(57)【要約】  デバイス作製のためのインライン式化学気相成長の方法及びシステムを開示する。本方法は、複数の堆積モジュールを備える堆積チャンバ内でウェブ基板または個別基板を輸送することを含む。第１の堆積モジュール、第２の堆積モジュール、及び第３の堆積モジュール内を通過する際に、前記基板上には、それぞれ、バッファ層、ウィンドウ層、及び透明導電層が堆積される。有利には、前記バッファ層、前記ウィンドウ層、及び前記透明導電層を生成するステップは、単一の堆積チャンバ内の共通的な真空環境の中でシーケンシャルに実行され、バッファ層を堆積するための従来の化学浴析出プロセスは用いられない。本方法は、二セレン化銅インジウムガリウムの太陽電池などの種々の太陽電池を含む、異なる種々のタイプのデバイスの製造に適している。
2014523479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスを作製するための、インライン式の化学気相成長の方法であって、
真空環境を持ち、且つ第１の堆積モジュールと、第２の堆積モジュールと、第３の堆積モジュールとを備える堆積チャンバ内で、基板を輸送するステップと、
前記第１の堆積モジュール内での前記基板の輸送の間に、前記基板上にバッファ層を堆積させるステップと、
前記第２の堆積モジュール内での前記基板の輸送の間に、前記バッファ層上にウィンドウ層を堆積させるステップと、
前記第３の堆積モジュール内での前記基板の輸送の間に、前記ウィンドウ層上に透明導電層を堆積させるステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記堆積モジュールのそれぞれが、複数の前駆体ガス供給源に接続された複数のポートを持つマニフォールドを有する少なくとも一つの堆積ステーションを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板は、前記堆積チャンバ内を一定速度で輸送される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の堆積モジュールを通過する前において、前記基板は、金属層と吸収層とを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記吸収層は、二セレン化銅インジウムガリウム層を備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記基板は個別基板である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記個別基板はガラス基板である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記個別基板はウェハである、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記堆積チャンバ内で前記個別基板を輸送するステップは、前記堆積チャンバ内で複数の個別基板を輸送するステップを含み、前記個別基板の少なくとも一つが、前記堆積モジュールのそれぞれの中で同時に輸送される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板はウェブ基板である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１、第２、及び第３の堆積部ジュールを互いに分離するため、前記第１の堆積モジュールと前記第２の堆積モジュールとの間、及び前記第２の堆積モジュールと前記第３の堆積モジュールとの間にガスを流すステップ、
を更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
各マニフォールドの前記ポートは、第１の前駆体ポート、第２の前駆体ポートの対、及びポンピングポートの対を含み、前記第１の前駆体ポートは前記第２の前駆体ポートの間に配され、前記第２の前駆体ポートの対は前記ポンピングポートの間に配され、前記第１の前駆体ポートと前記第２の前駆体ポートの対は、それぞれ第１の前駆体ガスの供給源と第２の前駆体ガスの供給源に接続するよう構成され、前記ポンピングポートは、前記第１及び第２の前駆体ガスを排気するための排出システムに接続するよう構成される、請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
前記バッファ層は、硫化カドミウム層、硫化亜鉛層、及び硫化インジウム層の一つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ウィンドウ層は、真性の酸化亜鉛層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記透明導電層は、アルミニウム添加酸化亜鉛層、ガリウム添加酸化亜鉛層、ボロン添加酸化亜鉛層、及び酸化インジウムスズ層の一つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
デバイスを作製するための、インライン式の化学気相成長の方法であって、
堆積チャンバ内で、金属層と吸収層を持つ基板を一定速度で輸送するステップであって、
前記堆積チャンバは、真空環境を持ち、且つ第１の堆積モジュールと第２の堆積モジュールと第３の堆積モジュールとを備え、
前記堆積モジュールのそれぞれは、第１の前駆体ポートと一対の第２の前駆体ポートと一対のポンピングポートとを有するマニフォールドを備えた、少なくとも一つの堆積ステーションを備え、
前記第１の前駆体ポートは、前記第２の前駆体ポートの間に配され、前記第２の前駆体ポートの対は前記ポンピングポートの間に配され、
前記第１の前駆体ポートと前記第２の前駆体ポートの対は、それぞれ第１の前駆体ガスの供給源と第２の前駆体ガスの供給源に接続するよう構成され、
前記ポンピングポートは、前記第１及び第２の前駆体ガスを排気するための排出システムに接続するよう構成されている、
ステップと、
前記第１の堆積モジュール内での前記基板の輸送の間に、前記基板上にバッファ層を堆積させるステップと、
前記第２の堆積モジュール内での前記基板の輸送の間に、前記バッファ層上にウィンドウ層を堆積させるステップと、
前記第３の堆積モジュール内での前記基板の輸送の間に、前記ウィンドウ層上に透明導電層を堆積させるステップと、
を有する方法。
【請求項１７】
