(57)【要約】【課題】膜厚分布や膜質分布の発生を抑制することが可能な放電電極、薄膜製造装置、及び太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】放電電極は、互いに略平行にＸ方向に延びる２本の横構造２０と、この間に設けられ、互いに略平行にＹ方向へ延びる複数の縦構造２１ａとを備える。縦構造２１ａは、一方の端部３５ａを一方の横構造２０に、他方の端部３５ｂを他方の横構造２０に接続された電極本体３５と、ガスパイプ収容空間３６に配置されたガスパイプ４１と、多孔物体４０とを備える。開口部３８は、基板８に向かって開口し、多孔物体４０により閉じられる。ガス拡散路３７は、ガスパイプ収容空間３６と開口部３８を連絡する。電極内側面３９は、ガスパイプ収容空間３６に面し、且つ、パイプ外側面４２ｂと対向する。ノズル孔群４２ｃは、第２方向に沿ってガスパイプ４１に配設され、電極内側面３９のガス拡散路３７とは反対側の部分３９ａを向いている。【選択図】図７Ａ
2008053650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに略平行に第１方向に延びる２本の横構造と、
前記２本の横構造の間に設けられ、互いに略平行に前記第１方向に略垂直な第２方向へ延びる複数の縦構造と
を具備し、
前記複数の縦構造の各々は、
第１端部を一方の前記横構造に、前記第１端部の反対側の第２端部を他方の前記横構造に接続された電極本体と、
前記電極本体の内部に設けられたガスパイプ収容空間に配置されたガスパイプと、
多孔物体と
を備え、
前記電極本体は、基板が保持される対向電極に向かって開口する第１開口部と、前記ガスパイプ収容空間及び前記第１開口部の間に設けられて前記ガスパイプ収容空間と前記第１開口部を連絡するガス拡散路とを備え、
前記第１開口部は、前記多孔物体により閉じられ、
前記ガスパイプは、前記ガスパイプのパイプ内側面からパイプ外側面に貫通したノズル孔群を備え、
前記ガスパイプと、前記ガスパイプ収容空間と、前記ガス拡散路と、前記第１開口部とは、前記第２方向に延びており、
前記電極本体は、前記ガスパイプ収容空間に面し、且つ、前記パイプ外側面と対向した電極内側面を備え、
前記ノズル孔群は、前記第２方向に沿って前記ガスパイプに配設されている
放電電極。
【請求項２】
前記ノズル孔群は、前記電極内側面を向いている
請求項１に記載の放電電極。
【請求項３】
前記ノズル孔群は、ノズルピッチＬで前記第２方向に沿って配設され、
前記パイプ外側面と前記電極内側面との隙間距離ｗと、前記ノズル孔群の一つのノズル孔の噴出し面積Ｓとは、式：
０＜Ｓ／（２ｗＬ）＜１
を満たす
請求項２に記載の放電電極。
【請求項４】
前記電極内側面と前記パイプ外側面との間に配置されたスペーサを具備する
請求項２又は３に記載の放電電極。
【請求項５】
前記ガスパイプ収容空間は第１中心軸を有し、
前記ガスパイプは第２中心軸を有し、
前記スペーサは、前記第１中心軸と前記第２中心軸との前記第１中心軸に垂直なずれが、前記第１中心軸と前記第２中心軸とが重なっているときの前記パイプ外側面と前記電極内側面との隙間距離ｗ１の２５パーセントを越える前に、前記電極内側面に当接するように前記パイプ外側面に設けられている
請求項４に記載の放電電極。
【請求項６】
前記ガスパイプ収容空間は第１中心軸を有し、
前記ガスパイプは第２中心軸を有し、
前記スペーサは、前記第１中心軸と前記第２中心軸との前記第１中心軸に垂直なずれが、前記第１中心軸と前記第２中心軸とが重なっているときの前記パイプ外側面と前記電極内側面との隙間距離ｗ１の２５パーセントを越える前に、前記パイプ外側面に当接するように前記電極内側面に設けられている
請求項４に記載の放電電極。
【請求項７】
前記ガスパイプの流路断面積Ｓ１と１本の前記ガスパイプに設けられた前記ノズル孔群の総噴出し面積Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１は、０より大きく１／５より小さい
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放電電極。
【請求項８】
前記ガスパイプ及び前記電極本体の材質は、アルミニウム材である
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放電電極。
【請求項９】
前記電極本体の材質はアルミニウム材であり、
前記ガスパイプの材質は非磁性のステンレス鋼である
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放電電極。
【請求項１０】
前記一方の横構造は、前記第１方向に延びるヘッダを備え
前記ガスパイプは、前記第１端部において前記ガスパイプ収容空間から突き出す管端部を備え、
前記ヘッダは、凹部と、前記凹部と連絡したガス流通路とを備え、
前記ヘッダは、前記管端部が前記凹部に挿入されるように、前記第１端部に着脱可能に取り付けられ、
前記ガスパイプは、前記管端部及び前記凹部を介して前記ガス流通路と連絡する
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放電電極。
【請求項１１】
前記凹部は、底面と、環状溝が設けられた側壁面とを備え、
前記環状溝には、前記凹部と前記管端部の間をシールするＯリングが配置され、
前記底面と前記環状溝との前記管端部が前記凹部に挿入される方向に距離が設けられていることを特徴とする
請求項１０に記載の放電電極。
【請求項１２】
前記管端部にキーが設けられ、
前記キーと嵌合するキー溝が前記凹部に設けられていることを特徴とする
請求項１０又は１１に記載の放電電極。
【請求項１３】
前記電極本体は、第１部分と、前記第１部分との間に前記内部空間を挟むように前記第１部分に着脱可能に取り付けられる第２部分とを備え、
前記第１部分は、前記第１開口部と、前記ガス拡散路と、前記電極内側面の前記ガス拡散路側の部分とを備え、
前記第２部分は、前記電極内側面の前記ガス拡散路とは反対側の部分を備える
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放電電極。
【請求項１４】
前記電極内側面と前記パイプ外側面との間に配置されたスペーサを具備し、
前記スペーサは前記ガスパイプ外側面に設けられ、
前記電極内側面にキーが設けられ、
前記キーと嵌合するキー溝が前記スペーサに設けられた
請求項１又は２に記載の放電電極。
【請求項１５】
前記ガスパイプ外側面には、前記ノズル孔群の位置を示すアイマークが設けられた
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の放電電極。
【請求項１６】
前記ガスパイプは四角筒管である
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の放電電極。
【請求項１７】
互いに略平行に第１方向に延びる２本の横構造と、
前記２本の横構造の間に設けられ、互いに略平行に前記第１方向に略垂直な第２方向へ延びる複数の縦構造と
を具備し、
前記複数の縦構造の各々は、
一方の端部を一方の前記横構造に、他方の端部を他方の前記横構造に接続され、前記第２方向へ延びる電極本体と、
一方の端部を前記一方の前記横構造に、他方の端部を前記他方の前記横構造に接続され、前記第２方向へ延びるガスブロックと、
多孔物体と
を備え、
前記電極本体は、基板が保持される対向電極に向かって開口する第１開口部と、前記第１開口部の反対側に配置された第１取付部と、前記第１開口部及び前記第１取付部の間に設けられて前記第１開口部と連絡するガス拡散路と、前記ガス拡散路が前記第１取付部において開口した第２開口部とを備え、
前記第１開口部と、前記第１取付部と、前記ガス拡散路と、前記第２開口部とは、前記第２方向に延びており、
前記第１開口部は前記多孔物体により閉じられ、
前記ガスブロックは、前記ガスブロックの内部に設けられたガス流通路と、第２取付部と、前記ガス流通路と前記第２取付部の間に設けられて前記ガス流通路と連絡するとともに前記第２取付部において開口したノズル孔群とを備え、
前記ガス流通路と、前記第２取付部とは、前記第２方向に延びており、
前記ノズル孔群は、前記第２方向に沿って前記ガスブロックに配設され、
前記ガスブロックは、前記第１取付部及び前記第２取付部が嵌合するように、且つ、前記ノズル孔群が前記ガス拡散路と連絡するように、前記電極本体に着脱可能に取り付けられた
放電電極。
【請求項１８】
製膜室と、
前記製膜室に設けられ、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の放電電極と、
前記製膜室に設けられ、前記放電電極に対向する対向電極とを具備する
薄膜製造装置。
【請求項１９】
薄膜製造装置を用いた太陽電池の製造方法であって、
前記薄膜製造装置は、
製膜室と、
前記製膜室に設けられ、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の放電電極と、
前記製膜室に設けられ、前記放電電極に対向する対向電極と
を備え、
前記太陽電池の製造方法は、
（ａ）前記対向電極に基板を保持する工程と、
（ｂ）前記ガスパイプと、前記ノズル孔群と、前記ガス拡散路と、前記多孔物体とを介して前記製膜室に製膜用のガスを導入する工程と、
（ｃ）前記ガスを導入しながら、前記放電電極と前記対向電極との間に電力を印加して、太陽電池用の薄膜を形成する工程
とを具備する
太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電電極、薄膜製造装置、及び太陽電池の製造方法に関し、特にプラズマを用いて処理を行う放電電極、薄膜製造装置、及び太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アモルファスシリコン太陽電池や微結晶シリコン太陽電池、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで用いる薄膜を製造する薄膜製造装置では、生産効率の向上等の面から基板の大面積化が進められている。そのような大面積基板（例示：１ｍ×１ｍ以上）の製膜を行う場合、高周波プラズマを用いる方法が有用である。高周波プラズマを用いる場合、単なる平行平板型の製膜装置ではなく、梯子型電極を用いた製膜方法が有効である。そのよう製膜方法の従来技術として、例えば、特許文献１に開示されるラダー電極を用いた技術がある。
