制定高纯工业品三氯氧磷国标推荐标准编制说明送审稿18.docx
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制定高纯工业品三氯氧磷国标推荐标准编制说明送审稿18.docx
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制定高纯工业品三氯氧磷国标推荐标准编制说明送审稿18
制定高纯工业品三氯氧磷国家标准编制说明
(送审稿)
1任务来源
根据国标委综合【2013】90号《关于下达2013年第二批国家制修订计划的通知》要求,完成《高纯工业品三氯氧磷》国家推荐标准的制定工作。
本标准由贵州威顿晶磷电子有限责任公司、贵州省产品质量监督检验院起草。
本标准由全国化学标准化技术委员会归口。
2产品的性质、用途和生产工艺
2.1 产品的性质
分子式:
POCl3
分子量:
153.33
无色有刺激性气味的发烟液体,相对密度1.675,熔点2℃,沸点105.3℃。
溶于氯气或五氯化磷时呈红黄色,露于潮湿空气中即水解生成磷酸和氯化氢,发生白烟。
遇水和醇发生分解并放出大量热和氯化氢气体,对眼睛有刺激。
有腐蚀性。
2.2产品用途
高纯工业品三氯氧磷是生产高纯石英光纤的主要原料之一,也是芯片制造业的主要掺杂剂,主要用于集成电路、太阳能电池、电子元器件生产过程的扩散、掺杂工艺,是集成电路生产过程中所必需的化学品,广泛应用于光伏、IC产业。
2.3生产工艺
高纯工业品三氯氧磷的制备工艺路线:
将工业黄磷制备为高纯三氯化磷后,再采用氯化水解法,制备电子级三氯氧磷。
2P+3Cl2=2PCl3
PCl3+Cl2+H2O=POCl3+2HCl
3制定标准的必要性及意义
近年来,随着能源短缺、环境污染等问题的日趋严重,太阳能电池因其清洁环保、可再生的特点获得了良好的发展机遇,各发达国家纷纷制定光伏发电的鼓励政策和庞大的光伏工程计划,为太阳能电池产业创造了巨大的市场空间,将其导入了一个难得的高速发展时期。
电子级三氯氧磷是生产高纯石英光纤的主要原料之一,也是芯片制造业的主要掺杂剂,主要用于集成电路、太阳能电池、电子元器件生产过程的扩散、掺杂工艺,是集成电路生产过程中所必需的化学品,广泛应用于光伏、IC产业。
尽管国内现已有多家生产高纯工业品三氯氧磷的企业,但都无相应的国家标准及行业标准可以参照执行。
为此,编制一个适合太阳能光伏、半导体行业用三氯氧磷产业发展的标准,可以规范产品的生产、检测和销售,推动产业的技术进步和发展,也将更好的促进我国的产品与国际接轨,对光伏、IC产业的发展具有积极意义。
4编制标准的原则和依据
4.1编制原则
4.1.1积极采用国际标准和国外先进标准;
4.1.2有利于促进技术进步,提高产品质量;
4.1.3有利于合理利用资源,提高经济效益;
4.1.4符合用户要求,保护消费者利益,促进对外贸易。
4.2编制依据
4.2.1检测数据分析统计表(见表1)
4.2.2试验数据及验证数据(见表3、4、5、6)
4.2.3国内外标准指标对比表(见表7)
4.2.4国内外先进标准试验方法对比表(见表8);
5制标的简要过程
5.1前期调查和准备工作,对现有企业标准的收集,对生产企业的调查走访,对相关国内外标准的查询研究。
5.2召开工作方案会
制标小组和相关人员对国内外标准情况、产品分类、指标和试验方法进行了认真地分析和对比,初步确定了高纯工业品三氯氧磷标准的指标项目和试验方法等内容,提出了工作方案,安排了工作进度。
会后根据工作方案的安排进行了试验工作。
5.3试验验证工作
工作方案会后,根据会议纪要的安排作了试验工作。
并对试验数据进行了分析,确定了各项目的试验方法。
5.4提出征求意见稿
根据试验验证结果最终确定各项指标的测定方法,2014年2月提出了标准草案征求意见稿、编制说明及试验报告。
并向相关生产企业征求意见,同时在贵州省质监局()及贵州省产品质量监督检验院的网站上()公开征求意见。
6国内外先进标准及采标情况
目前收集到了与高纯三氯氧磷有关的国、内外标准和试验方法有:
GB190危险货物包装标志
