資源分布與產量:鍺在地殼中含量極其稀少,且多伴生于鉛鋅礦、煤礦等礦石中。中國是世界上的精制鍺生產國,在全世界每年生產的 150 公噸金屬中約占 70%,其他主要生產國包括俄羅斯和加拿大。
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。
移動速度過快的影響
雜質偏析不徹底,純度不達標:快速移動時,熔區向前推進速度超過雜質在液相中的擴散速度,雜質無法及時隨熔區向尾料遷移,會被 “截留” 在結晶的固相鍺中,導致鍺錠主體純度下降,無法達到 6N 及以上的目標純度要求。
晶體生長不穩定,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構,破壞晶體的完整性,后續加工時鍺錠易脆斷。
熔區形態不穩定:速度過快可能導致熔區拉長、變形,甚至出現 “斷熔” 現象,造成局部未熔或過熔,影響整根鍺錠的提純均勻性。
適宜的移動速度范圍
區熔鍺錠的熔區移動速度通常控制在 15~120mm/h,具體需根據鍺料初始純度、目標純度、熔區寬度調整:
初始純度低(如 5N 粗鍺)或目標純度高(如 7N、8N)時,選擇偏慢的速度(15~40mm/h),保證雜質充分偏析;
初始純度較高或追求生產效率時,可適當提高速度(60~120mm/h)。

