1、中华人民共和国国家标准GB/T 14603-93 电子工业用气体三氟化Gases for electronic industry-Boron trifluoride 1 主题内容与适用范围本标准规定了三氟化棚产品的技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输、贮存和安全要求。本标准适用于以氟棚酸纳为原料，采用热分解法制得的三氟化棚。主要用于半导体器件和集成电路生产的离子注入和掺杂。分子式:BF，相对分子质量:67.805(按1989年国际相对原子质量)2 引用标准GB 190 危险货物包装标志GB 4844 氮气(;B 4845 氮气检验方法GB 5274气体分析校准用混合气体的制备称量法G
2、B 5275气体分析校准用混合气体的制备渗透法GB 7144 气瓶颜色标记GB 11640 铝合金无缝气瓶3 技术要求三氟化砌的质量应符合下表的技术要求。指标项目优等品一等晶告恪品二氟化棚纯度.10-2 二主99.995 99.95 99. 6 空气含量.10-6 20 100 4 000 二氧化硫啻量，106 10 10 20 四氟化硅含量.10-6 20 300 300 硫酸盐含量.10-6 8 8 10 注:表中纯度和吉量均为摩尔分数.质量保证期一年。4 试验方法41 三氟化砌的纯度国家技术监督局1993-08-26批准1994-07-01实施GB/T 14603-93 用摩尔分数表示，
3、按式(1)计算。x = 100一(x，+岛+3 + x ,) X 10- . ( 1 ) 式中，:r一一三氟化棚纯度，10-23x , 空气含量，10飞x，一一二氧化硫含量，10-eB3一一四氟化硅含量，10-6;x，一一硫酸盐含量，10-6。4.2 空气和二氧化硫含量的测定4. 2. 1 方法采用热导色谱法测定。4.2.2仪器气相色谱仪。要求仪器对空气(氧+氮)、二氧化硫的最小检测量均应比待测样品含量低约一个数量级。色谱仪的其余各项技术指标应符合仪器使用说明书的要求。4.2.3 操作参考条件a. 检测器=热导池，冷阻约120n多b. 热导池温度:约80C， 热导池桥路电流g约180mA ,
4、d. 载气氮气，应符合GB4844中纯氮一级品的规定; 载气流速s约30mL/min , r. 进样体积313mLg. 色谱柱温度z约90C，h. 色谱柱:长1m、内径2.5mm的聚四氟乙烯柱，柱内紧密装填O.20. 15 mm的porapakQ; L 取样与进样管线均采用聚四氟乙烯管。4.2.4 测定步骤4.2.4.1 测定将祥品气经针形阀和连接管与仪器连接，在经充分置换并取得代表祥之后，向色谱仪进样。记录各被测组分的流出曲线，分别测量各组分的峰面积。重复进祥二次，当其相对偏差不大于10%时，取其平均值A;。4.2.4.2 定标按GB5274或按GB4845附录C配制以氮气为底气的空气标准混
5、合气，按GB5275配制以氮气为底气的二氧化硫标准混合气.标准混合气中空气、二氧化硫含量与样品气中空气、二氧化硫含量相比，下限不低于50%.上限不高于200%.在测定条件下直接进样，记录并测定标准混合气中空气、二氧化硫的峰面积。重复进样二次，当其相对偏差不大于10%时，取其平均值4.4.2.5 结果计算三氟化棚中空气、二氧化硫含量(mol/mol)按式(2)计算zA; Xi = X, 正式中:.Ti 样品气中被测组分的含量，10-6;X.一标准混合气中被测组分的含量，10勺.( 2 ) ,) I i GB/T 14603-93 A;样品气中被测组分的峰面积，mdpA，标准混合气中被测组分的峰面
6、积，mm2。4. 3 四氟化硅含量的测定4. 3. 1 方法和原理采用分光光度法测定。BF，和Si巳在水中按下式发生水解反应sBF, +3H,0=H,BO, +3HF 3SiF, + 4H,0 = H,SiO, + 2H,SiF, H,SiF, +4H,O=H,SiO, +6HF :(E适当的酸度下，硅酸根与铝酸生成黄色的硅铝酸络合物，用抗坏血酸还原为硅铝蓝，其颜色深度与含监成正比，在选定的条件下进行分光光度测定。4.3.2仪器采用分光光度计。4. 3. 3 试剂及溶液4.3.3.1 4.3.3.2 4. 3. 3.3 硫酸(GB创溶液z优级纯。什H，SO，问5mol/L和川ol/L碳酸销(G
