광전지를 구성하기 위한 실리콘 웨이퍼의 기계적 텍스처링을 위한 장치 및 방법, 및 그에 의해 생성된 실리콘 웨이퍼(Device and method for mechanically texturing a silicon wafer intended to comprise a photovoltaic ..

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2013-0098874
(43) 공개일자 2013년09월05일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H01L 21/00 (2006.01) H01L 31/0236 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2012-7031107
(22) 출원일자(국제) 2011년04월27일
심사청구일자 없음
(85) 번역문제출일자 2012년11월28일
(86) 국제출원번호 PCT/EP2011/056660
(87) 국제공개번호 WO 2011/134999
국제공개일자 2011년11월03일
(30) 우선권주장
10 53268 2010년04월28일 프랑스(FR)
(71) 출원인
꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너
지스 앨터네이티브즈
프랑스 파리 에프-75015 바띠멍 르 뽀낭 데 뤼
르블랑 25
(72) 발명자
가랑데, 장-폴
프랑스, 에프73370 르 부르게-뒤-라끄, 139 앵빠
스 데 프레, 레 아카시아
방실롱, 자키
프랑스, 에프-38120 생뜨-에그레브, 2 비 뤼 드
벨뷰, 파크드 생포니
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
윤동열
전체 청구항 수 : 총 11 항
(54) 발명의 명칭 광전지를 구성하기 위한 실리콘 웨이퍼의 기계적 텍스처링을 위한 장치 및 방법, 및 그에 의
해 생성된 실리콘 웨이퍼
(57) 요 약
본 발명은, 광전지를 구성하기 위한 실리콘 웨이퍼들(4)을 텍스처링하기 위한 새로운 해결책에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 5 내지 50 ㎛의 깊이의 균일한 에칭 패턴들을 포함하는 표면을 가진 실리콘 웨이퍼들이 얻어
질 수 있다.
대 표 도 - 도1
공개특허 10-2013-0098874
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(72) 발명자
페데르조니, 루크
프랑스, 에프-38300 브루고앵-잘리에, 27 뤼 뒤 벨
베데르
피로, 마르끄
프랑스, 에프-73610 아띠그나 옹생, 르 페랭
공개특허 10-2013-0098874
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특허청구의 범위
청구항 1
광전지를 구성하기 위한 실리콘 웨이퍼(4)의 기계적 텍스처링(mechanical texturing)을 위한 장치로서,
복수의 텅스텐 카바이드 포인트들(3, 30, 31),
복수의 오목부들(20) 각각이, 텅스텐 카바이드 포인트가 미끄러질 수 있도록 상기 텅스텐 카바이드 포인트를 지
지할 수 있는 상기 복수의 오목부들을 포함하는 지지대(2), 및
상기 실리콘 웨이퍼의 두께 변화에 상관없이 일정한 힘으로 상기 실리콘 웨이퍼에 대하여 상기 복수의 텅스텐
카바이드 포인트들 각각을 가압하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 2
제 1 항에 있어서, 상기 지지대는 상기 텅스텐 카바이드 포인트들이 자유롭게 미끄러질 수 있도록 상기 텅스텐
카바이드 포인트들을 지지할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 3
제 2 항에 있어서, 상기 가압하는 수단은 상기 텅스텐 카바이드 포인트들(3, 30, 31) 각각의 자체 무게로 이루
어지는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 4
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텅스텐 카바이드 포인트들은 삼각 베이스를 가진 직선형
각기둥 형태의 하부(31)를 가지며, 상기 삼각 베이스의 정점에서의 각도는 상기 텅스텐 카바이드 포인트들을 지
지하는 오목부들(20)의 정점에서의 각도보다 작은 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 5
제 4 항에 있어서, 상기 삼각 베이스의 정점에서의 각도는 30° 내지 45°인 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 6
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 에칭 간격 d는 5㎛ 내지 40㎛인 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 7
광전지를 구성하기 위한 실리콘 웨이퍼(4)의 기계적 텍스처링을 위한 방법으로서,
상기 방법은 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 장치(1)에 의해 실시되고,
상기 장치에 따른 일정한 압력은 0.1N 내지 2N의 범위에서 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 8
제 7 항에 있어서, 상기 일정한 압력은 0.3N 내지 1N의 범위에서 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 9
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 압력 중 적어도 일부분은 텅스텐 카바이드 포인트들에 인가되는 가스 압
력에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 10
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지대는 5mm/s 내지 100mm/s의 속도로 이동하는 것을 특
징으로 하는 방법.
