(57)【要約】【課題】  プラズマCVD装置において、製膜時の不純物の発生を抑えた製膜装置を提供する。【解決手段】  シール部材である樹脂枠のプラズマに曝される表面を、非導電性セラミック部材で覆うことにより、前記非導電性フッ素樹脂部材の表面におけるプラズマエッチングを防止した。これにより、製膜時の不純物の発生が抑えられ、高効率の薄膜太陽電池が得られる。また、シール部材の耐久性が向上することにより、低コスト化が実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマＣＶＤ製膜室の気密性を確保するための非導電性の樹脂枠からなるシール部材を備え、前記樹脂枠のプラズマに曝される表面が、非導電性セラミックス部材で覆われていることを特徴とする、薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項２】
前記非導電性セラミックス部材は、分割可能であることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項３】
請求項１または2に記載の製造装置により、製造した薄膜太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換層が、アモルファス半導体或いは微結晶を含むアモルファス半導体、色素増感形太陽電池、有機太陽電池、ＣＩＧＳ系太陽電池のなかのいずれかを含む薄膜太陽電池の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマＣＶＤ装置は、半導体ウェハや絶縁性フィルムなどの基板上に薄膜を製膜するための装置の一つである。従来の太陽電池を製造するプラズマＣＶＤ装置の概略図を図２に示す。真空容器９の中に少なくとも１つの製膜室１が設けられ、製膜室１の内部には、基板８を挟んで向かい合う高周波電極４とサセプタ５が設置されている。高周波電極４はカソード電極、サセプタ５はアノード電極である。サセプタ５は、ヒーターを内蔵し、基板８を保持する役割も持つ。
従来装置において、製膜室１内部の真空を保持し、かつ、高周波電極４と製膜される基板８を絶縁するために、製膜室１内に非導電性シール部材を設置する必要がある。従来は、非導電性シール部材として、樹脂枠２を用いていた。樹脂枠２として、フッ素樹脂を主に用いている。
特許文献１では、チャンバー内のシール材をプラズマから保護するため、フッ素系樹脂で形成されたリング状のシール本体と、このシール本体の内周部にアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた保護リングを設けた例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８６３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
微結晶シリコン成膜等の、高水素濃度、高パワーのとき、プラズマによりフッ素樹脂などの有機樹脂を用いた樹脂枠がエッチングされることにより、反応室内にフッ化炭素系、炭素系ガス（例えば、ＣＨｎ、Ｃ２ＦＨｎ、Ｃ２Ｆ２Ｈｎ、Ｃ３Ｆ２Ｈｎ、Ｃ２Ｆ３Ｈｎ、Ｃ３Ｈｎ、Ｃ４Ｈｎ、Ｃ５Ｈｎ）が発生し、膜に混入する。上記の結果、製膜端部における膜質（微結晶膜の場合は結晶性）の低下が生じ、均一性を損ねるという問題がある。
また、有機樹脂がエッチングされることにより、耐久性が低下し、部材の交換頻度が高くなり、メンテナンス性が悪いという問題がある。
フッ素樹脂以外の非導電性部材としては、セラミックがある。しかし、セラミックを単体で用いる場合は、熱膨張による他部材との干渉、メンテナンス時の衝撃等により割れ、ヒビ等の破損を生じる恐れがあり、かつ破損が生じたときの交換作業が煩雑であり、また、コストも嵩むという問題がある。
特許文献１は、シール部材としてフッ素系樹脂の内周部にアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いているが、絶縁確保という機能を有していない。高周波電極側をカソード電極、サセプタ側をアノード電極とする装置構造において、高周波電極側とサセプタ側が導通すると、電極間にプラズマを発生させるためのパワーが著しく低下するため、高周波電極側とサセプタ側を絶縁する必要がある。
【０００５】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、シール材により真空度を確保すると同時に、非導電性部材により、絶縁性を確保することが可能であり、プラズマ耐久性の高いシール部材と、低コスト化が実現可能な薄膜製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記従来技術の有する問題を解決するために、プラズマＣＶＤ製膜室１の気密性を確保するための非導電性の樹脂枠２のプラズマに曝される表面を、非導電性セラミック部材１１で覆う。前記非導電性セラミック部材１１により、前記樹脂枠２の表面におけるプラズマエッチングを防止することで、前記樹脂枠２からのフッ化炭素系及び炭素系成分などのガスの発生を抑止し、製膜層への不純物混入を防ぎ、膜質均一性を向上できる。また前記、非導電性セラミック部材１１を用いているため、高周波電極４と基板８は、製膜室１内で絶縁されている。
