。
また、例えば基板２０がプラスチックフィルム等の耐熱性が低い材料からなる場合には、加熱手段７０と基板２０との距離を適宜調節したり、基板近傍に水冷装置を設ける必要がある。
また、加熱手段７０としては周知の方法を使用することができる。例えば、抵抗体に通電することによる発熱を利用する場合、上記ニクロム線のほか白金線などの金属発熱体、炭化ケイ素、ＰＴＣサーミスタ、ポリイミド面状発熱体、シースヒーターなどを使用できる。また、熱媒流体を内蔵した加熱ジャケットを使用してもよく、赤外線ヒータやセラミックヒータなどを使用しても良い。
【００１６】
磁石ユニット８０はターゲット５０の表面近傍に閉じたループ状の磁界を発生させることでプラズマ密度を高くし、製膜速度を向上させるための機構であり、ターゲット５０の下方に配置されている。
本実施の形態における磁石ユニット８０は一般的なマグネトロンスパッタ装置で使用されるものと同様の構成であるため詳しい説明は省略するが、陰極ボックス８１内にヨーク８２及び磁気回路８３を格納しており、陰極４０ボックスの上部はターゲット載置台４１で覆われている。
ターゲット５０に印加する電圧の波形は直流、交流、正負の直流を変調したパルス波形、交流を整流した波形等、種々選択可能であるが、薄膜を工業的に大量に作製する際には放電の安定性を考慮して直流又はパルス波形が好ましい。
【００１７】
以上のような構造を備えるスパッタリング装置１０を用いて、例えばCu2ZnSnS4(ＣＺＴＳ)薄膜を作製する際の動作原理について説明する。
【表１】
0005669198.tif 000002
表１は右の枠内に示す各元素及びガスの温度と蒸気圧の関係を示したものである。
表１から分かる通り、硫黄(S)、セレン(Se)及びテルル(Te)は銅(Cu)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)等と比較して蒸気圧が高いため、例えばスパッタリングによる製膜作業中に真空状態で１００℃程度の熱を受けただけで基板２０上の薄膜から再蒸発してしまい、薄膜の組成比の制御が難しくなるという問題がある。
【数１】
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物質表面からのその構成物質の蒸発速度はHertz-Knudsenの式（数１）で表される。
ここで、Ｐ*：与えられた物質の与えられた空間温度Ｔでの飽和蒸気圧、Ｐ：蒸発源前面での蒸発物質の蒸気圧、ｄＮ：物質表面から構成物質が蒸発している系で時間ｄｔの間に単位面積の物質表面から蒸発する蒸気分子の数、ｍ：蒸気分子の分子量、α：蒸発係数、ｋ：ボルツマン定数である。
【００１８】
ここで、問題としている基板２０上に堆積した薄膜からの再蒸発においては薄膜が蒸発源に該当する。したがって、例えば金属硫化物が一旦スパッタリングプロセス等により原子状の硫黄に分解され、基板上に堆積している場合には、上述の通り硫黄の飽和蒸気圧Ｐ*が高く、かつ蒸発源である薄膜前面での硫黄の蒸気圧Ｐは低いため蒸発速度ｄＮ／ｄｔが大きくなってしまう。
硫黄蒸気圧Ｐを大きくするためには、成膜雰囲気中に硫黄蒸気を導入するとともに、真空中でゲッターポンプとして働く部材、すなわちチャンバー内に存在して硫黄蒸気が付着することで凝着するおそれがある低温の部材を取り除けばよい。
そこで、本発明では基板２０とターゲット５０によりその一部が囲まれる空間を分離板６０で仕切ることで硫黄蒸気がチャンバー内に拡散することを防止し、更に分離板６０を加熱することで分離板６０に硫黄蒸気が凝着することを防止して硫黄蒸気圧Ｐが高い状態を維持している。
これによりゲッタリング排気速度を抑え、蒸発速度ｄＮ／ｄｔを小さくすることができるので、薄膜中の硫黄の再蒸発を抑制することができる。
【００１９】
また、ターゲット５０中の硫黄成分もスパッタにより成膜雰囲気中に粒子となって蒸発する。したがって、分離板６０及び加熱手段７０を用いることで、ターゲット中において単体の形で存在する硫黄、セレン及びテルルが選択的に蒸発することを防ぎ、ターゲット組成ずれを抑制できる。