前記吸収層は、二セレン化銅インジウムガリウムの層を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記基板は個別基板である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記個別基板はガラス基板である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記個別基板はウェハである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記堆積チャンバ内で前記個別基板を輸送するステップは、前記堆積チャンバ内で複数の個別基板を輸送するステップを含み、前記個別基板の少なくとも一つが、前記堆積モジュールのそれぞれの中で同時に輸送される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記基板はウェブ基板である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記バッファ層は、硫化カドミウム層、硫化亜鉛層、及び硫化インジウム層の一つを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記ウィンドウ層は、真性の酸化亜鉛層を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記透明導電層は、アルミニウム添加酸化亜鉛層、ガリウム添加酸化亜鉛層、ボロン添加酸化亜鉛層、及び酸化インジウムスズ層の一つを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
インライン式化学気相成長システムであって、
堆積チャンバと、
堆積チャンバ内を通る経路に沿って基板を輸送する連続輸送システムと、
前記堆積チャンバ内の経路上に配され、前記基板の上にバッファ層を堆積するための少なくとも一つの堆積ステーションを備える第１の堆積モジュールと、
前記堆積チャンバ内の経路上に配され、前記バッファ層の上にウィンドウ層を堆積するための少なくとも一つの堆積ステーションを備える第２の堆積モジュールと、
前記堆積チャンバ内の経路上に配され、前記ウィンドウ層の上に透明導電層を堆積するための少なくとも一つの堆積ステーションを備える第３の堆積モジュールと、
を備え、
前記堆積モジュールのそれぞれは、第１の前駆体ポートと一対の第２の前駆体ポートと一対のポンピングポートとを有するマニフォールドを備えた、少なくとも一つの堆積ステーションを備え、
前記第１の前駆体ポートは、前記第２の前駆体ポートの間に配され、前記第２の前駆体ポートの対は前記ポンピングポートの間に配され、
前記第１の前駆体ポートと前記第２の前駆体ポートの対は、それぞれ第１の前駆体ガスの供給源と第２の前駆体ガスの供給源に接続されるよう構成され、
前記ポンピングポートは、前記第１及び第２の前駆体ガスを排気するための排出システムに接続するよう構成されている、
システム。
【請求項２７】
前記基板は個別基板である、請求項２６に記載のインライン式化学気相成長システム。
【請求項２８】
前記個別基板はガラス基板である、請求項２７に記載のインライン式化学気相成長システム。
【請求項２９】
前記個別基板はウェハである、請求項２７に記載のインライン式化学気相成長システム。
【請求項３０】
前記連続輸送システムは、前記堆積チャンバ内を通る経路に沿って複数の個別基板を輸送するよう構成されており、
前記個別基板の少なくとも一つが、前記堆積モジュールのそれぞれの中で同時に輸送される、
請求項２７に記載のインライン式化学気相成長システム。
【請求項３１】
前記基板はウェブ基板である、請求項２６に記載のインライン式化学気相成長システム。
【請求項３２】
前記第１の堆積モジュールの前記少なくとも一つの堆積ステーションは、硫化カドミウム層、硫化亜鉛層、及び硫化インジウム層の一つを前記基板上に堆積するよう構成されている、請求項２６に記載のインライン式化学気相成長システム。
【請求項３３】
前記第２の堆積モジュールの前記少なくとも一つの堆積ステーションは、真性の酸化亜鉛層を堆積するよう構成されている、請求項２６に記載のインライン式化学気相成長システム。
【請求項３４】
前記第３の堆積モジュールの前記少なくとも一つの堆積ステーションは、アルミニウム添加酸化亜鉛層、ガリウム添加酸化亜鉛層、ボロン添加酸化亜鉛層、及び酸化インジウムスズ層の一つを堆積するよう構成されている、請求項２６に記載のインライン式化学気相成長システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１０年４月２６日出願の米国特許出願第１２／７６７，１１２号、発明名称「インライン式化学気相成長システム」、の一部継続出願（continuation-in-part）である２０１１年６月９日出願の米国特許出願番号１３／１５６，４６５号、発明名称「インライン式化学気相成長の方法及びシステム」、の出願日の利益を主張する。これら出願の全体は、参照により本出願に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本発明は、広く化学気相成長のためのシステム及び方法に関するものである。より詳細には、本発明は、ウェブ基板（web substrate）及び個別素子基板（discrete element substrate）をインライン処理するための化学気相成長システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
化学気相成長（CVD、Chemical Vapor Deposition）は、半導体、誘電体、金属、及びその他の薄膜を、基板の表面上に堆積させるのに用いられるプロセスである。或る一般的なＣＶＤ手法では、それぞれが気相である一つ又は複数の前駆体分子が、基板を入れたプロセスチャンバ内に導入される。これらの前駆体ガスの基板表面における反応は、エネルギを加えることにより開始され、または強化される。例えば、エネルギは、当該表面の温度を増加させることにより、又は当該表面をプラズマ放電や紫外線（UV）照射源に暴露することにより加えることができる。
【０００４】
気相において発生するＣＶＤ反応により形成される薄膜の品質は、前駆体ガスフローの均一性に大きく依存する。基板表面付近のガスフローが不均一である場合には、薄膜の良好な均一性を得ることはできず、段差やビア（via）などの表面上の特徴物によりシャドーイング・アーチファクト（shadowing artifact）を発生させてしまうことがある。ウェハやその他の個別基板の大量処理、及びロール・トゥ・ロール式堆積システムにおけるウェブ基板の高速処理は、既知のＣＶＤプロセス用システム及び方法では限界があり、歩留まりやその他の要因から、その稼働がコスト高になることが多い。
【０００５】
