[发明专利]用于生产多晶硅的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产多晶硅的方法。

背景技术

多晶硅(多晶体硅，polysilicon)主要通过西门子方法由卤代硅烷，诸如三氯硅烷沉积至细棒上，给出多晶硅棒，其随后在非常低污染的过程中粉碎为多晶硅块。

对于半导体和太阳能工业中的应用，期望具有非常少污染的块状多晶硅。因此，在运输到消费者之前，材料应该最好以低污染的方式包装。

原则上，用于包装块状硅的合适的管状制袋机是可商购的。例如DE3640520A1中描述了一种这样的包装机。

块状多晶硅是锋利的(sharp-edged)、非自由流动的体材料(散装材料，bulkmaterial)。因此，在包装阶段，必需注意确保材料在装填过程中不会刺破通常的塑料袋(pouch)，或者在更糟的情况中甚至完全地破坏它们。

为了防止这种情况的发生，必需适合地调整商业包装机以用于包装多晶硅。

原因是塑料袋上存在破孔(穿刺，小孔，puncture)，同样导致生产线停止以及硅污染。

DE102007027110A1公开了用于包装多晶硅的方法，其中，多晶硅通过填充设备填充到自由悬挂、完全形成的袋内，随后密封填充的袋，其特征在于，袋由具有10至1000μm壁厚的高纯度塑料组成，填充设备包括非金属、低污染材料制成的自由悬挂的能量吸收器，在引入多晶硅之前将其引入塑料袋中，并且通过自由悬挂的能量吸收器将多晶硅引入塑料袋中，且随后将自由悬挂的能量吸收器从填充有多晶硅的塑料袋中去除，并且密封塑料袋。

通过焊接(熔接，welding)典型地完成塑料袋的密封。

通过提供了塑料袋内的能量吸收器的这种类型的方法，可以在很大程度上防止在包装过程中塑料袋的破孔。然而，这仅是对于较小和/或轻重量的块的情况。

已经发现袋损坏事故的风险随着块质量成比例增加。

为了降低破孔率(穿刺率)原则上可以想到的一个可能是通过袋膜的增强，已经证明不是十分可行的，尤其是由于这种类型的较小柔性膜将难以处理。正在使用的包装机并非涉及用于具有超过350μm厚度的膜。此外，焊接这种厚度的袋所需的时间将较长，因此降低了生产量。

可能发生在袋上的这种破孔不仅是在包装过程中，也在运输至消费者的过程中。块状多晶硅是锋利的，并且因此在袋中块的不利方向的情况下，由于块相对于袋膜移动和/或在袋膜上施加压力，因此它们会切断或刺破该膜。

经验表明，填充有块状多晶硅的由标准商业PE膜制成的袋表现出在运输过程中或之后的扯开的焊缝。

从袋包装中刺出的块可能受到周围材料的不可接受的直接污染，同时在袋内的块可能被流入的周围空气不可接受地污染。

发现了该问题甚至伴随着所谓的双袋，其中，多晶硅填充在第一袋中且随后将这个第一袋引入第二袋中。

尽管在现有技术中已知的全部措施，但总是需要用于破孔和袋损坏的100％外观检查。

从这些问题中开发本发明的目的。

发明内容

通过用于生产多晶硅的方法实现目的，其包括提供多晶硅棒，将多晶硅棒粉碎为多晶硅块，并且通过将多晶硅块引入至坚固(固定，solid)且本质稳定的容器包装多晶硅块，该容器包括基底、壁和开口，该容器具有截圆锥(去顶圆锥形，truncatedcone)或截棱锥(去顶角锥形，truncatedpyramid)的形式，其具有两个不同尺寸的基底和开口区域(面积，area)以及侧面，基底区域大于容器的开口区域，容器的壁具有至少0.5mm的厚度，且圆锥体(椎体，cone)或棱锥体(角锥体，pyramid)的侧线与垂直轴之间的角度为至少2°。

具体实施方式

多晶硅使用作为反应气体的含硅组分和氢优选地沉积在加热的细硅棒上(西门子方法)。含硅组分优选氯硅烷，更优选三氯硅烷。根据现有技术进行沉积，例如参考WO2009/047107A2。

在沉积之后，粉碎多晶硅棒。优选地，首先初步粉碎多晶硅棒。对于这种预粉碎，使用由低磨损材料例如硬金属制成的锤子。在具有优选由低磨耗塑料或硅组成的表面的工作台上进行预粉碎。

然后，将预粉碎的多晶硅粉碎为期望的目标块尺寸0、1、2、3或4。块尺寸定义为硅块的表面上的两点之间的最大距离(＝最大长度)，如下所示：

块尺寸0以mm计：约0.5至5

块尺寸1以mm计：约3至15

块尺寸2以mm计：约10至40

块尺寸3以mm计：约20至60

块尺寸4以mm计：约>45