さらに、副次的な効果として蒸気圧の高い亜鉛などの金属を含む化合物を堆積する場合には、蒸気圧の高い金属の基板からの再蒸発を抑制することができ、金属間の組成ずれをも抑制することができる。
なお、銅(Cu)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)等の飽和蒸気圧が低い金属の場合には、Ｐ*−Ｐが薄膜堆積過程において負になるため薄膜からの再蒸発は起こらない。
【００２０】
[第二の実施の形態]
次に、本発明のスパッタリング装置の第二の実施の形態について説明する。なお、上記第一の実施の形態と同様の構成となる箇所については同一符号を付して説明を省略する。
図２に示すように、本実施の形態のスパッタリング装置１２は分離板６０内に加熱手段７０を内蔵した構成になっている。
このようにすることで、上記遮蔽板を用いたのと同様の効果、すなわち加熱手段７０の保護と熱効率の向上効果を得ながらスパッタリング装置１２の小型化に寄与できる。
【００２１】
[第三の実施の形態]
次に、本発明のスパッタリング装置の第三の実施の形態について説明する。なお、上記第一及び第二の実施の形態と同様の構成となる箇所については同一符号を付して説明を省略する。
図３に示すように、本実施の形態のスパッタリング装置１３は基板２０とターゲット５０によりその一部が囲まれる空間に硫黄、セレンもしくはテルル、またはこれらのうち２種以上を含む混合物を固体又は気体の状態で供給する供給手段９０を備えている。
供給手段９０は供給源９１、供給路９２及び第２加熱手段９３を備えている。
供給源９１には蒸気圧が高い硫黄(S)、セレン(Se)及びテルル(Te)のうち１種又は２種以上が適宜固体又は気体の状態で格納されている。
供給路９２は一方の端部が供給源９１に接続しており、他方の端部は分離板６０の側面に設けた開口９４を介して基板２０とターゲット５０によりその一部が囲まれる空間に至っている。
【００２２】
供給源９１に格納された上記硫黄等の金属は、ニクロム線等からなる第２加熱手段９３で供給路９２を加熱することで供給路９２内に凝着することなく、基板２０とターゲット５０により挟まれる成膜雰囲気中に蒸気として導入される。
このように成膜雰囲気中に硫黄等を蒸気として導入することにより蒸気圧Ｐを大きくすることができるので、蒸発速度ｄＮ／ｄｔを小さくして薄膜中の硫黄等の再蒸発を抑制することができる。
なお、上記各実施の形態においてはスパッタリング装置がマグネトロンスパッタ法を利用するものとしたが、これに限らず、例えば二極、三極又は四極スパッタ法、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）スパッタ法、高周波スパッタ法、反応性スパッタ法、バイアススパッタ法その他周知のスパッタリング法を利用してよい。
また、上記固定型の陰極のみならず、回転型陰極等周知の陰極を使用してもよく、陰極の数も一つ以上あればよい。
また、２つ以上のターゲットを対向して配置すると共にターゲット表面に直交する位置に基板を配置するいわゆる対向ターゲット式スパッタ法においても、基板と２つ以上のターゲットにより囲まれる空間と他の空間を仕切る位置、例えば、ターゲット表面を含む平面であってターゲットの側面から基板表面に至る位置に分離板と加熱手段を備えることで本発明の効果を奏することができる。
一般的に対向ターゲット式スパッタ法は堆積速度が遅くなるため、成膜中に薄膜成分の検査及び制御を頻繁に行う必要がある薄膜に向いていると推察される。
図４に本発明のスパッタリング装置を製造ライン内に組み込んだ太陽電池生産装置の一例を示し、図５にこの太陽電池生産装置で製造したＣＺＴＳ系太陽電池の構造の一例を示す。
【実施例】
【００２３】
[実施例１  非反応性スパッタリング]
次に、上記第一の実施の形態で示したスパッタリング装置を用いた硫化物薄膜の成膜例について説明する。
ターゲットにCu2ZnSnS4の組成比を持つ硫化物焼結体を用い、基板としてほう珪酸ガラスを用いた。また、放電ガスとしてアルゴンを用いた。
