1、中华人民共和国国家标准GB/T 15909一1995电子工业用气体硅皖(SiH4)Gas for electronic industry-Silane 1 主题内容与适用范围本标准规定了电子工业用硅烧气体的技术要求、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zSIH相对分子质量，32.117(按1991年国际相对原子质量。10 1. 3 kPa下的沸点:一112C。20 C和101.3kPa下气体密度，.342 kg/m3。一185C下液体密度.711kg/m飞2 51有标准GB
2、190 危险货物包装标志GB/T 3051 无机化工产品中氯化物含量测定的通用方法秉量法C;B/T 5274气体分析校准用混和气体的制备称量法GB/T 5832.1 气体中微量水分的测定电解法GB 7144 气瓶颜色标记3 技术要求3. 1 质盘指标前烧的质量应符合下表的要求。对硅烧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 二299 氧化碳和二氧化碳(CO+CO，l.IO-运二5 氯化物单量(包括氯硅烧.HCI等可离子化的氯化物),10-6 100 恬(Cj，_，C1), 10-6 运40 氢(H2).lO6 豆9000 氨(U.IO告主40 氧的:!).lO运二5 7)(H.
3、川，105 毛主3 国家技术监督局1995-12-20批准1996-08-01实施民(I () GB/T 15909-1995 注.表中纯度及杂质含量均以摩尔分数表示mol/molo多晶硅或二氧化硅用途不规定氮吉量。3. 2 电性能规格电阻率应大于100n. 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 纯度硅烧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，(氮含量)X = 100一(X，+ X , + X , + X , + Xs + X , + X ,) X 10- 式中zX一一硅烧纯度(摩尔分数)，10-2;X, 一氧化碳和二氧化碳(C
4、O+CO，)含量(摩尔分数).10勺X , 氯化物总量(摩尔分数)，10-6;X, 侄(C，C3)含量(摩尔分数)，1063X，一一氢(H，)含量(摩尔分数)，10-6;X，一一氮(N，)含量(摩尔分数)，10.-6;X, 氧()2)含量(摩尔分数)，1063X, 水(H2)含量(摩尔分数).10-6。4.2 一氧化碳和二氧化碳含量的测定4. 2. 1 仪器与方法( 1 ) 采用带有热导检测器或氮离子化检验器的气相色谱仪，也可采用色质联用仪测定硅烧中的一氧化碳和二氧化碳。方法检测极限(摩尔分数):1X 10-。4.2.2 操作条件色i普柱g内装P.W. Carbosphere.长约2.4m.内
5、径约4mm不锈钢柱，或其他等效色谱柱。载气2高纯氮，流量约30mL/mino 进样量，35mL。检测器温度，250C。色i曹柱程序升温曲线g初始温度dl0C.保持时间:4.50min; 程序升温速率，5C /min , 终到温度，160C.保持时间，6.00mino 4.2.3 标样z以氮气为底气，含一氧化碳和二氧化碳(摩尔分数各为1X 10-5 X 10-.按GB/T5274自己制。4.2.4 操作步骤4.2.4.1 用一气体采样阀把硅烧样品注入色谱柱，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5%.取其平均值。洗脱次序为一氧化碳、二氧化碳，然后反吹
6、硅烧。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 结果计算硅烧中一氧化碳和二氧化碳的含量按式(2)计算zH;(A;l Xi = X. .一一一H , (A,) . ( 2 ) G忖lGB/T 15909-1995 式中Xi样品中被测组分含量(摩尔分数)，1065X. 标样中被测组分含量(摩尔分数)，1065H;(Ai) 样品气中被测组分的峰高(峰面积),mm(mm2); H白(A，)一一标样中被视l组分的峰高(峰面积)，mm(mm2)。4.3 氯化物总量的测定4. 3- 1 方法采用滴定
7、硅烧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)，0.5XI0-6。4.3- 2 取样装肯取样装rt如图l所示。硅婉易自燃，取样装置必须密封，在注入硅烧前应用氮气彻底吹洗。7 口9 8 2 图I氯化物总量测定装置1 磁力搅拌器，2水浴，3出气口，4一锥形瓶(2000mL) ，5洗气瓶025mL), 6 流量计，7压力调节器，8-硅统气瓶，9一高纯氮气瓶4.3- 3 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、溶液氢氧化惆(GB/T2306), 15 X
8、 10-2溶液(15gKOH溶于100mL去离子水中)。硝酸隶.0.001-0.005mol/L标准溶液，按GB/T3051规定配制、标定。氯化销(GB/T1253).0.001-0.005 mol/L标准溶液，按GB/T3051规定配制。指示液，把5日二苯巴踪和0.5g澳盼蓝溶于750mL乙醇，再加入250mL去离子水制备成指示剂溶液。硝酸(GB/T337) .0.2 mol/L溶液。4. 3. 5 操作步骤4.3,5.1 在锥形瓶(4)中注入1700 mL 15 X 10-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
9、.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流速通入计算量(按式3)的硅烧(SiH气体。停止通入硅烧。再次用氮气吹洗系统约30min，将装置中的硅烧完全吹除、吸收。4.3-5.6 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HN03溶液至刚好使溶液颜色从紫色变() GB/T 15909-1995 成黄色。4. 3- 5.8 用硝酸柔标准溶液进行滴定。4.3. 5. 9 用硝酸柔标准溶液滴定
