KR20200011337A - 태양 전지용 실리콘층 증착 장비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양 전지용 실리콘층 증착 장비에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비는 복수의 실리콘 웨이퍼가 내부에 배치되는 공간이 제1 방향으로 길게 구비되는 챔버 몸체; 및 챔버 몸체의 내부에 제1 방향으로 길게 고정되고, 복수의 실리콘 웨이퍼의 표면 각각에 실리콘층을 증착시키는 실리콘 증착 가스와 증착되는 실리콘층 내에 도핑되는 불순물 가스가 혼합된 혼합 가스를 분사하는 홀이 구비되는 샤워 노즐;을 포함한다.

Description

태양 전지용 실리콘층 증착 장비{Silicon layer deposition equipment of solar cell}
본 발명은 태양 전지용 실리콘층 증착 장비에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 전지로서, 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 주목 받고 있다.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 이루어진 기판(substrate) 및 에미터부(emitter layer), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 p-n 접합이 형성되어 있다.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 복수의 전자-정공쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공쌍은 전자와 정공으로 각각 분리되어 전자와 정공은 n형의 반도체와 p형 반도체쪽으로, 예를 들어 에미터부와 기판쪽으로 이동하고, 기판과 에미터부와 전기적으로 연결된 전극에 의해 수집되며, 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.
최근에는 태양 전지의 개방 전압(Voc)를 향상시키기 위하여, 태양 전지의 실리콘 반도체 기판의 표면에 불순물을 함유한 실리콘 증착한 구조의 태양 전지가 개발 중에 있다.
그러나, 이와 같은 구조의 태양 전지에서, 태양 전지의 원하는 효율과 개방 전압을 얻기 위해서는 태양 전지의 표면에 증착되는 실리콘층의 두께가 균일해야 한다.
그러나, 태양 전지의 반도체 기판 표면에 불순물을 함유한 실리콘층을 증착함에 있어, 불순물 가스의 산포가 균일하지 못한 경우, 반도체 기판의 부분에서의 실리콘층 증착 속도에 차이가 생기게 되어, 반도체 기판에 증착되는 실리콘층의 두께가 균일하지 못하여, 태양 전지의 효율이 저하되거나 원하는 만큼의 효율과 개방 전압을 확보하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 태양 전지용 반도체 기판 표면에 증착되는 불순물을 함유한 실리콘층의 두께 균일도를 개선할 수 있는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비는 복수의 실리콘 웨이퍼가 내부에 배치되는 공간이 제1 방향으로 길게 구비되는 챔버 몸체; 및 챔버 몸체의 내부에 제1 방향으로 길게 고정되고, 복수의 실리콘 웨이퍼의 표면 각각에 실리콘층을 증착시키는 실리콘 증착 가스와 증착되는 실리콘층 내에 도핑되는 불순물 가스가 혼합된 혼합 가스를 분사하는 홀들이 구비되는 샤워 노즐;을 포함한다.
여기서, 챔버 몸체는 제1 방향의 일측에 복수의 실리콘 웨이퍼가 출입하는 도어(door)와 실리콘 층착 가스와 불순물 가스가 배기되는 밴트(vent)를 구비하고, 복수의 실리콘 웨이퍼는 제1 방향으로 길게 배치되는 보트(boat) 내에 배치된 상태로, 도어를 통해 챔버 몸체 내부 공간에 로딩되어 배치될 수 있다.
또한, 샤워 노즐은 챔버 몸체의 측벽에 위치하고, 홀들은 상기샤워 노즐의 길이 방향 측면에 위치할 수 있다.
여기서, 샤워 노즐에 구비된 홀들 사이의 제1 방향 간격은 20mm~ 80mm 사이일 수 있다.
아울러, 샤워 노즐에 구비된 홀들 각각의 직경은 0.5mm ~ 2.5mm 사이일 수 있다.
또한, 샤워 노즐의 직경은 3mm ~ 7mm 사이일 수 있다.
아울러, 샤워 노즐은 보트 중에서 도어측에 인접한 전단 부분에 혼합 가스를 분사하는 제1 서브 샤워 노즐; 보트의 중앙 부분에 혼합 가스를 분사하는 제2 서브 샤워 노즐; 및 보트 중에서 밴트측에 인접한 후단 부분에 혼합 가스를 분사하는 제3 서브 샤워 노즐;을 포함할 수 있다.
여기서, 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐 각각은 혼합 가스를 분사하는 복수의 홀이 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐 각각의 측면에 제1 방향으로 이격되어 구비되고, 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐 각각에 구비된 복수의 홀의 개구 방향은 제1 방향과 교차하는 방향일 수 있다.
또한, 제1 샤워 노즐에 구비된 복수의 홀들 중 일부 홀은 보트의 전단과 도어 사이의 공간에 위치할 수 있다.
여기서, 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐 중 적어도 하나의 서브 샤워 노즐에서, 혼합 가스가 유입되는 초입에 인접한 제1 부분에 위치한 홀들 사이의 간격은 제1 부분보다 적어도 하나의 서브 샤워 노즐의 끝단에 더 인접한 제2 부분에 위치한 홀들 사이의 간격보다 클 수 있다.
아울러, 적어도 하나의 서브샤워 노즐에서 홀들 사이의 간격은 제1 부분에서 제2 부분으로 진행할수록 점진적으로 감소할 수 있다.
일례로, 제1 서브 샤워 노즐에서 도어에 인접한 보트의 전단 부분과 도어 사이의 공간에 위치하는 홀들 사이의 간격은 보트의 측면에 인접하여 구비된 홀들 사이의 간격보다 클 수 있다.
또한, 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐 중 적어도 하나의 서브 샤워 노즐은 보트의 측면 방향으로 개구 방향이 형성된 제1 홀과 챔버 몸체의 바닥 방향 또는 챔버 몸체의 상부 방향으로 개구 방향이 형성된 제2 홀을 구비할 수 있다.
또한, 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐 중 적어도 하나의 서브 샤워 노즐은 적어도 하나의 서브 샤워 노즐의 끝단에 개구 방향이 제1 방향으로 형성된 홀을 구비할 수 있다.
여기서, 제1 방향으로 홀이 구비된 적어도 하나의 서브 샤워 노즐은 제1 방향과 교차하는 방향으로 개구 방향이 형성되는 홀을 구비하지 않을 수 있다.
