(57)【要約】【課題】成膜速度を制御することができるＣＶＤ装置、成膜速度制御方法、及び、太陽電池を提供する。【解決手段】本発明のＣＶＤ装置は、ガス種が封入された真空容器（１）と、真空容器（１）内に設けられた駆動電極（２−１〜２−ｎ）と、真空容器（１）内に駆動電極（２−１〜２−ｎ）から離れて設けられた接地電極（３）と、駆動電極（２−１〜２−ｎ）と接地電極（３）との間に設けられた成膜基板（４）とを具備する。成膜基板（４）は、真空容器（１）内で発生するプラズマにより薄膜が形成される。成膜速度を制御するように、駆動電極（２−１〜２−ｎ）と接地電極（３）との間に生じる容量を表す合成容量が決定される。【選択図】　図１
2004084049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス種が封入された真空容器と、
前記真空容器内に設けられた駆動電極と、
前記真空容器内に前記駆動電極から離れて設けられた接地電極と、
前記駆動電極と前記接地電極との間に設けられ、前記真空容器内で発生するプラズマにより薄膜が形成される成膜基板とを具備し、
成膜速度を制御するように、前記駆動電極と前記接地電極との間に生じる容量を表す合成容量が決定される
ＣＶＤ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＣＶＤ装置において、
前記合成容量は、前記駆動電極と前記プラズマとの間に生じる容量を表すシース容量と、前記成膜基板の容量を表す成膜基板容量と、前記成膜基板と前記接地電極との間に生じる容量を表す基板浮容量とを合成した容量である
ＣＶＤ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＣＶＤ装置において、
更に、
前記真空容器内に前記プラズマを発生するための高周波電圧を前記駆動電極に供給するプラズマ発生用電源を具備し、
前記プラズマへの投入電力は、前記高周波電圧と前記合成容量とに基づいて決定される
ＣＶＤ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＣＶＤ装置において、
前記高周波電圧をＶ、前記合成容量をＣｓｇｕとし、前記プラズマの抵抗を表すプラズマ抵抗をＲｐ、前記プラズマ発生用電源の電源角周波数をω、前記投入電力をＰｉｎとしたとき、前記Ｐｉｎは、下記式：
【数１】
2004084049.tif 000023
で表される
ＣＶＤ装置。
【請求項５】
請求項３に記載のＣＶＤ装置において、
前記高周波電圧をＶ、前記合成容量をＣｓｇｕとし、前記プラズマの抵抗を表すプラズマ抵抗をＲｐ、前記プラズマのインダクタンスを表すプラズマインダクタンスをＬｐ、前記プラズマ発生用電源の電源角周波数をω、前記投入電力をＰｉｎとしたとき、前記Ｐｉｎは、下記式：
【数２】
2004084049.tif 000024
で表される
ＣＶＤ装置。
【請求項６】
ガス種が封入された真空容器と、前記真空容器内に設けられた駆動電極と、前記真空容器内に前記駆動電極から離れて設けられた接地電極と、前記駆動電極と前記接地電極との間に設けられた成膜基板とを備えたＣＶＤ装置を用いる方法であって、
成膜速度を制御するステップと、前記成膜速度は、前記駆動電極と前記接地電極との間に生じる容量を表す合成容量に基づいて設定され、
前記成膜基板に薄膜を形成するために、前記真空容器内にプラズマを発生するための高周波電圧を前記駆動電極に供給するステップとを具備し、
前記プラズマへの投入電力は、前記高周波電圧と前記合成容量とに基づいて決定される
成膜速度制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の成膜速度制御方法において、
前記合成容量は、前記駆動電極と前記プラズマとの間に生じる容量を表すシース容量と、前記成膜基板の容量を表す成膜基板容量と、前記成膜基板と前記接地電極との間に生じる容量を表す基板浮容量とを合成した容量である
成膜速度制御方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の成膜速度制御方法において、
