后處理
冷卻與脫模:區(qū)熔結(jié)束后,以 2~5℃/min 速率分段降溫,500℃以下慢速冷卻,防止內(nèi)應(yīng)力開裂,冷卻后取出鍺錠。
切頭切尾:切除含高濃度雜質(zhì)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(zhì)含量,按純度分級(如 6N、7N、8N),合格產(chǎn)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(nèi)應(yīng)力,提升晶體完整性,滿足半導(dǎo)體單晶制備需求。
移動速度過快的影響
雜質(zhì)偏析不徹底,純度不達(dá)標(biāo):快速移動時,熔區(qū)向前推進速度超過雜質(zhì)在液相中的擴散速度,雜質(zhì)無法及時隨熔區(qū)向尾料遷移,會被 “截留” 在結(jié)晶的固相鍺中,導(dǎo)致鍺錠主體純度下降,無法達(dá)到 6N 及以上的目標(biāo)純度要求。
晶體生長不穩(wěn)定,易形成柱狀晶或枝晶:過快的移動速度會使固 - 液界面變得陡峭,晶體生長方向紊亂,容易形成柱狀晶或枝晶結(jié)構(gòu),破壞晶體的完整性,后續(xù)加工時鍺錠易脆斷。
熔區(qū)形態(tài)不穩(wěn)定:速度過快可能導(dǎo)致熔區(qū)拉長、變形,甚至出現(xiàn) “斷熔” 現(xiàn)象,造成局部未熔或過熔,影響整根鍺錠的提純均勻性。
行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢?
資源與產(chǎn)能:鍺為稀缺分散元素,全球探明儲量約 8600 噸,中國儲量占比 41%,是全球的鍺生產(chǎn)國(2023 年產(chǎn)能約 105 噸,占全球 70%),主要產(chǎn)區(qū)集中在云南、貴州、四川等地。?
市場需求:隨著紅外探測、5G 通信、半導(dǎo)體芯片等行業(yè)的發(fā)展,高純度區(qū)熔鍺錠需求持續(xù)增長,尤其是 8N 級以上超高純鍺錠,市場缺口逐漸擴大。?
技術(shù)趨勢:未來將聚焦于 “提升純度 + 降低成本”,如開發(fā)多場耦合區(qū)熔技術(shù)(電磁 + 溫度梯度)、優(yōu)化熔區(qū)參數(shù)控制算法,實現(xiàn) 9N 級鍺錠的規(guī)模化生產(chǎn);同時,鍺資源的回收利用(如從廢舊光纖、半導(dǎo)體器件中回收鍺)將成為重要發(fā)展方向,緩解資源短缺壓力。
首飾廠:拋光打磨粉,地毯,洗手池等廢料;
印刷廠:印刷廢菲林、X光片、定影水;
化工石油廠:鈀,鉑,銠,釕催化劑等。
小金屬:粗銦,精銦,銦靶材,粗稼,金屬鎵99.99以及廢料。高價回收鎳片,銑刀, 數(shù)控刀片, 輕質(zhì)數(shù)控刀,廢合金針,針尖,銦.銦絲.氧化銦.