샤워 노즐에서 혼합 가스를 분사하는 홀은 샤워 노즐의 끝단에 위치할 수 있으며, 홀은 도어측을 향하거나 밴트측을 향하여 서로 다른 방향으로 오픈될 수 있다.
일례로, 샤워 노즐은 도어측에 인접한 부분에 끝단이 위치하는 제1 서브 샤워 노즐; 보트의 중앙 부분에 끝단이 위치하는 제2 서브 샤워 노즐; 및 밴트측에 인접한 부분에 끝단이 위치하는 제3 서브 샤워 노즐;을 포함하고, 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐은 각각의 끝단에 혼합 가스를 분사하는 홀을 구비할 수 있다.
여기서, 제1 서브 샤워 노즐은 도어측으로부터 보트의 전단 부분까지 연장되고, 제2 서브 샤워 노즐은 밴트측으로부터 보트의 중앙 부분까지 연장되고, 제3 서브 샤워 노즐은 밴트측으로부터 보트의 후단 부분까지 연장될 수 있다.
제1 서브 샤워 노즐의 끝단에 구비된 홀은 밴트쪽을 향하여 오픈되고, 제2 서브 샤워 노즐의 끝단에 구비된 홀은 도어쪽을 향하여 오픈되고, 제3 서브 샤워 노즐의 끝단에 구비된 홀은 도어쪽을 향하여 오픈될 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비는 실리콘 증착 가스와 불순물 가스가 혼합된 혼합 가스를 분사하는 샤워 노즐을 구비하여, 태양 전지용 반도체 기판의 표면에 증착되는 불순물을 함유한 실리콘층의 두께를 보다 균일하게 할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 효과를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 제3 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 제4 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 8은 본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 제5 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 9 내지 10은 본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 제6 실시예를 설명하기 위한 도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 “전체적”으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
아울러, 이하에서 어떤 구성 요소의 두께나 폭 또는 길이가 동일하다는 의미는 공정 상의 오차를 고려하여, 어떤 제1 구성 요소의 두께나 폭 또는 길이가 다른 제2 구성 요소의 두께나 폭 또는 길이와 비교하여, 10% 의 오차 범위에 있는 경우를 의미한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
여기서, 도 1의 (a)는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 측면에서 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이고, 도 1의 (b)는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 전면에서 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이다.
아울러, 도 2는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비 내에 구비되는 샤워 노즐(40)을 설명하기 위한 도이다.
또한, 도 3는 도 1에 도시된, 태양 전지용 실리콘층 증착 장비 내의 공간에 샤워 노즐(40)을 통해 분사된 혼합 가스(G1+G2)가 이동하여 형성되는 대류의 일례를 도시한 것으로, 도 3에서는 이해의 편의상 보트(100)와 복수의 실리콘 웨이퍼(110)에 대한 도시는 생략하였다.
본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버 몸체(10)와 샤워 노즐(40)을 구비한다.
챔버 몸체(10)는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 복수의 실리콘 웨이퍼(110)가 내부에 배치되는 공간이 제1 방향(x)으로 길게 구비되고, 패쇄된 공간을 형성하는 벽으로 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 챔버 몸체(10)는 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 챔버 몸체(10)가 제1 방향(x)으로 길게 형성될 수 있고, 챔버 몸체(10)의 제1 방향(x) 전단에는 도어(door, 20), 챔버 몸체(10)의 제1 방향(x) 후단에는 밴트(vent, 30)와 진공 펌프(31)이 구비될 수 있다.
복수의 실리콘 웨이퍼(110)는 챔버 몸체(10) 내부의 공간에 제1 방향(x)으로 길게 배치되는 보트(boat, 100) 내에 배치될 수 있다.
구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 실리콘 웨이퍼(110)는 보트(100) 내에 복수의 실리콘 웨이퍼(110)의 면이 도어(20)나 밴트(30)가 위치하는 제1 방향(x)으로 향하도록 세워져, 제1 방향(x)으로 이격되어 배치될 수 있다.
이와 같은 보트(100) 내에서 복수의 실리콘 웨이퍼(110)의 배치 구조는 한번에 실리콘층을 증착할 수 있는 실리콘 웨이퍼(110)의 개수를 획기적으로 증가시킬 수 있다.
일례로, 태양 전지용 반도체 공정이 아닌 일반적인 반도체 제조 공정에서는 한번에 웨이퍼의 표면에 어떤 층을 증착할 수 있는 웨이퍼의 개수는 많아야 100장에서 200장 사이지만, 도 1과 같이 보트(100) 내에 실리콘 웨이퍼(110)를 세워서 배치하는 경우, 한번에 실리콘층을 증착할 수 있는 실리콘 웨이퍼(110)의 개수는 800장 ~ 1000장까지 가능할 수 있다.
아울러, 도 1에서는 챔버 몸체(10) 내부에 로딩되는 보트(100)의 개수가 하나인 경우를 일례로 도시하였지만, 이와 다르게 보트(100)의 개수는 복수 개 일 수도 있다.
더불어, 도 1에서는 챔버 몸체(10) 내부에 보트(100)가 제1 방향(x)으로 길게 배치되는 경우를 일례로 도시하였지만, 이와 다르게 챔버 몸체(10) 내부에 보트(100)가 세워진 상태로 높이 방향(z)으로 길게 배치되는 것도 가능하다.
그러나, 설명의 편의상 도 1에 도시된 바를 일례로 이하에서 설명한다.
이와 같이, 태양 전지용 실리콘 웨이퍼(110)는 보트(100) 내에 배치된 상태로, 도어(20)를 통하여 챔버 몸체(10) 내부로 로딩(loading)되거나 언로딩(unloading)될 수 있다.
여기서, 복수의 실리콘 웨이퍼(110)를 안착하는 보트(100)가 챔버 몸체(10) 내부 공간에 로딩되어 배치된 경우, 챔버 몸체(10) 내부 공간에서 도어(20)에 인접한 보트(100)의 제1 방향(x) 끝단 부분은 보트(100)의 전단 부분, 밴트(30)에 인접한 보트(100)의 제1 방향(x) 끝단 부분은 보트(100)의 후단 부분, 보트(100)에서 전단 부분과 후단 부분 사이의 부분은 중앙 부분으로 정의될 수 있다.
