减轻多晶硅的金属接触污染的容器和方法技术

本公开涉及减少或减轻多晶硅在保存或存放置在至少部分由金属构造和/或具有至少部分为金属的多晶硅接触面的容器中时的金属污染。特别地，本公开涉及一种通过向表面提供包含微孔状弹性体聚氨酯的保护层而减轻多晶硅与容器的金属表面接触所致的金属污染的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本公开涉及减少或减轻多晶硅在保存或存放置在至少部分由金属构造和/或具有至少部分为金属的多晶硅接触面的容器中时的金属污染。特别地，本公开涉及一种通过向表面提供包含微孔状弹性体聚氨酯的保护层而减轻多晶硅与容器的金属表面接触所致的金属污染的方法。【专利说明】相关申请的交叉引用本专利技术要求2012年11月9日提交的美国临时申请61/724，844号的优先权，所述美国临时申请通过参考全文并入本文中。
本公开内容涉及一种改良的多晶硅用容器以及一种减轻其内所含的多晶硅的金属污染的方法。
技术介绍
将超高纯度硅广泛应用于电子工业和光电工业中。对于这些应用，工业需要的纯度是极高的，并且经常地，仅具有以PPb (十亿分之一)水平测量到的痕量污染的材料才被认为可接受。通过严格控制用于制造多晶硅的反应物的纯度，可能制得这种高纯度的多晶硅，但另一方面在任何处理、包装或运输操作中都必须极其小心以避免后污染。在任何时刻多晶硅都与表面接触，故存在多晶硅被那个表面材料污染的风险。如果污染程度超过某些行业规定，那么将所述材料销售到这些最终应用的能力会受到限制或甚至被拒收。在这点上，如果要达到半导体行业中的硅性能准则，那么最小化接触金属污染是主要问题。在解决避免金属接触污染这件事的同时，需要提供使用寿命增加并且可避免需要经常脱换容器和/或置换树脂构件的容器。
技术实现思路
根据一个方面，本公开涉及一种减少或消除粒状多晶硅在存放或运输期间与容器的内部金属表面接触所致的污染的方法，所述方法包括将多晶硅放置在具备保护衬里的容器中，所述保护衬里包含在容器的内部金属表面的至少一部分上的微孔状弹性体聚氨酯，将所述衬里布置成保护多晶硅以免与内部金属表面接触。根据另一方面，本公开涉及一种适用于保持粒状多晶硅的容器。所述容器是至少部分由金属构造并且具有界定含有多晶硅的区域的内部金属表面的容器，并且与多晶硅接触的内表面的部分具备包含微孔状弹性体聚氨酯的保护衬里，从而减少或消除多晶硅的金属污染。根据又一个方面，本公开涉及一件制品，其包含:a)适用于保持粒状多晶硅的容器，其中所述容器具有界定用于保持多晶硅的区域的内部金属表面，并且内部金属表面的部分具备包含微孔状弹性体聚氨酯的保护衬里；以及b)位于容器内的粒状多晶硅，其中所述多晶硅与保护衬里接触，从而减少或消除多晶硅的金属污染。根据以下详细描述，前述和其它目的、特征和优势将变得更明显。【专利附图】【附图说明】图1是适用于保持多晶硅的有衬里的容器的示意性截面图。图2是适用于保持和排放多晶硅的有衬里的加料斗和卸料斜槽的示意性透视图。【具体实施方式】除非另有说明，否则本申请中呈现的所有数字和范围都是近似的，即在测定这些数值和范围所需的试验的科学不确定值内，如本领域普通技术人员已知。在本公开的上下文中，表述“存放容器”可以包括箱、筒、斜槽、加料斗或粉碎床，其至少部分具有金属构造和/或具有至少部分为金属的多晶硅接触面。所述容器可以与多晶硅的处理和制造操作和/或多晶硅的包装和运输联合。当将多晶硅保存在容器内时，容器可以是商品。被保持在容器内的多晶硅不限于任何具体来源并且可以包括颗粒状或粒状硅，所述颗粒状或粒状硅是用作制造多晶硅的流化床反应器方法中的晶种，或是从这个工艺收集的产品。容器内所含的多晶硅还可以是获自西门子工艺的多晶硅并且可以呈根据美国专利公布US2003/0150378中公开的方法获得的硅树枝状晶体的形式。在一个实施方式中，多晶硅存放容器是意图用于与结晶多晶硅的流化床制造工艺相关的多晶硅(典型地称为成粒硅或粒状硅)的容器。成粒硅涵盖其最大维度的平均尺寸为约0.01微米至多达15毫米的材料。更典型地，大部分成粒硅将具有约0.1至约5毫米的平均粒度并且为实质上球状体形式并且不存在任何锋利或尖锐的边缘结构。