原子層堆積（ALD、Atomic Layer Deposition）は、基板の表面に薄膜を堆積させるための、もう一つの技術である。ＡＬＤプロセスでは、第１の前駆体ガスフローを用いて基板表面と反応させ、単一層（monolayer）を生成する。第１の前駆体ガスフローを終了させた後、第２の前駆体ガスフローを用いて他の単一層を生成する。前駆体ガスを「パルシング（pulsing）」させる（パルス状に流す）この２段階シーケンスは、単一材料の薄膜が所望の厚さになるまで、何度も繰り返される。ＡＬＤプロセスの他の手法では、２つを超える前駆体ガスフローを順番に用いて薄膜が生成される。反応チャンバへの各前駆体ガスの導入に際しては、その前にパージガスの導入を行って、それ以前に導入されていた前駆体ガスを確実に除去するものとすることができる。これにより、不要な副生成物の堆積が低減又は防止される。ＡＬＤプロセスは、膜厚を良好に制御することができるが、基板表面に単一層を交互に生成するため時間を要し、スループットを大きく制限する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
概要
一の態様では、本発明は、デバイスを作製するためのインライン式の化学気相成長の方法を特徴とする。本方法は、真空環境を持ち、且つ第１の堆積モジュールと第２の堆積モジュールと第３の堆積モジュールとを備える堆積チャンバ内で、基板を輸送するステップを含む。前記第１の堆積モジュール内での前記基板の輸送の間に、前記基板上にバッファ層が堆積される。前記第２の堆積モジュール内での前記基板の輸送の間に、前記バッファ層上にウィンドウ層が堆積される。前記第３の堆積モジュール内での前記基板の輸送の間に、前記ウィンドウ層上に透明導電層が堆積される。
【０００７】
他の態様では、本発明は、デバイスを作製するためのインライン式の化学気相成長の方法を特徴とする。本方法は、真空環境を持ち、且つ第１の堆積モジュールと第２の堆積モジュールと第３の堆積モジュールとを備える堆積チャンバ内で、金属層と吸収層を持つ基板を一定速度で輸送するステップを含む。各堆積モジュールは、第１の前駆体ポートと一対の第２の前駆体ポートと一対のポンピングポートとを有するマニフォールドを備えた、少なくとも一つの堆積ステーションを備える。前記第１の前駆体ポートは、前記第２の前駆体ポートの間に配され、前記第２の前駆体ポートの対は前記ポンピングポートの間に配されている。前記第１の前駆体ポートと前記第２の前駆体ポートの対は、それぞれ第１の前駆体ガスの供給源と第２の前駆体ガスの供給源に接続するよう構成されている。前記ポンピングポートは、前記第１及び第２の前駆体ガスを排気するための排出システムに接続するよう構成されている。本方法は、さらに、前記第１の堆積モジュール内での前記基板の輸送の間に、前記基板上にバッファ層を堆積させるステップと、前記第２の堆積モジュール内での前記基板の輸送の間に、前記バッファ層上にウィンドウ層を堆積させるステップと、前記第３の堆積モジュール内での前記基板の輸送の間に、前記ウィンドウ層上に透明導電層を堆積させるステップと、を含む。
【０００８】
さらに他の態様では、本発明は、堆積チャンバと、連続輸送システムと、第１、第２、及び第３の堆積モジュールとを備えたインライン式化学気相成長システムを特徴とする。
前記連続輸送システムは、前記堆積チャンバ内を通る経路に沿って基板を輸送する。前記第１、第２、及びだ３の堆積モジュールは、前記堆積チャンバ内の経路上に配されている。第１の堆積モジュールは、前記基板の上にバッファ層を堆積するための少なくとも一つの堆積ステーションを備え、前記第２の堆積モジュールは、前記バッファ層の上にウィンドウ層を堆積するための少なくとも一つの堆積ステーションを備え、前記第３の堆積モジュールは、前記ウィンドウ層の上に透明導電層を堆積するための少なくとも一つの堆積ステーションを備える。前記各堆積モジュールは、マニフォールドを備えた少なくとも一つの堆積ステーションを備える。前記各マニフォールドは、第１の前駆体ポートと一対の第２の前駆体ポートと一対のポンピングポートとを有する。
前記第１の前駆体ポートは、前記第２の前駆体ポートの間に配され、前記第２の前駆体ポートの対は前記ポンピングポートの間に配されている。前記第１の前駆体ポートと前記第２の前駆体ポートの対は、それぞれ第１の前駆体ガスの供給源と第２の前駆体ガスの供給源に接続するよう構成されている。前記ポンピングポートは、前記第１及び第２の前駆体ガスを排気するための排出システムに接続するよう構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図面の簡単な説明
本発明の上述した利点及び更なる利点は、添付図面と共に以下の説明を参照することにより、より良く理解することができる。添付された種々の図面においては、同様の構成要素は同様の符号により示されている。明確さのため、各図においては、必ずしも全ての構成要素に符号を付してはいない。図面は、必ずしも縮尺どおりではなく、本発明の原理を図示することに重点が置かれている。
【図１】本発明に係るインライン式ＣＶＤシステムの一実施形態を示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に従う、堆積ステーションのマニフォールドを通過して運搬されるウェブ基板を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の他の実施形態に従う、堆積ステーションのマニフォールドを通過して運搬されるウェブ基板を示す図である。
【図２Ｃ】本発明の他の実施形態に従う、堆積ステーションのマニフォールドを通過して運搬されるウェブ基板を例示する図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に従う、単一の構造物として集積された図１に示す堆積ステーション（複数）の、マニフォールドのブロック図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す前駆体ポート及びポンプポートと相対的な位置関係にあるウェブ基板を、上から見た図である。
【図４Ａ】本発明に従う集積された堆積ステーションモジュールの一実施例を、上部方向から見た斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す集積された堆積ステーションモジュールを、底部方向から見た斜視図である
【図４Ｃ】図４Ａに示す集積された堆積ステーションモジュールの断面図（cutaway view）である。
【図５】本発明に従うインライン式ＣＶＤシステムの他の実施形態を示す図である。
【図６】本発明に従うインライン式ＣＶＤシステムの実施形態を用いて達成することのできる、デバイス構造の一例を示す図である。
【図７】本発明に従うインライン式ＣＶＤシステムの他の実施形態を示す図である。
【図８】本発明に従うインライン式ＣＶＤシステムの他の実施形態を示す図である。
【図９】デバイスを作製するためのインライン式ＣＶＤ方法の実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
詳細な説明
本発明の方法のステップ（複数）は、任意の順序で実施しても有意な結果を得ることができ、また、特にことわりの無い限り、二つ又はそれ以上のステップを同時に実行することができる。さらに、本発明のシステム及び方法は、ここに記載した任意の実施形態を含むことができ、又は、ここに記載した実施形態の実施可能な態様での任意の組み合わせを含むものとすることができる。
