使用放电电极的薄膜制造装置和太阳能电池的制造方法

专利名称：使用放电电极的薄膜制造装置和太阳能电池的制造方法
技术领域：
本发明涉及为发生等离子体所使用的放电电极、使用该放电电极 的薄膜制造装置及太阳能电池的制造方法。
背景技术：
就制造非晶硅太阳能电池或微晶硅太阳能电池、TFT (Thin Film Transistor)用的薄膜的薄膜制造装置而言，从提高生产效率等观点出 发，基板的大面积化正在被推进。进行这种大面积基板(例示lmxlm 以上)的制膜时，使用高频等离子体的方法有用。使用高频等离子体 时，不仅要使用平行平板型的制膜装置，而且还要使用梯子型电极的 制膜方法才有效。作为这种制膜方法的现有技术，公知的有例如曰本 特开2002 — 322563号公报中所公示的使用梯形电极的技术。
为了降低含有微结晶层的串联式太阳能电池的成本，作为发电层 的微结晶i层的膜厚达到数pm、即非晶硅i层的5 10左右的厚度，所 以，必须以高速进行制膜。为了高速形成高品质的发电层，由日本特 开2005—150317号公报可知，必须采用基板一电极间距离窄小、制膜 压力高的高压窄间隙法。图1是表示上述的现有技术中采用高压窄间 隙法时的、电极的截面和对应电极的形状变化的局部区域内的制膜速 度分布的关系的图。图的上半部分表示有关制膜的构成的局部截面， 图的下半部分表示其构成和膜厚的关系。纵轴表示膜厚，横轴表示基 板上的位置。制膜装置的梯形状的放电电极103具备圆筒状的多个电 极121a。多个电极121a和对向电极(未图示)上的基板108面对面。 电极121a使制膜气体在电极121a内部的气体流通路131中流动，同时， 其一部分从多个气体喷出孔137喷出。利用施加在放电电极103和对 向电极之间的电力发生等离子体，且制膜气体分解/结合，从而在基板
7108上形成膜。但是，高压窄间隙法会产生起因于放电电极103的局
部结构的膜厚的分布。即，如图所示，距离电极121a近的区域的膜厚 较厚，距离电极121a远的区域的膜厚变薄。由于这种膜厚的分布，在 电池性能上会产生分布。
图2是表示现有技术中采用高压窄间隙法时的、电极的截面和制 膜速度分布的关系的图。基板一电极间距离例如为5mm。这种情况下， 电极121b的结构和图1的电极121a不同。g卩，电极121b为长方体棒 状。电极121b使气体流通路131的制膜气体经由喷出孔132和气体扩 散通路134从多个槽137喷出。这时，电极121b的基板108侧的面为 和基板108的表面平行的面。
图3是表示使用图2的电极制膜时的对应电极形状变化的局部区 域内的制膜速度的分布图表。纵轴为制膜速度，设2.5nm/s的制膜速 度为l.O进行标准化表示。横轴为基板上的测量位置的序号，各点是以 等间隔测量的点。将作为所评价的放电电极103的基准的与气体喷出 孔B2对应的基板位置设定为测量点序号0。图表中的A1、 A2及A3 对应图2中的位置Al、 A2及A3。对在该位置Al、 A2及A3的制膜 速度(和膜厚的倾向大致相同)进行比较，那么可以看出，与制膜压 力低的场合(例650Pa)相比，在制膜压力高的场合(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，未图示，膜质例如为微晶硅的场合，拉曼散射的强度 比I (520cm—1) / (480cm—1)也产生分布。SP，在位置Al的原料 气体浓度(尤其是SiH4气体浓度)高的区域，强度比小，为非结晶性， 在位置A2、 A3的原料气体浓度从位置Al的值开始变化的场合下，强 度比大，成为微结晶性。由于这种膜厚或膜质的分布，电池性能上也 发生分布。
根据以上情况，为了使用高压窄间隙法，期望将放电电极的局部 结构适当化的技术。作为高压窄间隙法使用的梯形状的放电电极的局部结构，考虑到制膜气体的流动及等离子体的分布，要求可抑制膜质 分布及膜厚分布发生的技术。

发明内容
本发明的目的在于提供一种在改善膜质分布和提高制膜速度时， 在将基板和电极之间的距离变窄、将制膜压力增高进行制膜的场合， 也能够抑制膜厚分布或膜质分布的发生的放电电极、使用该放电电极 的薄膜制造装置及太阳能电池的制造方法。
本发明的另一目的在于提供一种喷出气体的喷嘴的维修保养容易 的放电电极、使用该放电电极的薄膜制造装置及太阳能电池的制造方 法。
本发明的放电电极，具备彼此大致平行地向第1方向(x方向) 延伸的两根横结构；设于所述两根横结构之间、且彼此大致平行地向
与所述第1方向大致垂直的第2方向(Y方向)延伸的多个纵结构。
所述多个纵结构各自具备将第1端部连接在一个所述横结构上、将
所述第1端部的相反侧的第2端部连接在另一个所述横结构上的电极 主体；配置于设在所述电极主体内部的气管收容空间的气管；和多孔 体。所述电极主体具备向着保持基板的对向电极开口的第1开口部、 设于所述气管收容空间及所述第1开口部之间并连通所述气管收容空 间和所述第1开口部的气体扩散通路。所述第1开口部由所述多孔体 封闭。所述气管具备自所述气管的管内侧面起贯通至管外侧面的喷嘴 孔群。所述气管、所述气管收容空间、所述气体扩散通路和所述第1 开口部向所述第2方向延伸。所述电极主体具备面对上述气管收容空 间并且和所述管外侧面对置的电极内侧面。所述喷嘴孔群沿所述第2 方向配设在所述气管上。
本发明的放电电极中，利用电极主体内部设有气管的结构放电电 极的维修性提高。
9本发明的放电电极中，优选所述喷嘴孔群向着所述电极内侧面，特别优选向着所述电极内侧面的和所述气体扩散通路相反侧的部分。在此，自喷嘴孔群喷出的气体依次通过被管外侧面和电极内侧面夹着的间隙空间、气体扩散通路、第1开口部、多孔体，然后从设于多孔体上的气体喷出孔向着基板喷出。本发明的放电电极中，设于气管上的喷嘴孔群向着电极内侧面，而不向着气体扩散通路的方向。因而，自喷嘴孔群喷出的气体直到到达气体扩散通路的移动距离较长，气体在移动期间的移动方向变化。其结果是，在管外侧面和电极内侧面夹着的间隙空间，可促进气体的第1方向、第2方向的扩散。此外，将气体喷出孔设在多孔体的一面，由此气体在第2方向的分布更加均匀，在第1方向的分布也更加均匀。因而，使得气体分布在基板的第1方向及第2方向被均匀化。
本发明的放电电极中，优选所述气管的流路截面积Sl和设于一根
所述气管上的所述喷嘴孔群的总喷出面积S2之比S2 / Sl大于0、小于1/5。比S2/S1满足该条件，则气管内的气体的压力分布均匀，可以从喷嘴孔群均匀地喷出气体。
本发明的放电电极中，优选所述喷嘴孔群以喷嘴间距L沿所述第2方向配设。在此，所述管外侧面和所述电极内侧面的间隙距离w和所述喷嘴孔群的一个喷嘴孔的喷出面积S满足式0〈S/ (2mL)<l。本发明中，对应于喷嘴孔群的一个喷嘴孔的管外侧面和电极内侧面之间的间隙空间的流路截面积(2wL)大于一个喷嘴孔的喷出面积S。这种情况下，从喷嘴孔喷出的气体在从管外侧面和电极内侧面之间的间隙空间向气体扩散通路移动的过程中，与自喷嘴孔的喷出流速相比流速
减小，且向第l方向充分地扩散直到到达多孔体。
本发明的放电电极，优选具备配置在所述电极内侧面和所述管外侧面之间的衬垫。利用衬垫可适当地保持气管外侧面和电极内侧面的
10间隙距离W。
本发明的的放电电极中，所述气管收容空间具有第1中心轴，所述气管具有第2中心轴。在此，优选所述衬垫以如下方式设在所述管外侧面，即，所述第1中心轴和所述第2中心轴在垂直于所述第1中