청구항 11
공개특허 10-2013-0098874
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광전지를 구성하기 위한 다결정 실리콘 웨이퍼(4)로서,
상기 다결정 실리콘 웨이퍼(4)는 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 얻어지고,
상기 다결정 실리콘 웨이퍼의 표면은 5㎛ 내지 50㎛의 깊이의 균일한 에칭 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하
는 다결정 실리콘 웨이퍼.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 광전지를 구성하기 위한 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)의 텍스처링(texturing)을 위한 장치 및 방법[0001]
에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 장치 및 방법에 의해 생성된 실리콘 웨이퍼, 특히 다결정 웨이퍼에 관한 것이다. [0002]
배 경 기 술
대부분의 광전지(PV; photovoltaic cell)들은, 청정실에서 실리콘 웨이퍼들의 처리를 실시하는 산업 현장에서[0003]
단결정 또는 다결정 실리콘으로부터 제조된다. 첫번째 제조 과정은 반사율을 감소시키기 위해 웨이퍼의 표면을
텍스처링하는 과정이다.
산업적으로 사용되는 일반적인 방법의 경우, 결정화된 잉곳(ingot)은 와이어 소잉(wire sawing)에 의해 웨이퍼[0004]
들로 절단되고, 상기 웨이퍼들은 광 흡수를 향상시키기 위해 화학 침식에 의해 텍스처링된다. 이러한 방법을 최
적화하기 위해, 일반적으로 수 마이크론(micron)의 크기를 가진 구조물들을 구하려는 시도가 행해지고 있다. 이
러한 화학 침식은 산성 매질 또는 염기성 매질에 의해 행해질 수 있다.
이러한 산성 매질을 이용하는 기술 또는 염기성 매질을 이용하는 기술, 양자의 경우에 있어서, 반사율이 효과적[0005]
으로 감소될 수 있지만, 상당한 양의 화학 폐수의 재처리를 필요로 하는 단점이 있다.
기계적 에칭 방법(다이아몬드 연마재로 구성된 연마층으로 코팅되어 있고, V형 라인들을 가진 미세-기계가공된[0006]
금속부로 이루어진 구조화 도구)에 근거한 대안이 콘스탄스 대학(the University of Constance)에 의해 제안되
었다(선행기술문헌 1). 상기 기계적 에칭 방법은, 효율성, 및 광전지의 에너지 변환율에 영향을 미치는 결함을
일으키지 않는 능력을 증명하였다. 또한, (웨이퍼 당 수초의 처리 동안의) 생산성의 문제점, 및 구조화 도구의
마모 및 찢어짐에 대한 문제점이 해결되었다. 그러나, (특히, 포인트들의 곡률반경에 관한) 기계가공의 문제점,
및 다이아몬드 분말의 입자크기측정의 문제점이 상기 기계적 에칭 방법의 효율성을 제한하고 있다. 실제로, 에
칭의 공간 분해능은 일반적인 실시에서 50㎛ 정도의 값으로 제한되고 있다.
스케일(scale)에 관한 다른 쪽 극단의 경우로서, AFM 포인트를 가진 에칭에 의해 수행되는 작업을 이용하는 것[0007]
이 가능하다(선행기술문헌 2). 이에 따라, 표면이 서브마이크론 스케일에서도 매우 깨끗한 극미세 패턴들을 얻
을 수 있다. 그러나, 포인트의 이동 속도가 (최고 초당 수백 마이크론으로서) 너무 느리기 때문에, 산업적인 방
법에 이용될 수가 없다.
