專(zhuān)利名稱(chēng)：使用放電電極的薄膜制造裝置和太陽(yáng)能電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為發(fā)生等離子體所使用的放電電極、使用該放電電極 的薄膜制造裝置及太陽(yáng)能電池的制造方法。
背景技術(shù)：
就制造非晶硅太陽(yáng)能電池或微晶硅太陽(yáng)能電池、TFT (Thin Film Transistor)用的薄膜的薄膜制造裝置而言，從提高生產(chǎn)效率等觀點(diǎn)出 發(fā)，基板的大面積化正在被推進(jìn)。進(jìn)行這種大面積基板(例示lmxlm 以上)的制膜時(shí)，使用高頻等離子體的方法有用。使用高頻等離子體 時(shí)，不僅要使用平行平板型的制膜裝置，而且還要使用梯子型電極的 制膜方法才有效。作為這種制膜方法的現(xiàn)有技術(shù)，公知的有例如曰本 特開(kāi)2002 — 322563號(hào)公報(bào)中所公示的使用梯形電極的技術(shù)。
為了降低含有微結(jié)晶層的串聯(lián)式太陽(yáng)能電池的成本，作為發(fā)電層 的微結(jié)晶i層的膜厚達(dá)到數(shù)pm、即非晶硅i層的5 10左右的厚度，所 以，必須以高速進(jìn)行制膜。為了高速形成高品質(zhì)的發(fā)電層，由日本特 開(kāi)2005—150317號(hào)公報(bào)可知，必須采用基板一電極間距離窄小、制膜 壓力高的高壓窄間隙法。圖1是表示上述的現(xiàn)有技術(shù)中采用高壓窄間 隙法時(shí)的、電極的截面和對(duì)應(yīng)電極的形狀變化的局部區(qū)域內(nèi)的制膜速 度分布的關(guān)系的圖。圖的上半部分表示有關(guān)制膜的構(gòu)成的局部截面， 圖的下半部分表示其構(gòu)成和膜厚的關(guān)系?？v軸表示膜厚，橫軸表示基 板上的位置。制膜裝置的梯形狀的放電電極103具備圓筒狀的多個(gè)電 極121a。多個(gè)電極121a和對(duì)向電極(未圖示)上的基板108面對(duì)面。 電極121a使制膜氣體在電極121a內(nèi)部的氣體流通路131中流動(dòng)，同時(shí)， 其一部分從多個(gè)氣體噴出孔137噴出。利用施加在放電電極103和對(duì) 向電極之間的電力發(fā)生等離子體，且制膜氣體分解/結(jié)合，從而在基板
7108上形成膜。但是，高壓窄間隙法會(huì)產(chǎn)生起因于放電電極103的局
部結(jié)構(gòu)的膜厚的分布。即，如圖所示，距離電極121a近的區(qū)域的膜厚 較厚，距離電極121a遠(yuǎn)的區(qū)域的膜厚變薄。由于這種膜厚的分布，在 電池性能上會(huì)產(chǎn)生分布。
圖2是表示現(xiàn)有技術(shù)中采用高壓窄間隙法時(shí)的、電極的截面和制 膜速度分布的關(guān)系的圖。基板一電極間距離例如為5mm。這種情況下， 電極121b的結(jié)構(gòu)和圖1的電極121a不同。g卩，電極121b為長(zhǎng)方體棒 狀。電極121b使氣體流通路131的制膜氣體經(jīng)由噴出孔132和氣體擴(kuò) 散通路134從多個(gè)槽137噴出。這時(shí)，電極121b的基板108側(cè)的面為 和基板108的表面平行的面。
圖3是表示使用圖2的電極制膜時(shí)的對(duì)應(yīng)電極形狀變化的局部區(qū) 域內(nèi)的制膜速度的分布圖表?？v軸為制膜速度，設(shè)2.5nm/s的制膜速 度為l.O進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化表示。橫軸為基板上的測(cè)量位置的序號(hào)，各點(diǎn)是以 等間隔測(cè)量的點(diǎn)。將作為所評(píng)價(jià)的放電電極103的基準(zhǔn)的與氣體噴出 孔B2對(duì)應(yīng)的基板位置設(shè)定為測(cè)量點(diǎn)序號(hào)0。圖表中的A1、 A2及A3 對(duì)應(yīng)圖2中的位置Al、 A2及A3。對(duì)在該位置Al、 A2及A3的制膜 速度(和膜厚的傾向大致相同)進(jìn)行比較，那么可以看出，與制膜壓 力低的場(chǎng)合(例650Pa)相比，在制膜壓力高的場(chǎng)合(例950Pa、 1300Pa)下，在位置A3的制膜速度降低，制膜速度分布=膜厚分布增 大。除此之外，未圖示，膜質(zhì)例如為微晶硅的場(chǎng)合，拉曼散射的強(qiáng)度 比I (520cm—1) / (480cm—1)也產(chǎn)生分布。SP，在位置Al的原料 氣體濃度(尤其是SiH4氣體濃度)高的區(qū)域，強(qiáng)度比小，為非結(jié)晶性， 在位置A2、 A3的原料氣體濃度從位置Al的值開(kāi)始變化的場(chǎng)合下，強(qiáng) 度比大，成為微結(jié)晶性。由于這種膜厚或膜質(zhì)的分布，電池性能上也 發(fā)生分布。
根據(jù)以上情況，為了使用高壓窄間隙法，期望將放電電極的局部 結(jié)構(gòu)適當(dāng)化的技術(shù)。作為高壓窄間隙法使用的梯形狀的放電電極的局部結(jié)構(gòu)，考慮到制膜氣體的流動(dòng)及等離子體的分布，要求可抑制膜質(zhì) 分布及膜厚分布發(fā)生的技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在改善膜質(zhì)分布和提高制膜速度時(shí)， 在將基板和電極之間的距離變窄、將制膜壓力增高進(jìn)行制膜的場(chǎng)合， 也能夠抑制膜厚分布或膜質(zhì)分布的發(fā)生的放電電極、使用該放電電極 的薄膜制造裝置及太陽(yáng)能電池的制造方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種噴出氣體的噴嘴的維修保養(yǎng)容易 的放電電極、使用該放電電極的薄膜制造裝置及太陽(yáng)能電池的制造方 法。
本發(fā)明的放電電極，具備彼此大致平行地向第1方向(x方向) 延伸的兩根橫結(jié)構(gòu)；設(shè)于所述兩根橫結(jié)構(gòu)之間、且彼此大致平行地向
與所述第1方向大致垂直的第2方向(Y方向)延伸的多個(gè)縱結(jié)構(gòu)。
所述多個(gè)縱結(jié)構(gòu)各自具備將第1端部連接在一個(gè)所述橫結(jié)構(gòu)上、將
所述第1端部的相反側(cè)的第2端部連接在另一個(gè)所述橫結(jié)構(gòu)上的電極 主體；配置于設(shè)在所述電極主體內(nèi)部的氣管收容空間的氣管；和多孔 體。所述電極主體具備向著保持基板的對(duì)向電極開(kāi)口的第1開(kāi)口部、 設(shè)于所述氣管收容空間及所述第1開(kāi)口部之間并連通所述氣管收容空 間和所述第1開(kāi)口部的氣體擴(kuò)散通路。所述第1開(kāi)口部由所述多孔體 封閉。所述氣管具備自所述氣管的管內(nèi)側(cè)面起貫通至管外側(cè)面的噴嘴 孔群。所述氣管、所述氣管收容空間、所述氣體擴(kuò)散通路和所述第1 開(kāi)口部向所述第2方向延伸。所述電極主體具備面對(duì)上述氣管收容空 間并且和所述管外側(cè)面對(duì)置的電極內(nèi)側(cè)面。所述噴嘴孔群沿所述第2 方向配設(shè)在所述氣管上。
本發(fā)明的放電電極中，利用電極主體內(nèi)部設(shè)有氣管的結(jié)構(gòu)放電電 極的維修性提高。
9本發(fā)明的放電電極中，優(yōu)選所述噴嘴孔群向著所述電極內(nèi)側(cè)面，特別優(yōu)選向著所述電極內(nèi)側(cè)面的和所述氣體擴(kuò)散通路相反側(cè)的部分。在此，自噴嘴孔群噴出的氣體依次通過(guò)被管外側(cè)面和電極內(nèi)側(cè)面夾著的間隙空間、氣體擴(kuò)散通路、第1開(kāi)口部、多孔體，然后從設(shè)于多孔體上的氣體噴出孔向著基板噴出。本發(fā)明的放電電極中，設(shè)于氣管上的噴嘴孔群向著電極內(nèi)側(cè)面，而不向著氣體擴(kuò)散通路的方向。因而，自噴嘴孔群噴出的氣體直到到達(dá)氣體擴(kuò)散通路的移動(dòng)距離較長(zhǎng)，氣體在移動(dòng)期間的移動(dòng)方向變化。其結(jié)果是，在管外側(cè)面和電極內(nèi)側(cè)面夾著的間隙空間，可促進(jìn)氣體的第1方向、第2方向的擴(kuò)散。此外，將氣體噴出孔設(shè)在多孔體的一面，由此氣體在第2方向的分布更加均勻，在第1方向的分布也更加均勻。因而，使得氣體分布在基板的第1方向及第2方向被均勻化。
本發(fā)明的放電電極中，優(yōu)選所述氣管的流路截面積Sl和設(shè)于一根
所述氣管上的所述噴嘴孔群的總噴出面積S2之比S2 / Sl大于0、小于1/5。比S2/S1滿(mǎn)足該條件，則氣管內(nèi)的氣體的壓力分布均勻，可以從噴嘴孔群均勻地噴出氣體。
本發(fā)明的放電電極中，優(yōu)選所述噴嘴孔群以噴嘴間距L沿所述第2方向配設(shè)。在此，所述管外側(cè)面和所述電極內(nèi)側(cè)面的間隙距離w和所述噴嘴孔群的一個(gè)噴嘴孔的噴出面積S滿(mǎn)足式0〈S/ (2mL)<l。本發(fā)明中，對(duì)應(yīng)于噴嘴孔群的一個(gè)噴嘴孔的管外側(cè)面和電極內(nèi)側(cè)面之間的間隙空間的流路截面積(2wL)大于一個(gè)噴嘴孔的噴出面積S。這種情況下，從噴嘴孔噴出的氣體在從管外側(cè)面和電極內(nèi)側(cè)面之間的間隙空間向氣體擴(kuò)散通路移動(dòng)的過(guò)程中，與自噴嘴孔的噴出流速相比流速
減小，且向第l方向充分地?cái)U(kuò)散直到到達(dá)多孔體。
本發(fā)明的放電電極，優(yōu)選具備配置在所述電極內(nèi)側(cè)面和所述管外側(cè)面之間的襯墊。利用襯墊可適當(dāng)?shù)乇３謿夤芡鈧?cè)面和電極內(nèi)側(cè)面的
10間隙距離W。
本發(fā)明的的放電電極中，所述氣管收容空間具有第1中心軸，所述氣管具有第2中心軸。在此，優(yōu)選所述襯墊以如下方式設(shè)在所述管外側(cè)面，即，所述第1中心軸和所述第2中心軸在垂直于所述第1中
