TW201441151A - 製造多晶矽的方法 - Google Patents

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Abstract

一種製造多晶矽的方法，包括在存在於至少一反應器中的支撐體上沉積多晶矽以得到多晶矽棒，從該至少一反應器中卸載該等多晶矽棒，將卸載的多晶矽棒細碎成塊體，其中在從該至少一反應器卸載多晶矽棒後，並在將卸載的多晶矽棒細碎成塊體前，基於至少一特徵，將該棒狀的多晶矽分類成至少二品質類別，該至少二品質類別係被送至獨立的進一步加工步驟。

Description

製造多晶矽的方法
本發明係關於一種製造多晶矽的方法。
多結晶矽(簡稱多晶矽)是以柴可斯基(Czochralski，CZ)法或區域熔融(zone melting，FZ)法製造半導體用單晶矽的起始原料，以及是以各種提拉和澆鑄法製造用於光伏打用之太陽能電池製造的單-或多晶矽的起始原料。
多晶矽通常藉由西門子(Siemens)方法製造。在該方法中，在鐘罩形反應器(「西門子反應器」)中，支撐體，通常是矽細絲棒(thin filament rod)，被直通電流加熱並引入包括氫及一或多種含矽組分的反應氣體。
通常，所用該含矽組分是三氯矽烷(SiHCl3，TCS)或三氯矽烷與二氯矽烷(SiH2Cl2，DCS)和/或與四氯矽烷(SiCl4，STC)的混合物。較少地，但也在工業規模上使用的是矽烷(SiH4)。
該等絲棒被垂直插入到反應器基底的電極中，透過其該等絲棒係連接至電源。
高純多晶矽係沉積在加熱的絲棒和水平橋上，由此其直徑隨時間增長。
在該等棒已經冷卻後，打開反應器鐘罩，用手或藉助被稱作卸載輔助工具(deinstallation aids)的特定設備將該等棒移開，以進一步處理或臨時儲存。
儲存和進一步處理，特別是棒的細碎(comminution)、碎片的分類和包裝，通常都在氣候控制室(climate-controlled room)中在特定環境條件下進行，其防止產物的污染。
然而，在打開反應器和放入儲存或進一步處理之間的時間內，所沉積的材料係暴露在環境影響下，特別是灰塵粒子(dust particle)。
增長棒(growing rod)的形態(morphology)和微結構係藉由沉積方法的參數而確定。
所沉積的棒的形態可從緻密(compact)並光滑(例如，如US 6,350,313 B2所述)變化到非常多孔並裂縫的(fissured)材料(例如，如US2010/219380 A1所述)。
在依據先前技術在西門子反應器中製造粗的多晶矽棒(直徑>100毫米)時，相對頻繁觀察到的是該棒有非常粗糙表面的區域(「爆米花狀(popcorn)」)。通常在粉碎(crushing)後以目視檢查的方法，將這些粗糙區域與材料的其他部分分開，並以比矽棒其他部分低很多的價格出售。
提高沉積方法中的基礎參數(棒的溫度、特定流速、濃度)通常導致沉積速率的增加，並因此改善沉積方法的經濟可 行性。
然而，各該參數都受到自然限制，超過其則會破壞製造方法(這些限制根據所用反應器的構型會有所不同)。
例如，如果含矽組分的所選濃度太高，可能具有均相氣相沉積(homogeneous gas phase deposition)。
過高棒溫的結果可以是欲沉積的矽棒的形態不夠緻密，在隨著棒的直徑增長時，不能提供足夠的橫截面積給電流通過。
過高的電流密度可造成矽的熔融。
在大直徑(超過且大於120毫米)的棒的情況下，溫度的選擇更為關鍵，因為棒內的矽即使在形態緻密的情況下也可能變成液體(因為表面和棒中心之間的高溫度差)。
半導體和太陽能工業中客戶對產品的要求也明顯地限制方法參數的範圍。
