ГОСТ 26239.8-84

ГОСТ 26239.8-84 Кремній напівпровідниковий та вихідні продукти для його отримання. Метод визначення дихлорсилану, трихлорсилану та тетрахлориду кремнію (зі Зміною N 1)

ГОСТ 26239.8-84

Група В59

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

КРЕМНІЙ НАПІВПРОВІДНИКОВИЙ І ВИХІДНІ ПРОДУКТИ ДЛЯ ЙОГО ОТРИМАННЯ

Метод визначення дихлорсилану, трихлорсилану та тетрахлориду кремнію.

Semiconductor silicon and raw materials для його виробництва. Метод дихлорсилану, трихлорсилану і ліків

ОКСТУ 1709

Дата введення 1986-01-01

Постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 13 липня 1984 р. N 2491* строк дії встановлено з 01.01.86 до 01.01.91**
______________
* Див. ярлик «Примітки»;
** Обмеження терміну дії знято за протоколом N 7-95 Міждержавної Ради зі стандартизації, метрології та сертифікації (ІВД N 11, 1995 рік). - Примітка виробника бази даних.

ВНЕСЕН Зміна N 1, затверджена та введена в дію з 01.01.91 постановою Держстандарту СРСР від 26.06.90 N 1848

Зміна N 1 внесена виробником бази даних за текстом ІКС N 10, 1990 рік


Даний стандарт встановлює хроматографічний метод визначення дихлорсилану від 0,02 до 10%, трихлорсилану від 0,02 до 100% і тетрахлориду кремнію від 0,02 до 100%, чотирихлористому кремнії ректифікаційно очищеному і в сумішах чотирихлористого кремнію.

Метод заснований на хроматографічному розділенні компонентів в ізотермічному режимі з подальшим детектуванням теплопровідності і розрахунком масових часток визначених компонентів по площах хроматографічних піків з урахуванням коефіцієнтів відносної чутливості детектора до компонентів.

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методу аналізу - за ГОСТ 26239.0-84.

2. АПАРАТУРА, МАТЕРІАЛИ ТА РЕАКТИВИ

Хроматограф ЛХМ-8МД з детектором теплопровідності, реєструючим пристроєм, блоком осушення газу-носія, шприцевою системою введення зразків.

Хроматографічні стовпчики скляні або металеві довжиною 4 м, діаметром 2-4 мм.

Електронний інтегратор І-02.

Пастка скляна (черт.1) із гідроокисом калію, ч.д.а., таблетованою.

Форвакуумний насос ВН 461М.

Сушильна шафа вакуумна на температуру до 200 °С

Склянки скляні місткістю 200 см .

Чашки порцелянові діаметром 50 мм.

Вирва скляна з відростком діаметром 2-4 мм.

Терези аналітичні.

Секундомір за ГОСТ 5072-79 *.
______________
* На території Російської Федерації документ не діє. За додатковою інформацією зверніться за посиланням. - Примітка виробника бази даних.

Шприци хроматографічні із шкалою 0-10 мкл.

Бюкси скляні за ГОСТ 25336-82 на 5-10 см .

Склотканина.

Трубка фторопластова діаметром 5 мм.

Пробовідбірник скляний місткістю 50-100 см з фторопластовим краном (чорт.2).

чорт.1. Скляна пастка

Скляна пастка

1 - вхід газу-носія; 2 - грати; 3 - вихід газу-носія

Чорт.1

Чорт.2. Пробовідбірник

Пробовідбірник

1 - фторопластовий кран; 2 - зовнішня порожнина крана; 3 - скляна ємність

Чорт.2

Піпетки скляні місткістю 10-20 см .

Носії тверді силанізовані: хроматон N-AW, сферохром-2, хромотон 1 КДМДХС, фракції зерненням 0,250-0,315 мм.

Нерухома фаза - поліметилсилоксановий каучук SE-30.

Трихлорсилан очищений з масовою часткою домішок трохи більше 0,01%.

Тетрахлорид кремнію очищений з масовою часткою домішок трохи більше 0,01%.

Спирт етиловий ректифікований технічний за ГОСТ 18300-87 .

Ацетон за ГОСТ 2603-79 .

Ефір діетиловий х.ч.

Газ-носій - гелій газоподібний в.ч.

Азот рідкий за ГОСТ 9293-74 .