아울러, 챔버 몸체(10)의 후단에 구비되는 밴트(vent, 30)와 진공 펌프(31)는 샤워 노즐(40)을 통하여 분사되는 가스를 챔버 몸체(10)의 외부로 배출할 수 있다.
샤워 노즐(40)은 복수의 실리콘 웨이퍼(110)의 표면 각각에 실리콘층을 증착시키는 실리콘 증착 가스(G1)와 증착되는 실리콘층 내에 도핑되는 불순물 가스(G2)가 혼합된 혼합 가스(G1+G2)를 분사하는 기능을 수행할 수 있다.
이와 같은 샤워 노즐(40)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기다란 파이프 형태를 가질 수 있으며, 챔버 몸체(10)의 내부 측벽에 위치하여, 제1 방향(x)으로 길게 고정되고, 외부에서 샤워 노즐(40)로 유입된 혼합 가스(G1+G2)를 분사하는 홀들(41)이 제1 방향(x)으로 이격되어 샤워 노즐(40)의 측면에 구비될 수 있다.
이때, 샤워 노즐(40)의 측면에 구비된 홀들(41)의 개구 방향은 일례로, 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 보트(100)가 위치하는 방향 또는 보트(100)의 측면 방향으로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 방향(x)과 교차하는 샤워 노즐(40)의 직경(W40)은 3mm ~ 7mm 사이로 형성될 수 있다.
또한, 샤워 노즐(40)에 구비된 홀들(41) 사이의 제1 방향 간격(D41)은 혼합 가스(G1+G2)의 산포를 고려하여, 20mm~ 80mm 사이의 범위 내에서 일정하게 또는 불규칙적으로 형성될 수 있다.
도 1에서는 샤워 노즐(40)에 구비된 홀들(41) 사이의 제1 방향 간격(D41)이 일정하게 구비된 경우를 일례로 도시하였다.
아울러, 샤워 노즐(40)에 구비된 홀들(41) 각각의 직경(R41)은 0.5mm ~ 2.5mm 사이로 형성될 수 있다.
이와 같은 샤워 노즐(40)로 유인되는 혼합 가스(G1+G2) 중 실리콘 증착 가스(G1)는 분사되어 태양 전지용 실리콘 웨이퍼(110)의 표면에 실리콘층으로 증착될 수 있다. 일례로, 실리콘 증착 가스(G1)는 실란(SiH4) 가스일 수 있다.
아울러, 샤워 노즐(40)로 유인되는 혼합 가스(G1+G2) 중 불순물 가스(G2)는 태양 전지용 실리콘 웨이퍼(110)의 표면에 실리콘층이 증착될 때, 실리콘층 내에 도핑될 수 있다.
일례로, 불순물 가스(G2)는 PH3 가스일 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, BBr3와 같은 보론 가스도 가능하다.
따라서, 외부에서 샤워 노즐(40)로 유입된 혼합 가스(G1+G2)는 샤워 노즐(40)의 홀(41)을 통하여 분사되고, 분사된 혼합 가스(G1+G2)는 도 3에 도시된 바와 같이, 증착 장비 내의 공간 중에서 도어(20)에 인접한 전단으로부터 밴트(30) 쪽의 후단 방향으로 이동하면서 대류를 형성하며, 배출될 수 있다.
이때, 혼합 가스(G1+G2) 중 일부는 실리콘 웨이퍼(110)의 표면에 불순물이 도핑된 실리콘층으로 증착되고, 나머지 일부는 진공 펌프(31)에 의해 흡입되어 밴트(30)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비는 각각의 샤워 노즐(40)에서 실리콘 증착 가스(G1)와 불순물 가스(G2)를 함께 분사시킴으로, 실리콘 웨이퍼(110)의 표면에 증착되는 불순물이 도핑된 실리콘층의 두께 균일도(Uniformity)를 보다 향상시킬 수 있다.
더불어, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비는 800장~1000장 정도의 실리콘 웨이퍼 표면에 한번에 불순물이 도핑되는 실리콘층을 증착할 수 있어, 제조 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있다.
이에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 효과를 설명하기 위한 도이다.
도 4의 (a)는 본 발명과 같이, 실리콘 증착 가스(G1)와 불순물 가스(G2)가 혼합된 혼합 가스(G1+G2)가 샤워 노즐(40)의 홀(41)을 통해 분사되는 경우, 실리콘 웨이퍼(110)의 표면에 증착된 불순물이 도핑된 실리콘층의 두께 균일도를 설명하기 위한 도이고, 도 4의 (b)는 본 발명과 다르게 실리콘 증착 가스(G1)와 불순물 가스(G2) 각각이 서로 다른 샤워 노즐(40)의 홀(41)을 통해 분사되는 경우, 실리콘 웨이퍼(110)의 표면에 증착된 불순물이 도핑된 실리콘층의 두께 균일도를 설명하기 위한 비교예의 일례이다.
본 발명에 따른 경우, 도 4의 (a)와 같이, 실리콘 증착 가스(G1)와 불순물 가스(G2)가 혼합된 혼합 가스(G1+G2)가 샤워 노즐(40)의 홀(41)을 통해 분사되는 경우, 실리콘 웨이퍼(110)의 중앙 부분과 가장 자리 부분의 두께 차이(t)는 대략 4nm 이하인 것으로 나타났다.
그러나, 비교예의 경우, 도 4의 (b)와 같이, 본 발명과 다르게 실리콘 증착 가스(G1)와 불순물 가스(G2) 각각이 서로 다른 샤워 노즐(1, 2)의 홀을 통해 분사되는 경우, 실리콘 웨이퍼(110)의 중앙 부분과 가장 자리 부분의 두께 차이(t’)는 대략 50~60nm 사이인 것으로 나타났다.
특히, 비교예의 경우, 실리콘 웨이퍼(110)에서 실리콘 증착 가스(G1)를 분사하는 샤워 노즐(2) 인접한 부분과 중앙 부분에서는 불순물이 도핑된 실리콘층의 두께 균일도가 비교적 양호하나, 실리콘 웨이퍼(110)에서 불순물 가스(G2)를 분사하는 샤워 노즐(1)과 인접한 부분과 가장 자리 부분에서는 불순물이 도핑된 실리콘층의 두께가 상대적으로 과도하게 얇게 증착되어, 불순물이 도핑된 실리콘층의 두께 균일도가 상대적으로 악화되는 것으로 나타났다.