心轴的方向上的偏差超过所述第1中心轴和所述第2中心轴重合时的、所述管外侧面和所述电极内侧面的间隙距离wl的25%之前，与所述电极内侧面抵接。所述衬垫以与所述管外侧面抵接的方式设在所述电极内侧面也可以。在本发明的放电电极中，优选所述气管及所述电极主体的材质为铝材。铝材在应对等离子体和实施自清洁时的氟方面比较理想。另外，由于气管及电极主体用同样的材料构成，所以可防止管外侧面和电极内侧面之间的间隙空间因热膨胀而变窄的问题。
本发明的放电电极中，优选所述电极主体的材质为铝材，所述气管的材质为非磁性不锈钢。通过将气管的材质设定为非磁性不锈钢可实现成本降低。设定为不锈钢是因为考虑到实施自清洁时对氟的抗蚀性，设定为非磁性是为了应对等离子体。不锈钢(例示SUS304)和铝材彼此的线膨胀系数接近。因此，可防止管外侧面和电极内侧面之间的间隙空间因热膨胀而变窄的问题。
本发明的放电电极中，优选所述一个横结构具备向第1方向延伸的集管。这种情况下，所述气管具备在所述第1端部自所述气管收容空间突出的管端部。所述集管具备凹部、与所述凹部连通的气体流通路。所述集管以所述管端部插入所述凹部的方式安装在所述第l端部，且可装卸。所述气管经由所述管端部及所述凹部与所述气体流通路连通。在本发明中，集管可以装卸，因此可以将气管从气管收容空间卸下。因而，容易进行喷嘴孔群42的维修保养。另外，在本发明中，气管延期轴方向(中心轴S41的方向)卸下，所以必须进行密封的部分变小。本发明的放电电极中，优选所述凹部具备底面和设有环状槽的侧壁面。这种情况下，在所述环状槽内配置有对所述凹部和所述管端部之间进行密封的0型圈。所述底面和所述环状槽的所述管端部插入所
述凹部的方向上的距离(Ll)适宜为10mm左右，但比10mm长、或短都可以。在一边为lm以上的基板上进行制膜时，气管使用长度在lm以上的部件。对应这种长的气管，适宜将距离L1设定为10mm左右，但比10mm长或短都可以。由此，即使气管产生i5mm左右的伸縮的场合，也能够防止气管变形或来自密封部的漏气。
本发明的放电电极中，优选在所述管端部设有键，并在所述凹部设有和所述键嵌合的键槽。利用键结构，在维修后进行重新装配时等，容易使喷嘴孔群的朝向一致。本发明的放电电极中，优选所述衬垫设在所述气管外侧面，在所述电极内侧面设置键，与所述键嵌合的键槽设在所述衬垫上。这种情况下，同样地，利用键结构，在维修后进行重新装配时等，容易使喷嘴孔群的朝向一致。
本发明的放电电极中，优选在所述管端部设有表示所述喷嘴孔群的位置的对准标记。在维修后进行重新装配时等，能够以对准标记为记号使喷嘴孔群的朝向一致。本发明的放电电极中，优选所述气管为四方形筒管。气管使用圆筒管以外的管，由此，在维修后进行重新装配时等，容易使喷嘴孔群的朝向一致。
本发明的放电电极中，优选所述电极主体具备第1部分和第2部分，所述第2部分以将所述内部空间夹在其和第1部分之间的方式安装在所述第1部分上且可装卸。所述第1部分具备所述第1开口部、所述气体扩散通路、所述电极内侧面的所述气体扩散通路侧的部分。所述第2部分具备和所述电极内侧面的所述气体扩散通路相反侧的部分。根据本发明，第1部分和第2部分可以装卸，所以，能够将气管从气管收容空间卸下。因而，可容易地进行喷嘴孔群的维修保养。本发明的放电电极具备彼此大致平行地向第1方向(X方向)延伸的两根横结构；和设于所述两根横结构之间、且彼此大致平行地向与所述第l方向大致垂直的第2方向(Y方向)延伸的多个纵结构。所述多个纵结构各自具备将一端部连接在一个所述横结构上、将另一端部连接在另一个所述横结构上且向所述第2方向延伸的电极主体;将一端部连接在所述一个所述横结构上、将另一端部连接在所述另一个所述横结构上且向所述第2方向延伸的气体组块；和多孔体。所述电极主体具备向着保持基板的对向电极开口的第1开口部、配置在所述第1开口部的相反侧的第1安装部、设于所述第1开口部及所述第1安装部之间且与所述第1开口部连通的气体扩散通路、所述气体扩散通路在所述第1安装部开口的第2开口部。所述第1开口部、所述第1
安装部、所述气体扩散通路和所述第2开口部向所述第2方向延伸。
所述第1开口部由所述多孔体封闭。所述气体组块具备设于所述气体
组块的内部的气体流通路、第2安装部、设于所述气体流通路和所述第2安装部之间而与所述气体流通路连通并且在所述第2安装部开口的喷嘴孔群。所述气体流通路和所述第2安装部向所述第2方向延伸。所述喷嘴孔群沿所述第2方向配设在所述气体组块上。所述气体组块以所述第1安装部及所述第2安装部嵌合的方式、并且所述喷嘴孔群与所述气体扩散通路连通的方式安装在所述电极主体上，且可装卸。
在此，从气体流通路通过喷嘴孔群向气体扩散通路喷出的气体依次通过第1开口部、多孔体，然后从设于多孔体上的气体喷出孔向着基板喷出。在本发明中，在多孔体的一面设置气体喷出孔，由此，气体从多孔体均匀地喷出。因而，基板上的气体分布被均匀化。另外，在本发明中，气体组块和电极主体可以装卸，所以，可容易地进行喷嘴孔群的维修保养。
本发明的薄膜制造装置具备制膜室、设于所述制膜室的放电电极、设于所述制膜室且与所述放电电极对置的对向电极。
13本发明的太阳能电池的制造方法为使用薄膜制造装置的太阳能电池的制造方法。所述薄膜制造装置具备制膜室、设于所述制膜室的放电电极、设于所述制膜室且与所述放电电极对置的对向电极。所述太阳能电池的制造方法具备(a)将基板保持在所述对向电极上的工序；(b)经由所述气管、所述喷嘴孔群、所述气体扩散通路、所述多孔体将制膜用气体导入所述制膜室的工序；(C) 一边导入所述气体一边向所述放电电极和所述对向电极之间施加电力，从而形成太阳能电池用薄膜的工序。
根据本发明，可以提供一种在改善膜质分布和提高制膜速度时，在将基板和电极之间的距离变窄、将制膜压力增高进行制膜的场合，也能够抑制膜厚分布或膜质分布的发生的放电电极、使用该放电电极的薄膜制造装置及太阳能电池的制造方法。


图1是表示现有技术中采用高压窄间隙法时的电极的截面和制膜
速度分布的关系的图2是表示现有技术中采用高压窄间隙法时的电极的截面和制膜
速度分布的关系的图3是表示使用图2的电极进行制膜时的制膜速度的分布的图表；图4是表示本发明的薄膜制造装置的实施例的构成的概略图；图5是表示本发明的薄膜制造装置的实施例的构成的局部的部分
立体图6是表示本发明的薄膜制造装置的实施例的有关高频电力的供给的构成的概略框图7 A是本发明第1实施例的放电电极的横剖面图7B是本发明第1实施例的放电电极的纵剖面图7C是本发明第1实施例的放电电极的部分正面图8是表示本发明第1实施例的放电电极的气管周边的透视图9是对本发明第1实施例的放电电极表示其截面积比和流量分图IOA是对本发明第1实施例的放电电极，表示用于将气管和电
极之间的间隙距离保持 一 定的衬垫的 一 例的透视图10B是对本发明第1实施例的放电电极，表示用于将气管和电
极之间的间隙距离保持一定的衬垫的另 一例的透视图11是对本发明第1实施例的放电电极，表示其气管和电极的中
心轴的偏差和流量分布的关系的图表；
图12是本发明第1实施例的放电电极的集管的立体图； 图13是对气管的管端和集管的配合进行表示的剖面图； 图14A是表示将用于使气管的喷嘴孔的朝向一致的键结构设在气
管和集管上时的立体图14B是表示将用于使气管的喷嘴孔的朝向一致的键结构设在气
管和电极主体上时的透视图15A是表示本发明第1实施例的放电电极的变形例的剖面图； 图15B是表示本发明第1实施例的放电电极的另一变形例的剖面
