DE3841212A1 - METHOD FOR PRODUCING GERMANIUM TETRAFLUORIDE - Google Patents
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Abstract
Description
Germanium findet in der Halbleiter- und Solarzellenindustrie als Substrat- und Halbleitermaterial zunehmend Verwendung. Für hochreines Germanium und entsprechend reine Germaniumverbindun gen bzw. -legierungen besteht deshalb in der Elektronikindustrie ein entsprechend zunehmend höherer Bedarf.Germanium is found in the semiconductor and solar cell industries increasingly used as substrate and semiconductor material. For high-purity germanium and correspondingly pure germanium compound There are therefore alloys and alloys in the electronics industry a correspondingly increasing demand.
Neuere Germanium-PIN-Photodioden weisen extrem kurze Schaltzei ten von ca. 9 ns auf, zeigen für infrarotes Licht im Wellenlän genbereich zwischen 1100 und 1700 nm eine größere Empfindlich keit als entsprechende Siliciumdioden und sind deshalb für ver schiedene Einsatzgebiete diesen gegenüber bevorzugt. Eine be sondere Eignung dieser Photodioden besteht zum Beispiel in den Bereichen Messen, Steuern, Regeln sowie für Spektralphotometer, Entfernungsmessung, Laserdetektoren und für die optische Nach richtentechnik.Newer germanium PIN photodiodes have extremely short switching times 9 ns, show for infrared light in the wavelength range between 1100 and 1700 nm is more sensitive speed as corresponding silicon diodes and are therefore suitable for ver different areas of application preferred to these. A be Special suitability of these photodiodes is, for example, in the Areas of measurement, control, regulation and for spectrophotometers, Distance measurement, laser detectors and for optical post leveling technology.
Neuerdings findet Germanium auch als Substratmaterial für lei stungstarke Galliumarsenidsolarzellen mit hohen Wirkungsgraden Verwendung. Als aktiver Teil dieser Solarzellen macht Germanium den langwelligen Bereich des Sonnenspektrums nutzbar und bringt zusätzlich ein hohes Energie-Gewichts-Verhältnis, welches für Anwendungen in der Raumfahrt entscheidend ist.Recently, germanium has also been found as a substrate material for lei strong gallium arsenide solar cells with high efficiency Use. Germanium makes as an active part of these solar cells usable and brings the long-wave range of the solar spectrum additionally a high energy-weight ratio, which for Space applications is critical.
Weitere Verwendung findet Germanium als Dotierstoff in kristal linen oder amorphen Siliciumsolarzellen. Durch die Germaniumdo tierung läßt sich die optische Bandlücke des Siliciummaterials bis auf ca. 1,1 eV absenken, und so wiederum eine größere Rot empfindlichkeit der Solarzelle erreichen. Bei der wachsenden Bedeutung der photovoltaischen Energieerzeugung kommt der bes seren Ausnützung des Sonnenlichts ein hoher und noch weiter zu nehmender Stellenwert zu. Eine bessere Anpassung an das Sonnen licht kann aber nur durch eine entsprechende Einstellung der optischen Bandlücke erfolgen. Dafür geeignete Dotierungs- und Legierungszusätze gewinnen daher sehr an Bedeutung für die Solarzellenindustrie.Germanium is also used as a dopant in crystal linen or amorphous silicon solar cells. By the Germaniumdo the optical band gap of the silicon material lower to approx. 1.1 eV, and in turn a larger red reach sensitivity of the solar cell. With the growing The importance of photovoltaic energy generation The use of sunlight is high and even higher increasing importance. A better adaptation to the sun However, light can only be adjusted by setting the optical band gap. Suitable doping and Alloy additives are therefore very important for the Solar cell industry.
