GBT15909-1995电子工业用气体硅烷(SiH4).pdf 7页

'中华人民共和国国家标准GB/T15909一1995电子工业用气体硅烷(SiH4)Gasforelectronicindustry-Silane1主题内容与适用范围本标准规定了电子工业用硅烷气体的技术要求、检验方法、检验规则、包装、标志、运输、贮存和安全要求等。本标准主要用于电子工业中多晶硅和单晶硅外延淀积、二氧化硅的低温化学汽相淀积、非晶硅薄膜淀积等分子式:SiH,相对分子质量:32.117(按1991年国际相对原子质量)。101.3kPa下的沸点:一112"C.20"C和101.3kPa下气体密度:1.342kg/m",一185C下液体密度:711kg/m".2引用标准GB19。危险货物包装标志(;B/T3051无机化工产品中氯化物含量测定的通用方法汞量法GB/T5274气体分析校准用混和气体的制备称量法(;B/T5832.1气体中微量水分的测定电解法GB7144气瓶颜色标记3技术要求31质里指标硅烷的质量应符合下表的要求。对硅烷中重金属和颗粒的要求由供方与用户商定。项目指标纯度:10。)99一氧化碳和二氧化碳((一()+CO2),10-,(5氛化物总量(包括抓硅烷,HC)等可离子化的抓化物),10-(100烃(G-C,),10‘蕊40氢(H)10“成9000氮(N,).10“镇40氧(()),10‘簇5水(H,0),10‘成3国家技术监督局1995门2一20批准1996一08一01实施 cs/T15909一1995注:①表中纯度及杂质含量均以序尔分数表示mol/mol②多晶硅或二氧化硅用途不规定氮含量。3.2电性能规格电阻率应大于100Sl"cm(N型)，电阻率的测定方式由供方与用户商定。4检验方法4.1纯度硅烷的纯度用摩尔分数表示，按式(1)计算，对于多晶硅或二氧化硅用途，不计入X_s(氮含量)X=100一(X,+X2+X,+X,+X,+X‘十X7)X10-4式中X—硅烷纯度(摩尔分数),10-2;X—一氧化碳和二氧化碳(C0+C02)含量(摩尔分数),10-`;X2-氯化物总量(摩尔分数),10-1;X—烃(CI-C3)含量(摩尔分数),10一“;X,氢(H2)含量(摩尔分数),10-6;X,—氮(N2)含量(摩尔分数),10-`;X,-氧(02)含量(摩尔分数),10-s;X7—水(H2O)含量(摩尔分数),10-so一氧化碳和二氧化碳含量的测定:.:.，仪器与方法采用带有热导检测器或氦离子化检验器的气相色谱仪，也可采用色质联用仪测定硅烷中的一氧化碳和二氧化碳。方法检测极限(摩尔分数):1X1。一。4.2.2操作条件色谱柱:内装P.W.Carbosphere，长约2.4m，内径约4mm不锈钢柱，或其他等效色谱柱。载气:高纯氦，流量约30mL/min,进样量:3-5mL,检测器温度:250"C.色谱柱程序升温曲线:初始温度:110,C，保持时间:4.50min;程序升温速率:5-C/min;终到温度:160"C，保持时间:6.00min,4.2.3标样:以氦气为底气，含一氧化碳和二氧化碳(摩尔分数)各为1x10-‘一5x10-s，按GB/T5274配制。4.2.4操作步骤4.2.4.1用一气体采样阀把硅烷样品注人色谱柱，测量并记录其保留时间和峰面积(或峰高)。重复进样两次，其两次平行测定相对偏差不应大于50o，取其平均值。洗脱次序为一氧化碳、二氧化碳，然后反吹硅烷。4-2.4.2用测定样品同样的方法注入标样，记录保留时间和峰面积(或峰高)。重复进样两次，其两次平行测定相对偏差不应大于5%，取其平均值。4.2.5结果计算硅烷中一氧化碳和二氧化碳的含量按式(2)计算x;=x,·⋯”“”·······⋯⋯(2) GB/T15909一1995式中:x,—样品中被测组分含量(摩尔分数),10-s;x—标样中被测组分含量(摩尔分数),10-s;H,(A;)—样品气中被测组分的峰高(峰面积),mm(mm");H,(A)—标样中被测组分的峰高(峰面积)，mm(mm").4.3抓化物总量的测定4.3.1方法采用滴定硅烷水解物的方法测定样品中氯化物总量。本方法检测极限(摩尔分数):0.5X10-s,4.3.2取样装置取样装置如图1所示。硅烷易自燃，取样装置必须密封，在注入硅烷前应用氮气彻底吹洗。