【０００３】
微結晶層を含む多接合型（タンデム型）太陽電池のコストダウンのためには、発電層である微結晶ｉ層が数μｍとアモルファスシリコンｉ層の５から１０倍の膜厚と厚いため、高速で製膜することが必要である。高速な製膜により高品質な発電層を形成するためには、基板−電極間距離を狭くし、製膜圧力を高くするという高圧狭ギャップ法の適用が必要である（例えば特許文献２）。図１は、上記の従来技術に高圧狭ギャップ法を適用した場合における電極の断面と、電極の形状変化に対応した局所領域での製膜速度分布との関係を示す図である。上半分の図は、製膜に関わる構成の一部の断面を示す。下半分の図は、その構成と膜厚との関係を示す。縦軸は膜厚、横軸は基板上の位置を示す。製膜装置のラダー状の放電電極１０３は、円筒状の複数の電極１２１ａを備える。複数の電極１２１ａは、対向電極（図示されず）上の基板１０８と向かい合っている。電極１２１ａは、内部のガス流通路１３１に製膜ガスを流しながら、その一部を複数のガス噴出し孔１３７から送出する。放電電極１０３と対向電極との間に印加される電力により、プラズマを発生させ製膜ガスが分解され基板１０８に膜が形成される。しかし、高圧狭ギャップ法では、放電電極１０３の局所構造に起因した膜厚の分布が生じる。すなわち、図に示されるように、電極１２１ａから近い領域の膜厚は厚く、遠い領域の膜厚は薄くなる。このような膜厚の分布により、電池性能に分布が発生する。
【０００４】
図２は、従来技術に高圧狭ギャップ法を適用した場合における電極の断面と製膜速度分布との関係を示す図である。基板−電極間距離は、例えば５ｍｍである。この場合、電極１２１ｂの構造が図１の電極１２１ａと異なる。すなわち、電極１２１ｂは、直方体の棒状である。電極１２１ｂは、ガス流通路１３１の製膜ガスをガス噴出し孔１３２とガス拡散路１３４を介して複数の溝１３７から送出する。このとき、電極１２１ｂの基板１０８側の面は、基板１０８の表面と平行な平面である。図３は、図２の電極を用いて製膜した場合における電極形状変化に対応する局所領域での製膜速度の分布を示すグラフである。縦軸は製膜速度で、２．５ｎｍ／ｓの製膜速度を１．０として正規化して表示している。横軸は基板上の計測位置番号で、各点は等間隔で計測したものである。評価した放電電極１０３の基準としたガス噴出し孔１３２に対応する基板位置を計測点番号：０としている。グラフ中のＡ１、Ａ２及びＡ３は、図２におけるＡ１、Ａ２及びＡ３に対応している。このＡ１、Ａ２及びＡ３での製膜速度（ほぼ膜厚の傾向と同等）を比較してみると、製膜圧力が低い場合（例：６５０Ｐａ）よりも、製膜圧力が高い場合（例：９５０Ｐａ、１３００Ｐａ）には、Ａ３の製膜速度が低下して、製膜速度分布＝膜厚分布が大きくなることがわかる。加えて、図示しないが膜質、例えば、微結晶シリコンの場合ではラマン散乱の強度比：Ｉ（５２０ｃｍ−１）／Ｉ（４８０ｃｍ−１）にも分布が生じる。すなわち、Ａ１の原料ガス濃度（特にＳｉＨ４ガス濃度）が高い領域においては強度比が小さくアモルファス的であり、Ａ２、Ａ３の原料ガス濃度がＡ１とは変化した領域においては強度比が大きく微結晶的になる。このような膜厚や膜質の分布により、電池性能に分布が発生する。
【０００５】
以上のことから、高圧狭ギャップ法を用いるために、放電電極の局所構造の適正化する技術が望まれる。高圧狭ギャップ法で用いるためのラダー状の放電電極の局所構造として、製膜ガスの流れ及びプラズマの分布を考慮し、膜質分布及び膜厚分布の発生を抑制させる技術が求められる。
【特許文献１】特開２００２−３２２５６３号公報
【特許文献２】特開２００５−１５０３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、膜質分布の改善と製膜速度の向上にあたり、基板と電極との間の距離を狭くし、製膜圧力を高くして製膜する場合でも、膜厚分布や膜質分布の発生を抑制することが可能な放電電極、薄膜製造装置及び太陽電池の製造方法を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、ガスを噴出すノズルのメンテナンスが容易な放電電極、薄膜製造装置及び太陽電池の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、（発明を実施するための最良の形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための最良の形態）との対応関係を理解容易にするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明の放電電極は、互いに略平行に第１方向（Ｘ方向）に延びる２本の横構造（２０）と、前記２本の横構造の間に設けられ、互いに略平行に前記第１方向に略垂直な第２方向（Ｙ方向）へ延びる複数の縦構造（２１、２１ａ、２１ａ’）とを具備する。前記複数の縦構造の各々は、第１端部（３５ａ）を一方の前記横構造に、前記第１端部の反対側の第２端部（３５ｂ）を他方の前記横構造に接続された電極本体（３５）と、前記電極本体の内部に設けられたガスパイプ収容空間（３６）に配置されたガスパイプ（４１）と、多孔物体（４０）とを備える。前記電極本体は、基板（８）が保持される対向電極（２）に向かって開口する第１開口部（３８）と、前記ガスパイプ収容空間及び前記第１開口部の間に設けられて前記ガスパイプ収容空間と前記第１開口部を連絡するガス拡散路（３７）とを備える。前記第１開口部は、前記多孔物体により閉じられている。前記ガスパイプは、前記ガスパイプのパイプ内側面（４２ａ）からパイプ外側面（４２ｂ）に貫通したノズル孔群（４２ｃ）を備えている。前記ガスパイプと、前記ガスパイプ収容空間と、前記ガス拡散路と、前記第１開口部とは、前記第２方向に延びている。前記電極本体は、前記ガスパイプ収容空間に面し、且つ、前記パイプ外側面と対向した電極内側面（３９、３９ａ、３９ｂ）を備える。前記ノズル孔群は、前記第２方向に沿って前記ガスパイプに配設されている。
【００１０】
本発明の放電電極においては、電極本体の内部にガスパイプを設けた構造により、放電電極のメンテナンス性が向上している。
【００１１】
本発明の放電電極においては、前記ノズル孔群は、前記電極内側面を向いていることが好ましく、前記電極内側面の前記ガス拡散路とは反対側の部分（３９ａ）を向いていることが特に好ましい。
【００１２】
ここで、ノズル孔群から噴き出したガスは、パイプ外側面と電極内側面に挟まれた隙間空間、ガス拡散路、第１開口部、多孔物体をこの順番で通過し、多孔物体に設けられたガス噴出し孔から基板に向かって噴出する。本発明の放電電極においては、ガスパイプに設けられたノズル孔群が、電極内側面を向いており、ガス拡散路の方向を向いていない。したがって、ノズル孔群から噴き出したガスがガス拡散路に到達するまでの移動距離が長く、ガスは移動する間に移動方向が変化する。この結果、パイプ外側面と電極内側面に挟まれた隙間空間においてガスの第１方向、第２方向の拡散が促進される。さらに、多孔物体にガス噴出し孔を一面に設けることにより、ガスの第２方向の分布がさらに均一になり、第１方向の分布もさらに均一になる。したがって、基板上の第１方向及び第２方向のガス分布が均一化される。
【００１３】
本発明の放電電極においては、前記ガスパイプの流路断面積Ｓ１と１本の前記ガスパイプに設けられた前記ノズル孔群の総噴出し面積Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１は、０より大きく１／５より小さいことが好ましい。
【００１４】
比Ｓ２／Ｓ１がこの条件を満たすことにより、ガスパイプ内におけるガスの圧力分布が均一になり、ノズル孔群から均一にガスが噴出される。
【００１５】
本発明の放電電極においては、前記ノズル孔群は、ノズルピッチＬで前記第２方向に沿って配設されていることが好ましい。ここで、前記パイプ外側面と前記電極内側面との隙間距離ｗと、前記ノズル孔群の一つのノズル孔の噴出し面積Ｓとは、式：
０＜Ｓ／（２ｗＬ）＜１
を満たしている。
【００１６】
本発明においては、ノズル孔群の一つのノズル孔に対応しているパイプ外側面と電極内側面の間の隙間空間の流路断面積（２ｗＬ）が、一つのノズル孔の噴き出し面積Ｓよりも大きい。この場合、ノズル孔を噴き出したガスは、パイプ外側面と電極内側面の間の隙間空間をガス拡散路へと移動する過程でノズル孔の噴出し流速よりも流速が小さくなり、多孔物体に到達すまでに第１方向に十分拡散する。
【００１７】
本発明の放電電極は、前記電極内側面と前記パイプ外側面との間に配置されたスペーサ（４４）を具備することが好ましい。スペーサにより、ガスパイプ外側面と電極内側面との隙間距離ｗが適切に保たれる。
【００１８】
本発明の放電電極においては、前記ガスパイプ収容空間は第１中心軸（Ｓ３６）を有し、前記ガスパイプは第２中心軸（Ｓ４１）を有する。ここで、前記スペーサは、前記第１中心軸と前記第２中心軸との前記第１中心軸に垂直なずれが、前記第１中心軸と前記第２中心軸とが重なっているときの前記パイプ外側面と前記電極内側面との隙間距離ｗ１の２５パーセントを越える前に、前記電極内側面に当接するように前記パイプ外側面に設けられていることが好ましい。
【００１９】
本発明の放電電極においては、前記ガスパイプ収容空間は第１中心軸（Ｓ３６）を有し、前記ガスパイプは第２中心軸（Ｓ４１）を有する。ここで、前記スペーサは、前記第１中心軸と前記第２中心軸との前記第１中心軸に垂直なずれが、前記第１中心軸と前記第２中心軸とが重なっているときの前記パイプ外側面と前記電極内側面との隙間距離ｗ１の２５パーセントを越える前に、前記パイプ外側面に当接するように前記電極内側面に設けられていることが好ましい。
