KR101222910B1 - Plasma etching apparatus and texturing method for solarcell using same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 식각 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치는 태양전지의 표면에 텍스쳐링 공정을 수행하는 플라즈마 식각 장치에 있어서, 공정 가스가 채워지고, 식각 공정을 수행하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부의 일측에 배치되는 제1 전극; 상기 제1 전극이 배치된 일측과 대향되는 상기 공정 챔버 내부의 타측에 배치되는 제2 전극; 기판을 안착시키기 위해 상기 제2 전극 정면에 설치되는 척; 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되되, 상기 제2 전극으로부터 사전에 설정된 거리만큼 떨어져 배치되고, 다수 개의 미세한 홀이 형성되어 있어 제1 전극 및 제2 전극을 통해 형성된 플라즈마가 상기 미세한 홀을 통과하면서 회절 및 산란되어 상기 척으로 입사되도록 하는 메시 구조물;을 구비한다.
본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치는 리모트 플라즈마를 이용하여 플라즈마 형성 영역과 증착 영역을 구분되는 위치에 메시 구조물을 배치시킴으로써, 블랙실리콘 형성 원리 및 메시 구조물을 통한 플라즈마의 회절과 산란으로 인하여 피라미드 구조의 텍스쳐링이 가능하게 된다.
The present invention relates to a plasma etching apparatus. According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma etching apparatus, comprising: a process chamber filled with a process gas and performing an etching process; A first electrode disposed on one side of the process chamber; A second electrode disposed on the other side of the inside of the process chamber opposite to one side on which the first electrode is disposed; A chuck installed in front of the second electrode to seat a substrate; Disposed between the first electrode and the second electrode, and spaced apart from the second electrode by a predetermined distance, and a plurality of minute holes are formed so that the plasma formed through the first electrode and the second electrode is the minute hole. And a mesh structure that is diffracted and scattered while being incident to the chuck.
Plasma etching apparatus according to the present invention by using a remote plasma to place the mesh structure in a position that separates the plasma formation region and the deposition region, the texturing of the pyramid structure due to the black silicon formation principle and the diffraction and scattering of the plasma through the mesh structure This becomes possible.

Description

플라즈마 식각 장치 및 이를 이용한 태양전지의 텍스쳐링 방법{Plasma etching apparatus and texturing method for solarcell using same}Plasma etching apparatus and texturing method of solar cell using same {Plasma etching apparatus and texturing method for solarcell using same}

본 발명은 플라즈마 식각 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 챔버 내에 금속 구조물을 배치하고, 리모트 플라즈마(remote plasma)를 이용함으로써, 태양전지의 텍스쳐링 구조를 피라미드 구조로 형성할 수 있는 플라즈마 식각 장치 및 이를 이용한 태양전지의 텍스쳐링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma etching apparatus, and more particularly, a plasma etching apparatus capable of forming a texturing structure of a solar cell into a pyramid structure by disposing a metal structure in a chamber and using a remote plasma. It relates to a texturing method of the used solar cell.

최근 화석 에너지 고갈과 심각한 환경오염 문제가 대두됨에 따라 차세대 에너지 개발의 중요성이 증대되고 있다. 한편, 차세대 대체 에너지원 중 태양전지는 무한한 에너지로써 공해가 없고 반영구적인 수명을 가지고 있어 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 각광받고 있다.Recently, as fossil energy depletion and serious environmental pollution problems arise, the importance of next generation energy development is increasing. Meanwhile, solar cells among the next generation alternative energy sources have been spotlighted as energy sources that can solve future energy problems because they have no pollution and have a semi-permanent life.

일반적인 태양전지의 작동 원리는 다음과 같다. 먼저, 태양전지는 p형 반도체와 n형 반도체를 조합하여 만드는데, p형 반도체와 n형 반도체가 접한 부분에 빛이 들어오면, 빛 에너지에 의하여 반도체 내부에서 전자와 정공이 발생하게 된다. 빛 에너지에 의해 발생된 전자와 정공은 내부 전계에 의하여 각각 n형 반도체 측과 p형 반도체 측으로 이동하여 양쪽의 전극 부분에 모아진다. 이러한 두 개의 전극을 도선으로 연결하면 전류가 흐르고 외부의 부하나 시스템에서 전력원으로 이용할 수 있게 된다. The principle of operation of a general solar cell is as follows. First, a solar cell is made by combining a p-type semiconductor and an n-type semiconductor. When light enters a portion where the p-type semiconductor and the n-type semiconductor are in contact, electrons and holes are generated inside the semiconductor by light energy. Electrons and holes generated by the light energy are moved to the n-type semiconductor side and the p-type semiconductor side by the internal electric field, and are collected at both electrode portions. Connecting these two electrodes with wires allows current to flow and can be used as a power source in external loads or systems.

그러나 상술한 바와 같은 태양전지는 동작 중에 캐리어의 재결합에 의한 손실, 캐리어를 수집하는 전극 부분에서의 저항에 따른 손실, 태양전지 표면에서 발생하는 광학적 손실 등에 의하여 그 특성이 저하되는 것으로 알려져 있다. 그 중에서도 특히 태양전지 표면에 입사되는 빛의 반사에 의한 광학적 손실이 가장 큰 비중을 차지하고 있다. However, it is known that the solar cell as described above is degraded due to loss due to recombination of carriers during operation, loss due to resistance at the electrode portion collecting carriers, optical loss occurring at the surface of the solar cell, and the like. Among them, optical loss due to the reflection of light incident on the surface of the solar cell is the most important.

이러한 태양전지의 광학적 손실을 저감시키기 위하여 주로 텍스쳐링(texturing) 방법이 사용된다. 텍스쳐링이란 태양전지에서 사용되는 실리콘 기판의 표면을 거칠게 만드는 것, 즉 실리콘 기판 표면에 요철 형상의 패턴을 형성하는 것을 말한다. 텍스쳐링으로 실리콘 표면이 거칠어지면 한번 반사된 빛이 재반사되어 입사된 빛의 반사율을 감소시킴으로써 광 포획량이 증가되어 광학적 손실이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.In order to reduce the optical loss of such solar cells, texturing methods are mainly used. Texturing refers to roughening a surface of a silicon substrate used in a solar cell, that is, forming an uneven pattern on the surface of the silicon substrate. When the silicon surface is roughened by texturing, the light reflected once is reflected back to decrease the reflectance of the incident light, thereby increasing the amount of light trapped and reducing the optical loss.