图15C是表示本发明第1实施例的放电电极的另一变形例的剖面
图16是本发明第2实施例的放电电极的剖面图； 图17是本发明第3实施例的放电电极的剖面图。
具体实施例方式
下面，参照

本发明的放电电极、薄膜制造装置及太阳能 电池的制造方法。
首先，对本发明第1实施例的薄膜制造装置的构成进行说明。图4 是表示本发明第1实施例的薄膜制造装置的概略构成的侧面剖面图。 薄膜制造装置l具备制膜室6、对向电极2、均热板5、均热板保持 机构ll、放电电极3、防护板4、支承部7、高频供电传送路12 (12a、
1512b)、耦合器13 (13a、 13b)、高真空排气部19、低真空排气部17、 台18。本图中省略了有关气体供给的构成。
制膜室6是真空容器，在其内部将膜形成于基板8上。制膜室6 被保持在台18上。
对向电极2是具有用于保持基板8的保持部(未图示)的金属制 板。对向电极2为制膜时与放电电极3相对的电极(例示接地侧)。 对向电极2的一面以与均热板5的表面紧贴的方式被保持，其另一面 在制膜时以和基板8的表面紧贴的方式保持基板。通过和均热板5及 基板8紧贴，能够容易地进行均热板5和基板8之间的热交换，使基 板8整体达到均匀的温度。
均热板5具有以整体具有大致均匀的温度的方式使其所接触的对 向电极2的温度均匀化的功能。理想的是，用非磁性且热传导性优良 的材料制造而成，具有在实施自清洁时对氟的抗蚀性，可举出铝合金 或镍铬铁耐热耐蚀合金等Ni合金。对向电极2的表面与均热板5的表 面接触时，均热板5成为热的路径，可以缓和其部件的温度分布。均 热板5通过使进行了温度控制的热介质在其内部流动并装入进行了温 度控制的加热器，也能够自身进行温度控制。
均热板保持机构11以使均热板5及对向电极2相对于制膜室6的 侧面大致平行的方式保持均热板5及对向电极2。而且，制膜时使均热 板5及基板8向放电电极3靠近。
放电电极3分割形成为多个梯子状电极，且从连接高频供电传送 路12a的给电点53、连接高频供电传送路12b的给电点54分别接收电 力。制膜时成为与对向电极2 (例示接地侧)相对的电极(例示高 频电力投入侧)。利用由放电电极3和对向电极2之间的放电发生的 等离子体在基板8上制成膜
16防护板4接地并抑制等离子体扩展的范围，由此，对制成膜的范 围进行限制。图4的情况为，在制膜室6的内侧的防护板4的后侧(基
板8的相反侧)的壁上不形成膜。
支承部7自制膜室6的侧面向内侧且相对于放电电极3垂直地延 伸。以与防护板4结合且覆盖放电电极3的和对向电极2相反侧的空 间的方式保持防护板4。与此同时，以与放电电极3绝缘性地结合、相 对于制膜室6的侧面大致平行的方式保持放电电极3。
耦合器13 (13a、 13b)可以耦合输出侧的阻抗。从未图示的高频 电源经由高频供电传送路14 (14a、 14b)供给高频电力，并经由高频 供电传送路12 (12a、 12b)向放电电极3送电。
例如，从热介质供给装置(未图示)经由热介质供给管15b向耦 合器13b供给热介质，并经由高频供电传送路12b、给电点54向放电 电极3供给。其后，从放电电极3经由给电点54、高频供电传送路12a 接收热介质，并经由热介质供给管15a向热介质供给装置输送。热介质 的温度由热介质供给装置控制(例示基于测量温度和设定值的差的 PID控制)，放电电极3的温度可以保持在所要求的温度。这种情况下， 优选使热介质从下侧的耦合器13b向上侧的耦合器13a流动。这样，不 会发生滞留处或未到达之处，能够使热介质遍布到在放电电极3内。
高频供电传送路12 (12a、 12b)例如利用设在其圆管的中心部分 的细管使热介质通过，利用其周边部传输电力。或者与此相反也可以。 此外，也可以设置热介质用的专用配管。高频供电传送路12利用0型 圈等在其和制膜室6的壁面之间进行真空密封。高频供电传送路12分 别将其一方与放电电极3电连接、将另一方与耦合器13电连接。将由 耦合器13供给的高频电力向放电电极3供给。
高真空排气部19包括排出制膜室6内的气体的高真空排气用的真空泵和开闭阀。低真空排气部17包括排出制膜室6内的气体的大体上 吸引排气用的真空泵和开闭阀。
台18上保持有制膜室6。内部具有包含低真空排气部17的区域。 台18保持制膜室6使其相对于z方向(铅垂方向)倾斜e二7。 12° 。 更优选倾斜约10° 。由此，对向电极2的与基板8相接的表面相对于 z方向向上倾斜7。 12° 。使基板8偏离垂直稍稍倾斜，则可以利用 基板8的自重以很少的工时保持基板8，并且可以减少制膜室6的设置 面积。
图5是表示本发明第1实施例的薄膜制造装置的构成的局部的部 分立体图。图中用箭头表示方向。放电电极3具备梯子状电极。本实 施例中具备8个作为梯子状电极的放电电极3a 3h。但是，梯子状电 极的数目没有限定，以能够使高频均匀地给电且使等离子体均匀化和 制作容易的方式选择适当的数目。另外，也可以用一个梯子状电极构 成放电电极3。放电电极3a 3h各自具备彼此大致平行地向X方向延 伸的两根横结构20和设于两根横结构20之间且向与X方向大致垂直 的Y方向彼此大致平行地延伸的纵结构21。Z方向与X方向及Y方向 大致垂直。
相对于各个放电电极3a 3h，耦合器13a、高频供电传送路14a、 高频供电传送路12a、热介质供给管15a及原料气体配管16a分别设在 给电点53侧，耦合器13b、高频供电传送路14b、高频供电传送路12b、 热介质供给管15b及原料气体配管16b分别设在给电点54侧。对高频 供电传送路12使用O型圈等，由此，制膜室6被真空密封。图5中仅 对放电电极3所涉及的耦合器13、高频供电传送路14、高频供电传送 路12、热介质供给管15及原料气体配管16进行了表示。
放电电极3a 3h各自在给电点53旁边连接原料气体配管26a，自 原料气体配管16a供给原料气体。同样地，在给电点54旁边连接原料气体配管16b，自原料气体配管16b供给原料气体。放电电极3a 3h 各自将被供给的原料气体向图中的箭头所示的方向即基板8的方向从 其表面放出。
然而，在第1实施例中，准备8组耦合器13a、高频供电传送路 14a、耦合器13b和高频供电传送路14b，由该8组向放电电极3a 3h 进行电力供给，但并不现定于8组。可以对应放电电极的数目设置给 电点，或也可以用少于8组的组进行给电。这种情况下，对应其组数 对放电电极3a 3h进行分组。
图6是表示本发明第1实施例的薄膜制造装置的有关高频电力的 供给的构成的概略框图。薄膜制造装置1具备电源部60。电源部60具 备RF放大器(高频电源A) 62、 RF放大器(高频电源B) 63、高频 (RF)振荡器64、高频(RF)振荡器65、转换开关66、控制发生器 67。
高频(RF)振荡器64例如发生60MHz的高频(RF)信号并发送 到RF放大器62和转换开关66。此时，使用内部具有的相移器对高频 进行相位调制。高频(RF)振荡器65例如发生58.5MHz的高频(RF) 信号并发送到转换开关66。此时，使用内部具有的相移器对高频进行 相位调制。另外，使其频率例如从58.5MHz变动为59.9MHz，或从 60.1MHz变动为61.5MHz。转换开关66接收来自高频振荡器64、 65 的高频信号并将其转换后向RF放大器63供给。控制发生器67在通过 转换开关66转换来自高频振荡器64、 65的高频信号时，改变这些高 频信号的时间比例即占空比。RF放大器62及RF放大器63将所供给 的高频信号放大后输出，由此作为高频电源发挥功能。
