KR20120107008A - 실리콘 기반 박막 태양 전지용 증착 박스 - Google Patents
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Abstract
실리콘-기반 박막 태양 전지용 가동 증착 박스(02)는 가동 챔버 내에 설치되는 적어도 캐소드 판들(203)의 그룹 및 애노드 판(208)의 일편으로 구성되는 전극 어레이를 포함한다. 공급 소켓(203-1)은 캐소드 판들(203) 이면 상의 중심 영역 내의 원형 또는 반원형의 오목한 표면 상에 위치하며, 평편한 중간부를 갖는 공급 구성 요소(201)의 원형 또는 반원형 단부면(201-1)는 신호 공급 소켓(203-1)과 접촉하고 RF/VHF 전원 신호를 공급하며, 애노드 판(208)은 접지되고, 캐소드 판의 차폐 커버(204)는 관통 구멍(204-1)을 갖고 캐소드 판(203)과 절연된다.
Description
본 발명은 일반적으로 태양 전지 기술에 관한 것으로 특히, 실리콘 기반 박막 태양 전지를 위해 VHF (27.12MHz~100MHz)로 구동되는 증착 박스에 관한 것이다.
현재, 실리콘 박막 태양 전지는 단일 결합 또는 다중 결합 광전지 PIN 막 층들을 구성하기 위해 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)을 종종 이용한다. 박막 태양 전지 산업에서는 이러한 형태의 RF(radio-frequency) 용량성 결합 병렬 판형 반응 장치가 공통적으로 사용되고 있다. PECVD와 같은 증착 공정은 전극 판 어레이와 함께 전극 판 구성 요소들을 통해 반응 챔버 내에서 수행된다. RF 용량성 결합 병령 전극 반응 챔버는 비정질 실리콘, 비정질 실리콘 게르마늄, 실리콘 카바이드, 질화 규소, 및 산화 규소 재료들 등의 다양한 형태의 넓은 면적의 박막 증착에 널리 사용되고 있다. 지지프레임을 갖는 산업상 널리 알려진 상기 전극은 지그, 홀더, 클램프 유닛, 또는 고정구라 불리고 상기 챔버 내 설치된 홀더(들)을갖는 플라즈마 화학 기상 증착 장치는 종종 증착 박스, 즉, 반응기라 불린다.
실리콘 박막 태양 전지 섹터는 태양 전지 산업의 중용한 분야이며, 병령 판 전극 용량성 방전 패턴은 태양 전지 산업의 핵심 장비 중 하나가 되었다. 또한, 13.56 MHz RF는 고생산 효율 및 저공정 비용으로 고속 비정질 실리콘 박막 증착에 널리 사용되고 있다. 실리콘 박막 기술에 대한 높아지는 요구와 함께, 마이크로 결정 및 나노 결정의 실리콘 박막 재료들이 보다 더 주목받고 있다.
그러나, 마이크로 결정화 환경에서, 13.56MHz RF에 의해 생성되는 프라즈마는 낮은 프라즈마 농도, 낮은 증착 속도, 목표 박막 두께 도달까지의 긴 증착 시간 및 중대한 배후 오염이 있을 수 있다. 이에 따라, 생산된 박막은 제품의 품질 및 성능에 심각한 영향을 입히는 높은 불순물 및 나쁜 광학 특성을 갖는다. 어떻게 고속으로 증착할 것인가는 본 산업을 성공적으로 지원하기 위한 결정화 실리콘 박막 기술의 핵심이다.
VHF(Very High Frequency)는 13.56MHz 의 2배 이상인 적정 주파수를 의미한다. 당업계에서, 주로 사용되는 VHF는 일반적으로 27.12~100MHz 범위 내에 있다. 그러나, 용량성 방전 모델에서, VHF의 의한 정상파 효과 및 표면 효과는 매우 명백하며, 이들 효과들은 구동 주파수가 증가할 때 보다 강화된다. 켈리포니아 주립대 M. A. Lieberman 교수는 이들 두 효과들에 관해 면밀히 연구했다. 그의 연구 결과는 균일한 박막의 VHF PECVD 증착을 위한 중요한 조건은 여기 주파수 (λ0)의 자유 공간 파장이 용량성 방전 전극 챔버 크기 인자(X) 보다 훨씬 커야하고, 침투 깊이(δ)는 두께 공차 인자(η0)보다 훨씬 커야 한다는 것을 보여 주고 있다. 예컨대, 1 m2의 방전 넓이에서 그리고 60 MHz의 여기 주파수에서, 
및이다. 따라서, 이러한 여기 주파수 하에서, 표면 효과 및 정상파 효과 매우 명백하며, 1m2의 전극 판 상에서 불규칙한 방전을 일으킨다. VHF(Very high frequency)에 의해 구동되는 넓은 영역의 균일한 방전을 어떻게 성취할 것인가는 결정화 실리콘 박막 기술을 위해 해결해야 할 기술적 과제들 중 하나이다.
