本标准规定了电子工业用硅烷气体的技术要求、检验方法、检验规则、包装、标志、运输、贮存和安全要求等。本标准主要用于电子工业中多晶硅和单晶硅外延淀积、二氧化硅的低温化学汽相淀积、非晶硅薄膜淀积等。 GB/T 15909-1995 电子工业用气体 硅烷(SiH4) GB/T15909-1995 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国国家标准
电子工业用气体
硅烷（SiH）
Gas for electronic industry--Silane1主题内容与适用范围
GB/T 15909—1995
本标准规定了电子工业用硅烷气体的技术要求、检验方法、检验规则、包装、标志、运输、贮存和安全要求等。
本标准主要用于电子工业中多晶硅和单晶硅外延淀积、二氧化硅的低温化学汽相淀积、非晶硅薄膜淀积等。
分子式：SiH。
相对分子质量：32.117（按1991年国际相对原子质量）。101.3kPa下的沸点：-112℃。
20℃和101.3kPa下气体密度：1.342kg/m。一185℃下液体密度，711kg/m。引用标准
危险货物包装标志
无机化工产品中氯化物含量测定的通用方法汞量法GB/T3051
GB/T5274气体分析校准用混和气体的制备称量法GB/T5832.1气体中微量水分的测定电解法GB7144气瓶颜色标记
3技术要求
3.1质指标
硅烷的质量应符合下表的要求。对硅烷中重金属和颗粒的要求由供方与用户商定。项
纯度：102
氧化碳和二氧化碳（CO+CO,）10-6氯化物总量（包括氯硅烷，HCI等可离子化的氯化物）106烃(C,C,),10-6
氢(H2).10 6
氮(N2),10 6
载氧(0.),10
水(H0),10 6
国家技术监督局1995-12-20批准600
1996-08-01实施
GB/T15909—1995
注：①表中纯度及杂质含量均以摩尔分数表示mol/mol。②多晶硅或二氧化硅用途不规定氮含量。3.2电性能规格
电阻率应大于100α2·cm(N型）,电阻率的测定方式由供方与用户商定。4检验方法
4.1纯度
硅烷的纯度用摩尔分数表示，按式（1)计算，对于多晶硅或二氧化硅用途，不计入X。（氮含量）X = 100 -(X + X,+ X+ X,+ Xs+ X。+X,)× 10-4式中：X—硅烷纯度（摩尔分数），10-2；Xr
一氧化碳和二氧化碳（CO+CO2)含量（摩尔分数），10-；X2——氯化物总量(摩尔分数),10-6;X,—一烃(C,～C.)含量(摩尔分数)，10\，X，—一氢(H,)含量（摩尔分数）,10-；X，—氮(N,)含量（摩尔分数），10-6；X。氧(O,)含量（摩尔分数）,10-°X,—水(H,O)含量(摩尔分数）,10-6。4.2一氧化碳和二氧化碳含量的测定4.2.1仪器与方法
·（1)
采用带有热导检测器或氮离子化检验器的气相色谱仪，也可采用色质联用仪测定硅烷中的一氧化碳和二氧化碳。
方法检测极限（摩尔分数）：1×10-。4.2.2操作条件
色谱柱：内装P.W.Carbosphere，长约2.4m，内径约4mm不锈钢柱，或其他等效色谱柱。载气：高纯氨，流量约30mL/min。进样量：3~5mL。
检测器温度：250℃。
色谱柱程序升温曲线：
初始温度：110℃，保持时间：4.50min；程序升温速率：5℃/min，
终到温度：160℃，保持时间：6.00min。4.2.3标样：以氮气为底气，含一氧化碳和二氧化碳（摩尔分数）各为1×10-6～5×10-6，按GB/T5274配制。
4.2.4操作步骤
4.2.4.1用气体采样阀把硅烷样品注入色谱柱，测量并记录其保留时间和峰面积（或峰高）。重复进样两次，其两次平行测定相对偏差不应大于5%，取其平均值。洗脱次序为一氧化碳、二氧化碳，然后反吹硅烷。
4.2.4.2用测定样品同样的方法注入标样，记录保留时间和峰面积（或峰高）。重复进样两次，其两次平行测定相对偏差不应大于5%，取其平均值。4.2.5结果计算
硅烷中氧化碳和二氧化碳的含量按式2)计算：X = X.