心軸的方向上的偏差超過(guò)所述第1中心軸和所述第2中心軸重合時(shí)的、所述管外側(cè)面和所述電極內(nèi)側(cè)面的間隙距離wl的25%之前，與所述電極內(nèi)側(cè)面抵接。所述襯墊以與所述管外側(cè)面抵接的方式設(shè)在所述電極內(nèi)側(cè)面也可以。在本發(fā)明的放電電極中，優(yōu)選所述氣管及所述電極主體的材質(zhì)為鋁材。鋁材在應(yīng)對(duì)等離子體和實(shí)施自清潔時(shí)的氟方面比較理想。另外，由于氣管及電極主體用同樣的材料構(gòu)成，所以可防止管外側(cè)面和電極內(nèi)側(cè)面之間的間隙空間因熱膨脹而變窄的問(wèn)題。
本發(fā)明的放電電極中，優(yōu)選所述電極主體的材質(zhì)為鋁材，所述氣管的材質(zhì)為非磁性不銹鋼。通過(guò)將氣管的材質(zhì)設(shè)定為非磁性不銹鋼可實(shí)現(xiàn)成本降低。設(shè)定為不銹鋼是因?yàn)榭紤]到實(shí)施自清潔時(shí)對(duì)氟的抗蝕性，設(shè)定為非磁性是為了應(yīng)對(duì)等離子體。不銹鋼(例示SUS304)和鋁材彼此的線(xiàn)膨脹系數(shù)接近。因此，可防止管外側(cè)面和電極內(nèi)側(cè)面之間的間隙空間因熱膨脹而變窄的問(wèn)題。
本發(fā)明的放電電極中，優(yōu)選所述一個(gè)橫結(jié)構(gòu)具備向第1方向延伸的集管。這種情況下，所述氣管具備在所述第1端部自所述氣管收容空間突出的管端部。所述集管具備凹部、與所述凹部連通的氣體流通路。所述集管以所述管端部插入所述凹部的方式安裝在所述第l端部，且可裝卸。所述氣管經(jīng)由所述管端部及所述凹部與所述氣體流通路連通。在本發(fā)明中，集管可以裝卸，因此可以將氣管從氣管收容空間卸下。因而，容易進(jìn)行噴嘴孔群42的維修保養(yǎng)。另外，在本發(fā)明中，氣管延期軸方向(中心軸S41的方向)卸下，所以必須進(jìn)行密封的部分變小。本發(fā)明的放電電極中，優(yōu)選所述凹部具備底面和設(shè)有環(huán)狀槽的側(cè)壁面。這種情況下，在所述環(huán)狀槽內(nèi)配置有對(duì)所述凹部和所述管端部之間進(jìn)行密封的0型圈。所述底面和所述環(huán)狀槽的所述管端部插入所
述凹部的方向上的距離(Ll)適宜為10mm左右，但比10mm長(zhǎng)、或短都可以。在一邊為lm以上的基板上進(jìn)行制膜時(shí)，氣管使用長(zhǎng)度在lm以上的部件。對(duì)應(yīng)這種長(zhǎng)的氣管，適宜將距離L1設(shè)定為10mm左右，但比10mm長(zhǎng)或短都可以。由此，即使氣管產(chǎn)生i5mm左右的伸縮的場(chǎng)合，也能夠防止氣管變形或來(lái)自密封部的漏氣。
本發(fā)明的放電電極中，優(yōu)選在所述管端部設(shè)有鍵，并在所述凹部設(shè)有和所述鍵嵌合的鍵槽。利用鍵結(jié)構(gòu)，在維修后進(jìn)行重新裝配時(shí)等，容易使噴嘴孔群的朝向一致。本發(fā)明的放電電極中，優(yōu)選所述襯墊設(shè)在所述氣管外側(cè)面，在所述電極內(nèi)側(cè)面設(shè)置鍵，與所述鍵嵌合的鍵槽設(shè)在所述襯墊上。這種情況下，同樣地，利用鍵結(jié)構(gòu)，在維修后進(jìn)行重新裝配時(shí)等，容易使噴嘴孔群的朝向一致。
本發(fā)明的放電電極中，優(yōu)選在所述管端部設(shè)有表示所述噴嘴孔群的位置的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。在維修后進(jìn)行重新裝配時(shí)等，能夠以對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記為記號(hào)使噴嘴孔群的朝向一致。本發(fā)明的放電電極中，優(yōu)選所述氣管為四方形筒管。氣管使用圓筒管以外的管，由此，在維修后進(jìn)行重新裝配時(shí)等，容易使噴嘴孔群的朝向一致。
本發(fā)明的放電電極中，優(yōu)選所述電極主體具備第1部分和第2部分，所述第2部分以將所述內(nèi)部空間夾在其和第1部分之間的方式安裝在所述第1部分上且可裝卸。所述第1部分具備所述第1開(kāi)口部、所述氣體擴(kuò)散通路、所述電極內(nèi)側(cè)面的所述氣體擴(kuò)散通路側(cè)的部分。所述第2部分具備和所述電極內(nèi)側(cè)面的所述氣體擴(kuò)散通路相反側(cè)的部分。根據(jù)本發(fā)明，第1部分和第2部分可以裝卸，所以，能夠?qū)夤軓臍夤苁杖菘臻g卸下。因而，可容易地進(jìn)行噴嘴孔群的維修保養(yǎng)。本發(fā)明的放電電極具備彼此大致平行地向第1方向(X方向)延伸的兩根橫結(jié)構(gòu)；和設(shè)于所述兩根橫結(jié)構(gòu)之間、且彼此大致平行地向與所述第l方向大致垂直的第2方向(Y方向)延伸的多個(gè)縱結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)縱結(jié)構(gòu)各自具備將一端部連接在一個(gè)所述橫結(jié)構(gòu)上、將另一端部連接在另一個(gè)所述橫結(jié)構(gòu)上且向所述第2方向延伸的電極主體;將一端部連接在所述一個(gè)所述橫結(jié)構(gòu)上、將另一端部連接在所述另一個(gè)所述橫結(jié)構(gòu)上且向所述第2方向延伸的氣體組塊；和多孔體。所述電極主體具備向著保持基板的對(duì)向電極開(kāi)口的第1開(kāi)口部、配置在所述第1開(kāi)口部的相反側(cè)的第1安裝部、設(shè)于所述第1開(kāi)口部及所述第1安裝部之間且與所述第1開(kāi)口部連通的氣體擴(kuò)散通路、所述氣體擴(kuò)散通路在所述第1安裝部開(kāi)口的第2開(kāi)口部。所述第1開(kāi)口部、所述第1
安裝部、所述氣體擴(kuò)散通路和所述第2開(kāi)口部向所述第2方向延伸。
所述第1開(kāi)口部由所述多孔體封閉。所述氣體組塊具備設(shè)于所述氣體
組塊的內(nèi)部的氣體流通路、第2安裝部、設(shè)于所述氣體流通路和所述第2安裝部之間而與所述氣體流通路連通并且在所述第2安裝部開(kāi)口的噴嘴孔群。所述氣體流通路和所述第2安裝部向所述第2方向延伸。所述噴嘴孔群沿所述第2方向配設(shè)在所述氣體組塊上。所述氣體組塊以所述第1安裝部及所述第2安裝部嵌合的方式、并且所述噴嘴孔群與所述氣體擴(kuò)散通路連通的方式安裝在所述電極主體上，且可裝卸。
在此，從氣體流通路通過(guò)噴嘴孔群向氣體擴(kuò)散通路噴出的氣體依次通過(guò)第1開(kāi)口部、多孔體，然后從設(shè)于多孔體上的氣體噴出孔向著基板噴出。在本發(fā)明中，在多孔體的一面設(shè)置氣體噴出孔，由此，氣體從多孔體均勻地噴出。因而，基板上的氣體分布被均勻化。另外，在本發(fā)明中，氣體組塊和電極主體可以裝卸，所以，可容易地進(jìn)行噴嘴孔群的維修保養(yǎng)。
本發(fā)明的薄膜制造裝置具備制膜室、設(shè)于所述制膜室的放電電極、設(shè)于所述制膜室且與所述放電電極對(duì)置的對(duì)向電極。
13本發(fā)明的太陽(yáng)能電池的制造方法為使用薄膜制造裝置的太陽(yáng)能電池的制造方法。所述薄膜制造裝置具備制膜室、設(shè)于所述制膜室的放電電極、設(shè)于所述制膜室且與所述放電電極對(duì)置的對(duì)向電極。所述太陽(yáng)能電池的制造方法具備(a)將基板保持在所述對(duì)向電極上的工序；(b)經(jīng)由所述氣管、所述噴嘴孔群、所述氣體擴(kuò)散通路、所述多孔體將制膜用氣體導(dǎo)入所述制膜室的工序；(C) 一邊導(dǎo)入所述氣體一邊向所述放電電極和所述對(duì)向電極之間施加電力，從而形成太陽(yáng)能電池用薄膜的工序。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種在改善膜質(zhì)分布和提高制膜速度時(shí)，在將基板和電極之間的距離變窄、將制膜壓力增高進(jìn)行制膜的場(chǎng)合，也能夠抑制膜厚分布或膜質(zhì)分布的發(fā)生的放電電極、使用該放電電極的薄膜制造裝置及太陽(yáng)能電池的制造方法。
圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)中采用高壓窄間隙法時(shí)的電極的截面和制膜
速度分布的關(guān)系的圖2是表示現(xiàn)有技術(shù)中采用高壓窄間隙法時(shí)的電極的截面和制膜
速度分布的關(guān)系的圖3是表示使用圖2的電極進(jìn)行制膜時(shí)的制膜速度的分布的圖表；圖4是表示本發(fā)明的薄膜制造裝置的實(shí)施例的構(gòu)成的概略圖；圖5是表示本發(fā)明的薄膜制造裝置的實(shí)施例的構(gòu)成的局部的部分
立體圖6是表示本發(fā)明的薄膜制造裝置的實(shí)施例的有關(guān)高頻電力的供給的構(gòu)成的概略框圖7 A是本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極的橫剖面圖7B是本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極的縱剖面圖7C是本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極的部分正面圖8是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極的氣管周邊的透視圖9是對(duì)本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極表示其截面積比和流量分圖IOA是對(duì)本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極，表示用于將氣管和電
極之間的間隙距離保持 一 定的襯墊的 一 例的透視圖10B是對(duì)本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極，表示用于將氣管和電
極之間的間隙距離保持一定的襯墊的另 一例的透視圖11是對(duì)本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極，表示其氣管和電極的中
心軸的偏差和流量分布的關(guān)系的圖表；