前記高周波電圧をＶ、前記合成容量をＣｓｇｕとし、前記プラズマの抵抗を表すプラズマ抵抗をＲｐ、前記プラズマ発生用電源の電源角周波数をω、前記投入電力をＰｉｎとしたとき、前記Ｐｉｎは、下記式：
【数３】
2004084049.tif 000025
で表される
成膜速度制御方法。
【請求項９】
請求項６又は７に記載の成膜速度制御方法において、
前記高周波電圧をＶ、前記合成容量をＣｓｇｕとし、前記プラズマの抵抗を表すプラズマ抵抗をＲｐ、前記プラズマのインダクタンスを表すプラズマインダクタンスをＬｐ、前記プラズマ発生用電源の電源角周波数をω、前記投入電力をＰｉｎとしたとき、前記Ｐｉｎは、下記式：
【数４】
2004084049.tif 000026
で表される
成膜速度制御方法。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか一項に記載の成膜速度制御方法を用いて製作される太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＶＤ装置、成膜速度制御方法、及び、太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマを用いてＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）反応で薄膜を形成するＣＶＤ装置が知られている。
【０００３】
ＣＶＤ装置は、真空容器、電極、成膜基板、プラズマ発生用電源を具備する。プラズマ発生用電源は、真空容器内にプラズマを発生するための電圧を供給する。そのプラズマにより、成膜基板には薄膜が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＲＦ帯のある周波数のプラズマ発生用電源を用いて放電を行うと、電極上の定在波により、その単位面積当たりの電圧が不均一になり、単位体積当たりのプラズマへの投入電力が不均一となることがある。投入電力が不均一になることにより、単位体積当たりの放電（プラズマ）が不均一となり、成膜速度に影響を及ぼす。このような、不均一なプラズマを用いてＣＶＤ反応で薄膜を形成すると、その膜厚が不均一となり、その性能（例示：太陽電池の性能）が悪くなる。
【０００５】
本発明の目的は、成膜速度を制御することができるＣＶＤ装置、成膜速度制御方法、及び、太陽電池を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、薄膜を均一に形成することができるＣＶＤ装置、成膜速度制御方法、及び、太陽電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［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。
【０００８】
本発明のＣＶＤ装置は、ガス種が封入された真空容器（１）と、真空容器（１）内に設けられた駆動電極（２−１〜２−ｎ：ｎは１以上の正数）と、真空容器（１）内に駆動電極（２−１〜２−ｎ）から離れて設けられた接地電極（３）と、駆動電極（２−１〜２−ｎ）と接地電極（３）との間に設けられた成膜基板（４）とを具備する。成膜基板（４）は、真空容器（１）内で発生するプラズマ（Ｐ）により薄膜が形成される。成膜速度を制御するように、駆動電極（２−１〜２−ｎ）と接地電極（３）との間に生じる容量を表す合成容量（Ｃｓｇｕ）が決定される。
【０００９】
本発明のＣＶＤ装置において、合成容量（Ｃｓｇｕ）は、シース容量（Ｃｓ）と成膜基板容量（Ｃｇ）と基板浮容量（Ｃｕ）とを合成した容量である。シース容量（Ｃｓ）は、駆動電極（２−１〜２−ｎ）とプラズマ（Ｐ）との間に生じる容量を表す。成膜基板容量（Ｃｇ）は、成膜基板（４）の容量を表す。基板浮容量（Ｃｕ）は、成膜基板（４）と接地電極（３）との間に生じる容量を表す。
【００１０】
