KR20120062430A - Apparatus for plasma doping - Google Patents

Apparatus for plasma doping Download PDF

Info

Publication number
KR20120062430A
KR20120062430A KR1020100123691A KR20100123691A KR20120062430A KR 20120062430 A KR20120062430 A KR 20120062430A KR 1020100123691 A KR1020100123691 A KR 1020100123691A KR 20100123691 A KR20100123691 A KR 20100123691A KR 20120062430 A KR20120062430 A KR 20120062430A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
susceptor
source gas
plasma doping
chamber
solar cell
Prior art date
Application number
KR1020100123691A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이경수
최형욱
이기원
하만효
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020100123691A priority Critical patent/KR20120062430A/en
Publication of KR20120062430A publication Critical patent/KR20120062430A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PURPOSE: A plasma doping apparatus is provided to improve straightness of ions during a doping process by applying high frequency voltage to a susceptor. CONSTITUTION: A chamber provides a sealed process space. A susceptor(120) is located inside the chamber. A substrate is mounted on the susceptor. A shower head(130) is arranged to face the susceptor. The susceptor comprises a first cooling line(122). An insulating layer is formed on a side surface and the lower surface of the susceptor. A support part(124) is fixed on the center of the susceptor in order to control a height position of the susceptor.

Description

플라즈마 도핑 장치{Apparatus for plasma doping}Plasma doping apparatus {Apparatus for plasma doping}

본 발명은 플라즈마 도핑 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서셉터에 고주파 전압이 인가되는 플라즈마 도핑 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma doping apparatus, and more particularly, to a plasma doping apparatus to which a high frequency voltage is applied to a susceptor.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 반도체 소자를 이용한 차세대 전지로서 각광받고 있다.Recently, with the anticipation of depletion of existing energy sources such as oil and coal, there is increasing interest in alternative energy to replace them. Among them, solar cells are in the spotlight as next generation batteries using semiconductor devices that directly convert solar energy into electrical energy.

즉, 태양전지란 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서, 그 구성 물질에 따라서 실리콘 태양전지, 박막 태양전지, 염료감응 태양전지 및 유기고분자 태양전지 등으로 구분될 수 있으며, 그 중 실리콘 태양전지가 주류를 이루고 있다.In other words, a solar cell is a device that converts light energy into electrical energy using a photovoltaic effect, and according to the material of the solar cell, such as a silicon solar cell, a thin film solar cell, a dye-sensitized solar cell and an organic polymer solar cell. Among them, silicon solar cells are the mainstream.

한편, 종래는 실리콘 태양전지에서 광기전력 효과를 발생시키기 위한 p-n접합의 형성을 액상 소스를 이용하여 확산로에서 진행하였으나, 이는 도핑 프로파일 조절이나 원하는 양의 도판트를 주입하기 어려운 점이 있으며, 태양전지의 고효율화를 위해 고저항의 에미터를 형성하는데 있어서 산포 관리가 어려울 수 있다. 또한, 박형 웨이퍼의 경우는 확산로에서 깨짐이 발생하여 수율이 저하될 수 있다.On the other hand, conventionally, the formation of a pn junction for generating a photovoltaic effect in a silicon solar cell in the diffusion furnace using a liquid source, but it is difficult to control the doping profile or inject a desired amount of dopant, solar cell Scatter management can be difficult to form high-resistance emitters for high efficiency. In addition, in the case of thin wafers, cracks may occur in the diffusion path, and thus the yield may be reduced.

본 발명의 목적은 박형 웨이퍼의 p-n접합 형성시 수율이 향상될 수 있는 플라즈마 도핑 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a plasma doping apparatus that can improve the yield when forming a p-n junction of a thin wafer.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 도핑 장치는, 밀폐되는 처리공간을 제공하는 챔버, 챔버 내에 위치하고 기판이 안착되는 서셉터 및 서셉터와 대향하는 샤워헤드를 포함하고, 서셉터에는 고주파 전압이 인가된다.Plasma doping apparatus according to the present invention for achieving the above object includes a chamber for providing a processing space to be sealed, a susceptor located in the chamber and a showerhead facing the susceptor, the susceptor is a high frequency Voltage is applied.

또한, 서셉터의 외주변은 음의 전하를 띌 수 있다.In addition, the outer periphery of the susceptor can carry a negative charge.

