ICS 31. 030 L 90 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T29056—2012 硅外延用三氯氢硅化学分析方法 硼、铝、磷、钒、铬、锰、铁、钴、镍、 铜、钼、砷和锑量的测定 电感耦合等离子体质谱法 Trichlorosilane for silicon epitaxyDetermination of boron,aluminium phosphorus,vanadium,chrome,manganese,iron,cobalt,nickel, copper,arsenic,molybdenum and antimony contentInductively coupled plasma mass spectrometric method 2012-12-31发布 2013-10-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T29056—2012 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会（SAC/TC203）提出并归口。 本标准起草单位：南京中锗科技股份有限公司、南京大学现代分析中心、南京大学国家863计划新 材料MO源研究开发中心。 本标准主要起草人：郑华荣、刘新军、龚磊荣、张莉萍、黄和明、陈逸君、虞磊 I GB/T29056—2012 硅外延用三氯氢硅化学分析方法 硼、铝、磷、钒、铬、锰、铁、钴、镍、 铜、钼、砷和锑量的测定 电感耦合等离子体质谱法 警告 使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问 题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件 1范围 钒、铬、锰、铁、钻、镍、铜、钼、砷、锑等痕量元素含量的方法 本标准适用于硅外延用三氯氢硅（SiHCI）中硼、铝、磷、钒、铬、锰、铁、钻、镍、铜、钼、砷、锑等含量 的测定。各元素测定范围见表1。 表 1 元素 测定范围（质量分数w)/% B 0. 000 000 001~0. 000 002 Al 0.000 000001~0.000002 P 0.000000001~0.0000002 V 0. 000 000 000 5~0. 000 002 Cr 0. 000 000 001 ~0. 000 002 Mn 0.000000001~0.000002 Fe 0.000 000 0010.000 002 Co 0.0000000005~0.0000002 Ni 0. 000 000 001~0. 000 002 Cu 0.000000001~0.000002 Mo 0.0000000005~0.0000002 As 0.000000001~0.000 002 Sb 0. 000 000 001~0. 000 002 2 方法提要 乙腈能与一些金属氯化物生成稳定络合物。于三氯氢硅中加人乙腈，在常温下，用氮气载带挥发分 离基体，残留的SiO2用氢氟酸溶解转化为SiF4挥发除去。再用1%HNO，溶解残渣，溶液用ICP-MS 测定。 1 GB/T29056—2012 3试剂 馏分（60～70)mL，取中间馏分保存于石英容器中。 3.2氢氟酸：超纯试剂（Ultrapure，p=1.13g/mL）。 3.3甘露醇：准确称取5g优级纯甘露醇溶于500g超纯水中配制成1%水溶液保存在聚乙烯瓶中。 3.4 超纯水：电阻率为18.2MQ·cm。 3.5硝酸：超纯试剂（Ultrapure，p=1.40g/mL)。 3.6混合标准贮存溶液：含B、Al、P、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、As、Sb等元素，浓度为10μg/mL。 3.7亿标准贮存溶液：10μg/mL。 HNO3，用超纯水稀释至刻度。 3.9氮气：纯度≥99.999%。 4仪器及设备 电感耦合等离子体质谱仪 5分析步骤 5.1安全措施 三氯氢硅遇明火强烈燃烧，受高热分解产生有毒的氯化物气体，与氧化剂发生反应，有燃烧危险，极 易挥发，在空气中发烟，遇水和水蒸气能产生热和有毒的腐蚀性烟雾。在三氯氢硅取样及样品处理过程 中，要禁止明火，禁止高热，禁止与空气及水等物质的接触 5.2试料 量取30mL试样。 5.3测定数量 独立地进行三份试样的测定，取其平均值。 5.4空白试验 随同试样做空白试验。 5.5测定 于洁净干燥的铂金埚中加入1mL乙睛（3.1)，量取30mL试样，并注人铂金中，将埚放人 除尽，取下熏蒸器盖，在内加入0.1mL1%的甘露醇溶液和1mL氢氟酸（3.2），调温至110℃～ 120℃，直至SiO2完全溶解并蒸干，冷却取出埚，在每个埚内加入1mLHNO：（1：99）充分摇动， 使残渣完全溶解，溶液待测。 按仪器工作条件，与标准溶液同时测定试液中各杂质元素的质量浓度，其中内标（Y）标准溶液 （3.8)通过三通管在线加人。 2 GB/T 29056—2012 5.6工作曲线的绘制 分别移取0μL、20μL、50μL、100μL混合标准溶液（3.6)置于4个洁净的100mL的聚乙烯容量 瓶中，加人2mL的硝酸（3.5）,用去离子水稀释至刻度此标准系列中含B、Al、P、V、Cr、Mn、Fe、Co、 Ni、Cu、As、Mo、Sb浓度各为0ng/mL、2.0ng/mL、5.0ng/mL、10.0ng/mL。按要求设置仪器条件 （5.8），待仪器稳定后测定工作曲线。 5.7ICP-MS测定条件 5.7.1具体测量参数见附录A。 5. 7. 2 测定各元素含量时选取的同位素见表2。 表 2 测定同位素 内标同位素 B、27Al、7Ti(PO)51V、52Cr、5Mn、56Fe、5Co、°Ni、6Cu、75As、Mo、12Sb A68 5.8注意事项 5.8.1制样室及仪器室均为洁净室，其洁净度（每立方米0.5μm的颗粒个数）至少需达千级标准。且 温度需保持恒定（25℃左右）。 5.8.2铂金在每次使用前进行净化处理。具体方法：用10%MOS级盐酸溶液煮沸10min后用 去离子水洗净，重复两次，烘干后备用。 6结果计算 6.1按拟定条件进行ICP-MS测定，计算机自动测量，以待测元素的ICPS对其浓度c绘制工作曲线， 同时计算出空白及试料溶液中待测元素的含量。 6.2按式（1）计算待测元素的质量分数： W(%) : (1) p. V, 式中： W%) 分别为硼、铝、磷、矾、铬、锰、铁、钴、镍、铜、钼、砷、锑的质量分数，以质量百分数表 示(%); m1 工作曲线上查得空白试验的杂质元素的浓度，单位为纳克每毫升（ng/mL）； m2 工作曲线上查得试料中杂质元素的浓度，单位为纳克每毫升（ng/mL）； Vi 测定溶液的体积，单位为毫升（mL）； V2 量取试样的体积，单位为毫升（mL）； 三氯氢硅的密度，单位为克每毫升（g/mL）。 SAC 7精密度 7.1重复性 在重复性条件下获得两次独立的测量结果，以下给出平均值范围内，这两个测量结果的绝对差值不 3