이는 또한 업계에 큰 관심을 일으켰다. 2003 년에 미국 특허 공개 2003/0150562A1에 VHF에 의해 발생되는 불균등성을 개성하기 위한 용량성으로 결합된 방전에서 자기 거울을 사용하는 방법이 공개되었다. 중국 특허들 200710150227.4, 200710150228.9, 및 200710150229.3는 균일한 전기장들을 얻기 위해 VHF 신호들의 상이한 공급 형태들을 적용하는 3개의 VHF 전극 설계들을 공개하고 있다.
그러나, 다음의 문제들이 여전히 남아 있다: 1) VHF-PECVD 챔버 내의 전극들은 복잡한 설계 구조들을 갖는다; 2) 계속된 개량에 대한 한 이유는 챔버 및 전극들의 끊임없는 결합/분해 및 세척이 전극들의 비정상 변형을 일으킬 수 있다는 것이다; 3) 상기 특허들에 공개된 다점 공급 구조들은 이들은 개개의 공급 점들의 대칭적 경로들을 필요로 하는 작은 접촉 표면을 가질 수 있으며, 공급 점들 및 캐소드 판에서 접합 전도체들 사이의 접촉이 없을 수 있다. 특히, 효과적인 방전을 위해 접착 전도체 및 캐소들 판 사이에 고립용 차폐 부재를 필요로 할 수 있다. 이러한 구조적인 설계들은 비교적 엄격하고 실질적인 요건들을 가질 수 있으며, 균일한 방전을 위한 매우 많은 결정 인지들을 가질 수 있고, 분해 및 세척과 같은 실질적인 생산 요건들을 충촉시킬 수 없다.
따라서, 단일 점 공급이 업계에 의해 사용되는 장비를 위한 주류 설계가 되었다. 그러나, 정상파 효과 및 표면 효과로 인해, 현재의 단일 점 공급 구조는 고 공급 주파수를 증가시키기 위한 요건을 충촉시킬 수 없다. 이에 따라, 현재의 시장 요구를 충족시키고 비용을 절감할 수 있도록 보다 실질적인 현재의 증착 홀더를 만들기 위한 추가적인 개발 및 개선이 필요할 수 있다. 한편, 다중 유리들을 처리 또는 증착할 수 있는 CVD 홀더 시스템을 사용하는 것이 또한 트랜드이다. 따라서, 대량 생산의 요구를 충촉시키고 산업적 생산 단계로까지 도달할 수 있는 효과적인 VHF 공급 모델을 적용시키는 것이 업계에서는 매우 중요하다.
본 발명의 목적은 VHF 전원 구동 방전 시스템의 비균일성 문제의 해결과, 넓은 영역의 VHF-PECVD 전극 판 다중-판 어레이에 적용되는 전극 판 구성 요소를 갖는 전극 어레이의 새로운 개념적인 설계의 이용을 통해 균일한 전기장을 갖는 넓은 영역의 VHF-PECVD 증착 챔버를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명의 증착 박스 기술 해결책은 전극 판 구성 요소, 신호 공급 구성 요소, 및 챔버를 포함하며, 또한 캐소드 판의 차폐 커버를 포함하며, 상기 챔버는 롤러들을 갖는 가동 챔버이고, 그 안쪽에 상기 전극 판으로 구성되어 설치되는 전극 어레이가 설치된다. 공급 포트는 상기 전극 판 구성 요소의 이면 중심에 중공의 원형 또는 반원형 영역 내에 위치하며; 표면 접촉에 의해 상기 원형 또는 반원형 형상의 공급 포트와 연결되는 상기 신호 공급 구성 요소는 공급 RF(Radio Frequency) 또는 VHF(Very High Frequency) 전원 신호들의 음의 전극에 연결된다. 상기 캐소드 판의 상기 차폐 커버는 관통 구멍을 갖는다. 상기 캐소드 판 및 상기 차폐 커버 사이는 절연되며, 그리고 상기 전극 어레이는 적어도 하나의 세트 캐소드 판과 하나의 애노드 판을 포함한다.
상기 증착 박스의 해결책에서 언급하고 있는 캐소드 판들 및 애노드 판의 세트는 상기 애노드 판의 양 측면으로 대향하는 대칭적으로 배열된 캐소드 판들의 두개의 효과적으로 방전하는 측면들에 적용된다. 상기 캐소드 판은 단일 측면 방전을 위해 사용되며, 상기 캐소드 판의 차폐 커버는 세라믹 절연 층 및 차폐 층을 포함한다. 상기 차폐 커버는 상기 캐소드 판의 전체 이면 및 측면 표면을 덮는다.