또한, 서셉터는 제1 냉각라인을 포함할 수 있다.In addition, the susceptor may include a first cooling line.

또한, 서셉터의 하면 및 측면에 절연층이 형성될 수 있다.In addition, an insulating layer may be formed on the bottom and side surfaces of the susceptor.

또한, 서셉터의 중심에 고정되어 서셉터의 높이 위치를 조정할 수 있는 지지부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a support part fixed to the center of the susceptor to adjust the height position of the susceptor.

또한, 샤워헤드는, 내부에 원료가스가 확산되는 확산공간이 형성되며, 확산된 원료가스를 균일하게 분배하는 분배판과 분배판에 의해 균일하게 분배된 원료가스를 서셉터 측으로 분사하는 분사판을 포함할 수 있다.In addition, the shower head has a diffusion space in which the source gas is diffused, and a distribution plate for uniformly distributing the diffused source gas and a jet plate for injecting the source gas uniformly distributed by the distribution plate to the susceptor side. It may include.

여기서, 분사판의 상부에는 냉각판을 더 포함할 수 있다.Here, the upper portion of the jet plate may further include a cooling plate.

또한, 기판은 태양전지용 p형 웨이퍼이고, 원료가스는 PH3 가스일 수 있다.In addition, the substrate is a p-type wafer for solar cells, the source gas may be a PH 3 gas.

또한, 기판은 태양전지용 n형 웨이퍼이고, 원료가스는 B2H6 가스일 수 있다.In addition, the substrate is an n-type wafer for solar cells, the source gas may be a B 2 H 6 gas.

또한, 챔버의 내벽과 샤워헤드의 외벽 사이에 차단막을 포함할 수 있다.In addition, a blocking film may be included between the inner wall of the chamber and the outer wall of the shower head.

본 발명에 따르면, 플라즈마 소스를 이용하여 기판에 도판트를 도핑함으로써 박형 웨이퍼의 p-n접합 형성시 수율이 향상될 수 있으며, 서셉터에 고주파 전압이 인가되어 도판트의 도핑 시 이온의 직진성을 높일 수 있다.According to the present invention, the dopant is doped to the substrate by using a plasma source, the yield can be improved when forming the pn junction of the thin wafer, and the high frequency voltage is applied to the susceptor to increase the linearity of the ions when doping the dopant. have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 도핑 장치를 도시한 도,
도 2는 서셉터에 가해지는 고주파 전압의 파형을 도시한 도, 그리고
도 3은 고주파 전압의 인가시 서셉터의 상태를 도시한 도이다.1 illustrates a plasma doping apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 shows a waveform of a high frequency voltage applied to a susceptor, and
3 is a diagram illustrating a state of the susceptor upon application of a high frequency voltage.

이하의 도면에서, 각 구성요소의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함하며, 각 구성요소의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 각 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In the following drawings, "on" or "under" of each component includes both "directly" or "indirectly" through other components, each of which is formed Criteria for the top or bottom of the component will be described with reference to the drawings. In addition, each component is exaggerated, omitted or schematically illustrated for convenience and clarity of description, the size of each component does not reflect the actual size entirely.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 도핑 장치를 도시한 도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 도핑 장치(100)는 밀폐되는 처리공간을 제공하는 챔버(110), 챔버(110) 내에 위치하고 도펀트를 도핑하고자 하는 기판(180)이 안착되는 서셉터(120) 및 서셉터(120)와 대향하는 샤워헤드(130)를 포함할 수 있다.1 is a view showing a plasma doping apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the plasma doping apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a chamber 110 that provides a processing space enclosed therein, and a substrate 180 positioned in the chamber 110 and trying to dope a dopant is seated. And a showerhead 130 facing the susceptor 120 and the susceptor 120.

챔버(110)는 외부와 차단되는 반응공간을 제공하며, 몸체(112)와 몸체(112)와 결합하는 덮개(114)로 이루어질 수 있다.The chamber 110 may provide a reaction space that is blocked from the outside, and may include a body 112 and a cover 114 coupled to the body 112.