本発明のＣＶＤ装置は、更に、プラズマ発生用電源（６）を具備する。プラズマ発生用電源（６）は、真空容器（１）内にプラズマ（Ｐ）を発生するための高周波電圧（Ｖ）を駆動電極（２−１〜２−ｎ）に供給する。プラズマ（Ｐ）への投入電力（Ｐｉｎ）は、高周波電圧（Ｖ）と合成容量（Ｃｓｇｕ）とに基づいて決定される。
【００１１】
本発明のＣＶＤ装置において、高周波電圧（Ｖ）、合成容量（Ｃｓｇｕ）、プラズマ（Ｐ）の抵抗を表すプラズマ抵抗（Ｒｐ）、プラズマ発生用電源（６）の電源角周波数（ω）により、投入電力（Ｐｉｎ）は、下記式：
【数５】
2004084049.tif 000003
で表される。
【００１２】
本発明のＣＶＤ装置において、高周波電圧（Ｖ）、合成容量（Ｃｓｇｕ）、プラズマ（Ｐ）の抵抗を表すプラズマ抵抗（Ｒｐ）、プラズマ（Ｐ）のインダクタンスを表すプラズマインダクタンス（Ｌｐ）、プラズマ発生用電源（６）の電源角周波数（ω）により、投入電力（Ｐｉｎ）は、下記式：
【数６】
2004084049.tif 000004
で表される。
【００１３】
本発明の成膜速度制御方法は、ＣＶＤ装置を用いる。そのＣＶＤ装置は、ガス種が封入された真空容器（１）と、真空容器（１）内に設けられた駆動電極（２−１〜２−ｎ：ｎは１以上の正数）と、真空容器（１）内に駆動電極（２−１〜２−ｎ）から離れて設けられた接地電極（３）と、駆動電極（２−１〜２−ｎ）と接地電極（３）との間に設けられた成膜基板（４）とを備えている。本発明の成膜速度制御方法は、成膜速度を制御するステップを具備する。成膜速度は、駆動電極（２−１〜２−ｎ）と接地電極（３）との間に生じる容量を表す合成容量（Ｃｓｇｕ）に基づいて設定される。本発明の成膜速度制御方法は、更に、成膜基板（４）に薄膜を形成するために、真空容器（１）内にプラズマ（Ｐ）を発生するための高周波電圧（Ｖ）を駆動電極（２−１〜２−ｎ）に供給するステップを具備する。プラズマ（Ｐ）への投入電力（Ｐｉｎ）は、高周波電圧（Ｖ）と合成容量（Ｃｓｇｕ）とに基づいて決定される。
【００１４】
本発明の成膜速度制御方法において、合成容量（Ｃｓｇｕ）は、シース容量（Ｃｓ）と成膜基板容量（Ｃｇ）と基板浮容量（Ｃｕ）とを合成した容量である。シース容量（Ｃｓ）は、駆動電極（２−１〜２−ｎ）とプラズマ（Ｐ）との間に生じる容量を表す。成膜基板容量（Ｃｇ）は、成膜基板（４）の容量を表す。基板浮容量（Ｃｕ）は、成膜基板（４）と接地電極（３）との間に生じる容量を表す。
【００１５】
本発明の成膜速度制御方法において、高周波電圧（Ｖ）、合成容量（Ｃｓｇｕ）、プラズマ（Ｐ）の抵抗を表すプラズマ抵抗（Ｒｐ）、プラズマ発生用電源（６）の電源角周波数（ω）により、投入電力（Ｐｉｎ）は、下記式：
【数７】
2004084049.tif 000005
で表される。
【００１６】
本発明の成膜速度制御方法において、高周波電圧（Ｖ）、合成容量（Ｃｓｇｕ）、プラズマ（Ｐ）の抵抗を表すプラズマ抵抗（Ｒｐ）、プラズマ（Ｐ）のインダクタンスを表すプラズマインダクタンス（Ｌｐ）、プラズマ発生用電源（６）の電源角周波数（ω）により、投入電力（Ｐｉｎ）は、下記式：
【数８】
2004084049.tif 000006
で表される。
【００１７】
本発明の太陽電池は、上記の成膜速度制御方法を用いて製作される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明によるＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置の実施の形態を以下に説明する。この本発明のＣＶＤ装置は、太陽電池を製作するために使用され、真空容器内で発生するプラズマにより成膜基板の表面に薄膜を形成する装置である。
【００１９】
図１は、本発明のＣＶＤ装置の構成を示す。本発明のＣＶＤ装置は、真空容器１、駆動電極２−１〜２−ｎ（ｎは１以上の正数）、接地電極３、成膜基板４、ヒータ５、プラズマ発生用電源６、伝送路７、真空ポンプ８、ガスボンベ９、ガス導入部１０を具備する。真空容器１は、真空ポンプ８に接続されている。真空容器１は、真空ポンプ８によって、例えば、１０−４Ｔｏｒｒよりも高真空に排気される。真空容器１は、ガス導入部１０を介して、ガスボンベ９に接続されている。ガス導入部１０によってガス種の流量を調整することにより、真空容器１には、ガスボンベ９からのガス種が封入される。ガス種の一例としては、水素を混入したガスなどがあり、特定されない。
