---

УДК 669.782:543.06:006.354 Группа В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

К

ГОСТ 26239.1-84

РЕМНИЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ, ИСХОДНЫЕ
ПРОДУКТЫ ДЛЯ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И КВАРЦ

Метод определения примесей

Semiconductor silicon, raw materials for its production and quartz. Method of impurities determination

ОКСТУ 1709

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13 июля 1984 г. № 2490 срок действия установлен

с 01.01.86

до 01.01.91

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает химико-спектральный метод определения примесей в интервалах значений массовых долей, при­веденных в табл. 1, в полупроводниковом кремнии, двуокиси крем­ния, кварце, четыреххлористом кремнии и трихлорсилане.

Таблица 1

Интервалы определяемых значений массовой доли примесей

Определяемая примесь

Дифракционный

спектрограф ДФС-8

Спектрограф средней
дисперсии, И СП'2

8

Алюминий Висмут Железо Золото Кадмий Кальций Кобальт Магний Марганец Медь Никель Олово Свинец Серебро Сурьма Титан Хром Цинк

От 2-Ю-⁶ От 6-Ю-⁸ От 2-Ю-⁶ От 2-Ю- ⁷ От 6-Ю-⁸ От 5-Ю—⁶ От 2-Ю-⁷

От 5-Ю-⁶

От 1-Ю- ⁷

От К10

От 2-Ю-⁷

От 2-Ю-⁷

От 2-Ю—⁷ От 2-Ю -⁸ От 2-Ю ⁶

От 5-Ю ⁷

От 2-Ю-⁷ От 2-Ю-⁵

до 6-Ю-⁵ % до 6-Ю”⁶ % до 2-Ю"⁵ % до 2-Ю-⁵ % до 6-Ю-⁶ % до 6’10-⁵ % до 2-1 СЮ⁵ % до 2*10“⁵ % до 2-ю-⁶ % до 6-Ю-⁷ % до 6-10—⁶ % до 6-Ю-⁶ % до 6-Ю—⁶ % до 6-Ю-⁷ % ДО 6’10-5 % до 6-10—⁶ % до 6-Ю-⁶ % до 2-Ю”⁴ %

От 2-10—⁶ до От 6-10—⁷ до От 2-ГО—⁶ до От 2-Ю—⁶ до От 2-Ю”⁷ до От 5-10—⁶ до От 6-10—⁶ до От 5-10—⁶ до От 1-Ю—⁷ до От 1-Ю—⁷ до От 2-10—⁶ до От 2-10—⁶ до От 2-Ю—⁶ до От 6-10—⁸ до От '6-Ю—⁶ до От 5-Ю—⁷ до От 2-Ю—⁶ до От 2-Ю—⁶ до

2-Ю-⁴ % 6-10—° %, 2-Ю-⁴ %, 2-Ю-⁴ °/о 2-Ю-⁷ о_/о 2-Ю ⁴ %

2-Ю -⁴ % 2-1 С-⁴ % 2-Ю-⁶ % 6-Ю-⁶ % 2-Ю-⁴ % 2-Ю-⁴ %, 2-Ю--⁴ % 6-Ю-⁶ % 2-Ю-⁴ % 2-Ю-⁵ % 2-Ю-⁴ % 2-10—⁵ %

П

Издание официальное

ерепечатка воспрещена

П

Алюминий Висмут Железо Золото Кадмий Кальций Кобальт Магний Марганец Медь Никель Олово Свинец Серебро Сурьма Титан Хром Цинк

От 5-Ю- ⁷ до 3-Ю-⁵ % От 3-Ю-⁸ до 3-Ю-⁶ % От 1-Ю-⁶ до 1-Ю-⁵ % От 1-Ю-⁷ до 1-Ю-⁵ % От 3-Ю-⁸ до 3-Ю-⁶ % От З-10-⁶ до З-10-⁵ % От 1-10—⁷ до 1-10—⁵ % От 5-Ю-⁷ до 1-І О-⁵ % От 5-10-⁸ до 1-10 ~⁶ % От 1 • 10-⁷ до З-10-⁷ % От 1-Ю-⁷ до 3-Ю-⁶ %