高频振荡器64例如发生60MHz的高频(RF)信号并将其发送到 RF放大器62和转换开关66，此时，高频振荡器65例如发生58.5MHz 的高频(RF)信号并发送到转换开关66。该转换开关66以一定周期
19对从高频振荡器64发送出来的60MHz的高频信号和从高频振荡器65 发送出来的58.5MHz的高频信号进行转换，并向RF放大器63发送。 因此，RF放大器62向给电点53供给60MHz的高频电力，RF放大器 63向给电点54供给以一定周期转换的60MHz和58.5MHz的高频电力。
转换开关66基于来自控制发生器67的信号进行从高频振荡器64 发送出来的60MHz的高频信号和从高频振荡器65发送出来的58.5MHz 的高频信号的转换。控制发生器67根据对应于气体压力或气体种类等 气体条件的信号，改变高频信号转换的时间比例即占空比。高频振荡 器64利用相移器使向发送RF放大器62及转换开关66任一方的高频 信号从向另一方发送的高频信号移动相位。高频振荡器65可将其振荡 频率例如从58.5MHz变动为59.9MHz，或从60.1MHz变动为61.5MHz。
但是，放电电极3a 3h也可以分别从单独的电源部60供给电力。 或者，放电电极3a 3h也可以从少于8个的电源部60供给电力。这种 情况下，与其电源部60的数目对应地对放电电极3a 3h进行分组。另 外，也可以用一个梯子状电极构成放电电极3且从一个电源部60供给 电力。
曰本特开2002_322563号公报记载有该动作的详情。根据该构成 及动作，可以防止因放电电极3中的驻波等产生的等离子体发生状况 的不均匀等，能够使得在大面积内的制膜分布更加均匀。
图7A 图7C是表示本发明第1实施例的放电电极的构成的平面 图及剖面图。图7A表示沿着图5的BB线的放电电极3a的端面。图 7B表示图7A的放电电极3a的一个沿着AA线的纵断面。图7C表示 放电电极3a的一个从下侧看的平面。放电电极3 (3a)的多个纵结构 21 (21a)各自具备设在气管收容空间36内部的电极主体35、收容在 气管收容空间36的气管41、多孔体40。 XYZ方向和图5的场合相同。
20电极主体35的纵方向一端部35a连接在一个横结构20上，电极 主体35的另一端部35b连接在另一个横结构20上。 一个横结构20与 高频供电传送路12a连接，另一个横结构20与另一高频供电传送路12b 连接。
电极主体35具备向+Z方向的开口部38、设在气管收容空间36 和开口部38之间并连通气管收容空间36和开口部38的气体扩散通路 37、和以夹住气体扩散通路37的方式配置的一对热介质流通路34。 一 热介质流通路34配置于气体扩散通路37的+X侧，另一热介质流通路 34配置有气体扩散通路37的一X侧。多孔体40封闭开口部38，设有 从开口部38侧向相反侧沿Z方向贯通多孔体40的许多气体喷出孔40a。 在此，气管收容空间36、气体扩散通路37、开口部38及多孔体40按 照该顺序沿Z方向排列，多孔体40最靠+Z侧。制膜时，保持在对向 电极2上的基板8配置于多孔体40的+Z侧。
热介质流通路34、气管收容空间36、气体扩散通路37及开口部 38为在电极主体35的内部，从电极主体35的一端部35a到另一端部 35b向Y方向延伸的空间。多孔体40也从端部35a到端部35b向Y方 向延伸。气管收容空间36具有沿Y方向延伸的中心轴S36。
气管41具备在气管收容空间36内从端部35a到端部35b向Y方 向延伸的管主体42、分别连接在管主体42的两端的管端部43。管端 部43从气管收容空间36在端部35a或端部35b开口的开口部突出。气 管41具备沿Y方向贯通管主体42及管端部43的内部的作为内部空间 的气体流通路41a。管主体42具备从面向气体流通路41a的管内侧面 42a向管外侧面42b贯通的喷嘴42c。在管端部43设有环状槽43a。气 管41具有沿Y方向延伸的中心轴S41。
电极主体35具备面向气管收容空间36的电极内侧面39。电极内侧面39在其和管外侧面42b之间具有间隙且和管外侧面42b相对。电 极内侧面39具备作为气体扩散通路37的相反侧的部分的电极内侧面 第1部分39a和作为气体扩散通路37侧的部分的电极内侧面第2部分 39b。电极内侧面第1部分39a和电极内侧面第2部分39b沿Y方向延 伸。
横结构20具备作为横结构20的一Z侧部分的集管30和作为横结 构20的+Z侧部分的基部33。集管30及基部33沿X方向延伸。基部 33和多个电极主体35在各自的端部35a (或端部35b)连接。基部33 及电极主体35也可以形成为一体。在基部33上设有热介质流通路34'。 热介质流通路34，为在基部33的内部沿X方向延伸的空间，且和多个 电极主体35的各个热介质流通路34连接。 一个横结构20的热介质流 通路34'和热介质供给管15a连接，另一个横结构20的热介质流通路 34'和热介质供给管15b连接。
在集管30上设有凹部31和气体流通路32。凹部31和与横结构 20连接的多个纵结构21a数目相同，因而，电极主体35、气管41设计 为相同数目(参照图12)。凹部31具备底面31a及侧壁面31b。气体 流通路32为在集管30的内部沿X方向延伸的空间，且和各个凹部31 连接。 一个横结构20的气体流通路32和原料气体配管16a连通，另一 个横结构20的气体流通路32和原料气体配管16b连通。集管30以管 端部43插入凹部31的方式相对电极主体35的端部35a (或端部35b) 安装。这时，管端部43和集管30之间用配置于环状槽43a的O型圈 49封闭。作为0型圈49的材质，适宜用耐气性、耐高温性优异的kalrez (注册商标)。集管30用螺栓48安装在多个电极主体35上。因而集 管30相对于多个电极主体35及基部33可装卸。
为了适于制膜时的压力高的微结晶太阳能电池的制造，放电电极 3a的结构为采用用于使基板8上的气体分布达到均匀的多孔体40。这 种情况下，为了进行喷嘴孔42c的维修保养而将放电电极3a做成可分割的结构时，往往会增加放电电极3a的制造成本。就放电电极3a而言， 通过将集管30从电极主体35上卸下，可以将气管41沿与中心轴S41 平行的方向卸下来进行喷嘴孔42c的维修。根据这种结构，能够将放电 电极3a的制造成本控制得较低。另外，气管41不需要喷砂清洁，从而 可抑制维修成本。
气体流通路41a其一端经由一个横结构20的凹部31及气体流通 路32与原料气体配管16a连通，其另一端经由另一个横结构20的凹部 31及气体流通路32与原料气体配管16b连通。从原料气体配管16a及 原料气体配管16b供给的制膜用原料气体在气体流通路41a中流通。在 气体流通路41a中流通的气体从喷嘴孔42c喷出。