Ähnlich wie bei Silicium und anderen Halbleitermaterialien er fordert die Bereitstellung dieses Halbleitermaterials in entspre chend hoher Reinheitsqualität einen enormen verfahrenstechni schen Aufwand, welcher zu einem wesentlichen Kostenfaktor für die Bauelementefertigung wird.Similar to silicon and other semiconductor materials calls for the provision of this semiconductor material in corre sp a high process quality an enormous process technology effort, which is an essential cost factor for the component manufacturing is.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Herstellen einer hochreinen Germaniumverbindung anzugeben, welche als Ausgangsstoff für die Herstellung hochreinen elemen taren Germaniums oder anderer, entsprechend reiner in der Elek tronikindustrie einsetzbarer Germaniumverbindungen dienen kann. Das Verfahren soll außerdem einfach durchzuführen sein.The object of the present invention is therefore a method to provide a high purity germanium compound, which as a raw material for the production of high-purity elements taren germaniums or others, correspondingly purer in the elec Germanium compounds can be used in the electronics industry. The process should also be easy to perform.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei welchem Germaniumdioxid GeO2 in Gegenwart einer starken Mineralsäure mit insbesonders abgereichertem Uranhexafluorid umgesetzt wird. Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, daß als Mineralsäure konzentrierte Schwefelsäure H2SO4 verwendet wird. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteran sprüchen zu entnehmen.This object is achieved according to the invention by a process in which germanium dioxide GeO 2 is reacted with especially depleted uranium hexafluoride in the presence of a strong mineral acid. It is also within the scope of the invention that concentrated sulfuric acid H 2 SO 4 is used as the mineral acid. Further embodiments of the invention can be found in the claims at under.
Das für die Umsetzung benötigte Germaniumdioxid läßt sich aus den Germaniummineralien Germanit oder Argyrodit durch einen Auf schluß mit Salpetersäure und Schwefelsäure in einer ausreichen den Reinheit günstig erhalten. Uranhexafluorid wird in Form des abgereicherten Uranhexafluorid in großen Mengen gelagert und steht für die Nutzung seines Fluorpotentials praktisch kosten los zur Verfügung. Es verbleibt als bisher ungenutztes Nebenpro dukt bei der Herstellung von Kernbrennstoffen und stellt die an spaltbarem Uranisotop arme Fraktion nach der Isotopenanreiche rung dar, die gegenüber dem angereicherten UF6 in 4 bis 6-fach größerer Menge anfällt. Da es noch ca. 0,20 bis 0,25 Prozent des spaltbaren Isotops U enthält, dessen weitere Abreicherung auf einen Gehalt von ca. 0,1 Prozent technisch, aber nicht kosten mäßig möglich ist, besitzt es einen nur noch geringen Weiterver wendungswert, muß aber aus Sicherheitsgründen kostenintensiv gelagert werden.The germanium dioxide required for the reaction can be favorably obtained from the germanium minerals germanite or argyrodite by a breakdown with nitric acid and sulfuric acid in a sufficient purity. Uranium hexafluoride is stored in large quantities in the form of depleted uranium hexafluoride and is available practically free of charge for the use of its fluorine potential. It remains as a previously unused by-product in the production of nuclear fuels and represents the fraction of fissile uranium isotope after isotope enrichment, which is 4 to 6 times larger than the enriched UF 6 . Since it still contains about 0.20 to 0.25 percent of the cleavable isotope U, the further depletion of which to a level of about 0.1 percent is technically possible, but not in terms of cost, it has only a low reuse value, but must be stored costly for security reasons.
Aufgrund des technisch anspruchsvollen Prozesses der Isotopenan reicherung ist auch das abgereicherte UF6 von hoher chemischer Reinheit von mehr als 99,99 Prozent. Das Germaniumtetrafluorid ist eine bei -36°C siedende und daher bei Raumtemperatur gas förmige Verbindung. Bei optimaler Prozeßführung entsteht es im erfindungsgemäßen Verfahren - möglicherweise neben Spuren von Bortrifluorid BF3 - als einziges gasförmiges Reaktionsprodukt. Daher übertrifft das so erzeugte GeF4 die Reinheit der Ausgangs materialien noch einmal erheblich. Das erfindungsgemäße Verfah ren ist einfach und aus den bereits erwähnten Gründen auch äußerst kostengünstig durchzuführen und ist zur Bereitstellung von hochreinem Germanium für die Halbleiterindustrie bestens geeignet.Due to the technically demanding process of isotope enrichment, the depleted UF 6 is also of high chemical purity of more than 99.99 percent. The germanium tetrafluoride is a compound boiling at -36 ° C and therefore gaseous at room temperature. With optimal process control, it is formed in the process according to the invention — possibly in addition to traces of boron trifluoride BF 3 — as the only gaseous reaction product. Therefore, the GeF 4 generated in this way significantly exceeds the purity of the starting materials. The process according to the invention is simple and, for the reasons already mentioned, can also be carried out extremely inexpensively and is ideally suited for providing high-purity germanium for the semiconductor industry.
