高频等离子cvd装置与高频等离子cvd法以及半导体薄膜制造法的制作方法

专利名称：高频等离子cvd装置与高频等离子cvd法以及半导体薄膜制造法的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成化串联型薄膜太阳能电池组件的制造中所使用的高频等离子CVD 装置与高频等离子CVD法以及半导体薄膜制造法。特别涉及频率为30MHz 300MHz (VHF 频带)的VHF等离子CVD装置以及VHF等离子CVD法。另外，涉及应用了微晶硅膜以及准晶质硅膜的各种设备的制造中所使用的高频等 离子CVD装置以及高频等离子CVD法。
背景技术：
层叠有多个具有光电转换功能的半导体光电转换单元的多接合型光电转换元件 在例如太阳能电池将波长吸收带域不同的顶部单电池与底部单电池组合在提高发电转换 效率上非常有效，这一点众所周知。其在透明中间层具有入射光能的向各接合单元的光谱分配的功能，例如反射短波 长的光、使长波长的光透过的功能，由此谋求进一步的发电转换效率的提高。具体地说，集成化串联型薄膜硅太阳能电池通过在透光性的基板(例如玻璃)上 依次层叠透明电极层、非晶质硅光电转换单元层、具有反射短波长的光而使长波长的光透 过的功能的中间层、结晶质硅光电转换单元层以及背面电极层而形成。上述非晶质硅光电转换单元层由ρ型半导体层、i型半导体层以及η型半导体层 等构成，厚度在Pin层整体为大约0. 5 μ m以下。上述结晶质硅光电转换单元层由ρ型微晶半导体层、i型微晶半导体层以及η型 微晶半导体层等构成，厚度在Pin层整体为大约3 5 μ m。另外，i型微晶半导体层的厚度 为大约2 4μπι。制造该被称为集成化串联型薄膜太阳能电池的将非晶质硅与结晶质硅组合而成 的太阳电池的生产线期待能够制造光电转换效率为10 13%级别的高效率组件。然而，上述集成化串联型薄膜太阳能电池具有能够容易地进行光电转换效率的提 高的优点，但相反需要大约2 4μ m的厚度的结晶质硅光电转换单元层的i型微晶半导体 层的制造需要很长的时间，或者需要设置多个i型微晶半导体层的制造装置，具有生产成 本增大的缺点。近年来，为了消除该缺点，进行了 i型微晶半导体层的制膜速度的提高技术的开 发以及能够大面积、高品质并且均勻性良好地制造的等离子CVD装置的开发等。最近，作为与i型微晶半导体层的制膜速度的提高有关的技术，通过使用VHF(超 高频带30MHz 300MHz)等离子CVD装置，作为制膜条件，使用通过大量的氢稀释的硅烷 气体(SiH4)，通过较高的压力，供给大电力，由此能够实现。然而，能够大面积、均一性良好并且高品质地制造的等离子CVD装置的开发依然 处于问题多多、带来不协调的状况。在非专利文献1中，公开了关于通过使用了平行平板电极的VHF等离子CVD实现集成化串联型薄膜太阳能电池用的结晶质i层膜的高品质、高速制膜的技术。即，表明作为实验条件，通过将平行平板电极的尺寸设为直径10cm，将原料气体 设为高氢稀释SiH4，将压力设为2 4Torr(133 532Pa)，将基板温度设为250°C，将电源 频率设为60MHz，在制膜速度为1. 7nm/s的情况下将投入电力设为2. 54W/cm2，在制膜速度 为2. 5nm/s的情况下将投入电力设为3. 4W/cm2，能够得到高品质的微晶硅。另外，公开了 通过在1. 7 2. 5nm/s的高速制膜条件下也使用频率60MHz的VHF 等离子CVD，能够得到高品质的微晶硅。另外，投入电力在制膜速度为1.7nm/s的情况下为2. 54W/cm2，在制膜速度 为2. 5nm/s的情况下为3. 4ff/cm2,需要非常大的电力，这意味着在例如基板面积为 IlOcmX 140cm(15400cm2)的情况下，如果单纯地进行比例计算，则在制膜速度为1. 7nm/s的 情况下需要39. 1KW，在制膜速度为2. 5nm/s的情况下需要52. 4KW。在非专利文献2中表示了与使用了平行平板电极的等离子生成中的消耗电力有 关的研究结果。S卩，表示了 经由阻抗匹配器向设置于直径30cm的真空容器的平行平板电极(尺 寸直径15cm、电极间隔5cm)投入13. 56MHz的电力，进行N2等离子的生成实验，测定所投 入的电力的消耗量。另外，表示了 作为测定结果，电源输出(300W)的大约52%在平行平板电极之间 消耗，剩余的48%在此外的场所消耗(阻抗匹配器12%，传送电路24%，在电极与真空容器 内壁之间等处的无效等离子生成12% )。另外，上述情况意味着在使用了平行平板电极的RF等离子CVD装置中，从电源投 入的电力中在作为目的的电极之间消耗的约为52%。在非专利文献3中表示了与使用了后述的专利文献2所记载的梯形电极的应用了 大面积、均勻的VHF等离子生成法的等离子CVD装置的开发研究有关的研究结果。S卩，在非专利文献3中表示了研究中所使用的等离子CVD装置以及制膜实验的概 要。作为实验中所使用的装置，表示了具有在真空容器内分离地相对设置有基板加热器、梯 形电极和背板的构造的等离子CVD装置。VHF电力的向梯形电极(在一个平面内设置相同 长度的2根竖棒、通过相同长度的多根横棒将两者之间连结而成的)的供给从设置于相对 的两个边的给电点进行。此时，向两个边供给的电力的电压的相位差随时间而变化，例如正 弦波状地变化而供给。阻抗匹配器的输出使用多个T型同轴连接器分支为8路，连接于8 个给电点。两个边的给电点合计为16点。另外，表示了 作为实验结果，在电极的尺寸为1. 2mX 1. 5m、基板面积 为1. ImX 1.4m,电源频率为60MHz、梯形电极与基板加热器的间隔为20mm、压力为 45Pa(0. 338Torr)的条件下，非晶硅的制膜速度为1. 7nm/s，膜的不均勻性为士 18%。在非专利文献4中表示了与使用了在后述的专利文献3中所记载的梯形电极的应 用了大面积、均勻的VHF等离子生成法的等离子CVD装置的开发研究有关的研究结果。即，在非专利文献4中表示了研究中所使用的等离子CVD装置以及制膜实验的概 要。作为实验中所使用的装置，表示了具有在真空容器内分离地相对设置有梯形电极和接 地电极的构造的等离子CVD装置。VHF电力的向梯形电极(在一个平面内设置相同长度的 2根竖棒、通过长度相同的多根横棒将两者之间连结而成的)的供给从设置于相对的两个边的给电点进行。此时，向两个边供给的电力的电压的相位差正弦波状地变化而供给。在 阻抗匹配器与设置于一方的边的多个给电点之间，设置有分支为8路的电力分配器(Power Divider)。表示了 作为实验结果，在电极的尺寸为1.25mX 1.55m(棒的直径10mm)，基板面 积为1. ImX 1. 4m、电源频率为60MHz、电压的相位差为20KHz的正弦波、梯形电极与基板加 热器的间隔为20mm、压力为45Pa(0. 338Torr)的条件下，非晶硅的制膜速度为0. 5nm/s，膜 的不均勻性为士 15%。在专利文献1中，表示了与使用了梯形电极的VHF等离子CVD装置及其方法有关 的发明。S卩，专利文献1所记载的技术，是一种光电转换装置的制造方法，该光电转换装置 的制造方法使用了在室内以相对的方式设置有放电电极与接地电极的等离子CVD装置，其 中，包括(A)以与所述放电电极相对的方式将制膜ρ层的基板设置于所述接地电极的工 序；(B)将所述基板与所述放电电极之间的距离设定为8mm以下的工序；(C)通过内装于所 述接地电极的加热器将所述基板加热到180 220°C的工序；(D)向所述室内供给材料气体 的工序；(E)将所述室内的压力设定为600Pa 2000Pa的工序；(F)通过向所述放电电极供 给超高频率电力将所述材料气体等离子化而对所述基板制膜发电层的工序；和(G)在所述 发电层上制膜η层的工序。另外，专利文献1所记载的技术，其特征在于在所述(F)工序中，所述超高频率电 力的功率密度为3. OKW/m2以上。另外，专利文献1所记载的技术，其特征在于在所述(F)工序中，所述超高频率电 力的频率为40MH以上。另外，作为得到制膜速度为3 3. 5nm/s并且转换效率为12 12. 5%的条件，表 示了压力800Pa且功率密度为5 6KW/m2的数据。在专利文献2中，表示了生成大面积且均勻的VHF等离子的方法。S卩，专利文献2所记载的技术，是一种向放电电极的给电方法，该向放电电极的给 电方法将由单一的保持电极保持的被处理基板与单一的放电电极分离地相对设置在放电 容器内，在该放电电极与被处理基板之间实质地大范围地产生均勻的放电状态，其特征在 于在经由多个给电点向所述放电电极给电时，使向1个给电点供给的所述高频电力的电 压波形的相位与向其他的至少1个给电点供给的所述高频电力的电压波形的相位的差随 着时间而变化，由此使在所述放电电极内产生的电压分布变化，由此使该电压分布的每单 位时间的平均值或者每单位时间的积分值实质均勻，抑制前期放电电极的电压分布中的驻 波的产生。另外，专利文献2所记载的技术，其特征在于所述放电电极为梯形电极。另外，专利文献2所记载的技术，其特征在于使用的高频的频率为30 800MHz 的范围。在专利文献3中，表示了使用梯形电极生成大面积且均勻的等离子的装置。S卩，专利文献3所记载的技术，是等离子化学蒸镀装置中的等离子产生用的梯形 放电电极的构造，其特征在于具有向所述梯形放电电极的两端的给电部给电第1相同频 率的高频的循环和给电第2不同频率的高频的循环，构成为交替切换该循环而进行给电，
8并且相对于所述放电电极的轴方向向垂直的方向附加横条，使驻波形状变化而使产生的等 离子均勻化。另外，专利文献3所记载的技术，是等离子化学蒸镀装置中的等离子产生用的梯 形放电电极的构造，其特征在于具有向所述梯形放电电极的两端的给电部给电第1相同 频率的高频的循环和给电第2不同频率的高频的循环，构成为交替切换该循环而进行给 电，并且相对于所述放电电极的轴向方向垂直的方向附加横条，并且在使驻波波长增加的 范围内减小所述梯形放电电极直径，使产生的等离子均勻化。另外，专利文献3所记载的技术，是等离子化学蒸镀装置中的等离子产生用的梯 形放电电极的构造，其特征在于具有向所述梯形放电电极的两端的给电部给电第1相同 频率的高频的循环和给电第2不同频率的高频的循环，构成为交替切换该循环而进行给 电，并且将所述放电电极在相对于轴方向垂直的方向上分割为多个，谋求放电电极左右方 向的电力平衡而降低等离子密度的偏重。在专利文献4中，表示了通过在一对电极之间时间上交替地产生2个驻波、能够生 成大面积且均勻的VHF等离子的方法。S卩，专利文献4所记载的技术，是一种等离子表面处理方法，该等离子表面处理方 法具备真空容器、放电用气体供给系统、包括生成等离子的第1以及第2电极的一对电极、 和电力供给系统，利用生成的等离子处理基板的表面，所述真空容器在内部设置有基板，具 备排气系统，所述放电用气体供给系统向该真空容器内供给放电用气体，所述电力供给系 统包括能够进行任意的脉冲调制并且2输出并且能够任意地设定该2输出的电压的相位差 的第1高频电源、连接于该第1高频电源的2个输出端子的第1以及第2阻抗匹配器、能够 进行与该第1高频电源的脉冲调制信号同步的任意的脉冲调制并且2输出并且能够任意地 设定该2输出的电压的相位差的第2高频电源、连接于该第2高频电源的2个输出端子的 第3以及第4阻抗匹配器，其特征在于将通过所述第1高频电源的2个输出而在该一对电 极之间生成的第1驻波的波腹的位置与通过所述第2高频电源的2个输出而在该一对电极 之间生成的第2驻波的波腹的位置的距离设定为使用电力的波长λ的四分之一即λ/4。另外，专利文献4所记载的技术，是一种等离子表面处理方法，该等离子表面处 理方法具备真空容器、放电用气体供给系统、包括生成等离子的第1以及第2电极的一对 电极、和电力供给系统，利用生成的等离子处理基板的表面，所述真空容器在内部设置有基 板，具备排气系统，所述放电用气体供给系统向该真空容器内供给放电用气体，所述电力供 给系统包括能够进行任意的脉冲调制并且2输出并且能够任意地设定该2输出的电压的相 位差的第1高频电源、连接于该第1高频电源的2个输出端子的第1以及第2阻抗匹配器、 能够进行与该第1高频电源的脉冲调制信号同步的任意的脉冲调制并且2输出并且能够任 意地设定该2输出的电压的相位差的第2高频电源、连接于该第2高频电源的2个输出端 子的第3以及第4阻抗匹配器，其特征在于，包括把握所述第1高频电源的2个输出的相 位差与制膜于所述基板表面的具有正弦的膜厚分布的Si系膜的膜厚为最大的位置的关系 的第1工序；把握所述第2高频电源的2个输出的相位差与制膜于所述基板表面的具有正 弦的膜厚分布的Si系膜的膜厚为最大的位置的关系的第2工序；根据在该第1以及第2工 序中分别被把握的第1以及第2高频电源的2个输出的相位差与该膜厚为最大的位置的关 系设定该第1以及第2高频电源的2个输出的相位差、由此在该基板上制膜目的Si系膜的第3工序。另外，如果上述第1驻波与第2驻波在一对电极之间产生并且两者的波腹的间隔 为使用电力的波长λ的四分之一，则一对电极之间的电力的强度Ι(χ)变为下述那样，与频 率无关，变为同样(一定值)。I(x) =cos2(2 3ix/A+A θ /2)+sin2 (2 π χ/λ + Δ θ/2)这里，χ 为供给电力的传播 方向上的距离，λ为使用电力的波长，Δ θ为给电点处的初始相位差。在专利文献5中，表示了与在电力供给电路中的阻抗匹配器与电极上的给电点之 间设置平衡不平衡转换装置的技术有关的装置以及方法。S卩，专利文献5所记载的技术，是一种平衡传送电路，该平衡传送电路使用于等离 子表面处理装置，所述等离子表面处理装置包括具备排气系统的真空容器，向该真空容器 内供给放电用气体的放电用气体供给系统，等离子生成用的电极，包括高频电源、阻抗匹配 器与平衡不平衡转换装置的电力供给系统，和配置应该进行等离子处理的基板的基板保持 单元，利用生成的等离子对基板的表面进行处理；其特征在于具有下述结构，2根长度大 致相等的同轴线的外部导体彼此至少在各自的两端部短路，并且将该2根同轴线的一方的 端部的各自的芯线设为输入部，将另一方的端部的各自的芯线设为输出部。另外，专利文献5所记载的技术，是一种平衡传送电路，该平衡传送电路使用于等 离子表面处理装置，所述等离子表面处理装置包括具备排气系统的真空容器，向该真空容 器内供给放电用气体的放电用气体供给系统，等离子生成用的电极，包括高频电源、阻抗匹 配器与平衡不平衡转换装置的电力供给系统，和配置应该进行等离子处理的基板的基板保 持单元，利用生成的等离子对基板的表面进行处理；其特征在于具有下述结构，2根长度 大致相等的同轴线的外部导体彼此至少在各自的两端部通过其他的导体短路，并且将该2 根同轴线的一方的端部的各自的芯线设为输入部，将另一方的端部的各自的芯线设为输出 部。另外，专利文献5所记载的技术，是一种等离子表面处理装置，该等离子表面处理 装置包括具备排气系统的真空容器，向该真空容器内供给放电用气体的放电用气体供给 系统，包括生成等离子的第1以及第2电极的一对电极，包括高频电源、阻抗匹配器与平衡 不平衡转换装置的电力供给系统，和配置应该进行等离子处理的基板的基板保持单元，利 用生成的等离子对基板的表面进行处理；其特征在于具有下述结构，在所述一对电极上 设置多个开口，在这一对电极的各自的周缘上配置电力供给点，并且使用具有上述的结构 的平衡传送电路，将所述电力供给系统结构构件的平衡不平衡转换装置的输出电路与这一 对电极的电力供给点连接。另外，专利文献5所记载的技术，是一种等离子表面处理装置，该等离子表面处理 装置包括具备排气系统的真空容器，向该真空容器内供给放电用气体的放电用气体供给 系统，包括生成等离子的第1以及第2电极的一对电极，这一对电极的电力供给点，包括高 频电源、阻抗匹配器与平衡不平衡转换装置的电力供给系统，配置应该进行等离子处理的 基板的基板保持单元，和具有上述的结构的平衡传送电路，利用生成的等离子对基板的表 面进行处理；其特征在于从所述电力供给系统向所述一对电极供给电力的电力供给电路 的装置结构从电力的流动的上游侧沿着下游侧按照高频电源、阻抗匹配器、平衡不平衡转 换装置、平衡传送电路以及电力供给点的顺序配置。
另外，在专利文献5中指出了，以往的使用平行平板电极的等离子CVD装置以及使 用梯形电极的等离子CVD装置在向使用于该装置的电极给电的给电部，产生泄漏电流、异 常放电或者产生击穿，以及在一对电极以外的场所产生等离子，难以均勻地制膜。即，在以往的等离子CVD装置中，电力供给用的同轴线与电极的连接部形成为连 接有互不相同的构造的线路的形态，在该连接部产生泄漏电流。另外，同轴线为将内部导体 (芯线)以及外部导体的内面分别设为去路以及回路的传送方式，一对电极为相当于2根平 行线路的构造。这里所示的泄漏电流的概念如图12所示。在该图中，从同轴线108的芯线向一对 电极107a、107b侧流动的电流I被分割为在一对电极之间流动而返回的电流Il和不在这 一对电极之间流动而在这一对电极之外流动而返回的电流12。电流12为泄漏电流。另外， 图12所示的电流概念地表示某一瞬间，为交流现象，所以当然图示的电流的大小与方向随 时间而变化。另外，表示了为了防止由上述泄漏电流引起的异常放电或者击穿，使用图13所示 的组合有由平衡不平衡转换装置201以及2根同轴线205a、205b构成的平衡传送电路的装 置。在图13中，电力传送用同轴线200的端部的芯线与外部导体被连接于平衡不平衡转换 装置201的输入端子202a、202b，其输出端子203a、203b被连接于由2根同轴线205a、205b 构成的平衡传送电路的输入部的芯线。这2根同轴线205a、205b的两端部的外部导体被短 路。而且，该平衡传送电路的输出部的芯线被连接于附加207。该平衡传送电路将这2根同轴线205a、205b的外部导体彼此短路，形成闭环，所以 没有电流的泄漏。结果，该平衡不平衡转换装置201的输出电流I不会泄漏，能够向附加 207供给。专利文献1 特开2006-216921(第6图、第9、10图)专利文献2 特许第3316490号(第1-3图、第6、7图)专利文献3 特许第3611309号(第1、2图、第3、4图)专利文献4 特开平2005-123203 (第1-4图、第8、9图)专利文献5 特许第3590955号(第1_8图、第15-17图)非专利文献 1 :M. Kondo> Μ. Fukawa> L. Guo> A. Matsuda :High rat 俄 growth of microcrystal1ine silicon at low temperatures、Journal of Non-Crystalline Solids 266-269(2000),84-89非专利文献 2 :J. A. Baggerman、R. J. Visser、and Ε· J. H. Collart :Power dissipation measurements in a low-pressure N2 radio-frequencydischarge> J. App1. Phys. ,Vol. 76, No. 2,15 July 1994,738-746.非 专利文献 3 :Η· Takatsuka、Y. Yamauchi、K. Kawamura、H. Mashima、 Y.Takeuchi ifforld' s largest amorphous silicon photovoltaicmodule、Thin Solid Films506-507(2006)、13-16.非专利文献 4 :K. Kawamura、H. Mashima、Y. Takeuchi、A. Takano, Μ. Noda, Y. Yonekura、H. Takatuka !Development of large—areaa—S :H films deposition using controlled VHF plasma、Thin SolidFilms506_507(2006)、22_26.