즉, 비교예와 같이, 실리콘 증착 가스(G1)와 불순물 가스(G2) 각각이 서로 다른 샤워 노즐(1, 2)의 홀을 통해 분사되는 경우, 실리콘 웨이퍼(110)에서 불순물 가스(G2)를 분사하는 샤워 노즐(1)과 인접한 부분에서는 불순물이 도핑된 실리콘층이 상대적으로 두껍게 증착되고, 실리콘 웨이퍼(110)에서 불순물 가스(G2)를 분사하는 샤워 노즐(1)과 인접한 부분에서는 불순물이 도핑된 실리콘층이 상대적으로 얇게 증착되어, 불순물이 도핑된 실리콘층의 두께 균일도가 악화되는 것을 확인할 수 있다.
이는 이와 같은 불순물 가스(G2)에서 인(P)은 실리콘층 내에 불순물로 작용하지만, 불순물 가스(G2)의 산포에 따라, 태양 전지용 실리콘 웨이퍼(110)의 표면에 증착되는 실리콘층의 증착 속도가 빨라지거나 느려질 수 있기 때문이다.
즉, 실리콘 웨이퍼(110)에서 불순물 가스(G2)를 분사하는 샤워 노즐(1)과 인접한 부분에서는 불순물 가스(G2)의 밀도가 상대적으로 높고, 실리콘 증착 가스(G1)의 밀도가 상대적으로 낮아, 증착되는 실리콘층의 두께가 상대적으로 얇은 것으로 추정되고, 실리콘 웨이퍼(110)에서 실리콘 증착 가스(G1)를 분사하는 샤워 노즐(2) 인접한 부분에서는 실리콘 증착 가스(G1)의 밀도가 상대적으로 높고, 불순물 가스(G2)의 밀도가 상대적으로 낮아, 증착되는 실리콘층의 두께가 상대적으로 두꺼운 것으로 추정된 다.
이와 같이, 실리콘 증착 가스(G1)와 불순물 가스(G2) 각각이 서로 다른 샤워 노즐(1, 2)의 홀을 통해 분사되는 경우, 실리콘 증착 가스(G1)와 불순물 가스(G2) 각각의 산포가 균일하지 못하여, 실리콘 웨이퍼(110)에 증착되는 불순물이 도핑된 실리콘층의 두께가 균일하지 못하게 되고, 이로 인하여, 태양 전지의 효율이 저하될 수 있다.
그러나, 본 발명의 경우, 각각의 샤워 노즐(40)의 홀(41)을 통해 실리콘 증착 가스(G1)와 불순물 가스(G2)가 혼합된 혼합 가스(G1+G2)가 분사되기 때문에, 실리콘 증착 가스(G1)와 불순물 가스(G2)의 산포를 보다 균일하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 실리콘 웨이퍼(110)에 증착되는 불순물이 도핑된 실리콘층의 두께를 보다 균일하게 할 수 있고, 이로 인하여, 태양 전지의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
지금까지는 본 발명에서, 챔버 몸체(10)의 내부의 각 측벽에 위치한 샤워 노즐(40)이 하나인 경우를 일례로 설명하였으나, 혼합 가스(G1+G2)의 산포를 보다 향상시키기 위하여, 챔버 몸체(10)의 내부의 각 측벽에 위치한 샤워 노즐(40)은 복수 개로 형성되는 것도 가능하다. 도 5 이하에서는 이에 대해 설명한다.
아울러, 도 5 이하에서는 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 설명의 편의상 생략한다.
도 5는 본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 5의 (a)는 제1 실시예에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 측면에서 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이고, 도 5의 (b)는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 위에서 아래로 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이고, 도 5의 (c)는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 전면에서 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이다.
도 5의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 챔버 몸체(10)의 각 내부 측벽에 설치되는 샤워 노즐(40) 각각은 제1 서브 샤워 노즐(40a), 제2 서브 샤워 노즐(40b) 및 제3 서브 샤워 노즐(40c)을 구비할 수 있다.
제1 서브 샤워 노즐(40a)은 보트(100) 중에서 도어(20)측에 인접한 부분에 혼합 가스(G1+G2)를 분사하고, 제2 서브 샤워 노즐(40b)은 보트(100)의 중앙 부분에 혼합 가스(G1+G2)를 분사하고, 제3 서브 샤워 노즐(40c)은 보트(100) 중에서 밴트(30)측에 인접한 부분에 혼합 가스(G1+G2)를 분사할 수 있다.
아울러, 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c) 각각은 혼합 가스(G1+G2)를 분사하는 복수의 홀(41)이 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c) 각각의 길이 방향 측면에 제1 방향(x)으로 이격되어 구비될 수 있다.
이때, 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c) 각각에 구비된 복수의 홀(41)의 개구 방향은 제1 방향(x)과 교차하는 방향일 수 있다.
여기서, 제1 서브 샤워 노즐(40a)은 도어(20) 측부터 보트(100)의 전단 부분과 중앙 부분 사이까지 연장되어, 복수의 홀(41)이 구비될 수 있다.
제2 서브 샤워 노즐(40b)은 밴트(30) 측부터 도어(20)쪽으로 연장되되, 제1 서브 샤워 노즐(40a)의 끝단과 인접한 부분에서 밴딩되어, 다시 밴트(30)쪽으로 연장될 수 있으며, 복수의 홀(41)은 제2 서브 샤워 노즐(40b)이 밴딩된 부분부터 제2 서브 샤워 노즐(40b)의 끝단까지 형성될 수 있다.
아울러, 제3 서브 샤워 노즐(40c)은 밴트(30) 측부터 도어(20)쪽으로 연장되되, 제2 서브 샤워 노즐(40b)의 끝단과 인접한 부분에서 밴딩되어, 다시 밴트(30)쪽으로 연장될 수 있으며, 복수의 홀(41)은 제3 서브 샤워 노즐(40c)이 밴딩된 부분부터 제3 서브 샤워 노즐(40c)의 끝단까지 형성될 수 있다.
그러나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, 제2, 3 서브 샤워 노즐(40)이 밴딩되지 않고, 제1 서브 샤워 노즐(40a)과 같이 한쪽 방향으로 길게 연장되어 구비되는 것도 가능하다.