Mit der Erfindung wird weiterhin eine sinnvolle Weiterverwertung des abgereicherten UF6 bewirkt und somit zugleich das Problem der aufwendigen Lagerung des chemisch aggressiven und äußerst hydrolyseempfindlichen UF6 gelöst. Bei der Umsetzung entsteht gemäßWith the invention, a meaningful further use of the depleted UF 6 is further effected and at the same time the problem of the complex storage of the chemically aggressive and extremely hydrolysis-sensitive UF 6 is solved. During the implementation, according to
3 GeO₂ + 2 UF₆ + 2 H₂SO₄ → 3 GeF₄ + 2 UO₂SO₄ + 2 H₂O3 GeO₂ + 2 UF₆ + 2 H₂SO₄ → 3 GeF₄ + 2 UO₂SO₄ + 2 H₂O
als Uranendstufe das feste, an Luft beständige und deshalb leicht zu lagernde Uranylsulfat UO2SO4, das, falls wünschens wert, auch leicht in Uranoxid UO2 umgewandelt werden kann. Das im UF6 gebundene wertvolle Fluor wird zudem bei der genannten Reaktionsführung vollständig zur Darstellung von Germaniumte trafluorid genützt.as a uranium final stage, the solid, air-resistant and therefore easy-to-store uranyl sulfate UO 2 SO 4, which, if desirable, can also be easily converted into uranium oxide UO 2 . The valuable fluorine bound in the UF 6 is also fully used in the aforementioned reaction procedure for the preparation of germanium trafluoride.
Die Schwefelsäure stellt die billigste großtechnisch verfügbare Säure dar und wird deshalb bevorzugt für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt. Zudem führt sie zu der günstigen Uranend stufe Uranylsulfat. Doch können vom Prinzip her auch andere starke Mineralsäuren beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, beispielsweise konzentrierte Phosphorsäure. The sulfuric acid is the cheapest commercially available Acid is and is therefore preferred for the invention Process used. It also leads to the cheap uranium end stage uranyl sulfate. In principle, however, others can strong mineral acids used in the process according to the invention are, for example concentrated phosphoric acid.
Die angegebene Gleichung stellt nur die Bruttoreaktionsgleichung der aus mehreren Einzelreaktionen bestehenden Gesamtumsetzung dar. Eine wesentliche Rolle spielt dabei der als Zwischenprodukt entstehende Fluorwasserstoff, der als Reaktionsprodukt des Uran hexafluorids mit der konzentrierten Schwefelsäure entsteht. Bei erfindungsgemäßer Reaktionsführung wird der gesamte gebildete Fluorwasserstoff mit Germaniumdioxid umgesetzt. Das dabei ent stehende Reaktionswasser wird von der hygroskopisch wirkenden konzentrierten Schwefelsäure zu Hydroxoniumsulfat gebunden und verhindert so eine Rückreaktion des hydrolysempfindlichen Ger maniumtetrafluorids. Auch das Nebenprodukt Uranylsulfat wird mit überschüssig vorhandener konzentrierter Schwefelsäure kom plex gebunden und verbleibt deshalb in Lösung.The given equation represents only the gross reaction equation the overall implementation consisting of several individual reactions represents an essential role here as an intermediate emerging hydrogen fluoride, which is the reaction product of uranium hexafluoride with the concentrated sulfuric acid. At Reaction control according to the invention is the entire formed Hydrogen fluoride reacted with germanium dioxide. That ent standing water of reaction becomes hygroscopic concentrated sulfuric acid bound to hydroxonium sulfate and prevents the hydrolysis-sensitive device from reacting manium tetrafluoride. The by-product uranyl sulfate is also with excess concentrated sulfuric acid bound plex and therefore remains in solution.