От 1-Ю^-7 до 3-1 О'* % От 1 • 10-⁷ до З-10-⁶ % От 1-Ю-⁸ до 3-Ю-⁷ % От 1-Ю—⁶ до 3-10—⁵ % От 3-Ю-⁷ до 3-Ю-⁶ % От 1-Ю-⁷ до 3-Ю-⁶ % От 1-Ю-⁵ до 1-Ю-⁴ %

От 5-Ю-⁷ до 1-Ю-⁴ % От 3-Ю-⁷ до З-10-⁵ % От 1-Ю-⁶ до 1-Ю-⁴ % От 1-Ю-⁶ до 1-Ю-⁴ % От 1-10—⁷ до 1-Ю—⁶ % От 3-Ю-⁶ до 1-Ю-⁴ % От 3-Ю-⁶ до 1-Ю-⁴ % От 5-Ю-⁷ до 1-Ю-⁴ % От 1-Ю-⁷ до 1-Ю-⁵ % От 1-Ю-⁷ до 3-Ю—⁸ % От 1-Ю-⁶ до 1-Ю-⁴ % От 1-Ю-⁶ до 1-Ю-⁴ % От 1-Ю-⁶ до 1-Ю-⁴ % От 3-10—⁸ до 3-Ю-⁶ % От 3-10—⁶ до 1-Ю-⁴ % От З-10 -⁷ до 1 • 10-⁵ % От 1-Ю-⁶ до 1-Ю-⁴ % От 1 • 10-⁶ до 1-10-⁵ %

родолжение табл. 1

В двуокиси кремния, кварце

В четыреххлористом кремнии, трихлорсилане

Алюминий Висмут Железо Золото Кадмий Кальций Кобальт Магний Марганец Медь Никель Свинец Серебро Сурьма Титан Хром Цинк

От 2-10-⁸ до 1-І О-⁶ %

От 1-Ю-⁹ до 1-Ю-⁷ %

От 1-Ю-⁷ до 1-Ю-⁶ %

От 4-Ю-⁹ до 4-Ю-⁷ %

От 1-Ю-⁹ до 1-Ю-⁷ %

От 4-Ю-⁷ до 4-Ю-⁶ %

От 1-Ю-⁸ до 4-Ю- ⁷ %

От 2-Ю-⁸ до 4-Ю-⁷ %

От 4-Ю-⁹ до 4- 10 ^s %

От 4-Ю-⁹ до 1-Ю-⁸ %

От 5-Ю-⁹ до 1-Ю-⁷ %

От 5-Ю-⁹ до 1-Ю-⁷ %

От 5-Ю-¹⁰ до 1-ГО-⁸ %

От 4-Ю-⁸ до 1-Ю-⁶ %

От 2-10-⁸ до 1 -10—⁷ %

От 5-Ю-⁹ до 1-Ю-⁷ %

От 4-Ю-⁷ до 4-Ю-⁶ %

От 2-Ю-⁸ до 4-Ю %

От М0-’ до 1-Ю-⁸ %

От 1-10—⁷ до 4-Ю-⁶ %

От 4-10-⁸ до 4-10-⁶ %

От 4-Ю-⁹ до 4-Ю-⁷ °/о От 4-10—⁷ до 4-Ю^-6 %

От 1-Ю-⁷ до 4-Ю-⁶ %

От 2-10—⁸ до 4-10—^в %

От 4-10—⁹ до 4-10—⁷ %

От 4-Ю-⁹ до 1-Ю-⁷ %

От 4-10—⁸ до 4-Ю ■** °/о

От 4-Ю-⁸ до 4-Ю-⁶ %

От 1-Ю-⁹ до 1-Ю-⁷ %

От 1-Ю-⁷ до 4-Ю-⁶ %

От 2-Ю-⁸ до 4-Ю-⁷ %

От 4-Ю-⁸ до 4-Ю- -^d %

От 4-10—⁸ до 4-10—⁷ %

Метод основан на предварительном концентрировании примесей путем удаления основного элемента — кремния в виде тетрафтори­да при анализе полупроводникового кремния, двуокиси кремния, кварца, и в виде тетрахлорида—тетрафторида при анализе четы­реххлористого кремния и трихлорсилана, получении концентрата примесей на графитовом порошке и последующем спектральном анализе концентрата примесей в присутствии хлористого натрия.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

   1. Общие требования к методу анализа—по ГОСТ 26239.0—84.