GB/T191包装储运图示标志
GB/T601化学试剂标准滴定溶液的制备
GB/T603化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备
GB/T6678化工产品采样总则
GB/T6680液体化工产品采样通则
GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法
GB/T8170数值修约规则与极限数字的表示和判定
GB/T11446.1电子级水
GB/T23770-2009液体无机化工产品色度测定通用方法
GB50472电子工业洁净厂房设计规范
HG/T3606—2009工业用三氯氧磷
7 标准内容的确定
7.1范围的确定
根据高纯工业品三氯氧磷的实际用途,本标准确定的范围为:
主要用于太阳能光伏电池及半导体集成电路,并规定了高纯工业品三氯氧磷的分级、要求、试验方法、检验规则、标志、标签、包装、运输、贮存。
7.2指标分级的确定
本标准根据目前了解到的产品用途和客户要求及行业习惯,确定将产品分为6N
和7N两个等级。
具体如下:
6N级:
纯度(基于金属杂质)≥99.9999%,主要用于太阳能光伏电池扩散源;
7N级:
纯度(基于金属杂质)≥99.99999%,主要用于大规模集成电路(IC)、分离器件扩散源;
7.3指标项目的确定
根据我们收集到的国际标准(SEMI4832B及SEMIC38-0699)中指标项目的情况,结合目前用户的要求,确定了如下指标项目:
外观、主含量、纯度、各金属离子含量(包括:
锂(Li)、钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、钾(K)、钙(Ca)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、铌(Nb)、银(Ag)、汞(Hg)、锡(Sn)、钡(Ba)、金(Au)、锶(Sr)、铅(Pb)、铋(Bi)、钛(Ti)、砷(As))、色度、颗粒。
7.4要求的确定
本着与国际要求接轨的原则,根据SEMI标准指标,结合实验数据及目前用户对产品的要求及检测数据分析统计表(表1)、检测数据(表3),设置指标要求表(表2)(其中含量、色度及颗粒直接采用SEMI标准指标要求)。
表1(6N)产品检测数据分析统计表(μg/kg)
序号
项目
样品
数量(个)
检测数据数量(个)
最大值
最小值
平均值
6N指标确定值(≤)
1
铝
5
40
16.23
11.46
14.456
40
2
锑
5
40
4.17
3.11
3.706
10
3
砷
5
40
7.85
4.73
6.554
30
4
银
5
40
0.37
0.15
0.276
1
5
金
5
40
0.34
0.16
0.214
1
6
镉
5
40
1.42
1.11
1.251
10
7
钡
5
40
9.32
4.64
7.044
20
8
铋
5
40
4.25
2.35
3.298
10
9
钙
5
40
14.38
7.17
11.444
30
10
钴
5
40
6.22
3.77
5.064
20
11
铜
5
40
9.43
6.77
8.29
20
12
铬
5
40
8.58
2.45
5.722
20
13
铁
5
40
18.42
14.61
16.488
40
14
镓
5
40
0.65
0.11
0.29
1
15
汞
5
40
4.18
1.59
2.578
10
16
钾
5
40
12.55
5.36
8.01
30
17
锂
5
40
3.86
1.75
2.438
10
18
镁
5
40
9.43
4.87
7.2
20
19
锰
5
40
12.65
8.04
10.218
30
20
钠
5
40
2.64
5.82
3.816
10
21
铌
5
40
0.88
0.19
0.57
2
22
镍
5
40
4.05
9.86
7.31
20
23
铅
5
40
6.25
2.11
4.158
10
24
锡
5
40
1.92