例如，FZ應用要求矽棒非常顯著地沒有裂紋(crack)、孔隙、不連貫、裂痕(fissures)等，且因此為均勻、密實和實心(solid)的。此外，為了在FZ提拉中有更好的產率，他們應較佳具有特定微結構。這類材料及其製造方法描述於，例如，US2008/286550 A1中。
為了製造再充值棒(recharge rod)和所謂的切割棒(cut rod)，其主要用於CZ方法中以提高坩堝的填充量位(fill level)，同樣要求無裂紋和低應力的原料多晶矽棒。
然而，對於大多數應用而言，通常將多晶矽棒粉碎成小片，然後按尺寸將小片分類。
細碎和分類多晶矽的方法和設備描述於，例如，US 2007/235574 A1中。
US 2009081108 A1公開了一種用於根據尺寸和品質而手工分類多晶矽的工作臺。這包括實施游離系統以中和因主動空氣游離(active air ionization)而產生的靜電荷。離子產生器以離子滲透無塵室空氣從而消散絕緣體和未接地導體上的靜電荷。
US 2007235574 A1公開了一種用於細碎和分類多晶矽的設備，包括將粗多晶矽部分進料到粉碎系統中的進料器、粉碎系統和用於分類多晶矽部分的分類系統，其中該設備配有控制器，其容許可變調節粉碎系統中至少一粉碎參數和/或分類系統中至少一分類參數。將多晶矽棒放置在預細碎器的粉碎臺上。在粉碎臺上對該棒進行目視品質控制，查看異物、沉積和表面形態。將該棒放在粉碎運輸器上，其自動將該棒傳送到粉碎腔中。
在加工成塊體的過程中，接受帶有裂紋和其他材料缺陷的棒作為起始原料。
然而，多晶矽棒及由其形成的塊體的形態對產品的性能有強烈影響。通常，多孔和裂痕形態對結晶特性有不利影響。
這特別影響所要的CZ方法，其中因經濟上無法接受的產率，無法使用多孔和裂痕塊體。
其他結晶方法(例如塊鑄(block casting)，其是製 造太陽能電池最常用的方法)對形態不太敏感。此處，多孔和裂痕材料的不利影響可用經濟方面其較低的製造成本來補償。
問題在於，在製造緻密材料時，多孔部分有時亦出現在棒的頂端區域。然而，在高要求的客戶應用中，不想要多孔的棒部分，因此需要比實際需求更「保守地」計畫反應器運行曲線(running curve)，以同樣避免最後的多孔部分。
另一方面，製造多孔矽也會在棒的較低部分及面對反應器壁的棒的邊緣出現緻密的部分。
在某些情況下，棒的特定部分比其他部分被雜質污染得更厲害。EP 2479142 A1公開了一種用於製造多晶矽塊體的方法，包括在反應器中在支撐體上沉積多晶矽、從反應器中抽出多晶矽棒並將該矽棒細碎(comminuting)成矽塊體，在細碎前自多晶矽棒電極末端除去至少70毫米。此處，在將該棒粉碎成塊體前，除去了棒的一部分。藉由細碎剩餘的棒所得到的塊體係具有低的鉻、鐵、鎳、銅和鈷含量。
這些問題引發了本發明的目的。
本目的藉由一種製造多晶矽的方法而實現，包括在存在於至少一反應器中的支撐體上沉積多晶矽以得到多晶矽棒，從該至少一反應器中卸載該等多晶矽棒，將卸載的多晶矽棒細碎成塊體，其中在從該至少一反應器卸載多晶矽棒後並在將卸載的多晶矽棒細碎成塊體前，基於至少一特徵，將該棒狀的多晶矽分 類成至少二品質類別，該至少二品質類別係被送至獨立的進一步加工步驟。
因此本發明計畫將該卸載的矽棒分類成至少二品質類別。此分類在把該棒細碎成塊體前進行。
在本發明的內容中，細碎成塊體應被理解為在馬上要包裝多晶矽之前或在包裝前的清潔步驟之前的細碎步驟。
細碎成塊體產生可被分配到以下尺寸類別的塊體尺寸，各者都以矽塊體表面上二點間的最長距離來定義(=最長長度)：塊體尺寸0[毫米]1至5；塊體尺寸1[毫米]4至15；塊體尺寸2[毫米]10至40；塊體尺寸3[毫米]20至60；塊體尺寸4[毫米]45至120；塊體尺寸5[毫米]90至200；塊體尺寸6[毫米]130至400。