몸체(112)는 예를 들어 내면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지고, 그 내부에 서셉터(120)가 위치한다. 몸체(112)는 예를 들어 절삭 가공 등에 의해 상자 등의 모양으로 일체적으로 형성될 수 있다. 또한, 몸체(112)는 접지(Ground)될 수 있고, 몸체(112)의 하부에는 챔버(110) 내의 공기 또는 가스가 배기 되는 적어도 하나의 배기구(116)가 형성될 수 있다. The body 112 is made of anodized aluminum, for example, and has a susceptor 120 therein. The body 112 may be integrally formed into a box or the like by, for example, cutting. In addition, the body 112 may be grounded, and at least one exhaust port 116 through which air or gas in the chamber 110 is exhausted may be formed below the body 112.

배기구(116)는 배기 장치(미도시)와 접속된다. 배기 장치(미도시)는 예를 들면, 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 구비하고, 이것에 의해 챔버(110) 내를 소정의 감압 분위기까지 진공 흡인할 수 있다.The exhaust port 116 is connected to an exhaust device (not shown). The exhaust device (not shown) includes, for example, a vacuum pump such as a turbo molecular pump, whereby the inside of the chamber 110 can be vacuum sucked up to a predetermined reduced pressure atmosphere.

덮개(114)는 몸체(112)와 같은 재질, 예를 들면 내면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등에 의해 형성되고, 내측에 샤워헤드(130)가 위치할 수 있다. The cover 114 is formed of the same material as the body 112, for example, an inner surface of anodized aluminum, and the like, and a shower head 130 may be located inside.

한편, 덮개(114)와 몸체(112)가 접촉하는 접촉부위에는 오링 등의 실(Seal)재가 배치되어 챔버(110)는 밀폐되는 처리공간을 형성할 수 있다.Meanwhile, a seal material such as an O-ring may be disposed at a contact portion at which the cover 114 and the body 112 contact, such that the chamber 110 may form a processing space in which the chamber 110 is sealed.

서셉터(120)는 챔버(110)의 하부에 수평하게 위치하며, 챔버(110)로 반입되는 기판(180)이 안착 될 수 있다. 여기서 기판(180)은 반대 도전형의 불순물이 도핑하고자 하는 p형 웨이퍼 또는 n형 웨이퍼 일 수 있다. 또한, 서셉터(120)는 정전기력, 진공력, 또는 마그네틱력 등을 이용하여 기판(180)이 도핑 처리되는 동안 안착된 기판(180)을 고정할 수 있다. The susceptor 120 is horizontally positioned below the chamber 110, and the substrate 180 loaded into the chamber 110 may be seated. Herein, the substrate 180 may be a p-type wafer or an n-type wafer to be doped with an impurity of opposite conductivity type. In addition, the susceptor 120 may fix the seated substrate 180 while the substrate 180 is doped by using electrostatic force, vacuum force, or magnetic force.

이러한 서셉터(120)는 예를 들면 알루미늄이나 스테인리스강(SUS) 등의 도전성 재료로 형성될 수 있으며, 열을 발생하는 히터(미도시)를 포함하여 기판(180)을 설정된 온도까지 가열할 수 있다. 또한, 제1 냉각라인(122)을 포함하여 냉매를 순환시켜 공냉식, 또는 수냉식으로 기판(180)을 냉각시킬 수도 있다. The susceptor 120 may be formed of, for example, a conductive material such as aluminum or stainless steel (SUS), and may heat the substrate 180 to a predetermined temperature, including a heater (not shown) that generates heat. have. In addition, the substrate 180 may be cooled by air cooling or water cooling by circulating a refrigerant including the first cooling line 122.

한편, 도시하지는 않았으나, 서셉터(120)의 하면 및 측면에는 절연층이 형성되어 플라즈마 처리시 이상 방전이 방지될 수 있다.Although not shown, an insulating layer may be formed on the bottom and side surfaces of the susceptor 120 to prevent abnormal discharge during plasma processing.

지지부(124)는 서셉터(120)의 중심에 고정되어 서셉터(120)를 상하로 움직일 수 있으며, 외부의 고주파 전압이 서셉터(120)로 인가될 때 이의 통로로 사용될 수 있다. The support 124 may be fixed to the center of the susceptor 120 to move the susceptor 120 up and down, and may be used as a passage thereof when an external high frequency voltage is applied to the susceptor 120.

샤워헤드(130)는 챔버(110)의 상부에 배치되어 서셉터(120)의 상부에서, 서셉터(120)와 평행하고 또한 서셉터(120)에 대향하여 배치된다.The showerhead 130 is disposed above the chamber 110 and disposed above the susceptor 120, parallel to the susceptor 120 and opposite the susceptor 120.