圖12是本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極的集管的立體圖； 圖13是對(duì)氣管的管端和集管的配合進(jìn)行表示的剖面圖； 圖14A是表示將用于使氣管的噴嘴孔的朝向一致的鍵結(jié)構(gòu)設(shè)在氣
管和集管上時(shí)的立體圖14B是表示將用于使氣管的噴嘴孔的朝向一致的鍵結(jié)構(gòu)設(shè)在氣
管和電極主體上時(shí)的透視圖15A是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極的變形例的剖面圖； 圖15B是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極的另一變形例的剖面
圖15C是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極的另一變形例的剖面
圖16是本發(fā)明第2實(shí)施例的放電電極的剖面圖； 圖17是本發(fā)明第3實(shí)施例的放電電極的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照
本發(fā)明的放電電極、薄膜制造裝置及太陽(yáng)能 電池的制造方法。
首先，對(duì)本發(fā)明第1實(shí)施例的薄膜制造裝置的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。圖4 是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的薄膜制造裝置的概略構(gòu)成的側(cè)面剖面圖。 薄膜制造裝置l具備制膜室6、對(duì)向電極2、均熱板5、均熱板保持 機(jī)構(gòu)ll、放電電極3、防護(hù)板4、支承部7、高頻供電傳送路12 (12a、
1512b)、耦合器13 (13a、 13b)、高真空排氣部19、低真空排氣部17、 臺(tái)18。本圖中省略了有關(guān)氣體供給的構(gòu)成。
制膜室6是真空容器，在其內(nèi)部將膜形成于基板8上。制膜室6 被保持在臺(tái)18上。
對(duì)向電極2是具有用于保持基板8的保持部(未圖示)的金屬制 板。對(duì)向電極2為制膜時(shí)與放電電極3相對(duì)的電極(例示接地側(cè))。 對(duì)向電極2的一面以與均熱板5的表面緊貼的方式被保持，其另一面 在制膜時(shí)以和基板8的表面緊貼的方式保持基板。通過(guò)和均熱板5及 基板8緊貼，能夠容易地進(jìn)行均熱板5和基板8之間的熱交換，使基 板8整體達(dá)到均勻的溫度。
均熱板5具有以整體具有大致均勻的溫度的方式使其所接觸的對(duì) 向電極2的溫度均勻化的功能。理想的是，用非磁性且熱傳導(dǎo)性?xún)?yōu)良 的材料制造而成，具有在實(shí)施自清潔時(shí)對(duì)氟的抗蝕性，可舉出鋁合金 或鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金等Ni合金。對(duì)向電極2的表面與均熱板5的表 面接觸時(shí)，均熱板5成為熱的路徑，可以緩和其部件的溫度分布。均 熱板5通過(guò)使進(jìn)行了溫度控制的熱介質(zhì)在其內(nèi)部流動(dòng)并裝入進(jìn)行了溫 度控制的加熱器，也能夠自身進(jìn)行溫度控制。
均熱板保持機(jī)構(gòu)11以使均熱板5及對(duì)向電極2相對(duì)于制膜室6的 側(cè)面大致平行的方式保持均熱板5及對(duì)向電極2。而且，制膜時(shí)使均熱 板5及基板8向放電電極3靠近。
放電電極3分割形成為多個(gè)梯子狀電極，且從連接高頻供電傳送 路12a的給電點(diǎn)53、連接高頻供電傳送路12b的給電點(diǎn)54分別接收電 力。制膜時(shí)成為與對(duì)向電極2 (例示接地側(cè))相對(duì)的電極(例示高 頻電力投入側(cè))。利用由放電電極3和對(duì)向電極2之間的放電發(fā)生的 等離子體在基板8上制成膜
16防護(hù)板4接地并抑制等離子體擴(kuò)展的范圍，由此，對(duì)制成膜的范 圍進(jìn)行限制。圖4的情況為，在制膜室6的內(nèi)側(cè)的防護(hù)板4的后側(cè)(基
板8的相反側(cè))的壁上不形成膜。
支承部7自制膜室6的側(cè)面向內(nèi)側(cè)且相對(duì)于放電電極3垂直地延 伸。以與防護(hù)板4結(jié)合且覆蓋放電電極3的和對(duì)向電極2相反側(cè)的空 間的方式保持防護(hù)板4。與此同時(shí)，以與放電電極3絕緣性地結(jié)合、相 對(duì)于制膜室6的側(cè)面大致平行的方式保持放電電極3。
耦合器13 (13a、 13b)可以耦合輸出側(cè)的阻抗。從未圖示的高頻 電源經(jīng)由高頻供電傳送路14 (14a、 14b)供給高頻電力，并經(jīng)由高頻 供電傳送路12 (12a、 12b)向放電電極3送電。
例如，從熱介質(zhì)供給裝置(未圖示)經(jīng)由熱介質(zhì)供給管15b向耦 合器13b供給熱介質(zhì)，并經(jīng)由高頻供電傳送路12b、給電點(diǎn)54向放電 電極3供給。其后，從放電電極3經(jīng)由給電點(diǎn)54、高頻供電傳送路12a 接收熱介質(zhì)，并經(jīng)由熱介質(zhì)供給管15a向熱介質(zhì)供給裝置輸送。熱介質(zhì) 的溫度由熱介質(zhì)供給裝置控制(例示基于測(cè)量溫度和設(shè)定值的差的 PID控制)，放電電極3的溫度可以保持在所要求的溫度。這種情況下， 優(yōu)選使熱介質(zhì)從下側(cè)的耦合器13b向上側(cè)的耦合器13a流動(dòng)。這樣，不 會(huì)發(fā)生滯留處或未到達(dá)之處，能夠使熱介質(zhì)遍布到在放電電極3內(nèi)。
高頻供電傳送路12 (12a、 12b)例如利用設(shè)在其圓管的中心部分 的細(xì)管使熱介質(zhì)通過(guò)，利用其周邊部傳輸電力?；蛘吲c此相反也可以。 此外，也可以設(shè)置熱介質(zhì)用的專(zhuān)用配管。高頻供電傳送路12利用0型 圈等在其和制膜室6的壁面之間進(jìn)行真空密封。高頻供電傳送路12分 別將其一方與放電電極3電連接、將另一方與耦合器13電連接。將由 耦合器13供給的高頻電力向放電電極3供給。
高真空排氣部19包括排出制膜室6內(nèi)的氣體的高真空排氣用的真空泵和開(kāi)閉閥。低真空排氣部17包括排出制膜室6內(nèi)的氣體的大體上 吸引排氣用的真空泵和開(kāi)閉閥。
臺(tái)18上保持有制膜室6。內(nèi)部具有包含低真空排氣部17的區(qū)域。 臺(tái)18保持制膜室6使其相對(duì)于z方向(鉛垂方向)傾斜e二7。 12° 。 更優(yōu)選傾斜約10° 。由此，對(duì)向電極2的與基板8相接的表面相對(duì)于 z方向向上傾斜7。 12° 。使基板8偏離垂直稍稍?xún)A斜，則可以利用 基板8的自重以很少的工時(shí)保持基板8，并且可以減少制膜室6的設(shè)置 面積。
圖5是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的薄膜制造裝置的構(gòu)成的局部的部 分立體圖。圖中用箭頭表示方向。放電電極3具備梯子狀電極。本實(shí) 施例中具備8個(gè)作為梯子狀電極的放電電極3a 3h。但是，梯子狀電 極的數(shù)目沒(méi)有限定，以能夠使高頻均勻地給電且使等離子體均勻化和 制作容易的方式選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)目。另外，也可以用一個(gè)梯子狀電極構(gòu) 成放電電極3。放電電極3a 3h各自具備彼此大致平行地向X方向延 伸的兩根橫結(jié)構(gòu)20和設(shè)于兩根橫結(jié)構(gòu)20之間且向與X方向大致垂直 的Y方向彼此大致平行地延伸的縱結(jié)構(gòu)21。Z方向與X方向及Y方向 大致垂直。
相對(duì)于各個(gè)放電電極3a 3h，耦合器13a、高頻供電傳送路14a、 高頻供電傳送路12a、熱介質(zhì)供給管15a及原料氣體配管16a分別設(shè)在 給電點(diǎn)53側(cè)，耦合器13b、高頻供電傳送路14b、高頻供電傳送路12b、 熱介質(zhì)供給管15b及原料氣體配管16b分別設(shè)在給電點(diǎn)54側(cè)。對(duì)高頻 供電傳送路12使用O型圈等，由此，制膜室6被真空密封。圖5中僅 對(duì)放電電極3所涉及的耦合器13、高頻供電傳送路14、高頻供電傳送 路12、熱介質(zhì)供給管15及原料氣體配管16進(jìn)行了表示。
放電電極3a 3h各自在給電點(diǎn)53旁邊連接原料氣體配管26a，自 原料氣體配管16a供給原料氣體。同樣地，在給電點(diǎn)54旁邊連接原料氣體配管16b，自原料氣體配管16b供給原料氣體。放電電極3a 3h 各自將被供給的原料氣體向圖中的箭頭所示的方向即基板8的方向從 其表面放出。
然而，在第1實(shí)施例中，準(zhǔn)備8組耦合器13a、高頻供電傳送路 14a、耦合器13b和高頻供電傳送路14b，由該8組向放電電極3a 3h 進(jìn)行電力供給，但并不現(xiàn)定于8組?？梢詫?duì)應(yīng)放電電極的數(shù)目設(shè)置給 電點(diǎn)，或也可以用少于8組的組進(jìn)行給電。這種情況下，對(duì)應(yīng)其組數(shù) 對(duì)放電電極3a 3h進(jìn)行分組。
圖6是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的薄膜制造裝置的有關(guān)高頻電力的 供給的構(gòu)成的概略框圖。薄膜制造裝置1具備電源部60。電源部60具 備RF放大器(高頻電源A) 62、 RF放大器(高頻電源B) 63、高頻 (RF)振蕩器64、高頻(RF)振蕩器65、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)66、控制發(fā)生器 67。