한편, 플라즈마 식각 방법(Plasma Etching)은 건식 식각의 일종으로써, 반응성 기체나 이온을 통해 분해된 가스를 이용하여 물질을 선택적으로 제거하는 방법이다. 반응성 기체를 이용하는 경우, 등방성 식각(isotropic etching) 형태가 얻어지지만, 분해된 가스나 이온을 이용하여 식각하는 경우 대체로 이방성 식각(anistropic etching)의 형태를 얻게 된다. 상기 플라즈마 식각 방법은 습식 식각과는 달리 적은 양의 가스만을 이용하므로 가스의 비용이 적게 들며, 대면적의 공정이 가능하고, 공정자동화도 용이하다는 장점이 있다.On the other hand, plasma etching is a type of dry etching, in which a material is selectively removed using a gas decomposed through a reactive gas or ions. In the case of using a reactive gas, an isotropic etching is obtained, but in the case of etching using decomposed gas or ions, an anisotropic etching is generally obtained. Unlike wet etching, the plasma etching method uses only a small amount of gas and thus has a low cost of gas, a large area process, and easy process automation.

한편, 단결정 실리콘 태양전지는 습식이나 건식 식각을 통해 요철 및 피라미드 구조의 텍스쳐링이 가능하지만, 다결정 실리콘 태양전지는 임의의 결정 방향성때문에 표면 텍스쳐링 공정에 많은 어려움을 가진다. 다시 말해, 종래의 플라즈마 식각 장치를 이용하여 다결정 실리콘 태양전지의 텍스쳐링 공정을 수행할 시에는 표면 반사율이 5% 이하의 블랙실리콘(black silicon)이라 불리우는 바늘 타입 구조(needle-like or grass)가 형성된다. 도 1은 종래의 플라즈마 식각 장치를 이용한 태양전지의 표면 텍스쳐링 구조를 나타낸 SEM 사진이다. 도 1을 참조하면, 이러한 구조는 표면에서의 단파장 대역의 흡수가 어렵고, n+층 형성 시에 P-N 접합 면적이 감소하고, 반사방지막(ARC) 형성이 어려우며, 전극 형성 시 접촉 저항이 증가되는 문제점이 있다.On the other hand, single crystal silicon solar cells are capable of texturing irregularities and pyramid structures through wet or dry etching, but polycrystalline silicon solar cells have a lot of difficulties in surface texturing processes due to arbitrary crystal orientation. In other words, when performing a texturing process of a polycrystalline silicon solar cell using a conventional plasma etching apparatus, a needle-like structure called black silicon having a surface reflectance of 5% or less is formed. do. 1 is a SEM photograph showing the surface texturing structure of a solar cell using a conventional plasma etching apparatus. Referring to FIG. 1, such a structure is difficult to absorb short wavelength bands on the surface, decreases the PN junction area, forms an antireflection film (ARC) at the time of n + layer formation, and increases contact resistance when forming electrodes. There is this.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 챔버 내에 금속 구조물을 배치하고, 리모트 플라즈마(remote plasma)를 이용하여 태양전지의 텍스쳐링 구조가 피라미드 구조를 형성함으로써, 블랙 실리콘과 같은 낮은 반사율을 가지면서 기존 그라스(grass) 또는 바늘 타입(needle-like) 구조의 문제점을 해결할 수 있는 플라즈마 식각 장치 및 이를 이용한 태양전지의 텍스쳐링 방법을 제공하고자 하는 것이다. An object of the present invention for solving the above-described problems, by placing a metal structure in the chamber, using a remote plasma (texture structure) of the solar cell to form a pyramid structure, thereby having a low reflectance, such as black silicon The present invention aims to provide a plasma etching apparatus and a method of texturing a solar cell using the same, which can solve problems of conventional grass or needle-like structures.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 태양전지의 표면에 텍스쳐링 공정을 수행하는 플라즈마 식각 장치에 있어서, 공정 가스가 채워지고, 식각 공정을 수행하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부의 일측에 배치되는 제1 전극; 상기 제1 전극이 배치된 일측과 대향되는 상기 공정 챔버 내부의 타측에 배치되는 제2 전극; 기판을 안착시키기 위해 상기 제2 전극 정면에 설치되는 척; 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되되, 상기 제2 전극으로부터 사전에 설정된 거리만큼 떨어져 배치되고, 다수 개의 미세한 홀이 형성되어 있어 제1 전극 및 제2 전극을 통해 형성된 플라즈마가 상기 미세한 홀을 통과하면서 회절 및 산란되어 상기 척으로 입사되도록 하는 메시 구조물;을 구비하고, 상기 플라즈마 식각 장치는 플라즈마 형성 영역과 식각 영역이 구분되는 리모트 플라즈마(remote plasma)를 이용하되, 상기 플라즈마 형성 영역과 식각 영역을 구분하는 쉬쓰 바운더리(sheath boundary)와 제2 전극 사이에 상기 메시 구조물을 배치하여 상기 척에 안착된 기판의 표면을 피라미드 구조로 텍스쳐링(texturing)하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma etching apparatus for performing a texturing process on a surface of a solar cell, comprising: a process chamber filled with a process gas and performing an etching process; A first electrode disposed on one side of the process chamber; A second electrode disposed on the other side of the inside of the process chamber opposite to one side on which the first electrode is disposed; A chuck installed in front of the second electrode to seat a substrate; Disposed between the first electrode and the second electrode, and spaced apart from the second electrode by a predetermined distance, and a plurality of minute holes are formed so that the plasma formed through the first electrode and the second electrode is the minute hole. And a mesh structure that is diffracted and scattered while passing through the chuck to be incident to the chuck, wherein the plasma etching apparatus uses a remote plasma in which a plasma forming region and an etching region are separated, and is etched from the plasma forming region. The mesh structure may be disposed between a sheath boundary separating a region and a second electrode to texture the surface of the substrate seated on the chuck with a pyramid structure.