상기 전극들은 특정 방전 공간을 갖는 상기 전극 어레이를 형성하기 위해 차폐 커버들 및 다중 접지 애노드 판들을 포함한다.
상기 차폐 커버는 RF/VHF 전원 신호들을 공급하기 위한 상기 캐소드 판 이면 및 상기 주변 측면들의 상기 중심 위치의 차폐를 포함한다. 상기 신호 공급 구성 요소는 구리 공급 코어, 상기 절연 층 및 상기 밖의 차폐 층을 포함한다.
상기 신호 공급 구성 요소는 Z 형상을 갖는다. 요부는 고온 내성 세라믹 절연 층을 가지며, 금속 공급 코어는 RF/VHF 공급 라인들의 컨넥터이다. 상기 신호 공급 요소의 일단은 상기 RF/VHF 전원 신호 및 전원 매칭 디바이스의 음의 출력 포트와 연결된다.
본 발명의 해결책은 방법을 제공하며, 여기서 전극 판 구성 요소, 공급 구성 요소 챔버는 신호 공급 모드를 형성하며, 전극 어레이는 롤러들을 갖는 가동 챔버 내에 장착된다. 상기 전극 어레이는 캐소드 판들 및 하나의 애노드 판의 적어도 한 세트를 포함한다. 공급 포트는 상기 전극 판 구성 요소 이면 중심의 중공의 원형 또는 반원형 영역 내에 위치하며, 공급 구성 요소는 표면 접촉을 통해 원형 또는 반원형 오목한 표면 내의 캐소드 판과 연결된다. 또한, 상기 신호 공급 구성 요소의 일단은 원형 또는 반원 형상이고, RF/VHF 전원 신호들을 공급하기 위해 전극 판 구성 요소의 공급 포트와 표면 접촉한다.
본 발명의 해결책은 다수의 공급 구성 요소들 및 전극 판들의 세트들이 표면 접촉 모들을 통해 RF/VHF 전원 신호를 전원 판 공급 입구로 공급하여, 특정 방전 공간을 갖는 전극 어레이를 형성하는 것을 포함한다.
상기 공급 구성 요소는 Z 형상 금속 밸트 또는 스트립일 수 있으며, 요부는 고온 내성 세라믹 절연 층을 가지며, 금속 공급 코어는 RF/VHF 신호 공급 라인들의 컨덕터이다.
신호 공급 구성 요소의 일단은 RF/VHF 전원 신호 및 전원 매칭 디바이스의 음의 출력 포트와 연결된다.
측면 공급 모드를 갖는 슬롯 타입 캐소드 판과는 달리, 본 증착 박스 발명의 유익한 효과는 보다 높은 균일성, 보다 큰 방전 영역, 및 안정된 방전 성능을 얻을 수 있는 증착을 증착 박스에서 얻을 수 있으며, 연결 커패시턴스는 보다 작으며, 실제 방전 파워는 보다 크며, 전극 판 어레이들 사이의 라디오 주파수 간섭은 보다 작아지는 것을 포함한다. 또한, 단일 챔버 증착 시스템의 캐소드 판 중심-점-형태 공급 모드와 달리, 연결 커패시턴스는 보다 작고, 정상파 및 표면 효과는 보다 작으며, 일체화 어레이 형태 다중-챔버 증착을 얻을 수 있어 생산 효율 향상시킬 수 있다.
따라서, VHF 전원 공급 형태 및 전극 판 구조의 최적화를 통해, RF/VHF 방전 균일성의 해결책을 얻을 수 있으며, 그것은 결정화 실리콘 박막을 위한 고효율 준비 기술의 전제이다. 본 발명은 넓은 영역 균일한 방전을 위해 27.12MHz ~ 200MHz 범위의 파워 및 적절한 VHF 주파수들에 적용할 수 있다. 이러한 구조는 생산성을 크게 개선시키기 위해 그리고 태양 전지의 비용을 줄이기 위해 다중-유리 증착 시스템에 적용할 수 있다. 본 발명은 종래의 전극 설계 기술의 한계를 극복하고, 정상파 및 표면 효과와 같은 VHF 유도 효과를 효과적으로 제거하며, 산업적 응용 레벨로 균일한 방전을 개선한다.
도 1은 증착 박스 단면도.
도 2는 증착 박스 챔버 도면.
도 3은 도 1의 신호 공급 구성 요소(201)의 개략도.
도 4는 도 1의 캐소드 판(203)의 개략도.
도 5는 도 1의 캐소드 판 차폐(204)의 개략도.
도 6은 본 발명의 실시 예 1의 구조 스케치도.
도 7은 본 발명의 실시 예 2의 구조 스케치도.
도 8은 본 발명의 실시 예 3의 구조 스케치도.