또는, 도 5에 도시된 바와 다르게, 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40)은 모두 도어(20)측부터 밴트(30)쪽 방향으로 연장되어 형성되는 것도 가능하고, 또는 이와 반대로 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40)은 모두 밴트(30)측부터 쪽 도어(20)측 방향으로 연장되어 형성되는 것도 가능하다.
또는, 도 5에 도시된 바와 다르게, 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40) 중 어느 하나 또는 복수의 서브 샤워 노즐은 모두 도어(20)측부터 밴트(30)쪽 방향으로 연장되고, 나머지 셔브 샤워 노즐은 반대로, 밴트(30)측부터 쪽 도어(20)측 방향으로 연장되어 형성되는 것도 가능하다.
아울러, 이와 같은 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c)은 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 챔버 몸체(10)의 내부 측벽에 상하 방향(z)으로 이격되어 일렬로 구비될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 챔버 몸체(10)의 각 내부 측벽에 설치되는 샤워 노즐(40) 각각을 제1 서브 샤워 노즐(40a), 제2 서브 샤워 노즐(40b) 및 제3 서브 샤워 노즐(40c)로 구분하여 구비함으로써, 챔버 몸체(10)의 내부 공간에 배치되는 보트(100)의 전단 부분, 중앙 부분, 및 후단 부분에 혼합 가스(G1+G2)가 균일한 압력으로 분사되도록 할 수 있다.
이에 따라, 보트(100) 내에 배치된 복수의 실리콘 웨이퍼(110)의 위치에 따라, 각각의 실리콘 웨이퍼(110)의 표면에 증착되는 불순물이 도핑된 실리콘층의 두께 편차가 커지는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 보트(100)의 전단 부분, 중앙 부분 및 후단 부분 각각에 배치된 실리콘 웨이터들 각각에 증착되는 실리콘층들의 두께 편차를 보다 줄일 수 있다.
또한, 일례로, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 서브 샤워 노즐(40a)에 구비된 복수의 홀들(41) 중 일부 홀(41a)은 도어(20)측에 인접한 보트(100)의 제1 방향(x) 끝단과 도어(20)측 사이의 공간에 위치할 수 있다.
이는 혼합 가스(G1+G2)가 증착 장비의 내부 공간에서 이동되는 대류 패턴을 고려한 것이다.
보다 구체적으로 설명하면, 앞선 도 3에 도시된 바와 유사하게, 증착 장비의 내부 공간에서 이동되는 혼합 가스(G1+G2)의 대류 패턴은 각 서브 샤워 노즐(40)에서 분사된 이후, 전체적으로 증착 장비의 밴트(30)쪽으로 향할 수 있다.
이에 따라, 보트(100)와 도어(20) 사이의 공간으로 분사되는 혼합 가스(G1+G2)의 양이 상대적으로 작아질 수 있다.
이에 따라, 도어(20)측에 인접한 보트(100)의 제1 방향(x) 끝단에 인접하여 배치된 실리콘 웨이퍼(110)에 증착되는 실리콘층의 두께는 보트(100)의 중앙 및 후단 부분에 배치된 실리콘 웨이퍼(110)에 증착되는 실리콘층의 두께보다 상대적으로 얇게 증착될 수 있다.
그러나, 제1 샤워 노즐(40)에 구비된 복수의 홀들(41) 중 일부 홀(41a)이 도어(20)측에 인접한 보트(100)의 제1 방향(x) 끝단과 도어(20)측 사이의 공간에 위치하는 경우, 보트(100)와 도어(20) 사이의 공간으로 분사되는 혼합 가스(G1+G2)의 양을 상대적으로 증가시켜, 도어(20)측에 인접한 보트(100)의 전단에 인접하여 배치된 실리콘 웨이퍼(110)에도 보다 균일하게 실리콘층이 증착되도록 할 수 있다.
지금까지는 각 서브 샤워 노즐(40)에 구비된 홀들(41) 사이의 간격이 균일한 경우를 일례로 설명하였지만, 홀들(41) 사이의 간격은 균일하지 않게 구비될 수도 있다. 이에 대해, 아래의 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 제3 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 6의 (a)는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 도어(20)측 전단을 측면에서 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이고, 도 6의 (b)는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 도어(20)측 전단을 위에서 아래로 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이다.
본 발명에서 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c) 중 적어도 하나의 서브 샤워 노즐은 간격이 불규칙적으로 형성된 홀들(41)을 구비할 수 있다.
보다 구체적으로, 샤워 노즐(40)로 유입된 혼합 가스(G1+G2)가 각 홀(41)을 통해 분사됨에 따라, 샤워 노즐(40)의 끝단으로 진행할수록 혼합 가스(G1+G2)의 분사 압력이 감소되는 점과 증착 장비 내에서의 혼합 가스(G1+G2) 대류 패턴을 고려하여, 적어도 하나의 서브샤워 노즐로 혼합 가스(G1+G2)가 유입되는 초입에 인접한 제1 부분에 위치한 홀들(41) 사이의 간격은 제1 부분보다 적어도 하나의 서브 샤워 노즐의 끝단에 더 인접한 제2 부분에 위치한 홀들(41) 사이의 간격보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 서브샤워 노즐에서 홀들(41) 사이의 간격은 제1 부분에서 제2 부분으로 진행할수록 점진적으로 감소할 수 있다.
이에 따라, 서브 샤워 노즐(40) 중에서 혼합 가스(G1+G2)의 분사 압력이 큰 부분에서는 홀(41)의 간격을 크게 하고, 혼합 가스(G1+G2)의 분사 압력이 작은 부분에서는 홀(41)의 간격을 좁게 하여, 증착 장비의 내부 공간에서 전체적으로 혼합 가스(G1+G2)의 밀도가 보다 균일하게 할 수 있다.
일례로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 서브 샤워 노즐(40a)에서 혼합 가스(G1+G2)가 유입되는 초입에 인접한 제1 부분(P1)에 위치한 홀들(41) 사이의 간격(D41a)은 제1 부분(P1)보다 제1 서브 샤워 노즐(40a)의 끝단에 더 인접한 제2 부분(P2)에 위치한 홀들(41) 사이의 간격(D41c)보다 크게 형성될 수 있다.
아울러, 이때, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 부분(P1)에서 제2 부분(P2)으로 진행할수록 제1 서브샤워 노즐(40)에서 홀들(41) 사이의 간격은 D41a, D41b, D41c 순으로 점진적으로 감소할 수 있다.
