Германий

Содержание германия в земной коре невелико и составляет 7∙10^{- 4} %.

Не реагирует Ge с разбавленными и концентрированными кисло­тами, растворяется в смесях азотной и плавиковой кислот, в царс­кой водке (смесь НN0₃ и HCl). В расплавленном состоянии не активен, не реагирует с кварцем, керамикой, не смачивает графит. Ge твердый, но хрупкий материал, легко раскалывается при ударе, изгибе. Германий не прозрачен для видимого света, а для ИК-лучей прозрачен при λ>1,8 мкм.

Из исходного сырья получают тетрахлорид германия GеСl₄ и путем дальнейшей переработки – двуокись германия GeO₂, из которого восстановлением водородной печи при температуре 650-700°С получают элементарный германий в виде серого порошка.

При Т> 600°С на воздухе Ge окисляется. Двуокись германия GeO₂ легко растворяется в воде и не может выполнять те функция, что SiO₂ на Si, поэтому планарные транзисторы на Ge выпол­няют при нанесении на его поверхность SiO₂.

Легирование Ge, т.е. процесс контролируемого введения необходимой примеси, осуществляется в результате диффузии этих примесей. Температура диффузии (700-900)°С. Наибольшей скоростью диффузии обладают Au, Al, Sb, а наименьшей растворимостью - Al, Ga, P, As. Чаще всего для получения областей p-типа про­водимости применяют акцепторы In, Ga, Al, а в качестве донорной примеси, т.е. для формирования областей n-типа проводимос­ти - Sb и As.

Термообработка Ge может существенно изменять его электриче­ские свойства. Если n-Ge нагреть до Т > 550°С, выдержать не­которое время, а затем быстро охладить (закалить), то изменится тип проводимости. Аналогичная термообработка для p-Ge приво­дит к снижению удельного сопротивления, без изменения типа про­водимости.

Подвижность носителей заряда в слабо легированном Ge при комнатной температуре сравнительно высока. Это обусловливает его использование в ВЧ-диодах и транзисторах.

Области применения: НЧ- и ВЧ-транзисторы, мощные и маломощ­ные, туннельные диоды, варикапы, точечные ВЧ, импульсные и СВЧ-диоды, датчики Холла, фототранзисторы, фотодиоды для ИК-лучей, счетчики ядерных частиц.