도 1-8에서, 증착 박스(02)는 신호 공급 구성 요소(201), 절연 차폐 층(202), 캐소드 판(203), 캐소드 판 차폐 커버(204), 기판(206), 절연 스트립(207), 애노드 판(208), 접지 금속 안내 홈(209), 바닥 백-도어 판(211), 상부 백-도어 판(212), 가스 공동(214), 정면 도어 패널(215), 측면 프레임(216), 휠들 또는 롤러들(218), 가스 파이프라인(220), 및 바닥 베이스 판(221) 등으로 구성되어, 진공 챔버(01) 내에서의 가스 증착을 처리한다. 진공 챔버(01)는 가스 액세스 시스템의 공급 입구(101), 전원 공급 시스템 입구(102), 진공 챔버 도어(103), 트랙(104) 및 진공 시스템의 공급 입구(105)를 포함한다.
증착 박스의 발명은 표면 접촉 공급 모드를 통해 위의 제시된 발명 임무를 성취한다. 반응 챔버의 전극 구조의 복합, 전극의 용이한 변형, 접촉 면적의 소형, 공급 점들 사이의 경로 및 거리는 완전한 대칭 및 완전한 차폐를 요구 등과 같은 결정화 실리콘 박막의 VHF-PECVD 증착에서 다중-점 공급 기술로부터의 많은 문제들을 극복한다. 본 발명의 표면 공급 증착 박스는 이러한 문제들을 해결하며, 균일한 전기장을 갖는 넓은 영역의 챔버 방전을 얻을 수 있다. 그것은 특히 애노드 판의 듀얼 작업 표면들의 고효율 활용을 성취할 수 있다. 한편, 보다 많은 유리 편들을 처리 또는 증착하기 위한 CVD 증착 박스 시스템을 위해, 효율적인 VHF 표면 공급 모드가 적용되어, 산업적 생산 작동 공정을 성취하고 실리콘 기반 박막 태양 전지 대량 생산 필요성을 충족시킬 수 있다.
본 발명의 기여는 높은 증착 속도에서 VHF 전원에 의해 야기되는 박막 증착의 균일성 및 일관성 문제들에 근복적인 해결을 제공하는 것을 포함한다. 증착 박스(02)는 진공 챔버(01) 내에 위치하며, 증착 박스(02)는 전극 판들, 신호 공급 구성 요소, 챔버 및 캐소드 판 차폐 커버(204)를 포함한다. 병렬의 전극 판들은 캐소드 판(203) 및 애노드 판(208)을 포함한다. 캐소드 판의 공급 포트(203-1)는 원 형상이다. 신호 공급 구성 요소(201)는 계단 형상이며, 요부 단부 및 차폐 커버(204)를 갖는 캐소드 판(203)의 중간에 함몰된 원형의 공급 포트(203-1)와 연결되는 반원 단부(201-1)를 포함한다. 구성 요소의 요부는 용이한 설치를 위해 평편하고 보다 적은 공급 신호 손을 갖는다. 구성 요소의 타단(201-3)은 RF/VHF 전원의 음의 포트 및 전원 매칭 디바이스(도시하지 않음)와 연결되며, 계단 형상이다. 구성 요소의 단부는 반원 형성이며, 표면 접촉 모드에서 접지되고 절연 차폐(도시하지 않음)을 갖는 증착 박스 내에서 전극 판 구성 요소를 형성하기 위해 전극 판과 연결된다.
도 2는 증착 박스 챔버 도면.
도 3은 도 1의 신호 공급 구성 요소(201)의 개략도.
도 4는 도 1의 캐소드 판(203)의 개략도.
도 5는 도 1의 캐소드 판 차폐(204)의 개략도.
도 6은 본 발명의 실시 예 1의 구조 스케치도.
도 7은 본 발명의 실시 예 2의 구조 스케치도.
도 8은 본 발명의 실시 예 3의 구조 스케치도.
도 1-8에서, 증착 박스(02)는 신호 공급 구성 요소(201), 절연 차폐 층(202), 캐소드 판(203), 캐소드 판 차폐 커버(204), 기판(206), 절연 스트립(207), 애노드 판(208), 접지 금속 안내 홈(209), 바닥 백-도어 판(211), 상부 백-도어 판(212), 가스 공동(214), 정면 도어 패널(215), 측면 프레임(216), 휠들 또는 롤러들(218), 가스 파이프라인(220), 및 바닥 베이스 판(221) 등으로 구성되어, 진공 챔버(01) 내에서의 가스 증착을 처리한다. 진공 챔버(01)는 가스 액세스 시스템의 공급 입구(101), 전원 공급 시스템 입구(102), 진공 챔버 도어(103), 트랙(104) 및 진공 시스템의 공급 입구(105)를 포함한다.
