Способ определения примесей в хлориде кремния
Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам подготовки хлорида кремния к анализу на содержание примесных элементов, например бора, фосфата и мышьяка. Предлагаемый способ может быть использован при осуществлении аналитического контроля качества продуктов получения полупроводникового кремния. С целью уменьшения погрешности анализа за счет исключения потерь навеску пробы с тетрахлоридом кремния массой 10 г (6,5 см3) наливают на поверхность замороженной смеси, которая приготовлена следующим образом. В стеклоуглеродную чашку вместимостью 100 см3 наливают 15 см3 бидистиллата воды и замораживают. На поверхность замороженного бидистиллата воды наливают 5%-ный раствор окислителя - перманганата калия в соотношении массовых долей к пробе (2,5-5)
10-4:1 и 2%-ный раствор комплексанта -трифенилхлорметана в соотношении массовых долей к пробе (1-2)10-4:1 и снова замораживают. Через 10 - 15 мин к твердым продуктам реакции добавляют 25 см3 фтористоводородной кислоты, раствор пробы нагревают при 120 - 125°С до полного удаления кремния. Определение примесных элементов проводят экстракционноспектрофотометрическим методом.
Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам подготовки хлорида кремния к анализу на содержание примесных элементов, например бора, фосфора и мышьяка. Предлагаемый способ может быть использован при осуществлении аналитического контроля качества продуктов получения полупроводникового кремния. Цель изобретения уменьшение погрешности анализа за счет исключения потерь. П р и м е р 1. Навеску пробы тетрахлорида кремния массой 10 г (6,5 см3) наливают на поверхность замороженной смеси, которая приготовлена следующим образом. В стеклоуглеродную чашку вместимостью 100 см3 наливают 15 см3 бидистиллата воды и замораживают. На поверхность замороженного бидистиллата воды наливают 5%-ный раствор окислителя перманганата калия в соотношении массовых долей к пробе 3,5 
10-4:1 и 2%-ный раствор комплексанта трифенилхлорметана в соотношении массовых долей к пробе 1,510-4:1 и снова замораживают. Через 10-15 мин к твердым продуктам реакции добавляют 25 см3 фтористоводородной кислоты, раствор пробы нагревают при 120-125оС до полного удаления кремния. Определение проводят экстракционно-спектрофотометрическим методом, фосфор и мышьяк определяют по реакции образования восстановленной формы фосфорно- и мышьяковомолибденовой гетерополикислот, а бор по реакции образования комплекса тетрафторбората с бутилродамином. При проведении 15 параллельных определений (n) результаты анализа на содержание примесных элементов с доверительной вероятностью р 0,95 получены следующие, мас. фосфор (4,3
0,6) 10-7, мышьяк (3,20,4) 10-7; бор (5,80,5) 10-6. Для подтверждения правильности полученных результатов содержание фосфора, мышьяка и бора определяют с использованием автоклавного растворения пробы (1), а также в условиях прототипа (ll). Результаты анализа, мас. I фосфор (4,50,5) 10-7; мышьяк (3,50,4) 10-7; бор (5,60,5)10-6; II фосфор (3,11,9) 10-7; мышьяк (2,21,5) 10-7; бор (3,52,0) 10-6. П р и м е р 2. Навеску пробы тетрахлорида кремния массой 20 г (13,3 см3) наливают на поверхность замороженной смеси, которая приготовлена следующим образом. В стеклоуглеродную чашку вместимостью 100 см3 наливают 15 см3 бидистиллата воды и замораживают. На поверхность замороженного бидистиллата воды наливают 5%-ный раствор окислителя перманганата калия в соотношении массовых долей к пробе 2,5 10-4: 1 и 2%-ный раствор комплексанта трифенилхлорметана в соотношении массовых долей к пробе 110-4:1 и снова замораживают. Через 10-15 мин к твердым продуктам реакции добавляют 25 см3 фтористоводородной кислоты, раствор пробы нагревают при 120-125оС до полного удаления кремния. Определение проводят