1.07
1.49
5
25
锶
5
40
2.96
1.02
1.744
5
26
钛
5
40
3.12
1.35
2.446
5
27
钒
5
40
1.86
1.41
1.612
10
28
锌
5
40
3.42
1.55
2.266
5
(7N)产品检测数据分析统计表(μg/kg)
序号
项目
样品
数量(个)
检测数据数量(个)
最大值
最小值
平均值
7N指标确定值(≤)
1
铝
5
40
2.67
1.59
2.202
5
2
锑
5
40
1.46
1.01
1.228
3
3
砷
5
40
3.05
1.99
2.298
6
4
银
5
40
0.29
0.15
0.2280
1
5
金
5
40
0.19
0.11
0.1383
1
6
镉
5
40
0.96
0.73
0.8255
3
7
钡
5
40
0.41
0.19
0.3008
1
8
铋
5
40
0.42
0.17
0.3018
1
9
钙
5
40
3.01
1.96
2.449
5
10
钴
5
40
0.45
0.15
0.2892
1
11
铜
5
40
1.27
0.67
0.9638
2
12
铬
5
40
0.53
0.22
0.3475
1
13
铁
5
40
3.01
1.84
2.341
5
14
镓
5
40
0.43
0.13
0.2740
1
15
汞
5
40
2.59
1.85
2.161
5
16
钾
5
40
1.71
0.95
1.336
3
17
锂
5
40
2.89
2.06
2.328
6
18
镁
5
40
2.76
1.35
2.098
5
19
锰
5
40
0.44
0.23
0.3280
1
20
钠
5
40
2.65
1.75
2.194
5
21
铌
5
40
0.44
0.19
0.3100
1
22
镍
5
40
0.43
0.15
0.2762
1
23
铅
5
40
1.49
0.97
1.159
3
24
锡
5
40
0.43
0.15
0.2928
1
25
锶
5
40
0.46
0.11
0.2980
1
26
钛
5
40
0.92
0.37
0.6360
2
27
钒
5
40
0.76
0.47
0.6140
2
28
锌
5
40
0.58
0.24
0.3765
1
表2 确定指标要求表
项目
指标
6N级
7N级
三氯氧磷(POCl3)含量/(%)≥
99.9
99.9
纯度(基于金属杂质)/(%)≥
99.9999
99.99999
铝(Al)/(μg/kg)≤
40
5
锑(Sb)/(μg/kg)≤
10
3
砷(As)/(μg/kg)≤
30
6
钡(Ba)/(μg/kg)≤
20
1
铋(Bi)/(μg/kg)≤
10
1
镉(Cd)/(μg/kg)≤
10
3
钙(Ca)/(μg/kg)≤
30
5
铬(Cr)/(μg/kg)≤
20
1
钴(Co)/(μg/kg)≤
20
1
铜(Cu)/(μg/kg)≤
20
2
镓(Ga)/(μg/kg)≤
1
1
金(Au)/(μg/kg)≤
1
1
铁(Fe)/(μg/kg)≤
40
5
铅(Pb)/(μg/kg)≤
10
3
锂(Li)/(μg/kg)≤
10
6
镁(Mg)/(μg/kg)≤
20
5
锰(Mn)/(μg/kg)≤
30
1
汞(Hg)/(μg/kg)≤
10
5
镍(Ni)/(μg/kg)≤
20
1
铌(Nb)/(μg/kg)≤
2
1
铅(Pb)/(μg/kg)≤
10
3
钾(K)/(μg/kg)≤
30
3
银(Ag)/(μg/kg)≤
1
1
钠(Na)/(μg/kg)≤
10
5
锡(Sn)/(μg/kg)≤
5
1
锶(Sr)/(μg/kg)≤
5
1
钛(Ti)/(μg/kg)≤
5
2
钒(V)/(μg/kg)≤
10
2
锌(Zn)/(μg/kg)≤
5
1
色度/(APHA)≤
5
5
颗粒/(≥0.3μm)(个/ml)≤
50
50
8试验方法
8.1安全提示
本试验方法中的样品及部分试剂具有毒性、腐蚀性,操作者须小心谨慎!