증착 박스의 발명은 표면 접촉 공급 모드를 통해 위의 제시된 발명 임무를 성취한다. 반응 챔버의 전극 구조의 복합, 전극의 용이한 변형, 접촉 면적의 소형, 공급 점들 사이의 경로 및 거리는 완전한 대칭 및 완전한 차폐를 요구 등과 같은 결정화 실리콘 박막의 VHF-PECVD 증착에서 다중-점 공급 기술로부터의 많은 문제들을 극복한다. 본 발명의 표면 공급 증착 박스는 이러한 문제들을 해결하며, 균일한 전기장을 갖는 넓은 영역의 챔버 방전을 얻을 수 있다. 그것은 특히 애노드 판의 듀얼 작업 표면들의 고효율 활용을 성취할 수 있다. 한편, 보다 많은 유리 편들을 처리 또는 증착하기 위한 CVD 증착 박스 시스템을 위해, 효율적인 VHF 표면 공급 모드가 적용되어, 산업적 생산 작동 공정을 성취하고 실리콘 기반 박막 태양 전지 대량 생산 필요성을 충족시킬 수 있다.
본 발명의 기여는 높은 증착 속도에서 VHF 전원에 의해 야기되는 박막 증착의 균일성 및 일관성 문제들에 근복적인 해결을 제공하는 것을 포함한다. 증착 박스(02)는 진공 챔버(01) 내에 위치하며, 증착 박스(02)는 전극 판들, 신호 공급 구성 요소, 챔버 및 캐소드 판 차폐 커버(204)를 포함한다. 병렬의 전극 판들은 캐소드 판(203) 및 애노드 판(208)을 포함한다. 캐소드 판의 공급 포트(203-1)는 원 형상이다. 신호 공급 구성 요소(201)는 계단 형상이며, 요부 단부 및 차폐 커버(204)를 갖는 캐소드 판(203)의 중간에 함몰된 원형의 공급 포트(203-1)와 연결되는 반원 단부(201-1)를 포함한다. 구성 요소의 요부는 용이한 설치를 위해 평편하고 보다 적은 공급 신호 손을 갖는다. 구성 요소의 타단(201-3)은 RF/VHF 전원의 음의 포트 및 전원 매칭 디바이스(도시하지 않음)와 연결되며, 계단 형상이다. 구성 요소의 단부는 반원 형성이며, 표면 접촉 모드에서 접지되고 절연 차폐(도시하지 않음)을 갖는 증착 박스 내에서 전극 판 구성 요소를 형성하기 위해 전극 판과 연결된다.
실시 예 1
전극 판들이 수직으로 놓인다. 캐소드 판들은 원형의 공급 포트들을 가지며, 공급 구성 요소들은 평편한 요부들 및 반원형의 공급 인터페이스들을 갖는다.
본 실시 예의 원리를 도 1-6과 함께 설명한다. 증착 박스(02) 내에서, 두 개의 캐소드 판들(203)는 하나의 애노드 판(208)을 감싼다. PECVD 증착 시스템은 증기 증착 챔버, 가스 시스템, 전원 시스템, 진공 시스템, 가열 시스템, 제어 시스템 등으로 구성된다. 가스 시스템은 주로 증기 증착을 위해 상이한 가스들 및 가스 라인들을 제공한다. 전원 시스템은 주로 막 증착을 위한 프라즈마 방전을 위한 고주파 또는 초고주파 전원을 제공한다. 진공 시스템은 주로 진공 펌프 기기 및 진공 파이프라인들을 제공한다. 가열 시스템은 주로 증기 증착 챔버를 위한 열을 공급한다. 제어 시스템은 주로 증착 공정의 파라미터들을 제어한다. 증기 증착 챔버는 기판(206) 상에 가스들을 가지고 박막 증착을 실현하기 위한 장치이다.
증기 증착 챔버는 주로 진공 챔버(01) 및 스크롤 휠들(218) 및 접지 세팅을 갖는 증착 박스(02)를 포함한다. 진공 챔버(01)는 진공을 얻기 위해 사용된다. 증착 박스(02)는 프라즈마 방전 및 기판(206) 상에 P-I-N 박막 층들을 증착시키기 위해 사용된다. 증착 박스(02)는 캐소드 판(203), 캐소드 차폐 (204), 절연 스트립(207), 애노드 판(208), 신호 공급 구성 요소(201), 차폐 층(202), 바닥 판(221), 가스 챔버(214), 접지 금속 홈(209), 전방 도어 판(215), 상부 후방 도어 판(212), 바닥 후방 도어 판(211), 측면 프레임(216), 및 휠(218)을 포함한다. 측면 프레임(216)은 직사각형 후크 귀부(216-4)를 갖는 용접된 스테인리스 스틸 슬립로 형성된 사각형의 프레임이다. 측면 프레임(216)은 일체형 몸체를 형성하기 위해 상부의 가스 챔버(214) 및 하부의 바닥 판(221)과 연결된다. 가스 챔버(214) 및 바닥 판(221)의 반대편에 위치하는, 금속 홈(209)은 애노드 판(208), 캐소드 판(203), 및 캐소드 차폐(204)를 고정시킬 수 있다. 애노드 판(208)는 금속 홈(209)에 직접적으로 삽입 및 접촉하여, 캐소드 차폐(204)와 금속 홈(209)을 접촉시킨다. 절연 스립(207)은 캐소드(203) 및 캐소드 차폐(204) 사이에 고정되어 이들 두 부분들을 분리시킨다.