【００２０】
本発明の放電電極においては、前記ガスパイプ及び前記電極本体の材質は、アルミニウム材であることが好ましい。アルミニウム材は、プラズマと、セルフクリーニング実施時のフッ素と、に対応する上で好ましい。また、ガスパイプ及び電極本体が共通の材料で構成されているため、熱膨張によりパイプ外側面と電極内側面との間の隙間空間が狭くなることが防がれる。
【００２１】
本発明の放電電極においては、前記電極本体の材質はアルミニウム材であり、前記ガスパイプの材質は非磁性のステンレス鋼であることが好ましい。ガスパイプの材質を非磁性のステンレス鋼とすることでコストダウンが図られる。ステンレス鋼としたのはセルフクリーニング実施時のフッ素への耐食性を考慮したものであり、非磁性としたのはプラズマに対応するためである。ステンレス鋼（例示：ＳＵＳ３０４）とアルミニウム材とは、互いの線膨張率が近い。そのため、熱膨張によりパイプ外側面と電極内側面との間の隙間空間が狭くなることが防がれる。
【００２２】
本発明の放電電極においては、前記一方の横構造は、前記第１方向に延びるヘッダ（３０）を備えることが好ましい。この場合、前記ガスパイプは、前記第１端部において前記ガスパイプ収容空間から突き出す管端部（４３）を備える。前記ヘッダは、凹部（３１）と、前記凹部と連絡したガス流通路（３２）とを備える。前記ヘッダは、前記管端部が前記凹部に挿入されるように、前記第１端部に着脱可能に取り付けられる。前記ガスパイプは、前記管端部及び前記凹部を介して前記ガス流通路と連絡する。
【００２３】
本発明においては、ヘッダが着脱可能であるために、ガスパイプをガスパイプ収容空間から取り出すことが可能である。したがって、ノズル孔群４２のメンテナンスをすることが容易である。また、本発明においては、ガスパイプがその軸方向（中心軸Ｓ４１の方向）に取り出されるから、シールをしなければならない部分が小さくなる。
【００２４】
本発明の放電電極においては、前記凹部は、底面（３１ａ）と、環状溝（３１ｃ）が設けられた側壁面（３１ｂ）とを備えることが好ましい。この場合、前記環状溝には、前記凹部と前記管端部の間をシールするＯリング（４９）が配置される。前記底面と前記環状溝との前記管端部が前記凹部に挿入される方向の距離（Ｌ１）は１０ｍｍ程度が好適であるが、１０ｍｍより長くても短くても構わない。
【００２５】
一辺が１ｍ以上の基板に製膜する場合には、ガスパイプは長さが１ｍ以上のものが用いられる。このような長いガスパイプに対応して距離Ｌ１を１０ｍｍ程度に設定することが好適であるが、１０ｍｍより長くても短くてもよい。これにより、±５ｍｍ程度のガスパイプの伸び縮みが生じた場合でも、ガスパイプの歪みやシール部からのガス漏れを防ぐことができる。
【００２６】
本発明の放電電極においては、前記管端部にキー（４５）が設けられ、前記キーと嵌合するキー溝（３１ｄ）が前記凹部に設けられていることが好ましい。キー構造により、メンテナンス後の再組立時等においてノズル孔群の向きを合わせることが容易である。
【００２７】
本発明の放電電極においては、前記スペーサは前記ガスパイプ外側面に設けられ、前記電極内側面にキー（４５）が設けられ、前記キーと嵌合するキー溝（４４ａ）が前記スペーサに設けられていることが好ましい。この場合も、キー構造により、メンテナンス後の再組立時等においてノズル孔群の向きを合わせることが容易である。
【００２８】
本発明の放電電極においては、前記管端部には、前記ノズル孔群の位置を示すアイマーク（５０）が設けられていることが好ましい。メンテナンス後の再組立時等においてアイマークを目印にしてノズル孔群の向きを合わせることが可能である。
【００２９】
本発明の放電電極においては、前記ガスパイプは四角筒管であることが好ましい。ガスパイプに円筒管以外の管を用いることにより、メンテナンス後の再組立時等においてノズル孔群の向きを合わせることが容易になる。
【００３０】
本発明の放電電極においては、前記電極本体は、第１部分（４６）と、前記第１部分との間に前記内部空間を挟むように前記第１部分に着脱可能に取り付けられる第２部分（４７）とを備えることが好ましい。前記第１部分は、前記第１開口部と、前記ガス拡散路と、前記電極内側面の前記ガス拡散路側の部分（３９ｂ）とを備える。前記第２部分は、前記電極内側面の前記ガス拡散路とは反対側の部分（３８ａ）を備える。
【００３１】
本発明によれば、第１部分と第２部分とが着脱可能であるため、ガスパイプをガスパイプ収容空間から取り出すことが可能である。したがって、ノズル孔群のメンテナンスが容易である。
【００３２】
本発明の放電電極は、互いに略平行に第１方向（Ｘ方向）に延びる２本の横構造（２０）と、前記２本の横構造の間に設けられ、互いに略平行に前記第１方向に略垂直な第２方向（Ｙ方向）へ延びる複数の縦構造（２１、２１ｂ）とを具備している。前記複数の縦構造の各々は、一方の端部を一方の前記横構造に、他方の端部を他方の前記横構造に接続され、前記第２方向へ延びる電極本体（７１）と、一方の端部を前記一方の前記横構造に、他方の端部を前記他方の前記横構造に接続され、前記第２方向へ延びるガスブロック（７６）と、多孔物体（４０’）とを備える。前記電極本体は、基板（８）が保持される対向電極（２）に向かって開口する第１開口部（７２）と、前記第１開口部の反対側に配置された第１取付部（７３）と、前記第１開口部及び前記第１取付部の間に設けられて前記第１開口部と連絡するガス拡散路（７４）と、前記ガス拡散路が前記第１取付部において開口した第２開口部（７５）とを備える。前記第１開口部と、前記第１取付部と、前記ガス拡散路と、前記第２開口部とは、前記第２方向に延びている。前記第１開口部は前記多孔物体により閉じられている。前記ガスブロックは、前記ガスブロックの内部に設けられたガス流通路（７７）と、第２取付部（７８）と、前記ガス流通路と前記第２取付部の間に設けられて前記ガス流通路と連絡するとともに前記第２取付部において開口したノズル孔群（７９）とを備える。前記ガス流通路と、前記第２取付部とは、前記第２方向に延びている。前記ノズル孔群は、前記第２方向に沿って前記ガスブロックに配設されている。前記ガスブロックは、前記第１取付部及び前記第２取付部が嵌合するように、且つ、前記ノズル孔群が前記ガス拡散路と連絡するように、前記電極本体に着脱可能に取り付けられている。
【００３３】
ここで、ガス流通路からノズル孔群を通過してガス拡散路に噴き出したガスは、第１開口部、多孔物体をこの順番で通過し、多孔物体に設けられたガス噴出し孔から基板に向かって噴出する。本発明においては、多孔物体にガス噴出し孔を一面に設けることにより、ガスが多孔物体から均一に噴き出す。したがって、基板上のガス分布が均一化される。また、本発明においては、ガスブロックと電極本体とが着脱可能であるため、ノズル孔群のメンテナンスが容易である。
【００３４】
本発明の薄膜製造装置は、製膜室（６）と、前記製膜室に設けられ、放電電極（３、３ａ〜３ｈ）と、前記製膜室に設けられ、前記放電電極に対向する対向電極（２）とを具備する。
【００３５】
本発明の太陽電池の製造方法は、薄膜製造装置（１）を用いた太陽電池の製造方法である。前記薄膜製造装置は、製膜室（６）と、前記製膜室に設けられ、放電電極（３、３ａ〜３ｈ）と、前記製膜室に設けられ、前記放電電極に対向する対向電極（２）とを備える。前記太陽電池の製造方法は、（ａ）前記対向電極に基板（８）を保持する工程と、（ｂ）前記ガスパイプと、前記ノズル孔群と、前記ガス拡散路と、前記多孔物体とを介して前記製膜室に製膜用のガスを導入する工程と、（ｃ）前記ガスを導入しながら、前記放電電極と前記対向電極との間に電力を印加して、太陽電池用の薄膜を形成する工程とを具備する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、膜質分布の改善と製膜速度の向上にあたり、基板と電極との間の距離を狭くし、製膜圧力を高くして製膜する場合でも、膜厚分布や膜質分布の発生を抑制することが可能な放電電極、薄膜製造装置及び太陽電池の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
添付図面を参照して、本発明による放電電極、薄膜製造装置及び太陽電池の製造方法を実施するための最良の形態を以下に説明する。
【００３８】
（第１の実施形態）
まず、本発明の薄膜製造装置の第１の実施形態の構成について説明する。図４は、本発明の薄膜製造装置の第１の実施形態の構成を示す概略図である。薄膜製造装置１の側面から見た図である。薄膜製造装置１は、製膜室６、対向電極２、均熱板５、均熱板保持機構１１、放電電極３、防着板４、支持部７、高周波給電伝送路１２、整合器１３、高真空排気部１９、低真空排気部１７、台１８を具備する。なお、本図において、ガス供給に関する構成は省略している。
【００３９】
製膜室６は、真空容器であり、その内部で基板８に膜を製膜する。製膜室６は、台１８上に保持されている。
【００４０】
対向電極２は、基板８を保持可能な保持手段（図示されず）を有する金属製の板である。対向電極２は、製膜時、放電電極３に対向する電極（例示：接地側）となる。対向電極２は、一方の面を均熱板５の表面に密接するように保持されている。そして、製膜時に他方の面を基板８の表面と密接する。均熱板５及び基板８と密接することで、均熱板５と基板８との間の熱交換を容易に行い、基板８全体を均一な温度にすることができる。
【００４１】
均熱板５は、全体が概ね均一な温度を有し、接触している対向電極２の温度を均一化する機能を有する。非磁性で熱伝導性の良い材料で製造されていて、セルフクリーニング実施時のフッ素への耐食性があることが望ましく、アルミ合金やインコネルなどのＮｉ合金が例示される。対向電極２の表面が均熱板５の表面に接触したとき、均熱板５が熱の経路となり、その部材の温度分布を緩和することができる。均熱板５は、内部に温度制御された熱媒体を流したり、温度制御されたヒーターを組み込むことで、自身で温度を制御することも可能である。