экстракционно-спектрофотометрическим методом, фосфор и мышьяк определяют по реакции образования восстановленной формы фосфорно- и мышьяковомолибденовой гетерополикислот с использованием аскорбиновой кислоты и антимонилтартрата калия, а бор по реакции образования комплекса тетрафторбората с бутилродамином. При проведении 15 параллельных определений (n) результаты анализа на содержание примесных элементов с доверительной вероятностью р 0,95 получены следующие, мас. фосфор (4,50,5) 10-7; мышьяк (3,10,5) 10-7; бор (5,50,5 ) 10-6. Правильность полученных результатов подтверждена теми же способами, что и в примере 1, систематических расхождений в результатах анализов не наблюдается. П р и м е р 3. Навеску пробы тетрахлорида кремния массой 10 г (6,5 см3) наливают на поверхность замороженной смеси и подвергают анализу в условиях, аналогичных примеру 1, используя количества окислителя перманганата калия в соотношении массовых долей к пробе 5 10-4:1 и комплексанта трифенилхлорметана в соотношении массовых долей к пробе 2 10-4:1. Результаты анализа, мас. фосфор (4,4 0,5) 10-7; мышьяк (3,20,5)10-7; бор (5,6 0,5) 10-6. Правильность полученных результатов подтверждена теми же способами, что и в примере 1, систематических расхождений в результатах анализов не наблюдается. Таким образом, данные, приведенные в примерах 1-3, доказывают, что в заявляемых условиях определения бора, фосфора и мышьяка метрологические характеристики результатов анализа аналогичны с контрольным автоклавным способом и выше, чем в условиях прототипа. П р и м е р 4. Навеску пробы тетрахлорида кремния массой 40 г (26,7 см3) наливают на поверхность замороженной смеси и подвергают анализу в условиях, аналогичных примеру 1, используя количества окислителя перманганата калия в соотношении массовых долей к пробе 1,2 10-4:1 и комплексанта трифенилхлорметана в соотношении массовых долей к пробе 610-5:1. Результаты анализа, мас. фосфор <1,1 10-7; мышьяк <110-7; бор <1,0 10-6. Использование количеств окислителя перманганата калия и комплексанта трифенилхлорметана в соотношении массовых долей к пробе меньших 2,5 10-4:1 и 110-4: 1 соответственно приводит к потере определяемых элементов в виде летучих галогенидов. П р и м е р 5. Навеску пробы тетрахлорида кремния массой 1 г (0,65 см3) наливают на поверхность замороженной смеси и подвергают анализу в условиях, аналогичных примеру 3, т.е. используя количества окислителя и комплексанта в соотношении массовых долей к пробе 510-3:1 и 210-3:1 соответственно. Результаты анализа, мас. фосфор (5,2 1,5) 10-7; мышьяк (4,4 1,7) 10-7; бор (5,9 2,0) 10-6. Введение пробы тетрахлорида кремния в соотношении массовых долей с комплексантом 2 10-3:1, а окислителем 5 10-3:1, т.е. в избыточных количествах, нежелательно, так как отрицательно влияет на метрологические характеристики методики анализа. При проведении анализа вводимые с реактивами элементы оказывают отрицательное влияние на воспроизводимость и правильность определения примесных элементов в пробе, введение избытка реактивов, как правило, увеличивает величину и флуктуацию поправки контрольного опыта.
Формула изобретения
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ХЛОРИДЕ КРЕМНИЯ, включающий обработку пробы фтористоводородной кислотой в присутствии комплексанта трифенилхолрметана и окислителя перманганата калия, отгонку тетрафторида кремния и последующую количественную регистрацию примесей фотометрированием, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности анализа за счет исключения потерь, анализируемую пробу перед обработкой фтористоводородной кислотой наносят на твердую смесь, состоящую из послойно замороженных бидистиллата воды, трифенилхлорметана при соотношении к пробе (1 2) 10-4 1 и перманганата калия при соотношении к пробе (2,5 5) 10-4 1 (мас.).
