Галлий в слитках Гл-1 в Минске

Галлий в слитках Гл-1 — сырье для эпитаксиальных структур и полупроводниковых соединений

Галлий в слитках Гл-1 — металлический галлий высокой чистоты, соответствующий требованиям ТУ 48-4-350-89. Марка Гл-1 относится к категории технического галлия с содержанием основного элемента не менее 99,9 % (мас.). Продукт поставляется в виде слитков массой от 1 до 3 кг, упакованных в полиэтиленовые пакеты с последующим размещением в герметичные контейнеры, исключающие контакт с атмосферной влагой и кислородом.

Особенность металла — низкая температура плавления (29,76 C) и склонность к переохлаждению расплава. При хранении при температуре ниже точки плавления слитки сохраняют кристаллическую структуру, однако при длительной выдержке в интервале температур 0–20 C возможна полиморфная трансформация с изменением плотности. Это необходимо учитывать при проектировании складских помещений и транспортной логистики.

Химический состав и контролируемые примеси

Нормируемое содержание примесей в галлии Гл-1 регламентируется для следующих элементов:

• ртуть — не более 0,0001 %;
• цинк, кадмий, свинец — суммарно не более 0,002 %;
• медь, никель, кобальт — суммарно не более 0,001 %;
• железо, алюминий, кремний — суммарно не более 0,005 %;
• олово, индий, таллий — суммарно не более 0,001 %.

Контроль чистоты выполняется методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС) и масс-спектрометрии с искровым разрядом. Для подтверждения соответствия марке Гл-1 каждая партия сопровождается паспортом качества с указанием фактического содержания примесей.

Применение в производстве полупроводниковых материалов

Галлий Гл-1 используется преимущественно как исходное сырье для синтеза соединений типа A^IIIB^V — арсенида галлия (GaAs), фосфида галлия (GaP), нитрида галлия (GaN) и антимонида галлия (GaSb). Указанные соединения применяются при производстве СВЧ-транзисторов, лазерных диодов, фотоприемников и оптронных пар. Для эпитаксиального выращивания структур методом МОС-гидридной эпитаксии и молекулярно-лучевой эпитаксии требуется последующая глубокая очистка металла до уровня 7N–8N, однако Гл-1 служит базовым сырьем на стадии загрузки реакторов зонной плавки и направленной кристаллизации.

Дополнительные направления использования:

• производство легкоплавких сплавов и припоев для герметизации корпусов электронных компонентов;
• изготовление жидкометаллических теплопроводящих интерфейсов для систем охлаждения силовой электроники;
• синтез галлийсодержащих катализаторов нефтехимических процессов;
• получение галлиевых зеркал и оптических покрытий с высокой отражательной способностью в УФ-диапазоне;
• производство люминофоров на основе оксида галлия для светодиодной техники.

Физико-механические характеристики слитков

Условия хранения и транспортировки

Слитки галлия Гл-1 хранят в сухих отапливаемых помещениях при температуре 15–25 C. Допускается кратковременное охлаждение до 5 C без потери потребительских свойств. При транспортировке исключается воздействие ударных нагрузок, способных вызвать деформацию слитков. Металл химически устойчив к сухому воздуху, однако во влажной атмосфере образует оксидную пленку Ga₂O₃, ухудшающую смачиваемость при последующем переплаве. Взаимодействие с алюминием и цинком при контакте в расплавленном состоянии приводит к интерметаллидной коррозии, поэтому не допускается совместное хранение слитков с изделиями из указанных металлов.

Вопросы и ответы