【００４２】
均熱板保持機構１１は、均熱板５及び対向電極２を製膜室６の側面（図４の右側）に対して略平行となるように保持する。そして、製膜時、均熱板５、対向電極２及び基板８を、放電電極３へ近づける。
【００４３】
放電電極３は、複数の梯子状の電極に分割され形成されている。高周波給電伝送路１２ａが接続された給電点５３と、高周波給電伝送路１２ｂが接続された給電点５４とから、それぞれ高周波電力を受電する。製膜時、対向電極２（例示：接地側）に対向する電極（例示：高周波電力投入側）となる。放電電極３と対向電極２との間の放電で発生するプラズマにより基板８に膜が製膜される。
【００４４】
防着板４は、接地され、プラズマの広がる範囲を抑えることにより、膜が製膜される範囲を制限する。図４の場合、製膜室６の内側における防着板４の後ろ側（基板８と反対の側）の壁に膜が製膜されないようにしている。
【００４５】
支持部７は、製膜室６の側面（図４の左側）から内側へ放電電極３に対して垂直に延びている。防着板４に結合し、放電電極３における対向電極２と反対側の空間を覆うように防着板４を保持する。それと共に、放電電極３と絶縁的に結合し、製膜室６の側面（図４の左側）に対して略平行となるように放電電極３を保持する。
【００４６】
整合器１３（上側及び下側のうちの一方を整合器１３ａ、他方を整合器１３ｂ）は、出力側のインピーダンスを整合可能である。図示されない高周波電源から高周波給電伝送路１４（整合器１３ａに接続する方を高周波給電伝送路１４ａ、整合器１３ｂに接続する方を高周波給電伝送路１４ｂ）を介して高周波電力を供給され、高周波給電伝送路１２を介して放電電極３へ送電する。
【００４７】
整合器１３は、更に、例えば、熱媒体供給装置（図示されず）から熱媒体供給管１５ｂ（整合器１３ｂに接続する方）を介して熱媒体を供給され、高周波給電伝送路１２ｂを介して放電電極３（給電点５４側）へ供給する。そして、放電電極３（給電点５３側）から高周波給電伝送路１２ａを介して熱媒体を受け取り、熱媒体供給管１５ａを介して熱媒体供給装置へ送出する。熱媒体の温度を熱媒体供給装置で制御する（例示：計測温度と設定値との差に基づくＰＩＤ制御）ことで、放電電極３の温度を所望の温度にすることが出来る。この場合、下側の整合器１３ｂから上側の整合器１３ａへ向って熱媒体を流すことが好ましい。滞留箇所や未到達の箇所が発生することなく、熱媒体を放電電極３内に行き渡らせることができる。
【００４８】
高周波給電伝送路１２は、例えば、その円管の中心部分に設けられた細管を用いて熱媒体を通し、その周辺部を用いて電力を給電し、その外側を製膜室６の壁面との間でＯリング等を用いて真空シールをする。又は、この逆でも良い。更に、熱媒体用の専用の配管を設けても良い。
【００４９】
高周波給電伝送路１２（整合器１３ａに接続する方を高周波給電伝送路１２ａ、整合器１３ｂに接続する方を高周波給電伝送路１２ｂ）は、一方を放電電極３に、他方を整合器１３に、それぞれ電気的に接続されている。整合器１３から供給される高周波電力を放電電極３へ供給する。
【００５０】
高真空排気部１９は、製膜室６内の気体を排気する高真空排気用の真空ポンプと開閉弁とを含む。低真空排気部１７は、製膜室６内の気体を排気する粗引き排気用の真空ポンプと開閉弁とを含む。
【００５１】
台１８は、製膜室６を保持している。内部に低真空排気部１７を含む領域を有する。台１８は、製膜室６をｚ方向（鉛直方向）に対してθ＝７°〜１２°傾けて保持する。より好ましくは約１０°傾ける。それにより、対向電極２の基板８に接する表面が、ｚ方向に対して７°〜１２°上に向くようにする。基板８を垂直から僅かに傾けることは、基板８の自重を利用して少ない手間で基板８を保持するとともに、製膜室６の設置面積を少なくすることが出来て好ましい。
【００５２】
図５は、本発明の薄膜製造装置の第１の実施形態の構成の一部を示す部分斜視図である。図中に矢印でＸＹＺ方向を示す。放電電極３は、梯子状の電極を備える。本実施形態では８個の梯子状電極としての放電電極３ａ〜３ｈを備える。ただし、梯子状電極の数は、この数に限定されるものではなく、高周波を均一に給電してプラズマを均一化できることと、製作が容易であることから適切な数を選定できる。また放電電極３を１個の梯子状電極で構成しても良い。放電電極３ａ〜３ｈの各々は、互いに略平行にＸ方向へ延びる二本の横構造２０と、二本の横構造２０の間に設けられ、互いに略平行にＸ方向に略垂直なＹ方向へ延びる複数の縦構造２１とを備える。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に略垂直である。
【００５３】
放電電極３ａ〜３ｈの各々に対して、整合器１３ａ、高周波給電伝送路１４ａ、高周波給電伝送路１２ａ、熱媒体供給管１５ａ及び原料ガス配管１６ａが給電点５３側にそれぞれ設けられ、整合器１３ｂ、高周波給電伝送路１４ｂ、高周波給電伝送路１２ｂ、熱媒体供給管１５ｂ及び原料ガス配管１６ｂが給電点５４側にそれぞれ設けられていて、製膜室６の壁面との間でＯリング等を用いて真空シールをする。図５では、放電電極３ａに関する整合器１３、高周波給電伝送路１４、高周波給電伝送路１２、熱媒体供給環１５及び原料ガス配管１６についてのみ示している。
【００５４】
放電電極３ａ〜３ｈの各々は、給電点５３近傍に原料ガス配管１６ａが接続され、原料ガス配管１６ａから原料ガスが供給される。同様に、給電点５４近傍に原料ガス配管１６ｂが接続され、原料ガス配管１６ｂから原料ガスを供給される。放電電極３ａ〜３ｈの各々は、供給された原料ガスを、図中の矢印に示す方向、すなわち基板８の方向へその表面から放出する。
【００５５】
ただし、第１の実施形態において８分割した放電電極３ａ〜３ｈへの電力供給を、８個に限定することはない。８個未満の整合器１３ａ及び高周波給電伝送路１４ａと整合器１３ｂ及び高周波給電伝送路１４ｂとの組みで行うことも可能である。その場合、その組の数に対応するように、放電電極３ａ〜３ｈを組み分けする。
【００５６】
図６は、本発明の薄膜製造装置の第１の実施形態における高周波電力の供給に関する構成を示す概略ブロック図である。薄膜製造装置１は、更に、電源部６０を具備する。電源部６０は、ＲＦアンプ（高周波電源Ａ）６２、ＲＦアンプ（高周波電源Ｂ）６３、高周波（ＲＦ）発振器６４、高周波（ＲＦ）発振器６５、切り替えスイッチ６６、ファンクションジェネレータ６７を備える。
【００５７】
高周波（ＲＦ）発振器６４は、例えば６０ＭＨｚの高周波（ＲＦ）を発振してＲＦアンプ６２と切り替えスイッチ６６とへ送信する。その際、内部に有するフェーズシフターを用いて、いずれかの高周波を位相変調する。高周波（ＲＦ）発振器６５は、例えば５８．５ＭＨｚの高周波（ＲＦ）を発振して、切り替えスイッチ６６へ送信する。その際、その周波数を例えば５８．５ＭＨｚから５９．９ＭＨｚ、あるいは６０．１ＭＨｚから６１．５ＭＨｚのように変動させる。切り替えスイッチ６６は、高周波発振器６４、６５からの高周波を受け、これらを切り替えてＲＦアンプ６３に供給する。ファンクションジェネレータ６７は、切り替えスイッチ６６による高周波発振器６４、６５からの高周波の切り替えに際し、これらの高周波の時間割合、すなわちデューティ比を変化させる。ＲＦアンプ６２及びＲＦアンプ６３は、供給された高周波を増幅して出力することにより、高周波電源として機能する。
【００５８】
高周波発振器６４は、例えば６０ＭＨｚの高周波を発振してこれをＲＦアンプ６２、切り替えスイッチ６６に送り、高周波発振器６５は例えば５８．５ＭＨｚの高周波を発振して切り替えスイッチ６６に送る。そしてこの切り替えスイッチ６６は、高周波発振器６４から送られてきた６０ＭＨｚと高周波発振器６５から送られてきた５８．５ＭＨｚの高周波とを一定サイクルで切り替え、ＲＦアンプ６３に送る。そのためＲＦアンプ６２は、６０ＭＨｚの高周波を給電点５３に給電し、ＲＦアンプ６３は、一定サイクルで切り替わる６０ＭＨｚと５８．５ＭＨｚの高周波を給電点５４に給電する。
【００５９】
切り替えスイッチ６６は、高周波発振器６４から送られてきた６０ＭＨｚの高周波と高周波発振器６５から送られてきた５８．５ＭＨｚの高周波との切り替えを、ファンクションジェネレータ６７からの信号で変化させる。ファンクションジェネレータ６７は、ガス圧やガス種などのガス条件に対応した信号により、高周波の切り替えの時間割合すなわちデューティ比を変化させる。高周波発振器６４は、フェーズシフターにより、ＲＦアンプ６２及び切り替えスイッチ６６のいずれかに一方へ送る高周波を、他方へ送る高周波とは位相をずらせるようにしてある。高周波発振器６５は、その発振周波数を例えば５８．５ＭＨｚから５９．９ＭＨｚ、あるいは６０．１ＭＨｚから６１．５ＭＨｚのように変動可能に構成してある。
【００６０】
ただし、放電電極３ａ〜３ｈは、それぞれ個別の８個の電源部６０から電力を供給されても良い。あるいは、放電電極３ａ〜３ｈは、８個未満の電源部６０から供給されても良い。その場合、その電源部６０の数に対応するように、放電電極３ａ〜３ｈを組み分けする。また、放電電極３を１個の梯子状電極で構成して、１個の電源部６０から電力を供給しても良い。
【００６１】
この動作の詳細は、特開２００２−３２２５６３号公報のとおりである。この構成及び動作により、放電電極３での定在波等で生じるプラズマ発生状況の不均一などを防止し、大面積でのプラズマ発生状況をより均一とすることができる。
【００６２】
図７Ａ〜図７Ｃは、本発明の放電電極の第１の実施の形態の構成を示す平面図及び断面図である。図７Ａは、図５のＢＢ断面のうちの放電電極３ａを示す。図７Ｂは、図７Ａの放電電極３ａの一つの縦構造及びその縦構造に接続する横構造の断面（図７ＡのＡＡ断面）を示す。図７Ｃは、図７Ａの放電電極３ａの一つの縦構造をその図７Ａにおける下側から見た平面を示す。放電電極３（３ａ）の複数の縦構造２１（２１ａ）の各々は、ガスパイプ収容空間３６が内部に設けられた電極本体３５と、ガスパイプ収容空間３６に収容されたガスパイプ４１と、多孔物体４０とを備えている。ＸＹＺ方向は、図５の場合と同じである。
【００６３】
