Dispositivo para CVD por plasma.

Aparato de CVD por plasma, que comprende;

una primera (30) y una segunda cámara (40) de vacío conectadas a través de una válvula (63) decompuerta,

estando equipada cada cámara (30, 40) de vacío con una abertura (31, 31', 41) de suministrode gas y una abertura (32) de escape,

una disposición de electrodos en la que una pluralidad de electrodos (33, 33', 33", 43) acoplados de manerainductiva con una parte (34, 34') de alimentación de potencia y una parte (35) puesta a tierra estándispuestos en paralelo entre sí formando un plano, estando dispuestas dichas disposiciones de electrodosen N capas (donde N es el número natural 2 o superior) en dicha primera cámara (20) de vacío (o dichasegunda cámara (40)) y en (N-1) capas en dicha segunda cámara (40) de vacío (o dicha primera cámara(30)), y

al menos dos soportes (3) de sustrato, soportando cada uno un sustrato (1) en una parte de circunferenciade modo que ambas superficies del sustrato están expuestas.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato de CVD por plasma y, más particularmente, al aparato de CVD por plasma para formar películas delgadas de grosor uniforme excelente sobre ambas superficies de un sustrato.

Antecedentes de la invención Una célula solar consiste generalmente en una unión p-n o unión p-i-n con silicio (Si) o semiconductores compuestos formados sobre un sustrato para convertir la luz solar incidente sobre su superficie delantera en electricidad. Para aumentar la generación de potencia eléctrica, se propone una célula solar que utiliza luz solar incidente sobre la superficie trasera así como la superficie delantera. Una célula solar de este tipo tiene, por ejemplo, la configuración mostrada en la figura 7, y se fabrica depositando una película 102 de Si amorfo de tipo p (a-Si de tipo p) y una película 103 de Si amorfo de tipo n (a-Si de tipo n) en las superficies respectivas de silicio 101 cristalino de tipo i usando un método de CVD por plasma, y formando a continuación un electrodo 104 transparente usando un método de bombardeo catódico y electrodos 105 de toma de corriente usando un método de serigrafía sobre ambas superficies.

Por ejemplo, se ha usado un aparato de CVD por plasma de tipo de placa paralela mostrado en la figura 8 (b) principalmente para la deposición de la película de a-Si. Este aparato está compuesto por una cámara 110 de bloqueo de carga, una cámara 120 de calentamiento, una cámara 130 de CVD por plasma (PCVD) para depositar la película de a-Si, y una cámara 140 de enfriamiento. Las cámaras adyacentes están conectadas a través de una válvula 106 de compuerta. Los sustratos 101 de silicio de tipo i se montan en un soporte 107 de sustrato, que actúa como placa de apoyo, tal como se muestra en la figura 8 (a) y se transporta en la dirección de la flecha de la figura 8 (b) . Es decir, después de que los sustratos se monten en el soporte de sustrato tal como se muestra en la figura 8 (a) , el soporte de sustrato se transporta a la cámara 110 de bloqueo de carga, y después se vacía la cámara. A continuación, se abre la válvula de compuerta para transportar el soporte de sustrato a la cámara 120 de calentamiento. Después de que los sustratos se calienten hasta una temperatura predeterminada usando un calentador 121, el soporte de sustrato se transporta a la cámara 130 de PCVD de tipo de placa paralela. Cuando el soporte de sustrato se transporta al interior de la cámara 130 de PCVD, se introduce un gas de formación de película (gas SiH4/PH3) en la cámara 130 de PCVD y se alimenta potencia de alta frecuencia a un electrodo 131 que funciona con electricidad para generar plasma y formar la película de a-Si de tipo n sobre el sustrato 101 de silicio. A continuación, el soporte de sustrato se transporta a la cámara 140 de enfriamiento.

Después de que descienda la temperatura de sustrato, el gas de ventilación se introduce en la cámara 140 de enfriamiento a la presión atmosférica. Se extrae el soporte 107 de sustrato y se da la vuelta a los sustratos para formar la película de a-Si de tipo p sobre la otra superficie del sustrato. El soporte de sustrato se envía a la cámara de bloqueo de carga del aparato de CVD por plasma mostrado en la figura 8 (b) y la película de a-Si de tipo p se deposita de la misma manera que se mencionó anteriormente. Por tanto, se forma la unión p-i-n. Aquí, se introduce el gas SiH4/B2H6 en la cámara de PCVD como gas de formación de película.

A continuación, se forma una película conductora transparente tal como ITO sobre ambas superficies del sustrato 101 de silicio en el aparato de bombardeo catódico. Finalmente, se forman electrodos de toma de corriente usando, por ejemplo, el método de serigrafía para completar la célula solar.

El documento JP 63-276 222 A da a conocer un aparato que comprende dos compartimentos de una cámara de reacción. El sustrato se monta como partición de modo que pueden formarse películas diferentes sobre ambos lados del sustrato. Cada compartimento está equipado con un electrodo de AF.

Descripción de la invención Tal como se mencionó anteriormente, el aparato de CVD por plasma de tipo de placa paralela se ha usado principalmente para la deposición de una película de a-Si. Sin embargo, cuando la película delgada se forma sobre un sustrato con alta resistencia eléctrica o un aislante con el aparato de PCVD de tipo de placa paralela, la corriente de alta frecuencia difícilmente fluirá a través del sustrato a no ser que la placa de apoyo se sitúe detrás del sustrato y la densidad de plasma en la superficie delantera del sustrato disminuya notablemente. Por consiguiente, el grosor de película en la parte central del sustrato es diferente del de la parte de circunferencia, lo que significa que la película delgada de grosor uniforme excelente es difícil de obtener. Esta tendencia se vuelve más notable cuando el sustrato se hace más grande. Por tanto, la placa de apoyo que actúa como canal de corriente de alta frecuencia es indispensable para formar películas delgadas de grosor uniforme excelente. Por este motivo, la productividad se deteriora notablemente cuando se forma la película delgada sobre ambas superficies del sustrato. Es decir, el soporte de sustrato debe extraerse del aparato para dar la vuelta al sustrato después de que la película delgada se forme sobre la superficie. Por tanto, el proceso de evacuación de la cámara de bloqueo de carga, el proceso de

ventilación de la cámara de enfriamiento y el proceso de calentamiento/enfriamiento del sustrato deben realizarse dos veces.