Хлороформ медичний за ГОСТ 20015-74 *.
______________
* На території Російської Федерації документ не діє. Діє ГОСТ 20015-88 . - Примітка виробника бази даних.

Ангідрон.

Фосфор п'ятиокис.

Цеоліт Na5X.

(Змінена редакція, зміна N 1).

3. ПІДГОТОВКА ДО АНАЛІЗУ

3.1. Приготування сорбенту та заповнення хроматографічних колонок

Твердий носій - хроматон N-AW, сферохром-2 або цветохром 1 КДМДХС - просушують у сушильній шафі при 120-130 °С протягом 5-6 год. Висушений носій (~100 г) зважують у фарфоровій чашці з похибкою не більше 0 01 р.

Нерухому фазу в кількості 10% від маси твердого носія зважують у склянці з похибкою не більше 0,01 г і розчиняють у хлороформі (10 см на 1 г нерухомої фази).

Заливають твердий носій у фарфоровій чашці розчином нерухомої фази у хлороформі та ретельно перемішують. Потім розчинник випаровують при безперервному перемішуванні, нагріваючи при 50 °C на закритій електроплитці у витяжній шафі.

Хроматографічні колонки перед заповненням прочищають ватним тампоном на дроті і послідовно промивають ацетоном, етиловим спиртом і діетиловим ефіром. Після закінчення промивання колонку сушать при 100-120 ° С при продуванні газом-носієм протягом 30 хв.

Один кінець чистої висушеної колонки закривають тампоном зі склотканини та з'єднують вакуумним шлангом ПХВ з лінією форвакуумного відкачування. Через інший кінець виконують заповнення колонки сорбентом за допомогою лійки при безперервному відкачуванні та легкої вібрації колонки. Слід заповнювати колонку рівня на 3-5 мм нижче торця. Після закінчення заповнення другий кінець колонки також закривають тампоном зі склотканини. Якість заповнення скляних колонок перевіряють візуально. За наявності порожнин їх усувають легким струшуванням колонки. Металеві колонки заповнюють дозованим за обсягом кількістю сорбенту.

Заповнену колонку встановлюють термостат хроматографа і кондиціонують - продують сухим газом-носієм протягом 5-6 год при 250 °C. Нагрівання до 250 °C проводять зі швидкістю 10-15 °С/хв.

Для сушіння газу-носія на лінії подачі газу встановлюються дві колонки: перша по ходу газу-носія заповнюється ангідроном, друга - п'ятиокис фосфору в суміші з цеолітом Na5X (10% п'ятиокису фосфору від маси цеоліту). Кондиціоновану колонку приєднують до детектора.

3.2. Приготування градуювальної суміші

Приготування градуювальної суміші проводиться змішуванням компонентів у пробовідбірнику.

Градуювальна суміш містить трихлорсилан і тетрахлорид кремнію, масова частка трихлорсилану в суміші становить близько 20%, тетрахлориду кремнію - близько 80%.

Зважують пробовідбірник на аналітичних терезах. Заливають у пробовідбірник 20 см чистого тетрахлориду кремнію. Відкачують форвакуумним насосом зовнішню порожнину крана видалення надлишку тетрахлориду кремнію. Зважують пробовідбірник з тетрахлоридом кремнію на аналітичних вагах і по різниці мас визначають кількість введеного в пробовідбірник кремнію тетрахлориду ( ) у грамах. Вводять у пробовідбірник 5 см трихлорсилану і також ваговим методом визначають його кількість ( ) у грамах. Масові частки компонентів ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Маса -го компонента у суміші, г.

Градуювальну суміш зберігають у пробовідбірнику, не допускаючи тривалого контакту суміші з атмосферою.

(Змінена редакція, зміна N 1).

3.3. Визначення коефіцієнтів відносної чутливості

Визначення коефіцієнтів відносної чутливості проводиться за хроматограмою градуювальної суміші.

Включають хроматограф і хроматограф виводять на робочий режим відповідно до інструкції з експлуатації приладу.

Робочий режим хроматографа:

Час виходу приладу на режим - 2 год. Після виходу на режим перед початком роботи проводять тренування колонки за допомогою 7-10-кратного введення дози суміші градуювальної об'ємом 2·10 см .

Введення доз здійснюється за допомогою шприца.