发明内容
本发明者发现，作为与在上述集成化串联型薄膜太阳能电池的制造中所使用的等 离子CVD装置有关的问题，除了上述非专利文献1 4以及专利文献1 5所指出的问题 点以外，还具有上述集成化串联型薄膜太阳能电池的制造领域的特有的下述问题。即，在上述集成化串联型薄膜太阳能电池的制造领域，追求能够满足下述(一) (五)的事项的等离子CVD装置以及方法，但对于(一)以外的事项，不能确立能够与其对 应的装置以及技术。与下述(一) (五)有关的等离子CVD装置以及方法的发明对于集成化串联型 薄膜太阳能电池的制造，是谋求再现性好的生产、材料利用率优异的生产以及生产成本降 低上的重要的课题。在上述集成化串联型薄膜太阳能电池的制造领域中追求的事项如下所述。(一)能够高速制膜，并且能够形成高品质的结晶质i层膜。例如，制膜速度为 2nm/s以上，并且所制造的膜的喇曼光谱特性良好。(二)能够在基板面积ImX Im程度以上的大面积基板上形成高速且均勻性良好的 高品质i层膜。例如，基板面积为1. ImXl. 4m，制膜速度为2nm/s以上，膜厚的不均勻性为 士 10%以下(在不均勻性为士 10%左右以上的情况下，在集成化串联型薄膜太阳能电池的 制造工序中的激光加工工序中，难以确保由激光进行的膜加工的精度，电池性能以及材料 利用率的确保变得困难。)(三)在电力的给电部的附近，不产生异常放电(击穿)。(四)供给电力有效使用于高品质的结晶质i层膜的形成，即，仅在设置有基板的 接地电极与非接地电极之间生成等离子，在这一对电极之间以外，不生成等离子。(五)在供给供给电力的传送线路消耗的电力较少。另外，在由上述异常放电(击穿)以及一对电极之间以外的等离子生成引起的电 力损失和上述电力传送线路处的电力损失较大的情况下，集成化串联型薄膜太阳能电池的 生产线上的运转成本增大，产品制造成本的降低变得困难。下面，说明作为以往的代表性的等离子CVD装置的使用平板型电极的等离子CVD 装置以及使用梯形电极的等离子CVD装置中的问题等。首先，作为薄膜硅太阳能电池的领域的代表的等离子CVD装置的使用平板型电极 的等离子CVD装置的结构以及技术概要如非专利文献1以及2所记载。在该装置中，非接地的平板型电极与接地的平板型电极被相对设置，向其间供给 原料气体，并且供给电力而产生等离子，在预先设置于上述接地电极上的基板上堆积硅系 的膜。此时，将向电极供给电力的同轴线的芯线与非接地电极连接的给电点设置于该非 接地电极的背侧的面。另外，所谓背侧的面，为非接地电极的2个面中的从在该非接地电极 与接地电极之间生成的等离子侧观察处于背侧的面。从上述给电点作为电磁波(波动)传播的电力波从位于上述非接地电极的背侧的 面上的一点在上述非接地电极与真空容器的壁之间的空间(或者，在设置有接地屏蔽的情 况下，为上述非接地电极与接地屏蔽之间的空间)传播，到达上述电极之间。从而，在该电 极之间生成等离子。
使用具有上述的构造的平行平板型电极的等离子CVD装置在使用电力的频率为 10MHz-30MHz频带以及VHF频带(30MHz_300MHz)时，不但产生电力损失以及在电极之间以 外产生的不必要的等离子的产生等问题，而且具有在电极之间产生控制比较困难的驻波、 均勻的等离子的生成比较困难等问题，所以以基板面积为ImX Im级的大面积基板为对象 的VHF等离子CVD装置还没有实用化。在非专利文献1中表示了，进行集成化串联型薄膜太阳能电池用的结晶质i层膜 的高品质、高速制膜时，投入电力在制膜速度为1. 7nm/s的情况下为2. 54W/cm2，在制膜速度 为2. 5nm/s的情况下为3. 4W/cm2。该数值在例如基板面积为IlOcmX 140cm(15400cm2)的情况下，如果单纯进行比例 计算，则在制膜速度为1. 7nm/s的情况下需要39. 1KW，在制膜速度为2. 5nm/s的情况下需要 52. 4Kff0VHF的电源装置即使是输出为5 IOKW的，装置购买价格也高达8000万日元 1 亿日元。假设，如果输出为上述39. IKff或者52. 4KW，则成为4亿日元 5亿日元的非常高 价的装置。在实际的生产线上，上述那样的非常高价的装置的购买大幅度增大产品成本，所 以上述的使用平行平板型电极的等离子CVD装置以及上述制膜条件难以采用。另外，假设，如果考虑选定基板面积为IlOcmX 140cm、2. 5nm/s、52. 4KW的条件的 情况，则在集成化串联型薄膜太阳能电池用的结晶质i层膜的生产线需要下面所示的电力 使用量以及电力费。如果将上述生产线的运转率设为85%，则仅结晶质i层膜的制膜室1室，一年电力 消耗量为52. 4KWX365 H X 24小时/日X0. 85 = 390170. 4KWh。电费如果设为每lKffh20 日元，则大约为780万日元(即使每lKWhl5日元。也大约为585万日元)。在实际的生产线，上述那样庞大的电费导致产品成本的增大，所以上述的使用平 行平板型电极的等离子CVD装置以及上述制膜条件难以采用。根据非专利文献2所示的研究结果，电源输出的大约52%在平行平板电极之间消 耗，剩余的48%在此外的场所消耗(阻抗匹配器12%，传送电路24%，在电极与真空容器内 壁之间等处的无效等离子生成12% )。S卩，意味着，在向太阳能电池的发电膜的制造的应用中，发电膜制造中有效消耗的 大约为52%，大约48%作为浪费(或者有害)的电力而舍弃。在非专利文献2的研究成果中，如果考虑非专利文献1所记载的消耗电力，则意味 着，仅上述生产线用的结晶质i层膜的制膜室1室，一年电力消耗量为52. 4KWX365日X24 小时/日X0. 85 = 390170. 4KWh的48%，即187282KWh作为浪费(或者有害)的电力而舍弃。如上所述，在以往的使用平行平板型电极的等离子CVD装置中，具有电力损失以 及在电极之间以外产生的不必要的等离子的产生等问题。另外，可以考虑到，即使假设在非专利文献1以及2的具体的数值中含有误差，电 力损失问题的存在也不能否定。接下来，在使用梯形电极的等离子CVD装置中，具有所制膜的半导体膜的厚度分 布变得不均勻的问题与在下面说明的电力损失问题。
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在该装置中，如非专利文献3、非专利文献4、专利文献1、专利文献2以及专利文 献3所记载，在真空容器内兼作为接地电极的基板加热器、非接地的梯形电极、设置于该梯 形电极的背侧(从基板加热器侧观察)的背板分离地相对设置。作为梯形电极，在一个平 面内设置相同长度的2根竖棒，通过相同长度的多根横棒将两者之间连结而成。原料气体具有从梯形电极喷出的情况和从背板喷出的情况，都通过梯形电极等离 子化，在预先设置于基板加热器上的基板上堆积硅系的膜。将向电极供给电力的同轴线的芯线与非接地电极连接的给电点被设定在梯形电 极的外周部并且互相相对的地点。从上述给电点作为电磁波(波动)而传播的电力波在梯形电极与基板加热器之间 的空间以及该梯形电极与背板之间的空间内传播，在该空间内，分别形成等离子。即，在本 装置中其特征在于在梯形电极的两面生成等离子。此时，从互相相对的给电点供给的电力的电压的相位差随时间而变化，例如频率 IKHz的正弦波状地变化而供给。结果，在梯形电极与基板加热器之间的空间以及该梯形电 极与背板之间的空间内，在上述互相相对的给电点之间，产生以例如IKHz的速度往复运动 的驻波。在该装置以及方法中，通过上述运动的驻波的效果，能够以基板面积ImX Im程度 以上的大面积基板为对象，生成均勻的VHF等离子。根据非专利文献3，表示了在电极的尺寸为1. 2mX 1. 5m、基板面积 为1. ImX 1.4m,电源频率为60MHz、梯形电极与基板加热器的间隔为20mm、压力为 45Pa(0. 338Torr)的条件下，非晶硅的制膜速度为1. 7nm/s，膜的不均勻性为士 18%。根据非专利文献4，表示了 在电极的尺寸为1.25mX 1.55m(棒的直径10mm)，基 板面积为1. ImXl. 4m、电源频率为60MHz、电压的电位差为20KHz的正弦波、梯形电极与基 板加热器的间隔为20mm、压力为45Pa(0. 338Torr)的条件下，非晶硅的制膜速度为0. 5nm/ s，膜的不均勻性为士 15%。对于与使用梯形电极的等离子CVD装置有关的电力损失与在电极之间以外产生 的不必要的等离子的产生等问题，在上述非专利文献3、非专利文献4、专利文献1、专利文 献2以及专利文献3中没有记载。然而，如果观察非专利文献3、非专利文献4、专利文献1、专利文献2以及专利文献 3中记载的装置的构造，如下所述，能更容易地指出存在着会产生电力损失以及在电极之间 以外产生的不必要的等离子的问题。第1，具有由电极以及给电方法引起的浪费的电力消耗的问题。这因为，使用了梯 形电极的等离子生成装置为利用在梯形电极的两面生成的等离子的两面放电方式，但实际 上，在两面上没有设定基板，利用的是一方的面的放电。因此，另一方的面的放电是无效放 电，即可以说具有产生不必要的等离子的问题。结果，可以看到从给电点供给的电力整体的 大约30% 40%的电力浪费地消费。即，具有产生浪费的等离子的电力损失问题。另外，上述两面放电方式即在两面上设定基板的方式实际上难以控制两面等离子 的稳定的生成，所以不仅限于使用梯形电极的装置，平行平板型等离子CVD装置也几乎不 采用。第2，由上述第1问题引起，具有由不必要的等离子的产生引起的粉末以及颗粒的产生的问题。该问题是成为生产线的装置运转率的低下、制造的发电膜的性能低下的问题 的主要诱因的重要的问题。第3，在以基板面积imxlm程度以上的大面积基板为对象的情况下，为了产生均 勻的vhf等离子，设置多个上述给电点。在向该设置多个的给电点供给电力的电力传送电 路上，使用电力分配电路，所述电力分配电路使用多个t型同轴连接器。例如，在非专利文 献3中，在梯形电极的一方的端部的给电中使用7个t型同轴连接器，分支为8路。该分支 单元在同轴线与t型同轴连接器的连接部产生电力损失。已知一般在vhf区域的电力传送中，在其连接部，具有2 3%的电力损失。假 设将该损失设为3%，则由t型同轴连接器引起的电力损失为3% x7个x2(两端部)= 42%。该数值在实际的生产线中极大，成为问题。另外，在非专利文献4中，使用电力分配器(Power Divder)，但一般如果电力分配 器的分支数也变多，则电力分配器内部的电力损失变为10 15%，可以说是成为问题的数值。其次，专利文献4所记载的技术，使用2输出并且能够任意地设定该输出的电压的 相位的脉冲调制方式的第1高频电源和在与该第1高频电源的输出的发送时间带不同的时 间带发送并且2输出并且能够任意地设定该输出的电压的相位差的脉冲调制方式的第2高 频电源，分别产生第1驻波以及第2驻波，并且将这2个驻波的波腹的位置设定为波长的四 分之一，由此在一对电极之间生成均勻的等离子。s卩，如果将所使用的电力的波长设为λ、将上述电力的传播方向设为x、将相位差 设为δ θ，则在一对电极所生成的第1驻波以及第2驻波的强度为第1 驻波=cos2 (2 jix/λ+δ θ/2)第1 驻波=sin2 (2 π χ/λ+Δ θ/2)第1 驻波 + 第 2 驻波=cos2(2 3ix/X+A θ /2)+sin2 (2 π χ/λ + Δ θ /2) = 1一般，电力的强度与等离子的强度具有比例关系，所以等离子的强度ι(χ)如下所 述那样表示。I(x) = cos2(2 3ix/A+A θ /2)+sin2 (2 π χ/λ + Δ θ /2) = 1......(意味着能够
不依存于使用的电力的波长λ地生成均勻的等离子)然而，对于上述集成化串联型薄膜太阳能电池的制造领域中所追求的高频等离 子cvd装置以及方法所应该满足的条件中的(四)供给电力有效使用于高品质的结晶质i 层膜的形成，即，仅在设置有基板的接地电极与非接地电极之间生成等离子，在这一对电极 之间以外，不生成有害的等离子，另外，在给电电路与电极的连接部附近，不产生异常放电 (击穿)；以及(五)在供给供给电力的传送电路消耗的电力较少；没有记载。s卩，在专利文献4所记载的技术中，可以说具有由在同轴线的端部与给电点的连 接部产生的泄漏电流引起的电力损失的问题。其次，专利文献5所记载的技术，在电力供给电路上的阻抗匹配器与电极上的给 电点之间设有平衡不平衡转换装置，该平衡不平衡转换装置与一对电极的给电点具有下述 结构，2根长度大致相等的同轴线的外部导体彼此至少在各自的两端部短路，并且将该2根 同轴线的一方的端部的各自的芯线设为输入部，将另一方的端部的各自的芯线设为输出 部，所以能够抑制在以往技术中成为问题的电力给电部的泄漏电流、异常放电等。结果，能够有效地解决电力损失问题。另外，关于大面积等离子的均勻化，也记载着由于能够抑制在给电部的异常放电 等，所以有效。然而，仅通过专利文献5所记载的技术，等离子的大面积化以及均勻化的应用实 际上比较困难。结果，限定为应用为抑制给电部的异常放电等的装置。S卩，可以说，对于上述集成化串联型薄膜太阳能电池的制造领域中所追求的高频 等离子CVD装置以及方法所应该满足的条件中的(二)能够在基板面积ImX Im程度以上 的大面积基板上形成高速且均勻性良好的高品质i层膜，还具有问题。如上面所说明，在以往技术中，不能完全满足上述(一) (五)的事项。换而言之，以往的高频等离子CVD技术领域所具有的具体的技术课题在于第1， 开发出能够抑制异常放电的产生、并且能够仅在一对电极之间生成等离子、并且能够大面 积均勻化的技术；第2，开发出能够抑制电力传送线路上的电力损失的技术。因此，本发明的目的在于创造出能够实现等离子表面处理的高速化·大面积 化·均勻化、并且能够抑制异常放电的产生以及所给电的电力的损失、并且能够仅在一对电 极之间生成等离子的技术的主意，提供用于实现该主意的高频等离子CVD装置以及等离子 CVD 法。下面，使用在用于实施本发明的最佳技术方案中所使用的标号 符号，说明用于解 决问题的方法。这些标号 符号为了使权利要求的范围的记载与用于实施发明的最佳技术 方案的对应关系明了，附加有括弧。但是，不得将这些标号·符号用于权利要求的范围所记载的发明的技术范围的解释。与本申请有关的第1发明的高频等离子CVD装置，该高频等离子CVD装置利用等 离子在配置于真空容器(1)的基板(11)的表面上形成薄膜，其特征在于具有高频电力供 给单元(25a、25b、28a、28b、29a、29b、30a、30b、31a、31b、32a、32b、33a、33b、34a、34b)，在所 述高频电力供给单元中，被配置于电极⑵的端部的第1给电点(20a)与第2给电点(20b) 的间隔被设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分之一的整数η倍，即ηλ/2， 所述第2给电点被配置于处于电力波的传播上与该第1给电点为相对点的关系的位置，并 且在时间上交替产生波腹的位置与该第1以及第2给电点(20a)、(20b)的位置一致的第1 驻波和波节的位置与该第1以及第2给电点(20a)、(20b)的位置一致的第2驻波。另外，所谓考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ，是电力在生成等离子的一对 电极(2、4)之间传播时的波长λ。一般，考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ比使用 电力在真空中传播时的波长K短。另外，一般，在硅烷气体的等离子的情况下，波长λ与 波长λ。的比即λ / λ。，压力为大约40 530Pa(0. 3 4Torr)，等离子密度为大约4 6X109/cm3，λ/λ。=约0. 6。在压力为大约53O I333Pa (4 IOTorr)的情况下，等离子 密度为大约 6 10X109/cm3，λ / λ。=约 0. 5 0. 55。与本申请有关的第2发明的高频等离子CVD装置，该高频等离子CVD装置利用等 离子在配置于真空容器(1)的基板的表面(11)上形成薄膜，其特征在于具有高频电力供 给单元(25a、25b、28a、28b、29a、29b、30a30b、31a、31b、32a、32b、33a、33b、34a34b)，并且具 有将非平衡电力传送通路转换成平衡电力传送通路的平衡非平衡转换装置(40a、41a、41b、43￡1、43以4013、46￡1、4613、48￡1、4813)，在所述高频电力供给单元中，被配置于电极(2)的端部 的第1给电点(20a)与第2给电点(20b)的间隔被设定为考虑了波长缩短率的使用电力的 波长λ的二分之一的整数η倍，即ηλ/2，所述第2给电点被配置于处于电力波的传播上与 该第1给电点为相对点的关系的位置，并且在时间上交替产生波腹的位置与该第1以及第 2给电点(20a)、(20b)的位置一致的第1驻波和波节的位置与该第1以及第2给电点的位 置一致的第2驻波。与本申请有关的第3发明的高频等离子CVD装置，其特征在于，包括真空容器 (1)，其在内部设置有基板(11)，具备排气系统；原料气体供给系统(6)、(8)，其向该真空容 器内供给原料气体；一对电极，其包括生成等离子的非接地电极(2)以及接地电极⑷；2 输出的高频电源(25a)、(25b)、(28a)、(28b)、(29a)、(29b)，其能够在这一对电极之间在时 间上交替产生2个驻波，并且将这2个驻波的一方的波腹的位置与另一方的波腹的位置的 间隔设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的四分之一即λ/4 ；第1以及第2匹 配器(31a)、(31b)，其对该2输出的高频电源的各自的输出侧的阻抗进行匹配；第1以及第 2同轴线(32a)、(32b)，其将该第1以及第2匹配器的输出分别向电极传送；和第1以及第 2给电点(20a)、(20b)，其被分别连接于该第1以及第2同轴线，并且被设定于该非接地电 极的端部的处于互相相对的关系的位置；并且，所述第1以及第2给电点(20a)、(20b)之间 的距离被设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分之一的整数η倍即η λ/2。与本申请有关的第4发明的高频等离子CVD装置，其特征在于，包括真空容器(1)，其在内部设置有基板(11)，具备排气系统；原料气体供给系统(6)、(8)，其向该真空容器内供给原料气体；一对电极，其包括生成等离子的非接地电极(2)以及接地电极⑷；第1高频发射器(25a)，其能够进行任意的脉冲调制，并且为2输出，并且能够任意 地设定该2输出的电压的相位差；第2高频发射器(25b)，其发送发送的时间带与从该第1高频发射器输出的脉冲调 制的正弦波不同的脉冲调制的正弦波，并且为2输出，并且能够任意地设定该2输出的电压 的相位差；第1信号耦合器(28a)，其将该第1高频发射器的2个输出的一方的信号与该第2 高频发射器的2个输出的一方的信号耦合；第2信号耦合器(28b)，其将该第1高频发射器的2个输出的另一方的信号与该第 2高频发射器的2个输出的另一方的信号耦合；第1电力增幅器(29a)，其将该第1信号耦合器的输出增幅；第2电力增幅器(29b)，其将该第2信号耦合器的输出增幅；第1匹配器(31a)，其能够对该第1电力增幅器的输出侧的阻抗进行匹配，将所供 给的该第1电力增幅器的输出向该一对电极送电；第2匹配器(31b)，其能够对该第2电力增幅器的输出侧的阻抗进行匹配，将所供 给的该第2电力增幅器的输出向该一对电极送电；第1同轴线(32a)，其将该第1匹配器的输出端子与这一对电极连接；第2同轴线(32b)，其将该第2匹配器的输出端子与这一对电极连接；第1给电点(20a)，其位于该非接地电极的端部并且连接有所述第1同轴线的芯