Por tanto, si se solicita una producción superior, deben instalarse dos conjuntos de aparatos mostrados en la figura 8 (b) , lo que invita a la ampliación de todo el aparato de fabricación y aumenta su coste.

En tales circunstancias, el objeto de la presente invención es proporcionar un método de CVD por plasma y un aparato de CVD por plasma, que haga posible formar películas delgadas de grosor uniforme excelente sobre ambas superficies de un sustrato sin la etapa de dar la vuelta al sustrato.

La primera característica de esta invención es un aparato de CVD por plasma tal como se define en la reivindicación 1. En particular, el aparato comprende una cámara de vacío equipada con una abertura de suministro de gas y una abertura de escape; al menos dos electrodos acoplados de manera inductiva con una parte de alimentación de potencia y una parte puesta a tierra dispuesta en la cámara de vacío, y un soporte de sustrato dispuesto entre los dos electrodos acoplados de manera inductiva, que soporta un sustrato en una parte de circunferencia de modo que ambas superficies del sustrato están expuestas, con lo cual se introduce un gas de formación de película desde el sistema de suministro de gas y se alimenta potencia de alta frecuencia a la parte de alimentación de potencia para generar plasma a lo largo del electrodo acoplado de manera inductiva para formar simultánea o separadamente una película delgada sobre ambas superficies del sustrato.

Además, pueden formarse películas delgadas diferentes sobre superficies respectivas de sustrato dotando la cámara de vacío de una segunda abertura de suministro de gas y cambiando simultáneamente la introducción de dos gases diferentes y el suministro de potencia de alta frecuencia a dos electrodos acoplados de manera inductiva. Además, también es posible formar simultáneamente películas delgadas diferentes sobre superficies respectivas de sustrato disponiendo una placa de partición para dividir la cámara en dos espacios de formación de película conjuntamente con el soporte de sustrato y proporcionando una abertura de escape en cada espacio de formación de película o controlando el flujo de gas de modo que fluirán gases diferentes en los espacios de formación de película respectivos sin mezclarse.

También es posible realizar el aparato de CVD por plasma con una productividad alta disponiendo al menos tres capas de disposición de electrodos, cada una de las cuales tiene una pluralidad de electrodos acoplados de manera inductiva formando un plano, y disponiendo el soporte de sustrato entre dos capas de disposición de electrodos.

La segunda característica de esta invención es un aparato de CVD por plasma, que comprende: dos cámaras de vacío conectadas, cada una equipada con una abertura de suministro de gas y una abertura de escape, y un electrodo acoplado de manera inductiva con una parte de alimentación de potencia y una parte puesta a tierra dispuesta en cada cámara de vacío, con lo cual un soporte de sustrato que soporta un sustrato en una parte de circunferencia de modo que ambas superficies del sustrato están expuestas se transporta a la primera... [Seguir leyendo]

1. Aparato de CVD por plasma, que comprende;

5 una primera (30) y una segunda cámara (40) de vacío conectadas a través de una válvula (63) de

compuerta, estando equipada cada cámara (30, 40) de vacío con una abertura (31, 31’, 41) de suministro

de gas y una abertura (32) de escape,

una disposición de electrodos en la que una pluralidad de electrodos (33, 33’, 33”, 43) acoplados de manera

10 inductiva con una parte (34, 34’) de alimentación de potencia y una parte (35) puesta a tierra están

dispuestos en paralelo entre sí formando un plano, estando dispuestas dichas disposiciones de electrodos

en N capas (donde N es el número natural 2 o superior) en dicha primera cámara (20) de vacío (o dicha

segunda cámara (40) ) y en (N-1) capas en dicha segunda cámara (40) de vacío (o dicha primera cámara

(30) ) , y

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al menos dos soportes (3) de sustrato, soportando cada uno un sustrato (1) en una parte de circunferencia

de modo que ambas superficies del sustrato están expuestas,

dichos al menos dos soportes (3) de sustrato son transportables a entre las al menos dos capas de

20 disposición de electrodos en dicha primera cámara (30) de vacío,

con lo cual la abertura (31, 31’) de suministro de gas está diseñada para introducir un primer gas de

formación de película y las partes (34, 34’) de alimentación de potencia están diseñadas para alimentar

potencia de alta frecuencia para generar plasma y para formar una primera película delgada sobre las

25 superficies de los sustratos (1) que están orientadas hacia los electrodos (33, 33’, 33”) acoplados de

manera inductiva,

dichos al menos dos soportes (3) de sustrato entonces son transportables a la segunda cámara (40) de

vacío de modo que la otra superficie de los sustratos (1) sobre la que no se forma dicha primera película

30 delgada está orientada hacia el electrodo (43) acoplado de manera inductiva, y

con lo cual la abertura (41) de suministro de gas está diseñada para introducir un segundo gas de

formación de película y las partes (34) de alimentación de potencia de los electrodos (43) acoplados de

manera inductiva están diseñadas para alimentar potencia de alta frecuencia para generar plasma y formar

35 una segunda película delgada sobre dicha otra superficie sobre la que no se forma la primera película

delgada.