超纯锗多晶制备 (preparation  of  intrinsic  polycrystalline  germanium)  

电阻率n型大于40Ω•cm，p型大于50Ω•cm(25℃)的锗多晶称为超纯锗或称本征锗，是以锗的富集物或金属锗为原料采用材料超提纯技术制备的。对于探测器级超高纯多晶锗净杂质浓度为(1～5)×10¹⁰/cm，霍耳漂移迁移率约为4×10⁴cm²/(V•s)(77K)。

50年代以前锗材料的提纯技术远不能达到电子级纯，仅用于性能一般的点接触二极管和较差性能的80放大器。1952年美国人蒲凡(w．G．Pfann)发明区域提纯，首先用于提纯锗上获得了超纯多晶锗，为以后许多半导体材料超提纯技术奠定了基础，而且一直沿用至今。70年代初应用于提纯探测器级超高纯多晶锗，直接提纯到。，制成超纯锗探测器，避免用锂漂移补偿至净杂质≈10¹⁰/cm³，发展了锗探测器。

利用锗中杂质的有利分配系数K=Cs/C_L(K为分配系数，Cs、C_L分别为固相和液相中的杂质浓度)。当粗锗锭置于石墨舟内，放入水平石英管状炉中，管外套有三组水冷却的铜螺形管，安装在移动小车上，用高频感应加热，形成一定间隔距离的熔区，建立三组固液两相，随着熔区从头至尾方向的移动，杂质逐渐被赶至尾端，成为杂质高富集区，凝固后出炉切去尾锭返至化学提纯。区域提纯合格率为80％以上，用于单晶制备的原料。区熔纯化效率与熔区大小、熔区移动速度、提纯次数有关。一般熔区宽度3～4cm，移动速度10～20cm/h，提纯次数为6～9次，用H₂或N₂+H₂混合气体保护。对提纯探测器级锗多晶，熔区宽度2～3cm、移动速度10cm/h，提纯次数20～30次。采用石英舟，为了防止污染-在石英舟表面沉积高纯碳和SiO₂，采用锗本体自感应加热熔化。纯度鉴定取多晶中大晶块单晶，在77K下作范德堡测量(见半导体材料霍耳系数测量)。