17线，从该第1同轴线供给电力；和第2给电点(20b)，其位于与该第1给电点相对的非接地电极的端部并且连接有所 述第2同轴线的芯线，从该第2同轴线供给电力；具有所述第1以及第2给电点(20a)、(20b)之间的距离被设定为考虑了波长缩短 率的使用电力的波长λ的二分之一的整数η倍即η λ/2的结构。与本申请有关的第5发明的高频等离子CVD装置，其特征在于，包括真空容器(1)，其在内部设置有基板(11)，具备排气系统；原料气体供给系统(6)、(8)，其向该真空容器内供给原料气体；一对电极，其包括生成等离子的非接地电极(2)以及接地电极⑷；2输出的高频 电源(25a)、(25b)、(28a)、(28b)、(29a)、(29b)，其能够在这一对电极之间在时间上交替产 生2个驻波，并且将这2个驻波的一方的波腹的位置与另一方的波腹的位置的间隔设定为 考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的四分之一即λ/4;第1以及第2匹配器(31a)、(31b)，其对该2输出的高频电源的各自的输出侧的 阻抗进行匹配；第1以及第2平衡不平衡转换装置(40a)、(40b)，其分别连接于该第1以及第2匹 配器，并且将电力传送电路从不平衡传送方式转换成平衡传送方式；第1 以及第 2 平衡传送线路(41a)、(41b)、(43a)、(43b)、(46a)、(46b)、(48a)、 (48b)，其将该第1以及第2平衡不平衡转换装置的输出分别向电极传送；和第1以及第2给电点(20a)、(20b)，其被分别连接于该第1以及第2平衡传送线 路，并且被设定于该非接地电极的端部的处于互相相对的关系的位置；并且，所述第1以及第2给电点(20a)、(20b)之间的距离被设定为考虑了波长缩 短率的使用电力的波长λ的二分之一的整数η倍即η λ/2。与本申请有关的第6发明的高频等离子CVD装置，其特征在于，包括真空容器(1)，其在内部设置有基板(11)，具备排气系统；原料气体供给系统(6)、(8)，其向该真空容器内供给原料气体；一对电极，其包括生成等离子的非接地电极(2)以及接地电极⑷；第1高频发射器(25a)，其能够进行任意的脉冲调制，并且为2输出，并且能够任意 地设定该2输出的电压的相位差；第2高频发射器(25b)，其发送发送的时间带与从该第1高频发射器输出的脉冲调 制的正弦波不同的脉冲调制的正弦波，并且为2输出，并且能够任意地设定该2输出的电压 的相位差；第1信号耦合器(28a)，其将该第1高频发射器的2个输出的一方的信号与该第2 高频发射器的2个输出的一方的信号耦合；第2信号耦合器(28b)，其将该第1高频发射器的2个输出的另一方的信号与该第 2高频发射器的2个输出的另一方的信号耦合；第1电力增幅器(29a)，其将该第1信号耦合器的输出增幅；第2电力增幅器(29b)，其将该第2信号耦合器的输出增幅；第1匹配器(31a)，其能够对该第1电力增幅器的输出侧的阻抗进行匹配，将所供 给的该第1电力增幅器的输出向该一对电极送电；
第2匹配器(31b)，其能够对该第2电力增幅器的输出侧的阻抗进行匹配，将所供 给的该第2电力增幅器的输出向该一对电极送电；第1平衡不平衡转换装置(40a)，其将该第1匹配器的输出向该一对电极传送并且 将电力传送电路从不平衡传送方式转换成平衡传送方式；第1同轴线(32a)，其将该第1匹配器的输出端子与该第1平衡不平衡转换装置连 接；第2平衡不平衡转换装置(40b)，其将该第2匹配器的输出向该一对电极传送并且 将电力传送电路从不平衡传送方式转换成平衡传送方式；第2同轴线(32b)，其将该第2匹配器的输出端子与该第2平衡不平衡转换装置连 接；第1平衡传送线路(41a)、(43a)、(41b)、(43b)，其将该第1平衡不平衡转换装置 的输出向该一对电极供给，即其具有下述结构，2根长度大致相等的同轴线的外部导体彼此 至少在各自的两端部短路，并且将这2根同轴线的一方的端部的各自的芯线设为输入部， 将另一方的端部的各自的芯线设为输出部；第2平衡传送线路(46a)、(48a)、(46b)、(48b)，其将该第2平衡不平衡转换装置 的输出向该一对电极供给，即其具有下述结构，2根长度大致相等的同轴线的外部导体彼此 至少在各自的两端部短路，并且将这2根同轴线的一方的端部的各自的芯线设为输入部， 将另一方的端部的各自的芯线设为输出部；第1给电点(20a)，其位于该非接地电极(2)的端部并且连接有该第1平衡传送线 路的输出部的2根芯线的一方，从该第1平衡传送线路供给电力；第3给电点(21a)，其位于该接地电极(4)的端部，并且位于最接近第1给电点的 位置，并且连接有该第1平衡传送线路的输出部的2根芯线的另一方，从该第1平衡传送线 路供给电力；第2给电点(20b)，其位于与该第1给电点(20a)相对的非接地电极(2)的端部并 且连接有所述第2平衡传送线路(46a)、(48a)、(46b)、(48b)的输出部的2根芯线的一方， 从该第2平衡传送线路供给电力；和第4给电点(21b)，其位于与该第3给电点(21a)相对的接地电极⑷的端部，并 且连接有所述第2平衡传送线路(46a)、(48a)、(46b)、(48b)的输出部的2根芯线的另一 方，从该第2平衡传送线路供给电力；具有所述第1以及第2给电点(20a)、(20b)之间的距离被设定为考虑了波长缩短 率的使用电力的波长λ的二分之一的整数η倍即η λ/2的结构。与本申请有关的第7发明的等离子CVD的半导体薄膜制造方法，该方法为使用电 源频率为VHF区域(30 300MHz)的高频等离子CVD装置的薄膜硅系太阳能电池用的半导 体薄膜制造方法，其特征在于作为所述高频等离子CVD装置，使用上述第1至第6发明中 的任意1个发明的高频等离子CVD装置，制造薄膜硅系太阳能电池用的半导体薄膜。与本申请有关的第8发明的高频等离子CVD方法，该方法为利用电源的频率为VHF 区域(30 300MHz)的等离子在配置于真空容器(1)的基板(11)的表面上形成薄膜的高 频等离子CVD方法，其特征在于在非接地电极(2)的一方的端部配置第1给电点(20a)， 在该非接地电极⑵的另一方的端部并且处于电力波的传播上与该第1给电点为相对点的关系的位置配置第2给电点(20b)，并且将该第1以及第2给电点(20a)、(20b)之间的距 离设定为考虑了使用电力的波长缩短率的波长λ的二分之一的整数η倍，即ηλ/2，并且在 时间上交替产生波腹的位置与该第1以及第2给电点(20a)、(20b)的位置一致的第1驻波 和波节的位置与该第1以及第2给电点(20a)、(20b)的位置一致的第2驻波。与本申请有关的第9发明的高频等离子CVD方法，该方法为利用电源的频率为VHF 区域(30 300MHz)的等离子在配置于真空容器(1)的基板(11)的表面上形成薄膜的高 频等离子CVD方法，其特征在于，包括第1步骤，其中，将配置于非接地电极(2)的端部的 第1给电点(20a)与配置于处于电力波的传播上与该第1给电点为相对点的关系的位置的 第2给电点(20b)的间隔设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分之一的整 数η倍，即η λ /2 ；第2步骤，其中，把握波腹的位置与该第1以及第2给电点(20a)、(20b) 的各自的位置一致的第1驻波的产生条件；第3步骤，其中，把握波节的位置与该第1以及 第2给电点(20a)、(20b)的各自的位置一致的第2驻波的产生条件；和第4步骤，在互不相 同的时间带且交替产生在该第2以及第3步骤中分别把握的该第1以及第2驻波，由此在 上述基板(11)上形成作为目的的薄膜。根据本发明，通过第1以及第2给电点的间隔被设定为考虑了使用电力的波长缩 短率的波长λ的二分之一的整数η倍，即ηλ/2，能够实现供给电力在一对电极之间高效地 消耗，能够抑制电力损失，并且抑制作为颗粒以及粉末等的产生要因的在一对电极之间以 外产生的等离子。因此，与以往技术相比，能够大幅度抑制无效的电力的消耗。进而，能够抑制异常放电或者击穿，所以能够高速且大面积地均勻性优异并且再 现性优异地制造硅系半导体膜。由此，在集成化串联型薄膜太阳能电池组件的制造以及应用微晶硅膜以及结晶质 硅膜的各种设备的制造等领域的生产线，实现电力使用的最小限化，并且生产性以及材料 利用率提高，并且产品性能提高，所以制造成本的降低效果显著较大。另外，能够提供能够实现在以往技术中比较困难的上述(一) (五)的事项的 全部的等离子CVD装置以及方法。另外，根据本发明，能够全部实现所述(一) (五)的事项，所以与以往技术相 比，对于生产性提高以及制造成本的降低的贡献度显著较大。


图1是表示与本发明的第1实施方式有关的等离子CVD装置的整体的概略图。图2是表示向图1所示的等离子CVD装置内部的一对电极供给电力的电力供给部 的构造的说明图。图3是表示向图1所示的等离子CVD装置内部的一对电极给电的电力的传播的概 念图。图4是表示通过使用图1所示的等离子CVD装置的i型微晶硅膜的制膜进行电力 供给时的电力传送的调整方法的例子的说明图。图5是表示从图1所示的第1以及第2脉冲调制方式相位可变2输出发射器输出 的被脉冲调制的输出的典型例的说明图。图6是表示从图1所示的第1以及第2脉冲调制方式相位可变2输出发射器输出
20的被脉冲调制的正弦波信号的典型例的说明图。图7是表示在图1所示的等离子CVD装置中的一对电极之间产生的2个驻波的强 度的说明图。图8是使用图1所示的等离子CVD装置的制膜条件的调整时所得到的i型微晶硅 膜的膜厚分布的典型例的说明图。图9是表示与本发明的第2实施方式有关的等离子CVD装置的整体的概略图。图10是向图2所示的等离子CVD装置内部的使用了平衡不平衡转换装置的一对 电极供给电力的电力供给装置的说明图。图11是图10所示的向使用了平衡不平衡转换装置的一对电极供给电力的电力供 给装置处的高频电流的流动的概念图。图12是表示在使用同轴线的芯线与外部导体向一对电极供给电力时产生的泄漏 电流的说明图。图13是使用了由平衡不平衡转换装置与2根同轴线构成的平衡传送通路的电力 的平衡传送装置的概念图。符号说明1 真空容器2 第1电极3 未图示的基板加热器4 第2电极5 绝缘物支撑件6 气体混合箱7 整流孔8 原料气体供给管9a,9b 排气管10:未图示的真空泵11 基板12:基板升降器13:未图示的闸阀14:波纹管15a、15b 第1以及第2连接导体16a、16b:第3以及第4连接导体17:气体浴孔20a、20b 第1以及第2给电点21a、21b 第3以及第4给电点22a、22b 第1以及第2绝缘盖24:同步信号传送线25a、25b 第1以及第2脉冲调制方式相位可变2输出发射器26a、26b 第1脉冲调制方式相位可变2输出发射器的第1以及第2输出端子27a、27b 第2脉冲调制方式相位可变2输出发射器的第1以及第2输出端子
28a、28b 第1以及第2耦合器29a、29b 第1以及第2电力增幅器30a、30b 第1以及第2同轴线31a、31b 第1以及第2匹配器32a、32b 第1以及第2同轴线33a、33b 第1以及第2电流导入端子34a、34b:第3以及第4同轴线35a、35b 芯线40a、40b 第1以及第2LC桥型平衡不平衡返还装置41a、41b 第5以及第6同轴线42 第3电流导入端子43a、43b 第7以及第8同轴线43a,43b 芯线46a、46b 第9以及第10同轴线47 第4电流导入端子48a、48b 第11以及第12同轴线49a、49b 芯线53a、53b 第1以及第2外部导体连接件
具体实施例方式下面，对于用于实施本发明的最佳方式，一边参照附图一边详细进行说明。另外， 在各图中，对于同样的构件赋予同一符号，重复的说明省略。另外，在下面的说明中，作为等离子CVD装置以及等离子CVD法的一例，记载了制 作太阳能电池用的i型微晶半导体层的装置以及方法，但本申请的发明对象并不限定于下 述的例子。实施例1首先，参照图1至图8说明与本发明的第1实施方式有关的等离子CVD装置以及 等离子CVD法。图1是表示与本发明的第1实施方式有关的等离子CVD装置的整体的概略图；图 2是表示向图1所示的等离子CVD装置内部的一对电极供给电力的电力供给部的构造的说 明图；图3是表示向图1所示的等离子CVD装置内部的一对电极给电的电力的传播的概念 图；图4是表示通过使用图1所示的等离子CVD装置的i型微晶硅膜的制膜进行电力供给 时的电力传送的调整方法的例子的说明图；图5是表示从图1所示的第1以及第2脉冲调 制方式相位可变2输出发射器输出的被脉冲调制的输出的典型例的说明图；图6是表示从 图1所示的第1以及第2脉冲调制方式相位可变2输出发射器输出的被脉冲调制的正弦波 信号的典型例的说明图；图7是表示在图1所示的等离子CVD装置中的一对电极之间产生 的2个驻波的强度的说明图；图8是使用图1所示的等离子CVD装置的制膜条件的调整时 所得到的i型微晶硅膜的膜厚分布的典型例的说明图。首先，说明装置的结构。在图1、图2以及图3中，符号1为真空容器。在该真空容器1内，配置有将后述的原料气体等离子化的一对电极，即非接地的第1电极2与内装有未 图示的基板加热器3的接地的第2电极4。符号2为该第1电极，经由绝缘物支撑件5以及气体混合箱6固定于真空容器1。 第1电极2如图2以及图3所示，分别为矩形的平板，互相相对地设置。其具体的尺寸例如 外尺寸设为长度1. 65mX宽度0. 3mX厚度20mm。另外，如后所述，向电极供给的电力的传播方向的尺寸，在这里是长度1. 65m的数 值，通过与所供给的电力的波长的关系，具有重要的意义。另外，第1电极2如图1所示，具有喷出原料气体的气体浴孔17。该孔17的直径 大约为0. 4 0. 8mm，例如直径大约为0. 5mm，设定有多个。符号4为第2电极，内装未图示的基板加热器3，能够将设置于其上的基板11的温 度设定为100 300°C的范围内的任意的温度。另外，第2电极4除了基板加热器3，也能 够内装通过制冷剂的管，控制基板加热器4的表面的温度。第2电极4如图2以及图3所示，分别为矩形的平板，与第1电极2相对地设置。 其具体的尺寸例如外尺寸设为长度1. 65mX宽度0. 4mX厚度150mm。在第1电极2上，分别配置有第1以及第2给电点20a、20b。第1以及第2给电点 20a、20b是后述的电力供给系统与电极2的连接点，从该位置供给电力。另外，第1以及第 2给电点20a、20b处于互相相对的位置关系，并且设定于该电极的端部，具有成为高频电力 波的传播上的相对点的关系。在第2电极4上，分别配置有第3以及第4给电点21a、21b。第3以及第4给电点 21a、21b是后述的电力供给系统与电极4的连接点，从该位置供给电力。另外，第3以及第 4给电点21a、21b处于互相相对的位置关系，并且设定于该电极的端部，具有成为高频电力 波的传播上的相对点的关系。第1以及第2电极2、4的间隔在使后述的基板升降器12上下工作时，能够预先任 意地设定，在5mm 40mm的范围内，设定为例如8mm。上述第1以及第2给电点20a、20b的间隔设定为考虑了波长缩短率的使用电力的 波长λ的二分之一的整数η倍，即ηλ/2。另外，同样，上述第3以及第4给电点21a、21b 的间隔设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分之一的整数η倍，即ηλ/2。在这里，在后述的硅烷气体的等离子的生成中，作为VHF频带的频率，考虑使用 例如频率IOOMHz的电力，设为1.65m。另外，将波长缩短率λ / λ Q估计为0. 55 (即，λ = 0· 55 X 3m)，η λ /2 = 2 X 1. 65m/2 = 1. 65m。这里，λ为使用电力的等离子生成时的波长，λ ^为频率IOOMHz的电磁波的真空 中的波长。考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ为电力在生成有等离子的一对电极2、4 之间传播时的波长λ。例如，当在硅烷气体的等离子的生成中使用频率60MHz的电力的情 况下，如果压力为大约40 530Pa(0. 3 4Torr)，则λ =约3m(真空中的波长λ。= 5m)。 另外，在使用频率IOOMHz的电力的情况下，如果压力为大约40 530Pa(0. 3 4Torr)，则 λ =约1.5 1.65m(真空中的波长λ。= 3m)。考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ比使用电力在真空中传播时的波长入。 短。在波长λ与波长λ ^的比即λ/Xci在硅烷气体的等离子的情况下，压力为大约40
23530Pa(0. 3 4Torr)，等离子密度为大约4 6X109/cm3，λ/λ。=约0.6。在压力为大约 530 1333Pa(4 IOTorr)的情况下，等离子密度为大约6 IOX 109/cm3，λ/λ ^=约 0· 5 0· 55。另外，在上述考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ不明的情况下，如后所述， 预先测定考虑了波长缩短率的使用电力的波长的值，使用该数据进行电极的设计以及制作。符号22a、22b是第1以及第2绝缘件盖，分别具有抑制后述的第3同轴线34a与 第1给电点20a的连接部以及后述第4同轴线34b与第2给电点20b的连接部处的异常放 电(击穿)的功能。另外，在该材料中，使用例如高纯度氧化铝。气体混合箱6具有将由原料气体供给管8供给的硅烷气体(SiH4)以及氢等气体 经由整流孔7向所述一对电极2与4之间均勻地供给的功能。另外，原料气体供给管8由 未图示的绝缘件电绝缘。所供给的SiH4等原料气体在所述一对电极2与4之间等离子化，然后通过排气管 9a、9b以及未图示的真空泵10，向真空容器1的外部排出。符号12为基板升降器，从未图示的基板搬入搬出闸13在第2电极4上接受基板 11，移动到将其与非接地电极2的间隔保持为预定的值的位置，例如第1以及第2电极2、4 的间隔变为8mm的位置。另外，基板升降器12的上下位置能够任意设定，将第1以及第2电极2、4之间设 定为例如5mm 40mm的范围。在基板升降器12的上下移动时，为了保持真空容器1的气密而使用波纹管14。另外，如后所述，为了使接地电极4与真空容器1的内壁的通电良好，设有固着于 真空容器1内壁的第1连接导体15a与第2连接导体15b，固着于第2电极4的第3连接导 体16a与第4连接导体16b。另外，与上述第1以及第2电极2、4的间隔相对应，第1连接 导体15a以及第2连接导体15b的安装位置能够任意地设定。另外，第1连接导体15a与第3连接导体16a以及第2连接导体15b与第4连接 导体16b具有在互相接触时互相推压的弹簧的特性。另外，第1连接导体15a与第3连接 导体16a以及第2连接导体15b与第4连接导体16b被设定为再现性良好，能够确保导通 状态。符号11是基板，使用基板升降器12以及未图示的基板搬入搬出闸13而配置在第 2电极4上。而且，通过未图示的基板加热器3加热为预定的温度。在这里，基板11使用尺 寸为1. 5mX0. 25mX厚度4mm的玻璃。真空容器1内的压力通过未图示的压力计监视，通过未图示的压力调整阀自动 调整、设定为预定的值。另外，本第1实施方式的情况在原料气体的流量为500sCCm 1500sccm程度的情况下，能够调整为压力0. OlTorr IOTorr (1. 33Pa 1330Pa)程度。真 空容器1的真空到达压力为2 3E-7Torr (2. 66 3. 99E_5Pa)程度。符号25a是第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器，产生频率为30MHz 300MHz (VHF频带)的任意的频率例如IOOMHz的正弦波信号，并且对该正弦波信号进行脉冲 调制，并且能够任意地设定从其2个输出端子输出的2个脉冲调制的正弦波信号的相位差。该2个脉冲调制的正弦波信号分别如下所述那样表示。即，从第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出端子26a、26b输出的信号Wn、W12，如果将角频率 设为ω，时间设为t，初始相位设为θ” θ2，则W11 (t) = sin (cot+θ 工)W12 (t) = sin (cot+θ 2)从该相位可变2输出的发射器25a的2个输出端子输出的2个正弦波信号的相位 差以及脉冲调制的脉冲宽度Hw以及周期TO能够通过该发射器25a附属的相位差调整器以 及脉冲调制的调整器分别设定为任意的值。另外，该第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a经由同步信号传送线24 向后述的第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b发送脉冲调制的同步信号。该第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出端子的一方的输出 向后述的第1耦合器28a传送，另一方的输出向后述的第2耦合器28b传送。符号28a为第1耦合器，将第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2 个输出端子的一方的输出信号与后述的第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的 2个输出端子的一方的输出信号耦合，向后述的第1增幅器29a传送。符号29a为第1增幅器，将从第1耦合器28a发送的信号的电力增幅。符号30a 为第1同轴线，将第1增幅器29a的输出向后述的第1匹配器31a传送。符号31a是第1匹配器，以将第1增幅器29a的输出高效地传送到在后述的一对 电极2、4之间生成的等离子的方式，进行第1增幅器29a的输出阻抗与在作为其负载的一 对电极2、4之间生成的等离子的阻抗的匹配调整。符号32a是第1同轴线，经由后述的第1电流导入端子33a、第3同轴线34a以及 第一芯线35a，与第1连接导体15a和第3连接导体16a —起，将第1增幅器的输出向第1 以及第3给电点20a、21a供给。符号33a是安装于真空容器1的壁的第1电流导入端子，保持真空容器的气密，将 第1同轴线32a与第3同轴线34a连接。符号34a是第3同轴线，其芯线35a通过第1给电点20a与电极2连接，其外部导 体经由真空容器1的内壁、第1连接导体15a与第3连接导体16a，在第3给电点21a与第 2电极4连接。另外，在第3同轴线34a的端部，安装有第1绝缘件盖22a，抑制第3同轴线34a与 第1给电点20a的连接部的异常放电(击穿)。结果，经由第1以及第3同轴线32a、34a传送的第1增幅器29a的输出经由第1 以及第3给电点20a、21a向第1以及第2电极之间2、4供给。在这里，对于上述第1增幅器29a的功能进行补充说明。在第1增幅器29a上，附属有未图示的输出值(行波)的监视器以及从下游侧反 射而返回的反射波的监视器。另外，附属有用于防护该第1电力增幅器29a本体的电气电 路不受该反射波影响的隔离器。输出值(行波)的监视器以及从下游侧反射而返回的反射波的监视器使用例如图 4所示的装置。在图4中，第1增幅器29a的输出(行波)Pf经由方向性耦合器100，由行 波检测器101检测。从下游侧反射而返回的反射波Pr经由方向性耦合器100，由反射波检 测器102检测。
第1增幅器29a的输出的调整在图4中，首先，将例如第1增幅器29a的最大输出 的20 30%左右的输出经由第1匹配器31a与第1同轴线32a向内装于真空容器1的第 1以及第2电极24供给。接下来，一边观察第1增幅器29a所附属的行波Pf以及反射波Pr的检测器，一边 调整第1匹配器31a的阻抗(L与C)。一边调整第1匹配器31a的阻抗(L与C)，一边选定 反射波Pr变为最小值的条件。然后，将第1增幅器29a的输出设定为所需要的数值，一边 通过该输出再度调整第1匹配器31a的阻抗(L与C)，一边选定反射波Pr变为最小值的条 件。另外，只要等离子生成条件不变更，该匹配器的调整即反射波Pr变为最小值的条 件就不变化，所以不需要特别多的时间。符号25b是第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器，产生频率为30MHz 300MHz (VHF频带)的任意的频率例如IOOMHz的正弦波信号，并且对该正弦波信号进行脉冲 调制，并且能够任意地设定从其2个输出端子输出的2个脉冲调制的正弦波信号的相位差。该2个脉冲调制的正弦波信号分别如下所述那样表示。即，从第2脉冲调制方式 相位可变2输出的发射器25b的2个输出端子27a、27b输出的信号W21、W22，如果将角频率 设为ω，时间设为t，初始相位设为αι、Ci2，则W21(t) = sin(cot+a 工)W22(t) = sin(cot+a 2)从该相位可变2输出的发射器25b的2个输出端子输出的2个正弦波信号的相位 差以及脉冲调制的脉冲宽度Hw以及周期TO能够通过该发射器25b附属的相位差调整器以 及脉冲调制的调整器分别设定为任意的值。另外，该第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b能够经由同步信号传送 线24接受从第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a发送的脉冲调制的同步信号， 产生与该信号同步的信号。该第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的2个输出端子的一方的输出 向第1耦合器28a传送，另一方的输出向后述的第2耦合器28b传送。符号28b为第2耦合器，将第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的2 个输出端子的一方的输出信号与第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输 出端子的一方的输出信号耦合，向后述的第2增幅器29b传送。符号29b为第2增幅器，将从第2耦合器28b发送的信号的电力增幅。符号30b 为同轴线，将第2增幅器29b的输出向后述的第2匹配器31b传送。符号31b是第2匹配器，以将第2增幅器29b的输出高效地传送到一对电极2、4 之间生成的等离子的方式，进行第2增幅器29b的输出阻抗与在作为其负载的一对电极2、 4之间生成的等离子的阻抗的匹配调整。符号32b是第2同轴线，经由第2电流导入端子33b、第4同轴线34b以及其芯线 35b，与第2连接导体15b和第4连接导体16b —起，将第2增幅器的输出向第2以及第4 给电点20b、2Ib供给。符号33b是安装于真空容器1的壁的第2电流导入端子，保持真空容器的气密，将 第2同轴线与第4同轴线连接。
符号34b是第4同轴线，其芯线35b通过第2给电点20b与电极2连接，其外部导 体经由真空容器1的内壁、第2连接导体15b与第4连接导体16b，在第4给电点21b与第 2电极4连接。另外，在第4同轴线34b的端部，安装有第2绝缘件盖22b，抑制第4同轴线34b与 第2给电点20b的连接部的异常放电(击穿)。结果，经由第2以及第4同轴线32b、34b传送的第2增幅器29b的输出经由第2 以及第4给电点20b、21b向第1以及第2电极之间2、4供给。在这里，对于上述第2增幅器29b的功能进行补充说明。在第2增幅器29b上，与第1增幅器29a同样，附属有未图示的输出值(行波)的 监视器以及从下游侧反射而返回的反射波的监视器。另外，附属有用于防护该第2增幅器 29b本体的电气电路不受该反射波影响的隔离器。另外，输出值(行波)的监视器以及从下游侧反射而返回的反射波的监视器与第 1增幅器29a的情况同样。另外，第2增幅器29b的输出的调整的方法与第1增幅器29a的情况同样。在这里，为了说明的方便，将上述第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a 的2个输出的一方即输出端子26a的输出信号经由第1耦合器28a、第1增幅器29a、同轴 线30a、第1匹配器31a、第1同轴线32a、第1电流导入端子33a、第3同轴线34a向第1给 电点20a与第3给电点21a传送的电力称为第1电力。另外，同样，将第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出的一方 即输出端子26b的输出信号经由第2耦合器28b、第2增幅器29b、同轴线30b、第2匹配器 31b、第2同轴线32b、第2电流导入端子33b、第4同轴线34b向第2给电点20b与第4给 电点21b传送的电力称为第2电力。另外，将第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的2个输出的一方即输 出端子27a的输出信号经由第1耦合器28a、第1增幅器29a、同轴线30a、第1匹配器31a、 第1同轴线32a、第1电流导入端子33a、第3同轴线34a向第1给电点20a与第3给电点 21a传送的电力称为第3电力。另外，将第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的2个输出的一方即输 出端子27b的输出信号经由第2耦合器28b、第2增幅器29b、同轴线30b、第2匹配器31b、 第2同轴线32b、第2电流导入端子33b、第4同轴线34b向第2给电点20b与第4给电点 21b传送的电力称为第4电力。另外，在这里，为了使上述第1、第2、第3以及第4电力的时间的关系明了，参照图 5以及图6说明其概念。图5的横轴表示时间t，纵轴表示电力。图6的横轴表示时间t，纵 轴表示电压。在图5以及图6中，分别通过Wll(t)、W12(t)表示向第1以及第3给电点20a、21a 之间供给的脉冲调制的第1电力与向第2以及第4给电点20b、21b之间供给的脉冲调制的 第2电力的典型例。该2个电力是脉冲宽度为Hw、周期为TO、脉冲调制的正弦波。在图5以及图6中，分别通过W21(t)、W22(t)表示向第1以及第3给电点20a、 21a之间供给的脉冲调制的第3电力与向第2以及第4给电点20b、21b之间供给的脉冲调 制的第4电力的典型例。该2个电力波是脉冲宽度为Hw、周期为TO并且在比所述Wll (t)
27以及W12(t)的脉冲调制的脉冲上升时间滞后半个周期即T0/2的时刻上升的脉冲调制的正 弦波。另外，在这里，对于图1、图2以及图3所示的第1给电点20a与第2给电点20b之 间的距离以及第3给电点21a与第4给电点21b之间的距离分别设定为考虑了波长缩短率 的使用电力的波长λ的二分之一的整数η倍即ηλ/2所产生的作用进行说明。在上述第1电力经由第1以及第3给电点20a、21a向一对电极2、4供给时，该电 力波作为行波从第1给电点20a侧向第2给电点20b侧传播。然后，在该电力波到达设置 有第2以及第4给电点20b、21b的一对电极的端部时，该端部为阻抗的不连续部分，所以在 该端部产生反射。该反射波从第2给电点20b朝向第1给电点20a的方向传播。如果，上述第1电力的行波不在该设置有第2以及第4给电点20b、21b的一对电 极的端部反射，则该行波在第2同轴线32b中传播而到达第2匹配器31b。然后，在该第2 匹配器31b反射而返回。此时，剩下在第2给电点20b与第2匹配器31b之间消耗电力的 问题，即在一对电极2、4之间的等离子生成以外消耗电力的问题。在从上述第1给电点20a侧供给的电力的行波与在第2给电点20b侧的一对电极 的端部反射的反射波重合时，通过干涉现象，产生驻波。此时，上述行波的供给地点与反射 波的产生地点之间的距离被设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分之一的 整数η倍即η λ/2，所以出现产生的驻波的波腹容易在上述行波的供给地点以及反射波的 产生地点产生的现象。同样，出现产生的驻波的波节容易在上述行波的供给地点以及反射 波的产生地点产生的现象。另外，该现象是与在声学领域产生的共鸣现象相似的现象。通过上述第1电力的行波与其反射波的与共鸣现象相似的现象，产生这一对电极 之间以外的消耗减少的作用。即，具有将向该一对电极的电力供给线路上的电力损失抑制 为最小限度的作用。同样，在上述第2电力经由第2以及第4给电点20b、21b向一对电极2、4供给时， 该电力波作为行波从第2给电点20b侧向第1给电点20a侧传播。然后，在该电力波到达 设置有第1以及第3给电点20a、21a的一对电极的端部时，该端部为阻抗的不连续部分，所 以在该端部产生反射。该反射波从第1给电点20a朝向第2给电点20b的方向传播。如果，上述第2电力的行波不在该设置有第1以及第3给电点20a、21a的一对电 极的端部反射，则该行波在第1同轴线32a中传播而到达第1匹配器31a。然后，在该第1 匹配器31a反射而返回。此时，剩下在第1给电点20a与第1匹配器31a之间消耗电力的 问题，即在一对电极2、4之间的等离子生成以外消耗电力的问题。在从上述第2给电点20b侧供给的电力的行波与在第1给电点20a侧的一对电极 的端部反射的反射波重合时，通过干涉现象，产生驻波。此时，上述行波的供给地点与反射 波的产生地点之间的距离被设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分之一的 整数η倍即η λ/2，所以出现产生的驻波的波腹容易在上述行波的供给地点以及反射波的 产生地点产生的现象。同样，出现产生的驻波的波节容易在上述行波的供给地点以及反射 波的产生地点产生的现象。另外，该现象是与在声学领域产生的共鸣现象相似的现象。通过上述第2电力的行波与其反射波的与共鸣现象相似的现象，产生这一对电极 之间以外的消耗减少的作用。即，具有将向该一对电极的电力供给线路上的电力损失抑制 为最小限度的作用。
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另外，在第3以及第4电力的供给中，也与上述同样，通过第3以及第4电力行波 与其反射波的与共鸣现象相似的现象，分别具有将向该一对电极的电力供给线路上的电力 损失抑制为最小限度的作用。接下来，说明使用具有上述结构的等离子CVD装置制膜集成化串联型薄膜太阳能 电池用i型微晶硅膜的方法。在i型微晶硅膜的制膜时，对于原料气体、压力、应该投入的电力的密度以及基板 温度，采用众所周知的技术，例如专利文献1以及非专利文献1所记载的条件。然而，与具有上述结构的等离子CVD装置有关的特有的诸条件需要以下面所示的 顺序预先确认、调整。然后，进行作为目的的i型微晶硅膜的制膜。(步骤1)在作为目的的i型微晶硅膜的制膜条件中，原料气体、压力、应该投入的 电力的密度以及基板温度采用众所周知的技术，测定该条件下的在一对电极2、4之间传播 的电力的波长λ。基于该测定数据，确认第1以及第2给电点20a、20b之间的距离被设定 为电力的波长λ的二分之一的整数η倍，即ηλ/2。(步骤2)将所述第1以及第2电力向一对电极2、4供给而产生的第1驻波的波腹 的位置的调整所需要的数据的把握，即，把握所述第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射 器25a的2个输出的相位差的设定值与第1驻波的波腹的位置的关系。(步骤3)将所述第3以及第4电力向一对电极2、4供给而产生的第2驻波的波腹 的位置的调整所需要的数据的把握，即，把握所述第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射 器25b的2个输出的相位差的设定值与第2驻波的波腹的位置的关系。(步骤4)产生第1驻波与第2驻波，进行作为目的的i型微晶硅膜的制膜。另外，在下面，为了说明的方便，步骤1 步骤4中使用的等离子CVD装置一式以 全都使用同一装置进行的前提进行说明，但对于步骤1，也可以使用另外的装置例如研究开 发用的装置而进行。但是，步骤2 步骤4优选使用同一装置进行。(步骤1)在图1 图4中，预先将基板11设置在第2电极4上，使未图示的真空泵10工作， 除去真空容器1内的杂质气体等，然后一边从原料气体供给管8以0. 8 1. OSLM(标准状 态换算下的气体流量L/分)、例如0. 8SLM供给SiH4气体，以5. OSLM供给氢，一边将压力 维持为5. OTorr (665Pa)。基板温度保持为100 350°C的范围，例如2200C0另外，基板11的尺寸与第1电极的尺寸相符，设为长度1.65mX宽度0.3m(厚度 4mm) ο接下来，将所述第1电力与第2电力的频率设为例如100MHz，脉冲宽度Hw = 400 μ 秒，脉冲周期TO = Im秒，电力合计为1 1. 5KW例如1KW，进行供给。另外，脉冲宽度Hw为 400 μ秒，脉冲周期TO为Im秒，所以占空比为400μ秒/lm秒=0.4。S卩，将第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出的相位差设定 为例如零，脉冲宽度Hw = 400 μ秒，脉冲周期TO = Im秒，将第1增幅器29a的输出设定为 500W，将该输出经由第1匹配器31a、第1同轴线32a、第1电流导入端子33a、第3同轴线 34a,向第1以及第3给电点20a、21a供给，并且将第2增幅器29b的输出设定为500W，将该 输出经由第2匹配器31b、第2同轴线32b、第2电流导入端子33b、第4同轴线34b向第2 以及第4给电点20b、21b供给。
