GOST 26239.8-84
GOST 26239.8−84 Silicium semi-conducteur et produits initiaux pour sa production. Méthode de dosage du dichlorosilane, du trichlorosilane et du tétrachlorure de silicium (avec modification n° 1)
GOST 26239.8−84
Groupe B59
NORME D'ÉTAT DE L'UNION DE LA SSR
SILICIUM SEMI-CONDUCTEUR ET PRODUITS INITIAUX POUR SON OBTENTION
Méthode de dosage du dichlorosilane, du trichlorosilane et du tétrachlorure de silicium
Silicium semi-conducteur et matières premières pour sa production. Méthode de dosage du dichlorsilane, du trichlorsilane et du tétrachlorure de silicium
OKSTU 1709
Date de lancement 1986-01-01
Décret du Comité d'État pour les normes de l'URSS du 13 juillet 1984 N 2491*, la période de validité est fixée
______________
* Voir l'étiquette Remarques ;
** La limitation de la période de validité a été supprimée conformément au protocole N 7-95 du Conseil inter-États pour la normalisation, la métrologie et la certification (IUS N 11, 1995). — Note du fabricant de la base de données.
INTRODUIT Amendement n ° 1, approuvé et mis en vigueur
Le changement N 1 a été effectué par le fabricant de la base de données selon le texte de IUS N 10, 1990
Cette norme établit une méthode chromatographique pour le dosage du dichlorosilane de 0,02 à 10 %, du trichlorosilane de 0,02 à 100 % et du tétrachlorure de silicium de 0,02 à 100 %, dans le tétrachlorure de silicium rectifié et dans les mélanges de tétrachlorure de silicium avec le trichlorosilane.
La méthode est basée sur la séparation chromatographique des composants en mode isotherme, suivie d'une détection par conductivité thermique et calcul des fractions massiques des composants à déterminer à partir des aires des pics chromatographiques, en tenant compte des coefficients de la sensibilité relative des le détecteur aux composantes à déterminer.
1. EXIGENCES GÉNÉRALES
1.1. Exigences générales pour la méthode d'analyse - selon
2. ÉQUIPEMENT, MATÉRIEL ET RÉACTIFS
Chromatographe LKhM-8MD avec un détecteur de conductivité thermique, un dispositif d'enregistrement, une unité de déshydratation du gaz porteur, un système d'injection d'échantillon par seringue.
Colonnes chromatographiques, verre ou métal, 4 m de long, 2–4 mm de diamètre.
Intégrateur électronique I-02.
Piège en verre (Fig. 1) avec hydroxyde de potassium, qualité analytique, comprimé.
Pompe primaire VN 461M.
Étuve de séchage sous vide pour des températures jusqu'à 200 °C
Verres en verre d'une capacité de 200 cm .
Tasses en porcelaine d'un diamètre de 50 mm.
Un entonnoir en verre avec un processus de 2 à 4 mm de diamètre.
Les échelles sont analytiques.
Chronomètre selon
______________
* Le document n'est pas valable sur le territoire de la Fédération de Russie. Voir le lien pour plus d'informations. — Note du fabricant de la base de données.
Seringues chromatographiques avec une échelle de 0-10 μl.
Bouteilles en verre selon .
Fibre de verre.
Tube en fluoroplastique d'un diamètre de 5 mm.
Échantillonneur en verre d'une capacité de 50-100 cm3 avec un robinet en fluoroplastique (Fig. 2).
Merde.1. piège en verre
piège en verre
1 - entrée de gaz vecteur ; 2 - réseau; 3 - sortie gaz vecteur
Merde.1
Merde.2. échantillonneur
échantillonneur
1 - valve en fluoroplastique; 2 - la cavité externe de la grue ; 3 - récipient en verre
Merde.2
Pipettes en verre d'une capacité de 10-20 cm .
Supports solides silanisés : chromaton N-AW, sphérochrome-2, colorchrome 1 KDMDHS, fractions granulométriques 0,250-0,315 mm.
La phase stationnaire est le caoutchouc polyméthylsiloxane SE-30.
Trichlorosilane purifié avec une fraction massique d'impuretés ne dépassant pas 0,01%.
Tétrachlorure de silicium purifié avec une fraction massique d'impuretés ne dépassant pas 0,01%.
Alcool éthylique technique rectifié conformément à
Acétone selon
Éther diéthylique chimiquement pur
Gaz vecteur - hélium gazeux h.p.
Azote liquide selon
Chloroforme médical selon
______________
* Le document n'est pas valable sur le territoire de la Fédération de Russie.
Anhydrone.
Pentoxyde de phosphore.
Zéolithe Na5X.
(Édition modifiée, Rev. N 1).
3. PREPARATION POUR L'ANALYSE
3.1. Préparation du sorbant et remplissage des colonnes chromatographiques
Le support solide, chromaton N-AW, sphérochrome-2 ou colorchrome 1 KDMDXS, est séché dans une étuve à 120-130°C pendant 5 à 6 heures. 01
La phase stationnaire en une quantité de 10% en poids du support solide est pesée dans un bécher avec une erreur ne dépassant pas 0,01 g et dissoute dans du chloroforme (10 cm pour 1 g de phase stationnaire).