图7A中用箭头表示自喷嘴孔42c喷出的气体的流动。喷嘴孔42c 为以适当的间隔沿Y方向配设的小孔，气体从气体流通路41a向电极 内侧面39大致均匀地喷出。从喷嘴孔42c喷出的气体在被管外侧面42b 和电极内侧面39夹着的间隙空间沿Y方向扩散，同时流入气体扩散通 路37。气体在气体扩散通路37内沿Y方向扩散，同时向+Z方向移动 而到达开口部38。在此，开口部38的流路宽度(X方向)比气体扩散 通路37的流路宽度(X方向)宽，因此，气体在开口部38向X方向 扩散，同时到达多孔体40。气体从气体喷出孔40a向基板8和放电电 极3a之间的空间喷出。多孔体40设置为覆盖纵结构21a的基板8侧的 大部分的面。由此，能够向对向电极2上的基板8大致均等地供给气 体。另外，如图7所示，多孔体40也可以为Z方向的厚度比较薄的多 孔板，但也可以由Z方向的厚度比较厚、存在更多更细的孔的块构成。 在此，由于喷嘴孔42c向着电极内侧面而不向着气体扩散通路37，所 以，从喷嘴孔42c喷出的气体到达气体扩散通路37之前的移动距离较 长，气体在移动期间其移动方向发生变化。该结果是，可促进气体在 被管外侧面42b和电极内侧面39夹着的间隙空间的扩散。喷嘴孔42c 特别优选向着电极内侧面第l部分39a，但喷嘴孔42c向着电极内侧面 第2部分39b的情况下，在某种程度上也可以确保气体的移动距离和移动方向的变化。
多孔体40优选非磁性材料且热传导性良好、实施自清洁(反应性 离子蚀刻)时具有抗氟性的金属。另外，更优选容易焊接的金属。这 种金属可例示铝材(铝或铝合金)电极主体35也优选同样的金属。
气体喷嘴孔40a的形状不限，除圆形以外可以使用四方形、三角 形、星型等适宜的形状。从气体喷出孔40a放出到放电电极3 (放电电 极3a)和基板8 (或对向电极2)之间的空间的气体帮助用于制膜的反 应及用于自清洁的反应，产生反应生成气体。与相邻的纵结构21a的间 隙空间22成为排出反应中没用的剩余气体及生成的其他气体的通路。 排气也可以从间隙空间进行，因此能够向基板8上形成均匀的制膜。
喷嘴孔42c向和基板8相反的方向(一Z方向)喷出气体，所以， 从喷嘴孔42c到基板8的气体流路长且弯曲。因此，直到到达基板8 之前，气体可以充分扩散，使得基板8上的气体流量分布及浓度分布 均匀化。
热介质流通路34其一端经由一个横结构20的热介质流通路34' 连接在热介质供给管15a，另一端经由另一个横结构20连接在热介质 供给管15b上。使进行了温度控制的热介质在热介质流通路34中流通， 由此，可以将电极主体35控制在所期望的温度。在此，在一根电极主 体35上显示有两条热介质流通路34，但热介质流通路34可以为一条 也可以为三条以上。另外，在施加于放电电极和对向电极之间的电力 较小而不需要特别进行温度控制的情况下，热介质流通路不是必需的。
图8是表示图7A 图7C所示的放电电极的管主体42周边的透视 图。喷嘴孔42c以喷嘴间隔L沿Y方向配设在管主体42上。
管主体42为圆筒管且喷嘴孔42c为圆形的情况下，喷嘴孔42c的喷嘴直径d以满足式(1)来决定。式(1):
5<{兀(D/2) 2} / {兀(d/2) 2xN}
在此，D为管主体42的内径D， N为设于一根管主体42上的喷 嘴孔42c的数目。式(1)表示管主体42的流路截面积Sl比设于一根 管主体42的喷嘴孔42c的总喷出面积S2的5倍还大的情况。
图9是对放电电极3a表示其截面积比和流量分布的关系的图表。 纵轴表示流量分布，横轴表示截面积比S1/S2。图9所示的流量分布 表示从设于管主体42的多个喷嘴孔42c的每一个喷出的流量相对最大 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
来定义。在截面积比Sl/S2减小时，流量分布增加，截面积比 Sl/S2超过5而减小时，流量分布急剧增加。因而，重要的是截面积 比SI / S2要大于5。在截面积比SI / S2大于5的情况下，流量分布 被抑制为小于5%。这是因为在截面积比SI / S2大的情况下，沿气体 流通路41a的中心轴S41流动的气体的压力分布达到均匀，气体能够 从多个喷嘴孔42c均匀地喷出。
在此，为了使气体的分子可以通过，流路截面积Sl及总喷出面积 S2各自都必须为正，所以，式(1)也可以表示为式(1，) 0<{兀(d/2) 2xN} / {兀(D/2) 2}<1 /5
需要说明的是，管主体42也可以为四方筒管或椭圆筒管，喷嘴孔 42c也可以为四方形或椭圆。这种情况下，使管主体42的流路截面积 Sl和设于一根管主体42的喷嘴孔42c的总喷出面积S2满足式(r) 的关系，气体也能够从多个喷嘴孔42c均匀地喷出。
另夕卜，喷嘴孔42c为圆形时，管外侧面42b和电极内侧面39的间
25隙距离W以满足式(2)来决定。式(2):
2wL〉兀(d/ 2) 2
在此，d为喷嘴孔42c的喷嘴直径d， L为喷嘴节距L。式(2)表 示对应于一个喷嘴孔42c的管外侧面42b和电极内侧面39之间的间隙 空间的流路截面积(2wL)大于一个喷嘴孔42c的喷出面积S。在满足 式(2)的情况下，喷嘴孔42c中喷出的气体在管外侧面42b和电极内 侧面39之间的间隙空间向气体扩散通路37移动的过程中，其流速减 小为比喷嘴孔42c的喷出流速小，从而，使得自多孔体40喷出的气体 沿X方向的分布趋于均匀。
在此，为了使气体的分子可以通过，流路截面积(2wL)及一个 喷嘴孔42c的喷出面积S各自都必须为正，所以，式(2)也可以表示 为式(2，)
0<{兀(d/ 2) 2} / (2wL) <1
在此，喷嘴孔42c并不限定于圆形，其也可以为四方形或椭圆。 这种情况下，使对应于一个喷嘴孔42c的管外侧面42b和电极内侧面 39之间的间隙空间的流路截面积(2wL)和一个喷嘴孔42c的喷出面 积S满足式(2')的关系，从喷嘴孔42c喷出的气体也能均匀地扩散。
间隙距离w的上限由放电电极3a的大小来限制。
图IOA、图10B是表示图7A 图7C所示的放电电极的管主体42 周边的透视图。图IOA、图10B中显示了为了将间隙距离w保持为一 定而配置在管外侧面42b和电极内侧面39之间的衬垫44。图10A所 示的衬垫为环形状，遍及管外侧面42b的整个外周而设置。另一方面， 图10B所示的衬垫44为以等角度间隔设在管外侧面42b的周围的突起 部。衬垫44以适当的间隔沿Y方向设置。衬垫44在一个管主体42上 设置多个例如4 5个。衬垫44可以如图IOA、图10B所示设于管外侧面42b，但也可以设于电极内侧面39。
图11对放电电极3a，表示其气管和电极的中心轴的偏差和流量分 布的关系。纵轴表示流量分布。横轴表示图7B所示的中心轴S36和中 心轴S41的与中心轴36垂直的偏差、和中心轴S36及S41重合时的间 隙距离w之比。在此，偏差为分子，间隙距离w为分母。图ll所示的 流量分布表示从设在多孔体40的多个气体喷出孔40a的每一个喷出的 流量相对最大值及中心轴的平均值的偏差，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
来定义。在图11中比值越大流量分布越大。在比值小于25%的情 况下，流量分布被抑制为不到5%。
因而，衬垫44优选以如下方式设置在管外侧面42b上，即，在中 心轴S36和中心轴S41的与中心轴36垂直的偏差超过中心轴S36及 S41重合时的间隙距离w的25%之前就与电极内侧面39抵接。例如， 衬垫44距管外侧面42b的高度优选为中心轴S36及S41重合时的间隙 距离w的75。/。以上、不足100%的范围内。
在衬垫44设于电极内侧面39的情况下，优选衬垫44以如下方式 设置，即在中心轴S36和中心轴S41的与中心轴36垂直的偏差超过中 心轴S36及S41重合时的间隙距离w的25%之前就与管外侧面42b抵 接。例如，衬垫44距电极内侧面39的高度优选为中心轴S36及S41 重合时的间隙距离w的75M以上、不足100%的范围内。
