《行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《硅外延用三氯氫硅中總碳的測定 氣相色譜法》》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《硅外延用三氯氫硅中總碳的測定 氣相色譜法》（3頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《硅外延用三氯氫硅中總碳的測定 氣相色譜法》 編制說明 一、任務(wù)來源 硅外延用三氯氫硅（TCS）是電子工業(yè)用的新型硅源氣體，是廣泛用于生產(chǎn)多晶硅和半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵原料。硅外延用三氯氫硅中微量的雜質(zhì)元素會對硅外延片的電學(xué)性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。硅外延層中微量的碳會形成碳化硅，1～3ppm的碳含量將會導(dǎo)致堆垛層錯(cuò)和氧的成核。用于半導(dǎo)體器件的硅外延層中氧含量越高，則電池片的光電轉(zhuǎn)換效率越低；碳含量越高，應(yīng)力越大，越容易破碎。因此，對硅外延用三氯氫硅（TCS）中雜質(zhì)含量的分析控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。而全世界僅有少數(shù)廠家生產(chǎn)高純度三氯氫硅， 我國高純度三氯氫硅基本依賴進(jìn)口，也沒有相應(yīng)的

2、國家標(biāo)準(zhǔn)更沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法 。我公司為了順應(yīng)市場需求，通過近十年的工作，生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的硅外延用三氯氫硅，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，替代了進(jìn)口三氯氫硅產(chǎn)品 。也開發(fā)完成了三氯氫硅中雜質(zhì)成分的分析方法，為保證產(chǎn)品品質(zhì)，提供了強(qiáng)有力的保障。 硅外延用三氯氫硅（TCS）主要含有三大類雜質(zhì)成分，第一類是硼、磷、鐵等雜質(zhì)元素，第二類為其它氯硅烷雜質(zhì)成分，第三類為含碳雜質(zhì)成分。第一類雜質(zhì)元素硼、磷、鐵等的ICPMS分析方法國家標(biāo)準(zhǔn)，已由本公司起草完成并于2012年頒布發(fā)行。2013年本公司又申報(bào)了《硅外延用三氯氫硅化學(xué)分析方法 其它氯硅烷的測定》和《硅外延用三氯氫硅化學(xué)分析方法 總碳含量的測定》有色

3、金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的制定，經(jīng)工信部批準(zhǔn)，下發(fā)了工信廳科〔2013〕102號文件，委托中鍺科技有限公司負(fù)責(zé)起草有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《硅外延用三氯氫硅化學(xué)分析方法 總碳含量的測定》。項(xiàng)目計(jì)劃編號為2013-0395T-YS，要求于2014年完成。 二、編制過程 經(jīng)過大量的文獻(xiàn)調(diào)研，我們了解到三氯氫硅中含碳雜質(zhì)主要是各類有機(jī)氯硅烷，如甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷或其它有機(jī)雜質(zhì)成分。而行業(yè)內(nèi)對三氯氫硅中含碳物質(zhì)的分析，基本是兩種方法，第一種方法是采用將三氯氫硅中含碳雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷后，利用帶有FID檢測器的氣相色譜進(jìn)行測定；第二種是采用GCMS測定三氯氫硅中的甲基氯硅烷等含碳有機(jī)雜質(zhì)。我們

4、對現(xiàn)行測試能力進(jìn)行分析認(rèn)為，第一種氣相色譜法能很好的將各種有機(jī)氯硅烷中的碳轉(zhuǎn)化為甲烷從而得出總碳的含量，設(shè)備簡單，操作簡便。而第二種方法雖能較好的對含碳雜質(zhì)進(jìn)行定性及定量分析，但是設(shè)備昂貴，投資成本高。所以我們采用了第一種氣相色譜法測定硅外延用三氯氫硅中總碳的含量。并按照全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)委員會有色標(biāo)準(zhǔn)的編制原則、框架要求和國家的法律法規(guī)，編制完成《硅外延用三氯氫硅中總碳含量的測定-氣相色譜法》國家標(biāo)準(zhǔn)送審討論稿。 本標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中，充分征求了硅外延片生產(chǎn)廠家及多晶硅生產(chǎn)廠家的意見，得到了半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)專家的大力支持。本標(biāo)準(zhǔn)共發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)征求意見函12份，回函單位10個(gè)，回函并有建議或意見的單位5

5、個(gè)。對各單位提出的建議，經(jīng)過認(rèn)真的考慮，大部分建議給予采納。對完善此標(biāo)準(zhǔn)起到了很好的作用。 2013年8月份于深圳召開的半導(dǎo)體材料標(biāo)準(zhǔn)工作會議上，對《硅外延用三氯氫硅中總碳含量的測定-氣相色譜法》（討論稿）進(jìn)行了討論，并委托江蘇中能硅業(yè)科技發(fā)展有限公司和昆明冶研新材料股份有限公司負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)驗(yàn)工作。 標(biāo)準(zhǔn)討論會上，與會專家對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了認(rèn)真的討論，提出了以下建議： 1、原討論稿將儀器和試劑寫在一起，建議將儀器部分和試劑部分分開來寫。 2、試劑部分缺少高純氮?dú)?，?yīng)該加入。 3、增加干擾因素部分。干擾因素包括：a、溫、濕度控制。樣品最好于冰箱中低溫保存。儀器室內(nèi)濕度控制在40%以下。b、惰