图1氯化物总量测定装置1-磁力搅拌器;2一水浴;3一出气口;4-锥形瓶(2000mL);5-洗气瓶(125mL);6一流量计;7一压力调节器;8一硅烷气瓶9-高纯氮气瓶4.13仪器、材料微量滴定量，分度值为0.01mL或0.02mL,其他实验室常规仪器、材料，如三角瓶(250ml)、滴定管架、各种夹子、支架、橡皮管、橡胶塞等。4.3.4试剂、溶液氢氧化钾(GB/T2306):15X10_2溶液(15gKOH溶于100mL去离子水中)。硝酸汞,0.001^0.005mol/L标准溶液，按GB/T3051规定配制、标定。抓化钠(GB/T1253),0.001一0.005mol/L标准溶液，按GB/T3051规定配制。指示液，把5g二苯巴除和。5g澳酚蓝溶于750mL乙醇，再加入250mL去离子水制备成指示剂溶液。硝酸(GB/T337),0.2mol/L溶液。4.3.5操作步骤4.3-5.1在锥形瓶(4)中注入1700mL15X10-"KOH溶液。4.3-5.2在洗气瓶(5)中注入75mL去离子水。4.3.5.3按取样装置图将各部分连接。4.3.5.4整个系统用高纯氮气以平缓的流速吹洗约30min，将装置中的空气吹除完全。4.3.5.5在保持中速搅拌的情况下，以不高于250mL/min流速通人计算量(按式3)的硅烷(SiH,)气体。停止通入硅烷。再次用氮气吹洗系统约30min，将装置中的硅烷完全吹除、吸收。4.35.6取出洗气瓶，将瓶内溶液定量转移至250mL锥形瓶中，并用25mL去离子水洗涤3次。4.3.5.7加入数滴指示剂溶液，以线滴状滴加0.2mol/L的HNO,溶液至刚好使溶液颜色从紫色变 GB/T15909一1995成黄色。4.3.5.8用硝酸汞标准溶液进行滴定4.3-5.9用硝酸汞标准溶液滴定150mL去离子水作空白试验4.3.6结果处理氯化物总量按式(3)计算:(V:一V,)XcX(273.16十t)、X=--二，刃二-丫二，干犷-1丁-二二二-丁二卜----.入22.4X1护·······.········.⋯⋯(3)1VUU入V3入乙Ill.1勺式中:X—硅烷中氯化物总含量(摩尔分数),10-6;V,—空白滴定耗用硝酸汞标准溶液的量,mL;C—样品溶液滴定耗用硝酸汞标准溶液的量，mL;V3硅烷样品体积,L;‘—硝酸汞标准溶液的浓度，mol/L;t—室温，℃。取两次平行测定的平均值为测定结果，其相对偏差不应大于5%04.4烃(C^-C3)的测定4.4.1仪器与方法用带有热导检测器的气相色谱仪测定硅烷中的烃(甲烷、乙烷和丙烷)。本方法检测极限(摩尔分数);10X10-,,4-4.2测定条件4.4-2.1乙烷和丙烷的测定色谱柱:内装PorapakS，长约3m，内径约4mm不锈钢柱，或其他等效色谱柱。载气:高纯氢，流量约30mL/min,进样量,10mL,检测器温度:40"C.色谱柱温度:40"C。44.2.2甲烷的测定色谱柱:内装PorapakS，长约3m，内径约4mm不锈钢柱和内装SA分子筛，长约3m、内径约4mm不锈钢柱。或其他等效色谱柱。载气:高纯氢，流量约30mL/min,进样量:10mL,检测器温度:70"C。色谱柱温度:40`C,4-4-3标样:按GB/T5274配制，以高纯氢为底气，其中甲烷、乙烷、丙烷含量(摩尔分数)各为1X10-`一5X10-`,4-4-4操作步骤4-4-4.1使用一气体采样阀把标祥注入色谱柱。重复进样两次，测量其组分峰高(或峰面积)，记录其保留时间。两次平行测定相对偏差不应大于5%，取其平均值。4.4.4.2按4.4-4.1同样的方法注入待测硅烷试样。两次平行测定相对偏差不应大于50n，取其平均值。4.4.5结果计算硅烷中烃(C,-C,)杂质含量按式(2)计算。4.5氢含量的测定4.5.1仪器与方法 GB/T15909一1995用带有热导检测器的气相色谱仪测定硅烷中的氢含量。本方法检测极限(摩尔分数):15X10-4.5.2操作条件色谱柱:内装5A分子筛，长约2.4m，内径约4mm不锈钢柱，或其他等效色谱柱。载气:高纯氢，流量约30m1./molo进样量:约1ML,检测器温度:40C。色谱柱温度:40C。4.5.3标样:按GB/T5274配制，以高纯氢为底气，所配标准混合气中的氢含量，与祥品中氢含量相近。4.5.4操作步骤4.5.4门使用一气体采样将氢标样注入色谱柱。