電極本体３５は、一方の端部３５ａを一方の横構造２０に、他方の端部３５ｂを他方の横構造２０に接続されている。一方の横構造２０は高周波給電伝送路１２ａに、他方の横構造２０は高周波給電伝送路１２ｂに接続されている。
【００６４】
電極本体３５は、＋Ｚ方向に向かって開口する開口部３８と、ガスパイプ収容空間３６及び開口部３８の間に設けられてガスパイプ収容空間３６と開口部３８とを連絡するガス拡散路３７と、ガス拡散路３７を挟むように配置された一対の熱媒体流通路３４とを備えている。一方の熱媒体流通路３４はガス拡散路３７の＋Ｘ側に配置され、他方の熱媒体流通路３４はガス拡散路３７の−Ｘ側に配置されている。多孔物体４０は、開口部３８を閉じており、開口部３８側から反対側へと多孔物体４０をＺ方向に貫通するガス噴出し孔４０ａが設けられている。ここで、ガスパイプ収容空間３６、ガス拡散路３７、開口部３８、及び多孔物体４０は、この順番でＺ方向に配列され、多孔物体４０が最も＋Ｚ側である。製膜時には、多孔物体４０の＋Ｚ側に対向電極２に保持された基板８が配置される。
【００６５】
熱媒体流通路３４、ガスパイプ収容空間３６、ガス拡散路３７、及び開口部３８は、電極本体３５の内部において、電極本体３５の端部３５ａから端部３５ｂまでＹ方向へ延びる空間である。多孔物体４０も端部３５ａから端部３５ｂまでＹ方向へ延びている。ガスパイプ収容空間３６はＹ方向に延びる中心軸Ｓ３６を有している。
【００６６】
ガスパイプ４１は、ガスパイプ収容空間３６内で端部３５ａから端部３５ｂまでＹ方向に延びるパイプ本体４２と、パイプ本体４２の両端の各々に接続された管端部４３とを備えている。管端部４３は、ガスパイプ収容空間３６が端部３５ａ又は端部３５ｂにおいて開口した開口部から突き出している。ガスパイプ４１は、パイプ本体４２及び管端部４３の内部をＹ方向に貫通する内部空間としてのガス流通路４１ａを備えている。パイプ本体４２は、ガス流通路４１ａに面したパイプ内側面４２ａからパイプ外側面４２ｂへ貫通したノズル孔４２ｃを備えている。管端部４３には環状溝４３ａが設けられている。ガスパイプ４１はＹ方向に延びる中心軸Ｓ４１を有している。
【００６７】
電極本体３５は、ガスパイプ収容空間３６に面する電極内側面３９を備えている。電極内側面３９は、パイプ外側面４２ｂとの間に隙間を有してパイプ外側面４２ｂと対向している。電極内側面３９は、ガス拡散路３７の反対側の部分としての電極内側面第１部分３９ａと、ガス拡散路３７側の部分としての電極内側面第２部分３９ｂとを備えている。電極内側面第１部分３９ａ及び電極内側面第２部分３９ｂは、Ｙ方向に延びている。
【００６８】
横構造２０は、横構造２０の−Ｚ側の部分としてのヘッダ３０と、横構造２０の＋Ｚ側の部分としての基部３３とを備えている。ヘッダ３０及び基部３３は、Ｘ方向に延びている。基部３３は、複数の電極本体３５とそれぞれの端部３５ａ（又は端部３５ｂ）において接続している。基部３３及び電極本体３５は、一体型に形成されていても良い。基部３３には、熱媒体流通路３４’が設けられている。熱媒体流通路３４’は、基部３３の内部をＸ方向に延びる空間であり、複数の電極本体３５の各々の熱媒体流通路３４と連絡している。一方の横構造２０の熱媒体流通路３４’は熱媒体供給管１５ａと連絡し、他方の横構造２０の熱媒体流通路３４’は熱媒体供給管１５ｂと連絡している。
【００６９】
ヘッダ３０には、凹部３１と、ガス流通路３２とが設けられている。凹部３１は、横構造２０に接続される複数の縦構造２１ａと同数、したがって、電極本体３５やガスパイプ４１と同数が設けられている（図１２参照）。凹部３１は、底面３１ａ及び側壁面３１ｂを備えている。ガス流通路３２は、ヘッダ３０の内部をＸ方向に延びる空間であり、凹部３１の各々と連絡している。一方の横構造２０のガス流通路３２は原料ガス配管１６ａと連絡し、他方の横構造２０のガス流通路３２は原料ガス配管１６ｂと連絡している。ヘッダ３０は、管端部４３が凹部３１に挿入されるように、電極本体３５の端部３５ａ（又は端部３５ｂ）に対して取りつけられる。このとき、環状溝４３ａに配置されたＯリング４９によって管端部４３とヘッダ３０の間がシールされる。Ｏリング４９の材質としては、耐ガス性、耐高温性に優れたカルレッツ（登録商標）が好適に用いられる。ヘッダ３０は、複数の電極本体３５に対してボルト４８で取りつけられている。したがってヘッダ３０は、複数の電極本体３５及び基部３３に対して着脱可能である。
【００７０】
放電電極３ａは、製膜時の圧力が高い微結晶太陽電池の製造に適するように、基板８上のガス分布を均一にするための多孔物体４０を用いる構造となっている。この場合、ノズル孔４２ｃのメンテナンスのために放電電極３ａを分割可能とすると、放電電極３ａの製造コストが増加しがちである。放電電極３ａにおいては、ヘッダ３０を電極本体３５から取り外すことで、ガスパイプ４１を中心軸Ｓ４１に平行な方向に取り出してノズル孔４２ｃのメンテナンスを行うことが可能である。このような構造により、放電電極３ａの製造コストを低く抑えることが可能である。また、ガスパイプ４１はブラスト洗浄が不要であり、メンテナンスコストが抑制される。
【００７１】
ガス流通路４１ａは、その一端が一方の横構造２０の凹部３１及びガス流通路３２を介して原料ガス配管１６ａと連絡し、その他端が他方の横構造２０の凹部３１及びガス流通路３２を介して原料ガス配管１６ｂと連絡している。原料ガス配管１６ａ及び原料ガス配管１６ｂから供給された製膜用の原料ガスがガス流通路４１ａを流通する。ガス流通路４１ａを流通するガスは、ノズル孔４２ｃから噴出する。
【００７２】
図７Ａにおいては、ノズル孔４２ｃから噴出したガスの流れが矢印で示されている。ノズル孔４２ｃは、適当な間隔でＹ方向に配設された小孔であり、ガス流通路４１ａから電極内側面３９に向かって略均一にガスが噴出する。ノズル孔４２ｃから噴出したガスは、パイプ外側面４２ｂと電極内側面３９とに挟まれた隙間空間をＹ方向に拡散しながらガス拡散路３７に流入する。ガスは、ガス拡散路３７をＹ方向に拡散しながら＋Ｚ方向に移動して開口部３８に達する。ここで、開口部３８の流路幅（Ｘ方向）はガス拡散路３７の流路幅（Ｘ方向）よりも広いため、ガスは開口部３８をＸ方向に拡散しながら多孔物体４０に達する。ガスは、ガス噴出し孔４０ａから基板８と放電電極３ａとの間の空間へと噴出される。多孔物体４０は、縦構造２１ａの基板８側の面の大部分を覆うように設けられている。これにより、対向電極２上の基板８へガスを概ね均等に供給することが出来る。また、多孔物体４０は、図７に示されるようにＺ方向の厚さが比較的薄い多孔板でもよいが、Ｚ方向の厚さが比較的厚く、より細かい孔がより多数存在するブロックにより構成されても良い。ここで、ノズル孔４２ｃが電極内側面を向いており、ガス拡散路３７を向いていないため、ノズル孔４２ｃから噴き出したガスがガス拡散路３７に到達するまでの移動距離が長く、ガスは移動する間に移動方向が変化する。この結果、パイプ外側面４２ｂと電極内側面３９に挟まれた隙間空間においてガスの拡散が促進される。ノズル孔４２ｃは、電極内側面第１部分３９ａを向いていいることが特に好ましいが、電極内側面第２部分３９ｂを向いている場合にもガスの移動距離と移動方向の変化とがある程度は確保される。
【００７３】
多孔物体４０は、非磁性材料で熱伝導性が良く、セルフクリーニング（反応性イオンエッチング）の実施時にフッ素耐性のある金属が好ましい。また、溶接が容易な金属であることがより好ましい。そのような金属は、アルミニウム材（アルミニウム又はアルミニウム合金）に例示される。電極本体３５も同様であることが好ましい。
【００７４】
ガス噴出し孔４０ａの形状は不問であり、円形以外に楕円や四角形、三角形、星型などの適宜な形状が使用可能である。
【００７５】
ガス噴出し孔４０ａから放電電極３（放電電極３ａ）と基板８（又は対向電極２）との間の空間に放出されたガスは、製膜のための反応やセルフクリーニングのための反応に寄与し、反応生成ガスを生じる。隣り合う縦構造２１ａとの隙間空間２２は、反応に寄与しなかった残りのガスや生成した他のガスを排気する通路となる。排気が隙間空間２２からも行われるので、基板８上への均一な製膜が可能となる。
【００７６】
ノズル孔４２ｃが基板８とは反対の方向（−Ｚ方向）にガスを噴出するため、ノズル孔４２ｃから基板８までのガス流路は距離が長く且つ曲がっている。そのため、基板８に到達するまでにガスが十分拡散して基板８上でのガスの流量分布及び濃度分布が均一化される。
【００７７】
熱媒体流通路３４は、一端が一方の横構造２０の熱媒体流通路３４’を介して熱媒体供給管１５ａに、他端が他方の横構造２０を介して熱媒体供給管１５ｂに接続されている。熱媒体流通路３４に温度を制御された熱媒体を流通させることにより、電極本体３５を所望の温度に制御することが出来る。ここでは、一本の電極本体３５に二本の熱媒体流通路３４が示されているが、熱媒体流通路３４は一本でも三本以上でも良い。また、放電電極と対向電極との間に印加される電力が小さく、温度制御が特に必要ない場合は必須ではない。
【００７８】
図８は、図７に示す放電電極のパイプ本体４２周辺を示す透過図である。ノズル孔４２ｃはノズルピッチＬでＹ方向に沿ってパイプ本体４２に配設されている。
【００７９】
パイプ本体４２が円筒管、且つ、ノズル孔４２ｃが円形の場合、ノズル孔４２ｃのノズル径ｄは、式（１）： 
５＜｛π（Ｄ／２）２｝／｛π（ｄ／２）２×Ｎ｝
を満たすように決定される。ここで、Ｄはパイプ本体４２の内径Ｄ、Ｎは一本のパイプ本体４２に設けられたノズル孔４２ｃの数Ｎである。式（１）は、パイプ本体４２の流路断面積Ｓ１が、一本のパイプ本体４２に設けられたノズル孔４２ｃの総噴出し面積Ｓ２の５倍よりも大きいことを表している。
【００８０】
図９は、放電電極３ａについて断面積比と流量分布の関係を示すグラフである。縦軸が流量分布を表し、横軸が断面積比Ｓ１／Ｓ２を表している。図９に示された流量分布は、パイプ本体４２に設けられた複数のノズル孔４２ｃの各々から噴出する流量の最大値及び最小値の平均値からのずれを表し、式：