為了分析目的，特別是為了針對分類特徵的分析，將多晶矽棒粉碎成棒破片(rod piece)或去除多晶矽棒的表面或從矽棒上取樣，不應被理解為本發明內容中多晶矽棒的細碎。
可用只從一個反應器中取出的多晶矽棒而實現分類成至少二品質類別。然而，較佳亦考慮複數個反應器並對來自該等反應器的多晶矽棒分類。
較佳地，該至少二不同的進一步加工步驟導致至少二不同的多晶矽產品類別，例如從三傘狀類
- 用於半導體應用的用途；- 用於單(晶)太陽能的用途；- 用於多(晶)太陽能的用途。
還可能將不同的塊體尺寸視作不同的產品類別；例如，進一步加工步驟可以是「細碎成塊體尺寸5」，及另一個、不同的進一步加工步驟可以是「粉碎成塊體尺寸3」。
分類的效果可以是整個棒被分配到特定的品質類別。
該效果還可以是將分開的棒的部分分配到特定的品質類別。
對於填充有矽的運輸裝置(transport means)，同樣可能基於從該運輸裝置中所取樣品將其分配到特定的品質類別。
下文所引用的分類特徵較佳係單獨使用或以任何可能的組合使用。
該分類特徵可為「矽在棒中的位置」特徵。
該分類特徵可為「棒在反應器中的位置」特徵。
該分類特徵可為目視可識別的特徵(visually discernible feature)。
該分類特徵可為可測量的特徵。
該可測量特徵可為機械可測量特徵，其選自以下群組：棒或棒部件(rod part)的硬度、棒或棒部件的抗彎強度(flexural strength)、棒或棒部件的抗張強度(tensile strength)、棒或棒部件的抗壓強度(compressive strength)、棒或棒部件的抗剪強度(shear strength)、機械激發(excitation)後棒或棒部件的聲音、棒或棒部件的固有振動頻率(intrinsic vibration frequency)、棒或棒部件自發或以各種方法(機械、熱、電)導致斷裂的斷裂特性、棒或棒部件內的應力和棒或棒部件的轉動慣量、及所述特徵的組合。
該可測量特徵同樣可以是用電磁/核裝置測量的特徵，其選自以下群組：棒或棒部件的導熱率、棒或棒部件的電阻、棒或棒部件的電磁導磁率(electromagnetic permeability)、棒或棒部件的電磁波折射係數、棒或棒部件的聲波、次聲波(infrasound)和超聲波的折射係數、棒或棒部件的顏色、棒或棒部件的吸收光譜、激發(例如熱、電、光)後或在非激發態的棒或棒部件的發射光譜、棒或棒部件的X-射線繞射特性、棒或棒部件的X-射線吸收特性、棒或棒部件的中子繞射特性、棒或棒部件的中子吸收特性、棒或棒部件的核自旋共振特性、棒或棒部件的電容、棒或棒部件的電磁誘導率、棒或棒部件的磁化量、棒或棒部件的磁矩、棒或棒部件的磁化率(magnetic susceptibility)、棒或棒部件的放射性、棒或棒部件的同位素組成、棒或棒部件的中子啟動能力(neutron activatability)、棒或棒部件的光澤(gloss)、棒或棒部件對不同波長之電磁輻射的表面反射率、棒或棒部件對不同波長電磁輻射之斷面(fracture surface)的反射率、棒或棒部件的表面或斷面的熱傳導係數、棒或棒部件對不同頻率之電磁波或聲波的阻抗和棒或棒部件的電極化率和棒或棒部件的介電常數(electrical permittivity)及所述特徵的組合。
該可測量特徵可以另外選自以下群組：於棒或棒部件表面上的污斑(stain)、棒或棒部件的表面形變、棒或棒部件的表面結構、棒或棒部件的厚度、棒或棒部件的形狀、棒的長度、棒或棒部件的重量、棒或棒部件的孔隙率、棒或棒部件的密度和棒或棒部件的外觀(個人目視品質的印象)及所述特徵的組合。