샤워헤드(130)에는 외부로부터 공급되는 원료가스의 공급관(190)이 연결되어 원료가스가 공급된다. 일 예로, 원료가스는 p형 웨이퍼에 n형 도판트를 도핑하고자 할 때는 PH3 가스 등일 수 있으며, 반대로 n형 웨이퍼에 p형 도판트를 도핑하는 경우는 B2H6 가스 등일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.The shower head 130 is connected to the supply pipe 190 of the source gas supplied from the outside to supply the source gas. For example, the source gas may be a PH 3 gas or the like to dope an n-type dopant on a p-type wafer, and conversely, when the p-type dopant is dope on an n-type wafer, the source gas may be a B 2 H 6 gas. It is not limited.

샤워헤드(130)의 내부에는 공급관(190)을 통해 공급되는 원료가스가 확산되는 확산공간이 형성되며, 확산공간의 하부에는 확산공간에서 확산된 원료가스를 균일하게 분배하는 분배판(140)이 배치된다. 분배판(140)은 균일한 간격으로 이격되는 복수의 제1 관통구(142)를 포함한다. 또한, 분배판(140)의 하측에는 분배판(140)에 의해 균일하게 분배된 원료가스를 서셉터(120) 측으로 분사하는 분사판(160)이 배치되고, 분사판(160)은 서로 균일한 간격으로 이격되는 복수의 제2 관통구(162)를 포함한다.In the shower head 130, a diffusion space in which the source gas supplied through the supply pipe 190 is diffused is formed. A distribution plate 140 uniformly distributes the source gas diffused in the diffusion space is provided below the diffusion space. Is placed. The distribution plate 140 includes a plurality of first through holes 142 spaced at uniform intervals. In addition, the lower side of the distribution plate 140, the injection plate 160 for injecting the raw material gas uniformly distributed by the distribution plate 140 to the susceptor 120 side is disposed, the injection plate 160 is uniform with each other It includes a plurality of second through holes 162 spaced apart from each other.

또한, 분사판(160)의 상부에는 분사판(160)을 냉각시키는 냉각판(150)이 위치할 수 있다. 냉각판(150)은 제2 냉각라인(152)이 내장되어 샤워헤드(130)에 고주파 전원이 인가됨에 따라 가열되는 샤워헤드(130)를 냉각시켜 샤워헤드(130)의 온도를 조절할 수 있다. 이러한 냉각판(150)에는 제2 관통구(162)와 대응하는 복수의 관통홀이 형성되는 것이 바람직하다.In addition, a cooling plate 150 for cooling the injection plate 160 may be positioned above the injection plate 160. The cooling plate 150 may adjust the temperature of the shower head 130 by cooling the shower head 130 that is heated as the second cooling line 152 is embedded and the high frequency power is applied to the shower head 130. In the cooling plate 150, a plurality of through holes corresponding to the second through holes 162 may be formed.

이러한, 샤워헤드(130)에는 고주파 전원이 인가되어 챔버(110) 내에서 원료가스의 플라즈마를 생성시키기 위한 전극으로도 기능한다.High frequency power is applied to the shower head 130 to function as an electrode for generating plasma of the source gas in the chamber 110.

한편, 챔버(110)의 내벽과 샤워헤드(130)의 외벽 사이에는 플라즈마가 샤워헤드(130)와 서셉터(120)가 위치한 공간 외로 확산 되는 것을 방지하는 차단막(170)이 형성될 수 있다.Meanwhile, a blocking film 170 may be formed between the inner wall of the chamber 110 and the outer wall of the shower head 130 to prevent plasma from spreading out of the space where the shower head 130 and the susceptor 120 are located.

도 2는 서셉터에 가해지는 고주파 전압의 파형을 도시한 도이며, 도 3은 고주파 전압의 인가시 서셉터의 상태를 도시한 도이다.FIG. 2 is a diagram illustrating waveforms of high frequency voltage applied to the susceptor, and FIG. 3 is a diagram illustrating a state of the susceptor when the high frequency voltage is applied.