流量分布=（流量の最大値−流量の最小値）／２／流量の平均値
で定義される。流量分布は、断面積比Ｓ１／Ｓ２が減少すると増加し、断面積比Ｓ１／Ｓ２が５を越えて減少すると流量分布が急激に増加する。したがって、断面積比Ｓ１／Ｓ２を５より大きくすることは重要である。断面積比Ｓ１／Ｓ２が５より大きい場合には、流量分布が５％未満に抑制される。これは、断面積比Ｓ１／Ｓ２が大きい場合には、ガス流通路４１ａの中心軸Ｓ４１に沿うガスの圧力分布が均一になり、複数のノズル孔４２ｃから均一にガスが噴出されるためである。
【００８１】
ここで、流路断面積Ｓ１及び総噴出し面積Ｓ２のそれぞれは、ガスの分子が通過可能であるために正でなければならないから、式（１）は式（１’）：
０＜｛π（ｄ／２）２×Ｎ｝／｛π（Ｄ／２）２｝＜１／５
のように表すことも可能である。
【００８２】
なお、パイプ本体４２は四角筒管や楕円筒管であっても良く、ノズル孔４２ｃは四角形や楕円であっても良い。この場合も、パイプ本体４２の流路断面積Ｓ１と一本のパイプ本体４２に設けられたノズル孔４２ｃの総噴出し面積Ｓ２とが、式（１’）の関係を満たすことで、複数のノズル孔４２ｃから均一にガスが噴出される。
【００８３】
また、ノズル孔４２ｃが円形の場合、パイプ外側面４２ｂと電極内側面３９との隙間距離ｗは、式（２）：
２ｗＬ＞π（ｄ／２）２
を満たすように決定される。ここで、ｄはノズル孔４２ｃのノズル径ｄ、ＬはノズルピッチＬである。式（２）は、一つのノズル孔４２ｃに対応しているパイプ外側面４２ｂと電極内側面３９の間の隙間空間の流路断面積（２ｗＬ）が、一つのノズル孔４２ｃの噴出し面積Ｓよりも大きいことを表している。式（２）が満たされる場合には、ノズル孔４２ｃを噴き出したガスは、パイプ外側面４２ｂと電極内側面３９との隙間空間をガス拡散路３７へと移動する過程でノズル孔４２ｃの噴出し流速よりも流速が小さくなり、多孔物体４０から噴き出されるガスのＸ方向に沿う分布が均一になる。
【００８４】
ここで、流路断面積（２ｗＬ）及び一つのノズル孔４２ｃの噴出し面積Ｓのそれぞれは、ガスの分子が通過可能であるために正でなければならないから、式（２）は式（２’）：
０＜｛π（ｄ／２）２｝／（２ｗＬ）＜１
のように表すことも可能である。
【００８５】
なお、ノズル孔４２ｃは円形に限定されず、四角形や楕円であっても良い。この場合も、一つのノズル孔４２ｃに対応しているパイプ外側面４２ｂと電極内側面３９の間の隙間空間の流路断面積（２ｗＬ）と一つのノズル孔４２ｃの噴出し面積Ｓとが、式（２’）の関係を満たすことで、ノズル孔４２ｃから噴出したガスが均一に拡散する。
【００８６】
なお、隙間距離ｗの上限は放電電極３ａの大さにより制限される。
【００８７】
図１０は、図７に示す放電電極のパイプ本体４２周辺を示す透過図である。図１０には隙間距離ｗを一定に保つためにパイプ外側面４２ｂと電極内側面３９との間に配置されたスペーサ４４が示されている。図８（ａ）に示されたスペーサ４４は、環形状をしており、パイプ外側面４２ｂの全周にわたり設けられている。一方、図８（ｂ）に示されたスペーサ４４は、パイプ外側面４２ｂの周囲に等角度間隔で設けられた突起部である。スペーサ４４は適当な間隔でＹ方向に沿って設けられている。スペーサ４４は一本のパイプ本体４２に複数個、例えば４〜５個設けられる。スペーサ４４は、図１０に示されるようにパイプ外側面４２ｂに設けられても良いが、電極内側面３９に設けられても良い。
【００８８】
図１１は、放電電極３ａについて、ガスパイプと電極の中心軸のずれと流量分布の関係を示している。縦軸は流量分布を表している。横軸は、図７Ｂに示された中心軸Ｓ３６と中心軸Ｓ４１との中心軸Ｓ３６に垂直なずれと、中心軸Ｓ３６及びＳ４１が重なっているときの隙間距離ｗとの比を表している。ここで、ずれが分子、隙間距離ｗが分母である。図１１に示された流量分布は、多孔物体４０に設けられた複数のガス噴出し孔４０ａの各々から噴出する流量の最大値及び最小値の平均値からのずれを表し、式：
流量分布=（流量の最大値−流量の最小値）／２／流量の平均値
で定義される。図１１においては、比が大きいほど、流量分布が大きい。比が２５％より小さい場合には、流量分布が５％未満に抑制される。
【００８９】
したがって、スペーサ４４は、中心軸Ｓ３６と中心軸Ｓ４１との中心軸Ｓ３６に垂直なずれが中心軸Ｓ３６及びＳ４１が重なっているときの隙間距離ｗの２５％を越える前に、電極内側面３９に当接するようにパイプ外側面４２ｂに設けられていることが好ましい。例えば、スペーサ４４のパイプ外側面４２ｂからの高さは、中心軸Ｓ３６及びＳ４１が重なっているときの隙間距離ｗの７５％以上１００％未満の範囲であることが好ましい。
【００９０】
スペーサ４４が電極内側面３９に設けられる場合には、スペーサ４４は、中心軸Ｓ３６と中心軸Ｓ４１との中心軸Ｓ３６に垂直なずれが中心軸Ｓ３６及びＳ４１が重なっているときの隙間距離ｗの２５％を越える前に、パイプ外側面４２ｂに当接するように設けられていることが好ましい。例えば、スペーサ４４の電極内側面３９からの高さは、中心軸Ｓ３６及びＳ４１が重なっているときの隙間距離ｗの７５％以上１００％未満の範囲であることが好ましい。
【００９１】
ガスパイプ４１を電極本体３５の材質と同じアルミニウム材（アルミニウム又はアルミニウム合金）とすることで、熱膨張によりパイプ外側面４２ｂと電極内側面３９の間の隙間空間が狭くなることが防がれる。また、ガスパイプ４１に非磁性のステンレス鋼を選定することでコストダウンを図ることも可能である。非磁性のステンレス鋼は、ＳＵＳ３０４及びＳＵＳ３１６に例示される。ステンレス鋼としたのはセルフクリーニング実施時のフッ素への耐食性を考慮したものであり、非磁性としたのはプラズマに対応するためである。ここで、ＳＵＳ３０４の線膨張率１７×１０−６は、アルミニウム材の線膨張率２４×１０−６に近いため、熱膨張によりパイプ外側面４２ｂと電極内側面３９の間の隙間空間が狭くなることが防がれる。
【００９２】
管端部４３とヘッダ３０の間をシールするＯリング４９は、図７Ｂに示されるように管端部４３に設けられた環状溝４３ａに配置される替わりに、図１３に示されるように側壁面３１ｂに設けられた環状溝３１ｃに配置されてもよい。図１３に示される構成においては、底面３１ａと環状溝３１ｃとの距離Ｌ１が１０ｍｍより長いことが好ましい。距離Ｌ１は、管端部４３が凹部３１に挿入される方向の距離である。ガスパイプ４１は、一辺が１ｍ以上の基板８に製膜するために、長さが１ｍ以上のものが用いられる。したがって、ガスパイプ４１と電極本体３５の熱伸び差が発生した場合であっても、ガスパイプ４１が歪んだり、シール部からのガス漏れがおきたりしないようにするために、距離Ｌ１を１０ｍｍより長く設定することが好ましい。距離Ｌ１を１０ｍｍより長く設定することで±５ｍｍ程度のガスパイプ４１の伸び縮みを吸収することが可能である。このように距離Ｌ１を設定することは、ガスパイプ４１と電極本体３５の材質が異なる場合に特に有効である。
【００９３】
図１４は、ガスパイプ４１のノズル孔４２ｃの向きを合わせるためのキー構造を示している。図１４（ｂ）は、図７Ｂに示すキー構造を示す透過図である。パイプ外側面４２ｂには環状のスペーサ４４が設けられ、スペーサ４４にはキー溝４４ａが設けられている。電極本体３５には、電極内側面３９からガスパイプ収容空間３６に突き出すようにキー４５が設けられている。ガスパイプ４１がガスパイプ収容空間３６に挿入されると、キー４５とキー溝４４ａとが嵌合し、ノズル孔４２ｃが多孔物体４０の反対側を向くように、すなわち電極内側面第１部分３９ａを向くように、ノズル孔４２ｃの向きが規定される。
【００９４】
キー構造は、図１４（ａ）に示される構造をとっても良い。この場合のキー構造は、管端部４３の外側面に設けられたキー４５と、側壁面３１ｂに設けられたキー溝３１ｄとを備えている。ここで、環状溝４３ａはキー４５よりも先端側に配置されている。ヘッダ３０を電極本体３５に対して取りつけると、管端部４３が凹部３１に挿入される。このとき、キー４５がキー溝３１ｄに嵌合し、ノズル孔４２ｃが多孔物体４０の反対側を向くように、すなわち電極内側面第１部分３９ａを向くように、ノズル孔４２ｃの向きが規定される。
【００９５】
ノズル孔４２ｃの向きを合わせる他の方法としては、管端部４３にノズル孔４２ｃの向きを示すアイマーク５０を付ける方法もある（図１２参照）。
【００９６】
さらに、ノズル孔４２ｃの向きを合わせやすくするために、ガスパイプ４１を四角筒管や楕円筒管としてもよい。図１５（ａ）は、パイプ本体４２を四角筒管とし、ガスパイプ収容空間３６の断面形状を四角とした場合を示している。図１５（ｂ）は、パイプ本体４２を楕円筒管とし、ガスパイプ収容空間３６の断面形状を楕円とした場合を示している。なお、図１５（ｃ）に示されるように、パイプ本体４２の断面形状とガスパイプ収容空間３６の断面形状は対応していなくても良い。図１５に示されるようなパイプ本体４２及びガスパイプ収容空間３６の形状についても、既述のキー構造やスペーサ４４が適用され得る。図１５（ａ）〜（ｃ）においては、熱媒体流通路３４は省略されている。
【００９７】
次に、本発明の太陽電池の製造方法について説明する。ここでは、上記に示した放電電極及び薄膜製造装置を用いて、シリコン系薄膜の太陽電池を製造する場合を説明する。
【００９８】
ただし、シリコン系とは、シリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイド（ＳｉＣ）やシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を含む。ここでは、シリコン系薄膜として、微結晶シリコン又はアモルファスシリコンを例とする。
【００９９】
