定義與分類:鍺錠是一種以鍺為主要成分的金屬錠。常見的有區熔鍺錠,是指用區熔方法提純得到的鍺錠,合格產品純度在 99.9999% 以上。
生產方法:真空熔煉法和電化學還原法是當前工業領域生產鍺錠應用最廣泛的兩種核心方法。真空熔煉法是在密閉的高溫爐體內,利用真空環境促進低沸點雜質揮發,實現鍺的提純;電化學還原法則是以含鍺溶液為原料,通過通入電流使鍺離子在陰極析出金屬鍺。
原料預處理
原料選擇:選用純度約 5N(99.999%)的粗鍺錠或還原鍺粉,通常來自 GeCl?水解、GeO?氫還原等工藝產出的初級金屬鍺。
表面凈化:用混合酸(如 HF+HNO?)腐蝕去除表面氧化層與油污,再經去離子水清洗、真空烘干,防止雜質帶入后續工序。
破碎與成型:將凈化后的鍺料破碎成均勻顆粒,壓制成與石英舟適配的條狀或塊狀,減少區熔時的縮孔與偏析。
后處理
冷卻與脫模:區熔結束后,以 2~5℃/min 速率分段降溫,500℃以下慢速冷卻,防止內應力開裂,冷卻后取出鍺錠。
切頭切尾:切除含高濃度雜質的尾料與籽晶部分,保留中間高純段。
檢測分級:通過電阻率測試、ICP-MS 分析雜質含量,按純度分級(如 6N、7N、8N),合格產品包裝入庫,不合格品返回原料重熔。
退火處理(可選):對高純鍺錠進行 400~500℃真空退火,消除內應力,提升晶體完整性,滿足半導體單晶制備需求。