該分類特徵可為，例如，棒的直徑。
該分類特徵可為「表面或體積污染」的特徵。
此時，可能藉由棒或棒部件表面的金屬、非金屬或組合物污染，藉由棒或棒部件體積的金屬、非金屬或組合物污染，和藉由棒或棒部件的表面灰塵(如矽灰塵)污染，或藉由所述特徵的組合來分類。
進一步較佳的分類特徵是從棒卸載直到分類的時間內的空氣溫度和組成(包括污染物)、沉積後沉積反應器的狀態(完整性、各種物質的沉積)、外來(extraneous)材料與棒或棒部件的任何接觸。
適當的分類特徵亦是棒或棒部件的晶體結構、在棒或棒部件的表面上或表面內區域的結晶尺寸、類型、形狀和排列、絲棒與沉積矽的介面(任何存在的中間層的顏色、形狀、厚度和組成，鍵結強度等)及在棒或棒部件內空穴(cavity)的存在或不存在(例如充氣的)、以及所述特徵的組合。
最後，還可能藉由棒或棒部件與不同化學品的反應特性、棒或棒部件的氣味及棒或棒部件的粒子發射(particle emission)來分類。
本發明還較佳地計畫(envisage)分離矽棒的一部分以基於分類特徵而分類該部分，例如藉由去除表面或將棒粉碎成大塊體。
更佳地，細碎成塊體額外伴隨著基於選自以下群組之至少一特徴對塊體分類：孔隙率、裂紋、孔洞(hole)、污斑、和棒的直徑與棒的形狀。
較佳亦在沉積前和沉積期間進行分類。如前已述，較佳地考慮複數個反應器並對從這些反應器中得到的多晶矽棒分類。
在沉積前適當的分類特徵是反應氣體(金屬、非金屬和外來氣體的污染)及所用的絲棒(厚度、形狀、長度、及表面上和體積內的污染)。
在沉積過程中，有用的分類特徵為選自於以下群組中之一者：所選反應器類型、所選反應器構型(電極、噴嘴、密封件等)、沉積溫度和沉積期間沉積溫度的分布、反應氣體的流速和沉積期間其分布、反應氣體的組成和濃度和沉積期間其分布及沉積時間。較佳亦從所述群組中結合二或多個分類特徵。
在一較佳具體實施態樣中，分類係藉由在棒內的位置而實現。
例如，如高要求客戶方法所要求的，當非常緻密的材料在西門子反應器中沉積時，其這樣做。如上所述，多孔部分也出現在特定的棒的位置。特別是棒的頂端經常為高度多孔的。其目的是將棒的位置分類成緻密和多孔。這樣，棒的位置係被指定為緻密和多孔之二品質類別。將多孔棒部件除去，這樣得到只包括有緻密部分的棒部件和還含有多孔部分的棒部件。還包括多孔部分的棒部件係藉由細碎成塊體之進一步處理而用於太陽能工業(太陽能產品類)。將緻密棒部件分配到半導體產品類(FZ、CZ)。該緻密棒部件視需要地細碎成塊體。
本具體實施態樣的有利之處在於沉積中的多孔部分不再能影響結晶方法的性能，因其已被預先分離。另一方面，該多孔棒部件只被分配到太陽能產品類並在其中被進一步加工。在此情況下，該多孔件不僅只滿足對於太陽能矽的要求，而且實際上導致性能提高。這使在製造緻密材料中更快並因此更便宜的沉積成為可能。
在進一步較佳的具體實施態樣中，分類係藉由在反應器內的位置而實現。
這是基於在沉積期間藉由棒在反應器內的位置而選擇棒的考慮。
棒在反應器內的排列係影響沉積棒的品質。現代反應器包括至少20個絲棒，其作為支撐體用來沉積多晶矽。反應器還提供反應器腔內反應氣體的進氣口(gas inlet orifice)，相對於 反應器腔的底盤，其為向上垂直排列的噴嘴。噴嘴也可以提供在底盤的中央。較佳係將一或多個排氣口(offgas orifice)安置在反應器的中間繞著中央噴嘴或與中央噴嘴並排，和/或在反應器壁與外部矽棒之間。
較佳地，該反應器腔具有圓形橫截面或適用於絲棒的數量並最佳利用空間的橫截面，例如六角橫截面。
