[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

通过西门子法由如三氯硅烷的卤代硅烷主要将多晶硅(Polycrystalline silicon，polysilicon)沉积在细棒上，这产生多晶硅棒，随后将其粉碎成多晶硅块。粉碎成块之后，通常将这些归类为特定尺寸类别。分拣(整理，sorting)和归类之后，将块配料至具体重量并将其包装在塑料袋中。由US 2013309524A1已知用于分拣、归类、配料和包装块的对应方法。

对于半导体和太阳能工业中的应用而言，期望具有最低污染水平的块状多晶硅。因此期望在最低污染水平下完成粉碎成块、分拣和归类、配料和包装。

一般地，在各个加工步骤之间需要将块从一个装置运输到另一个装置，例如从粉碎装置到包装机。在该情况下，通常将块立即存储在称为缓冲容器的装置中，缓冲容器一般是塑胶箱。

最后的加工步骤始终是包装在塑料袋中，但这由于以下事实存在问题，块状多晶硅边缘锐利，不能自由流动的大块材料在填充过程中可刺破塑料袋或更糟糕的情况下完全损坏塑料袋。

出于该目的，DE 10 2007 027 110 A1公开了用于包装多晶硅的方法，包括通过填充设备将多晶硅填充到自由悬挂的、完全成型的袋子中，并闭合由此填充的袋子，其中，袋子由壁厚为10至1000μm的高纯度塑料组成，其中填充设备包括非金属低污染材料的自由悬挂的减能器，在填充多晶硅之前将减能器引入到塑料袋中并通过其将多晶硅填充到塑料袋中，然后从填充有多晶硅的塑料袋中除去自由悬挂的减能器，并闭合塑料袋。

在塑料袋内提供减能器的这种方法可在很大程度上防止包装期间刺破塑料袋。然而，这仅适用于小或轻的块。

已经发现袋子损坏风险随着块质量成比例升高。

没有发现能够想到的通过强化薄膜袋减少刺破率的方式是非常可行的，尤其是因为这种柔韧性低的膜将难以处理。使用的包装机不适用于厚度大于350μm的膜。此外，将花费很多时间来焊接这种厚袋子，这降低生产量。

袋子的这种刺破不仅可以发生在包装操作期间，还可以发生在运输给用户的过程中。块状多晶硅边缘锐利，因此在块在袋子中不利的方向的情况下，块相对于薄膜袋的移动和块对薄膜袋的压力分别导致块切割或刺破薄膜袋。

经验示出填充有块状多晶硅的由商业PE膜制成的袋子在运输过程中或运输之后表现出已经破损敞开的焊缝。

从袋子包装中突出的块可以被周围材料直接污染，且内部块由于流入的周围空气被污染，这是不可接受的。在所谓的双层袋子中也会出现该问题，其中，将多晶硅填充到第一袋子中以及随后将该第一袋子引入到第二袋子中。

对于较大的块，US 20130269295 A1公开了用于包装具有大于2kg重量和90至170mm尺寸的块或圆形棒形式的多晶硅的方法，其中，在每种情况下将至少一层膜插入到符合待包装的多晶硅尺寸的立方形纸板箱中，将多晶硅引入到至少一层膜中，随后焊接该至少一层膜并封闭多晶硅。具有10至200μm厚度的至少一层膜包围以块或圆棒形式并具有大于2kg的重量和90至170mm尺寸的多晶硅并封闭多晶硅，该至少一层膜被具有增强结构的进一步的膜包围。焊接该膜之后，将多晶硅引入到包括分离元件的运输容器中或纸板箱中。

以这种方式，在块较大的情况下，推断可以更有效地避免运输期间的刺破。

原则上，因此想法是在塑料箱中运输块，且作为最后一步，将它们包装在塑料袋或膜中。

发明内容

本发明的目的是提供不太昂贵的和更经济可行的方法。

该目的通过以下用于生产多晶硅的方法实现，包括提供多晶硅棒，将多晶硅棒粉碎成多晶硅块并通过将多晶硅块引入到包括底部(底座，base)、壁和开口的纸板容器中包装多晶硅块，其中，已经用塑料涂覆了与多晶硅块接触的至少底部和壁的内表面。

具体实施方式

使用含硅组分和氢作为反应气体优选地将多晶硅沉积在加热的细硅棒上(西门子法)。优选地，含硅组分是氯硅烷，更优选地是三氯硅烷。根据现有技术，参考例如WO 2009/047107 A2进行沉积。

沉积之后，粉碎多晶硅棒。优选地，首先是初步粉碎多晶硅棒。出于该目的，使用由低磨损材料制成的锤子，例如烧结碳化物(硬质合金，cemented carbide)。在具有优选地由耐磨损塑料或硅组成的表面的工作台上进行初步粉碎。

随后将预粉碎的多晶硅粉碎成块尺寸为0、1、2、3、4或5的期望目标尺寸。如下将块尺寸定义为硅块表面上的两点之间的最长距离(＝最大长度)：