SF6/O2 혼합가스에 의한 실리콘 웨이퍼의 표면 텍스쳐링 특성 (Characterization of Surface Textured Silicon Substrates by SF6/O2 Gas Mixture)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 25권 / 5호 / 345 ~ 348페이지
· 저자명 : 강민석, 구상모, 주성재

초록

본 연구에서는 ICP 플라즈마 식각 장비의 SF6와 O2 혼합한 가스를 이용하여 실리콘 기판의 표면을 텍스쳐링하였다. SF6의 유량 20 sccm에서 O2의 유량을 공정 변수로 하였고, 텍스쳐링된 웨이퍼의 표면 형상과 반사율 특성을 조사하였다. O2 유량이 8 sccm 조건으로 250 nm ∼ 1,000 nm 파장 영역에서 가장 낮은 반사율을 얻을 수 있었으며, 텍스쳐링의 높이는 0.8 ~ 1.0 μm, 폭은 5 ~ 10 nm이고, 표면의 기울기가 급한 바늘 형태로 나타내었다.
또한 표면 텍스쳐링 공정을 이용하여 실리콘 솔라셀의 전기적 특성 및 효율 추정을 2차원 시뮬레이션을 통하여 비교 분석을 수행하였다. 표면이 평평한 구조의 Pmax는 2.3×10-8 W이고, 표면 미세구조를 가진 구조의 Pmax는 2.7×10-8 W를 얻을 수 있었다. 이는 평평한 구조를 기준으로 텍스쳐링 구조에서 소자효율차이가 20% 향상됨을 확인하였다.
본 연구를 통하여 실리콘 웨이퍼의 ICP 공정을 이용한 표면 텍스쳐링으로 태양전지의 에너지 변환효율을 향상시킬 수 있다고 판단된다.

영어초록

The optical losses associated with the reflectance of incident radiation are among the most important factors limiting the efficiency of a solar cell. Therefore, photovoltaic cells normally require special surface structures or materials, which can reduce reflectance. In this study, nano-scale textured structures with anti-reflection properties were successfully formed on silicon. The surface of sicon wafer was etched by the inductively coupled plasma process using the gaseous mixture of SF6 + O2. We demonstrate that the reflection characteristic has significantly reduced by ∼0% compared with the flat surface. As a result, the power efficiency Pmax of the nano-scale textured silicon solar cell were enhanced up to 20%, which can be ascribed primarily to the improved light trapping in the proposed nano-scale texturing.

참고자료

· 없음