ICS 71. 100. 20 G 86 GE 中华人民共和国国家标准 GB/T14851—2009 代替GB/T14851—1993 磷化氢 电子工业用气体 Gas for electronic industryPhosphine 2009-10-30发布 2010-05-01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/T14851—2009 前言 本标准代替GB/T14851一1993《电子工业用气体磷化氢》。 本标准与GB/T14851—1993相比主要变化如下： 修改规范性引用文件（GB/T14851一1993的第2章，本版的第2章）； 修改技术指标内容（GB/T14851一1993的第3章，本版的第3章）； 增加电子工业用磷化氢采样安全要求（本版的4.1.2）； 增加尾气处理的要求（本版的4.3）； 修改砷化氢、氮、氧（氩）组分的分析方法（GB/T14851一1993的4.2、4.5、4.6，本版的4.3）； 删去氢的分析方法（GB/T14851-1993的4.4）； 修改二氧化碳、总烃含量的分析方法（GB/T14851一1993的4.3，本版的4.5、4.6)； 增加一氧化碳的分析方法（见4.5）； 增加标准样品的规定（见4.7）； 修改水分的分析方法（GB/T14851一1993的4.7，本版的4.8)； 修改标志、包装、贮运及安全（GB/T14851一1993的第6章、第7章，本版的第5章）； 删去GB/T14851—1993的附录A； 增加规范性附录A，并把采用氮离子化气相色谱法测定电子工业用磷化氢中的砷化氢、氮、氧 （氩）组分的方法写入该附录（见附录A）。 本标准的附录A为规范性附录。 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会提出。 本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会气体分技术委员会归口。 本标准起草单位：中国计量科学研究院、西南化工研究设计院、大连光明化工研究院。 本标准主要起草人：周泽义、孙福楠、周鹏云。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： GB/T 14851—1993。 I GB/T14851—2009 电子工业用气体 磷化氢 1范围 本标准规定了电子工业用磷化氢的技术要求，试验方法以及包装、标志、贮运及安全 本标准适用于亚磷酸热分解、磷化物水解、单质磷与水或碱反应等方法获得并经精制得到的磷化氢 产品。它主要用于半导体器件和集成电路生产的外延、离子注人和掺杂。 分子式：PH3。 相对分子质量：33.99758（按2005年国际相对原子质量计算）。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB190危险货物包装标志 GB/T 3723 工业用化学产品采样安全通则 GB 5099 钢质无缝气瓶（GB50991994，neqISO4705：1993） GB 7144 气瓶颜色标志 GB/T 8984 气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定 气相色谱法 GB 11640 铝合金无缝气瓶 GB 14193 液化气体气瓶充装规定 气瓶安全监察规程 3 技术要求 电子工业用气体磷化氢的质量应符合表1的要求。 表1技术指标 项 目 指 标 磷化氢（PH：）纯度（体积分数）/10-2 99.9997 99.999 66°66 砷化氢（AsHs）含量（体积分数）/10-6 > 0. 1 2 10 氮（Nz）含量（体积分数）/10-6 1 3 50 氧（氩）（O2/Ar)含量（体积分数）/10-6 0. 5 1 5 一氧化碳（CO)含量（体积分数）/10-6 < 0. 5 0. 5 1 二氧化碳（CO2）含量（体积分数）/10-6 < 0. 5 1 10 总烃（以甲烷计）含量（体积分数）/10-6 < 0. 2 1 4 水分（H2O)含量（体积分数）/10- < 1 1 1 杂质总含量（体积分数）/10-6 3 10 100 金属离子 供需双方商定 供需双方商定 供需双方商定 颗粒 供需双方商定 供需双方商定 供需双方商定 注：质量保证期为24个月。 1 GB/T14851—2009 4试验方法 4.1抽样、判定和复验 4.1.1磷化氢产品应逐一检验并验收。