本发明专利技术目的在于提供一种可以在低流量的氢气气体下形成微晶硅的ＰＣＶＤ法，提供更廉价的微晶硅太阳电池。在通过ＰＣＶＤ法形成微晶硅的方法中，其特征在于在真空室内，将两端部分别与高频率电源和地面连接的多个天线排列在一个平面内，构成天线阵列构造，对该天线阵列构造相对地配置基板，该基板的温度为１５０～２５０℃，导入包含氢气气体和硅烷气体的混合气体，对所述多个天线提供高频电力产生等离子体，将氢气气体／硅烷气体流量比调节在１－１０的范围，在所述基板上形成源自结晶硅的５２０ｃｍ↑［－１］附近的拉曼散射强度Ｉｃ和源自非晶硅的４８０ｃｍ↑［－１］附近的拉曼散射强度Ｉａ之比Ｉｃ／Ｉａ为２～６的微晶硅膜。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微晶鹏形成方法以及太阳电池，特另U涉及斷氐了原料气 体中的氢气气体流量的微晶自形成方法。
技术介绍
以往，在大面积的太阳电池中，主要l顿iM等离子体CVD法制作 的非晶硅(a-SD膜，但是为了从红外区域至嘴外区域效率良好地吸收太阳光谱 并且提高发电效率，关注a-Si膜和微晶硅(uc-Si)膜层叠的串联构造的太阳电 池，并且一部分实用化。该微晶鄉莫，主要j顿平行平板型(容量耦合型)等离子体CVD装 置，在不同于a-Si膜的成膜^^牛下制作。 一般地，与a-SU莫相比，在大氢气体 流量(氢气气，烷气^^量比)下，提供駄的高频电力制作。即，为了生 成大量的结晶化所必需的氢气自由基，相比于硅流过大量的氢气气体(20倍以 上)，提供较大的电力以分解该氢气气体。另外，基板纟鹏通常适用于300~400 °C，例如如串联构造般在底层形成a-Si膜的瞎况下，有必要抑制在200 250°C 以下。另外，基板驗低时，结晶化时必需更大流量的氢气气体。从该等离子体CVD體中能够放出硅烷气体和氢气气体中的未反应 气体以及反应生成气体等有毒、危险性气体，为了确保安全，用不燃性的氮气 等稀释排气气体，使氢气气体浓度在爆炸临界浓度以下，然后通过除害装置处 理硅烷气体等，释放到大气中。专利文献l:特开2003-158276专利文献2:特开2004-143592非专利文献l: Solar Energy Materials & Solar Cells, 62， 97-108 (2000) 非专利文献2:电子技术综合研究所报告第864号，46-57页。
技术实现思路
如上所述，氢气气体的稀释用不燃性气体，通常〗顿比M价的氮气 气体，但是在微晶硅的情况下，〗細大量的氢气气体，而且其几乎全部被未反应地排出，所以氮气气体的成本成为问题。艮P，例如作为大型 微晶硅形成用原料气体，硅烷气体流量为1L (公升)/min盼清况下， 一般地必需20L/min 以上的氢气气体流量。因为使用大量的氢气，不只氢气气体所需要的成本增大， 排气用的泵也大型化、并且微晶硅太阳电池的成本提高。除此之外，为了将排 气气体中的20L/min的氢气气体稀释到爆炸临界浓度(4%)以下，500L/min这 样大量的氮气气体是必须的，构成微晶硅太阳电池成本提高的一个因素。而且，非晶硅膜和微晶^l莫的串联构造的太阳电池的情况下，微晶硅 成膜时也有必要将對及温度降低抑制到与非晶硅膜相同的程度，所以氢气气体 流量进一步增加，进一步提高了太阳电池的成本。这种状况中，为了斷氏氢气气佩量，本专利技术者对不限于现有平行平 板型等离子体CVD法的各种形成方法及其形成^f牛进行了研讨。在该过程中，发现ffi)i配置多个一端与高频电源连接、另一端接地而构成的天线以覆盖基板整体来产生等离子体的方法适于微晶硅的形成，与现有方法相比即使降低抑制 了氢气气^^量，也能形成适用于太阳电池的微晶硅。基于这样的发现，为了稳定地制作适于太阳电池的微晶硅膜，进一步 进行了研究，直到本专利技术的完成。即，本专利技术的目的在于提供一种可以在相比 于现有技术的低流量氢气气体下，或者更低的基板温度下形成微晶硅的等离子 体CVD法，目的在于进一步提供更廉价的微晶硅太阳电池。本专利技术的微晶硅膜形成方法通过等离子体CVD法形成微晶硅，其特 征在于在真空室内，将两端部分别与高频率电源和地面连接的多U线排列在 一个平面内，配置成天线阵列构造，对该天线阵列构造相对±也配置基板，该基 板的纟鹏为150~250°C，导入包含氢气气体和^K气体的混合气体，对所述多个 天线提供高频电力产生等离子体，将氢气气#/^气体流量比调节在1-10的范 围，在所述SI反上形成了源自微晶硅的520cm—1附近的拉曼TO强度Ic禾口源自 非晶硅的的480cm—1 Pf逝的拉曼f^强度Ia之比Ma为24的微晶硅膜。