애노드 판(208) 및 차폐(204)는 금속 홈들(209)과 접촉하며, 접지를 위해 바닥 판(221)과 접촉한다. 원형의 공급 포트(203-1)는 캐소드 판의 중간 또는 중심 영역에 위치하고 판의 표면으로부터 함몰된다. 신호 공급 구성 요소(201)의 요부와 헤드부는 Z-형상을 형성한다. 또한, 신호 공급 구성 요소(201)는 캐소드 판의 중간의 함몰된 원형 포트를 라디오-주파수/고주파 신호 전원과 연결하기 위해 반원형 단부(203-1)를 갖는다. 캐소드 차폐(204)의 중간의 관통 구멍(204-1)이 공급 포트(203-1)와 대응하게 설치되고 캐소드 차폐(204)와 접촉없이 신호 공급 구성 요소(201)가 캐소드 판(203)으로부터 접근할 수 있게 한다. 신호 공급 구성 요소(201)의 다른 단부는 구멍(201-3)을 통해 전원 공급 포트(205)와 연결된다. 공급 구성 요소의 요부는 캐소드 차폐(204)와의 접촉을 피할 수 있도록 고온 내성 세라믹 절연 층(202)에 의해 덮힌다. 신호 공급 구성 요소는 우수한 전도성을 갖는 구리로 형성된다. 전방 도어 판(215)은 기판(206)이 증착 박스(02) 내에 위치시킨 후, 측면 프레임(216) 상의 후크 귀부(216-1)에 후크(215-2)를 매달고 Z-형상 소켓 안쪽으로 바닥 면을 삽입시킴으로써, 증착 박스(02)가 상대적으로 밀폐된 공간을 형성하게 할 수 있다. 증착 박스(02)는 트랙(104)을 통해 진공 챔버(01)로 밀수 있다. 따라서, 증착 박스(02) 상의 가스 파이프 라인(220)의 상부 주입구는 진공 챔버의 파이프 내로 삽입시킴으로써 진공 챔버(01)의 가스 시스템(101)의 주입구와 연결된다. 진공 챔버의 원하는 진공 상태를 진공 챔버(01) 내의 가동 챔버 도어(103)가 닫힌 후, 얻을 수 있다. 가스들은 진공 챔버로 공급되고 박막 증기 증착이 진행된다.
실시 예 2
전극 판들은 수직으로 위치한다. 캐소드 판들은 원형의 공급 포트들을 갖는다. 공급 구성 요소들은 판형의 요부들과 반원형의 공급 인터페이스를 갖는다. 캐소드 판들은 차폐들과 절연되고 관통 구멍들이 캐소드 판들의 차폐들 내에 형성된다.
도 7의 증착 박스는 실시 예 1과 동일하며, 8 개의 유리 기판들(206)이 동시에 처리될 수 있다. 두 개의 캐소드 판들(203)은 하나의 애노드 판(208)을 감싸며, 전극들의 4개 쌍들이 두 개의 애노드 판들(208) 및 4개의 캐소드 판들(203)에 의해 형성될 수 있다. 이러한 구성에서, 8개의 기판들은 동시에 박막으로 코팅될 수 있다. 상세한 공정들을 다음과 같이 설명한다:
a) 600 nm 투명 전도성 박막들을 갖는 8 개의 유리 기판들(1640 mm × 707 mm × 3 mm)을 증착 박스(02)내의 기판 위치에 위치시킴. 기판의 유리 측면은 전극 판을 향해 대향하는 반면, 기판의 막 측면은 바깥으로 대향한다.
b) 진공 챔버의 능동 도어(103)를 열고, 트랙(104)을 따라 증착 박스(02)를 진공 챔버(01) 안으로 밀어 놓음. 이어 진공 챔버(01)의 능동 도어(103)를 닫음.
c) 진공이 5.0×10-4Pa에 도달하면, 아르곤으로 챔버를 채움. 40.68 MHz 초고주파 전원을 턴온하고 2 분 동안 400 W 프라즈마 방전으로 챔버를 세척함. 전원을 턴 오프시킴.