（１）ガラスのような透光性の基板８を薄膜製造装置１へ導入し、対向電極２にセットする。基板８は、例えば、１．４ｍ×１．１ｍ、板厚４ｍｍのソーダフロートガラスで、基板端面は破損防止にコーナー面取りやＲ面取り加工されていることが望ましい。基板８の表面には酸化錫膜を主成分とする透明導電膜を約５００ｎｍから８００ｎｍの膜厚となるよう熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で形成されている。多接合型（タンデム型）太陽電池において微結晶シリコン層をボトム電池層として製膜する際は、基板８には透明導電膜とアモルファスシリコン太陽電池層（ｐ層、i層、ｎ層）が形成されている。その後、製膜室６を所定の真空度（例示：１０−６Ｐａ）にする。対向電極２の温度は、例えば２００℃で一定となるように均熱板５を温度制御されている。基板−電極間距離は、２ｍｍから１５ｍｍが例示され、例えば、５ｍｍが膜厚や膜質の分布が均一で、かつ高速製膜を行う上で好適である。
（２）製膜用のガスを、原料ガス配管１６ａ、ガス流通路３２、凹部３１、ガス流通路４１ａ、ノズル孔４２ｃ、パイプ外側面４２ｂと電極内側面３９の間の隙間空間、ガス拡散路３７、開口部３８、多孔物体４０（複数の孔４０ａ）を介して放電電極３と基板８との間に供給する。微結晶シリコン薄膜又はアモルファスシリコン薄膜を形成する場合、ガスは、例えば、Ｈ２＋ＳｉＨ４（ＳｉＨ４分圧：２〜２０％）である。ただし、ｐ層やｎ層を形成する場合には、更にドーパントを加えたガスとする。製膜圧力の範囲は、例えば、微結晶シリコン薄膜を形成する場合、８００〜１８００Ｐａであり、アモルファスシリコン薄膜を形成する場合、２００〜６００Ｐａである。ガスは、ガス噴出し孔４０ａを介して供給され、隙間空間２２から排出される。
（３）整合器１３の出力側のインピーダンスの整合をとりながら、出力側に接続された高周波給電伝送路１２を介して放電電極３へ所定の高周波電力を供給する。これにより、放電電極３と対向電極２との間にガスのプラズマが発生し、基板８上にシリコン薄膜が製膜される。微結晶シリコン薄膜を形成する場合、高周波電力及び基板温度と膜厚は、例えば、１Ｗ／ｃｍ２及び２００℃と１．５μｍから３μｍである。アモルファスシリコン薄膜を形成する場合、高周波電力及び基板温度と膜厚は、例えば、０．２Ｗ／ｃｍ２及び２００℃と約３００ｎｍである。
（４）製膜前から製膜終了まで、高周波給電伝送路１２の内部に設けられた熱媒体供給管を介して、放電電極３の内部に設けられた熱媒体流通路３４へ熱媒体を流通させる。それにより、放電電極３の温度を制御する。電極本体３５の温度は、例えば５０℃から１８０℃の間の適切な温度に制御される。すなわち、電極本体３５の温度は、製膜時の基板加熱温度とプラズマ投入電力と製膜室６から排出される熱の熱バランスにおいて、基板８の表裏温度差により発生する基板ソリ変形が抑制されるように制御される。
（５）ｐ層シリコン薄膜、ｉ層シリコン薄膜、及びｎ層シリコン薄膜のそれぞれについて、上記の（１）から（４）を繰り返す。
（６）その後、ｎ層上に銀やアルミニウムによる裏面導電膜をスパッタリング装置で形成して、太陽電池が製造される。
【０１００】
なお、ｐ層シリコン薄膜、ｉ層シリコン薄膜、及びｎ層シリコン薄膜をそれぞれ異なる製膜室６で形成しても良い。更には異なる薄膜製造装置で形成しても良い。また、必要に応じて各層の間に他の薄膜を形成しても良い。そのような他の膜や透明導電膜、裏面導電膜については、本発明の薄膜製造装置を用いなくても良い。また、特に記載していないが、太陽電池として直列集積構造するために、途中工程にＹＡＧレーザーなどを用いた膜のエッチング工程を実施する。
【０１０１】
上記の太陽電池の製造方法では、アモルファスシリコン太陽電池、又は微結晶シリコン太陽電池を一つ製造する例を示している。しかし、本発明がこの例に限定されるものではなく、アモルファスシリコン太陽電池と微結晶シリコン太陽電池とを各１層〜複数層に積層させた多接合型太陽電池のような他の種類の薄膜太陽電池にも同様に適用可能である。
【０１０２】
更に、本発明は、金属基板のような非透光性基板上に製造された、基板とは反対側から光が入射する型の太陽電池にも同様に適用可能である。
【０１０３】
複数のガス噴出し孔４０ａを＋Ｚ方向へ送出されたガスは、基板８へ向かいプラズマ生成に寄与しつつ、一部は隣り合う縦構造２１ａの下へ移動するが、多くは隣り合う縦構造２１ａとの隙間空間２２から排出されると考えられる。ガスを供給する複数のガス噴出し孔４０ａ（多孔物体４０）とガスを排出する隙間空間２２とが近接しているため、プラズマ中のガス滞在時間が短くなる。それにより、良好な膜質を有する膜の生成を阻害するナノクラスターの成長や膜内への取り込みを抑制することが可能となる。
【０１０４】
本発明の放電電極３では、隣り合う縦構造２１ａ同士の隙間空間２２を電極−基板距離よりも小さくして、例えば２ｍｍから４ｍｍと狭く構成するとともに、多孔物体４０として平板の板状体またはブロックを用いているので、放電電極３の対向電極２側がほぼ平坦とすることが出来る。それにより、プラズマの生成をより均一化することがで、膜厚及び膜質をより均一化することが可能となる。
【０１０５】
以上のように、本発明により、基板と電極との間の距離を狭くし、製膜圧力を高くして製膜する場合でも、膜厚分布や膜質分布の発生を抑制することが出来る。そして、膜厚分布や膜質分布の発生を抑制しながら高速製膜により生産性を向上することが可能となる。
【０１０６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の薄膜製造装置の第２の実施形態の構成について説明する。本実施の形態では、放電電極３の構成が第１の実施形態と異なっている。
【０１０７】
図４、図５に示す本発明の薄膜製造装置の第２の実施形態の構成、図６に示す本発明の薄膜製造装置の第２実施の形態における高周波電力の供給に関する構成については、第１の実施形態の場合と同様である。したがって、それらの説明を省略する。
【０１０８】
図１６は、本発明の第２の実施形態における放電電極の一つの縦構造の横断面（図５のＢＢ断面）を示している。ＸＹＺ方向は、図５の場合と同じである。第２の実施形態における縦構造２１（２１ａ’）は、第１の実施形態における縦構造２１（２１ａ）において、電極本体３５が＋Ｚ側の部分である電極本体第１部分４６と−Ｚ側の部分である電極本体第２部分４７とに分割可能となっている。ここで、電極本体第１部分４６と基部３３とが一体型とされ、基部３３とヘッダ３０とが一体型とされ、ガスパイプ４１とヘッダ３０とが一体型とされている。すなわち、第２の実施形態における放電電極３ａは、多孔物体４０、電極本体第１部分４６、基部３３、ヘッダ３０及びガスパイプ４１を含む構造に対して電極本体第２部分４７が着脱可能となっている点を除いて第１の実施形態における放電電極３ａと同様である。図１６においては、熱媒体流通路３４は省略されている。
【０１０９】
電極本体第１部分４６は、開口部３８と、ガス拡散路３７と、電極内側面第２部分３９ｂとを備えている。多孔物体４０は開口部３８を閉じている。電極本体第２部分４７は、電極内側面第１部分３９ａを備えている。電極本体第２部分４７は電極本体第１部分４６に対してボルト４８で着脱可能に取りつけられる。電極本体第２部分４７が電極本体第１部分４６に取りつけられると、電極本体３５の内部空間としてのガスパイプ収容空間３６が形成される。ガスパイプ収容空間３６は、電極本体第１部分４６と電極本体第２部分４７とに挟まれた空間であり、パイプ本体４２を収容している。
【０１１０】
第２の実施形態における太陽電池の製造方法においては、放電電極として図１６に記載のものを使用するほかは、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１１１】
第２の実施形態における放電電極３ａは、分割可能となっているためにノズル孔４２ｃのメンテナンスが容易である。
【０１１２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の薄膜製造装置の第３の実施形態の構成について説明する。本実施の形態では、放電電極３の構成が第１の実施形態、及び第２の実施形態と異なっている。
【０１１３】
図４、図５に示す本発明の薄膜製造装置の第３の実施形態の構成、図６に示す本発明の薄膜製造装置の第３の実施形態における高周波電力の供給に関する構成については、第１の実施形態の場合と同様である。したがって、それらの説明を省略する。
【０１１４】
図１７は、本発明の第３の実施形態における放電電極の横断面（図５のＢＢ断面）を示している。ＸＹＺ方向は、図５の場合と同じである。第３の実施形態における放電電極３ａの複数の縦構造２１（２１ｂ）の各々は、＋Ｚ側の部分である電極本体７１と、−Ｚ側の部分であるガスブロック７６と、多孔物体４０と同様の多孔物体４０’とを備えている。電極本体７１及びガスブロック７６の各々は、一方の端部を一方の横構造２０に、他方の端部を他方の横構造２０に接続される。一方の横構造２０は高周波給電伝送路１２ａに、他方の横構造２０は高周波給電伝送路１２ｂに接続されている。
【０１１５】
電極本体７１は、基板８が保持される対向電極２に向かって開口する開口部７２と、開口部７２の反対側に配置された取付部７３と、開口部７２及び取付部７３の間に設けられて開口部７２と連絡するガス拡散路７４と、ガス拡散路７４が取付部７３において開口した開口部７５と、ガス拡散路７４を挟むように配置された一対の熱媒体流通路８０とを備えている。一方の熱媒体流通路８０はガス拡散路７４の＋Ｘ側に配置され、他方の熱媒体流通路８０はガス拡散路７４の−Ｘ側に配置されている。多孔物体４０’は、開口部７２を閉じており、開口部７２側から反対側へと多孔物体４０’をＺ方向に貫通するガス噴出し孔４０ａ’が設けられている。ここで、取付部７３、ガス拡散路７４、開口部７２及び多孔物体４０’は、この順番でＺ方向に配列され、多孔物体４０’が最も＋Ｚ側である。製膜時には、多孔物体４０’の＋Ｚ側に対向電極２に保持された基板８が配置される。開口部７２、ガス拡散路７４、及び熱媒体流通路８０は、電極本体７１の内部において、電極本体７１の一方の端部から他方の端部までＹ方向に延びる空間である。熱媒体流通路８０は、一方の端部が熱媒体供給管１５ａに接続し、他方の端部が熱媒体供給管１５ｂに接続し、熱媒体が流通する。開口部７５及び多孔物体４０’も電極本体７１の一方の端部から他方の端部までＹ方向に延びている。取付部７３は、電極本体７１の一方の端部から他方の端部までＹ方向に延びる凹形状の溝である。開口部７５は、この溝の底面に開口している。