使气管41为和电极主体35的材质相同的铝材(铝或铝合金)， 由此可防止管外侧面42b和电极内侧面39之间的间隙空间因热膨胀而 变窄。另外，对气管41选定非磁性的不锈钢也可以实现成本降低。非 磁性的不锈钢例示SUS304及SUS316。之所以设定为不锈钢是考虑实 施自清洁时的抗氟性，之所以设定为非磁性是为了与等离子体对应。
27在此，SUS304的线膨胀率17x10—6与铝材的线膨胀率24x10—6接近， 所以，可防止管外侧面42b和电极内侧面39之间的间隙空间因热膨胀 而变窄。
对管端部43和集管30之间进行封闭的0型圈49可以如图7B所 示配置于设在管端部43的环状槽43a内，但也可以如图13所示配置于 设在侧壁面31b的环状槽31c内。在图13所示的构成中，优选底面31a 和环状槽31c的距离Ll大于10mm。距离Ll为管端部43插入凹部31 的方向上的距离。为了在一边为lm以上的基板8上制膜，气管41使 用长度为lm以上的管。因而，为了即使在气管41和电极主体35发生 热伸长差的情况下，气管41也不会变形，且也不会发生来自封闭部的 漏气，优选将距离Ll设定为大于10mm。通过将距离Ll设定为大于 10mm则能够吸收土5mm左右的气管41的伸縮量。这样设定距离L1， 在气管41和电极主体35的材质不同的情况下尤其有效。
图14A、图14B表示用于使气管41的喷嘴孔42c的朝向一致的键 结构。图14B是表示图7B所示的键结构的透视图。管外侧面42b上设 有环状衬垫44，衬垫44上设有键槽44a。电极主体35上设有键45且 使其自电极内侧面39突出于气管收容空间36。规定喷嘴孔42c的朝向， 使得当气管41插入气管收容空间36时，键45和键槽44a嵌合，喷嘴 孔42c朝向多孔体40的相反侧，即朝向电极内侧面第1部分39a。
键结构也可以取图14A所示的结构。该情况下的键结构具备设于 管端部43的外侧面的键45、设于侧壁面31b的键槽31d。在此，环状 槽43配置在键45的前端侧。将集管30安装在电极主体35时，管端 部43则插入凹部31。这时，规定喷嘴孔42c的朝向，使得键45与键 槽31d嵌合，喷嘴孔42c朝向多孔体40的相反侧，即朝向电极内侧面 第1部分39a。
作为使喷嘴孔42c的朝向一致的另一方法，还有在管端部43附加表示喷嘴孔42c的朝向的对准标记50的方法(参照图12)
此外，为了容易地使喷嘴孔42c的朝向一致，也可以将气管41设 计成四方筒管或椭圆筒管。图15A表示将管主体42设计成四方筒管、 将气管收容空间36的截面形状设计成四方的情况。图15B表示将管主 体42设计成椭圆筒管、将气管收容空间36的截面形状设计成椭圆的 情况。另外，如图15C所示，管主体42截面形状和气管收容空间36 的截面形状也可以不对应。关于图15A 图15C所示的管主体42及气 管收容空间36的形状，也可以采用前文所述的键结构或衬垫44。图 15A 图15C中省略了热介质流通路34。
接着，对本发明的太阳能电池的制造方法进行说明。在此，是说 明使用上述所示的放电电极及薄膜制造装置，制造硅系薄膜的太阳能 电池的情况。其中，所谓硅系包括硅(Si)、碳化硅(SiC)及锗化硅 (SiGe)。在此，作为硅系薄膜，以微晶硅或非晶硅为例。
步骤1:
将玻璃这样具有透光性的基板8导入薄膜制造装置1并安装在对 向电极2上。理想的是，基板8例如为1.4mxl.lm、板厚4mm的苏打 浮法玻璃，基板端面为了防止破损进行角部倒角或导圆角R。利用热 VCD装置在约500'C下，在基板8的表面形成膜厚约为500nm 800nm 的以氧化锡膜为主成分的透明导电膜。就串联型太阳能电池而言，以 微晶硅层作为底层进行制膜时，在基板8上形成透明导电膜和非晶硅 太阳能电池层(p层、i层、n层)。其后，使制膜室6达到规定的真 空度(例示10_6Pa)。对均热板5进行温度控制，以使对向电极2 的温度例如稳定在20(TC。基板—电极间距离例示2mm 15mm，例如 为5mm时，在膜厚或膜质分布均匀并且进行高速制膜方面比较适合。
步骤2:
将制膜用的气体经由原料气体配管16a、气体流通路32、凹部31、气体流通路41a、喷嘴孔42c、管外侧面42b和电极内侧面39之间的间 隙空间、气体扩散通路37、开口部38、多孔体40 (多个孔40a)向放 电电极3和基板8之间供给。形成微晶硅薄膜或非晶硅薄膜的情况下， 气体例如为H2+SiH4 ( SiH4分压2 20%)。但是，在形成p层或n 层的情况下，形成还进一步添加有掺杂剂的气体。制膜压力的范围例 如在形成微晶硅薄膜的情况下为800 1800Pa，在形成非晶硅薄膜的情 况下为200 600Pa。气体经由气体喷出孔40a供给，从间隙空间22排 出。
步骤3:
取得耦合器13的输出侧的阻抗的耦合，同时经由与输出侧连接的 高频供电传送路12向放电电极3供给规定的高频电力。由此，在放电 电极3和对向电极2之间产生气体的等离子体，在基板8上形成硅薄 膜。在形成微晶硅薄膜时，高频电力及基板温度和膜厚例如为1W/cm2 及200'C和1.5pm 3nm。在形成非晶硅薄膜时，高频电力及基板温度 和膜厚例如为0.2W/ cm2及200。C和约300nm。
步骤4:
从制膜前到制膜结束，使热介质经由设于高频供电传送路12的内 部的热介质供给管，向设于放电电极3的内部的热介质流通路34流通。 由此控制放电电极3的温度。电极主体35的温度被控制在例如50°C 18(TC之间的合适的温度。即，在制膜时的基板加热温度和等离子体投 入电力和从制膜室6排出的热量的热平衡中，电极主体35的温度被控 制为可抑制基板8因表里温度差而产生的基板翘曲变形。
步骤5:
关于p层硅薄膜、i层硅薄膜及n层硅薄膜的每一种，反复进行上 述步骤1 4。
步骤6:其后，用喷镀装置在n层上形成银或铝的背面导电膜，制造太阳 能电池。
另外，也可以在各自不同的制膜室6形成p层硅薄膜、i层硅薄膜
及n层硅薄膜。此外也可以用不同的薄膜制造装置形成。另外，根据 需要也可以在各层之间形成其他薄膜。关于这种其他薄膜、或透明薄 膜、背面导电膜，也可以使用本发明的薄膜制造装置。另外，没有特 别记载，但作为太阳能电池，为了采用串联集成结构，在中途工序中 实施使用了 YAG激光等的膜的蚀刻工序。
上述的太阳能电池的制造方法中表示了一个制造非晶硅太阳能电 池或微晶硅太阳能电池的例子。但是，本发明并不限定于该例，将非 晶硅太阳能电池和微晶硅太阳能电池各一层 多层层叠而成的多接合 型太阳能电池这样的其他种类的薄膜太阳能电池也同样可以适用。
此外，本发明同样也可适用于在金属基板这样的非透光性基板上 制造的、光从基板的相反侧入射型的太阳能电池。
可以认为，从多个气体喷出孔40a向Z方向送出的气体有助于等 离子体向基板8生成，其一部分向相邻的纵结构21a下方移动，而大部 分从相邻的纵结构21a的间隙空间排出。由于供给气体的多个气体喷出 口 40a (多孔体40)和排出气体的间隙空间22接近，因此，等离子体 中的气体滞留时间縮短。由此，能够抑制阻碍具有良好的膜质的膜生 成的纳米团簇成长及向膜内的侵入。
本发明的放电电极3的构成为，使相邻的纵结构21a彼此的间隙 空间22小于电极一基板距离，例如窄2mm 4mm，并且，使用平板的 板状体或块作为多孔体40，所以，放电电极3的对向电极2侧可大致 变得平坦。由此，等离子体的生成更加均匀化，从而能够使膜厚及膜 质更加均匀化。