此时，通过调整第1匹配器31a以及第2匹配器31b，能够使得上述供给电力的反 射波不会返回到各自的匹配器31a、31b的上游侧，即图4所图示的Pr不会返回。一般，反 射波Pr能够抑制为行波Pf的1 3%左右。当在上述的条件下以4 6分钟左右的时间生成等离子时，在基板11上堆积i型 微晶硅膜。在制膜后，从真空容器1将所述基板11取出，评价该i型微晶硅膜的膜厚分布。堆积于基板11的i型微晶硅膜的膜厚分布如后所述，通过作为VHF等离子固有的 现象的驻波的产生，成为正弦状的分布。将第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出的相位差设为参数， 实施例如5 6次这样的制膜实验。然后，在连结第1以及第2给电点20a、20b的方向上，测定驻波的波腹的间隔。即， 测定堆积于基板11的i型微晶硅膜的膜厚最大的位置与相邻的膜厚最大的位置之间的距罔。另外，该间隔意味着使用电力的等离子生成时的波长λ的二分之一的值。通过上述测定结果，对于使用电力的波长缩短率以及上述第1以及第2给电点之 间的距离的设定值=1.65m进行评价。假设，在上述驻波的波腹的间隔为825mm时，使用电力的等离子生成时的波长λ =825mmX2 = 1650mm。此时，可知，使用电力的波长缩短率λ/λ。为λ/λ 0 = 1650mm/3000mm = 0. 55这里，λ为使用电力的等离子生成时的波长，λ ^为频率IOOMHz的电磁波的真空 中的波长。能够确认上述第1以及第2给电点之间的距离的设定值=1. 65m与2Χ λ /2 = 2X0. 825m=考虑了波长缩短率的波长λ的二分之一的整数倍的值一致。在上述测定结果中，在上述驻波的波腹的间隔与825mm不同时，例如在上述驻波 的波腹的间隔为795mm时，使用电力的等离子生成时的波长λ = 795mmX2 = 1590mm。此 时，可知，使用电力的波长缩短率λ/λ。为λ/λ。= 1590mm/3000mm = 0. 53这里，λ为使用电力的等离子生成时的波长，λ ^为频率IOOMHz的电磁波的真空 中的波长。此时，上述第1以及第2给电点之间的距离的设定值=1.65m与考虑了波长缩 短率的波长λ的二分之一的整数倍的值不一致，所以需要将该设定值1.65m变更为例如 1590mmo或者，能够确认使用电力的波长缩短率λ/XciSO. 53，所以也可以活用该数据，将 频率IOOMHz变更为96MHz。S卩，如果考虑频率96MHz的电磁波的真空中的波长为3. 125以及使用电力的波长 缩短率λ/λ ^为0.53，上述等离子生成时的频率96MHz的波长λ为λ = 0.53X3. 125m =1656mm。在步骤1中，如上所述，测定i型微晶硅膜的制膜条件中的使用电力的波长，基于 该数据，确认第1以及第2给电点20a、20b之间的距离为使用电力的等离子生成时的波长 λ的二分之一的整数η倍。另外，确认所测定的使用电力的波长缩短率。在第1以及第2给电点20a、20b之间的距离没有变为使用电力的等离子生成时的波长λ的二分之一的整数η倍的值时，以满足该条件的方式，再设定上述第1以及第2给 电点20a、20b之间的距离。另外，以满足上述条件的方式，变更等离子生成电力的频率。在这里，为了说明的方便，作为步骤1的结果，设为能够确认第1以及第2给电点 之间的距离的设定值=1.65m与2X λ/2 = 2X0. 825m=考虑了波长缩短率的波长λ的 二分之一的整数倍的值一致，下面进行说明。即，频率为100MHz。(步骤2)在图1 图4中，预先将基板11设置在第2电极4之上，使未图示的真空泵10工 作，除去真空容器1内的杂质气体等，然后一边从原料气体供给管8以0. 8 1. OSLM(标准 状态换算下的气体流量L/分)、例如0. 8SLM供给SiH4气体，以5. OSLM供给氢，一边将压 力维持为5. OTorr (665Pa)。基板温度保持为100 350°C的范围，例如220°C。基板11的尺寸设为长度1. 5mX宽度0. 25m(厚度4mm)。另外，设为比第1电极的 尺寸小是基于在电极的端部、由于边缘效果、具有在等离子的强度不具有再现性的情况这 一经验知识。接下来，将所述第1电力与第2电力的频率设为100MHz，脉冲宽度Hw = 400 μ秒， 脉冲周期TO = Im秒，电力合计为1 1. 5KW例如1KW，进行供给。S卩，将第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出的相位差设定 为例如零，脉冲宽度Hw = 400 μ秒，脉冲周期TO = Im秒，将第1增幅器29a的输出设定为 500W，将该输出经由第1匹配器31a、第1同轴线32a、第1电流导入端子33a、第3同轴线 34a,向第1以及第3给电点20a、21a供给，并且将第2增幅器29b的输出设定为500W，将该 输出经由第2匹配器31b、第2同轴线32b、第2电流导入端子33b、第4同轴线34b向第2 以及第4给电点20b、21b供给。此时，通过调整第1匹配器31a以及第2匹配器31b，能够使得上述供给电力的反 射波不会返回到各自的匹配器31a、31b的上游侧，即图4所图示的Pr不会返回。一般，反 射波Pr能够抑制为行波Pf的1 3%左右。当在上述的条件下以4 6分钟左右的时间生成等离子时，在基板11上堆积i型 微晶硅膜。堆积于基板11的i型微晶硅膜的膜厚分布如后所述，通过作为VHF等离子固有 的现象的驻波的产生，成为正弦状的分布。从上述第1以及第3给电点20a、21a脉冲状地供给的第1电力的电压波与从上述 第2以及第4给电点20b、21b脉冲状地供给的第2电力的电压波从同一电源起振，互相在 电极之间传播，即两者从互相相对的方向传播而重合，所以产生干涉现象。在图3中，如果将从第1给电点20a侧到第2给电点20b的方向的距离设为X，将 向X的正方向传播的电压波设为Wll (X，t)，将向X的负方向传播的电压波即从第2给电点 21a侧向第1给电点20a的方向传播的电压波设为W12(x，t)，则如下所述那样表现。ffll(x, t) = Vl · 8 η(ω +2 π χ/λ )W12 (χ, t) = Vl · sin { ω t_2 π (x_L0)/λ +Δ θ }这里，Vl为电压波的振幅，ω为电压的角频率，λ为电压波的波长，t为时间，LO 为第1以及第2给电点的间隔，△ θ为第1电力的电压波与第2电力的电压波的相位差。 这2个电压波的合成波Wl (x, t)变为下式那样。
Wl (x , t) = Wl 1 (χ, t) +W 12 (χ, t) = 2 · Vlcos {2 π (x-LO/2) / λ - Δ θ /2} · sin { ω t+ ( π LO/ λ + Δ θ /2)上述合成波Wl (χ，t)具有下面所示那样的性质。即，在Δ θ = 0时，所生成的等 离子的强度在给电点之间的中央部(x = L0/2)较强，随着从该中央部远离而变弱。在Δ θ >0时，等离子较强的部分向一方的给电点侧移动，在Δ θ <0时，向另一方的给电点侧移动。另外，在这里，将Wll(x，t)与W12(x，t)这2个电压波的合成波称为第1驻波Wl(x， t)。—对电极之间的电力的强度与电压的电压波Wl(x，t)的振幅值的平方成比例。 即，电力的强度Il (x，t)可表示为11 (X，t) cos2 {2 π (x-LO/2)/λ +Δ θ /2}在图7中通过实线(第1驻波的强度的分布)概念表示该Il (X，t)。然后，在通过上述的条件制膜后，从真空容器1将所述基板11取出，评价该i型微 晶硅膜的膜厚分布。堆积于基板11的i型微晶硅膜的膜厚分布如前所述，通过作为VHF等离子固有的 现象的驻波的产生，成为正弦状的分布。将第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出的相位差设为参数， 反复实施这样的制膜实验。然后，在连结第1以及第2给电点20a、20b的方向上，将从基板11的中央点到正弦 状的膜厚分布的最大厚度的位置的距离与第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a 的2个输出的相位差的关系设为数据而把握。例如，在图8(a)的虚线的位置位于基板11的中央点时，能够把握用于该中央点与 正弦状的膜厚分布的最大厚度的位置一致的相位差为例如Δ θ 1。在这里，图8 (a)所示的正弦状的膜厚分布表示与上述第1驻波Wl (x，t)的强度的 分布，即11 (X，t) cos2 {2 π (x-LO/2)/λ -Δ θ /2}成比例的分布。该状态表示在中央具有第1驻波的波腹，并且在第1以及第2给 电点20a、20b的位置具有该波腹。S卩，第1以及第2给电点20a、20b之间的距离被设定为考虑了波长缩短率的使用 电力的波长λ的二分之一的整数η倍即ηλ/2，所以使第1驻波的波腹与该第1以及第2 给电点20a、20b之间的中央点相协调的调整的方法与使第1驻波的波腹与该第1以及第2 给电点20a、20b的位置相协调的调整的方法相同。另外，第1以及第2给电点20a、20b之间的距离被设定为考虑了波长缩短率的使 用电力的波长λ的二分之一的整数η倍即ηλ/2，所以使第1驻波的波节与该第1以及第 2给电点20a、20b之间的中央点相协调的调整的方法与使第1驻波的波节与该第1以及第 2给电点20a、20b的位置相协调的调整的方法具有相同意味。在制膜上述正弦状的膜厚分布时，第1以及第2给电点20a、20b之间的距离与第1 以及第2给电点21a、21b之间的距离分别与考虑了波长缩短率的波长λ的二分之一的整 数倍的值一致，以及该位置为一对电极的端部，所以出现容易产生以一对电极的两端部为波腹或者波节的驻波的共鸣现象。在该共鸣现象中，如上所述，意味着，除了容易生成稳定的等离子，而且具有供给 电力由等离子生成所有效消耗的作用。(步骤3)在图1 图4中，预先将基板11设置在第2电极4上，使未图示的真空泵10工作， 除去真空容器1内的杂质气体等，然后一边从原料气体供给管8以0. 8 1. OSLM(标准状 态换算下的气体流量L/分)、例如0. 8SLM供给SiH4气体，以5. OSLM供给氢，一边将压力 维持为5. OTorr (665Pa)。基板温度保持为100 350°C的范围，例如2200C0基板11的尺寸设为长度1. 5mX宽度0. 25m(厚度4mm)。另外，设为比第1电极的 尺寸小是基于在电极的端部、由于边缘效果、具有在等离子的强度不具有再现性的情况这 一经验发现。接下来，将所述第3电力与第4电力的频率设为IOOMHz，脉冲宽度Hw = 400 μ秒， 脉冲周期TO = Im秒，电力合计为1 1. 5KW例如1KW，进行供给。S卩，将第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的2个输出的相位差设定 为例如零，脉冲宽度Hw = 400 μ秒，脉冲周期TO = Im秒，将第1增幅器29a的输出设定为 500W，将该输出经由第1匹配器31a、第1同轴线32a、第1电流导入端子33a、第3同轴线 34a,向第1以及第3给电点20a、21a供给，并且将第2增幅器29b的输出设定为500W，将该 输出经由第2匹配器31b、第2同轴线32b、第2电流导入端子33b、第4同轴线34b向第2 以及第4给电点20b、21b之间供给。此时，通过调整第1匹配器31a以及第2匹配器31b，能够使得上述供给电力的反 射波不会返回到各自的匹配器31a、31b的上游侧，即图4所图示的Pr不会返回。一般，反 射波Pr能够抑制为行波Pf的1 3%左右。当在上述的条件下以4 6分钟左右的时间生成等离子时，在基板11上堆积i型 微晶硅膜。堆积于基板11的i型微晶硅膜的膜厚分布如后所述，通过作为VHF等离子固有 的现象的驻波的产生，成为正弦状的分布。从上述第1以及第3给电点20a、21a脉冲状地供给的第3电力的电压波与从上述 第2以及第4给电点20b、21b脉冲状地供给的第4电力的电压波从同一电源起振，互相在 电极之间传播，即两者从互相相对的方向传播而重合，所以产生干涉现象。在图3中，如果将从第1给电点20a侧到第2给电点20b的方向的距离设为X，将 向X的正方向传播的电压波设为W21(X，t)，将向X的负方向传播的电压波即从第2给电点 20b侧向第1给电点20a的方向传播的电压波设为W22(x，t)，则如下所述那样表现。W21 (X，t) = Vl · sin (ω t+2 π χ/ λ )W22 (χ, t) = Vl · sin { ω t_2 π (χ—LO)/λ +Δ θ }这里，Vl为电压波的振幅，ω为电压的角频率，λ为电压波的波长，t为时间，LO 为第1以及第2给电点的间隔，△ θ为第3电力的电压波与第4电力的电压波的相位差。 这2个电压波的合成波W2(x，t)变为下式那样。W2 (x , t) = W21 (χ, t) +W22 (χ, t) = 2 · Vlcos {2 π (x-LO/2) / λ - Δ θ /2} · sin { ω t+ ( π LO/ λ + Δ θ /2)上述合成波W2(x，t)具有下面所示那样的性质。即，在Δ θ = 0时，所生成的等
33离子的强度在给电点之间的中央部(x = L0/2)较强，随着从该中央部远离而变弱。在Δ θ >0时，等离子较强的部分向一方的给电点侧移动，在Δ θ <0时，向另一方的给电点侧移动。另外，在这里，将W21(x，t)与W22(x，t)这2个电压波的合成波称为第2驻波W2 (x， t)。一对电极之间的电力的强度与电压的电压波W2(x，t)的振幅值的平方成比例。 即，电力的强度12 (x，t)可表示为12 (X，t) cos2 {2 π (x—LO/2)/λ -Δ θ /2}在图7中通过虚线(第2驻波的强度的分布)概念表示该I2(x，t)。然后，在通过上述的条件制膜后，从真空容器1将所述基板11取出，评价该i型微 晶硅膜的膜厚分布。堆积于基板11的i型微晶硅膜的膜厚分布如前所述，通过作为VHF等离子固有的 现象的驻波的产生，成为正弦状的分布。将第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的2个输出的相位差设为参数， 反复实施这样的制膜实验。然后，在连结第1以及第2给电点20a、20b的方向上，将从基板11的中央点到正弦 状的膜厚分布的最大厚度的位置的距离与第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b 的2个输出的相位差的关系设为数据而把握。例如，在图8(b)的虚线的位置位于基板11的中央点时，能够把握用于设定从中央 点向第2给电点20a的方向偏离波长λ的四分之一即λ/4的位置的相位差为例如Δ θ 2。 另外，根据步骤1中的测定的结果，λ/4 = 413mm。或者，在图8(b)的虚线的位置位于基板11的中央点时，能够把握用于该中央点与 正弦状的膜厚分布的最小厚度的位置一致的相位差为例如Δ θ 2。在这里，图8(b)所示的正弦状的膜厚分布表示与上述第2驻波W2(x，t)的强度的 分布，即12 (X，t) ^ cos2 {2 π (x—LO/2)/λ -Δ θ /2}成比例的分布。该状态表示在中央具有第2驻波的波节，并且在第1以及第2给 电点20a、20b的位置具有该波节。S卩，第1以及第2给电点20a、20b之间的距离被设定为考虑了波长缩短率的使用 电力的波长λ的二分之一的整数η倍即ηλ/2，所以使第2驻波的波节与该第1以及第2 给电点20a、20b之间的中央点相协调的调整的方法与使第2驻波的波节与该第1以及第2 给电点20a、20b的位置相协调的调整的方法相同。在制膜上述正弦状的膜厚分布时，第1以及第2给电点20a、20b之间的距离与第1 以及第2给电点21a、21b之间的距离分别与考虑了波长缩短率的波长λ的二分之一的整 数倍的值一致，以及该位置为一对电极的端部，所以出现容易产生以一对电极的两端部为 波腹或者波节的驻波的共鸣现象。在该共鸣现象中，如上所述，意味着，除了容易生成稳定的等离子，而且具有供给 电力由等离子生成所有效消耗的作用。(步骤4)