如溅到皮肤上应立即用水冲洗,严重者应立即治疗。
使用易燃品时,严禁明火加热。
8.2一般规定
本标准所用试剂在没有注明其他要求时均指优级纯试剂。
所用水为GB/T11446.1规定的电子级水,即25℃在线电导率不大于0.055μs/cm。
试验中所用标准溶液、制剂及制品,在没有注明其他要求时,均按照GB/T601、GB/T603、GB/T6682的规定配制。
ICP-MS操作和颗粒测定均需在不低于GB50472中规定的1000级洁净室进行,其溶液的配制及样品的处理宜在不低于GB50472中规定的100级环境下进行。
8.3POCl3含量的测定
按HG/T3606—2009中5.1、5.2的规定的方法进行。
8.3.1采用5个高纯工业品三氯氧磷样品的双平行检测数据见附表3:
表3:
POCl3含量的测定表
样品编号
POCl320141018-1#
POCl320141018-2#
POCl320141018-3#
POCl320141018-4#
POCl320141018
-5#
平行次数
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
测定值%
99.95
99.97
99.93
99.94
99.96
99.98
99.94
99.95
99.96
99.94
平均值%
99.96
99.94
99.97
99.94
99.95
8.4纯度的测定
8.4.1方法提要
通过扣除阳离子杂质含量总和的方法,计算得出高纯工业品三氯氧磷的纯度。
8.4.2结果计算
高纯工业品三氯氧磷的纯度X1,数值以%计,按公式
(1)计算。
………………………………………
(1)
式中:
ωi——测定的金属阳离子的含量,μg/kg
8.5阳离子的测定
8.5.1方法原理
在电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)上采用标准加入法测定试样中的各阳离子含量。
8.5.2试剂和材料
8.5.3分析步骤
采用5个样品的8平行数据见表4:
表4(6N)产品检测数据
样品编号
POCl320141018-1#
检测项目
检测结果单位(µg/kg)
平均值
标准
偏差
平行1
平行2
平行3
平行4
平行5
平行6
平行7
平行8
铝(Al)
15.68
15.73
15.77
15.96
16.03
15.31
15.79
16.03
15.79
0.2362
锑(Sb)
3.15
3.23
3.17
3.32
3.28
3.31
3.24
3.11
3.23
0.0769
银(Ag)
0.27
0.24
0.3
0.28
0.27
0.25
0.3
0.26
0.27
0.0217
砷(As)
5.81
5.74
5.72
5.76
5.78
5.89
5.8
5.91
5.80
0.0679
金(Au)
0.17
0.18
0.13
0.16
0.15
0.14
0.16
0.19
0.16
0.0200
镉(Cd)
1.15
1.24
1.17
1.13
1.21
1.18
1.16
1.22
1.18
0.0377
钡(Ba)
7.45
7.46
7.33
7.28
7.53
7.51
7.57
7.36
7.44
0.1031
铋(Bi)
2.35
2.51
2.29
2.31
2.32
2.3
2.34
2.41
2.35
0.0735
钙(Ca)
7.15
7.17
7.2
7.14
7.16
7.23
7.18
7.09
7.17
0.0417
钴(Co)
5.76
5.73
5.71
5.8
5.77
5.69
5.81
5.76
5.75
0.0417
铜(Cu)
9.43
9.51
9.46
9.41
9.43
9.38
9.39
9.42
9.43
0.0412
铬(Cr)
5.84
5.79
5.81
5.76
5.82
5.9
5.73
5.76
5.80
0.0538
铁(Fe)
14.65
14.58
14.63
14.59
14.57
14.63
14.69
14.52
14.61
0.0531
镓(Ga)
0.2
0.21
0.23
0.19
0.16
0.17
0.23
0.22
0.20
0.0264
汞(Hg)
2.53
2.58
2.49
2.51
2.6
2.59
2.47
2.46
2.53