高頻(RF)振蕩器64例如發(fā)生60MHz的高頻(RF)信號(hào)并發(fā)送 到RF放大器62和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)66。此時(shí)，使用內(nèi)部具有的相移器對(duì)高頻 進(jìn)行相位調(diào)制。高頻(RF)振蕩器65例如發(fā)生58.5MHz的高頻(RF) 信號(hào)并發(fā)送到轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)66。此時(shí)，使用內(nèi)部具有的相移器對(duì)高頻進(jìn)行 相位調(diào)制。另外，使其頻率例如從58.5MHz變動(dòng)為59.9MHz，或從 60.1MHz變動(dòng)為61.5MHz。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)66接收來(lái)自高頻振蕩器64、 65 的高頻信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換后向RF放大器63供給?？刂瓢l(fā)生器67在通過(guò) 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)66轉(zhuǎn)換來(lái)自高頻振蕩器64、 65的高頻信號(hào)時(shí)，改變這些高 頻信號(hào)的時(shí)間比例即占空比。RF放大器62及RF放大器63將所供給 的高頻信號(hào)放大后輸出，由此作為高頻電源發(fā)揮功能。
高頻振蕩器64例如發(fā)生60MHz的高頻(RF)信號(hào)并將其發(fā)送到 RF放大器62和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)66，此時(shí)，高頻振蕩器65例如發(fā)生58.5MHz 的高頻(RF)信號(hào)并發(fā)送到轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)66。該轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)66以一定周期
19對(duì)從高頻振蕩器64發(fā)送出來(lái)的60MHz的高頻信號(hào)和從高頻振蕩器65 發(fā)送出來(lái)的58.5MHz的高頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并向RF放大器63發(fā)送。 因此，RF放大器62向給電點(diǎn)53供給60MHz的高頻電力，RF放大器 63向給電點(diǎn)54供給以一定周期轉(zhuǎn)換的60MHz和58.5MHz的高頻電力。
轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)66基于來(lái)自控制發(fā)生器67的信號(hào)進(jìn)行從高頻振蕩器64 發(fā)送出來(lái)的60MHz的高頻信號(hào)和從高頻振蕩器65發(fā)送出來(lái)的58.5MHz 的高頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換?？刂瓢l(fā)生器67根據(jù)對(duì)應(yīng)于氣體壓力或氣體種類(lèi)等 氣體條件的信號(hào)，改變高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的時(shí)間比例即占空比。高頻振蕩 器64利用相移器使向發(fā)送RF放大器62及轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)66任一方的高頻 信號(hào)從向另一方發(fā)送的高頻信號(hào)移動(dòng)相位。高頻振蕩器65可將其振蕩 頻率例如從58.5MHz變動(dòng)為59.9MHz，或從60.1MHz變動(dòng)為61.5MHz。
但是，放電電極3a 3h也可以分別從單獨(dú)的電源部60供給電力。 或者，放電電極3a 3h也可以從少于8個(gè)的電源部60供給電力。這種 情況下，與其電源部60的數(shù)目對(duì)應(yīng)地對(duì)放電電極3a 3h進(jìn)行分組。另 外，也可以用一個(gè)梯子狀電極構(gòu)成放電電極3且從一個(gè)電源部60供給 電力。
曰本特開(kāi)2002_322563號(hào)公報(bào)記載有該動(dòng)作的詳情。根據(jù)該構(gòu)成 及動(dòng)作，可以防止因放電電極3中的駐波等產(chǎn)生的等離子體發(fā)生狀況 的不均勻等，能夠使得在大面積內(nèi)的制膜分布更加均勻。
圖7A 圖7C是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的放電電極的構(gòu)成的平面 圖及剖面圖。圖7A表示沿著圖5的BB線(xiàn)的放電電極3a的端面。圖 7B表示圖7A的放電電極3a的一個(gè)沿著AA線(xiàn)的縱斷面。圖7C表示 放電電極3a的一個(gè)從下側(cè)看的平面。放電電極3 (3a)的多個(gè)縱結(jié)構(gòu) 21 (21a)各自具備設(shè)在氣管收容空間36內(nèi)部的電極主體35、收容在 氣管收容空間36的氣管41、多孔體40。 XYZ方向和圖5的場(chǎng)合相同。
20電極主體35的縱方向一端部35a連接在一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20上，電極 主體35的另一端部35b連接在另一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20上。 一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20與 高頻供電傳送路12a連接，另一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20與另一高頻供電傳送路12b 連接。
電極主體35具備向+Z方向的開(kāi)口部38、設(shè)在氣管收容空間36 和開(kāi)口部38之間并連通氣管收容空間36和開(kāi)口部38的氣體擴(kuò)散通路 37、和以?shī)A住氣體擴(kuò)散通路37的方式配置的一對(duì)熱介質(zhì)流通路34。 一 熱介質(zhì)流通路34配置于氣體擴(kuò)散通路37的+X側(cè)，另一熱介質(zhì)流通路 34配置有氣體擴(kuò)散通路37的一X側(cè)。多孔體40封閉開(kāi)口部38，設(shè)有 從開(kāi)口部38側(cè)向相反側(cè)沿Z方向貫通多孔體40的許多氣體噴出孔40a。 在此，氣管收容空間36、氣體擴(kuò)散通路37、開(kāi)口部38及多孔體40按 照該順序沿Z方向排列，多孔體40最靠+Z側(cè)。制膜時(shí)，保持在對(duì)向 電極2上的基板8配置于多孔體40的+Z側(cè)。
熱介質(zhì)流通路34、氣管收容空間36、氣體擴(kuò)散通路37及開(kāi)口部 38為在電極主體35的內(nèi)部，從電極主體35的一端部35a到另一端部 35b向Y方向延伸的空間。多孔體40也從端部35a到端部35b向Y方 向延伸。氣管收容空間36具有沿Y方向延伸的中心軸S36。
氣管41具備在氣管收容空間36內(nèi)從端部35a到端部35b向Y方 向延伸的管主體42、分別連接在管主體42的兩端的管端部43。管端 部43從氣管收容空間36在端部35a或端部35b開(kāi)口的開(kāi)口部突出。氣 管41具備沿Y方向貫通管主體42及管端部43的內(nèi)部的作為內(nèi)部空間 的氣體流通路41a。管主體42具備從面向氣體流通路41a的管內(nèi)側(cè)面 42a向管外側(cè)面42b貫通的噴嘴42c。在管端部43設(shè)有環(huán)狀槽43a。氣 管41具有沿Y方向延伸的中心軸S41。
電極主體35具備面向氣管收容空間36的電極內(nèi)側(cè)面39。電極內(nèi)側(cè)面39在其和管外側(cè)面42b之間具有間隙且和管外側(cè)面42b相對(duì)。電 極內(nèi)側(cè)面39具備作為氣體擴(kuò)散通路37的相反側(cè)的部分的電極內(nèi)側(cè)面 第1部分39a和作為氣體擴(kuò)散通路37側(cè)的部分的電極內(nèi)側(cè)面第2部分 39b。電極內(nèi)側(cè)面第1部分39a和電極內(nèi)側(cè)面第2部分39b沿Y方向延 伸。
橫結(jié)構(gòu)20具備作為橫結(jié)構(gòu)20的一Z側(cè)部分的集管30和作為橫結(jié) 構(gòu)20的+Z側(cè)部分的基部33。集管30及基部33沿X方向延伸?；?33和多個(gè)電極主體35在各自的端部35a (或端部35b)連接?；?3 及電極主體35也可以形成為一體。在基部33上設(shè)有熱介質(zhì)流通路34'。 熱介質(zhì)流通路34，為在基部33的內(nèi)部沿X方向延伸的空間，且和多個(gè) 電極主體35的各個(gè)熱介質(zhì)流通路34連接。 一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20的熱介質(zhì)流 通路34'和熱介質(zhì)供給管15a連接，另一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20的熱介質(zhì)流通路 34'和熱介質(zhì)供給管15b連接。
在集管30上設(shè)有凹部31和氣體流通路32。凹部31和與橫結(jié)構(gòu) 20連接的多個(gè)縱結(jié)構(gòu)21a數(shù)目相同，因而，電極主體35、氣管41設(shè)計(jì) 為相同數(shù)目(參照?qǐng)D12)。凹部31具備底面31a及側(cè)壁面31b。氣體 流通路32為在集管30的內(nèi)部沿X方向延伸的空間，且和各個(gè)凹部31 連接。 一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20的氣體流通路32和原料氣體配管16a連通，另一 個(gè)橫結(jié)構(gòu)20的氣體流通路32和原料氣體配管16b連通。集管30以管 端部43插入凹部31的方式相對(duì)電極主體35的端部35a (或端部35b) 安裝。這時(shí)，管端部43和集管30之間用配置于環(huán)狀槽43a的O型圈 49封閉。作為0型圈49的材質(zhì)，適宜用耐氣性、耐高溫性?xún)?yōu)異的kalrez (注冊(cè)商標(biāo))。集管30用螺栓48安裝在多個(gè)電極主體35上。因而集 管30相對(duì)于多個(gè)電極主體35及基部33可裝卸。