따라서, 실리콘 웨이퍼의 고속 에칭이 수십 마이크론 정도의 고유 크기의 텍스쳐를 형성할 수 있게 하는 간단하[0008]
고 효율적인 방법이 없었다. 이러한 문제점은, 잉곳을 와이어 소를 이용하여 절단하는 작업이, 실리콘 카바이드
의 입자들에 의한 연마의 통상적인 방법에 있어서 30-40㎛ 정도의 크기 변화를 일으킨다는 사실 때문에 훨씬 더
복잡하다(선행기술문헌 3). 다이아몬드 입자를 이용한 더욱 정교하고 더욱 비싼 방법을 이용하더라도, 10㎛ 미
만의 깊이로 작업하는 것은 어렵다.
또한, 냉 해머성형 영역(cold-hammered zone)이 절단 작업 이후에 제거될 수 있게 하는 화학 사전처리가 일반적[0009]
으로 적용된다. 결정 입자에 따라 다른 침식 운동 때문에, 이러한 사전처리는 웨이퍼의 거칠기를 증가시킨다.
결론적으로, 예외적인 경우를 제외하면, 텍스처링될 웨이퍼에서의 크기 변화는 10㎛보다 크게 현저하게 나타난
다.
그렇기 때문에, 상기 선행기술문헌들에서 제안된 어떠한 기술들도 수십 ㎛ 정도 깊이의 에칭 패턴을 가진 실리[0010]
콘 웨이퍼의 기계적 텍스처링이 가능하지 않다.
선행기술문헌
공개특허 10-2013-0098874
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선행기술문헌 1: 피.파스, 씨. 볼스트, 씨. 제크너, 이. 부처, 지. 윌레케, 에스. 나라얀(P. Fath, C. Borst,[0011]
C. Zechner, E. Bucher, G. Willeke, S. Narayanan)의 "고효율 다결정 실리콘 태양 전지를 위한 새로운 고-처
리량 기계적 텍스처화 기술에서의 진전(Progress in a novel high-throughput mechanical texturization
technology for highly efficient multicrystalline silicon solar cells)", 태양 에너지 재료 및 태양 전지
(Solar Energy Materials and Solar Cells) 48 (1997) 229-236
선행기술문헌 2: 엘. 산티나시, 티. 드제니지안, 피. 슈바우어, 티. 수터, 에이. 에체베리 및 피. 슈무키(L.[0012]
Santinacci, T. Djenizian, P. Schwauer, T. Suter, A. Etcheberry and P. Schmuki)의 "p-Si(100) 표면에 대
한 선택적 전기화학 금 증착(Selective electrochemical gold deposition onto p-Si(100) surfaces)", 물리 학
술지 디: 응용 물리 41 (2008) 175301(J. Phys. D: Apply. Phys. 41 (2008) 175301)
선행기술문헌 3: 디. 크레이, 엠. 슈만, 에이. 에이어, 지. 피. 윌레케, 알. 쿠블러, 제이. 베이너트 및 지. 클[0013]
리어(D. Kray, M. Schumann, A. Eyer, G. P. Willeke, R. Kubler, J. Beinert and G. Kleer)의 "성길고 고정
된 입자들을 가진 태양 웨이퍼 슬라이싱(Solar wafer slicing with loose and fixed grains)", 미국 전기전자
학회 회의록 2006 광전지 에너지 변환에 대한 제4차 세계회의(Proc. 2006 IEEE 4th World Conference on
Photovoltaic Energy Conversion), 2006년 5월 7일-12일, 하와이, 1권, 948-951
선행기술문헌 4: 미국특허공보 제4821250A호 "정보 신호의 기록을 위한 프로세스 및 장치"[0014]
선행기술문헌 5: 제이. 알. 데이비스 주니어 등(J. R. Davis, Jr et al.)의 "실리콘 태양 전지에서의 불순물[0015]
(Impurities in silicon solar cells)", 미국 전기전자학회지(IEEE Transactions on Electron Devices) 27