d) 이 후, 시스템을 ~5.0×10-4Pa의 높은 진공으로 시스템을 펌핑하고 아르곤으로 두 번 시스템을 세척함.
e) 5 slpm의 유속으로 혼합 가스(실란 및 수소)를 챔버를 채움. 챔버의 압력이 60 Pa에 도달하면, 40.68MHz 초고주파 전원을 턴온시킴. 400 W 전원으로 프라즈마 방전을 일으키고, 40 분 동안 미정질 진성 실리콘 박막을 증착시킴.
f) 전원을 턴 오프시키고 고진공으로 시스템을 펌핑함.
g) 대기압까지 챔버를 질소를 채우고, 챔버의 능동 도어(103)을 오픈시킴. 챔버를 증착 박스(02) 밖으로 밀어, TCO 유리들을 상온에서 냉각시킴.
이러한 공급 구성으로, 40.68 MHz 초고주파 전원에 의해 구동되는 균일한 전기장을 얻을 수 있으며, 미정질 실리콘 박막을 ~5%의 균일성 및 조절가능한 미정질화 정도로 1640 mm × 707mm (길이 X 폭) TCO 유리 상에 증착시킬 수 있다.
실시 예 3
전극 판들은 수직으로 위치한다. 캐소드 판들은 원형의 공급 포트들을 갖는다. 공급 구성 요소들은 판형의 요부들과 반원형의 공급 인터페이스를 갖는다. 캐소드 판들은 차폐들과 절연되고 관통 구멍들이 캐소드 판들의 차폐들 내에 형성된다.
도 8의 증착 박스는 실시 예 1과 동일하며, 24 개의 유리 기판들(206)이 동시에 처리될 수 있다. 두 개의 캐소드 판들(203)은 하나의 애노드 판(208)을 감싸며, 전극들의 12개 쌍들이 6 개의 애노드 판들(208) 및 12개의 캐소드 판들(203)에 의해 형성될 수 있다. 이러한 구성에서, 24개의 기판들은 동시에 박막으로 코팅될 수 있다. 상세한 공정들을 다음과 같이 설명한다:
a) 600 nm 투명 전도성 박막들을 갖는 24 개의 유리 기판들(206: 1640 mm ×707 mm × 3 mm)을 증착 박스(02)내의 기판 위치에 위치시킴. 기판의 유리 측면은 전극 판을 향해 대향하는 반면, 기판의 막 측면은 바깥으로 대향한다.
b) 진공 챔버의 능동 도어(103)를 열고, 트랙(104)을 따라 증착 박스(02)를 진공 챔버(01) 안으로 밀어 놓음. 이어 진공 챔버(01)의 능동 도어(103)를 닫음.
c) 진공이 5.0×10-4Pa에 도달하면, 아르곤으로 챔버를 채움. 40.68MHz 초고주파 전원을 턴온하고 2 분 동안 400 W 프라즈마 방전으로 챔버를 세척함. 전원을 턴 오프시킴.
d) 이 후, 시스템을 ~5.0×10-4Pa의 높은 진공으로 시스템을 펌핑하고 아르곤으로 두 번 시스템을 세척함.
e) 5 slpm의 유속으로 혼합 가스(실란 및 수소)를 챔버를 채움. 챔버의 압력이 60 Pa에 도달하면, 40.68MHz 초고주파 전원을 턴온시킴. 400 W 전원으로 프라즈마 방전을 일으키고, 40 분 동안 미정질 진성 실리콘 박막을 증착시킴.
f) 전원을 턴 오프시키고 고진공으로 시스템을 펌핑함.
g) 대기압까지 챔버를 질소를 채우고, 챔버의 능동 도어(103)을 오픈시킴. 챔버를 증착 박스(02) 밖으로 밀어, TCO 유리들을 상온에서 냉각시킴.
이러한 공급 구성으로, 40.68 MHz 초고주파 전원에 의해 구동되는 균일한 전기장을 얻을 수 있으며, 미정질 실리콘 박막을 ~4.8%의 균일성을 가지고 1640mm×707mm (길이 X 폭) TCO 유리 상에 증착시킬 수 있다.
상기 설명은 첨부된 도면들과 함께 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 특히, 공급 공급 구성 요소들 및 캐소드 판들의 형상들에 대해 본 실시 예들에 의해 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 원리 및 목적으로부터 벗어나지 않고 다양하게 변형할 수 있다.