当检验结果有任何一项指标不符合本标准技术要求时，则判该 产品不合格 4.1.2磷化氢采样安全应符合GB/T3723的相关规定。 4.2磷化氢纯度 磷化氢纯度按式(1)计算： Φ=100-（++++++）10-4 ..(1) 式中： Φ—磷化氢纯度（体积分数），10-²； gi——碑化氢含量（体积分数），10-； Φ2—氮含量（体积分数），10-； 3——氧（氩）含量（体积分数），10-； Φ——一氧化碳含量（体积分数），10-； g，——二氧化碳含量（体积分数）,10-°； d——总烃含量（体积分数），10-； GAC g—水含量（体积分数），10-6。 4.3测定磷化氢中的杂质含量时，应有磷化氢尾气处理措施。 4.4砷化氢、氮、氧（氩）的测定 4.4.1砷化氢、氮、氧（氩）的测定见附录A。 4.4.2允许采用其他等效的方法测定磷化氢中砷化氢、氮、氧（氩）含量。当测定结果有异议时，以 4.4.1规定的方法为仲裁方法。 4.5一氧化碳、二氧化碳的测定 按GB/T8984规定的方法加上预切割或其他等效的方法测定磷化氢中的微量一氧化碳、二氧化碳 含量。当以上测定结果有异议时，以GB/T8984规定的方法为仲裁方法。 仪器检测限的体积分数：0.1×10-6。 4.6总烃（以甲烷计）的测定 按GB/T8984规定的方法加上预切割或其他等效的方法测定磷化氢中的微量总烃含量。当以上 测定结果有异议时，以GB/T8984规定的方法为仲裁方法。 仪器检测限的体积分数：0.1×10-6。 4.7气体标准样品 组分含量的体积分数为（1～10）×10-6,平衡气为氮。 4.8水分含量的测定 4.8.1方法及原理 采用光腔衰荡光谱法测定氮中水分含量 光腔衰荡光谱法通过测量时间而不是强度的变化来确定光学吸收。光腔衰荡光谱法水分仪的主要 部件是激光源、一对高反射性镜面形成的光共振腔和光探测器。在光衰荡光谱法中，一小部分脉冲激光 会进入光腔并且由高度反射性镜面反复多次反射，每次都有微小的光透过镜面而离开光腔。这部分光 就构成了光衰荡信号。它的强度变化可以简单地用单指数衰减来描述，光的衰荡是由于光在共振腔中 的损失决定的。如果光腔是空的，衰荡时间取决于镜子的反射率（假设散射和吸收与透射损失相比是微 不足道的），见式（2）： 2 GB/T 14851—2009 p .(2 ) Tempty c(1-R) 式中： 空腔光衰荡时间； Tempty d——两个镜面的距离； R一一镜面反射率（假设两个镜面相同）。 实际上，tempv并不是在真正的空腔里测量的，而是将激光调在光腔内气体分子没有吸收的波长下测 量的。当激光频率是在腔内分子的一条具体吸收线的峰顶时，光腔衰荡时间（）还要取决于分子的吸 收。而分子的吸收服从比尔定律，见式（3）。 d t() = .(3) c(1-R+a(v).N. d) 式中： t() 在激光频率下的衰荡时间： 分子在激光频率吸收截面； a() N 分子密度，与绝对浓度成正比。 在光腔衰荡光谱法测量中，首先要测量没有吸收时的衰荡时间tempty，激光的频率此时被调到分子 没有吸收的位置。然后再测量分子吸收高峰频率位置的衰荡时间（）。这两个测量位置的激光频率 都处于镜面高反射区，反射率基本恒定。分子密度N，可以很容易地转换成浓度，可以从式（4）计算 出来： 1 N: .(4) c . g(v) t(d) 4.8.2检测限 仪器检测限的体积分数：0.1×10-6 4.8.3允许采用其他等效的方法测定磷化氢中水分含量。当测定结果有异议时，以光腔衰荡光谱法为 仲裁方法。 4.9金属离子含量的测定 采用电感耦合等离子发射光谱（ICP)或电感耦合等离子发射光谱-质谱检测仪（ICP-MS）。检测方 法与用户协商。 5标志、包装、贮运及安全 5.1标志、包装及贮运 5.1.1磷化氢气瓶应符合GB5099、GB11640的规定，气瓶瓶阀推荐使用CGA350。气瓶颜色标记应 符合GB7144的规定。运输时，磷化氢气瓶上应附有GB190中指定的标志。 5.1.2推荐使用经过内表面处理的气瓶，气瓶内表面应满足本标准对于水分和颗粒的要求。瓶阀推荐 使用CGA350。 SAG 5.1.3应妥善处理气瓶瓶口。 5.1.4包装容器上应标明“电子磷化氢”字样。 5.1.5磷化氢应符合GB14193以及《气瓶安全监察规程》（2000年）的相关规定。 5.1.6瓶装磷化氢的最大充装量按式（5）计算； m=F.V :(5 ) 式中： 气瓶内磷化氢的质量，单位为千克（kg）； m 3