(1980) 677-687
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명의 목적은, 광전지 공장의 생산 상황과 양립할 수 있는 속도, 일반적으로 실리콘 웨이퍼 당 수초의 텍스[0016]
처링 속도로 5 내지 50 ㎛의 평탄도 결함을 가진 영역에 걸쳐서 5 내지 50 ㎛의 고유 크기의 균일한 에칭 패턴
을 가진 실리콘 웨이퍼의 텍스처링을 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 더욱 일반적인 목적은, 실시하는 데에 간단하고 효율적인 해결책을 제공하는 것이다. [0017]
과제의 해결 수단
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 광전지를 구성하기 위한 실리콘 웨이퍼의 기계적 텍스처링을 위한[0018]
장치로서, 복수의 텅스텐 카바이드 포인트들(tungsten carbide points), 복수의 오목부들 각각이, 텅스텐 카바
이드 포인트가 미끄러질 수 있도록 상기 텅스텐 카바이드 포인트를 지지할 수 있는 상기 복수의 오목부들을 포
함하는 지지대, 및 실리콘 웨이퍼의 두께 변화에 상관없이 일정한 힘으로 실리콘 웨이퍼에 대하여 복수의 텅스
텐 카바이드 포인트들 각각을 가압하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
지지대는 텅스텐 카바이드 포인트들이 자유롭게 미끄러질 수 있도록 텅스텐 카바이드 포인트들을 지지할 수 있[0019]
는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 상기 가압하는 수단은 바람직하게는 텅스텐 카바이드 포인트들 각각의 자체
무게로 이루어진다.
즉, 본 발명에 따르면, 기계적 에칭에 의한 텍스처링은, 수십 마이크론의 스케일에서 평탄하지 않은 실리콘 웨[0020]
이퍼를 텍스처링하기에 적합한 압력의 자체-조정 시스템을 이용함으로써 이루어진다.
평탄도 결함과 관련된 곤란을 해결하기 위해, 본 발명은, 복수의 에칭 포인트들이 에칭되는 표면의 레벨 변화를[0021]
따라 자유롭게 미끄러지는 시스템을 이용한다. 따라서, 압력은, 에칭되는 표면의 기하학적 레벨에 상관없이 포
인트의 무게와 동일하게 된다. 포인트들의 수직방향 이동은 지지대에 의해 안내된다. 가중 질량을 이용한 에칭
의 원리가 선행기술문헌 4에 공지되어 있으나, 선행기술문헌 4(US 4821250A)에 따른 해결책은 홈을 에칭하는 포
인트에 의해 국부적으로 적용된다. 그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 바는, 텍스처링 속도의 사양을 지키기
위해 실리콘 웨이퍼를 집합적으로, 즉, 에칭되는 전체 표면에 걸쳐서 동시에 텍스처링하는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 장치는, 포인트들이 삽입되는 오목부들을 가진 구조 부분(structural part; 지지대[0022]
(support))를 포함한다. 이러한 오목부들은 에칭 간격을 정의하는 거리 d만큼 서로 오프셋(offset)되어 있다.
오목부들은 어셈블리의 기계적 결합을 확보하기 위해 서로 이격되어 있다. 오목부들의 하부는 포인트의 정점에
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서의 각도보다 큰 정점에서의 각도를 가진 사다리꼴 모양이기 때문에, 포인트들이 수직방향으로 자유롭게 미끄
러질 수 있다.
통상적으로 광전지 응용에 사용되는 5-20㎛ 정도의 깊이의 에칭 형태를 얻기 위해, 0.1N 내지 2N, 더욱 바람직[0023]
하게는 0.3N 내지 1N의 압력이 바람직하다. 실리콘 웨이퍼가 압력을 견딜 수 있는지가 분명하지 않았지만, 행해
진 테스트는, 웨이퍼가 실질적인 초기 파손이 없다면 2N의 압력까지 견딜 수 있음을 증명한다.