Verser le support solide dans une tasse en porcelaine avec une solution de la phase stationnaire dans du chloroforme et bien mélanger. Le solvant est ensuite évaporé sous agitation continue par chauffage à 50°C sur une plaque chauffante couverte sous une hotte.
Avant remplissage, les colonnes chromatographiques sont nettoyées avec un coton-tige sur un fil et lavées successivement avec de l'acétone, de l'alcool éthylique et de l'éther diéthylique. Une fois le lavage terminé, la colonne est séchée à 100–120°C tout en purgeant avec un gaz porteur pendant 30 min.
Une extrémité d'une colonne propre et séchée est fermée avec un coton-tige en fibre de verre et reliée avec un tuyau d'aspiration en PVC à la ligne de pompage du vide primaire. Par l'autre extrémité, la colonne est remplie d'un sorbant à l'aide d'un entonnoir avec pompage continu et légère vibration de la colonne. La colonne doit être remplie jusqu'à un niveau de 3 à 5 mm en dessous de l'extrémité. A la fin du remplissage, la deuxième extrémité de la colonne est également fermée avec un écouvillon en fibre de verre. La qualité de remplissage des colonnes en verre est contrôlée visuellement. En présence de vides, ils sont éliminés en secouant légèrement la colonne. Les colonnes métalliques sont remplies d'une quantité dosée de sorbant en volume.
La colonne remplie est installée dans le thermostat du chromatographe et conditionnée : elle est purgée avec un gaz vecteur sec pendant 5 à 6 h à 250°C. Le chauffage à 250 °C est effectué à une vitesse de 10 à 15 °C/min.
Pour sécher le gaz vecteur, deux colonnes sont installées sur la ligne d'alimentation en gaz : la première colonne est remplie d'anhydrone le long du gaz vecteur, la deuxième colonne est remplie de pentoxyde de phosphore mélangé à de la zéolithe Na5X (10 % de pentoxyde de phosphore en poids de la zéolithe ). La colonne conditionnée est connectée au détecteur.
3.2. Préparation du mélange d'étalonnage
La préparation du mélange d'étalonnage est réalisée en mélangeant les composants dans l'échantillonneur.
Le mélange d'étalonnage contient du trichlorosilane et du tétrachlorure de silicium, la fraction massique de trichlorosilane dans le mélange est d'environ 20 %, le tétrachlorure de silicium est d'environ 80 %.
Peser l'échantillonneur sur une balance analytique. Verser dans un échantillonneur de 20 cm tétrachlorure de silicium pur. La cavité externe de la vanne est pompée avec une pompe à vide primaire pour éliminer l'excès de tétrachlorure de silicium. L'échantillonneur au tétrachlorure de silicium est pesé sur une balance analytique et la quantité de tétrachlorure de silicium introduite dans l'échantillonneur est déterminée par la différence de masse (
) en grammes. Injecté dans un échantillonneur de 5 cm
trichlorosilane et aussi la méthode du poids détermine sa quantité (
) en grammes. Fractions massiques des composants (
) en pourcentage est calculé par la formule
où - lester
-ième composant du mélange, g.
Le mélange d'étalonnage est stocké dans l'échantillonneur, évitant un contact à long terme du mélange avec l'atmosphère.
(Édition modifiée, Rev. N 1).
3.3. Détermination des coefficients de sensibilité relatifs
La détermination des coefficients de sensibilité relative est effectuée en fonction du chromatogramme du mélange d'étalonnage.
Allumez le chromatographe et amenez le chromatographe en mode de fonctionnement conformément au manuel d'instructions de l'instrument.
Mode de fonctionnement du chromatographe :
| Paramètre | Valeur nominale |
| Courant du détecteur | 90-100mA |
| Température du thermostat du détecteur | 120−130 °С |
| Température de la colonne | 60 °С |
| Température de l'évaporateur | 120 °С |
| Vitesse volumique du gaz porteur (hélium) | 20-40cm |
| Vitesse de bande du potentiomètre | 600 mm/h |
Le temps nécessaire à l'appareil pour entrer en mode est de 2 heures.Après être entré dans le mode, avant de commencer le travail, la colonne est entraînée par injection de 7 à 10 fois d'une dose d'un mélange d'étalonnage d'un volume de 2 10 cm
.
L'introduction des doses s'effectue à l'aide d'une seringue.
1 μl du mélange d'étalonnage est injecté dans la colonne de l'appareil prêt à fonctionner à l'aide d'une seringue et le chromatogramme est enregistré.
L'identification des pics du chromatogramme s'effectue dans l'ordre de libération des composants. Dans les conditions analytiques acceptées, le trichlorosilane est élué en premier de la colonne, suivi du tétrachlorure de silicium.
Zones de pics chromatographiques ( ) de trichlorosilane et de tétrachlorure de silicium en volts par seconde est déterminée à l'aide d'un intégrateur électronique.
