用于制备多晶硅的方法技术

用于制备多晶硅的方法，包括：在位于至少一个反应器中的支撑体上沉积多晶硅，其结果是获得多晶硅棒，从至少一个反应器中形成多晶硅棒，将形成的多晶硅棒粉碎成段，特征在于在从至少一个反应器中形成多晶硅棒之后，并且在将形成的多晶硅棒成粉碎成段之前，以棒形式存在的多晶硅参照至少一种特征分类为至少两种质量类别，将每一至少两种质量类别发送至单独的进一步的加工步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
多晶的娃(缩写为多晶娃(polysi 1 icon)作用为起始材料通过柴可拉斯基(Czochralski) (CZ)或区熔(FZ)方法用于制备用于半导体的单晶硅，并且通过各种提拉和铸造方法(pulling and casting processes)用于生产用于制造太阳能电池(用于光伏)的单晶硅或多晶硅。多晶硅通常通过西门子法生产。在该方法中，支撑体(通常为硅的细丝棒)在钟罩形的反应器(“西门子反应器”)中通过直接穿过的流加热，并且引入包含氢气和一种或多种含硅组分的反应气体。通常，使用的含硅组分是三氯硅烷(SiHCl3，TCS)或三氯硅烷与二氯硅烷(SiH2Cl2，DCS)和/或与四氯硅烷(SiCl4，STC)的混合物。较不常见的是使用硅烷(SiH4)，但在工业规模上也使用。将丝棒垂直地插入位于反应器底部的电极中，通过电极丝棒连接至电源。高纯度多晶娃在加热的丝棒和水平桥(horizontal bridge)上沉积，因此其直径随时间增加。在棒已经冷却之后，打开反应器钟罩并且手动或者借助于称为拆卸辅助设备(deinstallat1n aid)的特定设备移开棒用于进一步加工或用于临时存储。在防止产物污染的气候控制的房间内的特殊环境条件下，通常实现储存和进一步的加工二者，尤其是棒的破碎、碎片的分类和包装。然而，在打开反应器至将沉积的材料置于储存或者进一步加工的时间期间，沉积的材料暴露至环境影响，尤其是粉尘颗粒下。生长棒的形态和微观结构是由沉积方法的参数确定的。沉积的棒的形态可以从致密且光滑(例如，在US 6，350，313 B2中所描述的)变化至非常多孔且有裂纹的材料(例如，在US 2010/219380 A1中所描述的)。在根据现有技术的西门子反应器中生产的厚的多晶娃棒(直径>100mm)中，相对频繁地观察到棒具有非常粗糙表面的区域(“爆米花”)。这些粗糙区域通常是在破碎之后通过视觉检查必须从其余的材料中分离，并且以较其他的硅棒更低的价格进行销售。在沉积过程中增加基本参数(棒的温度、比流速、浓度)通常导致沉积速率的增加，并且从而改善沉积方法的经济可行性。然而，这些参数中的每一个经受着自然极限，其超过量干扰生产过程(根据使用的反应器的结构，极限有所不同)。例如，如果所选择的含硅组分的浓度过高，可能存在均质气相沉积。过高的棒温度的结果可以是待沉积的硅棒的形态并非足够致密以提供用于随着增加的棒直径而升高的电流的足够的截面面积。过高的电流密度可以导致硅的熔融。由于甚至当形态是致密时，棒之中的硅可以成为液态的(因为在表面和棒中心之间的高温差异)，在高直径棒(超过或高于120_)的情况下，温度的选择甚至是更重要的。对于半导体和太阳能行业中的产品的来自客户的需要也明显地限制用于方法参数的范围。例如，FZ应用要求硅棒基本没有裂纹、孔隙、间断、裂缝等，并且因此是均质的、致密的和固体的。此外，针对FZ提拉中的更好的产率，它们应当优选具有特殊的微观结构。例如，在US 2008/286550 A1中描述了该种类的材料以及用于制备其的方法。对于称为切割棒的并且主要用于CZ方法中以增加坩锅填充水平的再充电棒(recharge rods)的生产，同样要求无裂缝和低张力的原多晶娃棒。然而，对于大多数应用，将多晶硅破碎成小块，其随后通常通过尺寸进行分类。例如，在US 2007/23557 A1中描述了用于多晶硅破碎和分选的方法和设备。US 2009081108 A1公开了通过尺寸和质量用于多晶硅的人工分选的工作台。这包括进行离子化系统以便中和由于活跃的空气离子化产生的静电电荷。离子发生器利用离子渗透净室空气，使得在绝缘体和未接地导体中的电荷消散。