도 1 내지 도 3을 참조하여 도 1의 플라즈마 도핑 장치(100)의 동작을 설명하면, 우선, 도핑하고자 하는 기판(180)이 반송 장치(미도시)에 의해 챔버(110) 내로 반입되고, 서셉터(120) 상에 안착 된다. 기판(180)은 태양전지용 p형 웨이퍼 또는 n형 웨이퍼 일 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, the operation of the plasma doping apparatus 100 of FIG. 1 will be described. First, the substrate 180 to be doped is carried into the chamber 110 by a transfer device (not shown). It is seated on the acceptor 120. The substrate 180 may be a p-type wafer or an n-type wafer for solar cells.

그 후, 배기구(116)와 연결된 진공 펌프를 통해 챔버(110) 내를 소정의 감압 분위기까지 진공 흡인한다. 다음으로, 원료가스 공급관(190)를 통하여 원료가스가 주입된다. 주입된 원료가스는 컨트롤러에 의해 유량이 제어된다. Thereafter, the inside of the chamber 110 is evacuated to a predetermined reduced pressure atmosphere through a vacuum pump connected to the exhaust port 116. Next, the raw material gas is injected through the raw material gas supply pipe 190. The injected raw material gas is controlled by the controller for the flow rate.

원료가스는 일 예로, p형 웨이퍼에 n형 도판트를 도핑하고자 할 때는 PH3 가스 등일 수 있으며, 반대로 n형 웨이퍼에 p형 도판트를 도핑하는 경우는 B2H6 가스 등일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.The source gas may be, for example, a PH 3 gas when the n-type dopant is to be doped into the p-type wafer, and conversely, when the p-type dopant is doped into the n-type wafer, it may be a B 2 H 6 gas. It is not limited.

한편, 주입된 원료가스는 샤워헤드(130)의 확산 공간에서 균일하게 확산 된 후 분배판(140)과 분사판(160)을 거쳐 챔버(110) 내로 분사된다. Meanwhile, the injected source gas is uniformly diffused in the diffusion space of the shower head 130 and then injected into the chamber 110 through the distribution plate 140 and the injection plate 160.

이 상태에서, 고주파 전원이 샤워헤드(130)에 인가되어 플라즈마의 발화 및 유지에 대한 에너지를 공급한다. In this state, high frequency power is applied to the showerhead 130 to supply energy for ignition and maintenance of the plasma.

또한, 서셉터(120)에도 고주파 전압이 공급된다. 도 2는 서셉터(120)에 가해지는 고주파 전압의 파형을 도시한 도이고, 도 3은 고주파 전압의 인가시 서셉터(120)의 상태를 도시한 도로, 서셉터(120)에 공급되는 고주파 전압은 도 2에 도시된 바와 같이 일정한 주기를 가지고, 위상이 변하는 형태이다. 예컨데, 고주파 전압은 13.56MHz의 고주파 전압일 수 있다.In addition, a high frequency voltage is also supplied to the susceptor 120. 2 is a diagram showing a waveform of a high frequency voltage applied to the susceptor 120, Figure 3 is a road showing the state of the susceptor 120 when the high frequency voltage is applied, the high frequency supplied to the susceptor 120 As shown in FIG. 2, the voltage has a constant period and is in a form of changing phase. For example, the high frequency voltage may be a high frequency voltage of 13.56 MHz.

도 3을 참조하면, 고주파 전압은 고주파 전압을 제어하는 매칭 회로(126) 및 고주파 전압을 필터링하는 필터(125)를 거쳐 서셉터(120)로 인가된다. 매칭 회로(126)는 고주파 전압의 임피던스를 조절하며, 필터(125)는 서로 다른 주파수를 가지는 전원의 상호 영향을 방지한다.Referring to FIG. 3, the high frequency voltage is applied to the susceptor 120 through a matching circuit 126 that controls the high frequency voltage and a filter 125 that filters the high frequency voltage. The matching circuit 126 adjusts the impedance of the high frequency voltage, and the filter 125 prevents mutual influence of power sources having different frequencies.

한편, 지지부(124)는 서셉터(120)의 중심에 고정되어 서셉터(120)의 높이 위치를 조정할 수 있으며, 외부의 고주파 전압이 서셉터(120)로 인가될 때 이의 통로로 사용될 수 있는바, 고주파 전압은 지지부(124)를 통해 서셉터(120)로 인가될 수도 있다. On the other hand, the support 124 is fixed to the center of the susceptor 120 can adjust the height position of the susceptor 120, when the external high frequency voltage is applied to the susceptor 120 can be used as a passage thereof The high frequency voltage may be applied to the susceptor 120 through the support 124.