本专利技术的微晶鹏是520cm"的拉曼TO强度Ic (峰强度)和480cm—1 的拉曼Mt强度Ia (峰 贩)之比Ic/Ia为24的微晶硅，Mil组合该微晶硅和 非晶硅，虽然层薄，但可以有效利用太阳光，可以构成发电效率优异的太阳电 池。另外，4雌将氢气气術氮气气体流量比调节到1 7的范围形成微晶硅膜。在本专利技术中，^i^f述天线为在中央折回的形状，控制邻接的天线之间高频电力的相位差，通皿种构成，例如与使用棒状天线的情况相比，可以M:更大面积的基板形成均一膜厚的微晶硅薄膜。在本专利技术中，所述天线阵歹鹏成3列以上， 3个以上的区域同时 放电。这种情况，构成为天线阵列之间配置2个基板，不仅能够提高生产性， 而且相比于天线阵列为1 2个且放电区为1~2个的情况，更育,抑制氢气气体 流量。而且，本专利技术的微晶i^M形成方法通过感应耦合型等离子体CVD法 形成微晶硅，其特征在于在真空室内配置S^及，该基板的温度为150 25(TC，导 入包含氢气气体和硅烷气体的混合气体，提供高频电力产生等离子体，将氢气 气#/^^气#^荒量比调节在1-10的范围，在所述繊上形成Ic/Ia为2~6的微 晶硅膜。而且，忧j^l每氢气气做氮气气体流量比调节为1 7形成微晶硅膜。附图说明图1是适用于本专利技术的微晶硅的形成方法的等离子体CVD装置的示意横截 面图。图2是从横向方向观察到的图1中等离子体CVD装置的示意横截面图。 图3是示出微晶硅的结晶化度Ma和氢气气^^烷气体流量比的关系的曲 线图。图4是示出微晶硅的电导率和氢气气彬硅烷气術荒量比的关系的曲线图。1真空室2气体导入口 3排气口4原料气体供给源 5高频电源 7机械增压泵 8稀,体供给源 9回转泵 10除害装置 11天线 12供电部 13對及 14對及支架 15托板 16同轴电缆 具体实施例方式下面，说明使用图1和2中示出的等离子体CVD装置的本专利技术微晶 硅形成方法。图1是从垂直于基板的传送方向的方向观察到的示意横截面图， 图2从传送方向观察至啲示意横截面。如图1所示，等离子体CVD装置由具有气体导入口 2和排气口 3的 真空室1、在其内部折曲成U字形状的天线11配置在一个平面内的天线阵列、 会^线11供给高频电力的高频电源5、与气体导入口 2连接的原料气体的供给 源4、与排气口 3连接的排气體7、 9以及排气气体排出體10构成。各个天 线11的一端供电部12 M同轴电缆16与高频电源5连接，另一端与真空室1 的壁连接并且接地，间隔开预定间隔的多个各电线11配置成覆盖 13整体。 而且，如图2所示，多个天线阵列以间隔开预定间隔地配置。S^及13与天线阵 列相面对并且配置在M天线阵列的两侧，在真空室壁面上配置基板加热用的 加热器(未示出)。原料气体供给源由硅烷气体以及氢气气体的钢瓶和质量流量控制器 等构成，调节为预定流量、流量的气体从气体导入口导入到真空室内。而且， 除了图1中示出的原料气体导入方法，还可以是例如使用形成了多个气体喷出口的中空构造的天线，原料气体从天线的接地部分导入到天线内部，从喷出口 释放到真空室内这样的构成。在图1的例子中，排气装置由机械增压泵7和回转泵9构成，回转泵9的 排出口与除害装置10连接。而且，稀释用的氮气气体供给源8与回转泵9和除 害装置10之间的配管j^接。通常的a-Si/ p c-Si串联M本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微晶硅膜形成方法，通过等离子体ＣＶＤ法形成微晶硅，其特征在于，在真空室内，配置感应耦合型天线，该基板的温度为１５０～２５０℃，导入包含氢气气体和硅烷气体的混合气体，对所述多个天线提供高频电力产生等离子体，氢气气体／硅烷气体流量比调节在１～１０的范围，在所述基板上形成源自微晶硅的５２０ｃｍ↑［－１］附近的拉曼散射强度Ｉｃ和源自非晶硅的的４８０ｃｍ↑［－１］附近的拉曼散射强度Ｉａ之比Ｉｃ／Ｉａ为２～６的微晶硅。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：上田仁，高木朋子，伊藤宪和，
申请(专利权)人：株式会社IHI，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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