6、性氣體操作箱內(nèi)的空氣必須用高純氣體置換干凈。C、防止有機(jī)物質(zhì)的干擾。樣品應(yīng)盡量避免和有機(jī)物質(zhì)接觸。儀器內(nèi)也盡量避免引入有機(jī)物質(zhì)。 2014年5月份于蘇州召開的半導(dǎo)體材料標(biāo)準(zhǔn)工作會議上，對《硅外延用三氯氫硅中總碳含量的測定-氣相色譜法》（送審討論稿）進(jìn)行了討論，標(biāo)準(zhǔn)討論會上，與會專家對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了認(rèn)真的討論，提出了以下建議： 1、標(biāo)準(zhǔn)文本內(nèi)7.2和7.3所描述的關(guān)于樣品重復(fù)進(jìn)樣，兩次結(jié)果間得偏差范圍的內(nèi)容與重復(fù)性限部分的內(nèi)容相重復(fù)，故將測量值偏差小于10%去掉。 2、標(biāo)準(zhǔn)文本內(nèi)9.2允許差范圍分段要再細(xì)一些。 我們針對與會專家提出的建議進(jìn)行了認(rèn)真的分析，采納相關(guān)建議，對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)一步完善。

7、 三、主要技術(shù)內(nèi)容的說明 本標(biāo)準(zhǔn)方法的準(zhǔn)確性首先取決于樣品中含碳成分能否充分轉(zhuǎn)化為甲烷，其次是儀器的檢出能力能否達(dá)到要求。我們所做工作如下： 1）有機(jī)氯硅烷的轉(zhuǎn)化率的確認(rèn)。通過查找相關(guān)文獻(xiàn)，了解到三氯氫硅生產(chǎn)工藝過程中可能產(chǎn)生的含碳物質(zhì)包括甲基二氯硅烷，甲基三氯硅烷和二甲基二氯硅烷等。我們實(shí)驗(yàn)了上述幾種氯硅烷以及乙醇和丙酮等有機(jī)物在轉(zhuǎn)化爐內(nèi)的轉(zhuǎn)化率，各有機(jī)物的轉(zhuǎn)化率在80%-100%之間，表明有機(jī)氯硅烷中碳能有效轉(zhuǎn)化為甲烷，轉(zhuǎn)化爐的效率高，能滿足檢測準(zhǔn)確性的要求。 2）儀器檢出能力確認(rèn)。硅外延三氯氫硅要求純度高，含碳成分要求小于5ppm。我們以儀器三倍噪音對應(yīng)的濃度為最低檢出限（

8、定性指標(biāo)），十倍的噪音對應(yīng)的濃度為定量限指標(biāo)（國內(nèi)一般以物質(zhì)的峰高為計(jì)算依據(jù)，要求大于三倍的噪音，安捷倫、普析通用的要求是3倍的噪音為最低定性指標(biāo)，10倍的噪音為最低定量限指標(biāo)），確定本方法的檢出限為0.000007%，測定限為0.000025%。所以本儀器的檢出能力完全能夠滿足要求。 3）試驗(yàn)情況及結(jié)果。從我們的實(shí)驗(yàn)情況來看，樣品測試的回收率及精密度指標(biāo)，完全能滿足硅外延用三氯氫硅里總碳含量的檢測要求，具體內(nèi)容見試驗(yàn)報(bào)告。 四、驗(yàn)證試驗(yàn)的情況及結(jié)果。 由于三氯氫硅樣品的特殊性，復(fù)驗(yàn)單位江蘇中能硅業(yè)科技發(fā)展

9、有限公司和昆明冶研新材料股份有限公司于2013年12月份共同于本公司實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場，對分析方法進(jìn)一步確認(rèn)，并進(jìn)行現(xiàn)場樣品的復(fù)驗(yàn)，驗(yàn)證結(jié)果表明本標(biāo)準(zhǔn)方法重復(fù)測定的結(jié)果好。具體內(nèi)容見復(fù)驗(yàn)報(bào)告。 五、國內(nèi)外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對比分析 目前國內(nèi)和國外尚無關(guān)于硅外延用三氯氫硅分析方法的標(biāo)準(zhǔn)，只有一些多晶硅行業(yè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對三氯氫硅中總碳含量分析均采用了氣相色譜法，本標(biāo)準(zhǔn)也采用了氣相色譜法進(jìn)行總碳含量的測定，能滿足硅外延用三氯氫硅對總碳雜質(zhì)的檢測要求，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。 六、與現(xiàn)行法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。 本標(biāo)準(zhǔn)不違反國家現(xiàn)行的有關(guān)法律、法規(guī)的要求，本標(biāo)準(zhǔn)公告后，可作為有色金屬行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。