또 다른 곤란은 시스템의 기하학적 장애물에 관한 것이다. 실제로, (밑면 L×l과 높이 H를 가진 평행육면체와[0024]
유사한) 포인트들의 크기와 에칭 영역 A 및 B의 크기는 다음의 수학식 1 및 2와 관련되어 있다.
수학식 1
[0025]
수학식 2
[0026]
본 장치는 또한 다음의 수학식 3에 따른 에칭 간격 d의 제약에 의해 특징지어 진다. [0027]
수학식 3
[0028]
크기를 정의하는데에 사용되는 문자 및 정수의 도면부호가 도 2 및 3에 도시되어 있다. [0029]
길이 A는 텍스처링되는 웨이퍼의 크기에 의해 결정되며, 일반적으로 A = 15cm이다. [0030]
명확하게 설명하기 위해, 오목부 및 간격의 크기에 대한 적절한 값들로서, L = 4mm, l = 2mm, e1 = e2 = 1mm 및[0031]
에칭 간격 d = 20㎛를 취하면, 상기 수학식 1, 2 및 3에 따라 k = 30, n = 250, B = 0.75m 이다.
B에 대한 값이 높게 나타나는 경우, 특히 Y 방향으로 정렬된 여러 개의 웨이퍼들을 텍스처링하는 것이 가능하다[0032]
면, 산업 응용에 완벽하게 적합하게 된다. 크기 B를 감소시키는 방법으로서 2가지가 있다. 한가지 방법은, 에칭
방향(Y)에 수직인 방향(X)(도 2 및 3의 방향에 대한 도면부호 참조)으로 도구를 오프셋한 상태에서 여러 개의
스테이지들(stages)에서 텍스처링하는 방법이다.
이러한 방법은, 상기 수학식 3: n × d = (L e1)을 n × d = (L e1)/j (j는 정수)로 재정의한다. [0033]
이에 따라, 주어진 값 L에 대하여, 인수 j에 의해 n 및 B를 감소시키는 것이 가능하다. 그러나, 생산성의 이유[0034]
때문에, 이러한 방법은 3보다 큰 j 값에 대해서는 현실적이지 않다.
B를 감소시키는 또 다른 방법은 크기 l을 감소시키는 것이지만, 받아들일 수 없는 높이 H를 필요로 하지 않고[0035]
적절한 질량을 얻어야 하는 문제점을 야기한다.
3.2 kg/㎥의 밀도 ρ를 가진 실리콘 카바이드와 같은 재료와, 4×2 ㎟의 밑면의 평행육면체를 이용하여 0.5N의[0036]
힘에 도달하기 위해서는, 거의 2m의 높이를 필요로 하는데, 이러한 높이를 가진 구성은 장치의 체적에 대한 문
제점 및 포인트들의 취성(fragility)에 대한 문제점을 야기한다. 이것은 핵심적인 문제점인데, B를 0.75m의 최
대값으로 유지하는 방법 및 j=5의 스테이지들을 가지고 텍스처링하는 방법도 이러한 문제점들을 해결할 수
없다. 실제로, L = 4mm, e1 = 1mm 및 20㎛의 에칭 간격 d를 가짐으로써, k = 30 및 n = 50이 된다. B = 0.75m
및 e2 = 1mm를 취함으로써, 이전 케이스의 2mm와 비교되는 l = 1.4cm를 얻는 것이 가능하다.
산업적인 구성으로서 현실적이지 않은 이러한 극한 조건에서도, 28cm보다 더 큰 H 값을 가지고, 이러한 H 값은[0037]
장치의 부담에 대한 의문 및 포인트들의 취성에 대한 의문 때문에 극한값이 된다. 다이아몬드(ρ = 3.5 kg/㎥)
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의 사용은 비용의 문제점을 야기하고, 제한된 개선(H가 10%만 감소)만을 보여준다.