【００１１】
ここに示す教示は、ＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ、及びハライド気相エピタキシャル成長（HVPE、Halide Vapor Phase Epitaxy）プロセスなどの、反応性気相プロセス処理（reactive gas phase processing）のためのシステム及び方法に関するものである。半導体材料についての従来の反応性気相プロセス処理では、半導体ウェハは、反応チャンバ内のキャリヤに搭載される。このキャリヤに向かい合うように、ガス分配インジェクタが配される。通常、インジェクタは、複数のガス又は複数のガスの組み合わせ（コンビネーション、combination）を受け入れるガスインレット（ガス流入口）を含む。インジェクタは、ガス又はガスのコンビネーションを反応チャンバへ導く。インジェクタは、一般に、ウェハ表面での反応プロセス及びエピタキシャル成長の効率が最大となるよう、各ウェハ表面のできるだけ近くで前駆体ガスが反応するようなパターンに配置されたシャワーヘッド・デバイス（showerhead device）を備えている。
【００１２】
ガス分配インジェクタには、ＣＶＤプロセスの際に層流状のガスフロー（laminar gas flow）（以下、「層流ガスフロー」ともいう）が供給されるようにシュラウド（shroud）を備えるものもある。一つ又は複数のキャリヤガスを用いて層流ガスフローの生成及び維持を支援することができる。キャリヤガスは、前駆体ガスとは反応せず、ＣＶＤプロセスに他の影響を与えることもない。典型的なガス分配インジェクタは、反応チャンバ内のウェハが処理される目標領域へ向けて、ガスインレットから前駆体ガスを導く。例えば、或るＭＯＣＶＤプロセスでは、ガス分配インジェクタは、金属有機物及び水酸化物を含む前駆体ガスのコンビネーションを反応チャンバへ導く。水素や窒素などのキャリヤガス、又はアルゴンやヘリウムなどの不活性ガスが、インジェクタを介してチャンバ内へ導かれ、ウェハ位置での層流の維持を助ける。前駆体ガス（複数）は、チャンバ内で混ざり合い、反応して、ウェハ上に薄膜を形成する。
【００１３】
ＭＯＣＶＤ及びＨＶＰＥのプロセスでは、ウェハは、通常、高温状態に維持され、前駆体ガスは、通常、反応チャンバ内に導入される際には、これより低い温度に保たれる。前駆体ガスの温度、従ってそれらのガスが反応に用いることのできるエネルギは、それらのガスがより温度の高いウェハを通過するにつれて増加する。
【００１４】
或る一般的なタイプのＣＶＤ反応チャンバは、ディスク形のウェハキャリヤを備えている。このキャリヤは、当該キャリヤの上面に一つ又は複数のウェハを保持するように配されたポケット又は構造特徴を有している。ＣＶＤプロセスの実行中は、キャリヤは、ウェハ支持面に対し垂直に延びる垂直軸周りに回転する。キャリヤの回転は、堆積される材料の均一性を改善する。回転中に、キャリヤの上方に設けられたフロー・インレット・エレメントから反応チャンバ内に前駆体ガスが導入される。流れるガスは、ウェハに向かって下方向へ、好ましくは層流状の押し出し流れ（laminar plug flow）として通過する。回転するキャリヤにガスが近づくにつれて、当該ガスは粘性抗力により上記軸周りの回転の中に引き込まれる。その結果、キャリヤ表面及びウェハに近い境界領域では、ガスは、軸周りに流れ、キャリヤの端部へ向かって外側方向へ流れる。ガスは、キャリヤの端部を通過すると、一つ又は複数の排気ポートへ向かって下方向へ流れる。通常、ＭＯＣＶＤプロセスは、異なる複数の前駆体ガスを連続して流しながら、場合によってはウェハを種々の異なる温度に設定しつつ実行され、それぞれ異なる組成を持つ複数の異なる層を堆積させて、デバイスを形成する。
【００１５】
ＭＯＣＶＤ及びＨＶＰＥなどのＣＶＤプロセスは、通常、処理能力に限界がある。ＣＶＤプロセス用の従来のシステム及び方法は、ウェハ及びその他の個別基板の大量処理や、冗長装置を用いないロール・トゥ・ロール方式の堆積システムでのウェブ基板の高速処理を行うには、充分でないことが多い。
【００１６】
本発明のシステム及び方法は、ウェブ基板及び個別基板のインライン式のＣＶＤ処理に適している。本システム及び方法は、特に、太陽電池やフラットパネルディスプレイの作製などにおける基板上に単一層を堆積する処理を、高い処理能力で行えるように適合される。例えば或る用途では、太陽電池を作製すべく基板上に酸化亜鉛が堆積される。また例えば他の用途では、フラットパネルディスプレイの作製プロセスの一部として、基板上に酸化インジウムスズ（indium tin oxide）が堆積される。ここで用いられているように、基板（あるいは基材、サブストレート）は、スーパーストレート（superstrate）、すなわち、入射光を受信するデバイスの第１層であるサポート層（支持層）とすることができる。本システムは、従来の堆積システムと比較して種々の利点を提供する。堆積される薄膜の品質が向上し、プロセス装置のコストが低減される。さらに、材料の利用効率がより良好であることに一部起因して、稼働コストがより低い。例えば、材料利用効率は、従来のスパッタリングシステムにおけるターゲット材料の利用効率よりも実質的に高い。
【００１７】
図１は、本発明に従うインライン式ＣＶＤシステム１０の一実施形態を示す図である。本インライン式ＣＶＤシステム１０は、堆積チャンバ１８内でウェブ基板１４を連続的に輸送するためのウェブ輸送システムを備えている。ウェブ輸送システムは、送出ローラ２２Ａ及び受取ローラ２２Ｂと、を含む。送出ローラ２２Ａは、処理対象であるウェブ基板１４の供給源である。受取ローラ２２Ｂは、堆積が完了した後にウェブ基板１４を受け取って、当該ウェブ基板１４をロールの形状に維持する。補助ローラ２２Ｃは、送出ローラ２２Ａと受取ローラ２２Ｂとの間の堆積チャンバ１８内に配され、ウェブ基板１４の移動経路を正確に制御する。ウェブ輸送システムは、ウェブ基板１４を、当該経路に沿って実質的に一定の速度で輸送する。任意選択として、チャンバの壁を寄生堆積（parasitic deposition）のないクリーンな状態に維持するため、種々のチャンバ位置、又は払出チャンバ（payout chamber）２０Ａ内及び回収チャンバ（takeup chamber）２０Ｂ内に、パージガスを導入することもできる。
【００１８】