為了適于制膜時(shí)的壓力高的微結(jié)晶太陽(yáng)能電池的制造，放電電極 3a的結(jié)構(gòu)為采用用于使基板8上的氣體分布達(dá)到均勻的多孔體40。這 種情況下，為了進(jìn)行噴嘴孔42c的維修保養(yǎng)而將放電電極3a做成可分割的結(jié)構(gòu)時(shí)，往往會(huì)增加放電電極3a的制造成本。就放電電極3a而言， 通過(guò)將集管30從電極主體35上卸下，可以將氣管41沿與中心軸S41 平行的方向卸下來(lái)進(jìn)行噴嘴孔42c的維修。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒎烹?電極3a的制造成本控制得較低。另外，氣管41不需要噴砂清潔，從而 可抑制維修成本。
氣體流通路41a其一端經(jīng)由一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20的凹部31及氣體流通 路32與原料氣體配管16a連通，其另一端經(jīng)由另一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20的凹部 31及氣體流通路32與原料氣體配管16b連通。從原料氣體配管16a及 原料氣體配管16b供給的制膜用原料氣體在氣體流通路41a中流通。在 氣體流通路41a中流通的氣體從噴嘴孔42c噴出。
圖7A中用箭頭表示自噴嘴孔42c噴出的氣體的流動(dòng)。噴嘴孔42c 為以適當(dāng)?shù)拈g隔沿Y方向配設(shè)的小孔，氣體從氣體流通路41a向電極 內(nèi)側(cè)面39大致均勻地噴出。從噴嘴孔42c噴出的氣體在被管外側(cè)面42b 和電極內(nèi)側(cè)面39夾著的間隙空間沿Y方向擴(kuò)散，同時(shí)流入氣體擴(kuò)散通 路37。氣體在氣體擴(kuò)散通路37內(nèi)沿Y方向擴(kuò)散，同時(shí)向+Z方向移動(dòng) 而到達(dá)開(kāi)口部38。在此，開(kāi)口部38的流路寬度(X方向)比氣體擴(kuò)散 通路37的流路寬度(X方向)寬，因此，氣體在開(kāi)口部38向X方向 擴(kuò)散，同時(shí)到達(dá)多孔體40。氣體從氣體噴出孔40a向基板8和放電電 極3a之間的空間噴出。多孔體40設(shè)置為覆蓋縱結(jié)構(gòu)21a的基板8側(cè)的 大部分的面。由此，能夠向?qū)ο螂姌O2上的基板8大致均等地供給氣 體。另外，如圖7所示，多孔體40也可以為Z方向的厚度比較薄的多 孔板，但也可以由Z方向的厚度比較厚、存在更多更細(xì)的孔的塊構(gòu)成。 在此，由于噴嘴孔42c向著電極內(nèi)側(cè)面而不向著氣體擴(kuò)散通路37，所 以，從噴嘴孔42c噴出的氣體到達(dá)氣體擴(kuò)散通路37之前的移動(dòng)距離較 長(zhǎng)，氣體在移動(dòng)期間其移動(dòng)方向發(fā)生變化。該結(jié)果是，可促進(jìn)氣體在 被管外側(cè)面42b和電極內(nèi)側(cè)面39夾著的間隙空間的擴(kuò)散。噴嘴孔42c 特別優(yōu)選向著電極內(nèi)側(cè)面第l部分39a，但噴嘴孔42c向著電極內(nèi)側(cè)面 第2部分39b的情況下，在某種程度上也可以確保氣體的移動(dòng)距離和移動(dòng)方向的變化。
多孔體40優(yōu)選非磁性材料且熱傳導(dǎo)性良好、實(shí)施自清潔(反應(yīng)性 離子蝕刻)時(shí)具有抗氟性的金屬。另外，更優(yōu)選容易焊接的金屬。這 種金屬可例示鋁材(鋁或鋁合金)電極主體35也優(yōu)選同樣的金屬。
氣體噴嘴孔40a的形狀不限，除圓形以外可以使用四方形、三角 形、星型等適宜的形狀。從氣體噴出孔40a放出到放電電極3 (放電電 極3a)和基板8 (或?qū)ο螂姌O2)之間的空間的氣體幫助用于制膜的反 應(yīng)及用于自清潔的反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)生成氣體。與相鄰的縱結(jié)構(gòu)21a的間 隙空間22成為排出反應(yīng)中沒(méi)用的剩余氣體及生成的其他氣體的通路。 排氣也可以從間隙空間進(jìn)行，因此能夠向基板8上形成均勻的制膜。
噴嘴孔42c向和基板8相反的方向(一Z方向)噴出氣體，所以， 從噴嘴孔42c到基板8的氣體流路長(zhǎng)且彎曲。因此，直到到達(dá)基板8 之前，氣體可以充分?jǐn)U散，使得基板8上的氣體流量分布及濃度分布 均勻化。
熱介質(zhì)流通路34其一端經(jīng)由一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20的熱介質(zhì)流通路34' 連接在熱介質(zhì)供給管15a，另一端經(jīng)由另一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20連接在熱介質(zhì) 供給管15b上。使進(jìn)行了溫度控制的熱介質(zhì)在熱介質(zhì)流通路34中流通， 由此，可以將電極主體35控制在所期望的溫度。在此，在一根電極主 體35上顯示有兩條熱介質(zhì)流通路34，但熱介質(zhì)流通路34可以為一條 也可以為三條以上。另外，在施加于放電電極和對(duì)向電極之間的電力 較小而不需要特別進(jìn)行溫度控制的情況下，熱介質(zhì)流通路不是必需的。
圖8是表示圖7A 圖7C所示的放電電極的管主體42周邊的透視 圖。噴嘴孔42c以噴嘴間隔L沿Y方向配設(shè)在管主體42上。
管主體42為圓筒管且噴嘴孔42c為圓形的情況下，噴嘴孔42c的噴嘴直徑d以滿(mǎn)足式(1)來(lái)決定。式(1):
5<{兀(D/2) 2} / {兀(d/2) 2xN}
在此，D為管主體42的內(nèi)徑D， N為設(shè)于一根管主體42上的噴 嘴孔42c的數(shù)目。式(1)表示管主體42的流路截面積Sl比設(shè)于一根 管主體42的噴嘴孔42c的總噴出面積S2的5倍還大的情況。
圖9是對(duì)放電電極3a表示其截面積比和流量分布的關(guān)系的圖表。 縱軸表示流量分布，橫軸表示截面積比S1/S2。圖9所示的流量分布 表示從設(shè)于管主體42的多個(gè)噴嘴孔42c的每一個(gè)噴出的流量相對(duì)最大 值及最小值的平均值的偏差，用式
流量分布=(流量的最大值一流量的最小值)/2/流量的平均值
來(lái)定義。在截面積比Sl/S2減小時(shí)，流量分布增加，截面積比 Sl/S2超過(guò)5而減小時(shí)，流量分布急劇增加。因而，重要的是截面積 比SI / S2要大于5。在截面積比SI / S2大于5的情況下，流量分布 被抑制為小于5%。這是因?yàn)樵诮孛娣e比SI / S2大的情況下，沿氣體 流通路41a的中心軸S41流動(dòng)的氣體的壓力分布達(dá)到均勻，氣體能夠 從多個(gè)噴嘴孔42c均勻地噴出。
在此，為了使氣體的分子可以通過(guò)，流路截面積Sl及總噴出面積 S2各自都必須為正，所以，式(1)也可以表示為式(1，) 0<{兀(d/2) 2xN} / {兀(D/2) 2}<1 /5
需要說(shuō)明的是，管主體42也可以為四方筒管或橢圓筒管，噴嘴孔 42c也可以為四方形或橢圓。這種情況下，使管主體42的流路截面積 Sl和設(shè)于一根管主體42的噴嘴孔42c的總噴出面積S2滿(mǎn)足式(r) 的關(guān)系，氣體也能夠從多個(gè)噴嘴孔42c均勻地噴出。
另夕卜，噴嘴孔42c為圓形時(shí)，管外側(cè)面42b和電極內(nèi)側(cè)面39的間
25隙距離W以滿(mǎn)足式(2)來(lái)決定。式(2):
2wL〉兀(d/ 2) 2
在此，d為噴嘴孔42c的噴嘴直徑d， L為噴嘴節(jié)距L。式(2)表 示對(duì)應(yīng)于一個(gè)噴嘴孔42c的管外側(cè)面42b和電極內(nèi)側(cè)面39之間的間隙 空間的流路截面積(2wL)大于一個(gè)噴嘴孔42c的噴出面積S。在滿(mǎn)足 式(2)的情況下，噴嘴孔42c中噴出的氣體在管外側(cè)面42b和電極內(nèi) 側(cè)面39之間的間隙空間向氣體擴(kuò)散通路37移動(dòng)的過(guò)程中，其流速減 小為比噴嘴孔42c的噴出流速小，從而，使得自多孔體40噴出的氣體 沿X方向的分布趨于均勻。
在此，為了使氣體的分子可以通過(guò)，流路截面積(2wL)及一個(gè) 噴嘴孔42c的噴出面積S各自都必須為正，所以，式(2)也可以表示 為式(2，)
0<{兀(d/ 2) 2} / (2wL) <1
在此，噴嘴孔42c并不限定于圓形，其也可以為四方形或橢圓。 這種情況下，使對(duì)應(yīng)于一個(gè)噴嘴孔42c的管外側(cè)面42b和電極內(nèi)側(cè)面 39之間的間隙空間的流路截面積(2wL)和一個(gè)噴嘴孔42c的噴出面 積S滿(mǎn)足式(2')的關(guān)系，從噴嘴孔42c噴出的氣體也能均勻地?cái)U(kuò)散。
間隙距離w的上限由放電電極3a的大小來(lái)限制。
圖IOA、圖10B是表示圖7A 圖7C所示的放電電極的管主體42 周邊的透視圖。圖IOA、圖10B中顯示了為了將間隙距離w保持為一 定而配置在管外側(cè)面42b和電極內(nèi)側(cè)面39之間的襯墊44。圖10A所 示的襯墊為環(huán)形狀，遍及管外側(cè)面42b的整個(gè)外周而設(shè)置。另一方面， 圖10B所示的襯墊44為以等角度間隔設(shè)在管外側(cè)面42b的周?chē)耐黄?部。襯墊44以適當(dāng)?shù)拈g隔沿Y方向設(shè)置。襯墊44在一個(gè)管主體42上 設(shè)置多個(gè)例如4 5個(gè)。襯墊44可以如圖IOA、圖10B所示設(shè)于管外側(cè)面42b，但也可以設(shè)于電極內(nèi)側(cè)面39。
圖11對(duì)放電電極3a，表示其氣管和電極的中心軸的偏差和流量分 布的關(guān)系?？v軸表示流量分布。橫軸表示圖7B所示的中心軸S36和中 心軸S41的與中心軸36垂直的偏差、和中心軸S36及S41重合時(shí)的間 隙距離w之比。在此，偏差為分子，間隙距離w為分母。圖ll所示的 流量分布表示從設(shè)在多孔體40的多個(gè)氣體噴出孔40a的每一個(gè)噴出的 流量相對(duì)最大值及中心軸的平均值的偏差，用式