US 2007235574 A1公开了用于破碎和分选多晶硅的装置，包括用于将粗制多晶硅部分进料至破碎系统，该破碎系统和分选系统用于多晶硅碎片的分类，其中，装置设置为具有控制器，其允许破碎系统中的至少一种破碎参数和/或分选系统中的至少一种分选参数的可变的调节。将多晶硅棒置于预破碎机的破碎台上。在破碎台上对棒的表面的异物、沉积物和形态进行可视化质量控制。将棒置于将棒自动传输至破碎室中的破碎运输上。在加工成块中，接受具有裂纹和其他材料缺陷的棒作为起始材料。然而，多晶硅棒的形态和由其形成的块具有对产品的性能的强烈的影响。通常，多孔和有裂纹的形态具有对结晶特性的不利的影响。这尤其影响要求严格的CZ方法，其中，由于经济上无法接受的产率，使得多孔和有裂纹的块不可用。其他结晶方法(例如，块铸，其是用于太阳能电池生产的最频繁使用的方法)是形态较不敏感的。在此，通过其较低的生产成本，可以在经济方面上补偿多孔和有裂纹材料的不利影响。问题在于在致密材料的生产中，多孔部分有时也会在棒的顶部区域出现。然而，在要求严格的客户应用的情况下，多孔棒部分是不期望的，并且因此，反应器运行曲线必需设置为比实际需要更“谨慎”，也为了避免最后的多孔部分。在另一方面，多孔硅的生产在棒的下部以及面向反应器壁的棒边缘还产生致密部分。在一些情况下，棒的特定部分比其他部分更严重地被杂质污染。EP 2479142 A1公开了用于生产多晶硅块的方法，包括反应器中支撑体上多晶硅的沉积，从反应器中抽取多晶硅棒并且将硅棒粉碎成硅块，以及在粉碎之前从多晶硅棒的电极端移除至少70_。因此，在此将棒粉碎成块之前，将部分的棒移除。通过粉碎剩余的棒获得的块具有低含量的铬、铁、银、铜和钻。这些问题产生了本专利技术的目的。
技术实现思路
本专利技术目的是通过用于生产多晶硅的方法来实现，所述方法包括在存在于至少一个反应器中的支撑体上沉积多晶硅以获得多晶硅棒，从至少一个反应器中拆卸多晶硅棒，将拆卸的多晶硅棒粉碎成块，其中，从至少一个反应器中拆卸多晶硅棒之后，以及将拆卸的多晶硅棒粉碎成块之前，将棒形式的多晶硅以至少一种特征为基础分类成至少两种质量类另IJ，将所述的至少两种质量类别发送至单独的另外的加工步骤。因此本专利技术设想将拆卸的硅棒分类成至少两种质量类别。这种分类在将棒粉碎成块之前。在本专利技术的环境中，粉碎成块应当理解为是指在多晶硅的包装或先于包装的清洁步骤之前立即进行粉碎步骤。粉碎成块产生了块尺寸，其可以指定为以下尺寸类别，其每个尺寸限定为硅块的表面的两点之间的最长距离(=最大长度):块尺寸0 1 至 5 ;块尺寸1 4 至 15 ;块尺寸2 10 至 40 ;块尺寸 3 20 至 60 ;块尺寸4 45 至 120 ;块尺寸5 90 至 200 ；块尺寸6 130 至 400 0在本专利技术的上下文中，将多晶娃棒破碎成棒片(rod pieces)或移去多晶娃棒的表面或从硅棒中取样用于分析目的，特别是相对于分类特征的分析，不应该理解成多晶硅棒的粉碎。使用仅从一个反应器中获得的多晶硅棒可能影响分类成至少两种质量类别。然而，还优选考虑多个反应器并且优选分类来自这些反应器的多晶硅棒。优选地，至少两种不同的其他的加工步骤导致至少两种不同的多晶硅的产品类另1J，例如来自三种伞形类别(umbrella classes)用于半导体应用的用途；用于单(晶)太阳能的用途；用于多(晶)太阳能的用途。还可能的是观察不同的块尺寸作为不同的产品类别；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产多晶硅的方法，包括在存在于至少一个反应器中的支撑体上沉积多晶硅以获得多晶硅棒，从所述至少一个反应器拆卸所述多晶硅棒，将拆卸的所述多晶硅棒破碎成块，其中，在从所述至少一个反应器拆卸所述多晶硅棒之后，以及在将拆卸的所述多晶硅棒破碎成块之前，棒形式的所述多晶硅基于至少一种特征分类为至少两种质量类别，将所述至少两种质量类别发送至单独的进一步加工步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：米夏埃尔·克舍尔，赖纳·佩什，阿明·桑德纳，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE