Journal of the Korean Vacuum Society (한국진공학회지)

The Korean Vacuum Society (한국진공학회)
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Discharge Characteristics of Plasma Jet Doping Device with the Atmospheric and Ambient Gas Pressure

플라즈마 제트 도핑 장치의 대기 및 기체의 압력 변화에 대한 방전 특성

  • Kim, J.G. (Department of Electrophysics, Kwangwoon University) ;
  • Lee, W.Y. (Department of Electrophysics, Kwangwoon University) ;
  • Kim, Y.J. (Department of Electrophysics, Kwangwoon University) ;
  • Han, G.H. (Department of Electrophysics, Kwangwoon University) ;
  • Kim, D.J. (Department of Electrophysics, Kwangwoon University) ;
  • Kim, H.C. (Department of Electrophysics, Kwangwoon University) ;
  • Koo, J.H. (Department of Electrophysics, Kwangwoon University) ;
  • Kwon, G.C. (Department of Electrophysics, Kwangwoon University) ;
  • Cho, G.S. (Department of Electrophysics, Kwangwoon University)
  • 김중길 (광운대학교 전자물리학과) ;
  • 이원영 (광운대학교 전자물리학과) ;
  • 김윤중 (광운대학교 전자물리학과) ;
  • 한국희 (광운대학교 전자물리학과) ;
  • 김동준 (광운대학교 전자물리학과) ;
  • 김현철 (광운대학교 전자물리학과) ;
  • 구제환 (광운대학교 전자물리학과) ;
  • 권기청 (광운대학교 전자물리학과) ;
  • 조광섭 (광운대학교 전자물리학과)
  • Received : 2012.09.20
  • Accepted : 2012.11.09
  • Published : 2012.11.30
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Abstract

Discharge property of plasma jet devices is investigated for the application to the doping processes of crystalline solar cells and others. Current-voltage characteristics are shown as the typical normal-glow discharge in the various gas pressure of plasma jets, such as in the atmospheric plasma jets of Ar-discharge, in the ambient pressure of atmospheric discharge, and in the ambient Ar-pressure of Ar-discharge. The discharge voltage of atmospheric plasma jet is required as low as about 2.5 kV while the operation voltage of low pressure below 200 Torr is low as about 1 kV in the discharge of atmospheric and Ar plasma jets. With a single channel plasma jet, the irradiated plasma current on the doped silicon wafer is obtained high as the range of 10~50 mA. The temperature increasement of wafer is normally about $200^{\circ}C$. In the result of silicon wafers doped by phosphoric acid with irradiating the plasma jets, the doping profiles of phosphorus atoms shows the possibility of plasma jet doping on solar cells.

결정질 태양전지 등의 도핑 공정에 적용하기 위한 플라즈마 제트 장치의 기초 방전 특성을 조사한다. 대기압에서의 아르곤 플라즈마 제트와 대기 압력변화에 대한 대기 플라즈마 제트, 그리고 아르곤 분위기 압력 변화에 대한 플라즈마 제트의 전류-전압은 전형적인 정상 글로우 방전의 특성을 갖는다. 대기압 플라즈마 제트의 방전 전압은 약 2.5 kV의 높은 전압이 요구되며, 대기 및 아르곤 플라즈마 제트는 200 Torr 이하의 낮은 압력에 대한 방전 전압은 약 1 kV가 된다. 도핑용 실리콘 웨이퍼에 조사되는 단일 채널 플라즈마 제트의 전류는 인가전압의 조정에 의하여 수 10~50 mA의 고 전류를 용이하게 얻는다. 플라즈마 제트를 웨이퍼에 조사하는 경우에 웨이퍼의 온도 상승은 정상상태에서 약 $200^{\circ}C$가 된다. 실리콘 웨이퍼에 도핑 용재인 액상의 인산을 도포하여 플라즈마를 조사한 결과 얻어진 인 원자의 도핑 분포는 플라즈마 제트 도핑의 가능성을 보여준다.

Keywords

References

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