【００２０】
駆動電極２−１〜２−ｎは、真空容器１内に設けられている。接地電極３は、真空容器１内に駆動電極２−１〜２−ｎから離れて設けられている。接地電極３は、真空容器１と共に接地されている。接地電極３には、成膜用のヒータ５が設けられている。成膜基板４は、駆動電極２−１〜２−ｎと接地電極３との間に設けられている。成膜基板４としては、ガラス基板である青板ガラスが例示される。プラズマ発生用電源６は、伝送路７を介して、駆動電極２−１〜２−ｎに接続されている。図示していないが、伝送路７上には、整合器、直流阻止用のコンデンサが設けられている。プラズマ発生用電源６は、真空容器１内にプラズマＰを発生するための高周波電圧Ｖ［Ｖ］を駆動電極２−１〜２−ｎに供給する。高周波電圧Ｖ［Ｖ］とは、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数の正弦波の交流電圧である。高周波電圧Ｖ［Ｖ］の値は、実効値を表す。ＲＦ帯とは、１ｋＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数領域を意味する。
【００２１】
太陽電池を製作するために、成膜基板４は、その第１面、第２面の面積が例えば１［ｍ２］を超えるような大きい基板である。また、接地電極３は、その第１面、第２面の面積が例えば１［ｍ２］を超えるような大きい電極である。成膜基板４の第１面は、駆動電極２−１〜２−ｎに対向する面であり、成膜基板４の第２面は、接地電極３の第１面に対向する面である。成膜基板４の上に離れて設けられる駆動電極も１［ｍ２］を超えるような電極にする場合（その駆動電極−接地電極３である平行平板にする場合）、その駆動電極を支えることは困難である。また、その駆動電極は、重量の他に、コストの点で採用し難い。したがって、駆動電極２−１〜２−ｎは、円筒状であり、駆動電極２−１、２−２、…、２−ｉ、２−ｊ、２−ｋ、…、２−ｎの順に等間隔に成膜基板４の上に離れて設けられることが好ましい。
【００２２】
しかしながら、ＲＦ帯のある周波数（例示：１３．５６［ＭＨｚ］の４倍、５倍）のプラズマ発生用電源６を用いて放電を行うと、電極上の定在波により、その単位面積当たりの高周波電圧Ｖ［Ｖ］が不均一になり、単位体積当たりのプラズマＰへの投入電力Ｐｉｎ［Ｗ］が不均一となることがある。投入電力Ｐｉｎ［Ｗ］が不均一になることにより、単位体積当たりの放電（プラズマＰ）が不均一となり、成膜速度に影響を及ぼす。このような、不均一なプラズマＰを用いてＣＶＤ反応で薄膜を形成すると、その膜厚が不均一となり、太陽電池の性能が悪くなる。
【００２３】
本発明では、膜厚を均一にするために、成膜速度を制御する必要がある。その成膜速度を制御するためには、高周波電圧Ｖ［Ｖ］が不均一でもプラズマＰが均一になるように、投入電力Ｐｉｎ［Ｗ］を均一にすればよい。
【００２４】
プラズマＰへの投入電力Ｐｉｎ［Ｗ］は、高周波電圧Ｖ［Ｖ］とトータルコンダクタンスＧｔｏｔａｌ［Ω−１］とに基づいて決定される。トータルコンダクタンスＧｔｏｔａｌ［Ω−１］は、プラズマＰを発生したときのコンダクタンスを表す。トータルコンダクタンスＧｔｏｔａｌ［Ω−１］は、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］に基づいて決定される。合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］は、駆動電極２−１〜２−ｎと接地電極３との間に生じる容量を表す。合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］が小さくなるにつれ、成膜速度は速くなり、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］が大きくなるにつれ、成膜速度は遅くなる。このように、本発明のＣＶＤ装置では、成膜速度を制御するように、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］が決定される。すなわち、投入電力Ｐｉｎ［Ｗ］を均一にするために、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］が決定される。