따라서, 실리콘과 양립가능한 것으로 유명한 경질 재료들(다이아몬드 및 실리콘 카바이드)은 본 발명을 실시하[0038]
는 데에 적합하지 않다.
이러한 곤란에 대응하기 위해, 본 발명자들은 15 kg/㎥보다 큰 밀도를 가진 텅스텐 카바이드를 에칭 물질로서[0039]
테스트하기로 결정하였으며, 이러한 텅스텐 카바이드는 다이아몬드 또는 실리콘 카바이드와 비교하여 우수한 기
술적 절연파괴 값을 가진다. 텅스텐이 소수 캐리어(minority carrier)들의 수명 및 광전지의 효율에 가장 해로
운 금속에 속하기 때문에, 광전지 응용을 위한 실리콘 웨이퍼의 에칭을 위한 재료로서 텅스텐 카바이드를 사용
하는 것은 확실하지 않았다(선행기술문헌 5). 예를 들어, 1 ppb(part per billion; 또는 5×1013 at/㎤) 정도
의 분량은 p-타입 실리콘의 광전지의 효율을 40% 넘게 감소시키는 데에 충분하다. 그러나, 행해진 테스트는, 웨
이퍼의 전기적 특성이 영향받지 않았기 때문에 텅스텐 카바이드의 선택이 인증됨을 보여주었다.
본 발명의 실시형태에서, 포인트의 하부는, 정점의 각도가 20°내지 60°, 바람직하게는 30°내지 45°인 삼각[0040]
형 밑면을 가진 직선형 각기둥의 모양을 가지고 있다. 포인트의 상부는 바람직하게는 평행육면체 모양이지만,
다른 모양들도 가능하다. 평행육면체 모양에 대하여, 고유 크기는 다음과 같다:
- 2 내지 15 mm의 길이 L[0041]
- 1 내지 5 mm의 폭 l[0042]
- 1 내지 25 cm의 높이 H.[0043]
2개의 인접한 포인트들을 분리하는 거리로 정의되는 에칭 간격 d는 바람직하게는 5㎛ 내지 100㎛, 더욱 바람직[0044]
하게는 5㎛ 내지 40㎛이다.
이동 속도는 5 내지 100 mm/s, 바람직하게는 10 내지 30 mm/s이다. [0045]
구조 부분은 바람직하게는 강철 또는 니켈기반 초합금의 물질로 제조된다. 선택된 구성이 무엇이든 간에, 웨이[0046]
퍼 당 에칭 포인트들의 개수는 항상 수천개로 매우 많을 것이다. 따라서, 각각의 오목부에서 포인트의 삽입을
유리하게 자동화하는 것도 가능하다.
본 발명의 변형예에서, 압력을 증가시키기 위해 가스압이 포인트들에 인가된다. 예를 들어, 10 ㎟의 영역에 작[0047]
용하는 1 바(bar)의 압력은 1N의 힘과 동일하다. 이러한 동작 모드는 에칭되는 웨이퍼의 기하학적 레벨에 상관
없는 압력을 유지할 수 있게 하지만, 충분한 영역 L×l의 포인트들을 가질 필요가 있음이 발견되었다.
발명의 효과
본 발명의 장점들은 다음과 같다:[0048]
- 광흡수의 최적화를 가능하게 하기 위해 피라미드가 아닌 형태들을 텍스처링할 수 있다: 이러한 다양한 형태들[0049]
은 서로 다른 기하학적 모양들의 포인트들을 선택함으로써 얻어질 수 있다.
- 포인트들의 기하학적 특성을 변경함으로써 압력을 조정할 수 있다.[0050]
- 소모품인 포인트들은 분말야금 타입의 저비용 기술을 이용하여 제조될 수 있다.[0051]
- 웨이퍼 표면의 에칭 결함을 식별할 수 있는 이미지 처리와 결합되면, 본 방법은 닳은 포인트들만을 선택적으[0052]
로 교체할 수 있다.