0.0554
钾(K)
6.45
6.48
6.38
6.51
6.52
6.39
6.43
6.45
6.45
0.0511
锂(Li)
2.13
2.16
2.09
2.14
2.18
2.08
2.15
2.11
2.13
0.0346
镁(Mg)
5.61
5.69
5.58
5.59
5.63
5.66
5.57
5.61
5.62
0.0410
锰(Mn)
8.96
8.89
8.91
8.94
8.87
8.95
8.86
8.92
8.91
0.0369
钠(Na)
2.83
2.9
2.85
2.79
2.85
2.83
2.81
2.8
2.83
0.0349
镍(Ni)
6.43
6.41
6.39
6.47
6.37
6.45
6.49
6.38
6.42
0.0437
铌(Nb)
0.57
0.54
0.52
0.6
0.55
0.58
0.61
0.56
0.57
0.0302
铅(Pb)
3.06
3.09
3.05
3.01
2.98
3.11
3.05
3.07
3.05
0.0417
锡(Sn)
1.58
1.57
1.61
1.51
1.53
1.49
1.57
1.58
1.56
0.0407
锶(Sr)
1.78
1.75
1.81
1.74
1.8
1.83
1.84
1.8
1.79
0.0354
钛(Ti)
2.35
2.31
2.41
2.37
2.29
2.28
2.32
2.34
2.33
0.0431
钒(V)
1.55
1.47
1.58
1.46
1.53
1.43
1.47
1.45
1.49
0.0536
锌(Zn)
1.67
1.66
1.7
1.61
1.65
1.59
1.68
1.65
1.65
0.0360
样品编号
POCl320141018-2#
检测项目
检测结果单位(µg/kg)
平均值
标准
偏差
平行1
平行2
平行3
平行4
平行5
平行6
平行7
平行8
铝(Al)
11.46
11.48
11.51
11.41
11.43
11.5
11.42
11.45
11.46
0.0369
锑(Sb)
3.77
3.64
3.82
3.71
3.84
3.76
3.68
3.63
3.73
0.0790
银(Ag)
0.38
0.36
0.39
0.35
0.37
0.33
0.34
0.4
0.37
0.0245
砷(As)
4.76
4.73
4.78
4.69
4.71
4.75
4.7
4.68
4.73
0.0359
金(Au)
0.26
0.24
0.23
0.25
0.27
0.21
0.27
0.25
0.25
0.0205
镉(Cd)
1.27
1.35
1.21
1.29
1.24
1.31
1.26
1.33
1.28
0.0468
钡(Ba)
9.31
9.34
9.29
9.3
9.33
9.35
9.29
9.34
9.32
0.0242
铋(Bi)
3.18
3.16
3.14
3.21
3.2
3.15
3.15
3.22
3.18
0.0307
钙(Ca)
11.63
11.65
11.59
11.61
11.58
11.61
11.57
11.64
11.61
0.0288
钴(Co)
4.38
4.39
4.35
4.4
4.41
4.37
4.42
4.37
4.39
0.0233
铜(Cu)
7.53
7.56
7.58
7.48
7.51
7.49
7.52
7.56
7.53
0.0356
铬(Cr)
6.17
6.15
6.18
6.13
6.21
6.19
6.18
6.14
6.17
0.0270
铁(Fe)
18.43
18.46
18.41
18.42
18.39
18.38
18.45
18.41
18.42
0.0275
镓(Ga)
0.65
0.63
0.67
0.61
0.68
0.69
0.61
0.63
0.65
0.0311
汞(Hg)
4.19
4.21
4.17
4.18
4.2
4.15
4.16
4
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 制定 高纯 工业品 三氯氧磷 国标 推荐 标准 编制 说明 送审 18
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