本技術分野において知られているように、堆積チャンバ１８は、低圧力（例えば、１ｔｏｒｒ  ＬＰＣＶＤプロセスの場合）又は大気圧（例えば、ＡＰＣＶＤプロセスの場合）に保たれる。堆積チャンバ１８は、ウェブ基板１４の経路に隣接して配された複数の堆積ステーション２６を含む。例示した実施形態では、記載を明瞭とするため３つの堆積ステーション２６のみを示しているが、当業者であれば、堆積ステーション２６をこれと異なる数で設けることもできるものと理解するであろう。各堆積ステーション２６は、前駆体ガス供給源２８に接続されたマニフォールドを備える。各堆積ステーション２６は、前駆体ガスがウェブ基板表面付近で反応して薄膜を堆積するように、上記マニフォールドとウェブ基板１４の直近表面との間に前駆体ガスを層流状に供給する。或る実施形態では、上記層流内の一つ又は複数の前駆体ガスが、本技術分野において公知のようにプラズマＣＶＤ（PECVD、Plasma Enhanced CVD）プロセスに従うＲＦ電源又はマイクロ波電源により励起される。
【００１９】
従来のＭＯＣＶＤ反応チャンバとは異なり、前駆体ガスは、垂直逆方向のフロー、すなわちコーティング対象である表面に向かって上へ流れるガスフローとして、基板１４の下側に導入される。その結果、前駆体ガスを下方向フロー構成で用いた場合に発生し得る前駆体ガス反応の不要な副生成物による汚染や、堆積プロセスへのその他の影響は、発生しない。
【００２０】
堆積チャンバ１８は、ＣＶＤプロセスの実行中にウェブ基板１４を加熱するためのヒータ（複数）を含む。例示した実施形態では、放射ヒータ（radiant heater）などの加熱モジュール２４が、各堆積ステーション２６の反対側に、ウェブ基板１４に近接して配置されており、これにより、ウェブ基板１４が所望のプロセス温度まで加熱される。他の代替の実施形態では、一つ又は複数のヒータが、ウェブ基板１４と熱的に接触される。当業者であれば、他のタイプのヒータもウェブ基板１４の加熱のために用いることができることを理解するであろう。
【００２１】
ウェブ基板１４の輸送経路は、ウェブ基板１４が受取ローラ２２Ｂに到達する前に所望の厚さの材料の単一層が堆積されるよう、堆積ステーション２６（複数）のマニフォールド（複数）を次々と通過するように構成されている。より具体的には、ウェブ基板１４が第１の堆積ステーション２６Ａを通過するにつれて、当該ウェブ基板１４の上に材料の薄膜が堆積される。続いて、当該ウェブ基板１４は、第２の堆積ステーション２６Ｂを通過した後、第３の堆積ステーション２６Ｃを通過し、それぞれのステーションにおいて、当該材料の第２の薄膜及び第３の薄膜が堆積される。受取ローラ２２Ｂに到達したときの、堆積した材料の層の厚さは、堆積ステーション２６（複数）により堆積された個々の薄膜の厚さの和となる。ある実施形態では、最初に堆積された薄膜から最後に堆積された薄膜まで、一の堆積された薄膜と次に堆積された薄膜との間でこれら形成された薄膜の特性が異なるものとなるように、各堆積ステーション２６における堆積温度若しくはガス気相組成、又は堆積温度及びガス気相組成の両者が、他の堆積ステーションにおけるものと異なっている。
【００２２】
堆積チャンバ１８は、形成される堆積層をＣＶＤプロセス実行中にモニタするための、一つ又は複数の、その場観測用（in-situ）の測定デバイスを備えるものとすることができる。或る実施形態では、測定デバイスは、各堆積ステーション２６の通過後の位置に配されて、堆積層の特性を明らかにする。
【００２３】
図２Ａは、一の実施形態に従う、一の堆積ステーション２６のヒータ２４とマニフォールド３０との間を左方から右方へ通過するウェブ基板１４を示す図である。各マニフォールド３０は、第１の前駆体ガスの供給源に接続された前駆体ポート（ポート「Ａ」）と、第２の前駆体ガスの供給源に接続された１対の前駆体ポート（ポート「Ｂ１」及び「Ｂ２」）を含む。これらの前駆体ガスポートは、２つのポンピングポート（「ＰＵＭＰ１」及び「ＰＵＭＰ２」）の間に配されている。これらのポンピングポートは、前駆体ガスを堆積チャンバ１８から排気するための排出システムに接続されている。前駆体ガス供給源２８は、堆積チャンバ１８の近くに設けるものとすることもできるし、離れた位置に設けるものとすることもできる。ＣＶＤプロセス中に堆積させるべき材料は、前駆体ポートを他の前駆体ガス供給源２８に接続することにより変更することができる。接続は、各マニフォールド３０において手作業で行うものとすることができる。代替的に、遠隔操作のガス分配バルブにより、前駆体ガスの再構成を行うものとすることもできる。具体的な例として、一の前駆体ガスを亜鉛化合物とし、他の前駆体ガスを酸素とすることができる。この場合、堆積される層は、アルミニウム、ボロン、インジウム、フッ素、銀、ヒ素、アンチモン、リン、窒素、リチウム、マンガン、又はガリウムがドープ（添加）された酸化亜鉛材料で構成され、フラットパネルディスプレイ、発行ダイオード（LED、light-emitting diode）、有機ＬＥＤ（OLED、organic LED）及び太陽電池の製造に用いられる。バンドギャップと透過光波長のカットオフ特性とを制御するため、酸化亜鉛に種々の濃度のＭｇ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｔｅ、Ｓ、その他の元素を混ぜ合わせて合金とすることができる。
【００２４】
ＣＶＤプロセス中には、ウェブ輸送システムは、ウェブ基板１４の直近表面３４が前駆体ポート及びポンピングポートと近接するように、堆積ステーション２６上でウェブ基板１４を移動させる。ここでは、ウェブ基板の当該近接する部分と堆積ステーションのポート（複数）との間の間隙は小さく、例えば、０．３ｃｍから５ｃｍの間である。望ましくは、この間隙は、０．５ｃｍから１ｃｍの間である。第１の前駆体ガスは、ポートＡから上方向へ流れ、その後、実質的には層流となって表面３４に沿って流れ、上記間隙部分をポンピングポートのそれぞれに向かって流れる。第２の前駆体ガスは、前駆体ポートＢ１から上方向へ向かって流れ、次に表面３４に沿って左方向へ流れ、ポンピングポートＰＵＭＰ１へ向かって流れる第１の前駆体ガスの部分と混ざり合う。同様に、前駆体ポートＢ２から上方向へ向かって流れる第２の前駆体ガスは、表面３４に沿って右方向へ流れ、ポンピングポートＰＵＭＰ２へ向かって流れる第１の前駆体ガスの部分と混ざり合う。
【００２５】
前駆体ガス（複数）は、ポンプポートＰＵＭＰ（複数）を通って除去される前の共通フロー領域において、互いに混ざり合って反応する。したがって、各堆積ステーション２６のマニフォールド３０の上には、反応が発生して薄膜が形成される２つの領域が存在する。一般に、前駆体ガスの流速を増加させると堆積速度が増加する。ウェブ基板１４は、ＣＶＤプロセス中にウェブ表面３４の全体が各堆積ステーション２６のこれら２つの領域を通過するように、連続的に移動する。
【００２６】
有利には、前駆体ガス（複数）は、前駆体ガスの反応が表面３４及びその近接領域に制限されるように、排気される前はウェブ基板１４の表面の近傍に制限（confine）されて混ざり合う。したがって、堆積チャンバの他の領域での前駆体ガスの反応は防止され、不要な堆積及び汚染が回避される。
【００２７】