在本文中，當各矽棒(與反應器壁並排的棒除外)都在150至450毫米的距離上有三個另外的矽棒及一至三個進氣噴嘴時是有利的。所述的三個另外的矽棒是指鄰接(adjacent)的棒或鄰近(neighboring)的棒。較佳地，從噴嘴和鄰近的棒的距離為介於200至350毫米。與鄰接的矽棒或噴嘴之間的個別距離可不同，但較佳介於150至450毫米，更佳介於200至350毫米。任何從個別鄰接的矽棒和噴嘴的距離差異都較佳小於50%，更佳小於25%和最佳小於10%。與反應器壁並排的矽棒，在相同的距離上，只具有1至3個另外的矽棒和1至3個進氣口。從矽棒到鄰近矽棒及從矽棒到鄰近噴嘴方向的夾角較佳介於90至150°，更佳介於105至135°，最佳為115至125°。
如果在具有如此棒排列的反應器中製備多晶矽，其具有顯著較低的爆米花狀量位。
為了同樣的棒品質，可能運行更快並因此而更經濟的沉積方法(例如因為矽棒較高的溫度)。
原則上，在反應器中間的棒有可能達到更高的溫 度，因此增長更快並比外側、靠近反應器壁的棒具有更高的孔隙率。
透過棒的選擇，在一個反應器進料內有可能沉積二種不同品質類別的材料，即清潔後適用於半導體製程的幾乎完全緻密的材料，和用於太陽能製程的便宜的多孔矽。這裡的總成本低於單獨製造這二種材料。
在進一步較佳的具體實施態樣中，根據形態實現分類。
在特定的情況下，從矽在棒內的位置或棒在反應器內的位置，不可能預測形態及該材料對特定客戶方法的適用性。
在這些情況下，棒的卸載可直接伴隨著基於棒的形態(孔、裂紋等)的分類：此時，或者整個棒或這些棒的部件(例如包括剝離的表面)係被分類到特定的品質類別。
為此一個可能方式的實例是用於成型多晶矽體的非污染和非破壞性測試方式以檢測材料缺陷，其中超聲波通過該成型多晶矽體，利用水發射技術(water-jet technique)中無泡的去礦物質水超聲耦合，在其通過該成型多晶矽體後藉由超聲接收器記錄該超聲波，以此探測多晶矽材料中的缺陷。該方式的詳細內容可見於US 20080053232 A1中。利用該方式，可能藉由投影面積大於0.03平方毫米的缺陷進行分類。可能的分類特徵為是否存在該尺寸的缺陷。相應地，完成二品質類別的分類。所檢測的成型多晶矽體可為多晶矽棒或被分離的棒部件。
帶有缺陷的品質類別被送到不同的進一步處理操作，因此視需要地送到與其他品質類別不同的產品類別。
與所提及的分類特徵同樣的，還可能藉由進一步的顯著特徵進行分類。
進一步的顯著特徵可以是，例如，沉積(deposit)或污斑，其可以只發生在某一批料中的某一棒上。
如果該顯著特徵只發生在一個棒上，只將該棒視需要地排除。將該批料剩餘部分送往計畫的用途。將該被排除的棒分配到另一個、較低的品質類別。
還較佳在矽棒粉碎後，即對塊體，藉由形態特徵和其他的顯著特徵進行這樣的分類。
這時，基於至少一特徵將塊體分類到至少二品質類別中，這裡所說的至少二品質類別被送到至少二個不同的進一步處理步驟，這裡所說的至少二個不同的處理步驟係導致二個不同的產品類別。
該對塊體的分類還可伴隨化學濕法處理(wet-chemical treatment)。特別是在化學濕法處理後，在個別塊體上經常出現污斑。適當的化學濕法處理描述於EP 0 905 796 B1中。
尤佳為清潔線上的工人提供污斑目錄，給出通常出現在塊體上的污斑。這可被工人用於進行塊體的分類。
同樣有利的是還為工人提供能夠給他或她資訊的用 途矩陣，基於根據污斑目錄的分類，該資訊係關於將顯著的塊體送到何處。
這些措施，例如提供污斑或普通特徵的目錄及使用矩陣，有利於基於個體目視檢驗的所有分類。
在所有具體實施態樣中，該多晶矽棒的分類可發生在去除碳電極之前或之後。不將去除碳電極和碳污染的Si塊體視為本發明內容中的分類步驟。