전술한 특징을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치에 있어서, 상기 플라즈마 식각 장치는 제2 전극의 가장자리에 배치되는 가이드 지그; 및 상기 가이드 지그의 정면에 배치되고, 사전에 설정된 길이로 형성되어 있어 상기 메시 구조물을 제2 전극으로부터 사전에 설정된 거리만큼 떨어져 배치되도록 고정시키는 지지부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the plasma etching apparatus according to the present invention having the above-mentioned characteristics, the plasma etching apparatus includes: a guide jig disposed at an edge of the second electrode; And a support member disposed in front of the guide jig and formed to a predetermined length to fix the mesh structure to be disposed at a predetermined distance away from the second electrode. .

전술한 특징을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치에 있어서, 상기 메시 구조물의 다수 개의 홀은 원형 또는 다각형 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the plasma etching apparatus according to the present invention having the above-mentioned features, the plurality of holes of the mesh structure is preferably characterized in that formed in a circular or polygonal shape.

전술한 특징을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치에 있어서, 상기 메시 구조물은 금속 재질, 유리 재질, 세라믹 재질 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the plasma etching apparatus according to the present invention having the above-mentioned characteristics, the mesh structure is preferably formed of any one of a metal material, a glass material, and a ceramic material.

전술한 특징을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치에 있어서, 상기 가이드 지그는 퀄츠(quartz) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the plasma etching apparatus according to the present invention having the above-mentioned characteristics, the guide jig is preferably formed of a quartz material.

전술한 특징을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치에 있어서, 상기 공정 가스는 SF6 가스 및 CF4 가스 중 어느 하나에 O2 가스가 첨가되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the plasma etching apparatus according to the present invention having the above characteristics, the process gas is preferably characterized in that the O 2 gas is added to any one of SF 6 gas and CF 4 gas.

전술한 특징을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치에 있어서, 상기 공정가스는 Ar 가스 및 Cl 가스 중 어느 하나를 더 첨가하여 사용하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the plasma etching apparatus according to the present invention having the above-mentioned characteristics, the process gas is preferably used by further adding any one of Ar gas and Cl gas.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은, 태양전지의 텍스쳐링 방법에 있어서, (a) 플라즈마 식각 장치의 공정 챔버 내의 척에 태양 전지용 기판을 배치하는 단계; (b) 상기 태양 전지용 기판의 전면에 메시구조물을 배치하는 단계; (c) 상기 플라즈마 식각 장치에 전원을 인가하여 기판의 표면을 식각하는 단계;를 포함하고,상기 플라즈마 식각 장치는 플라즈마 형성 영역과 식각 영역이 구분되는 리모트 플라즈마(remote plasma)를 이용하여 상기 척에 안착된 기판의 표면을 피라미드 구조로 텍스쳐링(texturing)하는 것을 특징으로 한다.Another aspect of the present invention for achieving the above-mentioned technical problem is a method of texturing a solar cell, comprising the steps of: (a) disposing a substrate for the solar cell in the chuck in the process chamber of the plasma etching apparatus; (b) disposing a mesh structure on the front surface of the solar cell substrate; and (c) etching the surface of the substrate by applying power to the plasma etching apparatus, wherein the plasma etching apparatus includes a remote plasma in which a plasma forming region and an etching region are separated. Characterizing the surface of the seated substrate in a pyramid structure (texturing).

전술한 특징을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용한 태양전지의 텍스쳐링 방법에 있어서, 상기 메시 구조물은 다수 개의 미세한 홀이 형성되어 있어 상기 플라즈마 형성 영역에서 식각 영역으로 이동하는 플라즈마가 상기 미세한 홀을 통과하면서 회절 및 산란되어 상기 척으로 입사되도록 하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the method of texturing a solar cell using a plasma etching apparatus according to the present invention having the above-described characteristics, the mesh structure has a plurality of fine holes are formed so that the plasma moving from the plasma formation region to the etching region to the fine holes It is preferably characterized in that the diffraction and scattering as it passes through to enter the chuck.

전술한 특징을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용한 태양전지의 텍스쳐링 방법에 있어서, 상기 메시 구조물의 다수 개의 홀은 원형 또는 다각형 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the texturing method of a solar cell using a plasma etching apparatus according to the present invention having the above-mentioned characteristics, it is preferable that a plurality of holes of the mesh structure is formed in a circular or polygonal shape.

전술한 특징을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용한 태양전지의 텍스쳐링 방법에 있어서, 상기 메시 구조물은 금속 재질, 유리 재질, 세라믹 재질 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the texturing method of a solar cell using a plasma etching apparatus according to the present invention having the above-described characteristics, the mesh structure is preferably characterized in that formed of any one of a metal material, a glass material, a ceramic material.

본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치는 리모트 플라즈마를 이용하여 플라즈마 형성 영역과 증착 영역을 구분되는 위치에 메시 구조물을 배치시킴으로써, 블랙실리콘 형성 원리 및 메시 구조물을 통한 플라즈마의 회절과 산란으로 인하여 피라미드 구조의 텍스쳐링이 가능하게 된다. Plasma etching apparatus according to the present invention by using a remote plasma by placing the mesh structure in a position that separates the plasma formation region and the deposition region, the texturing of the pyramid structure due to the black silicon formation principle and the diffraction and scattering of the plasma through the mesh structure This becomes possible.

도 6은 본 발명에 따른 플라즈마 식각장치를 이용하여 텍스쳐링 공정을 진행한 후, 형성된 실리콘 기판 표면의 피라미드 구조의 단면 SEM 사진이다. 태양전지의 텍스쳐링 효과를 갖기 위해 54°이상의 각을 갖는 피라미드 구조가 요구되는데, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 식각장치를 이용하여 텍스쳐링 공정을 진행하였을 때, 사이즈 1 um 이상의 60°의 각을 가지는 피라미드 구조가 형성되어 있음을 알 수 있다. 6 is a cross-sectional SEM photograph of the pyramid structure of the surface of the formed silicon substrate after the texturing process using the plasma etching apparatus according to the present invention. Pyramid structure having an angle of 54 ° or more is required to have a texturing effect of the solar cell. Referring to FIG. 6, when the texturing process is performed using a plasma etching apparatus according to the present invention, a size of 60 ° or more of 1 μm or more is required. It can be seen that a pyramidal structure having an angle is formed.