Das Uranhexafluorid wird vorteilhafterweise gasförmig eingesetzt und ermöglicht so eine kontinuierliche Zuführung und Umsetzung mit der Germaniumdioxid/Schwefelsäure-Suspension im Gegenstrom verfahren. Dazu wird das durch leichtes Erwärmen in die Gaspha se überführte Uranhexafluorid von unten in die GeO2/H2SO4-Sus pension eingeleitet. Die sofort einsetzende Reaktion führt zu einem Gasgemisch aus GeF4, HF und UF6, welches nach oben auf steigt und mit weiterer Suspension vollständig abreagiert. Bei ausreichend langer "Reaktionsstrecke" verläuft die Umsetzung bezüglich der Fluorverbindungen quantitativ zu GeF4. Ein für das Verfahren geeigneter Reaktor ist rohrförmig ausge bildet. Insbesondere sollte er mehrere Böden aufweisen, um einen intensiven und längeren Kontakt des oder der aufsteigenden Gase mit der Suspension zu erzielen. Die Böden verringern die Ge schwindigkeit des nach oben perlenden Gasstroms und bewirken gleichzeitig eine intensive Durchmischung mit der von oben ge genströmenden Suspension. Bei optimaler Reaktionsführung kann am unteren Ende der Reaktionskolonne die verbrauchte bzw. mit Nebenprodukten beladene Schwefelsäure abgelassen werden, wäh rend am oberen Ende der Reaktionskolonne das gasförmige Produkt Germaniumtetrafluorid abgeleitet wird.The uranium hexafluoride is advantageously used in gaseous form and thus enables continuous feeding and reaction with the germanium dioxide / sulfuric acid suspension in countercurrent. For this purpose, the uranium hexafluoride transferred to the gas phase by gentle heating is introduced into the GeO 2 / H 2 SO 4 suspension from below. The reaction which begins immediately leads to a gas mixture of GeF 4, HF and UF 6, which rises to the top and completely reacts with further suspension. If the "reaction path" is sufficiently long, the conversion with respect to the fluorine compounds proceeds quantitatively to GeF 4. A reactor suitable for the process is tubular. In particular, it should have several trays in order to achieve intensive and prolonged contact of the rising gas or gases with the suspension. The bottoms reduce the speed of the upward bubbling gas flow and at the same time cause intensive mixing with the suspension flowing from above. If the reaction is carried out optimally, the spent or loaded with by-products sulfuric acid can be discharged at the lower end of the reaction column, while the gaseous product germanium tetrafluoride is derived at the upper end of the reaction column.
Einen weiteren, die Geschwindigkeit und Vollständigkeit der Um setzung des UF6 beeinflussenden Faktor stellt die Korngröße des eingesetzten Germaniumdioxids dar. Zur Beschleunigung der hete rogen laufenden Reaktion ist eine möglichst große Oberfläche des Feststoffes und somit eine günstig geringe Korngröße des Germa niumdioxids erforderlich. Dabei soll die Partikelgröße eine gute Suspendierbarkeit in der konzentrierten Schwefelsäure ermögli chen, der GeF4-Gasstrom aber kein Aufschwimmen derselben herbei führen. Über die Korngröße, die vorteilhafterweise um 1 mm liegt, kann dann auch die Heftigkeit der exotherm verlaufenden Reaktion gesteuert werden.Another factor influencing the speed and completeness of the implementation of the UF 6 is the grain size of the germanium dioxide used. In order to accelerate the heterogeneous reaction, the largest possible surface area of the solid and therefore a favorable small grain size of the germanium dioxide are required. The particle size should enable a good suspendability in the concentrated sulfuric acid, but the GeF 4 gas flow should not cause it to float. The severity of the exothermic reaction can then be controlled via the grain size, which is advantageously around 1 mm.
Als einzige flüchtige Verunreinigung kann in dem Produktgas ne ben Germaniumtetrafluorid noch Bortrifluorid BF3 enthalten sein, sofern das GeO2 mit Boroxiden verunreinigt ist. BF3 ist jedoch eine starke Lewis-Säure, die sich leicht durch Adsorption ab trennen läßt. Es bildet mit vielen Lewis-Basen, insbesondere sauerstoffhaltigen organischen und anorganischen Verbindungen, stabile Addukte. Solche sind zum Beispiel mit den Oxiden und Hydroxiden von Metallen, Alkalisalzen von Sauerstoffsäuren, Sauerstoffsäuren selbst, Acylfluoriden, Ethern, Ketonen, Säure anhydriden und vielen anderen mehr bekannt.The only volatile impurity in the product gas, in addition to germanium tetrafluoride, is boron trifluoride BF 3 , provided that the GeO 2 is contaminated with boron oxides. BF 3 is, however, a strong Lewis acid, which can be easily separated by adsorption. It forms stable adducts with many Lewis bases, especially oxygen-containing organic and inorganic compounds. Such are known, for example, with the oxides and hydroxides of metals, alkali salts of oxygen acids, oxygen acids themselves, acyl fluorides, ethers, ketones, acid anhydrides and many others.