서셉터(120)로 인가된 고주파 전압은 위상이 주기적으로 바뀌게 되는데, 이에 따라 서셉터(120)가 양극을 띄는 경우는 서셉터(120) 주변의 전자들이 전기적 인력에 의해 서셉터(120)로 끌려오며, 반대로 서셉터(120)가 음극을 띄는 경우는 양이온이 끌려오게 된다.The phase of the high frequency voltage applied to the susceptor 120 is periodically changed. Accordingly, when the susceptor 120 has a positive polarity, electrons around the susceptor 120 are moved to the susceptor 120 by electrical attraction. When the susceptor 120 has a cathode, the positive ions are attracted.

이러한 전기적 인력이 주기적으로 반복되는 경우, 양이온과 전자의 질량 차이에 의해 결과적으로 더 많은 전자가 서셉터(120)에 모이게 되며, 자연스럽게 서셉터(120)의 외주변은 음의 전하를 띄게 된다.If the electrical attraction is repeated periodically, as a result of the mass difference between the cation and the electrons, more electrons are collected in the susceptor 120, and the outer periphery of the susceptor 120 naturally has a negative charge.

따라서, 서셉터(120) 상의 기판(180)에 도판트의 도핑 시, 서셉터(120) 주변은 음극의 분위기가 형성되어 있으므로, 도판트의 직진성이 향상되고, 도핑을 위한 이온 가속 에너지를 공급할 수 있다.Accordingly, when the dopant is doped to the substrate 180 on the susceptor 120, since the atmosphere of the cathode is formed around the susceptor 120, the linearity of the dopant is improved and ion acceleration energy for doping may be supplied. Can be.

도핑을 완료한 후에는, 샤워헤드(130)로의 고주파 전원의 인가를 정지하고, 가스 도입을 정지한다. 또한, 챔버(110) 내의 압력을 상승시킨 후, 반송 장치(미도시)에 의해 서셉터(120)로부터 기판(180)을 외부로 반출한다. 이상의 조작에 의해, 기판(180)에 대한 도핑 처리가 완료된다.After the doping is completed, application of the high frequency power to the shower head 130 is stopped, and gas introduction is stopped. Moreover, after raising the pressure in the chamber 110, the board | substrate 180 is taken out from the susceptor 120 by a conveying apparatus (not shown). By the above operation, the doping process for the substrate 180 is completed.

따라서, 본 발명에 따르면 플라즈마 소스를 이용하여 기판(180)에 도판트를 도핑함으로써 종래의 열확산 공정을 이용하지 않으므로 제공 공정의 비용이 절감될 수 있고, 특히 박형 웨이퍼의 p-n접합 형성시 깨짐 등을 방지하여 수율이 향상될 수 있다.Therefore, according to the present invention, since the dopant is doped to the substrate 180 using a plasma source, the conventional thermal diffusion process is not used, and thus the cost of the provision process can be reduced. The yield can be improved.

또한, 서셉터(120)에 고주파 전압이 인가됨에 따라, 도판트의 도핑 시 이온의 직진성을 향상시킬 수 있어, 도핑을 효과적으로 수행할 수 있다.In addition, as the high frequency voltage is applied to the susceptor 120, the linearity of the ions may be improved during the doping of the dopant, thereby effectively performing the doping.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

100 : 플라즈마 도핑 장치 110 : 챔버
112 : 몸체 114 : 덮개
120 : 서셉터 122 : 제1 냉각라인
124 : 지지부 130 : 샤워헤드
140 : 분배판 142 : 제1 관통구
150 : 냉각판 152 : 제2 냉각라인
160 : 분사판 162 : 제2 관통구
170 : 차단막 180 : 기판
190 : 공급관100 plasma doping apparatus 110 chamber
112: body 114: cover
120: susceptor 122: first cooling line
124: support 130: shower head
140: distribution plate 142: first through hole
150: cooling plate 152: second cooling line
160: jet plate 162: second through hole
170: blocking film 180: substrate
190: supply pipe

Claims (15)