本発明の他の実施形態に従うマニフォールド４０の代替的な構成を、図２Ｂに示す。本構成では、第１のパージポート「ＰＵＲＧＥ１」がポートＡとポートＢ１との間に設けられ、第２のパージポート「ＰＵＲＧＥ２」がポートＡとポートＢ２との間に設けられている。また、２つの追加のパージポート「ＰＵＲＧＥ３」及び「ＰＵＲＧＥ４」が、ポンプポートを挟んで対向する側に設けられている。各パージポートは、前駆体ガスとは反応しないキャリヤガスを供給する。キャリヤガスは、前駆体ガスの均一な層流の形成と維持とを支援する。２つの前駆体ガスの間の反応は、図２Ａについて上述した反応と同様に、混ざり合う領域内で発生する。
【００２８】
図２Ｃは、本発明の更に他の実施形態に従うマニフォールド４４の構成を示す図である。本構成では、一つのパージポート「ＰＵＲＧＥ」が、マニフォールド４４の中央のポートとなっている。前駆体ガスポートＡ１とＡ２の第１のペアが、パージポートを囲んで配され、上記層流のための第１の前駆体ガスを供給する。前駆体ガスポートＢ１とＢ２の第２のペアは、パージポートと第１の前駆体ガスポートＡ１及びＡ２とを囲み、上記層流のための第２の前駆体ガスを供給する。
【００２９】
図３Ａは、本発明の一実施形態に従う、単一構造物として集積された図１に示す堆積ステーション２６の、マニフォールドの模式図である。各マニフォールド３０は、図２Ａについて上述した構成と同様に構成されているが、隣接するマニフォールド３０の隣接するポンプポートが結合して一つのポンプポートとなっている点が異なる。図３Ｂは、図３Ａに示す前駆体ガスポートとポンプポートの上を通過するウェブ基板１４を上方から見た図である。破線で描かれた矩形は、ウェブ基板１４の下にあるポートの位置を示している。
【００３０】
各前駆体ポートと各ポンプポートは、堆積層がウェブ基板１４の端部へ広がるように、ウェブ基板１４の幅Ｗよりも若干大きな長さＬを持つ矩形形状を有している。各マニフォールド３０には、左へ向かう層流内で２つの前駆体ガスが混ざり合う領域Ａ＋Ｂと、右へ向かう層流内で２つの前駆体ガスが混ざり合う第２の領域Ａ＋Ｂと、が存在する。ウェブ基板１４が左から右方向へ移動するにつれて、混ざり合った前駆体ガスの各領域により堆積層が増加的（incrementally）に形成される。望ましくは、層流の混合領域内における前駆体ガス比率の変動が最小となるように、各前駆体ガスポートから出るガスの流量は当該ポートの長さＬに沿って一定とする。これにより、堆積される層の不均一性が最小化される。
【００３１】
図示の例では、各マニフォールド３０は、「Ｂ−Ａ−Ｂ」形式の前駆体ガスポートのシーケンス構成を有している。すなわち、前駆体ガスポートＢが、一つの前駆体ガスポートＡの両側に配されている。代替の実施形態では、一つ又は複数のマニフォールドは、「Ａ−Ｂ−Ａ」形式の前駆体ガスポート構成を有する。換言すれば、マニフォールドの少なくとも一つでは、ガスポート（複数）により与えられる前駆体ガスのシーケンスが「反転」している。
【００３２】
図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、集積化された堆積ステーションモジュール５０の一実施形態の、上面斜視図及び底面斜視図である。図４Ｃは、モジュール５０の断面図（cutaway view）である。モジュール５０は、一つの構造体として集積された３つの堆積ステーショ２６を含む。マニフォールドは、図３Ａに示したものと同様の構成を有するが、各ポンプポート「ＰＵＭＰ」が、単一のスロットではなく、狭い間隔で配置された３つの幅の狭いスロットで構成されている点が異なる。
【００３３】
各前駆体ガスポートＡ又はＢは、それぞれ、モジュール５０の底部にこれらポートの長さ方向に対し直交して設けられた一対のガスチャネル５４Ａ又は５４Ｂから供給を受ける。モジュール５０の底部に沿って設けられた一つのポンプ排気プレナム５８が、一つのポンプポートの３つのスロットに対し、４つの位置のそれぞれにおいて接続されている。ポンプポートの狭幅のスロットにより、ポンプ排気プレナム５８の外部と内部との間での気圧差が確実に維持される。その結果、スロットの長さ方向に沿って吸気が一様に行われることとなり、より良好な層流が実現される。
【００３４】
図５は、本発明に従う他の実施形態であるインライン式ＣＶＤシステム８０を示す図である。ＣＶＤシステム８０は、個別基板９２（複数）を堆積チャンバ８４内で輸送する連続基板輸送システムを備える。例えば、個別基板９２は、半導体ウェハなどの、ガラス又はウェハのシートとすることができる。ＣＶＤシステム８０は、太陽電池やデバイスの製造において、半導体ウェハを処理するのに用いることができる。
【００３５】
個別基板９２は、大気圧下において基板輸送システムにロードされる。基板輸送システムは、複数のローラ８８を含む。これらのローラ８８は、各基板９２の、他の基板９２及びシステムコンポーネントに対する位置関係を所望の関係に維持しつつ、基板９２がインライン式ＣＶＤシステム内を通過する際に、これら基板９２を直接的に支持する。代替的に、それぞれが一つ又は複数の基板９２を保持するキャリヤ（複数）を用いて、基板９２を輸送するものとすることができる。当該キャリヤは、一つ又は複数の開口部を持ち、各開口部には、その周囲に連続して延在する縁部、又はピン形状に構成された縁部を有するのとすることができる。例えば、キャリヤは、一つ又は複数の「額縁（picture frame）」として構成され、当該額縁のそれぞれに１枚の基板９２が重力により保持されるものとすることができる。基板９２は、本分野において公知である一つ又は複数のロボットシステム又はその他の自動化されたメカニズムにより、ローラ８８上に又はキャリヤ内に載置される。一の実施形態では、ローラ８８は、基板９２の輸送速度がインライン式ＣＶＤシステム内において一定となるように、同期的かつ連続的に運転される。他の一の実施形態では、ローラ８８又はローラ８８のグループが、独立に制御される。例えば、後述するロードロックチャンバ９６内のローラ８８は一の回転速度で連続的に又は間欠的に運転されるものとしつつ、堆積システム内のローラは異なる回転速度で運転されるものとすることができる。ロードロックチャンバ９６内でのローラ８８のグループ（複数）の位置、及び堆積ステーション２４に隣接するグループ（複数）の位置は、ローラ８８の次のグループへの「手渡し」がスムーズに且つ安定に行われるように、互いに対し狭い間隔で配置されている。他の実施形態では、連続基板輸送システムは、本分野において公知である他のメカニズムを用いて、インライン式ＣＶＤシステム全体における個別基板９２（複数）の位置を制御する。例えば、連続基板輸送システムは、一つ又は複数の制御可能な送りねじ機構（lead screw mechanism）を含むものとすることができる。
【００３６】
望ましくは、堆積チャンバ８４の壁は、チャンバ８４内の種々の位置において導入されるパージガスにより、寄生堆積物が付着しない清浄な状態に維持される。パージガスは、ＣＶＤプロセスの実行中に、ローラ８８を清浄に保つためにも用いることができる。
【００３７】