7、B639)，优级纯。二氧化硅=光谱纯。4. 3. 3. 4 氨水(GB631)，1十I水溶液。4. 3. 3. 5 抗坏血酸，0.01g/mL水溶液。4. 3. 3.6 锢酸镀(GB657)溶液，0.15g/mL水溶液。4. 3.3. 7 对硝基盼洛液，0.01g/mL水溶液.4. 3. 3.8 去离子水。4. 3. 4 测定条件波长，650nm , 比色皿厚度:1 cm f 硅铝黄显色酸度，pH为1.11.4。4. 3. 5 绘制标准曲线4.3.5.1 系列硅标准溶液的制备称取5g碳酸销和在900C下干燥至恒重的二氧化硅O.214 0 g于钳蜻锅中，在900C时熔融30 mn，冷却后用去离子
8、水溶解，移至1L容量瓶中，稀释至刻度并移入塑料瓶中备用。此溶液硅浓度为0.1 mg/mLo 准确量取硅标准溶液0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50mL分别加至一系列100mL容量瓶内，加入两滴0.01g/mL对硝基盼，用1+1氨水调至微黄色，用滴定管加入6mL 0.5 mol/L硫酸(4.3.3.1)并立即加入3mL销酸镀溶液(4.3. 3. 6) ，显色10min后加入8mL 10 mol/L !J1(酸(4.3.3.1)，最后加入6mL抗坏血酸(4.3.3.5)显色30min。4. 3. 5.2 吸光度的测定按分光光度计使用说明
9、书，用波长为650nm及1cm厚度的比色池测定显色后的系列标准溶液的吸光度。4. 3. 5.3 标准曲线的绘制用系列标准溶液的吸光度作纵坐标，以硅的质量为横坐标绘制标准曲线。4. 3. 5.4 取祥在50mL带有密封丝扣的不锈钢取样器中，装入40mL去离子水，通过高压微调阀、压力表按下图, t) GB/T 14603-93 与盛装=二氟化棚的气瓶连接。3 7 1 8 4 取样装置图l 充装BF，的气瓶，2高压徽调阀，3压力表，4一机械真空泵$5 取样器，6一冷浴，7开关阀在取样器外，套上一10C的冰盐水冷浴。用机械真空泵抽至约-0.1MPa，关闭阀7.然后打开二氟化棚气瓶阀慢慢导入三氟化棚气体
10、，用去离子水吸收约30min。吸收速度用压力表和高压微调阀拎制。吸收结束后，关闭气瓶阀，测量吸收液总体积(V)。将吸收液转入聚四氟乙烯烧杯中作为样品溶液。样品量(m，)为吸收前后吸收液的称量之差。4.3.6 测定准确量取20.00mL样品溶液于100mL容量瓶中，加入两滴0.01g/mL对硝基盼，用1+1氨水调至微黄色，用滴定管加入6mL O. 5 mol/L硫酸并立即加入3mLO. 15 g/mL锢酸钱溶液，显色10min 后加入吕mL10 mol/L硫酸，最后加入6mL 0.01 g/mL抗坏血酸最色30mino测定吸光度。4. 3. 7 结果计算由测得的样品溶液吸光度从标准曲线查得硅量，
11、按式(3)计算四氟化硅的含量。22=2414L旦v 2ml 式中:X3 样品气体中缸瓦的含量.10-(mol/mo) , V，一一吸收溶液的总体积，mL;m 从标准曲线上查得的硅的质量，mg;V，一一比色时样品溶液的取样量，mL;m，一一吸收液中样品的质量，g，2 414 换算系数。以两次平行测定的算术平均值为测定结果。4. 4 硫酸盐含量的测定4. 4. 1 方法和原理( 3 ) 采用比浊法测定硫酸盐含量。在酸性溶液中，在稳定剂存在下，硫酸根与锁离子形成均匀的硫限钊!悬浊液，其浊度与硫酸根离子浓度成正比，借此进行微量硫酸盐的测定。4.4.2仪器raJ l.3.20 4.4.3 试剂4.4.3
12、.1 :.1七纳(GB1266); 4.4. 3. 2 硫酸饵(HG3-920); 4.4. 3.3 ;且七匆1(GB 652); 4.4. 3. 4 盐酸(GB622); 4.4.3.5 无水乙醇(GB678); 4.4. 3. 6 丙二醇(GB687); 4.4. 3. 7 去离子水。4.4.4 溶液GB/T 14603-93 4.4.4.1 稳定液:取15g氯化销，加60mL去离子水，6mL盐酸.10mL丙兰醇.20mL乙醇，混合均4.4.4.2 硫酸盐标准溶液:准确称取0.08710g硫酸饵，用去离子水溶于lL容量瓶中并稀释至刻度。此溶液硫酸盐浓度为5X 10- mol/L; 4.4.