도 7은 본 발명에 따른 플라즈마 식각장치를 이용하여 공정시간을 변화시키면서 형성된 블랙실리콘의 표면 반사율을 측정한 도표이다. 이때 측정한 실리콘 기판의 표면에는 반사 방지막(Anti Reflection coating; ARC)을 형성하지 않았다. 도 7을 참조하면, 공정 시간을 달리하여 진행한 텍스쳐링 공정을 통해 형성된 실리콘 기판 중, 15분으로 공정 시간을 진행한 실리콘 기판의 반사율이 약 10%로 가장 낮은 반사율을 나타냄을 알 수 있다. 이는 베어 실리콘 기판(bare silicon wafer)보다 약 30% 낮은 반사율로써, 태양전지 표면 텍스쳐링으로써의 우수한 특징을 나타내고 있음을 알 수 있다. FIG. 7 is a chart illustrating surface reflectance of black silicon formed while changing a process time using a plasma etching apparatus according to the present invention. An anti reflection coating (ARC) was not formed on the surface of the silicon substrate measured at this time. Referring to FIG. 7, it can be seen that among the silicon substrates formed through the texturing process performed at different process times, the reflectance of the silicon substrate which has been processed for 15 minutes has the lowest reflectance of about 10%. This reflects about 30% lower reflectance than bare silicon wafers, indicating excellent characteristics as solar cell surface texturing.

도 8은 베어 실리콘 기판, 종래의 플라즈마 식각 장치를 이용하여 형성된 블랙 실리콘 상에 ARC 코팅을 형성한 기판 및 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 형성된 블랙 실리콘 상에 ARC 코팅을 형성한 기판의 반사율을 측정하여 도시한 도표이다. 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 형성된 블랙 실리콘 상에 ARC 코팅을 형성한 기판의 반사율이 베어 실리콘 기판이나 종래의 플라즈마 식각 장치를 이용하여 형성된 블랙 실리콘 상에 ARC 코팅을 형성한 기판의 반사율에 비해 월등히 낮은 5% 이하의 값을 가짐을 알 수 있다. 8 is a reflectance of a bare silicon substrate, a substrate on which ARC coating is formed on black silicon formed using a conventional plasma etching apparatus, and a substrate on which ARC coating is formed on black silicon formed using a plasma etching apparatus according to the present invention. This is a chart showing the measurement. Referring to Figure 8, the ARC coating on the black silicon formed using the plasma etching apparatus according to the present invention reflectance of the ARC coating on the bare silicon substrate or the black silicon formed using a conventional plasma etching apparatus It can be seen that it has a value of 5% or less, which is significantly lower than the reflectance of the formed substrate.

도 7 및 도 8을 통한 반사율 비교 결과에 따라, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 피라미드 구조의 블랙 실리콘을 형성함으로써, 태양전지 표면의 단면적을 넓혀 태양광의 흡수량을 증가시키면서 낮은 반사율을 갖게 되어 태양전지의 효율을 극대화할 수 있다는 장점을 갖게 된다.As a result of comparing the reflectivity through FIG. 7 and FIG. 8, by forming the black silicon having a pyramid structure by using the plasma etching apparatus according to the present invention, the cross-sectional area of the solar cell is increased to increase the amount of absorption of sunlight and thus have low reflectance. It has the advantage of maximizing the efficiency of solar cells.

또한, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치는 종래의 플라즈마 식각 장치를 이용한 공정에서 사용해야 하는 유독성의 Cl 가스를 첨가하지 않아도 되기 때문에, 작업자에게 안전한 공정 환경을 제공할 수 있게 된다.In addition, since the plasma etching apparatus according to the present invention does not need to add toxic Cl gas to be used in a process using a conventional plasma etching apparatus, it is possible to provide a safe process environment for the worker.

또한, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치는 메시 구조물을 이용해서 텍스쳐링 공정을 수행하는 과정 중에 5~6um 정도 표면을 식각시켜 피라미드 구조를 형성시키게 되므로, 종래의 플라즈마 식각 장치를 이용해서 텍스쳐링 공정을 진행할 때 반드시 추가해야 했던 SDR(Saw Damage Remove) 공정이 필요하지 않게 된다. 종래의 SDR 공정은 기판 절단 공정 중에 생성된 남은 흔적들을 제거하기 위해서 습식 식각 공정을 이용하여 결정질 실리콘 기판의 표면을 약 5 um 정도 식각시키는 것인데, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치는 텍스쳐링 공정 중에 자연스럽게 5~6 um 정도 표면이 식각되면서 피라미드가 형성되므로 종래의 SDR 공정이 필요없는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치는 태양전지의 제작 공정을 간소화할 수 있는 장점을 갖게 된다. In addition, since the plasma etching apparatus according to the present invention forms a pyramid structure by etching a surface of about 5-6 μm during the texturing process using a mesh structure, when the texturing process is performed using a conventional plasma etching apparatus. This eliminates the need for the SDR (Saw Damage Remove) process, which must be added. In the conventional SDR process, the surface of the crystalline silicon substrate is etched by about 5 um using a wet etching process to remove traces generated during the substrate cutting process. As the surface is etched about ~ 6 um, pyramids are formed, which eliminates the conventional SDR process. Therefore, the plasma etching apparatus according to the present invention has the advantage of simplifying the manufacturing process of the solar cell.