個別基板９２は、堆積チャンバ８４に入る前に、第１のロードロックチャンバ（又はアイソレーションチャンバ）９６Ａを通過する。ロードロックチャンバ９６Ａは、ゲートバルブ９８Ａと協働して、個別基板９２が基板供給メカニズムにロードされる際の大気圧状態と堆積チャンバ８４の真空環境との間の圧力インタフェースを提供する。一の実施形態では、ロードロックチャンバ９６Ａは、大気圧より低く、堆積チャンバ８４の真空レベルよりも高い圧力を維持する。他の一の実施形態では、ロードロックチャンバ９６Ａは、ＣＶＤ処理中にポンプ・パージサイクル（a pump and purge cycle）を繰り返し実行できるように、パージガスの供給源と真空ポンプとに接続される。
【００３８】
基板供給メカニズムは、図１のウェブ基板１４に関して上述したのと同様に、各基板９２が複数の堆積ステーション２６及びヒータ２４に対し近接してシーケンシャルに進んでいくように、堆積チャンバ１８４内で個別基板９２を輸送する。堆積ステーション２６は、前駆体ガス供給源２８に接続されたマニフォールドを備える。当該マニフォールドは、各マニフォールドと個別基板９２との間に、少なくとも２つの前駆体ガスを層流状に供給するよう構成されている。したがって、これらの前駆体ガスは、反応して基板表面に層を堆積させる。任意選択として、前駆体ガスをＲＦ電源を用いて励起して、本分野において公知のようにＰＥＣＶＤプロセスを可能とすることができる。個別基板９２は、当該基板が最後の堆積ステーション２６Ｃを通過するまでに所望の厚さの材料層が堆積されるように、堆積ステーション２６（複数）をシーケンシャルに通過する。
【００３９】
堆積層の完成後は、処理された基板９２は、堆積チャンバ８４を出て出力ロードロックチャンバ（又はアイソレーションチャンバ）９６Ｂに入る。ロードロックチャンバ９６Ｂとゲートバルブ９８Ｂは、アンローディングステーションにおける大気圧状態と堆積チャンバ８４の真空環境との間の圧力インタフェースを提供する。一の実施形態では、ロードロックチャンバ９６Ｂは、大気圧と堆積チャンバ８４の圧力との間の圧力で動作する。他の一の実施形態では、ロードロックチャンバ９６Ｂは、ＣＶＤプロセス中にポンプ・パージサイクルを実行できるように、パージガスの供給源と真空ポンプとに接続される。個別基板９２は、ロードロックチャンバ９６Ｂを出た後は、アンローディングステーション（不図示）に運ばれ、本分野において公知である一つ又は複数のロボットシステム又はその他の自動化されたメカニズムにより、連続基板供給メカニズムから取り外される。
【００４０】
上述したシステムの実施形態、及び本発明に従うインライン式ＣＶＤシステムの他の実施形態においては、前駆体ガス流量、基板の温度及び輸送速度、ポンプ排気速度、及び堆積チャンバ圧力などの、プロセスパラメータは、堆積される材料の厚さ及びその他の特性を規定すべく制御されるものとすることができる。本ＣＶＤシステムは、種々の用途に用いることができ、大量生産環境における単一層堆積に適している。
【００４１】
本教示の実施形態に従うインライン式ＣＶＤ処理の方法は、図１または図５に示すシステムを用いて実行することができる。本方法は、第１の前駆体ガス（Ａ）の第１のフローを基板（例えば、ウェブ基板１４又は個別基板９２）の表面に沿って第１の方向に供給するステップと、第１の前駆体ガス（Ａ´）の第２のフローを前記基板の表面に沿って第２の方向に供給するステップと、を含む。第２の前駆体ガス（Ｂ）の第１のフローが、前記第１の前駆体ガス（Ａ）の第１のフローと混ざり合うように、前記基板の表面に沿って前記第１の方向に供給される。第２の前駆体ガス（Ｂ´）の第２のフローが、前記第１の前駆体ガス（Ａ´）の第２のフローと混ざり合うように、前記基板の表面に沿って前記第２の方向に供給される。基板は、当該基板の表面がまず前記第１及び第２の前駆体ガスの混合された第１のフロー（Ａ及びＢ）に暴露された後、続いて前記第１及び第２の前駆体ガスの混合された第２のフロー（Ａ´及びＢ´）に暴露されるように、前記第２の方向に向かって連続的に輸送される。
【００４２】
望ましくは、基板は、ＣＶＤプロセス中に一定速度で輸送される。いくつかの実施形態では、堆積プロセス中に基板が加熱される。他の実施形態では、本方法は、また、第１の方向に向かうキャリヤガスの第１のフローと、第２の方向へ向かうキャリヤガスの第２のフローとを供給することを含む。キャリヤガスは、前駆体ガスと反応しないガスで構成され、堆積層が形成される表面部分の全体にわたって前駆体ガスの一様な層流が維持されるのを支援する。
【００４３】
材料が増加的に且つシーケンシャルに基板上に堆積される本発明のインライン式ＣＶＤの方法は、ＣＶＤ処理されたウェブ基板の高い生産能力と、ＣＶＤ処理された個別基板の大量生産を可能とする。各堆積ステーション２６で堆積される薄膜の組成は、他の堆積ステーション２６で堆積される薄膜と実質的に同一である。輸送速度、前駆体ガス流量、及び基板温度などの、種々のプロセスパラメータを制御して、所望の厚さの高品質な堆積層を得ることができる。
【００４４】
本教示の実施形態に従うインライン式ＣＶＤ処理の他の方法を実行して、図６に例示するデバイス構成を有する太陽電池などのデバイスを製造することができる。デバイス１００は、基板１０４を含む。基板１０４は、個別基板又はフレキシブルウェブ基板とすることができる。例として、本個別基板は、ガラス基板又はウェハとすることができ、ウェブ基板は、ポリイミド又は金属の薄片（foil）とすることができる。デバイス１００は、さらに、モリブデン層などの金属層１０８と、二セレン化銅インジウムガリウム（CIGS、copper indium gallium diselenide）などの吸収層１１２と、バッファ層（あるいは、接合パートナー（junction partner）層）１１６と、ウィンドウ層１２０と、透明導電層１２４と、を含む。例えば、バッファ層１１６は、硫化カドミウム（CdS）層、硫化亜鉛（ZnS）層、又は硫化インジウム（InS）層とすることができ、ウィンドウ層１２０は、真性（intrinsic）の酸化亜鉛（ZnO）層とすることができる。また、透明導電層１２４は、酸化インジウムスズ層、又は、アルミニウム添加酸化亜鉛（AZO）層、ボロン添加酸化亜鉛（BZO）層、若しくはガリウム添加酸化亜鉛（GZO）層などの不純物添加ＺｎＯ層とすることができる。
【００４５】
従来の技術を用いた場合、バッファ層１１６は、典型的には化学浴析出（CBD、chemical bath deposition）プロセスを用いて生成される薄膜層（例えば、５０ｎｍ）であり、薄膜ＺｎＯ層１２０（例えば、５０ｎｍ）と透明導電層１２４は、典型的にはＣＶＤプロセスを用いて堆積される。より具体的には、製造中のデバイスは、典型的にはＣＢＤプロセスから第１のＣＶＤプロセスに送られ、その後、第２のＣＶＤプロセスに送られる。このような手法は、ＣＢＤ及び２つのＣＶＤプロセスステップが独立に実行されるので、一般的には長い時間がかかる。