接受所述步骤1 3的结果，进入作为目的的i型微晶硅膜的制膜的步骤。首先， 在图1 图4中，预先将基板11设置在第2电极4上，使未图示的真空泵10工作，除去真 空容器1内的杂质气体等，然后一边从原料气体供给管8以0. 8 1. OSLM(标准状态换算 下的气体流量L/分)、例如0. 8SLM供给SiH4气体，以5. OSLM供给氢，一边将压力维持为 5. OTorr (665Pa)。基板温度保持为100 350°C的范围，例如2200C0基板11的尺寸设为长度1. 5mX宽度0. 25m(厚度4mm)。接下来，将所述第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出即频 率IOOMHz的正弦波的相位差设定为通过在步骤2中得到的数据把握的Δ θ 1，将把该脉冲 调制表示于图5以及图6的Wll (t)以及W12(t)中的脉冲宽度Hw以及周期TO设定为例如 Hw = 400 μ秒以及脉冲周期TO = Im秒，将第1以及第2电力分别设为500W，向第1以及 第3给电点20a、21a和第2以及第4给电点20b,21b供给。而且，将第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的2个输出即频率IOOMHz 的正弦波的相位差设定为通过在步骤3中得到的数据把握的△ θ 2，并且将把该脉冲调制 表示于图5以及图6的W21(t)以及W22(t)中的脉冲宽度Hw以及周期TO设定为例如Hw =400 μ秒以及脉冲周期TO = Im秒，并且在比所述Wll(t)以及W12(t)的脉冲调制的脉 冲上升时间滞后半周期即T0/2的时刻上升，将第3以及第4电力分别设为500W，向第1以 及第3给电点20a、21a和第2以及第4给电点20b、21b供给。在这里，将上述Hw、TO以及脉冲调制的脉冲上升时间从上述的数值变更而制膜， 能够比较几个制膜数据。如果在一对电极2、4之间供给4个电力，则如上所述，Wll (x，t)与W12(x，t)干涉 而形成第1驻波Wl (X，t)，W21 (X，t)与W22 (x, t)干涉而形成第2驻波W2 (x，t)。但是，Wll(x，t)与W21(x，t)以及W22(x，t)在时间上分离，所以不干涉。另外，同 样，W12 (X，t)与 W21 (X，t)以及 W22 (x, t)不干涉。因此，如果以比上述脉冲调制的周期TO大幅度地长的数秒以上的一般的制膜时 间考虑，在一对电极2、4之间生成的电力的强度的分布变为第1驻波Wl (X，t)的强度的分 布Il (X，t)与第2驻波W2(x，t)的强度的分布12 (X，t)重合的形态。将该样子概念性表 示于图7。在这里，如果将基板的中央点设为χ轴的原点，将从第1给电点20a侧到第2给电 点20b的方向设为正的方向，将比例常数设为A，则第1驻波Wl (X，t)的强度的分布Il(x， t)为11 (X，t) = Acos2 {2 π χ/ λ }第2驻波W2 (χ, t)的强度的分布12 (x, t)为12 (X，t) = Asin2 {2 π χ/ λ }在一对电极2、4之间生成的电力的强度的分布I (x，t)为I(x, t)= Acos2 {2 π χ/ λ } +Asin2 {2 π χ/ λ }= A该结果表示在这一对电极2、4之间生成的电力的强度的分布I (χ，t)不依存于χ 即电力的传播方向的位置，为一定的值，均勻。另外，表示不依存于频率，均勻。
该情况可以说上述等离子的生成方法是不受驻波的影响的方法，即为不受驻波影 响(standing wave free)的等离子生成方法。在SiH4被等离子化时，存在于该等离子中的SiH3、SiH2、SiH、H等原子团通过扩 散现象而扩散，通过吸附于基板11的表面而堆积i型微晶硅膜，但一对电极2、4之间的电 力的分布如上所述，在时间上平均而均勻，所以该堆积膜变得均勻。这表示通过本发明的装置以及方法，即使在以超过波长λ的二分之一的尺寸的 基板为对象时，也能够形成均勻的膜厚分布。即，意味着，即使在以在以往的VHF等离子表 面处理装置以及方法中视为不可能的超过波长λ的二分之一的尺寸的基板为对象时，本 发明也能实现形成均勻的膜厚分布。另外，第1以及第2给电点20a、20b之间的距离与第3以及第4给电点21a、21b 之间的距离分别与考虑了波长缩短率的波长λ的二分之一的整数倍的值一致，以及该位 置为一对电极的端部，所以具有容易产生以一对电极的两端部为波腹或者波节的驻波的特 征。S卩，这意味着除了容易稳定生成的等离子，而且供给电力由等离子生成所有效消
^^ ο因此，上述情况在VHF等离子CVD装置的应用领域是划时代的发现，其实用价值显
著增大。在上述步骤4中制膜的i型微晶硅膜的制膜速度在供给电力密度为4KW/ τα (2KW/0. 495m2)时，为 3· 0 3. 5nm/s。另外，在供给电力密度为3. 23Kff/m2(l. 6KW/0. 495m2)时，为 2· 5 2. 8nm/s。与上述制膜速度3. 0 3. 5nm/s相对的供给电力密度4KW/m2 (2KW/0. 495m2)以及 与上述制膜速度2. 5 2. 8nm/s相对的供给电力密度3. 23Kff/m2 (1. 6KW/0. 495m2)分别为比 以往技术中的供给电力密度小的数值。这意味着通过上述的共鸣现象的作用，实现了向一对电极供给电力时抑制了电力 损失的电力供给。在本发明的第1实施方式中，第1电极尺寸为1.65mX0.3m(厚度20mm)，第2电 极尺寸为1. 65mX0. 4m(厚度150mm)，所以基板尺寸被制约为上述1. 5mX0. 25mX厚度4mm 的程度，但如果将第1电极2的个数增加，将第2电极尺寸增大，并且设置与第1电极2的 个数相同台数的电力供给装置(图1所示的电力供给系统)，则基板尺寸的宽度当然能够扩 大。另外，在集成化串联型薄膜太阳能电池的制造中，作为膜厚分布如果为士 10%以 内，性能上没有问题。根据上述实施例，即使使用IOOMHz的电源频率，也能够实现在以往的 技术中不可能的这一对电极2、4之间的电力的强度的分布I(x，t)的均勻化。即，作为膜厚 分布能够实现为士 10%以内。这意味着，与薄膜硅太阳能电池、薄膜晶体管以及感光鼓等制造领域的生产性提 高以及低成本化相关的工业价值显著较大。实施例2接下来，参照图9至图11说明与本发明的第2实施方式有关的等离子CVD装置以 及等离子CVD法。
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图9是表示与本发明的第2实施方式有关的等离子CVD装置的整体的概略图，图 10是向图2所示的等离子CVD装置内部的使用了平衡不平衡转换装置的一对电极供给电力 的电力供给装置的说明图，图11是图10所示的向使用了平衡不平衡转换装置的一对电极 供给电力的电力供给装置处的高频电流的流动的概念图。首先，对装置的结构进行说明。但是，对于与有关于上述本发明的第1实施方式的 等离子CVD装置以及所示的构件相同的构件赋予相同符号而省略说明。最开始，说明装置的概念。与本发明的第2实施方式有关的装置的结构整体与第1 实施方式中的图1所示的装置的情况相同，但在图9以及图10所示的装置结构中，其特征 在于在第1匹配器31a与第1以及第3给电点20a、21a之间，第2匹配器31b与第2以及 第4给电点20b、2Ib之间，插入有包括LC桥型平衡不平衡转换装置以及平衡传送电路的平 衡不平衡转换装置。另外，在插入包括LC桥型平衡不平衡转换装置以及平衡传送电路的平衡不平衡 转换装置时，如专利文献5所示，即如图13所示，成为能够以抑制泄漏电流产生的形态仅向 一对电极之间供给高频电力、能够抑制无效的电力消耗的有力的装置。在图9以及图10中，作为向一对电极2、4供给高频电力的位置的给电点与有关于 本发明的第1实施方式的装置的情况同样，设为处于作为高频电力波的传播上的相对点的 关系的位置即该电极的两端部，在第1电极2上配置第1给电点20a以及第2给电点20b。 然后，在第2电极4上配置第3给电点21a以及第3给电点21b。上述第1以及第2给电点20a、20b的间隔设定为考虑了波长缩短率的使用电力的 波长λ的二分之一的整数η倍，即ηλ/2。另外，同样，上述第3以及第4给电点21a、21b 的间隔设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分之一的整数η倍，即ηλ/2。在这里，与有关于所述本发明的第1实施方式的等离子CVD装置的情况同样，将上 述第1以及第2给电点20a、20b的间隔以及上述第3以及第4给电点21a、21b的间隔分别 设定为1. 65m。另外，使用电力的频率设为例如100MHz，波长缩短率λ/λ。设为0.6 (即，λ = 0. 55 X 3m)，η λ /2 = 2 X 1. 65m/2 = 1. 65m。这里，λ为使用电力的等离子生成时的波长，λ ^为频率IOOMHz的电磁波的真空 中的波长。在图9以及图10中，产生第1驻波的装置的结构如下所示。第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出的一方即输出端子26a 的输出信号，经由第1耦合器28a、第1增幅器29a、同轴线30a、第1匹配器31a、第1同轴 线32a、第ILC桥型平衡不平衡转换装置40a、分别连接于该第ILC桥型平衡不平衡转换装 置40a的2个输出端子的第5以及第6同轴线41a、41b、经由第3电流导入端子42分别连 接于该第5以及第6同轴线41a、41b的第7以及第8同轴线43a、43b、以及该第7以及第8 同轴线43a、43b的芯线43a、43b，分别向第1以及第3给电点20a、21a供给。另外，第8同轴线43b的芯线44b如图10所示，使用绝缘构件51a、连接构件52a 连接于第3给电点。另外，该第7以及第8同轴线43a、43b的外部导体通过第1外部导体 连接件53a短路。在这里，将第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的输出端子26a的输出信号通过第1增幅器29a增幅然后经由第1匹配器31a以及第ILC桥型平衡不平衡转换 装置40a等向第1以及第3给电点20a、21a供给的电力与有关于本发明的第1实施方式的 装置的情况同样称为第1电力。第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出的另一方即输出端子 26b的输出信号，经由第2耦合器28b、第2增幅器29b、同轴线30b、第2匹配器31b、第2同 轴线32b、第2LC桥型平衡不平衡转换装置40b、分别连接于该第2LC桥型平衡不平衡转换 装置40b的2个输出端子的第9以及第10同轴线46a、46b、经由第4电流导入端子47分 别连接于该第9以及第10同轴线46a、46b的第11以及第12同轴线48a、48b、以及该第11 以及第12同轴线48a、48b的芯线49a、49b，分别向第2以及第4给电点20b、21b供给。另外，第12同轴线48b的芯线49b如图10所示，使用绝缘构件51b、连接构件52b 连接于第4给电点21b。另外，该第11以及第12同轴线48a、48b的外部导体通过第2外部 导体连接件53b短路。在这里，将第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的输出端子26b的输 出信号通过第2增幅器29b增幅然后经由第2匹配器31b以及第2LC桥型平衡不平衡转换 装置40b等向第2以及第4给电点20b、21b供给的电力与有关于本发明的第1实施方式的 装置的情况同样称为第2电力。在图9以及图10中，产生第2驻波的装置的结构如下所示。第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的2个输出的一方即输出端子27a 的输出信号，经由第1耦合器28a、第1增幅器29a、同轴线30a、第1匹配器31a、第1同轴 线32a、第ILC桥型平衡不平衡转换装置40a、分别连接于该第ILC桥型平衡不平衡转换装 置40a的2个输出端子的第5以及第6同轴线41a、41b、经由第3电流导入端子42分别连 接于该第5以及第6同轴线41a、41b的第7以及第8同轴线43a、43b、以及该第7以及第8 同轴线43a、43b的芯线43a、43b，分别向第1以及第3给电点20a、21a供给。另外，第8同轴线43b的芯线44b如图10所示，使用绝缘构件51a、连接构件52a 连接于第3给电点。另外，该第7以及第8同轴线43a、43b的外部导体通过第1外部导体 连接件53a短路。在这里，将第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器26a的输出端子27a的输 出信号通过第1增幅器29a增幅然后经由第1匹配器31a以及第ILC桥型平衡不平衡转换 装置40a等向第1以及第3给电点20a、21a供给的电力与有关于本发明的第1实施方式的 装置的情况同样称为第3电力。第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器26a的2个输出的另一方即输出端子 27b的输出信号，经由第2耦合器28b、第2增幅器29b、同轴线30b、第2匹配器31b、第2同 轴线32b、第2LC桥型平衡不平衡转换装置40b、分别连接于该第2LC桥型平衡不平衡转换 装置40b的2个输出端子的第9以及第10同轴线46a、46b、经由第4电流导入端子47分 别连接于该第9以及第10同轴线46a、46b的第11以及第12同轴线48a、48b、以及该第11 以及第12同轴线48a、48b的芯线49a、49b，分别向第2以及第4给电点20b、21b供给。另外，第12同轴线48b的芯线49b如图10所示，使用绝缘构件51b、连接构件52b 连接于第4给电点21b。另外，该第11以及第12同轴线48a、48b的外部导体通过第2外部 导体连接件53b短路。
在这里，将第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的输出端子27b的输 出信号通过第2增幅器29b增幅然后经由第2匹配器31b以及第2LC桥型平衡不平衡转换 装置40b等向第2以及第4给电点20b、21b供给的电力与有关于本发明的第1实施方式的 装置的情况同样称为第4电力。对于上述第1给电点20a与第2给电点20b的间隔以及第3给电点21a与第4给 电点21b的间隔分别设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分之一的整数η 倍即η λ /2所产生的作用进行说明。在上述第1电力经由第1以及第3给电点20a、21a向一对电极2、4供给时，该电 力波作为行波从第1给电点20a侧向第2给电点20b侧传播。然后，在该电力波到达设置 有第2以及第4给电点20b、21b的一对电极的端部时，该端部为阻抗的不连续部分，所以在 该端部产生反射。该反射波从第2给电点20b朝向第1给电点20a的方向传播。如果，上述第1电力的行波不在该设置有第2以及第4给电点20b、21b的一对电 极的端部反射，则该行波在第2LC桥型平衡不平衡转换装置40b以及第2同轴线32b中传 播而到达第2匹配器31b。然后，在该第2匹配器31b反射而返回。此时，剩下在第2给电 点20b与第2匹配器31b之间消耗电力的问题，即在一对电极2、4之间的等离子生成以外 消耗电力的问题。在从上述第1给电点20a侧供给的电力的行波与在第2给电点20b侧的一对电极 的端部反射的反射波重合时，通过干涉现象，产生驻波。此时，上述行波的供给地点与反射 波的产生地点之间的距离被设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分之一的 整数η倍即η λ/2，所以出现产生的驻波的波腹容易在上述行波的供给地点以及反射波的 产生地点产生的现象。同样，出现产生的驻波的波节容易在上述行波的供给地点以及反射 波的产生地点产生的现象。另外，该现象是与在声学领域产生的共鸣现象相似的现象。通过上述第1电力的行波与其反射波的与共鸣现象相似的现象，产生这一对电极 之间以外的消耗减少的作用。即，具有将向该一对电极的电力供给线路上的电力损失抑制 为最小限度的作用。同样，在上述第2电力经由第2以及第4给电点20b、21b向一对电极2、4供给时， 该电力波作为行波从第2给电点20b侧向第1给电点20a侧传播。然后，在该电力波到达 设置有第1以及第3给电点20a、21a的一对电极的端部时，该端部为阻抗的不连续部分，所 以在该端部产生反射。该反射波从第1给电点20a朝向第2给电点20b的方向传播。如果，上述第2电力的行波不在该设置有第1以及第3给电点20a、21a的一对电 极的端部反射，则该行波在第ILC桥型平衡不平衡转换装置40a以及第1同轴线32a中传 播而到达第1匹配器31a。然后，在该第1匹配器31a反射而返回。此时，剩下在第1给电 点20a与第1匹配器31a之间消耗电力的问题，即在一对电极2、4之间的等离子生成以外 消耗电力的问题。在从上述行波与在第1给电点20a侧的一对电极的端部反射的反射波重合时，通 过干涉现象，产生驻波。此时，上述行波的供给地点与反射波的产生地点之间的距离被设定 为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分之一的整数η倍即ηλ/2，所以出现产生 的驻波的波腹容易在上述行波的供给地点以及反射波的产生地点产生的现象。同样，出现 产生的驻波的波节容易在上述行波的供给地点以及反射波的产生地点产生的现象。另外，
39该现象是与在声学领域产生的共鸣现象相似的现象。通过上述第2电力的行波与其反射波的与共鸣现象相似的现象，产生这一对电极 之间以外的消耗减少的作用。即，具有将向该一对电极的电力供给线路上的电力损失抑制 为最小限度的作用。另外，在第3以及第4电力的供给中，也与上述同样，通过第3以及第4电力行波 与其反射波的与共鸣现象相似的现象，分别具有将向该一对电极的电力供给线路上的电力 损失抑制为最小限度的作用。接下来，说明使用具有上述结构的等离子CVD装置制膜集成化串联型薄膜太阳能 电池用i型微晶硅膜的方法。在i型微晶硅膜的制膜时，对于原料气体、压力、应该投入的电力的密度以及基板 温度，采用众所周知的技术，例如专利文献1以及非专利文献1所记载的条件。然而，与具有上述结构的等离子CVD装置有关的特有的诸条件需要以下面所示的 顺序预先确认、调整。然后，进行作为目的的i型微晶硅膜的制膜。(步骤1)在作为目的的i型微晶硅膜的制膜条件中，原料气体、压力、应该投入的 电力的密度以及基板温度采用众所周知的技术，测定该条件下的在一对电极2、4之间传播 的电力的波长λ。基于该测定数据，确认第1以及第2给电点20a、20b之间的距离被设定 为电力的波长λ的二分之一的整数η倍，即ηλ/2。(步骤2)将所述第1以及第2电力向一对电极2、4供给而产生的第1驻波的波腹 的位置的调整所需要的数据的把握，即，把握所述第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射 器25a的2个输出的相位差的设定值与第1驻波的波腹的位置的关系。(步骤3)将所述第3以及第4电力向一对电极2、4供给而产生的第2驻波的波腹 的位置的调整所需要的数据的把握，即，把握所述第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射 器25b的2个输出的相位差的设定值与第2驻波的波腹的位置的关系。(步骤4)产生第1驻波与第2驻波，进行作为目的的i型微晶硅膜的制膜。(步骤1)在图9以及图10中，预先将基板11设置在第2电极4上，使未图示的真空泵10 工作，除去真空容器1内的杂质气体等，然后一边从原料气体供给管8以0. 8 1. OSLM(标 准状态换算下的气体流量L/分)、例如0. 8SLM供给SiH4气体，以5. OSLM供给氢，一边将 压力维持为5. OTorr (665Pa)。基板温度保持为100 350°C的范围，例如220°C。另外，基板11的尺寸与第1电极的尺寸一致，设为长度1.65mX宽度0.3m(厚度 4mm) ο接下来，将所述第1电力与第2电力的频率设为例如100MHz，脉冲宽度Hw = 250 μ 秒，脉冲周期TO = Im秒，电力合计为500 1000W例如500W，进行供给。另外，脉冲宽度 Hw为250μ秒，脉冲周期TO为Im秒，所以占空比为250μ秒/lm秒=0.25。S卩，将第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出的相位差设定 为例如零，脉冲宽度Hw = 250 μ秒，脉冲周期TO = Im秒，将第1电力增幅器29a的输出设 定为250W，将该输出经由第1匹配器31a、第1同轴线32a、第ILC桥型平衡不平衡转换装 置40a、分别连接于该第ILC桥型平衡不平衡转换装置40a的2个输出端子的第5以及第6 同轴线41a、41b、经由第3电流导入端子42分别连接于该第5以及第6同轴线41a、41b的
