원자층 증착법으로 형성된 Al2O3 박막의 질소 도핑에 따른 실리콘 표면의 부동화 특성 연구
Study on the Passivation of Si Surface by Incorporation of Nitrogen in Al2O3 Thin Films Grown by Atomic Layer Deposition
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초록
실리콘 태양전지의 효율을 향상하기 위해서는 소수 캐리어의 높은 수명이 필수조건이다. 따라서, 이를 달성하기 위한 실리콘 표면결함을 없애줄 수 있는 부동화(passivation) 기술이 매우 중요하다. 일반적으로 PECVD 법이나 열산화 공정을 통해 얻어진 SiO2 박막이 부동화 층으로 많이 사용되나 1000도에 이르는 고온 공정과 낮은 열적 안정성이문제로 여겨진다. 본 연구에서는 원자층 증착법을 이용하여 400도 미만의 저온 공정을 통해 Al2O3 부동화 박막을 형성하였다. Al2O3 박막은 고유의 음의 고정 전하밀도로 인해 낮은 표면 재결합속도를 보이는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 질소 도핑을 통해 높은 음의 고정 전하 밀도를 얻고 이를 통해 좀 더 향상된 실리콘 표면 부동화 특성을 얻고자 하였다.
Abstract
To improve the efficiency of the Si solar cell, high minority carrier life time is required. Therefore, the passivation technology is important to eliminate point defects on the silicon surface, causing the loss of minority carrier recombination. PECVD or post-annealing of thermally-grown SiO2 is commonly used to form the passivation layer, but a high-temperature process and low thermal stability is a critical factor of low minority carrier lifetime. In this study, atomic layer deposition was used to grow the Al2O3 passivation layer at low temperature process. Al2O3 was selected as a passivation layer which has a low surface recombination velocity because of the fixed charge density. For the high charge density, an improved minority carrier lifetime, and a low surface recombination, nitrogen was doped in the Al2O3 thin film and the improvement of passivation was studied.
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