保存在容器内的硅金属污染是由硅与金属表面直接接触所致，或由硅物质(例如颗粒状多晶硅)本体内夹带作为不连续金属颗粒的腐蚀或磨损产品所致。在公开的实施方式中，通过存在至少部分覆盖容器的一个或多个内部金属表面的保护衬里以减少或避免污染并且其中所述保护衬里包含微孔状弹性体聚氨酯。在本申请的上下文中，术语“聚氨酯”还可以包括其中聚合物骨架包含聚脲聚氨酯(polyureaurethane)或聚氨酯-异氰脲酸酯键的材料。在一些实施方式中，如本文所公开的保护衬里覆盖至少50%或至少75%的表面。在某些实施方式中，保护衬里完全覆盖表面。从实际的观点来看，应将“完全”视为实质上无缺陷。当将多晶硅添加至容器中时，多晶硅接触保护衬里而非裸金属表面。图1是例示性多晶硅存放容器10的截面示意图，所述多晶硅存放容器包含至少部分具有金属构造的容器20以及至少部分覆盖容器20的一个或多个内表面22的保护衬里30。位于容器20内的颗粒状或粒状多晶硅40与保护衬里30接触。图2是例示性多晶硅容器系统100的示意性透视图，所述多晶硅容器系统包含储料斗110和卸料斜槽120。储料斗110和斜槽120中的一者或两者至少部分由金属构造。保护衬里130至少部分覆盖加料斗110的一个或多个内部金属表面112，和/或至少部分覆盖斜槽120的一个或多个内部金属表面122。位于加料斗110和斜槽120内的颗粒状或粒状多晶硅140与保护衬里130接触。术语“弹性体”是指具有弹性性质，例如类似于硫化天然橡胶的聚合物。因此，弹性体聚合物可伸展，而当释放时缩回至约其初始长度和几何形状。术语“微孔状”泛指孔径在范围1-100 μ m内的泡沫结构。除非在高能显微镜下观察，否则微孔状材料典型地起看是固体，外观不规则，没有可辨别的网状结构。关于弹性体聚氨酯，术语“微孔状”典型地是由密度定义的，如松密度大于600kg/m3的弹性体聚氨酯。松密度较低的聚氨酯典型地开始获得网状形式并且通常不太适用作本文所述的保护涂层。适用于所公开的申请的微孔状弹性体聚氨酯具有1150kg/m3或更低的松密度，以及至少65A的邵尔硬度。在一个实施方式中，弹性体聚氨酯的邵尔硬度为至少70A至90A如至85A。因此，邵尔硬度可以在65A至90A，如70A至85A的范围内。另外，合适的弹性体聚氨酯的松密度将为至少600kg/m3,如至少700kg/m3且更优选至少800kg/m3至1150kg/m3,如至 1100kg/m3 或至 1050kg/m3。因此，松密度可以在 600-1150kg/m3 如 800_1150kg/m3 或800-1100kg/m3的范围内。将固体聚氨酯的松密度理解成在1200-1250kg/m3的范围内。在一个实施方式中，弹性体聚氨酯的邵尔硬度为65A至90A并且松密度为800至1100kg/m3。弹性体聚氨酯可为热固性或热塑性聚合物；目前公开的本申请较好地适于使用热固性聚氨酯。观察到具有上述物理属性的微孔状弹性体聚氨酯特别稳固，并且比许多其它材料显著更好地耐受磨擦环境以及对颗粒状粒状硅的暴露。容器的内部金属表面上的保护衬里或涂层典型地将以至少0.1毫米如至少0.5毫米、至少1.0毫米或至少3.0毫米的总厚度至约10毫米如至约7毫米或至约6毫米的厚度存在。因此，所公开的保护衬里的实施方式的厚度可以为0.1-1Omm,如0.5_7mm或3_6mm。保护衬里可为包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少或消除粒状多晶硅在存放或运输期间与容器的内部金属表面接触所致的污染的方法，所述方法包括将粒状多晶硅放置在具备保护衬里的容器中，所述保护衬里包含在所述容器的内部金属表面的至少一部分上的微孔状弹性体聚氨酯，将所述衬里布置成保护所述粒状多晶硅以免与所述内部金属表面接触。

【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：罗伯特·J·格尔特森，罗伯特·M·戴维森，
申请(专利权)人：瑞科硅公司，
类型：发明
国别省市：美国;US