도 1은 종래의 플라즈마 식각 장치를 이용한 태양전지의 표면 텍스쳐링 구조를 나타낸 SEM 사진이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치의 메시 구조물을 예시적으로 나타낸 사진이다.
도 4는 블랙 실리콘의 형성 원리를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 텍스쳐링 공정을 진행한 실리콘 기판 표면의 SEM 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 플라즈마 식각장치를 이용하여 텍스쳐링 공정을 진행한 후, 형성된 실리콘 기판 표면의 피라미드 구조의 단면 SEM 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 플라즈마 식각장치를 이용하여 공정시간을 변화시키면서 형성된 블랙실리콘의 표면 반사율을 측정한 도표이다.
도 8은 베어 실리콘 기판, 종래의 플라즈마 식각 장치를 이용하여 형성된 블랙 실리콘 상에 ARC 코팅을 형성한 기판 및 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 형성된 블랙 실리콘 상에 ARC 코팅을 형성한 기판의 반사율을 측정하여 도시한 도표이다.
1 is a SEM photograph showing the surface texturing structure of a solar cell using a conventional plasma etching apparatus.
2 is a cross-sectional view schematically showing a plasma etching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a photograph showing an exemplary mesh structure of a plasma etching apparatus according to the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating a principle of forming black silicon.
5 is a SEM photograph of the surface of the silicon substrate subjected to the texturing process using the plasma etching apparatus according to the present invention.
6 is a cross-sectional SEM photograph of the pyramid structure of the surface of the formed silicon substrate after the texturing process using the plasma etching apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a chart illustrating surface reflectance of black silicon formed while changing a process time using a plasma etching apparatus according to the present invention.
8 is a reflectance of a bare silicon substrate, a substrate on which ARC coating is formed on black silicon formed using a conventional plasma etching apparatus, and a substrate on which ARC coating is formed on black silicon formed using a plasma etching apparatus according to the present invention. This is a chart showing the measurement.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치의 구조 및 동작 원리에 대하여 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, a structure and an operation principle of a plasma etching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치(10)는 공정챔버(100), 제1 전극(110), 제2 전극(120), 척(130) 및 메시 구조물(140)을 구비한다.2 is a cross-sectional view schematically showing a plasma etching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the plasma etching apparatus 10 according to the preferred embodiment of the present invention may include a process chamber 100, a first electrode 110, a second electrode 120, a chuck 130, and a mesh structure 140. ).

상기 공정챔버(100)는 공정 가스가 채워지고, 식각 공정을 수행한다. 상기 공정가스는 SF6 및 CF4 중 어느 하나에 O2 가스를 첨가한 것으로서, 본 발명에서는 상기 메시 구조물(140)에 의해 종래의 태양전지 텍스쳐링 공정에 필요한 Cl 가스가 반드시 첨가될 필요가 없다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다. 또한, 상기 공정가스는 전술한 혼합 가스에 Ar 또는 Cl 가스를 더 추가할 수 있다.The process chamber 100 is filled with a process gas and performs an etching process. The process gas is O2 gas is added to any one of SF6 and CF4, in the present invention, Cl mesh required for the conventional solar cell texturing process is not necessarily added by the mesh structure 140. A detailed description thereof will be described later. In addition, the process gas may further add Ar or Cl gas to the above-described mixed gas.

상기 제1 전극(110)은 상기 공정 챔버(100) 내부의 일측에 배치되며, 바람직하게는 상기 공정 챔버(100)의 상부에 배치된다. 상기 제2 전극(120)은 상기 제1 전극(110)이 배치된 일측과 대향되는 상기 공정 챔버(100) 내부의 타측에 배치되는데, 바람직하게는 상기 공정 챔버(100)의 하부에 배치된다. The first electrode 110 is disposed on one side of the inside of the process chamber 100, and is preferably disposed above the process chamber 100. The second electrode 120 is disposed on the other side of the inside of the process chamber 100 opposite to one side on which the first electrode 110 is disposed, and is preferably disposed below the process chamber 100.

상기 척(130)은 기판을 안착시키기 위해 상기 제2 전극 정면에 설치된다.
The chuck 130 is installed in front of the second electrode to seat the substrate.

이하, 메시 구조물(140)에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the mesh structure 140 will be described in detail.

상기 메시 구조물(140)은 상기 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 배치되되, 상기 제2 전극(120)으로부터 사전에 설정된 거리만큼 떨어져 배치된다. 상기 메시 구조물(140)을 상기 공정 챔버(100) 내에 고정시키기 위해, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치(10)는 제2 전극의 가장자리에 배치되는 가이드 지그(150) 및 상기 가이드 지그(150)의 정면에 배치되고, 사전에 설정된 길이로 형성되어 상기 메시 구조물을 제2 전극(120)으로부터 사전에 설정된 거리만큼 떨어져 배치되도록 고정시키는 지지부재(160)을 더 구비할 수 있다. 상기 가이드 지그(150)는 퀄츠 재질로 형성되는 것이 바람직하다.The mesh structure 140 is disposed between the first electrode 110 and the second electrode 120, and is spaced apart from the second electrode 120 by a predetermined distance. In order to fix the mesh structure 140 in the process chamber 100, the plasma etching apparatus 10 according to the present invention includes a guide jig 150 and a guide jig 150 disposed at an edge of a second electrode. It may be further provided with a support member 160 disposed on the front surface, the support member 160 is formed to a predetermined length to fix the mesh structure to be spaced apart from the second electrode 120 by a predetermined distance. The guide jig 150 is preferably formed of a quartz material.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치의 메시 구조물을 예시적으로 나타낸 사진이다. 도 3을 참조하면, 상기 메시 구조물(140)은 다수 개의 미세한 홀이 형성되어 있어 제1 전극 및 제2 전극을 통해 형성된 플라즈마가 상기 미세한 홀을 통과하면서 회절 및 산란되어 상기 척(130)으로 입사되도록 한다. 상기 메시 구조물(140)의 다수 개의 홀은 상기 플라즈마가 통과하면서 회절 및 산란시킬 수 있을 정도로 충분히 작은 크기면 어떤 형태를 지니든 상관없다. 도 3에서는 원형의 미세한 홀이 형성된 메시 구조물(140)을 예시적으로 나타내었으며, 다각형 모양으로도 형성이 가능하다. 또한, 상기 메시 구조물은(140)은 금속 재질, 유리 재질, 세라믹 재질 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.3 is a photograph showing an exemplary mesh structure of a plasma etching apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 3, the mesh structure 140 has a plurality of fine holes formed therein so that plasma formed through the first electrode and the second electrode is diffracted and scattered while passing through the fine holes to enter the chuck 130. Be sure to The plurality of holes of the mesh structure 140 may have any shape as long as they are small enough to diffract and scatter as the plasma passes. 3 exemplarily illustrates a mesh structure 140 in which circular fine holes are formed, and may be formed in a polygonal shape. In addition, the mesh structure 140 is preferably formed of any one of a metal material, a glass material, a ceramic material.

본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치(10)는 플라즈마 형성 영역과 식각영역이 구분되는 리모트 플라즈마(remote plasma)를 이용하는 것이 바람직하다. 도 2를 참조하면, 상기 플라즈마 형성 영역과 식각 영역을 구분하는 쉬쓰 바운더리(sheath boundary)를 기준으로 제1 전극(110)과 쉬쓰 바운더리 사이에 플라즈마가 형성되고, 제2 전극(120)과 쉬쓰 바운더리 사이에 척이 배치되어 있어 식각영역이 형성되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치는 쉬쓰 바운더리(sheath boundary, 'a')와 제2 전극 사이에 메시 구조물을 배치하고, 상기 쉬쓰 바운더리로부터 제2 전극으로 이동하는 플라즈마의 이온을 메시 구조물(140)의 다수 개의 미세한 홀에 통과하도록 함으로써, 회절되고 산란되어 상기 척에 안착된 기판에 입사하게 한다. 이렇게 회절 및 산란되는 플라즈마는 도 2에서와 같은 궤적으로 실리콘으로 형성된 기판에 입사되므로, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치(10)는 기판 표면에 피라미드 구조의 텍스쳐링이 가능하게 된다.  In the plasma etching apparatus 10 according to the present invention, it is preferable to use a remote plasma in which the plasma forming region and the etching region are divided. 2, a plasma is formed between the first electrode 110 and the sheath boundary based on a sheath boundary that separates the plasma formation region and the etching region, and the second electrode 120 and the sheath boundary are formed. It can be seen that the etch is formed between the chucks. Accordingly, the plasma etching apparatus according to the present invention arranges a mesh structure between a sheath boundary 'a' and a second electrode, and transfers ions of plasma moving from the sheath boundary to the second electrode to the mesh structure 140. By passing through a plurality of fine holes of), it is diffracted and scattered to enter a substrate seated on the chuck. Since the diffracted and scattered plasma is incident on the substrate formed of silicon as a locus as shown in FIG. 2, the plasma etching apparatus 10 according to the present invention enables texturing of a pyramid structure on the substrate surface.

종래의 플라즈마 식각 장치를 이용하여 텍스쳐링 공정을 수행하는 경우, SF6 가스에 유독성의 Cl 가스를 첨가하여 실리콘 기판을 식각하는데, 식각하는 과정에서 SiOF가 형성되어 기판에 재흡착이 되면서 블랙실리콘(black silicon)을 형성하게 된다. 도 4는 블랙 실리콘의 형성 원리를 개략적으로 도시한 도면이다. 이러한 종래의 텍스쳐링 공정은 블랙 실리콘이 형성됨으로 인하여 반사율을 저감시키는 효과는 있으나, 식각되는 실리콘 기판의 표면 구조가 도 1에서와 같이 바늘 타입 구조(needle-like)로 형성된다. 한편, 메시 구조물을 이용하는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 텍스쳐링 공정을 수행하는 경우, 도 4와 같은 블랙실리콘의 형성 원리와 도 2에서와 같은 플라즈마의 이온의 궤적을 통해서 피라미드 구조를 갖는 블랙실리콘을 형성할 수 있게 되는 것이다.
When the texturing process is performed using a conventional plasma etching apparatus, the silicon substrate is etched by adding toxic Cl gas to SF 6 gas. During etching, SiOF is formed and redissorbed onto the substrate, thereby forming black silicon (black). silicon). 4 is a diagram schematically illustrating a principle of forming black silicon. The conventional texturing process has an effect of reducing reflectance due to the formation of black silicon, but the surface structure of the silicon substrate to be etched is formed in a needle-like structure as shown in FIG. 1. On the other hand, when performing the texturing process using the plasma etching apparatus according to the present invention using a mesh structure, black having a pyramid structure through the formation principle of the black silicon as shown in Figure 4 and the traces of ions of the plasma as shown in FIG. Silicon can be formed.

도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 텍스쳐링 공정을 진행한 실리콘 기판 표면의 SEM 사진이다. 도 5에서의 텍스쳐링 공정 진행 전, 단결정 실리콘 기판을 초기 세정 공정을 진행하여 표면 오염물과 자연 산화막을 제거하였다. 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용한 텍스쳐링 공정은 SF6/O2 가스를 1:1 비율로 하여 공정을 진행하였으며, 홀의 크기가 90um 이며, 홀 사이의 간격이 5 um, 홀과 홀의 길이를 190um로 하는 메시 구조물을 사용하였다. 또한, 상기 텍스쳐링 공정은 압력, 고주파 전원, 온도를 각각 200 mTorr, 200 W, 5 도로 고정시키고, 공정 시간을 1 내지 20 분으로 변경시키며 진행하였다. 도 5를 참조하면, 공정시간이 3 분일 때, 실리콘 표면의 변화가 피라미드 구조로 나타남을 알 수 있다. 또한, 시간이 증가됨에 따라 종래의 바늘 타입 구조가 아닌 피라미드 구조를 가지며, 특히, 15분과 20분으로 공정을 진행할 때에는 약 1 um의 직경을 갖는 피라미드가 형성되었음을 알 수 있다.
5 is a SEM photograph of the surface of the silicon substrate subjected to the texturing process using the plasma etching apparatus according to the present invention. Before the texturing process of FIG. 5, the single crystal silicon substrate was subjected to an initial cleaning process to remove surface contaminants and natural oxide films. In the texturing process using the plasma etching apparatus according to the present invention, the process was performed by using a SF 6 / O 2 gas at a 1: 1 ratio, the hole size was 90um, the gap between the holes was 5um, and the hole and the hole length were 190um. A mesh structure was used. In addition, the texturing process was performed by fixing pressure, high frequency power, and temperature at 200 mTorr, 200 W, and 5 degrees, respectively, and changing the process time to 1 to 20 minutes. Referring to FIG. 5, when the process time is 3 minutes, it can be seen that the change of the silicon surface is represented by a pyramid structure. In addition, as time increases, it has a pyramid structure rather than a conventional needle type structure, and in particular, it can be seen that a pyramid having a diameter of about 1 um is formed when the process proceeds with 15 minutes and 20 minutes.

전술한 구조를 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치는 리모트 플라즈마를 이용하여 플라즈마 형성 영역과 증착 영역을 구분되는 위치에 메시 구조물을 배치시킴으로써, 블랙실리콘 형성 원리 및 메시 구조물을 통한 플라즈마의 회절과 산란으로 인하여 피라미드 구조의 텍스쳐링이 가능하게 된다.
Plasma etching apparatus according to the present invention having the above-described structure by using a remote plasma by placing the mesh structure in a position that separates the plasma formation region and the deposition region, by the diffraction and scattering of the plasma through the black silicon formation principle and the mesh structure This enables texturing of the pyramid structure.

이하, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용한 태양전지의 텍스쳐링 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a texturing method of a solar cell using a plasma etching apparatus according to the present invention will be described.

태양전지의 텍스쳐링 방법에 있어서, 먼저, 플라즈마 식각 장치의 공정 챔버 내의 척에 태양 전지용 기판을 배치한다. 다음, 상기 태양 전지용 기판의 전면에 메시구조물을 배치한다. 상기 메시 구조물은 공정챔버 내의 전술한 가이드 지그 및 지지부재를 이용하여 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 플라즈마 형성 영역과 식각 영역이 구분되는 리모트 플라즈마를 이용함에 있어서, 상기 두 영역의 경계인 쉬쓰 바운더리와 하부 전극 사이에 메시 구조물이 배치되는 것이 바람직하다. 구체적인 설명은 전술한 바와 동일하므로, 생략한다. 다음, 상기 플라즈마 식각 장치에 전원을 인가하여 기판의 표면을 식각한다.
In the solar cell texturing method, first, a solar cell substrate is disposed in a chuck in a process chamber of a plasma etching apparatus. Next, a mesh structure is disposed on the front surface of the solar cell substrate. The mesh structure is preferably arranged using the above-described guide jig and support member in the process chamber. In addition, when using a remote plasma in which the plasma forming region and the etching region are divided, it is preferable that a mesh structure is disposed between the sheath boundary, which is a boundary between the two regions, and the lower electrode. Since the detailed description is the same as described above, it will be omitted. Next, the surface of the substrate is etched by applying power to the plasma etching apparatus.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, this is merely an example and is not intended to limit the present invention, and those skilled in the art do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not possible in the scope. And differences relating to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the invention as defined in the appended claims.

본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치는 태양전지의 표면 텍스쳐링 공정 분야에 널리 사용할 수 있다. 특히, 다결정 실리콘 기판을 이용하여 태양전지를 제작하는 공정에 활용할 수 있다.The plasma etching apparatus according to the present invention can be widely used in the field texturing process of solar cells. In particular, it can be utilized in the process of manufacturing a solar cell using a polycrystalline silicon substrate.

10 : 플라즈마 식각 장치
100 : 공정 챔버
110 : 제1 전극
120 : 제2 전극
130 : 척
140 : 메시 구조물
150 : 가이드 지그
160 : 지지부재
10: plasma etching apparatus
100: process chamber
110: first electrode
120: second electrode
130: Chuck
140: mesh structure
150: guide jig
160: support member

Claims (11)