31如上所述，根据本发明，即使在将基板和电极之间的距离变窄、 将制膜压力增高进行制膜的情况下，也能够抑制膜厚分布或膜质分布 的发生。而且，在抑制膜厚分布或膜质分布的发生的同时，还能够通 过高速制膜提高生产性。
其次，对本发明第2实施例的薄膜制造装置的构成进行说明。本 实施例中，放电电极3的构成和第1实施例不同。
关于本发明第2实施例的薄膜制造装置的构成、与本发明第2实 施例的薄膜制造装置中的高频电力的供给有关的构成，和图4 图6所 示的第1实施例的构成是一样的。因而省略其说明。
图16表示本发明第2实施例的放电电极的一纵结构的横剖面(图 5的BB剖面)。XYZ方向和图5的情况相同。第2实施例中的纵结构 21 (21a，)在第l实施例中的纵结构21 (21a)的基础上，电极主体35 可分割成+ Z侧部分即电极主体第1部分46和一Z侧部分即电极主体 第2部分47。在此，电极主体第l部分46和基部33成一体型，基部 33和集管30成一体型，气管41和集管30成一体型。目卩，第2实施例 中的放电电极3a相对于包含多孔体40、电极主体第1部分46、基部 33、集管30及气管41的结构，除电极主体第2部分47可装卸这一点 以外，和第1实施例的放电电极3a是一样的。图16中，省略了热介质 流通路34。
电极主体第1部分46具备开口部38、气体扩散通路37、电极内 侧面第2部分39b。多孔体40封闭开口部38。电极主体第2部分47 具备电极内侧面第1部分39a。电极主体第2部分47用螺栓48安装在 电极主体第1部分46上且可以装卸。电极主体第2部分47安装在电 极主体第1部分46上后，则形成作为电极主体35的内部空间的气管收容空间36。气管收容空间36是由电极主体第1部分46和电极主体 第2部分47夹着的空间，收容有管主体42。
就第2实施例的太阳能电池的制造方法而言，除使用图16记载的 放电电极作为放电电极以外，和第1实施例是一样的，所以省略其说 明。
第2实施例中的放电电极3a因为可以分割，所以容易进行喷嘴孔 42c的维修保养。
其次，对本发明第3实施例的薄膜制造装置的构成进行说明。本 实施例中，放电电极3的构成和第1实施例及第2实施例不同。
关于本发明第3实施例的薄膜制造装置的构成、与本发明第3实 施例的薄膜制造装置中的高频电力的供给有关的构成，和图4 图6所 示的第1实施例的构成是一样的。因而省略其说明。
图17表示本发明第3实施例的放电电极的横剖面(图5的BB剖 面)。XYZ方向和图5的情况相同。第3实施例中的放电电极3a的多 个纵结构21 (21b)各自具备+ Z侧部分即电极主体71、 —Z侧部分即 气体组块76、和多孔体40同样的多孔体40'。电极主体71和气体组块 76各自的一端部连接在一个横结构20上，另一端部连接在另一个横结 构20上。 一个横结构20与高频供电传送路12a连接，另一个横结构 20与高频供电传送路12b连接。
电极主体71具备向着基板8保持的对向电极2开口的开口部72、 配置在开口部72的相反侧的安装部73、设于开口部72及安装部73之 间且和开口部72连通的气体扩散通路74、气体扩散通路74在安装部 73开口的开口部75、以夹住气体扩散通路74的方式配置的一对热介质流通路80。 一个热介质流通路80配置在气体扩散通路74的+X侧， 另一个热介质流通路80配置在气体扩散通路74的一X侧。多孔体40' 封闭开口部72，且设有从开口部72侧至相反侧沿Z方向贯通多孔体 40'的气体喷出孔40a'。在此，安装部73、气体扩散通路74、开口部 72及多孔体40'以该顺序沿Z方向排列，多孔体40'最靠+ Z侧。在制 膜时，保持在对向电极2上的基板8配置在多孔体40'的+Z侧。开口 部72、气体扩散通路74及热介质流通路80为在电极主体71内部从电 极主体71的一端部到另一端部沿Y方向延伸的空间。热介质流通路 80其一端部与热介质供给管15a连接，另一端部与热介质供给管15b 连接，以流通热介质。开口部75及多孔体40'也从电极主体71的一端 部到另一端部沿Y方向延伸。安装部73为从电极主体71的一端部到 另一端部沿Y方向延伸的凹形状的槽。开口部75向该槽的底面开口。
气体组块76具备气体流通路77、安装部78、配置在气体流通路 77和安装部78之间而与气体流通路77连接、并且在安装部78开口的 喷嘴孔79。气体流通路77、喷嘴孔79、安装部78以该顺序沿Z方向 排列，安装部78最靠+ Z侧。气体流通路77为在气体组块76内部从 气体组块76的一端部到另一端部向Y方向延伸的空间。气体流通路 77其一端部和原料气体配管16a连通，另一端部和原料气体配管16b 连通，以便气体流通。喷嘴孔79向Z方向延伸，以适当的间隔沿Y方 向配设。安装部78为从气体组块76的一端部到另一端部向Y方向延 伸的凸形状的垄。开口部75在该垄的顶面开口。
气体组块76以其安装部73和安装部78嵌合的方式安装在电极主 体71上。气体组块76由于是用螺栓48固定在电极主体71上，所以 气体组块76对电极主体71的安装可以装卸。在气体组块76被安装在 电极主体71上的状态下，安装部73的底面和安装部78的顶面紧密接 触，喷嘴孔79和气体扩散通路74连通。
图17中用箭头表示气体的流动。经由原料气体配管16a、气体流通路77、喷嘴孔79喷出到气体扩散通路74的气体经气体扩散通路74 向Y方向扩散，同时向+Z方向移动到达开口部72。在此，开口部72 的流路宽度(X方向)比气体扩散通路74的流路宽度(X方向)宽， 因此，气体经开口部72向X方向扩散，同时到达多孔体40'。气体从 气体喷出孔40a'向基板8和放电电极3a之间的空间喷出。多孔体40' 设置成覆盖纵结构21b的基板8侧的大部分的面。由此，能够向对向 电极2上的基板8大致均等地供给气体。
另外，如图17所示，多孔体40，也可以为Z方向的厚度比较薄的 多孔板，但也可以由Z方向的厚度比较厚、存在更多更细的孔的块构 成。用多孔体40'能够更加均等地向基板8供给气体。
多孔体40'优选非磁性材料且热传导性良好、实施自清洁(反应性 离子蚀刻)时具有抗氟性的金属。另外，更优选容易焊接的金属。这 种金属可例示铝材(铝或铝合金)电极主体71及气体组块76也优选 同样的金属。
气体喷嘴孔40a，的形状不限，除圆形以外可以使用四方形、三角 形、星型等适宜的形状。从气体喷出孔40a'放出到放电电极3 (放电电 极3a)和基板8 (或对向电极2)之间的空间的气体有助于用于制膜的 反应及用于自清洁的反应，产生反应生成气体。与相邻的纵结构21b 的间隙空间22成为排出反应中没用的剩余气体及生成的其他气体的通 路。排气也可以从间隙空间22进行，因此能够向基板8上形成均匀的 制膜。
气体流通路77的流路截面积优选比与一条气体流通路77连通的 喷嘴孔79的总喷出面积的5倍还大。这样一来可从多个喷嘴孔79均 匀地喷出气体。
第3实施例中的太阳能电池的制造方法，除使用图17记载的放电电极作为放电电极以外，和第1实施例是一样的，所以省略其说明。 另外，第3实施例中，电极主体71侧的嵌合结构即安装部73为凹结
构，气体组块76侧的嵌合结构即安装部78为凸结构，但该凹凸也可 以相反。
第3实施例中的放电电极3a采用用于使基板8上的气体分布均匀 的多孔体40'，以适于制膜时的压力高的微结晶太阳能电池的制造。关 于第3实施例中的放电电极3a,气体组块76及电极主体71也可以分 割，所以，可容易地进行喷嘴孔79的维修保养。