GB/T15909—1995
式中：X：——样品中被测组分含量（摩尔分数），10-6；X—-标样中被测组分含量（摩尔分数），10-6；H（A）-一样品气中被测组分的峰高（峰面积），mm（mm2）；H（A.）一标样中被测组分的峰高（峰面积），mm（mm2）。4.3氯化物总量的测定
4.3.1方法
采用滴定硅烷水解物的方法测定样品中氯化物总量。本方法检测极限（摩尔分数）：0.5×10-6。4.3.2取样装置
取样装置如图1所示。硅烷易自燃，取样装置必须密封，在注入硅烷前应用氮气彻底吹洗。图1氯化物总量测定装置
1一磁力搅拌器；2—水浴；3一出气口；4—锥形瓶（2000mL）5-洗气瓶（125mL）：6—流量计；7一压力调节器：8硅烷气瓶；9—高纯氮气瓶4.3.3仪器、材料
微量滴定量，分度值为0.01mL或0.02mL。其他实验室常规仪器、材料，如三角瓶（250mL）、滴定管架、各种夹子、支架、橡皮管、橡胶塞等。4.3.4试剂、溶液
氢氧化钾（GB/T2306）：15×10~2溶液（15gKOH溶于100mL去离子水中）。硝酸汞，0.001~0.005mol/L标准溶液，按GB/T3051规定配制、标定。氯化钠（GB/T1253），0.001~0.005mol/L标准溶液，按GB/T3051规定配制。指示液，把5g二苯巴粽和0.5g溴酚蓝溶于750mL乙醇，再加入250mL去离子水制备成指示剂溶液。
硝酸(GB/T 337),0.2mol/L溶液。4.3.5操作步骤
4.3.5.1在锥形瓶（4)中注入1700mL15×10~2KOH溶液。4.3.5.2在洗气瓶（5)中注入75mL去离子水。4.3.5.3按取样装置图将各部分连接。4.3.5.4整个系统用高纯氮气以平缓的流速吹洗约30min，将装置中的空气吹除完全。4.3.5.5在保持中速搅拌的情况下，以不高于250mL/min流速通入计算量（按式3)的硅烷（SiH）气体。停止通入硅烷。再次用氮气吹洗系统约30min，将装置中的硅烷完全吹除、吸收。4.3.5.6取出洗气瓶，将瓶内溶液定量转移至250mL锥形瓶中，并用25mL去离子水洗涤3次。4.3.5.7加入数滴指示剂溶液，以线滴状滴加0.2mol/L的HNO：溶液至刚好使溶液颜色从紫色变602
成黄色。
4.3.5.8用硝酸汞标准溶液进行滴定。GB/T 15909—1995
4.3.5.9用硝酸汞标准溶液滴定150mL去离子水作空白试验。4.3.6结果处理
氯化物总量按式（3)计算：
X = V;=0XX(273: 16 +2 × 22. 4 × 101 000 X V3 X 273. 16
式中：X-
硅烷中氯化物总含量（摩尔分数），10-6；V-
-空白滴定耗用硝酸汞标准溶液的量，mL；V2—-样品溶液滴定耗用硝酸汞标准溶液的量，mL；V：-硅烷样品体积,L；
-硝酸汞标准溶液的浓度，mol/L；c
室温，℃。
取两次平行测定的平均值为测定结果，其相对偏差不应大于5%。4.4烃(C~C.)的测定此内容来自标准下载网
4.4.1仪器与方法
用带有热导检测器的气相色谱仪测定硅烷中的烃（甲烷、乙烷和丙烷）。本方法检测极限（摩尔分数）：10×10-6。4.4.2测定条件
4.4.2.1乙烷和丙烷的测定
色谱柱：内装PorapakS，长约3m，内径约4mm不锈钢柱，或其他等效色谱柱。载气：高纯氢，流量约30mL/min。进样量：10mL。
检测器温度：40℃。
色谱柱温度：40℃。
4.4.2.2甲烷的测定
色谱柱：内装PorapakS，长约3m，内径约4mm不锈钢柱和内装5A分子筛，长约3m、内径约4mm不锈钢柱。或其他等效色谱柱。载气：高纯氢，流量约30mL/min。进样量：10mL。
检测器温度：70℃。
色谱柱温度：40℃。
4.4.3标样：按GB/T5274配制，以高纯氢为底气，其中甲烷、乙烷、丙烷含量（摩尔分数）各为1×10-6~5×10-6。
4.4.4操作步骤
4.4.4.1使用--气体采样阀把标样注入色谱柱。重复进样两次，测量其组分峰高（或峰面积），记录其保留时间。两次平行测定相对偏差不应大于5%，取其平均值。4.4.4.2按4.4.4.1同样的方法注入待测硅烷试样。两次平行测定相对偏差不应大于5%，取其平均值。
4.4.5结果计算
硅烷中烃(C,～C,)杂质含量按式(2)计算。4.5氢含量的测定
4.5.1仪器与方法
GB/T15909-1995
用带有热导检测器的气相色谱仪测定硅烷中的氢含量。本方法检测极限（摩尔分数）：15×10-6。4.5.2操作条件
色谱柱：内装5A分子筛，长约2.4m，内径约4mm不锈钢柱，或其他等效色谱柱。载气：高纯氟，流量约30mL/mol。进样量约1mL。
检测器温度：40°C。