记录其组分保留时间，测定组分峰高(或峰面积)。两次平行测定相对偏差不应大于500，取其平均值。4.5.4.2按4.5-4.1同样的方法注入待测硅烷试样。两次平行测定相对偏差不应大于5%，取其平均值。4.5.5结果计算硅烷中氢杂质含量按式(2)计算。4.6氮和氧含量的测定4.6门仪器与方法用带有热导检测器或氦离子化检测器的色谱仪，也可采用色一质联用仪测定硅烷中氧和氮。氧分析在一78"C进行，以使氧和氢有效分离。方法检测极限(摩尔分数):1X1。一。4.6.2操作条件色谱柱:内装PorapakS、长约3m、内径约4mm不锈钢柱，后接5A分子筛、长约3m、内径约4mm不锈钢柱，或其他等效色谱柱。载气:高纯氢(或高纯氦)，流量约30mL/min,进样量:10ML.检测器温度:125"C。柱温:测定氮含量时为65"C，测定氧含量时为一780C,4.6.3标样:按GB/T5274配制，以氢为底气，其中氧、氮的含量(摩尔分数)各为1X10-1-5X10-1.4.6.4操作步骤4.6.4.1用六通阀将标样注入色谱柱。重复进样两次，记录其各组分保留时间及峰高(或峰面积)。两次平行测定相对偏差不应大于5%，取其平均值。4.6-4.2按4.6-4.1同样的方法注入硅烷试样。两次平行测定相对偏差不大于500，取其平均值。4.6.5结果计算硅烷中氧、氮含量按式(2)计算。4.了水含量的测定按GB/T5832.1进行。在导人硅烷样气前，应用干操氮气完全吹除仪器系统中的空气。5检验规则5.1硅烷由生产厂质量监督检验部门检验，并保证其产品质量符合本标准要求。5.2硅烷产品质量应逐瓶逐项指标检验。5.3当检验结果有一项指标不符合本标准要求时，则该瓶产品不合格。 GB/T15909一19955.4用户有权按本标准规定进行验收。5.5用户和生产厂对产品质量发生意见分歧时，由双方共同检验或提请仲裁。6包装、标志、运输、贮存以及安全要求硅烷在空气中能够自燃，有毒，无色，略带令人厌恶的气味，在空气中的极限允许浓度为5X10-se在充装、贮运、取样、使用中，均应严格遵守以下各项规定:6.1硅烷的包装、标志、运输及贮存应符合《气瓶安全监察规程》、《危险货物运输规则》的有关规定。6.2充装硅烷的气瓶可以是碳钢、不锈钢或铝合金瓶，符合相应气瓶标准的规定。充装前应对气瓶进行严格的洁净处理。6.3气瓶瓶阀以不锈钢为材料，反螺膜片式气瓶阀。禁止以QF-2M.PX-32型和QF-30A型瓶阀作为硅烷气瓶瓶阀6.4硅烷最高充装压力应低于或等于8.5MPa,6.5硅烷充装量采用直接称量法计量。6.6硅烷气瓶颜色按GB7144规定。6.了存放硅烷气瓶的库房要远离热源和火源，运离居民集中的生活区域。库房的地面、屋顶、四周的围墙具有良好的阻燃效果，配备良好的通风设施。存放硅烷的环境温度不应高于40"Co6.8硅烷具有较强的还原性，库房严禁存放强氧化性的气体，如氧、氯等。存放时，硅烷应与其他危险气体、腐蚀性物质隔离。6.9库房应配备良好的灭火器材。不得使用卤素灭火剂。6.10运输途中气瓶应有遮阳和防雨设施，避免烈日暴晒和大雨淋湿。6.11运输时气瓶必须戴上瓶帽，瓶阀嘴也应配戴密封帽。6.12运输和搬运途中严禁接触、撞击气瓶瓶阀，严禁气瓶间的相互碰撞和受其他刚性物质的冲击。6.13充装硅烷前，应确认气瓶瓶阀完好无泄漏。6.14使用或取样前应确认硅烷及载气容器的标记(气体名称、压力、浓度等)正确无误。不得使用无标记或标记不清楚的气体。6.15硅烷容器，禁止用于非硅烷气体作业，不得混人其他气体，特别是氧化性气体。6.16工作系统、取样容器在工作之前应仔细检查其气密性，反复几次用高纯氦、或高纯氢、氮、氨置换与抽真空(水力泵)(或挤压排气)相结合的方法对其进行清洗。6.17出厂硅烷产品应有质量合格证，合格证内容包括:a.产品名称;b.生产厂名称;c.硅烷中各主要杂质的分析结果;d.气瓶瓶号;e.充装量(kg)、压力、浓度、稀释气体;f.生产日期;9.本标准代号及编号等。 GB/T15909一1995附加说明:本标准由中华人民共和国化学工业部提出。本标准由化学工业部西南化工研究院归口。本标准由化学工业部西南化工研究院、浙江大学材料系、中科院半导体研究所负责起草。本标准主要起草人余京松、佘中玉。本标准等效采用SEMI-93((钢瓶装外延级、多晶硅和/或二氧化硅级硅烷》。'