따라서, 제1 서브 샤워 노즐(40a)에서 도어(20)측에 인접한 보트(100)의 전단 부분과 도어(20) 사이의 공간에 위치하는 홀들(41) 사이의 간격(D41a)은 보트(100)의 측면에 인접하여 구비된 홀들(41) 사이의 간격(D41b)보다 클 수 있고, 홀들(41) 사이의 간격이 제1 서브 샤워 노즐(40a)의 끝단으로 진행할수록 점진적으로 작아질 수 있다.
이에 따라, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 혼합 가스(G1+G2)의 대류 패턴이 전체적으로 도어(20)측으로부터 밴트(30)측으로 형성되는 특성을 고려하여, 보트(100)의 전단 부분과 도어(20) 사이의 공간에 혼합 가스(G1+G2)가 보다 강한 압력으로 분사되도록 할 수 있고, 챔버 몸체(10)의 내부 공간 전체에서 혼합 가스(G1+G2)의 밀도가 보다 균일해질 수 있다.
지금까지는 샤워 노즐(40)의 측면에 구비된 홀들(41)의 개구 방향이 보트(100)가 위치하는 방향 또는 보트(100)의 측면 방향으로 형성되는 경우를 일례로 설명하였다.
그러나, 챔버 몸체(10)의 내부 공간에 형성되는 혼합 가스(G1+G2)의 대류 패턴의 혼잡도가 향상될수록, 챔버 몸체(10)의 내부 공간 전체에서 혼합 가스(G1+G2)의 밀도가 보다 균일해질 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 증착 장비에서 챔버 몸체(10)의 내부 공간에 형성되는 혼합 가스(G1+G2)의 대류 패턴의 혼잡도를 보다 더 향상시킨 구조의 일례에 대해 설명한다.
이하의 도 7에서는 챔버 몸체(10)의 내부 공간에 형성되는 혼합 가스(G1+G2)의 대류 패턴의 혼잡도를 보다 더 향상시키기 위해, 샤워 노즐(40)의 측면에 구비된 홀들(41)의 개구 방향이 보트(100)가 위치하는 방향 또는 보트(100)의 측면 방향 이외의 방향으로 형성된 일례에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 제4 실시예를 설명하기 위해, 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 전면에서 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 샤워 노즐(40)에 구비된 홀들(41)은 개구 방향이 보트(100)의 측면 방향으로 형성되는 제1 홀(411)과 챔버 몸체(10)의 바닥 방향 및/또는 챔버 몸체(10)의 상부 방향으로 개구 방향이 형성된 제2 홀(412, 413)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 전면에서 봤을 때, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 혼합 가스(G1+G2)의 대류 패턴이 보트(100)의 측면 방향뿐만 아니라, 챔버 몸체(10)의 바닥 방향 및/또는 챔버 몸체(10)의 상부 방향으로도 형성될 수 있다.
따라서, 챔버 몸체(10)의 내부 공간에 형성되는 혼합 가스(G1+G2)의 대류 패턴의 혼잡도가 더 향상될 수 있다.
이와 같은 제1 홀(411)과 제2 홀(412, 413)은 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c) 중 적어도 하나에 적용될 수 있다.
따라서, 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c) 중 적어도 하나의 서브 샤워 노즐은 개구 방향이 보트(100)의 측면 방향으로 형성되는 제1 홀(411)과 챔버 몸체(10)의 바닥 방향 및/또는 챔버 몸체(10)의 상부 방향으로 개구 방향이 형성된 제2 홀(412, 413)을 구비할 수 있다.
지금까지는 샤워 노즐(40)의 길이 방향 측면에 홀들(41)이 구비되는 경우만을 설명하였으나, 혼합 가스(G1+G2)의 대류 패턴 혼잡도를 더욱 더 향상시키기 위해, 홀(41)은 홀(41)은 샤워 노즐(40)의 끝단에 형성되는 것도 가능하다. 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 제5 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 8의 (a)는 제 5 실시예에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 위에서 아래로 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이고, 도 8의 (b)는 제 5 실시예에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 전면에서 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이고, 도 8의 (c)는 제2 서브 샤워 노즐(40b)의 끝단을 확대 도시한 일례이다.
본 발명의 제 5 실시예에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비는 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c) 중 적어도 하나의 서브 샤워 노즐(40)은 적어도 하나의 서브 샤워 노즐(40)의 끝단에 개구 방향이 제1 방향(x)으로 형성된 홀(41)이 구비되도록 할 수 있다.
일례로, 도 8의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c) 중 제2 서브 샤워 노즐(40b)은 제2 서브 샤워 노즐(40b)의 끝단에 개구 방향이 제2 서브 샤워 노즐(40b)의 길이 방향인 제1 방향(x)으로 형성된 홀(41)이 구비되도록 할 수 있다.
이때, 제2 서브 샤워 노즐(40b)은 제1 방향(x)과 교차하는 방향(z, y)으로 개구 방향이 형성되는 홀을 구비하지 않을 수 있다.
아울러, 이때, 제1, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40c)은 제1 방향(x)과 교차하는 방향(z, y)으로 개구 방향이 형성되는 홀(41)을 구비할 수 있다.
여기서, 제2 서브 샤워 노즐(40b)의 끝단에 형성된 홀(41)의 직경은 제1, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40c)의 길이 방향 측면에 형성된 홀(41)의 직경보다 클 수 있다.
일례로, 제2 서브 샤워 노즐(40b)의 끝단에 형성된 홀(41)의 직경은 제2 서브 샤워 노즐(40b)의 직경과 동일할 수 있다.
이와 같은 제 5 실시예에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비는 적어도 하나의 서브 샤워 노즐(40b)이 끝단에 개구 방향이 제1 방향(x)으로 형성된 홀(41)을 구비하여, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 증착 장비의 내부 공간에서 혼합 가스(G1+G2)의 대류 패턴 혼잡도를 더욱 더 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 복수의 실리콘 웨이퍼(110) 각각의 표면에 불순물이 도핑된 실리콘층을 보다 균일하게 증착시킬 수 있다.
지금까지 본 발명의 제1 내지 5 실시예는 따로 각각 나누어 설명되었지만, 서로 양립 가능한 범위 내에서 각 실시예는 서로 병합되어 구현될 수도 있다.