Die Abtrennung von BF3 kann durch Adsorption an eine Festsub stanz erfolgen oder auch durch eine Gaswäsche mit einem ent sprechenden flüssigen Adsorptionsmittel, zum Beispiel mit Dioxan vorgenommen werden. Im Anschluß daran kann das reine GeF4 durch Abkühlung unter -36,6°C ausgefroren werden und läßt sich dann in fester Form bequem handhaben und lagern.The separation of BF 3 can be carried out by adsorption on a solid substance or by gas scrubbing with an appropriate liquid adsorbent, for example with dioxane. Subsequently, the pure GeF 4 can be frozen out by cooling below -36.6 ° C and can then be conveniently handled and stored in solid form.
Für die weitere Verwendung des so hergestellten Germaniumtetra fluorids in der Halbleiterindustrie bieten sich verschiedene Möglichkeiten an.For further use of the germanium tetra produced in this way fluorids are available in the semiconductor industry Possibilities.
Zum Dotieren von amorphem Silicium mit Germanium kann dem Silan- Gasstrom für den Abscheideprozeß direkt Germaniumtetrafluorid beigemischt werden. Dadurch wird neben Germanium gleichzeitig auch Fluor in das amorphe Silicium mit eingebaut, welches zu gleich zur Absättigung der sogenannten dangling-bonds führt und so die zum Beispiel für Solarzellen geforderten elektrischen Eigenschaften des Halbleitermaterials verbessert. For doping amorphous silicon with germanium, the silane Gas flow for the deposition process directly germanium tetrafluoride be added. As a result, in addition to germanium also fluorine built into the amorphous silicon, which too leads to the saturation of the so-called dangling bonds and for example the electrical ones required for solar cells Properties of the semiconductor material improved.
Für die Herstellung von Silicium/Germanium-Legierungen benötig tes elementares Germanium läßt sich auf thermisch-reduktivem Wege aus GeF4 erhalten. Als Reduktionsmittel können Alkali- und Erdalkali-Metalle dienen, die dabei in die Fluoride überführt werden. Auch mit Wasserstoff oder Kohlenstoff, zum Beispiel im Kohle-Lichtbogenofen, kann aus GeF4 elementares Germanium ge wonnen werden.Elemental germanium required for the production of silicon / germanium alloys can be obtained from GeF 4 in a thermo-reductive way. Alkali and alkaline earth metals, which are converted into the fluorides, can serve as reducing agents. Elemental germanium can also be obtained from GeF 4 with hydrogen or carbon, for example in a coal arc furnace.
Für verschiedene Prozesse wird das Germanium auch in Form sei ner Wasserstoffverbindungen, Monogerman GeH4 oder Digerman Ge2H6, benötigt. Monogerman läßt sich durch Umsetzung des Ger maniumtetrafluorids mit Alkali- oder Erdalkali-Hydriden erhal ten. Die Umsetzung mit zum Beispiel Natrium- oder Magnesiumhy drid liefert GeH4 und Natrium bzw. Magnesiumfluorid, NaF bzw. MgF2.Germanium is also required for various processes in the form of its hydrogen compounds, Monogerman GeH 4 or Digerman Ge 2 H 6 . Monogerman can be obtained by reacting the manium tetrafluoride with alkali or alkaline earth hydrides. The reaction with, for example, sodium or magnesium hydride provides GeH 4 and sodium or magnesium fluoride, NaF or MgF 2 .
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels und der Figur noch näher erläutert. Dabei zeigt die Figur im schematischen Querschnitt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.In the following, the invention is illustrated by means of an embodiment game and the figure explained in more detail. It shows the figure in schematic cross section a device for Implementation of the method according to the invention.
Als Reaktionsgefäß für die erfindungsgemäße Umsetzung dient ein rohrförmiger Reaktor 1, der ähnlich einer Destillationskolonne mehrere "Böden" 2 aufweist, zum Beispiel in der Art wie es in der Figur angedeutet ist oder dem Fachmann unter der Bezeich nung Glockenbodenkolonne bekannt ist. Mit 3 ist eine Zuleitung bezeichnet, über die mittels einer geeigneten Dosiervorrichtung der Reaktor 1 kontinuierlich mit einer Germaniumdioxid-konzen trierter Schwefelsäure-Suspension von oben beschickt wird.As a reaction vessel for the reaction according to the invention, a tubular reactor 1 is used which , like a distillation column, has a plurality of “trays” 2 , for example in the manner indicated in the figure or known to the person skilled in the art under the designation bubble tray column. 3 designates a feed line through which the reactor 1 is continuously charged with a germanium dioxide-concentrated sulfuric acid suspension from above by means of a suitable metering device.