進一步的分類特徵是摻雜物含量。這裡，可藉由取樣在棒上的不同點而實施測量。
為此，將從多晶矽棒上製備的小樣品(例如藉由鑽孔)引入到矽容器中並用該矽容器處理以得到單晶。然而，這裡有必要從所確定的整個污染物中減去本體中的濃度及該矽容器的污染。
這樣，按照SEMI MF 1398利用光致發光(photoluminescence)分析從多晶矽材料(SEMI MF 1723)製得的FZ單晶上的摻雜物(B、P、As、Al)。
將晶圓從藉由FZ法由多晶矽棒和多晶矽塊體體所製備的單晶矽棒上分離、用HF/HNO3腐蝕、用18MOHm水潤洗並乾燥。在該晶圓上進行該光致發光測量。
該至少二不同的進一步處理步驟可以包括，例如，將一個表面上有過高摻雜物含量的品質類別送去化學濕法處理，同時對另一品質類別進行進一步加工而不經這樣的清洗步驟。
關於該至少二產品類別，第一個區別應在於半導體和太陽能之間。
在半導體的情況下，在FZ(產品：棒)或CZ塊體之間進一步區分，其可能已經被清洗或可能沒有被清洗。
在太陽能的情況下，根據沉積方法的性質進行區分。
一產品類別提供直徑至少為150毫米的多晶矽棒，包括在細棒(支撐體，薄絲)附近孔隙率為0至小於0.01的芯(A)和至少二個連續的、孔隙率差異倍數為1.7至23的區域B和C，外層區域C較區域B少孔。
孔隙率小於0.01的矽棒區域在本發明內容中被認為是緻密的。因此在這個產品類別中該矽棒芯是緻密的。孔隙率為0.01至0.1的區域被稱作「密實材料」或「密實層」。區域C包含密實材料。
較佳地，芯A延伸至直徑範圍高達60毫米處。在其上已經沉積了芯A的該細棒通常有數毫米至12毫米的幅度(extent)。因此，芯A通常始於，例如，直徑9毫米處並延伸至直徑不超過60毫米處。芯A較佳延伸至不超過50毫米的直徑處，更佳不超過40毫米。
較佳地，跟隨芯A的區域B有最大的孔隙率為0.06至0.23，且延伸的直徑範圍為該矽棒直徑的15至90%。較佳地，區域B延伸的直徑範圍為20至80%。
較佳地，隨後的區域C具有較低的孔隙率為0.01至 0.1，且延伸的直徑範圍為矽棒整個直徑的50至100%。區域C較佳的延伸直徑範圍為60至100%，更佳的範圍為70至100%。
較佳地，區域C內的孔隙率係恆定的。更佳為區域C內的孔隙率隨著直徑增加而降低。
此外較佳為當最終層Z已經被施加到多孔區域B和C上時，在整體直徑的90至100%的直徑範圍內，Z的孔隙率為0至小於0.01(緻密)。特別尤佳的直徑範圍為95至100%。
較佳地，Z層厚度為至少7.5毫米。
藉由該多晶矽棒的細碎，可能製造多晶矽塊體。
該棒的細碎較佳以與EP 2 423 163 A1相似的方法實施，隨後利用壓縮空氣或乾冰去除塊體上灰塵。同樣較佳地，以與US 8074905類似的方法將棒粉碎成塊體，將他們分類或歸類成從約0.5毫米至200毫米的尺寸類別的塊體，然後對他們進行化學濕法清潔操作，如EP 0 905 796 B1所述。
所得多晶矽塊體的一特徵是他們包括具有不同孔隙率的塊體和/或包含具有不同孔隙率區域的塊體。
因此，也可以藉由孔隙率對塊體分類。
個別塊體的孔隙率在0至0.25間變化。
結果是二個品質類別：個別塊體孔隙率為0至小於0.01，且源自矽棒的緻密芯或視需要存在的Z層。
其他塊體有不同程度的孔隙率，孔隙率為0.01至 0.25。
樣品的整體孔隙率由相互連接的空穴、與環境相連的空穴、及不與其他相連的空穴的全體之總和組成。該整體孔隙率，即總孔體積(開放和封閉的孔)在多晶矽總體積中的比例，按照DIN-EN 1936由計算表觀密度(apparent density)和實際密度而確定，即總孔隙率=1-(表觀密度/2.329[公克/立方公分(g/cm3)]).