前記非導電性セラミック部材１１は、加工性、メンテナンス性を考慮して分割構造としてもよく、この場合は、損傷が激しいところだけを交換することが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明を用いることにより、製膜時の不純物の発生が抑えられ、高効率の薄膜太陽電池が得られる。また、シール部材の耐久性が向上することにより、低コスト化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の一例の製膜装置断面図
【図２】本発明の実施形態の別の例の製膜装置断面図
【図３】従来の製膜装置断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に本発明の実施形態を示す。図１（ａ）は、本発明の一例の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ-Ａ’断面図を示す。
製膜室１の内部において、樹脂枠２のプラズマに曝される表面部分を非導電性セラミックス部材１１で覆う。非導電性セラミックス部材１１の中でも、加工性が良好であり、低コストのアルミナ（酸化アルミニウム）部材が好ましい。樹脂枠２の表面に非導電性セラミックス部材１１を配置し、防着板（固定板）３で挟み、固定する。
図２（ａ）は、本発明の別の実施形態の例であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のB部の拡大図である。非導電性セラミックス部材１１は、図２のようにヒーター枠６の中にはめ込むこともできる。ヒーター枠６と非導電性セラミックス１１の間には寸法調整部１２となる空間があり、これにより非導電性セラミックス部材１１の脱着が容易となる。また、非導電性セラミックス部材１１とヒーター枠６の間にわずかな隙間があるため、寸法調整部１２は完全に密閉された構造ではないため、寸法調整部１２の空間に大気が残存することはない。
また、非導電性セラミックス部材は、分割して取り外しが可能にできるようにしてもよい。分割して取り外しが可能である場合は、例えば損傷した部分のみを交換することができる。
【実施例】
【００１０】
以下に本発明の実施例を示す。
[実施例１]
図１に示す装置において、非導電性セラミックス部材としてアルミナ角棒を配置し、防着板で挟み固定した。この装置を用いて、アモルファスシリコンの微結晶膜を、入射パワー3000W, 製膜圧力を４Torr，H2/SiH4（希釈率）＝200の条件で製膜した。
【００１１】
[比較例１]
図２に示す従来装置において、アモルファスシリコンの微結晶膜を実施例１と同じ条件で製膜した。
【００１２】
膜中の炭素含有量を分析した結果を表１に、フッ素含有量を表２に示す。分析は、SIMS（Secondary Ion Mass Spectrometry  二次イオン質量分析法）を用いて行い、装置天井側の樹脂枠からの距離が５０、１００、１５０、２５０、５００ｍｍの膜を試料として分析した。樹脂枠からの距離５００ｍｍの箇所は、基板の成膜領域の中央に位置している。実施例１の樹脂枠からの距離５００ｍｍの濃度を１とする。
【００１３】
分析結果から、炭素及びフッ素の膜中含有量が、アルミナ部材を取り付けることにより、減少していることが分かる。
また、アルミナ部材を適用すると樹脂枠に近い領域ほど、膜中の炭素及びフッ素含有量を減らす効果が高く、アルミナ部材適用後は、膜中央部と膜端部が同等レベルになっており、膜質の均一性が大幅に向上していることを示している。
【００１４】
[表１]膜中の炭素含有量
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【００１５】
[表２]膜中のフッ素含有量
2012124413.tif 000004
【符号の説明】
【００１６】
１  製膜室
２  樹脂枠
３  防着板
４  高周波電極
５  サセプタ（基板支持体）
６  ヒーター枠
７  プラズマ発生領域
８  基板
９  真空容器
１０  高周波電源
１１  非導電性セラミックス部材
１２  寸法調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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