Германий в слитках ГОСТ 16153-80 в Минске

Германий в слитках ГОСТ 16153-80: поликристаллический полупроводниковый материал

Германий в слитках по ГОСТ 16153-80 — это поликристаллический германий технической чистоты, получаемый восстановлением диоксида германия водородом с последующей направленной кристаллизацией или зонной плавкой. Стандарт распространяется на слитки, предназначенные для дальнейшей переработки в монокристаллы методом Чохральского, а также для легирования и производства оптических и полупроводниковых компонентов. Марка германия в слитках по данному стандарту — ГЭ (германий электронный) и ГТ (германий технический), каждая из которых регламентирует различный уровень примесей.

Технические характеристики и марки

Слитки германия по ГОСТ 16153-80 выпускаются в форме цилиндрических или прямоугольных отливок. Масса слитка, как правило, составляет от 1 до 10 кг. Температура плавления германия — 938,3 C, плотность в твёрдом состоянии — 5,323 г/см. Удельное электрическое сопротивление поликристаллического германия зависит от степени легирования и для марки ГЭ составляет не менее 20 Омсм при 20 C. Подвижность носителей заряда в германии существенно выше, чем в кремнии, что определяет его применение в высокочастотных и радиационно-стойких приборах.

• Марка ГЭ — германий электронный, содержание основного вещества не менее 99,9999 % (6N), лимитированное содержание примесей мышьяка, сурьмы, железа, меди.
• Марка ГТ — германий технический, чистота 99,99 % (4N), применяется для легирования сплавов и оптических заготовок.
• Марка ГЭЛ — легированный германий с заданным типом проводимости (n-тип или p-тип) и удельным сопротивлением от 0,1 до 40 Омсм.
• Марка ГМО — германий для монокристаллов оптического назначения, с ограничением по оптическому поглощению в ИК-диапазоне.

Химический состав и примеси

ГОСТ 16153-80 нормирует содержание примесей в германии в зависимости от марки. Для марки ГЭ суммарное содержание примесей не должно превышать 1 10 %. Лимитируемые элементы — мышьяк, сурьма, висмут, железо, медь, никель, кремний, сера, фосфор. Контроль осуществляется методами масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС), атомно-эмиссионной спектрометрии и спектрофотометрии. Для марки ГТ допускается содержание примесей до 1 10 %.

Области применения

Германий в слитках по ГОСТ 16153-80 используется в качестве исходного материала для выращивания монокристаллов методом Чохральского и горизонтальной направленной кристаллизации. Из монокристаллического германия изготавливают подложки для эпитаксиальных структур, фотодиоды, транзисторы, датчики Холла и детекторы ионизирующего излучения. В инфракрасной оптике германий применяется для изготовления окон, линз и призм, работающих в диапазоне длин волн 2–14 мкм. Германиевые стёкла используются в системах ночного видения и тепловизионных камерах.

• Производство монокристаллов для полупроводниковых приборов и интегральных схем.
• Изготовление ИК-оптики для тепловизионных систем и спектрометров.
• Легирование алюминиевых и магниевых сплавов для повышения коррозионной стойкости.
• Производство волоконно-оптических световодов с добавкой диоксида германия.
• Изготовление детекторов гамма-излучения и рентгеновской аппаратуры.
• Катализаторы в процессах полимеризации и нефтехимического синтеза.

Условия хранения и транспортировки

Слитки германия транспортируются в герметичной упаковке, исключающей контакт с влагой и агрессивными средами. Хранение осуществляется в сухих отапливаемых помещениях при температуре от +5 до +30 C и относительной влажности не более 70 %. Слитки не выделяют токсичных веществ при нормальных условиях, однако пыль германия при механической обработке относится к умеренно опасным веществам (класс опасности 3 по ГОСТ 12.1.007). При резке и шлифовке требуется местная вытяжная вентиляция.

Вопросы и ответы