40第7以及第8同轴线43a、43b、以及该第7以及第8同轴线43a、43b的芯线43a、43b，向第1 以及第3给电点20a、21a供给，并且将第2电力增幅器29b的输出设定为250W，将该输出经 由第2匹配器31b、第2同轴线32b、分别连接于该第2LC桥型平衡不平衡转换装置40b的 2个输出端子的第9以及第10同轴线46a、46b、经由第4电流导入端子47分别连接于该第 9以及第10同轴线46a、46b的第11以及第12同轴线48a、48b、以及该第11以及第12同 轴线48a、48b的芯线49a、49b，向第2以及第4给电点20b、21b之间供给。此时，通过调整第1匹配器31a以及第2匹配器31b，能够使得上述供给电力的反 射波不会返回到各自的匹配器31a、31b的上游侧，即图4所图示的Pr不会返回。一般，即 使在将第1以及第2LC桥型平衡不平衡转换装置40a、40b配置于下游侧的情况下，反射波 Pr也能够抑制为行波Pf的1 3%左右。当在上述的条件下以4 6分钟左右的时间生成等离子时，在基板11上堆积i型 微晶硅膜。在制膜后，从真空容器1将所述基板11取出，评价该i型微晶硅膜的膜厚分布。堆积于基板11的i型微晶硅膜的膜厚分布如后所述，通过作为VHF等离子固有的 现象的驻波的产生，成为正弦状的分布。将第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出的相位差设为参数， 实施例如5 6次这样的制膜实验。然后，在连结第1以及第2给电点20a、20b的方向上，测定驻波的波腹的间隔。即， 测定堆积于基板11的i型微晶硅膜的膜厚最大的位置与相邻的膜厚最大的位置之间的距罔。另外，该间隔意味着使用电力的等离子生成时的波长λ的二分之一的值。通过上述测定结果，对于使用电力的波长缩短率以及上述第1以及第2给电点之 间的距离的设定值=1.65m进行评价。在上述测定结果中，在上述驻波的波腹的间隔与825mm不同时，例如在上述驻波 的波腹的间隔为795mm时，使用电力的等离子生成时的波长λ = 795mmX2 = 1590mm。此 时，可知，使用电力的波长缩短率λ/λ。为λ/λ。= 1590mm/3000mm = 0. 53这里，λ为使用电力的等离子生成时的波长，λ ^为频率IOOMHz的电磁波的真空 中的波长。此时，上述第1以及第2给电点之间的距离的设定值=1.65m与考虑了波长缩 短率的波长λ的二分之一的整数倍的值不一致，所以需要将该设定值1.65m变更为例如 1590mmo或者，能够确认使用电力的波长缩短率λ/λ。为0.53，所以也可以活用该数据，将 频率IOOMHz变更为96MHz。即，如果考虑频率96MHz的电磁波的真空中的波长为3. 125m以及使用电力的波长 缩短率λ/λ ^为0.53，上述等离子生成时的频率96MHz的波长λ为λ = 0.53X3. 125m =1656mm。在步骤1中，如上所述，测定i型微晶硅膜的制膜条件中的使用电力的波长，基于 该数据，确认第1以及第2给电点20a、20b之间的距离为使用电力的等离子生成时的波长 λ的二分之一的整数η倍。另外，确认所测定的使用电力的波长缩短率。在第1以及第2给电点20a、20b之间的距离没有变为使用电力的等离子生成时的波长λ的二分之一的整数η倍的值时，以满足该条件的方式，再设定上述第1以及第2给 电点20a、20b之间的距离。另外，以满足上述条件的方式，变更等离子生成电力的频率。在这里，第1以及第2给电点之间的距离的设定值=1.65m不与考虑了波长缩短 率的波长λ的二分之一的整数倍的值一致，为了满足上述条件，进行频率的变更。S卩，将 IOOMHz 变更为 96MHz。在上述制膜条件下，能够把握波长缩短率λ / Xci为0. 53，所以将频率设为 96MHz (电磁波的真空中的波长为3. 125)，第1以及第2给电点20a、20b之间的距离的设 定值=1.65m与2X λ/2 = 2X 1656mm/2 = 1.656m =考虑了波长缩短率的波长λ的二 分之一的整数倍的值大致一致。另外，上述等离子生成时的频率96MHz的波长λ为λ = 0. 53X3. 125m = 1656mm。第3和第4给电点21a、21b间的距离的设定值=1. 65m也与上述同样。(步骤2)在图9以及图10中，预先将基板11设置在第2电极4之上，使未图示的真空泵10 工作，除去真空容器1内的杂质气体等，然后一边从原料气体供给管8以0. 8 1. OSLM(标 准状态换算下的气体流量L/分)、例如0. 8SLM供给SiH4气体，以5. OSLM供给氢，一边将 压力维持为5. OTorr (665Pa)。基板温度保持为100 350°C的范围，例如220°C。基板11的尺寸设为长度1. 5mX宽度0. 25m(厚度4mm)。另外，设为比第1电极的 尺寸小是基于在电极的端部、由于边缘效果、具有在等离子的强度不具有再现性的情况这 一经验发现。接下来，将所述第1电力与第2电力的频率设为96MHz，脉冲宽度Hw = 250 μ秒， 脉冲周期TO = Im秒，电力合计为500 1000W例如500W，进行供给。另外，脉冲宽度Hw为 250 μ秒，脉冲周期TO为Im秒，所以占空比为250μ秒/lm秒=0.25。即，将第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出的相位差设定 为例如零，脉冲宽度Hw = 250 μ秒，脉冲周期TO = Im秒，将第1电力增幅器29a的输出设 定为250W，将该输出经由第1匹配器31a、第1同轴线32a、第ILC桥型平衡不平衡转换装 置40a、分别连接于该第ILC桥型平衡不平衡转换装置40a的2个输出端子的第5以及第6 同轴线41a、41b、经由第3电流导入端子42分别连接于该第5以及第6同轴线41a、41b的 第7以及第8同轴线43a、43b、以及该第7以及第8同轴线43a、43b的芯线43a、43b，向第1 以及第3给电点20a、21a供给，并且将第2电力增幅器29b的输出设定为250W，将该输出经 由第2匹配器31b、第2同轴线32b、分别连接于该第2LC桥型平衡不平衡转换装置40b的 2个输出端子的第9以及第10同轴线46a、46b、经由第4电流导入端子47分别连接于该第 9以及第10同轴线46a、46b的第11以及第12同轴线48a、48b、以及该第11以及第12同 轴线48a、48b的芯线49a、49b，向第2以及第4给电点20b、21b之间供给。此时，通过调整第1匹配器31a以及第2匹配器31b，能够使得上述供给电力的反 射波不会返回到各自的匹配器31a、31b的上游侧，即图4所图示的Pr不会返回。一般，即 使在将第1以及第2LC桥型平衡不平衡转换装置40a、40b配置于下游侧的情况下，反射波 Pr也能够抑制为行波Pf的1 3%左右。当在上述的条件下以4 6分钟左右的时间生成等离子时，在基板11上堆积i型微晶硅膜。堆积于基板11的i型微晶硅膜的膜厚分布如后所述，通过作为VHF等离子固有 的现象的驻波的产生，成为正弦状的分布。从上述第1以及第3给电点20a、21a脉冲状地供给的第1电力的电压波与从上述 第2以及第4给电点20b、21b脉冲状地供给的第2电力的电压波从同一电源起振，互相在 电极之间传播，即两者从互相相对的方向传播而重合，所以产生干涉现象。在这里，对向第1以及第2电极之间供给的第1以及第2电力的电压波进行说明。图11是关于与本发明的第2实施方式有关的装置的第1以及第3给电点20a、21a 以及一对电极2、4的概念图。在图11中，将第7同轴线43a的芯线44a与其外部导体之间 的电压波Ya表示为Ya (t) = sin (ω t+2 π χ/λ )第8同轴线43b的芯线44b与其外部导体之间的电压波Yb通过平衡不平衡转换 装置40a转换为相位滞后180度的关系，所以表示为Yb (t) = sin (ω t+2 π χ/λ-180° )因此，例如，如果以第2电极4为基准观察第1以及第2电极之间的电压波的时间 变化，如下所述。Y (t) = Ya (t) -Yb (t)= 2sin(cot+2 π χ/λ )S卩，在第1以及第2电极之间，相比于第7以及第8同轴线43a、43b的芯线与其外 部导体之间的电压波Ya以及Yb的电压的振幅值，为其2倍的振幅。在下面，考虑以第2电极4为基准的第1以及第2电极之间的电压波的时间变化， 即Y (t) = Ya (t) -Yb (t)= 2sin(cot+2 π χ/λ )的关系进行说明。在图10中，如果将从第1给电点20a侧到第2给电点20b的方向的距离设为X，将 向X的正方向传播的电压波设为Yll (x，t)，将向X的负方向传播的电压波即从第2给电点 21a侧向第1给电点20a的方向传播的电压波设为Y12(x，t)，则如下所述那样表现。Yl 1 (X，t) = 2V1 · sin (ω t+2 π χ/λ )Υ12 (χ, t) = 2V1 · sin { ω t~2 π (χ—LO)/λ +Δ δ }这里，2V1为电压波的振幅，ω为电压的角频率，λ为电压波的波长，t为时间，LO 为第1以及第2给电点的间隔，Δδ为第1电力的电压波与第2电力的电压波的相位差。 这2个电压波的合成波Yl (x, t)变为下式那样。Yl (x, t) = Yll(x，t)+Y12(x，t) = 4 · Vlcos {2 π (x-LO/2) / λ - Δ δ /2} · sin { ω t+ ( π LO/ λ + Δ δ /2)上述合成波Yl (χ，t)具有下面所示那样的性质。即，在Δ δ = 0时，所生成的等 离子的强度在给电点之间的中央部(x = L0/2)较强，随着从该中央部远离而变弱。在Δ δ >0时，等离子较强的部分向一方的给电点侧移动，在Δ δ <0时，向另一方的给电点侧移动。另外，在这里，将Yll(x，t)与Y12(x，t)这2个电压波的合成波称为第1驻波Yl(x，t)。一对电极之间的电力的强度与电压的合成波Yl(x，t)的振幅值的平方成比例。 即，电力的强度Il (X，t)可表示为11 (X，t) cos2 {2 π (x—LO/2)/λ -Δ δ /2}在图7中通过实线(第1驻波的强度的分布)概念表示该Il (X，t)。然后，在通过上述的条件制膜后，从真空容器1将所述基板11取出，评价该i型微 晶硅膜的膜厚分布。堆积于基板11的i型微晶硅膜的膜厚分布如前所述，通过作为VHF等离子固有的 现象的驻波的产生，成为正弦状的分布。将第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出的相位差设为参数， 反复实施这样的制膜实验。然后，在连结第1以及第2给电点20a、20b的方向上，将从基板11的中央点到正弦 状的膜厚分布的最大厚度的位置的距离与第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a 的2个输出的相位差的关系设为数据而把握。例如，在图8(a)的虚线的位置位于基板11的中央点时，能够把握用于该中央点与 正弦状的膜厚分布的最大厚度的位置一致的相位差为例如Δ 81。在制膜上述正弦状的膜厚分布时，第1以及第2给电点20a、20b之间的距离与第1 以及第2给电点21a、21b之间的距离分别与考虑了波长缩短率的波长λ的二分之一的整 数倍的值一致，以及该位置为一对电极的端部，所以出现容易产生以一对电极的两端部为 波腹或者波节的驻波的共鸣现象。在该共鸣现象中，如上所述，意味着，除了容易稳定生成的等离子，而且具有供给 电力由等离子生成所有效消耗的作用。(步骤3)在图9以及图10中，预先将基板11设置在第2电极4上，使未图示的真空泵10 工作，除去真空容器1内的杂质气体等，然后一边从原料气体供给管8以0. 8 1. OSLM(标 准状态换算下的气体流量L/分)、例如0. 8SLM供给SiH4气体，以5. OSLM供给氢，一边将 压力维持为5. OTorr (665Pa)。基板温度保持为100 350°C的范围，例如220°C。基板11的尺寸设为长度1. 5mX宽度0. 25m(厚度4mm)。另外，设为比第1电极的 尺寸小是基于在电极的端部、由于边缘效果、具有在等离子的强度不具有再现性的情况这 一经验发现。接下来，将所述第3电力与第4电力的频率设为96MHz，脉冲宽度Hw = 250 μ秒， 脉冲周期TO = Im秒，电力合计为500 1000W例如500W，进行供给。S卩，将第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的2个输出的相位差设定 为例如零，脉冲宽度Hw = 250 μ秒，脉冲周期TO = Im秒，将第1电力增幅器29a的输出设 定为250W，将该输出经由第1匹配器31a、第1同轴线32a、第ILC桥型平衡不平衡转换装 置40a、分别连接于该第ILC桥型平衡不平衡转换装置40a的2个输出端子的第5以及第6 同轴线41a、41b、经由第3电流导入端子42分别连接于该第5以及第6同轴线41a、41b的 第7以及第8同轴线43a、43b、以及该第7以及第8同轴线43a、43b的芯线43a、43b，向第 1以及第3给电点20a、21a供给，并且将第2电力增幅器29b的输出设定为250W，将该输出经由第2匹配器31b、第2同轴线32b、分别连接于第2LC桥型平衡不平衡转换装置40b的 2个输出端子的第9以及第10同轴线46a、46b、经由第4电流导入端子47分别连接于该第 9以及第10同轴线46a、46b的第11以及第12同轴线48a、48b、以及该第11以及第12同 轴线48a、48b的芯线49a、49b，向第2以及第4给电点20b、21b之间供给。此时，通过调整第1匹配器31a以及第2匹配器31b，能够使得上述供给电力的反 射波不会返回到各自的匹配器31a、31b的上游侧，即图4所图示的Pr不会返回。一般，即 使在将第1以及第2LC桥型平衡不平衡转换装置40a、40b配置于下游侧的情况下，反射波 Pr也能够抑制为行波Pf的1 3%左右。当在上述的条件下以4 6分钟左右的时间生成等离子时，在基板11上堆积i型 微晶硅膜。堆积于基板11的i型微晶硅膜的膜厚分布如后所述，通过作为VHF等离子固有 的现象的驻波的产生，成为正弦状的分布。从上述第1以及第3给电点20a、21a脉冲状地供给的第3电力的电压波与从上述 第2以及第4给电点20b、21b脉冲状地供给的第4电力的电压波从同一电源起振，互相在 电极之间传播，即两者从互相相对的方向传播而重合，所以产生干涉现象。在图10中，如果将从第1给电点20a侧到第2给电点20b的方向的距离设为X，将 向X的正方向传播的电压波设为Yll (X，t)，将向X的负方向传播的电压波即从第2给电点 21a侧向第1给电点20a的方向传播的电压波设为Y12(x，t)，则如下所述那样表现。Y21 (X，t) = 2V1 · sin (ω t+2 π χ/λ )Υ22 (χ, t) = 2V1 · sin { ω t~2 π (χ—LO)/λ +Δ δ }这里，2V1为电压波的振幅，ω为电压的角频率，λ为电压波的波长，t为时间，LO 为第1以及第2给电点的间隔，Δδ为第3电力的电压波与第4电力的电压波的相位差。 这2个电压波的合成波Y2(x，t)变为下式那样。Y2(x，t) = Y21(x，t)+Y22(x，t) = 4 · Vlcos {2 π (x-LO/2) / λ - Δ δ /2} · sin { ω t+ ( π LO/ λ + Δ δ /2)上述合成波Υ2(χ，t)具有下面所示那样的性质。即，在Δ δ = 0时，所生成的等 离子的强度在给电点之间的中央部(x = L0/2)较强，随着从该中央部远离而变弱。在Δ δ >0时，等离子较强的部分向一方的给电点侧移动，在Δ δ <0时，向另一方的给电点侧移动。另外，在这里，将Y21(x，t)与Y22(x，t)这2个电压波的合成波称为第2驻波Y2(x， t)。—对电极之间的电力的强度与电压的合成波Y2(x，t)的振幅值的平方成比例。 即，电力的强度12 (x，t)可表示为12 (X，t) cos2 {2 π (x-LO/2)/λ -Δ δ /2}在图7中通过实线(第2驻波的强度的分布)概念表示该12 (X，t)。然后，在通过上述的条件制膜后，从真空容器1将所述基板11取出，评价该i型微 晶硅膜的膜厚分布。堆积于基板11的i型微晶硅膜的膜厚分布如前所述，通过作为VHF等离子固有的 现象的驻波的产生，成为正弦状的分布。将第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的2个输出的相位差设为参数，