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

Спектрограф дифракционный типа ДФС-8 с решеткой

600 штр/мм с двухлинзовой системой освещения (линза F-75 диа­метром 25 мм) или спектрограф средней дисперсии типа ИСП-28 с трехлинзовой системой освещения.

Генератор дуговой типа ДГ-2 с дополнительным реостатом, при­

способленный для поджига дуги постоянного тока высокочастотным разрядом.

Выпрямитель 250—300 В, 30—50 А.

Микрофотометр типа МФ-2.

Спектропроектор типа СПП-2.

Весы аналитические.

Весы торсионные.

Станок для заточки графитовых электродов.

Электроды графитовые, выточенные из графитовых стержней ОСЧ-7—3 диаметром 6 мм, заточенные на конус с углом при вер­шине 15° и с площадкой диаметром 1,5 мм на конце, обожженные в дуге постоянного тока при 15 А в течение 15 с.

Электроды графитовые диаметром 6 мм, с каналом глубиной 3 мм и диаметром 4 мм, выточенные из графитовых стержней ОСЧ-7—3, обожженные в дуге постоянного тока при 15 А в течение 15 с.

Очистке обжигом подвергают каждую пару электродов непос­редственно перед анализом (электрод, заточенный на конус — ка­тод, электрод с каналом — анод).

Графит порошковый по ГОСТ 23463—79, ОСЧ-8—4.

Лампа инфракрасная типа ИКЗ-500 с регулятором напряжения типа РНО-250—0,5.

Стаканы фторопластовые с завинчивающимися крышками вмес­тимостью 20—25 см³ и 75—80 см³.

Чашки с крышками из стеклоуглерода и фторопласта вместимо­стью 25—30 см³.

Чашки фторопластовые вместимостью 20 и 100 см³.

Цилиндры из органического стекла на 10 и 50 см³.

Ступка и пестик из органического стекла.

Бокс из органического стекла типа 8БП1-ОС для подготовки проб к спектральному анализу.

Бокс из органического стекла типа 2БП2-ОС для химической подготовки проб с очищенным через ткань Петрянова воздухом.

Приспособления из органического стекла для подготовки проб к спектральному анализу (подставки для графитовых электродов, шпатели, набивалки)

.Насадка с прорезью высотой 5 мм, надеваемая на щель спектро­графа ДФС-8.

Электроплитки с терморегулятором, покрытые кварцевыми кю­ветами или другим покрытием, исключающим загрязнения.

Шкаф сушильный на температуру до 150 °С.

Алюминий первичный по ГОСТ 11069—74 марки А99 или окись алюминия безводная для спектрального анализа.

Висмут по ГОСТ 10928—75 марок ВиО, ВиОО или окись висмута по ГОСТ 10216—75.

Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610—79 марки Пс или окись железа по ГОСТ 4173—77, ч.д.а.

Золото по ГОСТ 6835—80 марки Зл 999.

Кадмий по ГОСТ 1467—77 марки Кд-2 или окись кадмия по ГОСТ 11120—75.

Кобальт по ГОСТ 123—78 марки К 1 или закись-окись кобальта, ч. или ч.д.а.

Кальций углекислый по ГОСТ 4530—76, х.ч.

Магний первичный по ГОСТ 804—72 марки Мг-90 или окись магния по ГОСТ 4526—75, ч.д.а.

Марганец металлический по ГОСТ 6008—82 марки Мр 0 или Мр 00 или двуокись марганца безводная, ос.ч.

Медь по ГОСТ 859—78 марки М3 или окись меди по ГОСТ 16539—79, порошкообразная.

Никель по ГОСТ 849—70 марки Н-2 или окись никеля черная по ГОСТ 4331—78, ч.

Олово двуокись по ГОСТ 22516—77, ч.д.а.

Свинец по ГОСТ 3778—77 марки СЗ или окись свинца по ГОСТ 9199—77, ч.д.а.

Серебро по ГОСТ 6836—80 марки Ср 999,0 или Ср 999,9 или азотнокислое серебро по ГОСТ 1277—75, ч.

Сурьма (III) окись, ос.ч.

Титан губчатый по ГОСТ 17746—79 марки ТГ—90.

Хром по ГОСТ 5905—79 марки Х00.