流量分布=(流量的最大值一流量的最小值)/ 2/流量的平均值
來(lái)定義。在圖11中比值越大流量分布越大。在比值小于25%的情 況下，流量分布被抑制為不到5%。
因而，襯墊44優(yōu)選以如下方式設(shè)置在管外側(cè)面42b上，即，在中 心軸S36和中心軸S41的與中心軸36垂直的偏差超過(guò)中心軸S36及 S41重合時(shí)的間隙距離w的25%之前就與電極內(nèi)側(cè)面39抵接。例如， 襯墊44距管外側(cè)面42b的高度優(yōu)選為中心軸S36及S41重合時(shí)的間隙 距離w的75。/。以上、不足100%的范圍內(nèi)。
在襯墊44設(shè)于電極內(nèi)側(cè)面39的情況下，優(yōu)選襯墊44以如下方式 設(shè)置，即在中心軸S36和中心軸S41的與中心軸36垂直的偏差超過(guò)中 心軸S36及S41重合時(shí)的間隙距離w的25%之前就與管外側(cè)面42b抵 接。例如，襯墊44距電極內(nèi)側(cè)面39的高度優(yōu)選為中心軸S36及S41 重合時(shí)的間隙距離w的75M以上、不足100%的范圍內(nèi)。
使氣管41為和電極主體35的材質(zhì)相同的鋁材(鋁或鋁合金)， 由此可防止管外側(cè)面42b和電極內(nèi)側(cè)面39之間的間隙空間因熱膨脹而 變窄。另外，對(duì)氣管41選定非磁性的不銹鋼也可以實(shí)現(xiàn)成本降低。非 磁性的不銹鋼例示SUS304及SUS316。之所以設(shè)定為不銹鋼是考慮實(shí) 施自清潔時(shí)的抗氟性，之所以設(shè)定為非磁性是為了與等離子體對(duì)應(yīng)。
27在此，SUS304的線(xiàn)膨脹率17x10—6與鋁材的線(xiàn)膨脹率24x10—6接近， 所以，可防止管外側(cè)面42b和電極內(nèi)側(cè)面39之間的間隙空間因熱膨脹 而變窄。
對(duì)管端部43和集管30之間進(jìn)行封閉的0型圈49可以如圖7B所 示配置于設(shè)在管端部43的環(huán)狀槽43a內(nèi)，但也可以如圖13所示配置于 設(shè)在側(cè)壁面31b的環(huán)狀槽31c內(nèi)。在圖13所示的構(gòu)成中，優(yōu)選底面31a 和環(huán)狀槽31c的距離Ll大于10mm。距離Ll為管端部43插入凹部31 的方向上的距離。為了在一邊為lm以上的基板8上制膜，氣管41使 用長(zhǎng)度為lm以上的管。因而，為了即使在氣管41和電極主體35發(fā)生 熱伸長(zhǎng)差的情況下，氣管41也不會(huì)變形，且也不會(huì)發(fā)生來(lái)自封閉部的 漏氣，優(yōu)選將距離Ll設(shè)定為大于10mm。通過(guò)將距離Ll設(shè)定為大于 10mm則能夠吸收土5mm左右的氣管41的伸縮量。這樣設(shè)定距離L1， 在氣管41和電極主體35的材質(zhì)不同的情況下尤其有效。
圖14A、圖14B表示用于使氣管41的噴嘴孔42c的朝向一致的鍵 結(jié)構(gòu)。圖14B是表示圖7B所示的鍵結(jié)構(gòu)的透視圖。管外側(cè)面42b上設(shè) 有環(huán)狀襯墊44，襯墊44上設(shè)有鍵槽44a。電極主體35上設(shè)有鍵45且 使其自電極內(nèi)側(cè)面39突出于氣管收容空間36。規(guī)定噴嘴孔42c的朝向， 使得當(dāng)氣管41插入氣管收容空間36時(shí)，鍵45和鍵槽44a嵌合，噴嘴 孔42c朝向多孔體40的相反側(cè)，即朝向電極內(nèi)側(cè)面第1部分39a。
鍵結(jié)構(gòu)也可以取圖14A所示的結(jié)構(gòu)。該情況下的鍵結(jié)構(gòu)具備設(shè)于 管端部43的外側(cè)面的鍵45、設(shè)于側(cè)壁面31b的鍵槽31d。在此，環(huán)狀 槽43配置在鍵45的前端側(cè)。將集管30安裝在電極主體35時(shí)，管端 部43則插入凹部31。這時(shí)，規(guī)定噴嘴孔42c的朝向，使得鍵45與鍵 槽31d嵌合，噴嘴孔42c朝向多孔體40的相反側(cè)，即朝向電極內(nèi)側(cè)面 第1部分39a。
作為使噴嘴孔42c的朝向一致的另一方法，還有在管端部43附加表示噴嘴孔42c的朝向的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記50的方法(參照?qǐng)D12)
此外，為了容易地使噴嘴孔42c的朝向一致，也可以將氣管41設(shè) 計(jì)成四方筒管或橢圓筒管。圖15A表示將管主體42設(shè)計(jì)成四方筒管、 將氣管收容空間36的截面形狀設(shè)計(jì)成四方的情況。圖15B表示將管主 體42設(shè)計(jì)成橢圓筒管、將氣管收容空間36的截面形狀設(shè)計(jì)成橢圓的 情況。另外，如圖15C所示，管主體42截面形狀和氣管收容空間36 的截面形狀也可以不對(duì)應(yīng)。關(guān)于圖15A 圖15C所示的管主體42及氣 管收容空間36的形狀，也可以采用前文所述的鍵結(jié)構(gòu)或襯墊44。圖 15A 圖15C中省略了熱介質(zhì)流通路34。
接著，對(duì)本發(fā)明的太陽(yáng)能電池的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。在此，是說(shuō) 明使用上述所示的放電電極及薄膜制造裝置，制造硅系薄膜的太陽(yáng)能 電池的情況。其中，所謂硅系包括硅(Si)、碳化硅(SiC)及鍺化硅 (SiGe)。在此，作為硅系薄膜，以微晶硅或非晶硅為例。
步驟1:
將玻璃這樣具有透光性的基板8導(dǎo)入薄膜制造裝置1并安裝在對(duì) 向電極2上。理想的是，基板8例如為1.4mxl.lm、板厚4mm的蘇打 浮法玻璃，基板端面為了防止破損進(jìn)行角部倒角或?qū)A角R。利用熱 VCD裝置在約500'C下，在基板8的表面形成膜厚約為500nm 800nm 的以氧化錫膜為主成分的透明導(dǎo)電膜。就串聯(lián)型太陽(yáng)能電池而言，以 微晶硅層作為底層進(jìn)行制膜時(shí)，在基板8上形成透明導(dǎo)電膜和非晶硅 太陽(yáng)能電池層(p層、i層、n層)。其后，使制膜室6達(dá)到規(guī)定的真 空度(例示10_6Pa)。對(duì)均熱板5進(jìn)行溫度控制，以使對(duì)向電極2 的溫度例如穩(wěn)定在20(TC?；濉姌O間距離例示2mm 15mm，例如 為5mm時(shí)，在膜厚或膜質(zhì)分布均勻并且進(jìn)行高速制膜方面比較適合。
步驟2:
將制膜用的氣體經(jīng)由原料氣體配管16a、氣體流通路32、凹部31、氣體流通路41a、噴嘴孔42c、管外側(cè)面42b和電極內(nèi)側(cè)面39之間的間 隙空間、氣體擴(kuò)散通路37、開(kāi)口部38、多孔體40 (多個(gè)孔40a)向放 電電極3和基板8之間供給。形成微晶硅薄膜或非晶硅薄膜的情況下， 氣體例如為H2+SiH4 ( SiH4分壓2 20%)。但是，在形成p層或n 層的情況下，形成還進(jìn)一步添加有摻雜劑的氣體。制膜壓力的范圍例 如在形成微晶硅薄膜的情況下為800 1800Pa，在形成非晶硅薄膜的情 況下為200 600Pa。氣體經(jīng)由氣體噴出孔40a供給，從間隙空間22排 出。
步驟3:
取得耦合器13的輸出側(cè)的阻抗的耦合，同時(shí)經(jīng)由與輸出側(cè)連接的 高頻供電傳送路12向放電電極3供給規(guī)定的高頻電力。由此，在放電 電極3和對(duì)向電極2之間產(chǎn)生氣體的等離子體，在基板8上形成硅薄 膜。在形成微晶硅薄膜時(shí)，高頻電力及基板溫度和膜厚例如為1W/cm2 及200'C和1.5pm 3nm。在形成非晶硅薄膜時(shí)，高頻電力及基板溫度 和膜厚例如為0.2W/ cm2及200。C和約300nm。
步驟4:
從制膜前到制膜結(jié)束，使熱介質(zhì)經(jīng)由設(shè)于高頻供電傳送路12的內(nèi) 部的熱介質(zhì)供給管，向設(shè)于放電電極3的內(nèi)部的熱介質(zhì)流通路34流通。 由此控制放電電極3的溫度。電極主體35的溫度被控制在例如50°C 18(TC之間的合適的溫度。即，在制膜時(shí)的基板加熱溫度和等離子體投 入電力和從制膜室6排出的熱量的熱平衡中，電極主體35的溫度被控 制為可抑制基板8因表里溫度差而產(chǎn)生的基板翹曲變形。
步驟5:
關(guān)于p層硅薄膜、i層硅薄膜及n層硅薄膜的每一種，反復(fù)進(jìn)行上 述步驟1 4。
步驟6:其后，用噴鍍裝置在n層上形成銀或鋁的背面導(dǎo)電膜，制造太陽(yáng) 能電池。
另外，也可以在各自不同的制膜室6形成p層硅薄膜、i層硅薄膜
及n層硅薄膜。此外也可以用不同的薄膜制造裝置形成。另外，根據(jù) 需要也可以在各層之間形成其他薄膜。關(guān)于這種其他薄膜、或透明薄 膜、背面導(dǎo)電膜，也可以使用本發(fā)明的薄膜制造裝置。另外，沒(méi)有特 別記載，但作為太陽(yáng)能電池，為了采用串聯(lián)集成結(jié)構(gòu)，在中途工序中 實(shí)施使用了 YAG激光等的膜的蝕刻工序。
上述的太陽(yáng)能電池的制造方法中表示了一個(gè)制造非晶硅太陽(yáng)能電 池或微晶硅太陽(yáng)能電池的例子。但是，本發(fā)明并不限定于該例，將非 晶硅太陽(yáng)能電池和微晶硅太陽(yáng)能電池各一層 多層層疊而成的多接合 型太陽(yáng)能電池這樣的其他種類(lèi)的薄膜太陽(yáng)能電池也同樣可以適用。
此外，本發(fā)明同樣也可適用于在金屬基板這樣的非透光性基板上 制造的、光從基板的相反側(cè)入射型的太陽(yáng)能電池。
可以認(rèn)為，從多個(gè)氣體噴出孔40a向Z方向送出的氣體有助于等 離子體向基板8生成，其一部分向相鄰的縱結(jié)構(gòu)21a下方移動(dòng)，而大部 分從相鄰的縱結(jié)構(gòu)21a的間隙空間排出。由于供給氣體的多個(gè)氣體噴出 口 40a (多孔體40)和排出氣體的間隙空間22接近，因此，等離子體 中的氣體滯留時(shí)間縮短。由此，能夠抑制阻礙具有良好的膜質(zhì)的膜生 成的納米團(tuán)簇成長(zhǎng)及向膜內(nèi)的侵入。