【０１１６】
ガスブロック７６は、ガス流通路７７と、取付部７８と、ガス流通路７７と取付部７８の間に配置されてガス流通路７７と連絡するとともに取付部７８において開口したノズル孔７９とを備えている。ガス流通路７７、ノズル孔７９、取付部７８は、この順番でＺ方向に配列され、取付部７８が最も＋Ｚ側である。ガス流通路７７は、ガスブロック７６の内部において、ガスブロック７６の一方の端部から他方の端部までＹ方向に延びる空間である。ガス流通路７７は、一方の端部が原料ガス配管１６ａと連絡し、他方の端部が原料ガス配管１６ｂと連絡し、ガスが流通する。ノズル孔７９は、Ｚ方向に延びており、適当な間隔でＹ方向に沿って配設されている。取付部７８は、ガスブロック７６の一方の端部から他方の端部までＹ方向に延びる凸形状の畝である。ノズル孔７９は、この畝の頂面に開口している。
【０１１７】
ガスブロック７６は、取付部７３と取付部７８が嵌合するように、電極本体７１に取りつけられる。ガスブロック７６は電極本体７１にボルト４８で固定されるから、ガスブロック７６の電極本体７１への取り付けは着脱可能である。ガスブロック７６が電極本体７１に取りつけられた状態においては、取付部７３の底面と取付部７８の頂面とが密着し、ノズル孔７９がガス拡散路７４と連絡する。
【０１１８】
図１７においては、ガスの流れが矢印で示されている。原料ガス配管１６ａ、ガス流通路７７、ノズル孔７９を介してガス拡散路７４に噴出したガスは、ガス拡散路７４をＹ方向に拡散しながら＋Ｚ方向に移動して開口部７２に達する。ここで、開口部７２の流路幅（Ｘ方向）はガス拡散路７４の流路幅（Ｘ方向）よりも広いため、ガスは開口部７２をＸ方向に拡散しながら多孔物体４０’に達する。ガスは、ガス噴出し孔４０ａ’から基板８と放電電極３ａとの間の空間へと噴出される。多孔物体４０’は、縦構造２１ｂの基板８側の面の大部分を覆うように設けられている。対向電極２上の基板８へガスを概ね均等に供給することが出来る。
【０１１９】
また、多孔物体４０’は、図１７に示されるようにＺ方向の厚さが比較的薄い多孔板でもよいが、Ｚ方向の厚さが比較的厚く、より細かい孔がより多数存在するブロックにより構成されても良い。多孔物体４０’により、より均等に基板８へガスを供給することができる。
【０１２０】
多孔物体４０’は、非磁性材料で熱伝導性が良く、セルフクリーニング（反応性イオンエッチング）に実施時にフッ素耐性のある金属が好ましい。また、溶接が容易な金属であることがより好ましい。そのような金属は、アルミニウム材（アルミニウム又はアルミニウム合金）に例示される。電極本体７１及びガスブロック７６も同様であることが好ましい。
【０１２１】
ガス噴出し孔４０ａ’の形状は不問であり、円形以外に楕円や四角形、三角形、星型などの適宜な形状が使用可能である。
【０１２２】
ガス噴出し孔４０ａ’から放電電極３（放電電極３ａ）と基板８（又は対向電極２）との間の空間に放出されたガスは、製膜のための反応やセルフクリーニングのための反応に寄与し、反応生成ガスを生じる。隣り合う縦構造２１ｂとの隙間空間２２は、反応に寄与しなかった残りのガスや生成した他のガスを排気する通路となる。排気が隙間空間２２からも行われるので、基板８上への均一な製膜が可能となる。
【０１２３】
ガス流通路７７の流路断面積は、一本のガス流通路７７に連絡しているノズル孔７９の総噴出し面積の５倍よりも大きいことが好ましい。このようにすることで複数のノズル孔７９から均一にガスが噴出される。
【０１２４】
第３の実施形態における太陽電池の製造方法においては、放電電極として図１７に記載のものを使用するほかは、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２５】
なお、第３の実施形態においては、電極本体７１側の嵌合構造である取付部７３が凹構造、ガスブロック７６側の嵌合構造である取付部７８が凸構造となっているが、この凹凸が逆であってもよい。
【０１２６】
第３の実施形態における放電電極３ａは、製膜時の圧力が高い微結晶太陽電池の製造に適するように、基板８上のガス分布を均一にするための多孔物体４０’を用いる構造となっている。第３の実施形態における放電電極３ａについても、ガスブロック７６及び電極本体７１が分割可能であるから、ノズル孔７９のメンテナンスが容易である。
【０１２７】
また、第１及び第２の実施形態における放電電極３ａは、第３の実施形態における放電電極３ａのように高い加工精度が要求される嵌合構造を有しないから、製造コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】図１は、従来技術に高圧挟ギャップ法を適用した場合における電極の断面と製膜速度分布との関係を示す図である。
【図２】図２は、従来技術に高圧狭ギャップ法を適用した場合における電極の断面と製膜速度分布との関係を示す図である。
【図３】図３は、図２の電極を用いて製膜した場合における製膜速度の分布を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の薄膜製造装置の実施形態の構成を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の薄膜製造装置の実施形態の構成の一部を示す部分斜視図である。
【図６】図６は、本発明の薄膜製造装置の実施形態における高周波電力の供給に関する構成を示す概略ブロック図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第１の実施形態における放電電極の断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の第１の実施形態における放電電極の他の断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の第１の実施形態における放電電極の下面図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態における放電電極のガスパイプ周辺を示す透過図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態における放電電極について、断面積比と流量分布の関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施形態における放電電極について、ガスパイプと電極の間の隙間距離を一定に保つためのスペーサを示す透過図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１の実施形態における放電電極について、ガスパイプと電極の中心軸のずれと流量分布の関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の第１の実施形態における放電電極のヘッダーの斜視図である。
【図１３】図１３は、ガスパイプの管端とヘッダーとの取り合いについて示す断面図である。
【図１４】図１４は、ガスパイプのノズル孔の向きを合わせるためのキー構造に関し、キー構造をガスパイプとヘッダーとに設けた場合を示す斜視図（ａ）、キー構造をガスパイプと電極本体とに設けた場合を示す透過図（ｂ）である。
【図１５】図１５は、本発明の第１の実施形態における放電電極の変形例について示す断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の第２の実施形態における放電電極の断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第３の実施形態における放電電極の断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１…薄膜製造装置
２…対向電極
３（３ａ〜３ｈ）…放電電極
４…防着板
５…均熱板
６…製膜室
７…支持部
８…基板
１１…均熱板保持構造
１２（１２ａ、１２ｂ）…高周波給電伝送路
１３（１３ａ、１３ｂ）…整合器
１４（１４ａ、１４ｂ）…高周波給電伝送路
１５（１５ａ、１５ｂ）…熱媒体供給管
１６（１６ａ、１６ｂ）…原料ガス配管
１７…低真空排気部
１８…台
１９…高真空排気部
２０…横構造
２１（２１ａ、２１ａ’、２１ｂ）…縦構造
２２…隙間空間
３０…ヘッダ
３１…凹部
３１ａ…底面
３１ｂ…側壁面
３１ｃ…環状溝
３１ｄ…キー溝
３２…ガス流通路
３３…基部
３４、３４’、８０…熱媒体流通路
３５…電極本体
３５ａ、３５ｂ…端部
３６…ガスパイプ収容空間
３７…ガス拡散路
３８…開口部
３９…電極内側面
３９ａ…電極内側面第１部分
３９ｂ…電極内側面第２部分
４０、４０’…多孔物体
４０ａ、４０ａ’…ガス噴出し孔
４１…ガスパイプ
４１ａ…ガス流通路
４２…パイプ本体
４２ａ…パイプ内側面
４２ｂ…パイプ外側面
４２ｃ…ノズル孔
４３…管端部
４３ａ…環状溝
４４…スペーサ
４４ａ…キー溝
４５…キー
４６…電極本体第１部分
４７…電極本体第２部分
４８…ボルト
４９…Ｏリング
５０…アイマーク
５３、５４…給電点
６０…電源部
６２…ＲＦアンプ（高周波電源Ａ）
６３…ＲＦアンプ（高周波電源Ｂ）
６４…高周波（ＲＦ）発振器
６５…高周波（ＲＦ）発振器
６６…切り替えスイッチ
６７…ファンクションジェネレータ
７１…電極本体
７２、７５…開口部
７３、７８…取付部
７４…ガス拡散路
７６…ガスブロック
７７…ガス流通路
７９…ノズル孔
１０３…放電電極
１０８…基板
１２１ａ、１２１ｂ…電極
１３１…ガス流通路
１３２、１３７…ガス噴出し孔
１３４…ガス拡散路
Ｓ３６、Ｓ４１…中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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