13、4.3 氯化领溶液将40日氯化领溶于去离子水并稀释至100mL.此溶液中氯化顿的浓度为400 g/I.o 4.4.5 绘制标准曲线r系列25mL容量瓶中分别加入0.00、1.00，2.00、3.00、4.00、5.00、6.00mL硫酸盐标准溶液，再加I入稳定液2.5mL.氯化锁溶液5mL并稀释至刻度，摇动1min，静置5min。用波长420nm及2cm厚度的吸收池测定系列标准溶液的吸光度。以吸光度为纵坐标，以硫酸盐的姓(mo)为横坐标，绘制标准曲线。4.4.6 取样1014.3.5.20 4.4.7 测定准确吸取10.00mL样品溶液于25mL容量瓶中，加入稳定液2.5mL.氯化领溶液5mL
14、并稀释至刻度。摇动1min，静置5rnin。用波长420nm及2cm厚度吸收池，测定吸光度。4.4.8 结果计算根据拥l得的样品溶液的吸光度，从标准曲线查得硫酸盐的最，按式(4)计算硫酸盐的含量.X = 6川05主主X10 v m2 式中:X1 样品气体中硫酸盐的含量.10-(mol/moD，V , 吸收溶液的总体积，mL，n 从标准曲线上查得的硫酸盐的量，mol;V，一一比浊测定时样品溶液的取祥量，mL;Itl2 吸收液中样品的质量，g;67.805一一王氟化砌的摩尔质量CM(BF，门.g/mol。以两次平行测定的算术平均值为测定结果。5 检验规则5. 1 出产品应由生产厂的质量监督部门进行
15、检验，保证出厂产品符合本标准要求。. ( 4 ) 5. 2 三氟化棚应逐瓶检验，检验结果若有一项指标不符合本标准要求时，则该瓶产品为不合格。GB/T 14603- 93 5.3 用户有权按本标准规定进行验收。5.4 当供需双方对产品质量发生异议时，可由双方共同验收，或提请仲裁。6 标志、包装、运输及贮存6. 1 气瓶的使用、运输及贮存应符合气瓶安全监察规程和危险货物运输规则等有关规定。6.2 包装标志应符合GB190的规定。6. 3 充装二氟化砌的气瓶应符合GB11640规定。气瓶颜色标记应符合GB7144的规定。6.4 充装三氟化砌的气瓶瓶阀及瓶颈螺纹连接处不得泄漏。必须戴好安全帽。6.5
16、气瓶(含返回气瓶)在充装前应进行加热、抽空处理。6.6 气瓶中三氟化砌的充装量按实际称量计，充装压力为20.C时，12.0土0.5MPao 6. 7 装有三氟化砌的气瓶应贮存在带棚的库房内，并远离热源。环境温度始终保持低于60C。在用气瓶应放在强制通风的室内。6.8 出厂产品必须附有质量分析结果报告单和产品合格证。合格证内容应包括za. 生产厂名称gb. 产品名称和级别gc 气瓶瓶号;d. 充装数量(kg)、压力(MPa); t 本标准代号。7 安全要求7. 1 三氟化哪是一种无色气体，在潮湿的空气中能冒白烟，遇水分解并有剌激性气味，不燃烧、剧毒、湿气体有强烈腐蚀性。使用时应戴皮手套，防护眼镜及脸部防护装置，防止人身与三氟化哪接触。7.2 在工作地点附近，应备有正压呼吸器或带空气管线的面部呼吸器。7.3 不允许将气体从一个气瓶随意转移到另-气瓶，不能任意将气瓶增压。7.4 工作场地空气中三氟化棚最大允许含量为3mg/m.排放三氟化棚时必须使用苛性何等碱性水溶液进行吸收、中和处理，并确保吸收剂、中和剂有效和可靠。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光明化工研究所负责起草。本标准主要起草人李景兴。丁_11
