區(qū)熔提純（核心步驟）

熔區(qū)建立：采用高頻感應(yīng)加熱或紅外聚焦加熱，在鍺料中部形成寬度 1~3cm 的窄熔區(qū)，溫度控制在鍺熔點（937℃）以上 50~100℃，確保局部熔化、整體固態(tài)。

熔區(qū)移動與多道次提純

以 15~120mm/h 的速率移動熔區(qū)，雜質(zhì)隨熔區(qū)向尾料端偏析，純鍺在熔區(qū)前方結(jié)晶。

單次區(qū)熔提純有限，需重復(fù) 8~20 道次，根據(jù)目標(biāo)純度調(diào)整次數(shù)，每道次后熔區(qū)反向移動可提升均勻性。

參數(shù)控制：控制加熱功率、熔區(qū)移動速率與溫度梯度，避免局部過熱導(dǎo)致鍺揮發(fā)或石英舟變形，同時減少熱應(yīng)力與晶體缺陷。

移動速度過慢的影響

雜質(zhì)偏析充分，但生產(chǎn)效率低：慢速移動時，熔區(qū)與固相鍺的接觸時間長，雜質(zhì)在固 - 液兩相的分配能充分達(dá)到平衡，偏析效果好，能有效將雜質(zhì) “推” 向尾料端，利于提升鍺錠主體純度。但過慢的速度會大幅延長單爐生產(chǎn)周期，增加能耗和設(shè)備占用成本，降低產(chǎn)能。

易產(chǎn)生成分不均與晶體缺陷：長時間高溫會導(dǎo)致鍺原子擴(kuò)散過度，可能出現(xiàn)局部成分偏聚；同時，緩慢冷卻易形成粗大晶粒，晶粒間的晶界增多，還可能因熱應(yīng)力累積產(chǎn)生微裂紋。

鍺揮發(fā)損失增加：熔區(qū)處于高溫的時間越長，鍺的揮發(fā)量越大，不僅降低成品收率，揮發(fā)的鍺蒸汽還可能污染爐體或重新凝結(jié)在鍺錠表面，引入二次雜質(zhì)。

移動速度過快的影響

雜質(zhì)偏析不徹底，純度不達(dá)標(biāo)：快速移動時，熔區(qū)向前推進(jìn)速度超過雜質(zhì)在液相中的擴(kuò)散速度，雜質(zhì)無法及時隨熔區(qū)向尾料遷移，會被 “截留” 在結(jié)晶的固相鍺中，導(dǎo)致鍺錠主體純度下降，無法達(dá)到 6N 及以上的目標(biāo)純度要求。

晶體生長不穩(wěn)定，易形成柱狀晶或枝晶：過快的移動速度會使固 - 液界面變得陡峭，晶體生長方向紊亂，容易形成柱狀晶或枝晶結(jié)構(gòu)，破壞晶體的完整性，后續(xù)加工時鍺錠易脆斷。

熔區(qū)形態(tài)不穩(wěn)定：速度過快可能導(dǎo)致熔區(qū)拉長、變形，甚至出現(xiàn) “斷熔” 現(xiàn)象，造成局部未熔或過熔，影響整根鍺錠的提純均勻性。

適宜的移動速度范圍

區(qū)熔鍺錠的熔區(qū)移動速度通?？刂圃?15~120mm/h，具體需根據(jù)鍺料初始純度、目標(biāo)純度、熔區(qū)寬度調(diào)整：

初始純度低（如 5N 粗鍺）或目標(biāo)純度高（如 7N、8N）時，選擇偏慢的速度（15~40mm/h），保證雜質(zhì)充分偏析；

初始純度較高或追求生產(chǎn)效率時，可適當(dāng)提高速度（60~120mm/h）。