按照DIN-EN 1936，表觀密度定義為在乾燥狀態下包括孔隙空間的多晶矽的密度(稱量確定體積的試樣重量或用靜液壓天平稱量水銀中飽和樣品的浮力)。
該多晶矽棒的緻密芯A較佳具有表觀密度為2.329(孔隙率為0)。區域B較佳具有表觀密度為1.8至2.2。區域C較佳具有表觀密度為2.1至2.3。層Z較佳具有表觀密度為2.25至2.329。
進一步的產品類別提供包含厚度為0.01至20毫米的多晶矽外層的多晶矽棒，該外層包括平均尺寸超過20微米的微晶。
較佳地，該外層微晶的平均尺寸不超過80微米。較佳地，該外層微晶的平均尺寸為25至60微米，更佳為30至60微米，最佳為35至55微米。
較佳地，該多晶矽棒在外層下具有多孔或裂痕的結構。
較佳地，該多晶矽棒內部的結構為同種類型(即在內部具有相同晶體結構、微晶尺寸等)並包含孔、不連續間隙 (gap)、裂紋和裂痕。
較佳地，構成該外層的微晶的平均尺寸大於外層下面的微晶的平均尺寸。
因此本發明使得可以藉由多晶矽的緻密和多孔部分來分類。可以更加靈活地運用在多晶矽製造中佔據顯著成本區段的沉積過程。還將高品質材料送至高品質應用。在製造太陽能產品中形成的緻密材料也可以用於較高品質產品(CZ)。

Claims (11)

  1. 一種製造多晶矽的方法，包括在存在於至少一反應器中的支撐體上沉積多晶矽以得到多晶矽棒，從該至少一反應器中卸載該等多晶矽棒，將卸載的多晶矽棒細碎成塊體，其中在從該至少一反應器卸載多晶矽棒後，並在將卸載的多晶矽棒細碎成塊體前，基於至少一特徵，將該棒狀的多晶矽分類成至少二品質類別，該至少二品質類別係被送至獨立的進一步加工步驟。
  2. 如請求項1的方法，其中該至少一分類特徵為「矽在棒中的位置」特徵。
  3. 如請求項1或請求項2的方法，其中該至少一分類特徵為「棒在反應器中的位置」特徵。
  4. 如請求項1至3之任一項的方法，其中該至少一分類特徵為目視可識別的特徵(visually discernible feature)。
  5. 如請求項1至4之任一項的方法，其中該至少一分類特徵為可測量的特徵。
  6. 如請求項5的方法，其中該至少一分類特徵為棒的直徑。
  7. 如請求項1至6之任一項的方法，其中該至少一分類特徵為「表面或體積污染」的特徵。
  8. 如請求項1至7之任一項的方法，其中將整個多晶矽棒分配至至少二品質類別。
  9. 如請求項1至6之任一項的方法，其中將從多晶矽棒上分離的部件(parts)分配至至少二品質類別。
  10. 如請求項1至7之任一項的方法，其中多晶矽棒細碎成塊體 後，基於選自以下群組之至少一特徵對塊體分類：孔隙率、裂紋(crack)、孔洞(hole)、污斑(stain)、棒的直徑及棒的形狀，實現分類至至少二品質類別。
  11. 如請求項1至10之一的方法，其中該獨立的進一步處理步驟係導致至少二產品類別，包括三傘狀類別的至少二者：- 多晶矽用於「單」太陽能應用的用途；- 多晶矽用於「多」太陽能應用的用途；- 多晶矽用於半導體應用的用途。
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