45反复实施这样的制膜实验。然后，在连结第1以及第2给电点20a、20b的方向上，将从基板11的中央点到正弦 状的膜厚分布的最大厚度的位置的距离与第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b 的2个输出的相位差的关系作为数据而把握。例如，在图8(b)的虚线的位置位于基板11的中央点时，能够把握用于设定从中央 点向第2给电点20a的方向偏离波长λ的四分之一即λ/4的位置的相位差为例如Δ δ 2。 另外，根据步骤1中的测定的结果，λ/4 = 414mm。在制膜上述正弦状的膜厚分布时，第1以及第2给电点20a、20b之间的距离与第1 以及第2给电点21a、21b之间的距离分别与考虑了波长缩短率的波长λ的二分之一的整 数倍的值一致，以及该位置为一对电极的端部，所以出现容易产生以一对电极的两端部为 波腹或者波节的驻波的共鸣现象。在该共鸣现象中，如上所述，意味着，除了容易稳定生成的等离子，而且具有供给 电力由等离子生成所有效消耗的作用。(步骤4)接受所述步骤1 3的结果，进入作为目的的i型微晶硅膜的制膜的步骤。首先， 在图9以及图10中，预先将基板11设置在第2电极4上，使未图示的真空泵10工作，除去 真空容器1内的杂质气体等，然后一边从原料气体供给管8以0. 8 1. OSLM(标准状态换 算下的气体流量L/分)、例如0. 8SLM供给SiH4气体，以5. OSLM供给氧，一边将压力维持 为5. OTorr (665Pa)。基板温度保持为100 350°C的范围，例如220°C。基板11的尺寸设为长度1. 5mX宽度0. 25m(厚度4mm)。接下来，将所述第1脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25a的2个输出即频 率96MHz的正弦波的相位差设定为通过在步骤2中得到的数据把握的Δ δ 1，将把该脉冲调 制表示于图5以及图6的第1电力Yll(t)以及第2电力Y12(t)中的脉冲宽度Hw以及周 期TO设定为例如Hw = 250 μ秒以及脉冲周期TO = Im秒，将第1以及第2电力分别设为 250W，向第1以及第3给电点20a、21a供给第1电力Yll (t)，向第2以及第4给电点20b、 21b供给第2电力Y12(t)。而且，将第2脉冲调制方式相位可变2输出的发射器25b的2个输出即频率96MHz 的正弦波的相位差设定为通过在步骤3中得到的数据把握的△ δ 2，并且将把该脉冲调制 表示于图5以及图6的第3电力Y21(t)以及第4电力Y22(t)中的脉冲宽度Hw以及周期 TO设定为例如Hw = 250 μ秒以及脉冲周期TO = Im秒，并且在比所述Yll (t)以及Y12 (t) 的脉冲调制的脉冲上升时间滞后半周期即T0/2的时刻上升，将第3以及第4电力分别设为 250W，将第3电力Y21(t)向第1以及第3给电点20a、21a供给，将第4电力Y22(t)向第2 以及第4给电点20b、21b供给。在这里，将上述Hw、TO以及脉冲调制的脉冲上升时间从上述的数值变更而制膜， 能够比较几个制膜数据。如果在一对电极2、4之间供给4个电力，则如上所述，Yll (x，t)与Y12(x，t)干涉 而形成第1驻波Yl (X，t)，Y21 (x, t)与Y22 (x, t)干涉而形成第2驻波Y2 (x, t)。但是，Yll(x，t)与Y21(x，t)以及Y22(x，t)在时间上分离，所以不干涉。另外，同 样，Y12 (X，t)与 Y21 (X，t)以及 Y22 (x, t)不干涉。
因此，如果以比上述脉冲调制的周期TO大幅度地长的数秒以上的一般的制模时 间考虑，在一对电极2、4之间生成的电力的强度的分布变为第1驻波Yl (X，t)的强度的分 布Il (X，t)与第2驻波Y2(x，t)的强度的分布12 (X，t)重合的形态。将该样子概念性表 示于图7。在这里，如果将基板的中央点设为χ轴的原点，将从第1给电点20a侧到第2给电 点20b的方向设为正的方向，将比例常数设为B，则第1驻波Yl (X，t)的强度的分布Il(x， t)为11 (X，t) = Bcos2 {2 π χ/ λ }第2驻波W2 (χ, t)的强度的分布12 (x, t)为12 (X，t) = Bsin2 {2 π χ/ λ }在一对电极2、4之间生成的电力的强度的分布I (x，t)为I (X，t)= Bcos2 {2 π χ/ λ } +Bsin2 {2 π χ/ λ }= B该结果表示在这一对电极2、4之间生成的电力的强度的分布I (χ，t)不依存于χ 即电力的传播方向的位置，为一定的值，均勻。另外，表示不依存于频率，均勻。该情况可以说上述等离子的生成方法是不受驻波的影响的方法，即为不受驻波影 响的等离子生成方法。在SiH4气体被等离子化时，存在于该等离子中的SiH3、SiH2、SiH、H等原子团通 过扩散现象而扩散，通过吸附于基板11的表面而堆积i型微晶硅膜，但一对电极2、4之间 的电力的分布如上所述，在时间上平均而均勻，所以该堆积膜变得均勻。这表示通过本发明的装置以及方法，即使在以超过波长λ的二分之一的尺寸的 基板为对象时，也能够形成均勻的膜厚分布。即，意味着，即使在以在以往的VHF等离子表 面处理装置以及方法中视为不可能的超过波长λ的二分之一的尺寸的基板为对象时，本 发明也能实现形成均勻的膜厚分布。另外，第1以及第2给电点20a、20b之间的距离与第3以及第4给电点21a、21b 之间的距离分别与考虑了波长缩短率的波长λ的二分之一的整数倍的值一致，以及该位 置为一对电极的端部，所以具有容易产生以一对电极的两端部为波腹或者波节的驻波的特 征。即，这意味着除了容易稳定生成的等离子，而且供给电力由等离子生成所有效消
^^ ο因此，上述情况在VHF等离子CVD装置的应用领域是划时代的发现，其使用价值十 分显著。在上述步骤4中制膜的i型微晶硅膜的制膜速度在供给电力密度为2.02KW/ m2(lKff/0. 495m2)时，为 2· 5 3. Onm/s 左右。另外，在供给电力密度为3. 23Kff/m2(l. 6KW/0. 495m2)时，为3 3. 5nm/s左右。与上述制膜速度2. 5 3. Onm/s相对的供给电力密度2. 02Kff/m2 (1KW/0. 495m2)以 及与上述制膜速度3 3. 5nm/s相对的供给电力密度3. 23Kff/m2 (1. 6KW/0. 495m2)分别为比 以往技术中的供给电力密度小的数值。
这意味着通过上述的共鸣现象的作用，实现了向一对电极供给电力时抑制了电力 损失的电力供给。在本发明的第2实施方式中，第1电极尺寸为1.65mX0.3m(厚度20mm)，第2电 极尺寸为1. 65mX0. 4m(厚度150mm)，所以基板尺寸被制约为上述1. 5mX0. 25mX厚度4mm 的程度，但如果将第1电极2的个数增加，将第2电极尺寸增大，并且设置与第1电极2的 个数相同台数的电力供给装置(图9所示的电力供给系统)，则基板尺寸的宽度当然能够扩 大。另外，在集成化串联型薄膜太阳能电池的制造中，作为膜厚分布如果为士 10%以 内，性能上没有问题。根据上述实施例，即使使用96MHz的电源频率，也能够实现在以往的 技术中不可能的这一对电极2、4之间的电力的强度的分布I(x，t)的均勻化。即，作为膜厚 分布能够实现为士 10%以内。而且，所供给的电力不向一对电极之间以外泄漏，在这一对电极之间的等离子生 成所消耗，所以电力损失与以往技术相比显著较小。这意味着，与薄膜硅太阳能电池、薄膜晶体管以及感光鼓等制造领域的生产性提 高以及低成本化相关的工业价值显著较大。
权利要求
一种高频等离子CVD装置，该高频等离子CVD装置利用等离子在配置于真空容器的基板的表面上形成薄膜，其特征在于具有高频电力供给单元，在所述高频电力供给单元中，被配置于电极的端部的第1给电点与被配置于处于电力波的传播上与该第1给电点为相对点关系的位置的第2给电点的间隔被设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分之一的整数n倍，即nλ/2，并且在时间上交替产生波腹的位置与该第1以及第2给电点的位置一致的第1驻波和波节的位置与该第1以及第2给电点的位置一致的第2驻波。
2.一种高频等离子CVD装置，该高频等离子CVD装置利用等离子在配置于真空容器的 基板的表面上形成薄膜，其特征在于具有高频电力供给单元，并且具有将非平衡电力传送 通路转换成平衡电力传送通路的平衡非平衡转换装置，在所述高频电力供给单元中，被配 置于电极的端部的第1给电点与被配置于处于电力波的传播上与该第1给电点为相对点的 关系的位置的第2给电点的间隔被设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分 之一的整数η倍，即ηλ/2，并且在时间上交替产生波腹的位置与该第1以及第2给电点的 位置一致的第1驻波和波节的位置与该第1以及第2给电点的位置一致的第2驻波。
3.一种高频等离子CVD装置，其特征在于，包括真空容器，其在内部设置有基板，具备 排气系统；原料气体供给系统，其向该真空容器内供给原料气体；一对电极，其包括生成等 离子的非接地电极以及接地电极；2输出的高频电源，其能够在这一对电极之间在时间上 交替产生2个驻波，并且将这2个驻波的一方的波腹的位置与另一方的波腹的位置的间隔 设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的四分之一即λ/4;第1以及第2匹配器， 其对该2输出的高频电源的各自的输出侧的阻抗进行匹配；第1以及第2同轴线，其将该第 1以及第2匹配器的输出分别向电极传送；和第1以及第2给电点，其被分别连接于该第1 以及第2同轴线，并且被设定于该非接地电极的端部的处于互相相对的关系的位置；并且， 所述第1以及第2给电点之间的距离被设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的 二分之一的整数η倍即η λ/2。
4.一种高频等离子CVD装置，其特征在于，包括 真空容器，其在内部设置有基板，具备排气系统； 原料气体供给系统，其向该真空容器内供给原料气体；一对电极，其包括生成等离子的非接地电极以及接地电极；第1高频发射器，其能够进行任意的脉冲调制，并且为2输出，并且能够任意地设定该 2输出的电压的相位差；第2高频发射器，其发送发送的时间带与从该第1高频发射器输出的脉冲调制后的正 弦波不同的脉冲调制后的正弦波，并且为2输出，并且能够任意地设定该2输出的电压的相 位差；第1信号耦合器，其将该第1高频发射器的2个输出的一方的信号与该第2高频发射 器的2个输出的一方的信号耦合；第2信号耦合器，其将该第1高频发射器的2个输出的另一方的信号与该第2高频发 射器的2个输出的另一方的信号耦合；第1电力增幅器，其将该第1信号耦合器的输出增幅；第2电力增幅器，其将该第2信 号耦合器的输出增幅；第1匹配器，其能够对该第1电力增幅器的输出侧的阻抗进行匹配，将所供给的该第1电力增幅器的输出向该一对电极送电；第2匹配器，其能够对该第2电力增幅器的输出侧的阻抗进行匹配，将所供给的该第2 电力增幅器的输出向该一对电极送电；第1同轴线，其将该第1匹配器的输出端子与该一对电极连接； 第2同轴线，其将该第2匹配器的输出端子与该一对电极连接； 第1给电点，其位于该非接地电极的端部并且连接有所述第1同轴线的芯线，从该第1 同轴线被供给电力；和第2给电点，其位于与该第1给电点相对的非接地电极的端部并且连接有所述第2同 轴线的芯线，从该第2同轴线该供给电力；具有所述第1以及第2给电点之间的距离被设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波 长λ的二分之一的整数η倍即η λ/2的结构。
5.一种高频等离子CVD装置，其特征在于，包括 真空容器，其在内部设置有基板，具备排气系统； 原料气体供给系统，其向该真空容器内供给原料气体；一对电极，其包括生成等离子的非接地电极以及接地电极；2输出的高频电源，其能够在这一对电极之间在时间上交替产生2个驻波，并且将这2 个驻波的一方的波腹的位置与另一方的波腹的位置的间隔设定为考虑了波长缩短率的使 用电力的波长λ的四分之一即λ/4;第1以及第2匹配器，其对该2输出的高频电源的各自的输出侧的阻抗进行匹配； 第1以及第2平衡不平衡转换装置，其分别连接于该第1以及第2匹配器，并且将电力 传送电路从不平衡传送方式转换成平衡传送方式；第1以及第2平衡传送线路，其将该第1以及第2平衡不平衡转换装置的输出分别向 电极传送；和第1以及第2给电点，其被分别连接于该第1以及第2平衡传送线路，并且被设定于该 非接地电极的端部的处于互相相对的关系的位置；具有所述第1以及第2给电点之间的距离被设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波 长λ的二分之一的整数η倍即η λ/2的结构。
6.一种高频等离子CVD装置，其特征在于，包括 真空容器，其在内部设置有基板，具备排气系统； 原料气体供给系统，其向该真空容器内供给原料气体；一对电极，其包括生成等离子的非接地电极以及接地电极；第1高频发射器，其能够进行任意的脉冲调制，并且为2输出，并且能够任意地设定该 2输出的电压的相位差；第2高频发射器，其发送发送的时间带与从该第1高频发射器输出的脉冲调制后的正 弦波不同的脉冲调制后的正弦波，并且为2输出，并且能够任意地设定该2输出的电压的相 位差；第1信号耦合器，其将该第1高频发射器的2个输出的一方的信号与该第2高频发射 器的2个输出的一方的信号耦合；第2信号耦合器，其将该第1高频发射器的2个输出的另一方的信号与该第2高频发射器的2个输出的另一方的信号耦合；第1电力增幅器，其将该第1信号耦合器的输出增幅； 第2电力增幅器，其将该第2信号耦合器的输出增幅；第1匹配器，其能够对该第1电力增幅器的输出侧的阻抗进行匹配，将所供给的该第1 电力增幅器的输出向该一对电极送电；第2匹配器，其能够对该第2电力增幅器的输出侧的阻抗进行匹配，将所供给的该第2 电力增幅器的输出向该一对电极送电；第1平衡不平衡转换装置，其将该第1匹配器的输出向该一对电极传送并且将电力传 送电路从不平衡传送方式转换成平衡传送方式；第1同轴线，其将该第1匹配器的输出端子与该第1平衡不平衡转换装置连接； 第2平衡不平衡转换装置，其将该第2匹配器的输出向该一对电极传送并且将电力传 送电路从不平衡传送方式转换成平衡传送方式；第2同轴线，其将该第2匹配器的输出端子与该第2平衡不平衡转换装置连接； 第1平衡传送线路，其将该第1平衡不平衡转换装置的输出向该一对电极供给，即其具 有下述结构，2根长度大致相等的同轴线的外部导体彼此至少在各自的两端部短路，并且将 这2根同轴线的一方的端部的各自的芯线设为输入部，将另一方的端部的各自的芯线设为 输出部；第2平衡传送线路，其将该第2平衡不平衡转换装置的输出向该一对电极供给，即其具 有下述结构，2根长度大致相等的同轴线的外部导体彼此至少在各自的两端部短路，并且将 这2根同轴线的一方的端部的各自的芯线设为输入部，将另一方的端部的各自的芯线设为 输出部；第1给电点，其位于该非接地电极的端部并且连接有该第1平衡传送线路的输出部的 2根芯线的一方，从该第1平衡传送线路供给电力；第3给电点，其位于该接地电极的端部，并且位于最接近第1给电点的位置，并且连接 有该第1平衡传送线路的输出部的2根芯线的另一方，从该第1平衡传送线路供给电力；第2给电点，其位于与该第1给电点相对的非接地电极的端部并且连接有所述第2平 衡传送线路的输出部的2根芯线的一方，从该第2平衡传送线路供给电力；和第4给电点，其位于与该第3给电点相对的接地电极的端部，并且连接有所述第2平衡 传送线路的输出部的2根芯线的另一方，从该第2平衡传送线路供给电力；具有所述第1以及第2给电点之间的距离被设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波 长λ的二分之一的整数η倍即η λ/2的结构。
7.一种等离子CVD的半导体薄膜制造方法，该方法为使用电源频率为VHF区域(30 300MHz)的高频等离子CVD装置的薄膜硅系太阳能电池用的半导体薄膜制造方法，其特征 在于作为所述高频等离子CVD装置，使用权利要求1至6的任意一项所述的高频等离子 CVD装置，制造薄膜硅系太阳能电池用的半导体薄膜。
8.一种高频等离子CVD方法，该方法为利用电源的频率为VHF区域(30 300MHz)的 等离子在配置于真空容器的基板的表面上形成薄膜的高频等离子CVD方法，其特征在于 在非接地电极的一方的端部配置第1给电点，在该非接地电极的另一方的端部并且处于电 力波的传播上与该第1给电点为相对点的关系的位置配置第2给电点，并且将该第1以及第2给电点之间的距离设定为考虑了波长缩短率的使用电力的波长λ的二分之一的整数 η倍，即η λ/2，并且在时间上交替产生波腹的位置与该第1以及第2给电点的位置一致的 第1驻波和波节的位置与该第1以及第2给电点的位置一致的第2驻波。
9. 一种高频等离子CVD方法，该方法为利用电源的频率为VHF区域(30 300MHz)的 等离子在配置于真空容器的基板的表面上形成薄膜的高频等离子CVD方法，其特征在于， 包括第1步骤，其中，将配置于非接地电极的端部的第1给电点与配置于处于电力波的传 播上与该第1给电点为相对点的关系的位置的第2给电点的间隔设定为考虑了波长缩短率 的使用电力的波长λ的二分之一的整数η倍，即ηλ/2;第2步骤，其中，把握波腹的位置 与该第1以及第2给电点的各自的位置一致的第1驻波的产生条件；第3步骤，其中，把握 波节的位置与该第1以及第2给电点的各自的位置一致的第2驻波的产生条件；和第4步 骤，在互不相同的时间带交替产生在该第2以及第3步骤中分别把握的该第1以及第2驻 波，由此在上述基板上形成作为目的的薄膜。
全文摘要
与构成串联型薄膜硅太阳能电池的制造用的VHF等离子CVD装置的等离子产生源有关，其目的在于提供能够抑制驻波的影响以及在一对电极之间以外产生的有害等离子的产生、并且抑制供给电力的在这一对电极之间以外的消耗的大面积·均匀的VHF等离子CVD装置以及方法。该等离子CVD装置以及方法，其特征在于具有下述结构，将配置于电极上的互相相对的位置的第1以及第2给电点之间的距离设定为使用电力的波长的二分之一的整数倍，通过供给从2台能够脉冲调制的相位可变2输出的高频电源输出的在时间上分离的脉冲电力，在时间上交替产生波腹的位置与该第1以及第2给电点的位置一致的第1驻波和波节的位置与该第1以及第2给电点的位置一致的第2驻波。
文档编号C23C16/505GK101897005SQ20088012073
公开日2010年11月24日 申请日期2008年9月8日 优先权日2007年10月17日
发明者村田正义 申请人:村田正义