태양전지의 표면에 텍스쳐링 공정을 수행하는 플라즈마 식각 장치에 있어서,
공정 가스가 채워지고, 식각 공정을 수행하는 공정 챔버;
상기 공정 챔버 내부의 일측에 배치되는 제1 전극;
상기 제1 전극이 배치된 일측과 대향되는 상기 공정 챔버 내부의 타측에 배치되는 제2 전극;
기판을 안착시키기 위해 상기 제2 전극 정면에 설치되는 척;
상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되고, 상기 제2 전극으로부터 사전에 설정된 거리만큼 떨어져 배치되고, 다수 개의 미세한 홀이 형성되어 있어 제1 전극 및 제2 전극을 통해 형성된 플라즈마가 상기 미세한 홀을 통과하면서 회절 및 산란되어 상기 척으로 입사되도록 하는 메시 구조물;
제2 전극의 가장자리에 배치되는 가이드 지그; 및
상기 가이드 지그의 정면에 배치되고, 사전에 설정된 길이로 형성되어 있어 상기 메시 구조물을 제2 전극으로부터 사전에 설정된 거리만큼 떨어져 배치되도록 고정시키는 지지부재;
을 구비하고, 상기 플라즈마 식각 장치는 플라즈마 형성 영역과 식각 영역이 구분되는 리모트 플라즈마(remote plasma)를 이용하되, 상기 플라즈마 형성 영역과 식각 영역을 구분하는 쉬쓰 바운더리(sheath boundary)와 제2 전극 사이에 상기 메시 구조물을 배치하여 상기 척에 안착된 기판의 표면을 피라미드 구조로 텍스쳐링(texturing)하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 식각 장치.
In the plasma etching apparatus performing a texturing process on the surface of the solar cell,
A process chamber filled with the process gas and performing an etching process;
A first electrode disposed on one side of the process chamber;
A second electrode disposed on the other side of the inside of the process chamber opposite to one side on which the first electrode is disposed;
A chuck installed in front of the second electrode to seat a substrate;
Disposed between the first electrode and the second electrode, and spaced apart from the second electrode by a predetermined distance, and formed with a plurality of minute holes, the plasma formed through the first electrode and the second electrode is formed in the minute hole. A mesh structure that is diffracted and scattered while passing through the chuck to enter the chuck;
A guide jig disposed at an edge of the second electrode; And
A support member disposed in front of the guide jig and formed to have a predetermined length to fix the mesh structure to be spaced apart from the second electrode by a predetermined distance;
The plasma etching apparatus may include a remote plasma in which a plasma forming region and an etching region are divided, and are formed between a sheath boundary and a second electrode that separate the plasma forming region and the etching region. Placing the mesh structure to the surface of the substrate seated on the chuck texturing (texturing) to the pyramid structure (texturing).
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 메시 구조물의 다수 개의 홀은
원형 또는 다각형 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 식각 장치.
The method of claim 1, wherein the plurality of holes of the mesh structure
Plasma etching apparatus, characterized in that formed in a circular or polygonal shape.
제 1항에 있어서, 상기 메시 구조물은
금속 재질, 유리 재질, 세라믹 재질 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 식각 장치.
The method of claim 1 wherein the mesh structure is
Plasma etching apparatus, characterized in that formed of any one of a metal material, glass material, ceramic material.
제 1항에 있어서, 상기 가이드 지그는
퀄츠(quartz) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 식각 장치.
The method of claim 1, wherein the guide jig
Plasma etching apparatus, characterized in that formed of a quartz (quartz) material.
제 1항에 있어서, 상기 공정 가스는
SF6 가스 및 CF4 가스 중 어느 하나에 O2 가스가 첨가되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 식각 장치.
The method of claim 1, wherein the process gas
Plasma etching apparatus, characterized in that the O 2 gas is added to any one of SF 6 gas and CF 4 gas.
제 6항에 있어서, 상기 공정가스는
Ar 가스 및 Cl 가스 중 어느 하나를 더 첨가하여 사용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 식각 장치.
The method of claim 6, wherein the process gas
Plasma etching apparatus, characterized in that further using any one of the Ar gas and Cl gas.
태양전지의 텍스쳐링 방법에 있어서,
(a) 플라즈마 식각 장치의 공정 챔버 내의 척에 태양 전지용 기판을 배치하는 단계;
(b) 상기 태양 전지용 기판의 전면에 메시구조물을 배치하는 단계;
(c) 상기 플라즈마 식각 장치에 전원을 인가하여 기판의 표면을 식각하는 단계;
를 포함하고,
상기 플라즈마 식각 장치는, 공정 챔버 내부의 일측에 배치되는 제1 전극;
상기 제1 전극이 배치된 일측과 대향되는 상기 공정 챔버 내부의 타측에 배치되는 제2 전극;
기판을 안착시키기 위해 상기 제2 전극 정면에 설치되는 척;
상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되고, 상기 제2 전극으로부터 사전에 설정된 거리만큼 떨어져 배치되고, 다수 개의 미세한 홀이 형성되어 있어 제1 전극 및 제2 전극을 통해 형성된 플라즈마가 상기 미세한 홀을 통과하면서 회절 및 산란되어 상기 척으로 입사되도록 하는 메시 구조물;
제2 전극의 가장자리에 배치되는 가이드 지그; 및
상기 가이드 지그의 정면에 배치되고, 사전에 설정된 길이로 형성되어 있어 상기 메시 구조물을 제2 전극으로부터 사전에 설정된 거리만큼 떨어져 배치되도록 고정시키는 지지부재;
를 구비하여, 플라즈마 형성 영역과 식각 영역이 구분되는 리모트 플라즈마(remote plasma)를 이용하여 상기 척에 안착된 기판의 표면을 피라미드 구조로 텍스쳐링(texturing)하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 식각 장치를 이용한 태양전지의 텍스쳐링 방법.
In the texturing method of the solar cell,
(a) placing a substrate for a solar cell in a chuck in a process chamber of the plasma etching apparatus;
(b) disposing a mesh structure on the front surface of the solar cell substrate;
(c) etching the surface of the substrate by applying power to the plasma etching apparatus;
Including,
The plasma etching apparatus may include: a first electrode disposed at one side of a process chamber;
A second electrode disposed on the other side of the inside of the process chamber opposite to one side on which the first electrode is disposed;
A chuck installed in front of the second electrode to seat a substrate;
Disposed between the first electrode and the second electrode, and spaced apart from the second electrode by a predetermined distance, and formed with a plurality of minute holes, the plasma formed through the first electrode and the second electrode is formed in the minute hole. A mesh structure that is diffracted and scattered while passing through the chuck to enter the chuck;
A guide jig disposed at an edge of the second electrode; And
A support member disposed in front of the guide jig and formed to have a predetermined length to fix the mesh structure to be spaced apart from the second electrode by a predetermined distance;
A solar cell using a plasma etching apparatus comprising: texturing a surface of a substrate seated on the chuck with a pyramid structure by using a remote plasma having a plasma forming region and an etching region separated therefrom. Texturing method.
제 8항에 있어서, 상기 메시 구조물은
다수 개의 미세한 홀이 형성되어 있어 상기 플라즈마 형성 영역에서 식각 영역으로 이동하는 플라즈마가 상기 미세한 홀을 통과하면서 회절 및 산란되어 상기 척에 안착된 기판의 표면으로 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 식각 장치를 이용한 태양전지의 텍스쳐링 방법.
The method of claim 8, wherein the mesh structure is
A plurality of fine holes are formed so that the plasma moving from the plasma forming region to the etching region is diffracted and scattered while passing through the fine holes to be provided to the surface of the substrate seated on the chuck. Texturing method of used solar cell.
제 9항에 있어서, 상기 메시 구조물의 다수 개의 홀은
원형 또는 다각형 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 식각 장치를 이용한 태양전지의 텍스쳐링 방법.
The method of claim 9, wherein the plurality of holes of the mesh structure
Texturing method of a solar cell using a plasma etching apparatus, characterized in that formed in a circular or polygonal shape.
제 8항에 있어서, 상기 메시 구조물은
금속 재질, 유리 재질, 세라믹 재질 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 식각 장치를 이용한 태양전지의 텍스쳐링 방법.
The method of claim 8, wherein the mesh structure is
A method of texturing a solar cell using a plasma etching apparatus, characterized in that formed of any one of metal, glass, ceramic material.
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