【００４６】
本発明の原理に基づく、デバイスをインライン式で製造するためのＣＶＤ方法の実施形態によれば、バッファ層、ウィンドウ層、及び透明導電層を生成するプロセスステップは、堆積チャンバの共通の真空環境においてシーケンシャルに実行される。バッファ層のＣＢＤ堆積は不要であり、異なるチャンバ間の輸送を行うことなく、３つの個別の層が堆積される。したがって、異なるＣＶＤ堆積プロセスへ移行する際に行うべき大気圧への復帰を必要としない。
【００４７】
図７は、ウェブ基板１４上に太陽電池デバイスを形成するための、インライン式ＣＶＤシステム１２８の一実施形態を示す図である。インライン式ＣＶＤシステム１２８は、図１に示すインライン式ＣＶＤシステム１０に関連して上述したものと同様の構成要素を有している。ただし、材料の単一層の生成に用いられる堆積ステーション２６のグループが、単一の堆積モジュール１３２として示されている。例えば、各堆積モジュール１３２は、図４Ａ〜４Ｃに示すマニフォールドと同様の一つ又は複数のマニフォールドを有し、これらのマニフォールドは、材料の特定の層を形成するため、前駆体ガスモジュール１３６内の前駆体ガス供給源（複数）に接続されている。各堆積モジュール１３２が堆積する材料の層は、他の堆積モジュール１３２により堆積される材料の層とは異なっている。加熱モジュール１４０は、各堆積モジュール１３２内において、各マニフォールド又はマニフォールドの各グループとは反対の側から、ウェブ基板１４に近接して配置されており、ウェブ基板１４を所望のプロセス温度まで加熱する。
【００４８】
図示の例では、システム１２８は、図６に示すデバイス１００と同様のデバイスを製造するように構成されている。より具体的には、第１の堆積モジュール１３２Ａは、ＣｄＳバッファ層を堆積するよう構成され、第２の堆積モジュール１３２Ｂは、真性（intrinsic）のＺｎＯ層を堆積するよう構成され、第３の堆積モジュール１３２Ｃは、ＡＺＯ層を堆積するよう構成されている。マニフォールドの数、マニフォールドへ流す前駆体ガスの流量、及びウェブ基板の温度は、各堆積モジュール１３２により堆積される各層が所望の厚さで実現されるように、堆積モジュール１３２間で異なるものとすることができる。例えば、ＣｄＳバッファ層及び真性ＺｎＯ層に比べてＡＺＯ層は実質的に大きな厚さを持つので、第３の堆積モジュール１３２Ｃは、最初の２つの堆積モジュール１３２Ａ及び１３２Ｂよりも大きな長さを持つように図示されている（より数多くのマニフォールドがあることを表している）。
【００４９】
システム１２８は、一つ又は複数の堆積モジュール１３２へ供給する前駆体ガスを変更することにより、及び、ウェブ輸送速度、基板温度、マニフォールドポンプ排気速度、及び堆積チャンバ圧力などの他のプロセスパラメータを変更することにより、異なる材料層を持つデバイス構造を製造できるように再構成することができる。具体的な例として、ＺｎＳ層又はＩｎＳ層を堆積するよう構成された第１の堆積モジュール１３２Ａと、ＧＺＯ層又はＢＺＯ層を堆積するよう構成された第３の堆積モジュール１３２Ｃを用いて、他のＣＩＧＳ太陽電池デバイスを製造することができる。システム１２８は、基板と裏面（モリブデン）接点との間のバリア層（例えば、ＳｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３）などの他のデバイス層構造を作製するように構成することもできる。この構造をガラスプレート基板上に構成すると、当該ガラスからの無制御なナトリウムの漏出を防止することができる。その後に、バリア層の上部に、制御されたナトリウム添加が行われる。システム１２８は、また、アモルファスシリコン用の透明導電層として、フッ素化されたＺｎＯ又は酸化スズ（ＳｎＯ２）を有する構成を作製するよう適合されるものとすることができる。
【００５０】
図８は、個別基板９２上に太陽電池を作製するよう適合されたインライン式ＣＶＤシステム１４０を示す図である。インライン式ＣＶＤシステム１４０は、図５に示すインライン式ＣＶＤシステム８０に関して上述したものと同様の構成要素を有するが、共通の材料を堆積させる堆積ステーション２６の各グループが、一つの堆積モジュール１３２として示されている。システム１４０は、個別基板９２に、図７に示すシステム１２８においてウェブ基板１４上に堆積されるものと同様の３つの層が形成されるように構成されている。堆積ステーション１３２毎のマニフォールドの数、前駆体ガスの種類及び流量、基板温度、輸送速度、その他のプロセスパラメータは、異なる材料層と層厚とが得られるように選択されている。
【００５１】
有利には、図７のシステム１２８及び図８のシステム１４０では、一つの堆積チャンバ内で全てが行われる連続のＣＶＤ堆積プロセス（複数）により、デバイスを作製することができる。結果として、作製時間及び作製コストが、同様のデバイスの作製に用いられる従来の技術に比べて低減される。
【００５２】
図９は、デバイスを作製するためのインライン式のＣＶＤの方法２００の一実施形態を示すフローチャートである。図６及び図８も参照し、方法２００は、堆積チャンバ８４内で基板９２（図６に示す符号１０４）を一定速度で輸送すること（ステップ２１０）を含む。基板９２は、図６に示す金属層１０８と吸収層１１２を含むものとすることができる。基板９２上には、第１の堆積モジュール１３２Ａを通過する間に、バッファ層１１６が堆積される（ステップ２２０）。ウィンドウ層１２０は、当該基板が次の堆積モジュール１３２Ｂを通過する間に、バッファ層１１６の上に堆積され（ステップ２３０）、透明導電層１２４は、当該基板９２が第３の堆積モジュール１３２Ｃを通過する間に、ウィンドウ層１２０の上に堆積される（ステップ２４０）。バッファ層１１６、ウィンドウ層１２０、及び透明導電層１２４は、図７及び図８に示すインライン式ＣＶＤシステムを用いる製造に関連して上述したような、種々の材料のいずれかとすることができる。
【００５３】
方法２００は、図８のシステム１４０に従う個別基板９２の処理に関連して説明されているが、本発明の原理に従ってデバイスを作製するインライン式ＣＶＤ方法の他の実施形態もあり得ることが理解されるであろう。例えば、図９の方法２００についての補足的な実施形態は、例えば図７のシステム１２８を用いて、ウェブ基板上にデバイスを作製することに関するものである。
【００５４】
具体的な実施形態に関連して本発明を示し及び説明したが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲に記載された発明の思想及び範囲を逸脱しない範囲内において、形式及び細部についての種々の変更が可能であることを理解するであろう。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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