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锗烷
产品分类: 电子气体
锗烷 纯度:99.999% 中文名:锗烷 英文名:germane 分子式:GeH4 分子量:76.64  CAS登录号:231-961-6 EINECS登录号:3.52 沸  点:-88.15℃ 外观 :有毒、易燃和无色的气体。在室温和大气压力下,具有特有的刺激性气味 稳定性:锗烷的热稳定性比硅烷差,大约280℃就能检测到锗烷分解为锗和氢。这个温度约比硅烷开始分解的温度低100℃ 
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产品详情
锗烷是通式为GenH2n+2的一系列锗与氢的化合物的总称。一般来讲锗烷即指甲锗烷,常温下为有毒、易燃和无色的气体,分子式GeH4。
锗烷为无色、剧毒、可自燃、非腐蚀性气体。热稳定性差,160 ~ 180 ℃时锗烷缓慢氧化,大约在280 ℃就能检测到锗烷分解为锗和氢,在350 ℃锗烷几乎全部分解成单质锗和氢气; 锗烷的自催化性很强,一旦分解形成了金属覆盖膜,就会急剧分解,故其分解爆炸危险性很高。锗烷一般通过化学还原法、电化学反应法、等离子合成法合成,在半导体工业上有重要的用途
锗烷为剧毒、可分解爆炸物质,因此对整个生产工艺流程设备材质的选择和处理方面有一定的难度,特别是对反应系统的密闭性和尾气的处理更应该重视。要考虑减少废水、废气排放量,并加强处理,含锗烷的尾气必须经过无害化处理,符合排放标准方能排放。
 理化特性
物理性质
性状:有毒、易燃和无色的气体。
临界温度:308 K
临界压力:54.8 atm
生成热:+90.37 kJ/mol
键能(Ge—H):288.70 kJ/mol
键长(Ge—H):152.7 pm[1] 
化学性质
与硅烷不同,锗烷在空气中不自燃。GeH4能与空气混合而不发生化学变化,升温至160℃—183℃才逐渐被氧化(在低压下需要升温至320℃才起反应)。GeH4大约在280℃分解为锗和氢,375℃迅速分解。
锗烷与过量氧的反应按下式进行:GeH4 + 2O2 → GeO2 + 2H2O
锗烷与硅烷都是强还原剂,例如GeH4与硝酸银水溶液反应能放出氢气并析出黑色的锗与银的混合物。硅烷在稀碱溶液中迅速水解,而GeH4不但与稀碱溶液不反应,甚至与33%的NaOH溶液及1mol/L的HBr溶液中也不水解。
锗烷的液氨溶液具有导电性,是由于其在液氨中发生了电离:GeH4 + NH3 → NH4+ + GeH3-,因此锗烷与钠或钾在液氨中反应,分别生成白色固体NaGeH3和KGeH3,这两种物质在室温下都不稳定。
用途
甲锗烷在较高温度下时分解为锗和氢气。这种对热不稳定性被用于半导体工业中,即有机金属化学气相沉积法(MOVPE)。由于甲锗烷毒性较大,某些有机锗化合物(如异丁基锗)可以替代甲锗烷,应用于MOVPE中。
用于生产高纯锗
锗烷作为高纯单质锗的重要来源之一,主要用于半导体,红外技术等方面。采用锗烷制备单质锗具有以下优点: 锗烷分解在较低的温度下进行,并具有高的生产能力和高的产量,原始化合物和反应产品具有较小的反应能力,不需要补充试剂。
20 世纪60 年代以前,锗一直是作为重要的半导体材料而被大量采用,95% 以上的锗是用于制造半导体器件,以后由于硅材料的崛起,致使锗在半导体领域的用量一落千丈。但锗器件具有其它器件所无法比拟的优越性,锗具有非常小的饱和电阻,几乎无热辐射、功耗极小等优点。红外光学是耗锗最多的领域之一,美国和日本一直把锗烷作为战略储备物资用于军事方面。此外,锗在光纤、催化剂、医药、食品等领域仍然保持着一定的消耗量,还用于电阻温度计等。因此,即使硅材料被广泛使用,锗的生产也是必不可少的,而锗烷分解法是生产高纯锗的最佳方法之一。
用于太阳能电池
锗烷在电子工业中主要用于金属有机化合物气相沉积( MOCVD) 工艺,作为太阳能电池的重要前驱气体,锗烷主要用于制作含锗的中等带隙的非晶硅锗合金吸收绿光的中间层,和锗含量更高的窄带隙的非晶硅锗合金吸收红光的底层。在非晶硅或者微晶硅薄膜材料中掺入锗元素后,硅锗薄膜材料就能够大幅的调节材料向窄带隙方向移动,从而提高硅基薄膜太阳电池的光谱响应范围和太阳电池的光吸收效率,最终使得硅基薄膜太阳电池的转换效率提高。
用于制备异质结二极晶体管
锗烷作为硅-锗(Si-Ge)膜的前体。主要用于制造电子器件,如集成电路、光电器件,特别是制备异质结二极晶体管。在异质结二极晶体管(HBT) 中,薄硅锗层作为二极晶体管的基底生长在硅片上,与传统的硅二极晶体管相比,硅-锗HBT在速度、响应频率和增益上具有明显的优势,其速度和频率响应可以与更昂贵的镓-砷HBT相比。
其他用途
锗烷还应用于90 nm以上CMOS( 数码摄像器材感光元件) 、无线网络、3G 通讯器材半导体元件生产中的外延工艺。另外,锗烷在扩散、离子注入等工序中也多有应用。
注意事项
毒理学资料
剧毒。本品会影响神经功能和外周血液,与其他重金属氢化物一样毒性很强。大鼠吸入浓度为150ppm的氢化锗蒸气1小时,1天后致死。家兔吸入浓度为100ppm的蒸气时在1个月后即倒下。
急救措施
皮肤接触:皮肤接触先用水冲洗,再用肥皂彻底洗涤.如有灼伤,须就医诊治
眼睛接触:眼睛受刺激须用水冲洗,送医院诊治
吸入:应使患者脱离污染区,安置休息并速急送医院抢救
消防措施
有害燃烧产物:在200℃时分解产生氢和锗
灭火方法:消防人员必须穿戴氧气防毒面具和全身防护服,关闭泄漏钢瓶的阀门,如无法关闭阀门,消防人员及时撤离现场
个体防护
眼睛防护:氧气防毒面具
身体防护:应穿戴全身防护服
手防护:手套
泄漏应急处理
首先切断一切火源,戴好氧气防毒面具与手套。用排风机排送至水洗或与塔相连的通风橱内。 

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