【００２５】
本発明のＣＶＤ装置を用いる成膜速度制御方法について説明する。太陽電池は、この成膜速度制御方法を用いて製作される。成膜速度制御方法は、（１）成膜速度を制御するステップと、（２）成膜基板４に薄膜を形成するために、プラズマ発生用電源６によって高周波電圧Ｖを駆動電極２−１〜２−ｎに供給するステップとを具備する。（１）のステップにおいて、成膜速度は、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］に基づいて設定される。
【００２６】
（１）のステップにおけるトータルコンダクタンスＧｔｏｔａｌ［Ω−１］の設定について、具体的に説明する。図２は、図１のＸ部分を拡大した傾斜図である。今、駆動電極２−１〜２−ｎのうちの、駆動電極２−ｊを例にする。
【００２７】
上記の合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］は、シース容量Ｃｓと成膜基板容量Ｃｇと基板浮容量Ｃｕとを合成した容量である。シース容量Ｃｓ［Ｆ］は、駆動電極２−１〜２−ｎとプラズマＰとの間に生じる容量を表す。成膜基板容量Ｃｇ［Ｆ］は、成膜基板４の容量を表す。基板浮容量Ｃｕ［Ｆ］は、成膜基板４と接地電極３との間に生じる容量を表す。
【００２８】
シース容量Ｃｓ［Ｆ］は、数９により算出される。
【数９】
2004084049.tif 000007
ε０は、真空の誘電率である。ａは、駆動電極２−ｊの半径を表す電極半径［ｍ］である。ｄｌは、駆動電極２−ｊの軸線方向（長手方向）の長さを表す電極長手方向長さ［ｍ］である。Ｓｓは、プラズマＰのシースの長さを表すシース長［ｍ］である。シース長Ｓｓ［ｍ］は、電極基板間距離ｈ［ｍ］よりも短い。ここで、シース長Ｓｓ［ｍ］の算出についての説明は省略する。電極基板間距離ｈ［ｍ］は、駆動電極２−ｊから成膜基板４までの距離（長さ）を表す。
【００２９】
成膜基板容量Ｃｇ［Ｆ］は、数１０により算出される。
【数１０】
2004084049.tif 000008
εｒは、比誘電率であり、成膜基板４が青板ガラスである場合、比誘電率εｒは７である。ｇは、成膜基板４の厚みを表す成膜基板厚［ｍ］である。ｄｒは、駆動電極２−ｊの軸線に対して垂直方向の長さを表す電極垂直方向長さ［ｍ］である。この電極垂直方向長さｄｒ［ｍ］は、駆動電極２−ｊの円の中心Ｍと駆動電極２−ｉの円の中心Ｍとを結ぶ直線の中間点Ｍｉｊから、駆動電極２−ｊの円の中心Ｍと駆動電極２−ｋの円の中心Ｍとを結ぶ直線の中間点Ｍｊｋまでの距離（長さ）を表す。
【００３０】
基板浮容量Ｃｕ［Ｆ］は、成膜基板４と接地電極３との間の比誘電率を１（真空）とすると、数１１により算出される。
【数１１】
2004084049.tif 000009
ｕは、接地電極３から成膜基板４までの距離（長さ）を表す基板浮き量［ｍ］である。
【００３１】
図３は、図２の構成をプラズマ分布定数回路で表したものである。電極インダクタンスＬｓ／２［Ｈ］と電極抵抗ｒｓ／２［Ω］と電極抵抗ｒｓ’／２［Ω］と電極インダクタンスＬｓ’／２［Ｈ］とが直列に接続されている。ここで、Ｌｓ／２＝Ｌｓ’／２、ｒｓ／２＝ｒｓ’／２の関係にある。電極インダクタンスＬｓ／２［Ｈ］は、駆動電極２−ｉ側の駆動電極２−ｊのインダクタンスを表す。電極抵抗ｒｓ／２［Ω］は、駆動電極２−ｉ側の駆動電極２−ｊの抵抗を表す。電極抵抗ｒｓ’／２［Ω］は、駆動電極２−ｋ側の駆動電極２−ｊの抵抗を表す。電極インダクタンスＬｓ’／２［Ｈ］は、駆動電極２−ｋ側の駆動電極２−ｊのインダクタンスを表す。
【００３２】