У колонку готового до роботи приладу за допомогою шприца вводять 1 мкл суміші градуювальної і реєструють хроматограму.

Ідентифікацію піків хроматограми проводять у порядку виходу компонентів. У прийнятих умовах аналізу першим з колонки елююється трихлорсилан, потім тетрахлорид кремнію.

Площі хроматографічних піків ( ) трихлорсилану та тетрахлориду кремнію у вольтах на секунду визначають за допомогою електронного інтегратора.

Коефіцієнт відносної чутливості для трихлорсилану ( ) за тетрахлоридом кремнію обчислюють за формулою

,

де , - масові частки трихлорсилану і тетрахлориду кремнію в градуювальній суміші, %;

, — площі хроматографічних піків трихлорсилану та тетрахлориду кремнію на хроматограмі градуювальної суміші, В/с.

Процедуру зняття хроматограми градуювальної суміші, визначення площ хроматографічних піків та розрахунку повторюють тричі. Потім обчислюють середнє арифметичне результатів трьох визначень .

Допустима розбіжність крайніх значень складає 3%. Що стосується великих розбіжностей визначення коефіцієнта відносної чутливості слід провести заново.

Коефіцієнт відносної чутливості для дихлорсилану за тетрахлоридом кремнію. обчислюють за формулою

.

3.4. Підготовка аналізованої проби.

Пробовідбірник відкачують до залишкового тиску 10 тор (13 Па). До відкачаного пробовідбірника приєднують фторопластову трубочку діаметром 5 мм. Вільний кінець трубочки занурюють у ємність із пробою та відкривають кран пробовідбірника. Проба засмоктується у пробовідбірник. Закривають кран і відкачують зовнішню порожнину пробовідбірника крана форвакуумним насосом для видалення надлишку проби. Відібрану пробу переливають у бюкс.

4. ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ

Робочий режим хроматографа при проведенні аналізу повинен бути ідентичний режиму, встановленому при реєстрації хроматограм градуювальної суміші для розрахунку коефіцієнтів відносної чутливості. Параметри режиму наведено у п. 3.3.

Перед початком аналізу проводять тренування хроматографної колонки за допомогою 7-10-кратного введення доз проби об'ємом 5 мкл. Дозування провадиться за допомогою шприца.

Дозування проби під час аналізів проводиться за допомогою шприца. Об'єм дози, що вводиться шприцом, повинен становити 5-10 мкл.

Реєстрацію піків хроматограми проводять у положенні атенюатора, що забезпечує знаходження максимуму піку оптимальному інтервалі шкали потенціометра. Площі хроматографічних піків ( ) всіх компонентів проби визначають за допомогою електронного інтегратора.

Запис хроматограми та визначення значень всіх компонентів повторюють тричі.

5. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

5.1. Ідентифікація компонентів проби проводиться за порядком виходу та за відносними утримуваними обсягами, зазначеними в табл.1.

Таблиця 1

5.2. Масові частки компонентів у пробі ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Коефіцієнт відносної чутливості для -го компонента тетрахлориду кремнію;

- Площа хроматографічного піку -го компонента, В/с;

- Число компонентів у пробі.

За результат аналізу приймають середнє арифметичне результати трьох паралельних визначень.

5.3. Різниця між найбільшим та найменшим із результатів трьох паралельних визначень з довірчою ймовірністю 0,95 не повинна перевищувати значень абсолютних розбіжностей, що допускаються, трьох результатів паралельних визначень, зазначених у табл.2.

Таблиця 2

5.4. Правильність результатів аналізу контролюють за синтетичними сумішами. Для цього п. 3.2 готують дві суміші складу, близького до наведених в табл.3.

Таблиця 3

Визначають коефіцієнт відносної чутливості для трихлорсилану по тетрахлориду кремнію за п. 3.3 з використанням суміші 1. Потім по розд.4 проводять аналіз суміші 2 і по розд.5 обчислюють вміст у ній трихлорсилану і тетрахлориду кремнію, використовуючи при розрахунку коефіцієнт відносної чутливості, отриманий на суміші 1.

Аналіз вважається правильним, якщо абсолютна величина різниці між результатами визначення та масовою часткою компонентів у суміші 2 з довірчою ймовірністю 0,95 не перевищує 0,1% для трихлорсилану та 0,7% для тетрахлориду кремнію.