Цинк по ГОСТ 3640—79 или цинка окись по ГОСТ 10262—73.

Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, х.ч., или кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261—77 перегнанная во фторопластовом приборе или дважды перегнанная в кварцевом приборе (перед пе­регонкой соляную кислоту разбавляют деионизованной водой в со­отношении 1:1), 6 М раствор.

Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125—78, или кис­лота азотная по ГОСТ 4461—77, х.ч., дважды перегнанная в квар­цевом приборе.

Кислота фтористоводородная ос.ч. 27—5.

Вода деионизованная с удельным электросопротивлением 10— 20 МОм-см

.

Стандартные растворы, содержащие по 1 мг/см³ определяемых элементов (алюминия, висмута, железа, золота, кадмия, кальция, кобальта, магния, марганца, меди, никеля, свинца, серебра, титана, хрома и цинка).

Для приготовления стандартных растворов висмута, железа, кадмия, кобальта, магния, марганца, меди, никеля, свинца и сереб­ра берут по 100 мг одного из перечисленных металлов (или указан­ные ниже навески одного из окислов: 111,7 мг окиси висмута, 143,0 мг окиси железа, 114,2 мг окиси кадмия, 136,2 мг закись-оки- си кобальта, 165,8 мг окиси магния, 158,3 мг двуокиси марганца, 125,2 мг окиси меди, 140,9 мг окиси никеля черной, 107,7 мг окиси свинца), растворяют в минимальном объеме азотной кислоты, раст­вор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Для приготовления стандартных растворов алюминия, титана, хрома и цинка берут по 100 мг одного из перечисленных металлов (или указанные ниже навески одного из окислов: 189,0 мг окиси алюминия безводной, 124,4 мг окиси цинка), растворяют в мини­мальном объеме 6 М раствора соляной кислоты, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Стандартный раствор золота готовят растворением 100 мг ме­талла в минимальном объеме царской водки (1 часть азотной кис­лоты и 3 части соляной кислоты), раствор переводят в мерную кол­бу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Стандартный раствор кальция готовят растворением 250,0 мг предварительно высушенного до постоянной массы при 100—ПО °С углекислого кальция в минимальном объеме 6 М. раствора соляной кислоты, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Стандартный раствор серебра допускается готовить растворе­нием 157,5 мг азотнокислого серебра в воде. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и пе­ремешивают.

Пластинки фотографические тип 2 (при фотографировании спек­тра на спектрографе типа ИСП-28) и тип 2 или тип ЭС (при фото­графировании спектра на спектрографе типа ДФС-8), обеспечиваю­щие нормальные почернения аналитических линий и близлежащего фона в спектре.

П

до 1000 см³

роявитель: метол

натрий сернистокислый по ГОСТ 195—77 гидрохинон по ГОСТ 196^Q7—74 натрий углекислый по ГОСТ 83—79 . калий бромистый по ГОСТ 4160—74 . вода

Фиксаж:

тиосульфат натрия кристаллический по ГОСТ 244—76 300 г

аммоний хлористый по ГОСТ 3773—72 20 г

вода до 1000 см³.

Натрий хлористый, О.С.Ч 10—3.

Стандартный раствор, содержащий 5 мг/см³ натрия хлористого, готовят растворением 500,0 мг натрия хлористого в воде, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки водой и перемешивают.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—72 и дважды перегнанный в кварцевом приборе.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

   1. Приготовление образцов сравнения (ОС) Готовят две серии образцов сравнения:

с

использовании

ерия ОС на основе графитового порошка при

Спектрографа средней дисперсии типа ИСП-28 и серия ОС на осно­ве графитового порошка, содержащего 0,5 % хлористого натрия при использовании дифракционного спектрографа типа ДФС-8 (не­обходимо предварительно подобрать партию графитового порошка, в которой массовая доля примеси меди и марганца не превышает мо-⁶ %).

Смесь графитового порошка с 0,5 % хлористого натрия: 25 г графитового порошка помещают во фторопластовую чашку вмести­мостью 100 см³, приливают туда 25 см³ стандартного раствора хло­ристого натрия, содержащего 5 мг/см³ хлористого натрия, и высу­шивают сначала на плитке, а потом под инфракрасной лампой. По­лученную смесь хранят в плотно закрытых банках из органического стекла.