電極抵抗ｒｓ’／２［Ω］と電極抵抗ｒｓ’／２［Ω］とは、分岐点Ｍ２を介して、プラズマインピーダンスＺｐ［Ω］とプラズマ容量Ｃｐ［Ｆ］とに接続されている。プラズマ容量Ｃｐ［Ｆ］は、プラズマＰの容量を表す。プラズマインピーダンスＺｐ［Ω］と合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］とが直列に接続され、プラズマインピーダンスＺｐ［Ω］、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］と、プラズマ容量Ｃｐ［Ｆ］とは、並列に構成されている。
【００３３】
プラズマインピーダンスＺｐ［Ω］は、数１２により算出される。
【数１２】
2004084049.tif 000010
Ｒｐは、プラズマＰの抵抗を表すプラズマ抵抗［Ω］である。Ｌｐは、プラズマＰのインダクタンスを表すプラズマインダクタンス［Ｈ］である。ωは、プラズマ発生用電源６の電源角周波数［Ｈｚ］を表す。
【００３４】
上記のプラズマ抵抗Ｒｐ［Ω］は、数１３により算出される。
【数１３】
2004084049.tif 000011
ｅは、電子の電荷量［Ｃ］である。ｍｅは、電子の質量である。νｍは、電子中性子衝突周波数［Ｈｚ］である。ｎｅは、電子密度［個／ｃｍ３］である。ここで、電子中性子衝突周波数νｍ［Ｈｚ］、電子密度ｎｅ［個／ｃｍ３］の算出についての説明は省略する。
【００３５】
上記のプラズマインダクタンスＬｐ［Ｈ］は、数１４により算出され、上記のプラズマ容量Ｃｐ［Ｆ］は、数１５により算出される。
【数１４】
2004084049.tif 000012
【数１５】
2004084049.tif 000013
【００３６】
シース容量Ｃｓと成膜基板容量Ｃｇと基板浮容量Ｃｕとは直列に接続され、上記の合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］は、数１６により算出される。
【数１６】
2004084049.tif 000014
【００３７】
図４は、図３のプラズマ分布定数回路を等価回路で表したものである。プラズマインピーダンスＺｐ［Ω］（プラズマ抵抗Ｒｐ［Ω］、プラズマインダクタンスＬｐ［Ｈ］）、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］、プラズマ容量Ｃｐ［Ｆ］とに基づいて、トータルコンダクタンスＧｔｏｔａｌ［Ω−１］、トータルキャパシタンスＣｔｏｔａｌ［Ｆ］が決定される。トータルコンダクタンスＧｔｏｔａｌ［Ω−１］とトータルキャパシタンスＣｔｏｔａｌ［Ｆ］とは、並列に構成されている。トータルキャパシタンスＣｔｏｔａｌ［Ｆ］は、プラズマＰを発生したときのキャパシタンスを表す。
【００３８】
ここで、プラズマインピーダンスＺｐ［Ω］、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］と、プラズマ容量Ｃｐ［Ｆ］とが、並列に構成されているため、数１７のように算出される。また、数１７に記載された“／／”は並列を表す。
【数１７】
2004084049.tif 000015
【００３９】
ゆえに、トータルコンダクタンスＧｔｏｔａｌ［Ω−１］は、数１８で表され、トータルキャパシタンスＣｔｏｔａｌ［Ｆ］は、数１９で表される。
【数１８】
2004084049.tif 000016
【数１９】
2004084049.tif 000017
【００４０】
したがって、上記の投入電力Ｐｉｎ［Ｗ］は、数２０により算出される。
【数２０】
2004084049.tif 000018
【００４１】
また、電子中性子衝突周波数νｍ［Ｈｚ］が電源角周波数ω［Ｈｚ］よりも充分高いと仮定してプラズマインダクタンスＬｐ［Ｈ］を無視した場合、数１７は、数２１のように表される。
【数２１】
2004084049.tif 000019
【００４２】
この場合、トータルコンダクタンスＧｔｏｔａｌ［Ω−１］は、数２２で表され、トータルキャパシタンスＣｔｏｔａｌ［Ｆ］は、数２３で表される。
【数２２】
2004084049.tif 000020
【数２３】
2004084049.tif 000021