チャンバー内を十分に低い圧力まで排気した後、加熱手段としてのヒーターにより分離板を４００℃まで、基板を同様に４００℃まで加熱した。その後、放電ガスとしてアルゴンを圧力が０．４Ｐａとなるように導入した。その後、ターゲットに周波数が１３．５６ＭＨｚである交流電力を電力２００Ｗにて印加して成膜をおこなった。所定時間の成膜が完了した後に放電を停止するとともに分離板及び基板の加熱を停止し、それらの温度を十分に低くした後にチャンバー内を大気圧として基板を取り出した。
【００２４】
[比較例  非反応性スパッタリング]
次に、比較例として分離板及び加熱手段を備えない一般的なスパッタリング装置を用いた硫化物薄膜の成膜例について説明する。
ターゲットにCu2ZnSnS4の組成比を持つ硫化物焼結体を用い、基板としてほう珪酸ガラスを用いた。また、放電ガスとしてアルゴンを用いた。
チャンバー内を十分に低い圧力まで排気した後、基板のみを４００℃まで加熱した。その後、放電ガスとしてアルゴンを圧力が０．４Ｐａとなるように導入した。その後、ターゲットに周波数が１３．５６ＭＨｚである交流電力を電力２００Ｗにて印加して成膜をおこなった。所定時間の成膜が完了した後に放電を停止するとともに基板の加熱を停止し、基板の温度を十分に低くした後にチャンバー内を大気圧として基板を取り出した。
表２は上記実施例１において作製した硫化物薄膜のＸ線回折測定結果、表３は上記比較例において作製した硫化物薄膜のＸ線回折測定結果を示す。また、表４は上記実施例１において作製した硫化物薄膜における硫黄含有量の測定結果を示す。
表２及び表３より、本発明のスパッタリング装置を用いることで、一般的なスパッタリング装置を用いる場合と比較して硫化物薄膜が良い結晶性を示していることが分かる。
また、表４より、本発明のスパッタリング装置を用いることで、硫黄が薄膜中に所定量含有されていることを確認できる。
【表２】
0005669198.tif 000004
【表３】
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【表４】
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【００２５】
[実施例２  反応性スパッタリング]
ターゲットにCu2ZnSnの組成比を持つ金属焼結体を用い、基板としてほう珪酸ガラスを用いた。また、放電ガスとしてアルゴン及び硫化水素の混合ガスを用いた。
チャンバー内を十分に低い圧力まで排気した後、加熱手段としてのヒーターにより分離板を４００℃まで、基板を同様に４００℃まで加熱した。その後、放電ガスとして６０％一硫化水素−４０％アルゴン混合ガスを圧力が０．４Ｐａとなるように導入した。その後、ターゲットに周波数が１３．５６ＭＨｚである交流電力を電力２００Ｗにて印加して成膜をおこなった。所定時間の成膜が完了した後に放電を停止するとともに分離板及び基板の加熱を停止し、それらの温度を十分に低くした後に、チャンバー内を大気圧として、基板を取り出した。
本実施例で作製した硫化物薄膜についてもＸ線回折と硫黄含有量の測定結果は上記実施例１と同程度であることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は大面積の基板に金属硫化物、金属セレン化物もしくは金属テルル化物薄膜を作製できるスパッタリング装置であり、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００２７】
１０  スパッタリング装置
１２  スパッタリング装置
１３  スパッタリング装置
２０  基板
３０  保持部
４０  陰極
５０  ターゲット
６０  分離板
７０  加熱手段
８０  磁石ユニット
９０  供給手段
９１  供給源
９２  供給路
９３  第２加熱手段
【図１】
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【図２】
0005669198.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
0005669198.tif 000011