色谱柱温度：40℃。
4.5.3标样：按GB/T5274配制，以高纯氟为底气，所配标准混合气中的氢含量，与样品中氢含量相近。
4.5.4操作步骤
4.5.4.1使用一气体采样将氢标样注入色谱柱。记录其组分保留时间，测定组分峰高（或峰面积）。两次平行测定相对偏差不应大于5%，取其平均值。4.5.4.2按4.5.4.1同样的方法注入待测硅烷试样。两次平行测定相对偏差不应大于5%，取其平均值。
4.5.5结果计算
硅烷中氢杂质含量按式(2)计算。4.6氮和氧含量的测定
4.6.1仪器与方法
用带有热导检测器或氨离子化检测器的色谱仪，也可采用色-质联用仪测定硅烷中氧和氮。氧分析在一78℃进行，以使氧和氩有效分离。方法检测极限（摩尔分数）：1×10-°。4.6.2操作条件
色谱柱：内装PorapakS、长约3m、内径约4mm不锈钢柱，后接5A分子筛、长约3m、内径约4mm不锈钢柱，或其他等效色谱柱，载气：高纯氢（或高纯氮），流量约30mL/min。进样量：10mL。
检测器温度：125℃。
柱温：测定氮含量时为65℃，测定氧含量时为一78℃。4.6.3标样：按GB/T5274配制，以氢为底气，其中氧、氮的含量（摩尔分数）各为1×10-6～5×10~6。4.6.4操作步骤
4.6.4.1用六通阀将标样注入色谱柱。重复进样两次，记录其各组分保留时间及峰高（或峰面积）。两次平行测定相对偏差不应大于5%，取其平均值。4.6.4.2按4.6.4.1同样的方法注入硅烷试样。两次平行测定相对偏差不大于5%，取其平均值。4.6.5结果计算
硅烷中氧、氮含量按式(2)计算。4.7水含量的测定
按GB/T5832.1进行。在导入硅烷样气前，应用干燥氮气完全吹除仪器系统中的空气。5检验规则
5.1硅烷由生产厂质量监督检验部门检验，并保证其产品质量符合本标准要求。5.2硅烷产品质量应逐瓶逐项指标检验。5.3当检验结果有一项指标不符合本标准要求时，则该瓶产品不合格。601
GB/T 15909—1995
5.4用户有权按本标准规定进行验收。5.5用户和生产厂对产品质量发生意见分歧时，由双方共同检验或提请仲裁。6包装、标志、运输、贮存以及安全要求硅烷在空气中能够自燃，有毒，无色，略带令人厌恶的气味，在空气中的极限允许浓度为5×10-6。在充装、贮运、取样、使用中，均应严格遵守以下各项规定：6.1硅烷的包装、标志、运输及贮存应符合《气瓶安全监察规程》、《危险货物运输规则》的有关规定。6.2充装硅烷的气瓶可以碳钢、不锈钢或铝合金瓶，符合相应气瓶标准的规定。充装前应对气瓶进行严格的洁净处理。
6.3气瓶瓶阀以不锈钢为材料，反螺膜片式气瓶阀。禁止以QF-2型、PX-32型和QF-30A型瓶阀作为硅烷气瓶瓶阀。
6.4硅烷最高充装压力应低于或等于8.5MPa。6.5硅烷充装量采用直接称量法计量。6.6硅烷气瓶颜色按GB7144规定。6.7存放硅烧气瓶的库房要远离热源和火源，运离居民集中的生活区域。库房的地面、屋顶、四周的围墙具有良好的阻燃效果，配备良好的通风设施。存放硅烷的环境温度不应高于40℃。6.8硅烷具有较强的还原性，库房严禁存放强氧化性的气体，如氧、氯等。存放时，硅烷应与其他危险气体、腐蚀性物质隔离。
6.9库房应配备良好的灭火器材。不得使用卤素灭火剂。6.10运输途中气瓶应有遮阳和防雨设施，避免烈日暴晒和大雨淋湿。6.11运输时气瓶必须戴上瓶帽，瓶阀嘴也应配戴密封帽。6.12运输和搬运途中严禁接触、撞击气瓶瓶阀，严禁气瓶间的相互碰撞和受其他刚性物质的冲击。6.13充装硅烷前，应确认气瓶瓶阀完好无泄漏。6.14使用或取样前应确认硅烷及载气容器的标记（气体名称、压力、浓度等)正确无误。不得使用无标记或标记不清楚的气体。
6.15硅烧容器，禁止用于非硅烷气体作业，不得混人其他气体，特别是氧化性气体。6.16工作系统、取样容器在工作之前应仔细检查其气密性，反复几次用高纯氮、或高纯氢、氮、氩置换与抽真空水力泵）（或挤压排气)相结合的方法对其进行清洗。6.17出厂硅烷产品应有质量合格证，合格证内容包括：a．产品名称；
生产厂名称；
硅烷中各主要杂质的分析结果；气瓶瓶号；
充装量(kg）、压力、浓度、稀释气体，生产日期；
本标准代号及编号等。
附加说明：
GB/T15909—1995
本标准由中华人民共和国化学工业部提出。本标准由化学工业部西南化工研究院归口。本标准由化学工业部西南化工研究院、浙江大学材料系、中科院半导体研究所负责起草。本标准主要起草人余京松、余中玉。本标准等效采用SEMI一93《钢瓶装外延级、多晶硅和/或二氧化硅级硅烷》。606
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