더불어, 지금까지의 제1 내지 5 실시예에서는, 제1 방향으로 길게 연장되는 복수의 샤워 노즐 중 적어도 하나의 샤워 노즐은 샤워 노즐 측면에 혼합 가스를 분사시키는 홀이 구비된 경우를 일례로 설명하였다.
그러나, 이와 다르게 복수의 샤워 노즐 전체는 샤워 노즐 측면에 혼합 가스를 분사하는 홀이 각 샤워 노즐의 끝단에 구비하는 것도 가능하다.
이에 대해, 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 9 내지 10은 본 발명에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비의 제6 실시예를 설명하기 위한 도이다.
이하의 도 9 및 도 10에서는 앞선 도 1 내지 도 8에서 설명한 부분과 중복되는 내용에 대한 설명을 생략하고, 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 9의 (a)는 제6 실시예에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 측면에서 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이고, 도 9의 (b)는 제6 실시예에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 위에서 아래로 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이고, 도 9의 (c)는 제6 실시예에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비를 전면에서 봤을 때의 단면을 간략하게 도시한 것이다.
참고로, 이해의 편의상 도 9의 (b)에서, 제1, 2, 3 샤워 노즐(40)(40a, 40b, 40c)을 위에서 봤을 때, 제2, 3 샤워 노즐(40)(40b, 40c)이 서로 어긋나게 구비되는 것처럼 도시되었으나, 실제로는 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 상하 방향(z)으로 이격되어 일렬로 구비될 수 있다.
도 10은 도 9에 도시된 제6 실시예에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비가 동작될 때, 혼합 가스(G1+G2)가 분사되는 형태를 간략하게 도시한 것이다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 태양 전지용 실리콘층 증착 장비는 도 9에 도시된 바와 같이, 혼합 가스(G1+G2)가 유입되는 샤워 노즐(40)이 복수 개로 구비될 수 있으며, 혼합 가스(G1+G2)가 분사되는 홀(41)은 복수 개의 샤워 노즐(40) 각각의 끝단에 위치할 수 있다.
이때, 복수 개의 샤워 노즐(40)에 구비된 각각의 홀(41)은 도어(20)쪽을 향하거나 밴트(30)쪽을 향하여 서로 다른 방향으로 오픈되어 있을 수 있다.
일례로, 복수 개의 샤워 노즐(40)에 구비된 각각의 홀(41)의 형상은 도 8의 (c)에 도시된 바와 동일할 수 있다.
보다 구체적으로, 샤워 노즐(40)은 도 9의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 샤워 노즐(40)은 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c)을 포함할 수 있다.
이와 같은 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c)은 챔버 몸체의 내부에 배치된 보트를 기준으로 양쪽 측벽에 구비되되, 제1 방향(x)의 라인 선상에 일렬로 배치되고, 상하 방향(z)으로 이격되어 구비될 수 있다.
제1 서브 샤워 노즐(40a)은 도어(20)측으로부터 보트의 전단 부분까지 연장되고, 도어(20)측에 인접한 부분에 끝단이 위치하여, 제1 서브 샤워 노즐(40a)의 끝단에 혼합 가스(G1+G2)를 분사하는 홀(41)이 구비될 수 있다.
이와 같은 제1 서브 샤워 노즐(40a)의 끝단에 구비된 홀(41)은 밴트(30)쪽을 향하여 오픈될 수 있다.
제2 서브 샤워 노즐(40b)은 밴트(30)측으로부터 보트의 중앙 부분까지 연장되고, 보트의 중앙 부분에 끝단이 위치하여, 제2 서브 샤워 노즐(40b)의 끝단에 혼합 가스(G1+G2)를 분사하는 홀(41)이 구비될 수 있다.
이와 같은 제2 서브 샤워 노즐(40b)의 끝단에 구비된 홀(41)은 도어(20)쪽을 향하여 오픈될 수 있다.
제3 서브 샤워 노즐(40c)은 밴트(30)측으로부터 보트의 후단 부분까지 연장되고, 밴트(30)측에 인접한 부분에 끝단이 위치하여, 제3 서브 샤워 노즐(40c)의 끝단에 혼합 가스(G1+G2)를 분사하는 홀(41)이 구비될 수 있다.
이와 같은 제3 서브 샤워 노즐(40c)의 끝단에 구비된 홀(41)은 도어(20)쪽을 향하여 오픈될 수 있다.
이와 같은 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c)은 각각의 끝단에 구비된 홀(41)이 밴트(30)쪽을 향하여 오픈되어 있거나 도어(20)쪽을 향하여 오픈되어 있어, 챔버 몸체 내부의 공간으로 분사되는 혼합 가스(G1+G2)의 혼잡도를 더욱 향상시킬 수 있고, 이로 인하여, 보트에 배치된 복수의 실리콘 웨이퍼 표면에 증착되는 실리콘층의 균일도(uniformity)를 더욱 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 도 9에 도시된 제6 실시예와 같이, 샤워 노즐(40)이 구비되고, 각각의 제1, 2, 3 샤워 노즐(40)의 끝단에 구비된 홀(41)이 도어(20)쪽이나 밴트(30)쪽을 향하여 오픈된 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 태양 전지용 실리콘층 증착 장비가 동작될 때, 혼합 가스(G1+G2)가 분사되는 형태가 더욱 복잡해져, 불순물이 도핑된 실리콘층이 실리콘 웨이퍼(110)의 표면에 증착될 때, 균일도가 더욱 향상될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 서브 샤워 노즐(40a)에서 분사되는 혼합 가스(G1+G2)는 밴트(30)쪽을 향하여 보트의 전단 부분에서 분사되어, 보트의 중앙 부분과 후단 부분에 배치된 실리콘 웨이퍼의 표면에 증착될 수 있다.
제2 서브 샤워 노즐(40)에서 분사되는 혼합 가스(G1+G2)는 도어(20)쪽을 향하여 보트의 중앙 부분에서 분사되어, 분사된 혼합 가스(G1+G2)는 보트의 전단 부분에 배치된 실리콘 웨이퍼의 표면에 증착될 수 있다.
제3 서브 샤워 노즐(40c)에서 분사되는 혼합 가스(G1+G2)는 밴트(30)쪽을 향하여 보트의 후단 부분에서 분사되어, 분사된 혼합 가스(G1+G2)는 보트의 전단 부분에 배치된 실리콘 웨이퍼의 표면에 증착될 수 있다.