Das verwendete Germaniumdioxid wird durch Aufschluß der Minera lien Germanit oder Argyrodit mit einem Salpetersäure/Schwefel säure-Gemisch in an sich bekannter Weise gewonnen. Es ist von ausreichend hoher Reinheit und enthält zumindest keine säurelös lichen Verunreinigungen mehr. Zur besseren Suspendierung und zur Beschleunigung der heterogenen Reaktion wird das Germanium dioxid vorher bis auf eine Körnung von zum Beispiel 0,5 bis 1,5 mm vermahlen.The germanium dioxide used is extracted from the minera lien germanite or argyrodite with a nitric acid / sulfur Acid mixture obtained in a conventional manner. It's from sufficiently high purity and at least contains no acidic impurities. For better suspension and Germanium is used to accelerate the heterogeneous reaction dioxide beforehand down to a grain size of, for example, 0.5 to 1.5 mm ground.
Aus einem Vorratsbehälter 4 wird der Sublimator 5 mit dem in flüssiger Form vorliegenden Uranhexafluorid beschickt. Durch leichtes Erwärmen bis ca. 60° in die Gasphase überführt, wird dann das Uranhexafluorid - vorzugsweise mit etwas GeF4 als Trägergas (13) - über die Einleitung 6 von unten in den mit der GeO2-Suspension gefüllten Reaktor 1 eingeblasen. Zum Erzeugen feiner Gasblasen kann die Einleitung von UF6 über einen Diffu sor vorgenommen werden. Bei der spontan einsetzenden Reaktion werden weitere Gase (HF und GeF4) erzeugt, die nun im Reaktor 1 vom Boden 2 zu Boden 2 aufsteigend die Suspension durchperlen. Im Laufe der durch die Böden 2 verlängerten "Reaktionsstrecke" erfolgt eine vollständige Umsetzung, so daß der am oberen Ende des Reaktors 1 ankommende Gasstrom nur noch das Produkt Germa niumtetrafluorid enthält. Dieses wird bei 8 aus dem Reaktor 1 ausgeleitet, während die mit den Nebenprodukten beladene Schwe felsäure den Reaktor 1 beim Auslaß 9 verläßt. Zur Regenerierung kann die Schwefelsäure bei 10 destilliert und zum Suspendieren von Germaniumdioxid wiederverwendet werden. Der Produktgasstrom durchläuft nun einen Gaswäscher 11, in dem Spuren der möglichen Verunreinigung BF3 durch Waschen mit Dioxan entfernt werden. Durch Abkühlen unter -40°C wird das Germaniumtetrafluorid im Kondensator 12 ausgefroren und in geeignete Vorratsbehälter ab gefüllt.The sublimator 5 is charged with the uranium hexafluoride present in liquid form from a storage container 4 . Transferred by gentle heating to about 60 ° in the gas phase, then the uranium hexafluoride - preferably with some GeF 4 as a carrier gas (13) - is injected to initiate 6 from below into the container filled with the GeO 2 suspension reactor. 1 To generate fine gas bubbles, UF 6 can be introduced via a diffuser. During the spontaneously occurring reaction, further gases (HF and GeF 4 ) are generated, which now bubble up through the suspension in the reactor 1 from bottom 2 to bottom 2 . In the course of the "reaction section" extended by the trays 2 , a complete reaction takes place, so that the gas stream arriving at the upper end of the reactor 1 only contains the product germane tetrafluoride. This is discharged from reactor 1 at 8 , while the sulfuric acid loaded with the by-products leaves reactor 1 at outlet 9 . For regeneration, the sulfuric acid can be distilled at 10 and reused to suspend germanium dioxide. The product gas stream now passes through a gas scrubber 11 , in which traces of possible contamination BF 3 are removed by washing with dioxane. By cooling below -40 ° C, the germanium tetrafluoride is frozen out in the condenser 12 and filled into suitable storage containers.
Das so erhaltene Germaniumtetrafluorid ist von hoher Reinheit und kann daher ohne weitere Reinigung zum Herstellen der in der Elektronikindustrie benötigten Germaniumverbindungen bzw. -le gierungen oder von elementarem Germanium verwendet werden. Un ter Verwendung dieses Germaniums gefertigte Halbleitermateria lien sind für hochwertige Bauelemente bestens geeignet.The germanium tetrafluoride thus obtained is of high purity and can therefore be manufactured without further purification in the Electronics industry required germanium compounds or oils alloys or of elementary germanium. Un semiconductor material manufactured using this germanium Lines are ideally suited for high-quality components.
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