高纯锗

锗是一种半导体。区域精炼技术可以生产杂质含量只有十亿分之一的晶体锗，使其成为有史以来最纯净的材料之一。

高纯锗单晶锗制成的半导体探测器可以精确识别辐射源，用于伽马能谱和暗物质探测。锗元素广泛用于所谓半导电体材料。在电子工业里应用十分广泛。图中为高纯锗在辐射探测领域中作为探测器生产使用情况。

高纯锗探测器是应用在粒子物理、天体物理及核物理等领域的重要设备，在微量核素分析，材料科学等方面也起着极为重要的作用。随着核电及辐射环保事业的发展，高纯锗探测器也服务于核电安全，辐射环境监测等领域。其具有探测效率高，稳定性好，分辨率极佳的特点，在各领域发挥着不可替代的作用。

对高纯锗探测器来说，其原材料高纯锗单晶的纯度为12-13N，对此，要想实现高纯锗探测器的制作，就需要首先完成高纯锗单晶的生产。在该制作过程中，其使用的工艺流程为：

首先，对Ge原料进行多次精馏提纯以及特殊化学处理，以此作为材料当中杂质含量大幅度降低的情况下将区熔过程中难以去除的As、B以及P等杂质进行去除。再对该原料反复提出后，再在清洁环境下还原、水解处理，在区熔后得到5-6N的锗锭。

之后，使用特殊工艺设备，包括高频线圈以及净化、涂层工艺等，并在区熔中做好各类参数的优化，最终获得12N高纯锗多晶。最后，使用直控高频感应单晶路，使用高纯石英作为炉体，并通过特殊石墨石英封装技术的应用避免杂质出现扩散情况，始终保持炉体具有较高的真空度，并通过高纯气体的应用实现单晶高纯度的保证。

同时，在具体调试以及设计当中保证炉体具有好的热场，以此获得小位错高纯锗，在此需要将条件控制在最佳成晶条件，实现拉晶自动化，最终获得合格的高纯锗单晶；对获得的高纯锗单晶，进行腐蚀、镀膜、离子扩散等工艺流程以获得高纯锗探测器。在此过程中，离子注入能量及分布均匀度均直接决定了最终探测器的性能品质。