밀폐되는 처리공간을 제공하는 챔버;
상기 챔버 내에 위치하고 기판이 안착되는 서셉터; 및
상기 서셉터와 대향하는 샤워헤드;를 포함하고,
상기 서셉터에는 고주파 전압이 인가되는 플라즈마 도핑 장치.A chamber providing a closed treatment space;
A susceptor located in the chamber and having a substrate seated thereon; And
And a showerhead facing the susceptor.
And a high frequency voltage is applied to the susceptor. 제1항에 있어서,
상기 서셉터의 외주변은 음의 전하를 띄는 플라즈마 도핑 장치.The method of claim 1,
The outer periphery of the susceptor has a negative charge plasma doping apparatus. 제1항에 있어서,
상기 서셉터는 제1 냉각라인을 포함하는 플라즈마 도핑 장치.The method of claim 1,
The susceptor includes a first cooling line. 제1항에 있어서,
상기 서셉터의 하면 및 측면에 절연층이 형성된 플라즈마 도핑 장치.The method of claim 1,
Plasma doping apparatus having an insulating layer formed on the bottom and side surfaces of the susceptor. 제1항에 있어서,
상기 서셉터의 중심에 고정되어 상기 서셉터의 높이 위치를 조정할 수 있는 지지부를 더 포함하는 플라즈마 도핑 장치.The method of claim 1,
And a support portion fixed to the center of the susceptor to adjust a height position of the susceptor. 제1항에 있어서,
상기 샤워헤드는, 내부에 원료가스가 확산되는 확산공간이 형성되며, 상기 확산된 원료가스를 균일하게 분배하는 분배판과 상기 분배판에 의해 균일하게 분배된 상기 원료가스를 상기 서셉터 측으로 분사하는 분사판을 포함하는 플라즈마 도핑 장치.The method of claim 1,
The shower head has a diffusion space in which the source gas is diffused, and the shower head is configured to spray the source gas uniformly distributed by the distribution plate and the source gas uniformly distributed by the distribution plate. Plasma doping apparatus comprising a jet plate. 제6항에 있어서,
상기 분사판의 상부에는 냉각판을 더 포함하는 플라즈마 도핑 장치.The method of claim 6,
Plasma doping apparatus further comprises a cooling plate on top of the jet plate. 제6항에 있어서,
상기 기판은 태양전지용 p형 웨이퍼이고, 상기 원료가스는 PH3 가스인 플라즈마 도핑 장치.The method of claim 6,
The substrate is a p-type wafer for solar cells, the source gas is a PH 3 gas plasma doping apparatus. 제6항에 있어서,
상기 기판은 태양전지용 n형 웨이퍼이고, 상기 원료가스는 B2H6 가스인 플라즈마 도핑 장치.The method of claim 6,
The substrate is an n-type wafer for solar cells, the source gas is a B 2 H 6 gas plasma doping apparatus. 제1항에 있어서,
상기 챔버의 내벽과 상기 샤워헤드의 외벽 사이에 차단막을 포함하는 플라즈마 도핑 장치.The method of claim 1,
And a blocking layer between the inner wall of the chamber and the outer wall of the shower head. 플라즈마 도핑 장치의 챔버 내의 서셉터 상에 태양전지 웨이퍼를 안착하는 단계;
상기 플라즈마 도핑 장치의 샤워헤드를 통해 상기 챔버 내로 원료가스를 분사하고, 상기 샤워헤드에 고주파 전원을 인가하여 상기 원료가스의 플라즈마를 발생하는 단계; 및
상기 서셉터에 고주파 전압을 인가하는 단계;를 포함하는 태양전지 웨이퍼의 도핑방법.Mounting a solar cell wafer on a susceptor in a chamber of a plasma doping apparatus;
Injecting a source gas into the chamber through a shower head of the plasma doping apparatus and generating a plasma of the source gas by applying a high frequency power to the shower head; And
And applying a high frequency voltage to the susceptor. 제11항에 있어서,
상기 서셉터의 외주변은 음의 전하를 띄는 태양전지 웨이퍼의 도핑방법.The method of claim 11,
The outer periphery of the susceptor has a negative charge doping method of a solar cell wafer. 제11항에 있어서,
상기 태양전지 웨이퍼는 p형 웨이퍼이고, 상기 원료가스는 PH3 가스인 태양전지 웨이퍼의 도핑방법.The method of claim 11,
The solar cell wafer is a p-type wafer, the source gas is a PH 3 gas doping method of a solar cell wafer. 제11항에 있어서,
상기 태양전지 웨이퍼는 n형 웨이퍼이고, 상기 원료가스는 B2H6 가스인 태양전지 웨이퍼의 도핑방법.The method of claim 11,
The solar cell wafer is an n-type wafer, the source gas is a B 2 H 6 gas doping method for a solar cell wafer. 제11항에 있어서,
상기 태양전지 웨이퍼는 정전기력, 진공력, 또는 마그네틱력에 의해 상기 서셉터에 고정되는 태양전지 웨이퍼의 도핑방법.The method of claim 11,
And the solar cell wafer is fixed to the susceptor by electrostatic force, vacuum force, or magnetic force.
KR1020100123691A 2010-12-06 2010-12-06 Apparatus for plasma doping KR20120062430A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100123691A KR20120062430A (en) 2010-12-06 2010-12-06 Apparatus for plasma doping