Coefficient de sensibilité relative pour le trichlorosilane ( 
où 
La procédure pour prendre le chromatogramme du mélange d'étalonnage, déterminer les aires des pics chromatographiques et calculer 
Écart admissible entre les valeurs extrêmes 
Coefficient de sensibilité relative du dichlorosilane sur le tétrachlorure de silicium 
3.4. Préparation de l'échantillon analysé.
L'échantillonneur est pompé jusqu'à une pression résiduelle de 10 tore (13 Pa). Un tube en plastique fluoré d'un diamètre de 5 mm est fixé à l'échantillonneur sous vide. L'extrémité libre du tube est immergée dans le récipient avec l'échantillon et le robinet de l'échantillonneur est ouvert. L'échantillon est aspiré dans l'échantillonneur. La vanne est fermée et la cavité externe de la vanne de l'échantillonneur est pompée avec une pompe à vide avant pour éliminer l'excès d'échantillon. L'échantillon sélectionné est versé dans une bouteille.
4. CONDUITE DE L'ANALYSE
Le mode de fonctionnement du chromatographe pendant l'analyse doit être identique au mode réglé lors de l'enregistrement des chromatogrammes du mélange d'étalonnage pour le calcul des coefficients de sensibilité relatifs. Les paramètres de mode sont donnés au § 3.3.
Avant de commencer l'analyse, la colonne chromatographique est entraînée par une injection de 7 à 10 fois de doses d'échantillon de 5 μl. Le dosage se fait avec une seringue.
Le dosage de l'échantillon lors de l'analyse est effectué à l'aide d'une seringue. Le volume de la dose administrée par la seringue doit être de 5 à 10 µl.
L'enregistrement des pics du chromatogramme est effectué dans la position de l'atténuateur, ce qui garantit que le maximum du pic se trouve dans la plage optimale de l'échelle du potentiomètre. Zones de pics chromatographiques ( ) de tous les composants de l'échantillon sont déterminés à l'aide d'un intégrateur électronique.
Enregistrement du chromatogramme et détermination de la valeur tous les composants sont répétés trois fois.
5. TRAITEMENT DES RÉSULTATS
5.1. L'identification des composants de l'échantillon est effectuée selon l'ordre de libération et les volumes de rétention relatifs indiqués dans le tableau 1.
Tableau 1
| Composant | Volume de rétention relatif |
| Dichlorosilane | 0,71 |
| Trichlorosilane | 1.0 |
| tétrachlorure de silicium | 2.31 |
5.2. Fractions massiques des composants de l'échantillon ( ) en pourcentage est calculé par la formule
où — coefficient de sensibilité relative pour
ème composant du tétrachlorure de silicium ;
est l'aire du pic chromatographique
-ième composante, V/s ;
est le nombre de composants dans l'échantillon.
La moyenne arithmétique des résultats de trois déterminations parallèles est prise comme résultat de l'analyse.
5.3. La différence entre le plus grand et le plus petit des résultats de trois déterminations parallèles avec un niveau de confiance 0,95 ne doit pas dépasser les valeurs des écarts absolus admissibles des trois résultats de déterminations parallèles indiquées dans le tableau 2.
Tableau 2
| Composant | Fraction massique du composant, % | Écart absolu admissible, % |
| Dichlorosilane | 0,02 | 0,02 |
| 0,1 | 0,03 | |
| 0,5 | 0,09 | |
| 1.0 | 0,13 | |
| 5.0 | 0,3 | |
| 10.0 | 0,8 | |
| Trichlorosilane | 0,02 | 0,01 |
| 0,1 | 0,02 | |
| 1.0 | 0,12 | |
| 5.0 | 0,2 | |
| Dix | 0,3 | |
| cinquante | 1.8 | |
| 100 | 2.6 | |
| tétrachlorure de silicium | 0,02 | 0,01 |
| 0,1 | 0,01 | |
| 0,5 | 0,05 | |
| 5.0 | 0,2 | |
| Dix | 0,5 | |
| trente | 0,8 | |
| cinquante | 1.2 | |
| 100 | 1.9 |
5.4. L'exactitude des résultats de l'analyse est contrôlée par des mélanges synthétiques. Pour ce faire, selon le paragraphe 3.2, deux mélanges de composition proche de ceux donnés dans le tableau 3 sont préparés.
Tableau 3
| Numéro de mélange | Fraction massique du composant dans le mélange, % | |
| trichlorosilane | tétrachlorure de silicium | |
| une | vingt | 80 |
| 2 | 5.0 | 95,0 |
Déterminer le coefficient de sensibilité relative du trichlorosilane pour le tétrachlorure de silicium conformément à la clause 3.3 en utilisant le mélange 1. Ensuite, conformément à la section 4, le mélange 2 est analysé et, conformément à la section 5, la teneur en trichlorosilane et en tétrachlorure de silicium est calculée à l'aide de la valeur relative coefficient de sensibilité obtenu sur le calcul des mélanges 1.
L'analyse est considérée comme correcte si la valeur absolue de la différence entre les résultats de la détermination et la fraction massique des composants dans le mélange 2 avec une probabilité de confiance 0,95 ne dépasse pas 0,1 % pour le trichlorosilane et 0,7 % pour le tétrachlorure de silicium.
