[發明專利]用于生產多晶硅的方法

有效

• 申請號: 201580011528.1
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN106061845B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 馬蒂亞斯·維特茲
• 申請（專利權）人: 瓦克化學股份公司
• 主分類號: B65B1/00
• 分類號: B65B1/00;C01B33/035;B65D5/56
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 張英,宮傳芝

技術領域

本發明涉及用于生產多晶硅的方法。

背景技術

通過西門子法由如三氯硅烷的鹵代硅烷主要將多晶硅(Polycrystalline silicon，polysilicon)沉積在細棒上，這產生多晶硅棒，隨后將其粉碎成多晶硅塊。粉碎成塊之后，通常將這些歸類為特定尺寸類別。分揀(整理，sorting)和歸類之后，將塊配料至具體重量并將其包裝在塑料袋中。由US 2013309524A1已知用于分揀、歸類、配料和包裝塊的對應方法。

對于半導體和太陽能工業中的應用而言，期望具有最低污染水平的塊狀多晶硅。因此期望在最低污染水平下完成粉碎成塊、分揀和歸類、配料和包裝。

一般地，在各個加工步驟之間需要將塊從一個裝置運輸到另一個裝置，例如從粉碎裝置到包裝機。在該情況下，通常將塊立即存儲在稱為緩沖容器的裝置中，緩沖容器一般是塑膠箱。

最后的加工步驟始終是包裝在塑料袋中，但這由于以下事實存在問題，塊狀多晶硅邊緣銳利，不能自由流動的大塊材料在填充過程中可刺破塑料袋或更糟糕的情況下完全損壞塑料袋。

出于該目的，DE 10 2007 027 110 A1公開了用于包裝多晶硅的方法，包括通過填充設備將多晶硅填充到自由懸掛的、完全成型的袋子中，并閉合由此填充的袋子，其中，袋子由壁厚為10至1000μm的高純度塑料組成，其中填充設備包括非金屬低污染材料的自由懸掛的減能器，在填充多晶硅之前將減能器引入到塑料袋中并通過其將多晶硅填充到塑料袋中，然后從填充有多晶硅的塑料袋中除去自由懸掛的減能器，并閉合塑料袋。

在塑料袋內提供減能器的這種方法可在很大程度上防止包裝期間刺破塑料袋。然而，這僅適用于小或輕的塊。

已經發現袋子損壞風險隨著塊質量成比例升高。

沒有發現能夠想到的通過強化薄膜袋減少刺破率的方式是非常可行的，尤其是因為這種柔韌性低的膜將難以處理。使用的包裝機不適用于厚度大于350μm的膜。此外，將花費很多時間來焊接這種厚袋子，這降低生產量。

袋子的這種刺破不僅可以發生在包裝操作期間，還可以發生在運輸給用戶的過程中。塊狀多晶硅邊緣銳利，因此在塊在袋子中不利的方向的情況下，塊相對于薄膜袋的移動和塊對薄膜袋的壓力分別導致塊切割或刺破薄膜袋。

經驗示出填充有塊狀多晶硅的由商業PE膜制成的袋子在運輸過程中或運輸之后表現出已經破損敞開的焊縫。

從袋子包裝中突出的塊可以被周圍材料直接污染，且內部塊由于流入的周圍空氣被污染，這是不可接受的。在所謂的雙層袋子中也會出現該問題，其中，將多晶硅填充到第一袋子中以及隨后將該第一袋子引入到第二袋子中。

對于較大的塊，US 20130269295 A1公開了用于包裝具有大于2kg重量和90至170mm尺寸的塊或圓形棒形式的多晶硅的方法，其中，在每種情況下將至少一層膜插入到符合待包裝的多晶硅尺寸的立方形紙板箱中，將多晶硅引入到至少一層膜中，隨后焊接該至少一層膜并封閉多晶硅。具有10至200μm厚度的至少一層膜包圍以塊或圓棒形式并具有大于2kg的重量和90至170mm尺寸的多晶硅并封閉多晶硅，該至少一層膜被具有增強結構的進一步的膜包圍。焊接該膜之后，將多晶硅引入到包括分離元件的運輸容器中或紙板箱中。

以這種方式，在塊較大的情況下，推斷可以更有效地避免運輸期間的刺破。

原則上，因此想法是在塑料箱中運輸塊，且作為最后一步，將它們包裝在塑料袋或膜中。

發明內容

本發明的目的是提供不太昂貴的和更經濟可行的方法。

該目的通過以下用于生產多晶硅的方法實現，包括提供多晶硅棒，將多晶硅棒粉碎成多晶硅塊并通過將多晶硅塊引入到包括底部(底座，base)、壁和開口的紙板容器中包裝多晶硅塊，其中，已經用塑料涂覆了與多晶硅塊接觸的至少底部和壁的內表面。

具體實施方式

使用含硅組分和氫作為反應氣體優選地將多晶硅沉積在加熱的細硅棒上(西門子法)。優選地，含硅組分是氯硅烷，更優選地是三氯硅烷。根據現有技術，參考例如WO 2009/047107 A2進行沉積。

沉積之后，粉碎多晶硅棒。優選地，首先是初步粉碎多晶硅棒。出于該目的，使用由低磨損材料制成的錘子，例如燒結碳化物(硬質合金，cemented carbide)。在具有優選地由耐磨損塑料或硅組成的表面的工作臺上進行初步粉碎。

隨后將預粉碎的多晶硅粉碎成塊尺寸為0、1、2、3、4或5的期望目標尺寸。如下將塊尺寸定義為硅塊表面上的兩點之間的最長距離(＝最大長度)：