10、150mL去离子水作空白试验。4. 3- 6 结果处理氢化物总量按式(3)计算zX(V , - V ,) X c X (273.16十。=A YYX22.4 106 ( 3 ) 1 000 X V 3 X 273. 16 式中zX 硅婉中氯化物总含量(摩尔分数)，10-6;V，-空臼滴定耗用硝酸柔标准溶液的量，mL，V2一样品溶液滴定耗用硝酸乘标准溶液的量，mL;V3 硅统样晶体积，L;c一一硝酸隶标准溶液的浓度.mol/L，2一一室温.C。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%。4.4 短(C，C，)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烧中的经
11、(甲:皖、乙镜和丙烧。本方法检测极限(摩尔分数):10Xl0斗。4.4.2 测定条件4.4.2.1 乙镜和丙烧的测定色谱柱z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/mino 进样量:10mL。检测器温度:40C。色谱柱温度:40 C。4.4.2.2 甲烧的测定色谱柱z内装PorapakS.长约3m.内径约4mm不锈钢柱和内装5A分子筛，长约3m、内径约4 mm:f锈钢柱。或其他等效色谱柱。载气z高纯氢，流量约30mL/mino 进样量:10mL。检测器温度:70C。色谱柱温度:40C0 4.4. 3 标样z按GB/T5274配制，以
12、高纯氢为底气，其中甲饶、乙烧、丙烧含量(摩尔分数各为1X 10- 5Xl0-。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统试祥。两次平行测定相对偏差不应大于5%.取其平均值。4.4.5 结果计算硅烧中经(C，C3)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/T 15909 1995 用带有热导检测器的气相色谱仪测定硅烧中的氢含量。本方法检测IJ极限(摩尔分数).15X106
13、04. 5. 2 操作条件色谱柱:内装5A分子筛，长约Z.4m，内径约4mm不锈钢柱，或其他等效色谱柱。载气高纯氧，流量约30mL/mol , 进样量约1mL。检测器温度，40C, 色i昔柱温度40C。4. 5. 3 标样:按GB/T5274配制，以高纯氧为底气，所配标准混合气中的氨含量，与样品中氢含量相近。4.5.4 操作步骤4.5.4.1 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5%，取其平均值。4.5.4.2 按4.5.4.1同样的方法注入待测硅烧试样。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
14、算硅烧中氢杂质含揉按式(2)汁算。4.6 氮和氧含量的测定4. 6. 1 仪器与方法用带有热导检测器或氮离子化检测器的色谱仪，也可采用色-质联用仪测定硅烧中氧和氮。氧分析在一78C进行，以使氧和氢有效分离。方法检测极限(摩尔分数).1X10-，4.6.2 操作条件色i昔柱:内装PorapakS、长约3m、内径约4mm不锈钢柱，后接5A分子筛、长钓3m、内径约4mm不锈钢柱，或其他等效色谱柱。载气:高纯氢(或高纯氮)，流量约30mL/min, 进样量.10mL , 检测器温度.125C。柱温.测定氮含量at为65C ，测定氧含量时为一78C。4.6.3 标样:按GB/T5274配制，以氢为底气，
15、其中氧、氮的含量(摩尔分数)各为1X 10-5 X 10-, 4.6.4 操作步骤4.6.4.1 用六通阀将标祥注入色谱柱。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同样的方法注入硅烧试祥。两次平行测定相对偏差不大于5%，取其平均值。4.6.5结果计算硅烧中氧、氮含量按式(2)计算。4. 7 水含量的测定按GB/T5832. 1进行。在导入硅烧样气前，应用干燥氯气完全吹除仪器系统中的空气。5 检验规则5. 1 砖烧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 硅烧产品质量应逐
16、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。) ().j GB/T 15909-1995 5.4 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烧在空气中能够自燃，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5X 10-;。在充装、贮运、取样、使用中，均应严格遵守以下各项规定:6. 1 硅饶的包装、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 充装硅饶的气瓶可以是碳钢、不锈钢或铝合金瓶，符合相应气瓶标准的规定。充装前应
17、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一2型、PX-32型和QF-30A型瓶阀作为硅烧气瓶瓶阀。6.4 硅烧最高充装压力应低于或等于8.5MPa 0 6.5 硅烧充装量采用直接称最法汁量。6.6 硅皖气瓶颜色按GB7144规定。6. 7 存放硅烧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。存放硅饶的环境温度不应高于40C。6.8 硅烧具有较强的还原性，库房严禁存放强氧化性的气体，如氧、氯等。存放时，硅烧应与其他危险气体、腐蚀性物质隔离。6. 9 库房应配备良好的灭火器材。
18、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 充装硅烧前，应确认气瓶瓶阀完好无泄漏。6.14 使用或取样前应确认硅统及载气容器的标记(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 硅烧容器，禁止用于非硅烧气体作业，不得混入其他气体，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，反复几次用高纯氮、或高纯氢、氮、氧置换与抽真空(水力泵)(或挤压排气相结合的方法对其进行清洗。6.17 出厂硅烧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， 硅惋中各主要杂质的分析结果gd. 气瓶瓶号se. 充装量(kg)、压力、浓度、稀释气体，t 生产日期gg. 本标准代号及编号等。5() ,) GB/T 15909-1995 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、余中玉。本标准等效采用SEMI-93(钢瓶装外延级、多晶硅和/或工氧化硅级硅烧。6。