本發(fā)明的放電電極3的構(gòu)成為，使相鄰的縱結(jié)構(gòu)21a彼此的間隙 空間22小于電極一基板距離，例如窄2mm 4mm，并且，使用平板的 板狀體或塊作為多孔體40，所以，放電電極3的對(duì)向電極2側(cè)可大致 變得平坦。由此，等離子體的生成更加均勻化，從而能夠使膜厚及膜 質(zhì)更加均勻化。
31如上所述，根據(jù)本發(fā)明，即使在將基板和電極之間的距離變窄、 將制膜壓力增高進(jìn)行制膜的情況下，也能夠抑制膜厚分布或膜質(zhì)分布 的發(fā)生。而且，在抑制膜厚分布或膜質(zhì)分布的發(fā)生的同時(shí)，還能夠通 過(guò)高速制膜提高生產(chǎn)性。
其次，對(duì)本發(fā)明第2實(shí)施例的薄膜制造裝置的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。本 實(shí)施例中，放電電極3的構(gòu)成和第1實(shí)施例不同。
關(guān)于本發(fā)明第2實(shí)施例的薄膜制造裝置的構(gòu)成、與本發(fā)明第2實(shí) 施例的薄膜制造裝置中的高頻電力的供給有關(guān)的構(gòu)成，和圖4 圖6所 示的第1實(shí)施例的構(gòu)成是一樣的。因而省略其說(shuō)明。
圖16表示本發(fā)明第2實(shí)施例的放電電極的一縱結(jié)構(gòu)的橫剖面(圖 5的BB剖面)。XYZ方向和圖5的情況相同。第2實(shí)施例中的縱結(jié)構(gòu) 21 (21a，)在第l實(shí)施例中的縱結(jié)構(gòu)21 (21a)的基礎(chǔ)上，電極主體35 可分割成+ Z側(cè)部分即電極主體第1部分46和一Z側(cè)部分即電極主體 第2部分47。在此，電極主體第l部分46和基部33成一體型，基部 33和集管30成一體型，氣管41和集管30成一體型。目卩，第2實(shí)施例 中的放電電極3a相對(duì)于包含多孔體40、電極主體第1部分46、基部 33、集管30及氣管41的結(jié)構(gòu)，除電極主體第2部分47可裝卸這一點(diǎn) 以外，和第1實(shí)施例的放電電極3a是一樣的。圖16中，省略了熱介質(zhì) 流通路34。
電極主體第1部分46具備開(kāi)口部38、氣體擴(kuò)散通路37、電極內(nèi) 側(cè)面第2部分39b。多孔體40封閉開(kāi)口部38。電極主體第2部分47 具備電極內(nèi)側(cè)面第1部分39a。電極主體第2部分47用螺栓48安裝在 電極主體第1部分46上且可以裝卸。電極主體第2部分47安裝在電 極主體第1部分46上后，則形成作為電極主體35的內(nèi)部空間的氣管收容空間36。氣管收容空間36是由電極主體第1部分46和電極主體 第2部分47夾著的空間，收容有管主體42。
就第2實(shí)施例的太陽(yáng)能電池的制造方法而言，除使用圖16記載的 放電電極作為放電電極以外，和第1實(shí)施例是一樣的，所以省略其說(shuō) 明。
第2實(shí)施例中的放電電極3a因?yàn)榭梢苑指?，所以容易進(jìn)行噴嘴孔 42c的維修保養(yǎng)。
其次，對(duì)本發(fā)明第3實(shí)施例的薄膜制造裝置的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。本 實(shí)施例中，放電電極3的構(gòu)成和第1實(shí)施例及第2實(shí)施例不同。
關(guān)于本發(fā)明第3實(shí)施例的薄膜制造裝置的構(gòu)成、與本發(fā)明第3實(shí) 施例的薄膜制造裝置中的高頻電力的供給有關(guān)的構(gòu)成，和圖4 圖6所 示的第1實(shí)施例的構(gòu)成是一樣的。因而省略其說(shuō)明。
圖17表示本發(fā)明第3實(shí)施例的放電電極的橫剖面(圖5的BB剖 面)。XYZ方向和圖5的情況相同。第3實(shí)施例中的放電電極3a的多 個(gè)縱結(jié)構(gòu)21 (21b)各自具備+ Z側(cè)部分即電極主體71、 —Z側(cè)部分即 氣體組塊76、和多孔體40同樣的多孔體40'。電極主體71和氣體組塊 76各自的一端部連接在一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20上，另一端部連接在另一個(gè)橫結(jié) 構(gòu)20上。 一個(gè)橫結(jié)構(gòu)20與高頻供電傳送路12a連接，另一個(gè)橫結(jié)構(gòu) 20與高頻供電傳送路12b連接。
電極主體71具備向著基板8保持的對(duì)向電極2開(kāi)口的開(kāi)口部72、 配置在開(kāi)口部72的相反側(cè)的安裝部73、設(shè)于開(kāi)口部72及安裝部73之 間且和開(kāi)口部72連通的氣體擴(kuò)散通路74、氣體擴(kuò)散通路74在安裝部 73開(kāi)口的開(kāi)口部75、以?shī)A住氣體擴(kuò)散通路74的方式配置的一對(duì)熱介質(zhì)流通路80。 一個(gè)熱介質(zhì)流通路80配置在氣體擴(kuò)散通路74的+X側(cè)， 另一個(gè)熱介質(zhì)流通路80配置在氣體擴(kuò)散通路74的一X側(cè)。多孔體40' 封閉開(kāi)口部72，且設(shè)有從開(kāi)口部72側(cè)至相反側(cè)沿Z方向貫通多孔體 40'的氣體噴出孔40a'。在此，安裝部73、氣體擴(kuò)散通路74、開(kāi)口部 72及多孔體40'以該順序沿Z方向排列，多孔體40'最靠+ Z側(cè)。在制 膜時(shí)，保持在對(duì)向電極2上的基板8配置在多孔體40'的+Z側(cè)。開(kāi)口 部72、氣體擴(kuò)散通路74及熱介質(zhì)流通路80為在電極主體71內(nèi)部從電 極主體71的一端部到另一端部沿Y方向延伸的空間。熱介質(zhì)流通路 80其一端部與熱介質(zhì)供給管15a連接，另一端部與熱介質(zhì)供給管15b 連接，以流通熱介質(zhì)。開(kāi)口部75及多孔體40'也從電極主體71的一端 部到另一端部沿Y方向延伸。安裝部73為從電極主體71的一端部到 另一端部沿Y方向延伸的凹形狀的槽。開(kāi)口部75向該槽的底面開(kāi)口。
氣體組塊76具備氣體流通路77、安裝部78、配置在氣體流通路 77和安裝部78之間而與氣體流通路77連接、并且在安裝部78開(kāi)口的 噴嘴孔79。氣體流通路77、噴嘴孔79、安裝部78以該順序沿Z方向 排列，安裝部78最靠+ Z側(cè)。氣體流通路77為在氣體組塊76內(nèi)部從 氣體組塊76的一端部到另一端部向Y方向延伸的空間。氣體流通路 77其一端部和原料氣體配管16a連通，另一端部和原料氣體配管16b 連通，以便氣體流通。噴嘴孔79向Z方向延伸，以適當(dāng)?shù)拈g隔沿Y方 向配設(shè)。安裝部78為從氣體組塊76的一端部到另一端部向Y方向延 伸的凸形狀的壟。開(kāi)口部75在該壟的頂面開(kāi)口。
氣體組塊76以其安裝部73和安裝部78嵌合的方式安裝在電極主 體71上。氣體組塊76由于是用螺栓48固定在電極主體71上，所以 氣體組塊76對(duì)電極主體71的安裝可以裝卸。在氣體組塊76被安裝在 電極主體71上的狀態(tài)下，安裝部73的底面和安裝部78的頂面緊密接 觸，噴嘴孔79和氣體擴(kuò)散通路74連通。
圖17中用箭頭表示氣體的流動(dòng)。經(jīng)由原料氣體配管16a、氣體流通路77、噴嘴孔79噴出到氣體擴(kuò)散通路74的氣體經(jīng)氣體擴(kuò)散通路74 向Y方向擴(kuò)散，同時(shí)向+Z方向移動(dòng)到達(dá)開(kāi)口部72。在此，開(kāi)口部72 的流路寬度(X方向)比氣體擴(kuò)散通路74的流路寬度(X方向)寬， 因此，氣體經(jīng)開(kāi)口部72向X方向擴(kuò)散，同時(shí)到達(dá)多孔體40'。氣體從 氣體噴出孔40a'向基板8和放電電極3a之間的空間噴出。多孔體40' 設(shè)置成覆蓋縱結(jié)構(gòu)21b的基板8側(cè)的大部分的面。由此，能夠向?qū)ο?電極2上的基板8大致均等地供給氣體。
另外，如圖17所示，多孔體40，也可以為Z方向的厚度比較薄的 多孔板，但也可以由Z方向的厚度比較厚、存在更多更細(xì)的孔的塊構(gòu) 成。用多孔體40'能夠更加均等地向基板8供給氣體。
多孔體40'優(yōu)選非磁性材料且熱傳導(dǎo)性良好、實(shí)施自清潔(反應(yīng)性 離子蝕刻)時(shí)具有抗氟性的金屬。另外，更優(yōu)選容易焊接的金屬。這 種金屬可例示鋁材(鋁或鋁合金)電極主體71及氣體組塊76也優(yōu)選 同樣的金屬。
氣體噴嘴孔40a，的形狀不限，除圓形以外可以使用四方形、三角 形、星型等適宜的形狀。從氣體噴出孔40a'放出到放電電極3 (放電電 極3a)和基板8 (或?qū)ο螂姌O2)之間的空間的氣體有助于用于制膜的 反應(yīng)及用于自清潔的反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)生成氣體。與相鄰的縱結(jié)構(gòu)21b 的間隙空間22成為排出反應(yīng)中沒(méi)用的剩余氣體及生成的其他氣體的通 路。排氣也可以從間隙空間22進(jìn)行，因此能夠向基板8上形成均勻的 制膜。
氣體流通路77的流路截面積優(yōu)選比與一條氣體流通路77連通的 噴嘴孔79的總噴出面積的5倍還大。這樣一來(lái)可從多個(gè)噴嘴孔79均 勻地噴出氣體。
第3實(shí)施例中的太陽(yáng)能電池的制造方法，除使用圖17記載的放電電極作為放電電極以外，和第1實(shí)施例是一樣的，所以省略其說(shuō)明。 另外，第3實(shí)施例中，電極主體71側(cè)的嵌合結(jié)構(gòu)即安裝部73為凹結(jié)
構(gòu)，氣體組塊76側(cè)的嵌合結(jié)構(gòu)即安裝部78為凸結(jié)構(gòu)，但該凹凸也可 以相反。
第3實(shí)施例中的放電電極3a采用用于使基板8上的氣體分布均勻 的多孔體40'，以適于制膜時(shí)的壓力高的微結(jié)晶太陽(yáng)能電池的制造。關(guān) 于第3實(shí)施例中的放電電極3a,氣體組塊76及電極主體71也可以分 割，所以，可容易地進(jìn)行噴嘴孔79的維修保養(yǎng)。
另外，第1及第2實(shí)施例中的放電電極3a由于不像第3實(shí)施例中 的放電電極3a那樣具有要求高的加工精度的嵌合結(jié)構(gòu)，因而可降低制 造成本。
3權(quán)利要求