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100123691A KR20120062430A (en) 2010-12-06 2010-12-06 Apparatus for plasma doping

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120062430A true KR20120062430A (en) 2012-06-14

Family

ID=46683380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100123691A KR20120062430A (en) 2010-12-06 2010-12-06 Apparatus for plasma doping

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120062430A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102337183B1 (en) * 2020-06-03 2021-12-09 한국전력공사 Apparatus and Method for manufacturing thin film solar cell

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102337183B1 (en) * 2020-06-03 2021-12-09 한국전력공사 Apparatus and Method for manufacturing thin film solar cell
KR20210150325A (en) * 2020-06-03 2021-12-10 한국전력공사 Apparatus and Method for manufacturing thin film solar cell
KR20210150322A (en) * 2020-06-03 2021-12-10 한국전력공사 Apparatus and Method for manufacturing thin film solar cell
KR20210150324A (en) * 2020-06-03 2021-12-10 한국전력공사 Apparatus and Method for manufacturing thin film solar cell
KR20210150320A (en) * 2020-06-03 2021-12-10 한국전력공사 Apparatus and Method for manufacturing thin film solar cell
KR20210150323A (en) * 2020-06-03 2021-12-10 한국전력공사 Apparatus and Method for manufacturing thin film solar cell
KR20210150321A (en) * 2020-06-03 2021-12-10 한국전력공사 Apparatus and Method for manufacturing thin film solar cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101451244B1 (en) Liner assembly and substrate processing apparatus having the same
KR101434886B1 (en) Plasma grid implant system for use in solar cell fabrications
US20080295772A1 (en) Chemical vapor deposition apparatus and plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus
KR20130026489A (en) Control apparatus for plasma immersion ion implantation of a dielectric substrate
KR101957832B1 (en) Substrate processing apparatus
KR20100004857A (en) Dry etching apparatus
KR20080100057A (en) Manufacturing method of crystalline silicon solar cell and manufacturing apparatus and system for the same
KR20090004972U (en) Heating and cooling of substrate support
KR20100059954A (en) A patterned assembly for manufacturing a solar cell and a method thereof
KR101279353B1 (en) Plasma Generating Apparatus
KR20100040037A (en) Transporting tray for substrate and vacuum processing apparatus having the same
KR101373746B1 (en) Apparatus for Processing Substrate Using Plasma
KR100952313B1 (en) Unit for supplying source and method for supplying source and apparatus for depositioning thin film
JPWO2010074283A1 (en) Method for forming passivation film and method for manufacturing solar cell element
KR101806966B1 (en) Polycrystalline silicon layer deposition equipment of solar cell
KR20120062430A (en) Apparatus for plasma doping
KR101614032B1 (en) Substrate processing apparatus
KR20090016232A (en) Plasma processing apparatus for film deposition and deposition method of micro crystalline silicon layer using the same
KR101555955B1 (en) Method for manufacturing Wafer type Solar Cell
KR101045216B1 (en) Substrate processing apparatus
KR20100113774A (en) Substrate processing apparatus
CN101922046B (en) Plasma immersion implantation device
KR101240538B1 (en) Apparatus for Controlling Temperature of Substrate, Deposition Apparatus having the same and Method for Manufacturing Solar Cell using the same
KR101232597B1 (en) Substrate processing apparatus
KR20120025656A (en) Apparatus for generation plasma

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application