另外，第1及第2实施例中的放电电极3a由于不像第3实施例中 的放电电极3a那样具有要求高的加工精度的嵌合结构，因而可降低制 造成本。
3权利要求
1. 一种放电电极，具备彼此大致平行地向第1方向延伸的两根横结构；和设于所述两根横结构之间、且彼此大致平行地向与所述第1方向大致垂直的第2方向延伸的多个纵结构，所述多个纵结构各自具备将第1端部连接在一个所述横结构上、将所述第1端部的相反侧的第2端部连接在另一个所述横结构上的电极主体；配置于设在所述电极主体内部的气管收容空间中的气管；和多孔体，所述电极主体具备向着保持基板的对向电极开口的第1开口部、设于所述气管收容空间及所述第1开口部之间并连通所述气管收容空间和所述第1开口部的气体扩散通路，所述第1开口部由所述多孔体封闭，所述气管具备自所述气管的管内侧面起贯通至管外侧面的喷嘴孔群，所述气管、所述气管收容空间、所述气体扩散通路和所述第1开口部向所述第2方向延伸，所述电极主体具备面对上述气管收容空间且和所述管外侧面对置的电极内侧面，所述喷嘴孔群沿所述第2方向配设在所述气管上。
2. 如权利要求l所述的放电电极，其中，所述喷嘴孔群向着所述电极内侧面。
3. 如权利要求2所述的放电电极，其中，所述喷嘴孔群以喷嘴间距L沿所述第2方向配设，所述管外侧面和所述电极内侧面的间隙距离w和所述喷嘴孔群的一个喷嘴孔的喷出面积S满足式0<S / ( 2 w L ) < 1
4. 如权利要求2或3所述的放电电极，其中，具备配置在所述电极内侧面和所述管外侧面之间的衬垫。
5. 如权利要求4所述的放电电极，其中，所述气管收容空间具有第1中心轴，所述气管具有第2中心轴，所述衬垫以如下方式设于所述管外侧面，S卩，所述第1中心轴和所述第2中心轴在与所述第1中心轴垂直的方向上的偏差超过所述第1中心轴和所述第2中心轴重合时的所述管外侧面和所述电极内侧面的间隙距离wl的25%之前，所述衬垫与所述电极内侧面抵接。
6. 如权利要求4所述的放电电极，其中，所述气管收容空间具有第1中心轴，上述气管具有第2中心轴，所述衬垫以如下方式设在所述电极内侧面，即，所述第1中心轴和所述第2中心轴在与所述第1中心轴垂直的方向上的偏差超过所述第1中心轴和所述第2中心轴重合时的所述管外侧面和所述电极内侧面的间隙距离wl的25%之前，所述衬垫与所述管外侧面抵接。
7. 如权利要求1 6任一项所述的放电电极，其中，所述气管的流路截面积Sl和设于一根所述气管上的所述喷嘴孔群的总喷出面积S2之比S2 / Sl大于0、小于1 / 5。
8. 如权利要求1 7任一项所述的放电电极，其中，上述气管及所述电极主体的材质为铝材。
9. 如权利要求1 7任一项所述的放电电极，其中，所述电极主体的材质为铝材，所述气管的材质为非磁性不锈钢。
10. 如权利要求1 9任一项所述的放电电极，其中，所述一个横结构具备向所述第1方向延伸的集管，所述气管具备在所述第1端部自所述气管收容空间突出的管端部，所述集管具备凹部、与所述凹部连通的气体流通路，所述集管以所述管端部插入所述凹部的方式安装在所述第l端部，且可装卸，所述气管经由所述管端部及所述凹部与所述气体流通路连通。
11. 如权利要求IO所述的放电电极，其特征在于，所述凹部具备底面和设有环状槽的侧壁面，在所述环状槽内，配置有对所述凹部和所述管端部之间进行密封的O型圈，所述底面和所述环状槽在所述管端部插入所述凹部的方向上设有距离。
12. 如权利要求10或11所述的放电电极，其特征在于，在所述管端部设有键，在所述凹部设有和所述键嵌合的键槽。
13. 如权利要求1 9任一项所述的放电电极，其中，所述电极主体具备第1部分和第2部分，所述第2部分以将所述内部空间夹在其和第1部分之间的方式安装在所述第1部分上且可装卸，所述第1部分具备所述第1开口部、所述气体扩散通路、所述电极内侧面的所述气体扩散通路侧的部分，所述第2部分具备与所述电极内侧面的所述气体扩散通路相反一侧的部分。
14. 如权利要求1或2所述的放电电极，其中，具备配置在所述电极内侧面和所述管外侧面之间的衬垫，所述衬垫设于所述气管外侧面，所述电极内侧面设有键，所述衬垫上设有与所述键嵌合的键槽。
15. 如权利要求1 14任一项所述的放电电极，其中，所述气管外侧面设有表示所述喷嘴孔群的位置的对准标记。
16. —种放电电极，具备彼此大致平行地向第l方向延伸的两根横结构；和设于所述两根横结构之间、且彼此大致平行地向与所述第1方向大致垂直的第2方向延伸的多个纵结构，所述多个纵结构各自具备将一端部连接在一个所述横结构上、将另一端部连接在另一个所述横结构上且向所述第2方向延伸的电极主体；将一端部连接在所述一个所述横结构上、将另一端部连接在所述另一个所述横结构上且向所述第2方向延伸的气体组块；和多孔体，所述电极主体具备向着保持基板的对向电极开口的第1开口部、配置在所述第1开口部的相反侧的第1安装部、设于所述第1开口部及所述第1安装部之间且与所述第1开口部连通的气体扩散通路、和所述气体扩散通路在所述第1安装部开口的第2开口部，所述第1开口部、所述第1安装部、所述气体扩散通路和所述第2开口部向所述第2方向延伸，所述第1开口部由所述多孔体封闭，所述气体组块具备设于所述气体组块的内部的气体流通路、第2安装部、设于所述气体流通路和所述第2安装部之间而与所述气体流通路连通并且在所述第2安装部开口的喷嘴孔群，所述气体流通路和所述第2安装部向所述第2方向延伸，所述喷嘴孔群沿所述第2方向配设在所述气体组块上，所述气体组块以所述第1安装部及所述第2安装部嵌合的方式、且所述喷嘴孔群与所述气体扩散通路连通的方式安装在所述电极主体上，且可装卸。
17. —种薄膜制造装置，具备制膜室、设于所述制膜室中的如权利要求1 16任一项所述的放电电极、设于所述制膜室且与所述放电电极对置的对向电极。
18. —种使用薄膜制造装置的太阳能电池的制造方法，所述薄膜制造装置具备制膜室、设于所述制膜室中的权利要求1 17任一项所述的放电电极、设于所述制膜室且与所述放电电极对置的对向电极，所述太阳能电池的制造方法具备(a) 将基板保持在所述对向电极上的工序；(b) 经由所述气管、所述喷嘴孔群、所述气体扩散通路、所述多孔体将制膜用气体导入所述制膜室的工序；(c) 一边导入所述气体一边向所述放电电极和所述对向电极之间施加电力，从而形成太阳能电池用薄膜的工序。
全文摘要
本发明提供一种可抑制膜厚分布或膜质分布的产生的放电电极、薄膜制造装置及太阳能电池的制造方法。放电电极具备彼此大致平行地向X方向延伸的两根横结构(20)、设于这两根横结构(20)之间、且彼此大致平行地向Y方向延伸的多个纵结构(21a)。纵结构(21a)具备将一端部(35a)连接在一个横结构(20)上、将另一端部(35b)连接在另一个横结构(20)上的电极主体(35)、配置于气管收容空间(36)的气管(41)、多孔体(40)。开口部(38)向着基板(8)开口且用多孔体(40)封闭。气体扩散通路(37)连接气管收容空间(36)和开口部(38)。电极内侧面(39)面对气管收容空间(36)并且和管外侧面(42b)对置。喷嘴孔群(42c)沿Y方向配设于气管(41)上且向着和电极内侧面(39)的气体扩散通路(37)相反侧的部分(39a)。
文档编号H01L21/205GK101467233SQ200780022228
公开日2009年6月24日 申请日期2007年8月22日 优先权日2006年8月28日
发明者大坪荣一郎, 宫园直之, 川村启介, 河野慎吾, 竹内良昭 申请人:三菱重工业株式会社