在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中需要用到的試劑是電子級(jí)試劑,要求電性雜質(zhì)含量極低,才可以控制產(chǎn)品最終的質(zhì)量。而有些半導(dǎo)體材料中甚至?xí)藶榧尤胍恍┨囟ǖ某煞,從而其電?dǎo)性能才具有可控性,因此試劑中雜質(zhì)離子的含量,就變得尤為重要。
那么涉及到半導(dǎo)體的試劑有哪些呢?
他們的作用分別是什么呢?
我們大致可以將其分為三類:酸(如氫氟酸、硝酸、硫酸等)、堿(氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銨等)、溶劑(異丙醇、丙酮等),本篇主要給大家介紹酸。
半導(dǎo)體中常用的酸
國際半導(dǎo)體設(shè)備與材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)對(duì)這有各種明確的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(見下表,單位為ppm,以最高級(jí)別算)。
那么對(duì)于這些高純度的試劑中的雜質(zhì)離子,我們?cè)趺礃尤y試呢?測試過程中會(huì)遇到什么樣的問題呢?今天我們首先針對(duì)不同種類的酸,且看賽默飛離子色譜為大家提出的一個(gè)個(gè)的解決方案!
高純?cè)噭?mdash;—氫氟酸、磷酸中的雜質(zhì)
利用這兩種酸均為弱酸的特點(diǎn),因此可采用同一方法——柱切換進(jìn)行分析,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分別為:
SEMI C28 氫氟酸中的陰離子、GBT 31369-2015;
SEMI C36 濃磷酸中的陰離子、GBT 28159-2011。
譜睿柱切換系統(tǒng)流路圖
氫氟酸(HF)、磷酸(H3PO4)、乙酸(CH3COOH)均為弱酸,利用排斥柱Donnan原理,弱酸及有機(jī)酸在排斥柱上有保留而無機(jī)陰離子沒有保留的特點(diǎn),我們采取柱切換的方式可以將以弱酸為基體的主成分切換掉,同時(shí)無機(jī)陰離子進(jìn)入到濃縮柱中進(jìn)行富集。再經(jīng)過高容量色譜柱進(jìn)行分離,可以準(zhǔn)確測定氫氟酸與濃磷酸中無機(jī)陰離子含量,避免了高濃度基質(zhì)的干擾,且檢出限可達(dá)10ppb。
氫氟酸中常見陰離子譜圖
濃磷酸的離子排斥色譜圖 (1. 強(qiáng)酸離子;2. 磷酸根)
濃磷酸中常見陰離子譜圖
高純?cè)噭?mdash;—濃硝酸中陰離子
弱酸的方案我們得到了解決,那么無機(jī)強(qiáng)酸中的陰離子怎么去解決呢?這又面臨著新的挑戰(zhàn),硝酸是無機(jī)強(qiáng)酸,柱切換的方式已然不可用,那么這次挑戰(zhàn)得到解決有賴于我們賽默飛特有的高容量色譜柱,高容量色譜柱可以保證即使在出現(xiàn)高基體的情況下,也不會(huì)導(dǎo)致色譜柱飽和且不會(huì)影響痕量離子的分離度,稀釋50倍后,濃度差可達(dá)十萬倍,進(jìn)樣分析譜圖如下,檢出限可達(dá)1ppm。
75%硝酸稀釋50倍進(jìn)樣
高純?cè)噭?mdash;—濃硫酸中雜質(zhì)陰離子
恭喜飛飛又完成了一項(xiàng)挑戰(zhàn),解決了濃硝酸中痕量陰離子的問題,可是挑戰(zhàn)還有哦,濃硫酸的問題又該如何解決呢?濃硫酸是二元強(qiáng)酸,且保留很強(qiáng),那么賽默飛有那么多款色譜柱,總有一款適合你(濃硫酸),選擇合適的高容量色譜柱,使得硫酸根離子既不會(huì)飽和色譜柱,也可以與待測離子有較好的分離度,也可以做到直接稀釋進(jìn)樣哦。
硫酸稀釋后測試后譜圖
硫酸稀釋后加標(biāo)譜圖(分別加標(biāo)20、30、50ppb)
高純?cè)噭?mdash;—鹽酸中雜質(zhì)陰離子
強(qiáng)酸體系中,還有一員大將——濃鹽酸,高容量色譜柱依然是解決該方案的首要因素,可以很好分離高基體中的痕量物質(zhì),濃鹽酸稀釋200倍后可直接進(jìn)樣進(jìn)行分析,譜圖如下:
0.5% HCl及其加標(biāo)譜圖(50ppb)
這么多年以來,賽默飛離子色譜與半導(dǎo)體行業(yè)一起成長,為各大半導(dǎo)體企業(yè)及其供應(yīng)鏈上下游行業(yè)提供穩(wěn)定的技術(shù)支持與可靠的數(shù)據(jù)保證。下面附上可實(shí)現(xiàn)上述功能的離子色譜全明星陣容。
Thermo Scientific™ Dionex™ ICS-6000 離子色譜儀
Thermo Scientific™ Dionex™ Integrion 離子色譜儀
Thermo Scientific™ Dionex™ Aquion™ RFIC™離子色譜儀