【００４３】
したがって、上記の投入電力Ｐｉｎ［Ｗ］は、数２４により算出される。
【数２４】
2004084049.tif 000022
【００４４】
本発明では、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］が調整（決定・設定）されることにより、成膜速度を制御することができる。これは、数２０、又は、数２４に表されるように、高周波電圧Ｖ［Ｖ］が不均一でも合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］が調整（決定・設定）されることにより、投入電力Ｐｉｎ［Ｗ］を均一にすることができるためである。すなわち、投入電力Ｐｉｎ［Ｗ］を均一にすることにより、プラズマＰが均一になる。これにより、本発明では、プラズマＰが均一になるため、薄膜を均一に形成することができる。
【００４５】
合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］の調整として、高周波電圧Ｖ［Ｖ］が高い場合、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］を小さくし、高周波電圧Ｖ［Ｖ］が低い場合、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］を大きくする。ここで、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］の調整として、成膜基板容量Ｃｇ［Ｆ］については、成膜基板４の比誘電率εｒや成膜基板厚ｇ［ｍ］を変えることが困難である。また、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］の調整として、シース容量Ｃｓ［Ｆ］については、プラズマＰの形態に依存し制御が困難である。
【００４６】
そこで、合成容量Ｃｓｇｕ［Ｆ］の調整として、基板浮容量Ｃｕ［Ｆ］について行うことが好ましい。すなわち、図５に示されるように、基板浮き量ｕ［ｍ］として、接地電極３から成膜基板４までの距離が長くなるにつれ、基板浮容量Ｃｕ［Ｆ］が小さくなり（無効電力が大きくなり、実効電力が小さくなる）、成膜速度が遅くなる。一方、その距離が短くなるにつれ、基板浮容量Ｃｕ［Ｆ］が大きくなり（実効電力が大きくなり、無効電力が小さくなる）、成膜速度が速くなる。このように、本発明では、基板浮き量ｕ［ｍ］が調整されることにより、成膜速度を制御することができる。
【００４７】
なお、成膜基板４を接地電極３から浮かさずに、接地電極３と成膜基板４との間に誘電体（図示しない）を挿入してもよい。この場合、その誘電体の厚さは、高周波電圧Ｖ［Ｖ］によって変えることが好ましい。その誘電体の挿入場所は、接地電極３と成膜基板４との間であればどこでもよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明のＣＶＤ装置は、成膜速度を制御することができる。
【００４９】
本発明のＣＶＤ装置は、薄膜を均一に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のＣＶＤ装置の構成を示す。
【図２】図２は、図１のＸ部分を拡大した傾斜図である。
【図３】図３は、図２の構成をプラズマ分布定数回路で表したものである。
【図４】図４は、図３のプラズマ分布定数回路を等価回路で表したものである。
【図５】図５は、基板浮き量と成膜速度との関係を示す。
【符号の説明】
１　　真空容器
２−１〜２−ｎ　　駆動電極
３　　接地電極
４　　成膜基板
５　　ヒータ
６　　プラズマ発生用電源
７　　伝送路
８　　真空ポンプ
９　　ガスボンベ
１０　　ガス導入部
【図１】
2004084049.tif 000027
【図２】
2004084049.tif 000028
【図３】
2004084049.tif 000029
【図４】
2004084049.tif 000030
【図５】
2004084049.tif 000031