이때, 각 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c)에서 분사된 혼합 가스(G1+G2)는 그 분사 방향이 서로 다르고 반대되므로, 각 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐(40a, 40b, 40c)에서 분사된 혼합 가스(G1+G2)가 서로 영향을 받아, 분사된 혼합 가스(G1+G2)의 혼잡도가 더욱 높아지고, 이로 인하여, 혼합 가스(G1+G2)가 실리콘 웨이퍼(110)의 표면에 더욱 균일하게 증착되어, 불순물이 도핑된 실리콘층이 실리콘 웨이퍼(110)의 표면에 더욱 균일하게 형성될 수 있다.이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 복수의 실리콘 웨이퍼가 내부에 배치되는 공간이 제1 방향으로 길게 구비되는 챔버 몸체; 및
    상기 챔버 몸체의 내부에 상기 제1 방향으로 길게 고정되고, 상기 복수의 실리콘 웨이퍼의 표면 각각에 실리콘층을 증착시키는 실리콘 증착 가스와 상기 증착되는 실리콘층 내에 도핑되는 불순물 가스가 혼합된 혼합 가스를 분사하는 홀이 구비되는 샤워 노즐;을 포함하는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버 몸체는 상기 제1 방향의 일측에 상기 복수의 실리콘 웨이퍼가 출입하는 도어(door)와 상기 제1 방향의 타측에 상기 실리콘 층착 가스와 상기 불순물 가스가 배기되는 밴트(vent)를 구비하고,
    상기 복수의 실리콘 웨이퍼는 상기 제1 방향으로 길게 배치되는 보트(boat) 내에 배치된 상태로, 상기 도어를 통해 상기 챔버 몸체 내부 공간에 로딩되어 배치되는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 샤워 노즐은 상기 챔버 몸체의 측벽에 위치하여, 상기 혼합 가스를 분사하는 홀은 복수 개이고, 상기 복수의 홀들은 상기 샤워 노즐의 길이 방향 측면에 위치하는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 샤워 노즐에 구비된 홀들 사이의 상기 제1 방향 간격은 20mm~ 80mm 사이인 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 샤워 노즐에 구비된 홀들 각각의 직경은 0.5mm ~ 2.5mm 사이인 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 샤워 노즐의 직경은 3mm ~ 7mm 사이인 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 샤워 노즐은
    상기 보트 중에서 상기 도어측에 인접한 전단 부분에 상기 혼합 가스를 분사하는 제1 서브 샤워 노즐;
    상기 보트의 중앙 부분에 상기 혼합 가스를 분사하는 제2 서브 샤워 노즐; 및
    상기 보트 중에서 상기 밴트측에 인접한 후단 부분에 상기 혼합 가스를 분사하는 제3 서브 샤워 노즐;을 포함하는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐 각각은 상기 혼합 가스를 분사하는 복수의 홀이 상기 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐 각각의 측면에 상기 제1 방향으로 이격되어 구비되고,
    상기 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐 각각에 구비된 상기 복수의 홀의 개구 방향은 상기 제1 방향과 교차하는 방향인 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 샤워 노즐에 구비된 복수의 홀들 중 일부 홀은 상기 보트의 전단과 상기 도어 사이의 공간에 위치하는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐 중 적어도 하나의 서브 샤워 노즐에서,
    상기 혼합 가스가 유입되는 초입에 인접한 제1 부분에 위치한 홀들 사이의 간격은 상기 제1 부분보다 상기 적어도 하나의 서브 샤워 노즐의 끝단에 더 인접한 제2 부분에 위치한 홀들 사이의 간격보다 큰 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서브샤워 노즐에서 상기 홀들 사이의 간격은 상기 제1 부분에서 상기 제2 부분으로 진행할수록 점진적으로 감소하는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 서브 샤워 노즐에서 상기 도어에 인접한 상기 보트의 전단 부분과 상기 도어 사이의 공간에 위치하는 홀들 사이의 간격은 상기 보트의 측면에 인접하여 구비된 홀들 사이의 간격보다 큰 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐 중 적어도 하나의 서브 샤워 노즐은 상기 보트의 측면 방향으로 개구 방향이 형성된 제1 홀과 상기 챔버 몸체의 바닥 방향 또는 챔버 몸체의 상부 방향으로 개구 방향이 형성된 제2 홀을 구비하는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  14. 제7 항에 있어서,
    상기 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐 중 적어도 하나의 서브 샤워 노즐은 상기 적어도 하나의 서브 샤워 노즐의 끝단에 개구 방향이 제1 방향으로 형성된 홀이 구비되는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 방향으로 홀이 구비된 상기 적어도 하나의 서브 샤워 노즐은 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 개구 방향이 형성되는 홀을 구비하지 않는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  16. 제2 항에 있어서,
    상기 샤워 노즐에서 혼합 가스를 분사하는 홀은 상기 각 샤워 노즐의 끝단에 위치하는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 도어측을 향하거나 상기 밴트측을 향하여 서로 다른 방향으로 오픈되어 있는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 샤워 노즐은
    상기 도어측에 인접한 부분에 끝단이 위치하는 제1 서브 샤워 노즐;
    상기 보트의 중앙 부분에 끝단이 위치하는 제2 서브 샤워 노즐; 및
    상기 밴트측에 인접한 부분에 끝단이 위치하는 제3 서브 샤워 노즐;을 포함하고,
    상기 제1, 2, 3 서브 샤워 노즐은 각각의 끝단에 상기 혼합 가스를 분사하는 홀을 구비하는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 서브 샤워 노즐은 상기 도어측으로부터 상기 보트의 전단 부분까지 연장되고,
    상기 제2 서브 샤워 노즐은 상기 밴트측으로부터 상기 보트의 중앙 부분까지 연장되고,
    상기 제3 서브 샤워 노즐은 상기 밴트측으로부터 상기 보트의 후단 부분까지 연장되는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 서브 샤워 노즐의 끝단에 구비된 홀은 상기 밴트쪽을 향하여 오픈되고,
    상기 제2 서브 샤워 노즐의 끝단에 구비된 홀은 상기 도어쪽을 향하여 오픈되고,
    상기 제3 서브 샤워 노즐의 끝단에 구비된 홀은 상기 도어쪽을 향하여 오픈되는 태양 전지용 실리콘층 증착 장비.
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