| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2009년 봄 (05/21 ~ 05/22, 무주리조트) |
| 권호 | 15권 1호 |
| 발표분야 | 구조재료 |
| 제목 | 태양전지용 실리콘 웨이퍼의 파손 신뢰성 평가 |
| 초록 | 태양전지 소자의 제조를 위해 수백 마이크로미터 두께의 단결정 실리콘 웨이퍼가 기판으로 사용되고 있다. 태양전지 소자 제조 공정 중 가해지는 기계적응력 및 열응력에 의한 실리콘 웨이퍼의 파손이 보고되어 왔으며, 예상치 못한 웨이퍼의 파손은 태양전지의 제조수율 및 생산공정의 신뢰성을 저하시킨다. 실리콘 웨이퍼의 파손은 단결정 잉곳으로부터 절단 공정시에 도입된 미소균열 등의 내부 결함 및 표면 결함에 의해 일어나기 때문에, 태양전지 소자 제조 공정의 신뢰성 향상을 위해 실리콘 웨이퍼 기판의 파손 특성 분석이 중요시 되고 있다. 본 연구에서는 크기가 5인치인 두께 200~150 마이크로미터의 상용 실리콘 웨이퍼에(as-saw)대해 웨이퍼 부위별 파단강도 분포를 측정하였다. 또한 saw damage etching(SDE) 공정을 적용하여 웨이퍼 표면의 결함을 제거하였으며, 이 시험편에 대해 각 부위별 파단강도를 측정하여 as-saw 상태의 시험편과 비교하였다. 실리콘 웨이퍼의 파단강도는 4점 굽힘시험을 통하여 측정하였으며, 파단면은 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 또한 실리콘 웨이퍼 내부의 미소균열을 비파괴적으로 검출하기위해 100MHz 고주파수를 이용하는 초음파현미경(SAM, scanning acoustic microscope)을 이용하여 균열의 분포를 영상화 하였다. As-saw 상태의 웨이퍼와 SDE된 웨이퍼 모두 웨이퍼의 가장자리 부분이 중앙부위에 비해 파단강도가 낮게 나타나, 한 개의 상용 실리콘 웨이퍼 내에서도 강도 편차가 크게 나고 있음을 확인하였다. 70개 이상의 시험편에 대한 파단강도 측정을 통해 얻은 평균 파단강도는 SDE 공정을 거친 웨이퍼가 as-saw 시험편에 비해 현저히 크게 나타났다. |
| 저자 | 신봉걸1, 이준성2, 현창용1, 김동환2, 변재원1 |
| 소속 | 1서울산업대, 2고려대 |
| 키워드 | 실리콘 웨이퍼; 태양전지; 파단강도; 신뢰성평가 |