1. 一種放電電極，具備彼此大致平行地向第1方向延伸的兩根橫結(jié)構(gòu)；和設(shè)于所述兩根橫結(jié)構(gòu)之間、且彼此大致平行地向與所述第1方向大致垂直的第2方向延伸的多個(gè)縱結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)縱結(jié)構(gòu)各自具備將第1端部連接在一個(gè)所述橫結(jié)構(gòu)上、將所述第1端部的相反側(cè)的第2端部連接在另一個(gè)所述橫結(jié)構(gòu)上的電極主體；配置于設(shè)在所述電極主體內(nèi)部的氣管收容空間中的氣管；和多孔體，所述電極主體具備向著保持基板的對(duì)向電極開(kāi)口的第1開(kāi)口部、設(shè)于所述氣管收容空間及所述第1開(kāi)口部之間并連通所述氣管收容空間和所述第1開(kāi)口部的氣體擴(kuò)散通路，所述第1開(kāi)口部由所述多孔體封閉，所述氣管具備自所述氣管的管內(nèi)側(cè)面起貫通至管外側(cè)面的噴嘴孔群，所述氣管、所述氣管收容空間、所述氣體擴(kuò)散通路和所述第1開(kāi)口部向所述第2方向延伸，所述電極主體具備面對(duì)上述氣管收容空間且和所述管外側(cè)面對(duì)置的電極內(nèi)側(cè)面，所述噴嘴孔群沿所述第2方向配設(shè)在所述氣管上。
2. 如權(quán)利要求l所述的放電電極，其中，所述噴嘴孔群向著所述電極內(nèi)側(cè)面。
3. 如權(quán)利要求2所述的放電電極，其中，所述噴嘴孔群以噴嘴間距L沿所述第2方向配設(shè)，所述管外側(cè)面和所述電極內(nèi)側(cè)面的間隙距離w和所述噴嘴孔群的一個(gè)噴嘴孔的噴出面積S滿(mǎn)足式0<S / ( 2 w L ) < 1
4. 如權(quán)利要求2或3所述的放電電極，其中，具備配置在所述電極內(nèi)側(cè)面和所述管外側(cè)面之間的襯墊。
5. 如權(quán)利要求4所述的放電電極，其中，所述氣管收容空間具有第1中心軸，所述氣管具有第2中心軸，所述襯墊以如下方式設(shè)于所述管外側(cè)面，S卩，所述第1中心軸和所述第2中心軸在與所述第1中心軸垂直的方向上的偏差超過(guò)所述第1中心軸和所述第2中心軸重合時(shí)的所述管外側(cè)面和所述電極內(nèi)側(cè)面的間隙距離wl的25%之前，所述襯墊與所述電極內(nèi)側(cè)面抵接。
6. 如權(quán)利要求4所述的放電電極，其中，所述氣管收容空間具有第1中心軸，上述氣管具有第2中心軸，所述襯墊以如下方式設(shè)在所述電極內(nèi)側(cè)面，即，所述第1中心軸和所述第2中心軸在與所述第1中心軸垂直的方向上的偏差超過(guò)所述第1中心軸和所述第2中心軸重合時(shí)的所述管外側(cè)面和所述電極內(nèi)側(cè)面的間隙距離wl的25%之前，所述襯墊與所述管外側(cè)面抵接。
7. 如權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的放電電極，其中，所述氣管的流路截面積Sl和設(shè)于一根所述氣管上的所述噴嘴孔群的總噴出面積S2之比S2 / Sl大于0、小于1 / 5。
8. 如權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的放電電極，其中，上述氣管及所述電極主體的材質(zhì)為鋁材。
9. 如權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的放電電極，其中，所述電極主體的材質(zhì)為鋁材，所述氣管的材質(zhì)為非磁性不銹鋼。
10. 如權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的放電電極，其中，所述一個(gè)橫結(jié)構(gòu)具備向所述第1方向延伸的集管，所述氣管具備在所述第1端部自所述氣管收容空間突出的管端部，所述集管具備凹部、與所述凹部連通的氣體流通路，所述集管以所述管端部插入所述凹部的方式安裝在所述第l端部，且可裝卸，所述氣管經(jīng)由所述管端部及所述凹部與所述氣體流通路連通。
11. 如權(quán)利要求IO所述的放電電極，其特征在于，所述凹部具備底面和設(shè)有環(huán)狀槽的側(cè)壁面，在所述環(huán)狀槽內(nèi)，配置有對(duì)所述凹部和所述管端部之間進(jìn)行密封的O型圈，所述底面和所述環(huán)狀槽在所述管端部插入所述凹部的方向上設(shè)有距離。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的放電電極，其特征在于，在所述管端部設(shè)有鍵，在所述凹部設(shè)有和所述鍵嵌合的鍵槽。
13. 如權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的放電電極，其中，所述電極主體具備第1部分和第2部分，所述第2部分以將所述內(nèi)部空間夾在其和第1部分之間的方式安裝在所述第1部分上且可裝卸，所述第1部分具備所述第1開(kāi)口部、所述氣體擴(kuò)散通路、所述電極內(nèi)側(cè)面的所述氣體擴(kuò)散通路側(cè)的部分，所述第2部分具備與所述電極內(nèi)側(cè)面的所述氣體擴(kuò)散通路相反一側(cè)的部分。
14. 如權(quán)利要求1或2所述的放電電極，其中，具備配置在所述電極內(nèi)側(cè)面和所述管外側(cè)面之間的襯墊，所述襯墊設(shè)于所述氣管外側(cè)面，所述電極內(nèi)側(cè)面設(shè)有鍵，所述襯墊上設(shè)有與所述鍵嵌合的鍵槽。
15. 如權(quán)利要求1 14任一項(xiàng)所述的放電電極，其中，所述氣管外側(cè)面設(shè)有表示所述噴嘴孔群的位置的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
16. —種放電電極，具備彼此大致平行地向第l方向延伸的兩根橫結(jié)構(gòu)；和設(shè)于所述兩根橫結(jié)構(gòu)之間、且彼此大致平行地向與所述第1方向大致垂直的第2方向延伸的多個(gè)縱結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)縱結(jié)構(gòu)各自具備將一端部連接在一個(gè)所述橫結(jié)構(gòu)上、將另一端部連接在另一個(gè)所述橫結(jié)構(gòu)上且向所述第2方向延伸的電極主體；將一端部連接在所述一個(gè)所述橫結(jié)構(gòu)上、將另一端部連接在所述另一個(gè)所述橫結(jié)構(gòu)上且向所述第2方向延伸的氣體組塊；和多孔體，所述電極主體具備向著保持基板的對(duì)向電極開(kāi)口的第1開(kāi)口部、配置在所述第1開(kāi)口部的相反側(cè)的第1安裝部、設(shè)于所述第1開(kāi)口部及所述第1安裝部之間且與所述第1開(kāi)口部連通的氣體擴(kuò)散通路、和所述氣體擴(kuò)散通路在所述第1安裝部開(kāi)口的第2開(kāi)口部，所述第1開(kāi)口部、所述第1安裝部、所述氣體擴(kuò)散通路和所述第2開(kāi)口部向所述第2方向延伸，所述第1開(kāi)口部由所述多孔體封閉，所述氣體組塊具備設(shè)于所述氣體組塊的內(nèi)部的氣體流通路、第2安裝部、設(shè)于所述氣體流通路和所述第2安裝部之間而與所述氣體流通路連通并且在所述第2安裝部開(kāi)口的噴嘴孔群，所述氣體流通路和所述第2安裝部向所述第2方向延伸，所述噴嘴孔群沿所述第2方向配設(shè)在所述氣體組塊上，所述氣體組塊以所述第1安裝部及所述第2安裝部嵌合的方式、且所述噴嘴孔群與所述氣體擴(kuò)散通路連通的方式安裝在所述電極主體上，且可裝卸。
17. —種薄膜制造裝置，具備制膜室、設(shè)于所述制膜室中的如權(quán)利要求1 16任一項(xiàng)所述的放電電極、設(shè)于所述制膜室且與所述放電電極對(duì)置的對(duì)向電極。
18. —種使用薄膜制造裝置的太陽(yáng)能電池的制造方法，所述薄膜制造裝置具備制膜室、設(shè)于所述制膜室中的權(quán)利要求1 17任一項(xiàng)所述的放電電極、設(shè)于所述制膜室且與所述放電電極對(duì)置的對(duì)向電極，所述太陽(yáng)能電池的制造方法具備(a) 將基板保持在所述對(duì)向電極上的工序；(b) 經(jīng)由所述氣管、所述噴嘴孔群、所述氣體擴(kuò)散通路、所述多孔體將制膜用氣體導(dǎo)入所述制膜室的工序；(c) 一邊導(dǎo)入所述氣體一邊向所述放電電極和所述對(duì)向電極之間施加電力，從而形成太陽(yáng)能電池用薄膜的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可抑制膜厚分布或膜質(zhì)分布的產(chǎn)生的放電電極、薄膜制造裝置及太陽(yáng)能電池的制造方法。放電電極具備彼此大致平行地向X方向延伸的兩根橫結(jié)構(gòu)(20)、設(shè)于這兩根橫結(jié)構(gòu)(20)之間、且彼此大致平行地向Y方向延伸的多個(gè)縱結(jié)構(gòu)(21a)?？v結(jié)構(gòu)(21a)具備將一端部(35a)連接在一個(gè)橫結(jié)構(gòu)(20)上、將另一端部(35b)連接在另一個(gè)橫結(jié)構(gòu)(20)上的電極主體(35)、配置于氣管收容空間(36)的氣管(41)、多孔體(40)。開(kāi)口部(38)向著基板(8)開(kāi)口且用多孔體(40)封閉。氣體擴(kuò)散通路(37)連接氣管收容空間(36)和開(kāi)口部(38)。電極內(nèi)側(cè)面(39)面對(duì)氣管收容空間(36)并且和管外側(cè)面(42b)對(duì)置。噴嘴孔群(42c)沿Y方向配設(shè)于氣管(41)上且向著和電極內(nèi)側(cè)面(39)的氣體擴(kuò)散通路(37)相反側(cè)的部分(39a)。
文檔編號(hào)H01L21/205GK101467233SQ200780022228
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月28日
發(fā)明者大坪榮一郎, 宮園直之, 川村啟介, 河野慎吾, 竹內(nèi)良昭 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社