市场价格:锗锭的市场价格长期维持在较高水平,不同纯度等级的锗锭价格差异显著,高纯锗锭的回收价格处于每公斤上万元区间。
后处理
冷却与脱模:区熔结束后,以 2~5℃/min 速率分段降温,500℃以下慢速冷却,防止内应力开裂,冷却后取出锗锭。
切头切尾:切除含高浓度杂质的尾料与籽晶部分,保留中间高纯段。
检测分级:通过电阻率测试、ICP-MS 分析杂质含量,按纯度分级(如 6N、7N、8N),合格产品包装入库,不合格品返回原料重熔。
退火处理(可选):对高纯锗锭进行 400~500℃真空退火,消除内应力,提升晶体完整性,满足半导体单晶制备需求。
锗锭的关键质量指标
纯度等级:核心指标,以 “N” 表示(1N=99%),区熔锗锭主流为 6N~8N,高端半导体应用需 9N 级超高纯锗锭,杂质总量≤0.1ppm。
晶体结构:区熔锗锭需为定向结晶的多晶或准单晶,晶粒尺寸均匀(通常≥5mm),无明显裂纹、缩孔、夹杂等缺陷。
电学性能:电阻率(25℃时)需符合标准,6N 锗锭电阻率通常为 47~53Ω・cm,纯度越高电阻率越稳定。
化学杂质:重点控制 O、C、Fe、Cu、Ni、Si 等杂质,其中 O 含量需≤5ppm(避免影响晶体导电性),重金属杂质≤0.1ppm。
外观与尺寸:银灰色金属光泽,表面无氧化斑、油污,截面呈梯形或矩形,长度通常为 300~600mm,直径 / 宽度根据应用定制。
半导体与电子领域:6N 以上区熔锗锭是制备锗单晶的核心原料,进一步加工为锗晶圆,用于制造高速晶体管、光电探测器、红外传感器等,广泛应用于航天、军工、5G 通信等高端场景。
红外光学领域:高纯度锗锭经切片、抛光后,制成红外光学镜片、窗口材料,具有优异的红外透过率(2~14μm 波段透过率≥40%),用于红外热像仪、导弹制导系统、卫星遥感设备。
光纤通信领域:锗锭加工为锗粉或 GeCl₄,作为光纤芯层的掺杂剂,可提升光纤的折射率和传输性能,是通信光纤的关键原料之一。
其他应用:低纯度锗锭用于生产锗合金(如锗铜、锗铝合金),提升材料的强度和耐腐蚀性;高纯锗锭还用于核辐射探测器、半导体掺杂靶材等特种场景。