Claims (12)
- 전극 판 구성 요소;
신호 공급 구성 요소; 및
챔버를 포함하며,
상기 전극 판 구성 요소는 캐소드 판, 상기 캐소드 판의 차폐 커버를 포함하며, 상기 챔버는 롤러들을 갖는 가동 챔버이고, 상기 전극 판으로 구성되어 설치되는 전극 어레이를 수용하며;
공급 포트는 상기 전극 판 구성 요소의 이면 중심에 함몰된 원형 또는 반원형 영역 내에 위치하며;
표면 접촉에 의해 상기 공급 포트와 연결되는 상기 신호 공급 구성 요소는 RF(Radio Frequency) 또는 VHF(Very High Frequency) 전원 신호들을 공급하는 음의 전극에 연결되며;
상기 신호 공급 구성 요소의 일단 표면은 원형 또는 반원형이며;
상기 캐소드 판의 상기 차폐 커버는 관통 구멍을 가지며;
상기 캐소드 판은 상기 차폐 커버와 절연되며; 및
상기 전극 어레이는 적어도 하나의 세트 캐소드 판과 하나의 애노드 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘-기반 박막 태양 전지용 증착 박스. - 제 1 항에 있어서, 한 세트 캐소드 판들 및 하나의 애노드 판은 두 개의 대칭 직립 캐소드 판들의 능동 방전 작용 영역에 대해 대향하도록 두개의 표면들을 갖는 하나의 애노드 판을 위치시킴으로써 배열되는 것으로 특징으로 하는 실리콘-기반 박막 태양 전지용 증착 박스.
- 제 1 항에 있어서, 상기 신호 공급 구성 요소는 구리 공급 코어, 절연 층 및 차폐 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘-기반 박막 태양 전지용 증착 박스.
- 제 1 항에 있어서, 상기 캐소드 판은 단일 표면 방전이며, 상기 캐소드 판의 상기 차폐 커버는 세라믹 절연 층 및 차폐 층을 포함하며, 상기 차폐 커버는 상기 캐소드 판의 뒤 및 측면 표면 전체를 덮는 것을 특징으로 하는 실리콘-기반 박막 태양 전지용 증착 박스.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극들은 특정 방전 공간을 갖는 상기 전극 어레이를 형성하기 위해 차폐 커버들 및 다중 접지 애노드 판들을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘-기반 박막 태양 전지용 증착 박스.
- 제 5 항에 있어서, 상기 차폐 커버는 RF/VHF 전원 신호들을 공급하기 위한 상기 캐소드 판 이면 및 상기 주변 측면들의 상기 중심 위치의 차폐를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘-기반 박막 태양 전지용 증착 박스.
- 제 5 항에 있어서, 상기 신호 공급 구성 요소는 Z 형상을 갖는 요부 및 헤드부를 포함하며, 상기 요부는 세라믹 절연 층을 가지며, 상기 금속 공급 코어는 RF/VHF 공급 라인들의 컨넥터인 것을 특징으로 하는 실리콘-기반 박막 태양 전지용 증착 박스.
- 상기 신호 공급 요소의 일단은 상기 RF/VHF 전원 신호 및 전원 매칭 디바이스의 음의 출력 포트와 연결되는 것을 특징으로 하는 실리콘-기반 박막 태양 전지용 증착 박스.
- 상기 챔버 내에서 신호 공급 모드를 위한 전극 판 구성 요소, 공급 구성 요소를 포함하며,
전극 어레이는 롤러를 갖는 가동 챔버 내에 장착되며, 전극 어레이는 캐소드 판들 및 하나의 애노드 판의 적어도 한 세트를 포함하며;
공급 포트는 상기 전극 판 구성 요소 이면 중심의 함몰된 원형 또는 반원형 영역 내에 위치하며;
상기 신호 공급 구성 요소의 일단은 원형 또는 반원 형상이고, RF/VHF 전원 신호들을 공급하기 위해 전극 판 구성 요소의 공급 포트와 표면 접촉하며;
캐소드 차폐 커버 및 애노드 판은 접지되는 것을 특징으로 하는 실리콘-기반 박막 태양 전지용 증착 박스의 신호 공급 방법. - 제 9 항에 있어서, 상기 전극은 다중 공급 구성 요소들 및 전극 판 구성 요소들을 포함하며, 상기 RF/VHF 전원 공급 신호는 특정 방전 공간을 갖는 전극 어레이를 형성하기 위한 표면 공급 방법에 의해 상기 전극 판의 공급 포트에 공급되는 것을 특징으로 하는 실리콘-기반 박막 태양 전지용 증착 박스의 신호 공급 방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 Z 형상 공급 구성 요소의 요부는 상기 금속 공급 코어가 RF/VHF 신호 공급 라인들의 컨덕터인 것을 특징으로 하는 실리콘-기반 박막 태양 전지용 증착 박스의 신호 공급 방법.
- 상기 신호 공급 구성 요소의 일단은 RF/VHF 전원 신호 및 전원 매칭 디바이스의 음의 출력 포트와 연결되는 것을 특징으로 하는 실리콘-기반 박막 태양 전지용 증착 박스의 신호 공급 방법.
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