- 텍스처링 시간을 매우 많이 감소시키면서, Y 방향으로 서로 인접하게 위치한 여러 개의 웨이퍼들을 동시에 텍[0053]
스처링할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 특히 광전지를 구성하기 위한 다결정 실리콘 웨이퍼의 표면이 5 내지 50 ㎛ 깊이의 균일한[0054]
에칭 패턴을 포함하게 할 수 있다.
도면의 간단한 설명
다른 장점들 및 특성들은, 다음의 도면들을 참조하여 설명될 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 읽[0055]
으면 더욱 명확해질 것이다.
- 도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략 단면도이고,
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- 도 2는 일 실시형태에 따른 본 발명에 따른 장치의 평면도이며,
- 도 3은 또 다른 실시형태에 따른 본 발명에 따른 장치의 평면도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장치(1)는 자유롭게 미끄러질 수 있도록 복수의 동일한 포인트들(3)[0056]
을 지지하는 지지대(2)를 포함한다.
오목부들(20)은 상부가 평행육면체 모양을 가지며, 하부(21)에서 사다리꼴 모양인 정점(200)을 가지는 각도를[0057]
가지고 있다.
포인트들은 상부(30)가 평행육면체 모양을 가지고 있으며, 하부(31)가 직선형 삼각 기둥 모양을 가지고 있다. [0058]
에칭 위치에서, 포인트들(3)의 삼각 부분(31)은 웨이퍼(4)의 두께 변화에 상관없이 일정한 힘으로 실리콘 웨이[0059]
퍼(4)를 가압한다.
포인트들은 바람직하게는 융해 기술을 이용하여 텅스텐 카바이드로 이루어진다. [0060]
하부 삼각 포인트 부분(31)의 정점에서의 각도는 지지대(2)의 하부 부분(21)의 정점(200)에서의 각도보다 작은[0061]
30°이다.
포인트(3)의 상부 평행육면체 부분(30)의 크기는 일반적으로 다음과 같다:[0062]
L = 5 mm, l = 2 mm 및 H = 20 cm.[0063]
포인트들에 대한 오목부들(20)은 e1 = e2 = 1 mm만큼 서로 이격되어 있다. 15kg/㎥의 전형적인 텅스텐 카바이드[0064]
밀도 ρ를 가지면, 포인트(3) 당 30g의 질량이 형성되며, 이에 따라, 각각의 포인트의 자체 무게에 의한 압력은
0.3N이다.
텍스처링은 바람직하게는 20 ㎛의 간격 d를 가지며 3개의 스테이지들에서 이루어진다. 텍스처링은 또한 도 2에[0065]
따른 장치를 이용하여 1개의 스테이지에서 이루어질 수도 있고, 도 3에 따른 장치를 이용하여 2개의 스테이지들
에서 이루어질 수도 있다.
3개의 스테이지들에서 텍스처링하는 경우, 구조 부분 또는 지지대(2)는 스테인리스 스틸(stainless steel)로 제[0066]
조되며, 에칭되는 영역에 대응되는 영역인 기능 영역의 크기가 A = 15 cm 및 B = 30 cm 이다. 지지대(2)의 외부
크기는 A' = 20 cm, B' = 35 cm 및 C = 15 cm 이다. A와 A' 사이의 차이 및 B와 B' 사이의 차이는, 텅스텐 카
바이드 에칭 포인트들(3)의 오목부들(20)을 포함하는 영역 A×B 주위의 지지대(2)의 기계적 보강재와 관련되어
있다.
지지대(2)에서 지지되는 포인트들(3)을 가진 장치는, 끝과 끝을 붙여 배치된 15×15 ㎠ 크기의 2개의 실리콘 웨[0067]
이퍼들에 배치된다.
그 다음에, 지지대(2)는 텍스처링을 행하기 위해 상기 2개의 실리콘 웨이퍼들 위에서 20 mm/s의 속도로 이동한[0068]
다. 에칭 찌꺼기는 압축 공기를 쏘아줌으로써 제거된다.
또한, 산성 용액을 이용한 약한 세척도 이용될 수 있다. [0069]
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