锗（Ge）衬底｜其他材料

Name: 锗（Ge）衬底
Brand: 晶基半导体

产品介绍

锗（Ge）是 IV 族半导体，间接带隙约 0.66 eV，电子迁移率高达约 3,900 cm²/V·s、空穴迁移率约 1,900 cm²/V·s，在红外光学与高速电子领域兼具光学与电学价值。锗片直径覆盖 50–200mm，提供 N 型（掺 Sb）、P 型（掺 Ga）与本征（未掺杂）三种类型，晶向可选 (100)、(111)、(110)，表面状态从 SSP / DSP 到 Epi-Ready。

锗在 2–14μm 波段具有良好的红外透过性，10.6μm 处折射率约 4.0，常用于红外镜头、窗口与 CO₂ 激光光学；作为多结 III-V 太阳能电池的衬底，其 0.66 eV 带隙可与 GaAs、InGaP 结互补。材料以 CZ 与 VGF 两种方法生长，纯度 5N+、腐蚀坑密度（EPD）低至 < 5×10³/cm²，详见材料特性指南。同族化合物衬底可参考GaAs / InP 衬底。

核心特性

红外透过窗口 2–14μm，覆盖 MWIR 与 LWIR 波段；
高折射率（n ≈ 4.0）利于紧凑型红外光学设计；
高电子迁移率（约 3,900 cm²/V·s），支持 SiGe 高速器件；
低 EPD（< 5×10³/cm²）与 Epi-Ready 表面（RMS < 2Å）；
直径 50–200mm，可按需定制晶向、掺杂与厚度。

单晶锗片：兼顾红外光学与高速电子应用

应用场景

红外光学与热成像

2–14μm 透射与高折射率，用于红外镜头、窗口、热像仪与 10.6μm CO₂ 激光光学。

多结太阳能电池

作为 III-V 多结电池衬底，0.66 eV 带隙与 GaAs、InGaP 结互补，用于空间与聚光光伏，详见功率电子应用。

高速电子与 SiGe

高电子迁移率支持 SiGe 异质结器件与高速数字、射频电路。

辐射探测

高纯锗（HPGe）用于伽马能谱，具备优异的能量分辨率，适合核物理与环境监测。

卫星与航空航天

耐辐射衬底支持卫星太阳能电池阵列、红外光学与光电系统。

科研与特种衬底

可按需定制晶向、掺杂与厚度，支持光子学、量子技术等研究，详见特种材料。

能力介绍

单晶生长：CZ 与 VGF 两种方法，兼顾大直径产能与低位错密度；
掺杂控制：N 型（Sb）、P 型（Ga）与本征，电阻率范围宽；
晶向与偏角：支持 (100)、(111)、(110) 及 ±0.5° 偏角；
表面加工：SSP / DSP 抛光与 Epi-Ready 表面（RMS < 2Å）；
检测与认证：XRD、AFM、四探针 / 霍尔、颗粒与几何量检测；
镀膜配套：可选 AR 增透膜与 DLC 保护膜，详见薄膜沉积。

Ge 与化合物半导体衬底：按晶向、掺杂与表面状态定制

生长 · 掺杂 · 表面加工与检测

从晶锭生长到最终表面处理可按器件需求组合，工艺方案与含税报价由工程师对接，详见定制加工总览。

参数规格

基础规格

参数	规格 / 可定制范围
材料	单晶锗（Ge），纯度 5N+
直径	50mm、100mm、150mm、200mm
掺杂 / 类型	N 型（Sb）、P 型（Ga）、本征（未掺杂）
电阻率	N 型 0.01–40 Ω·cm；P 型 0.01–30 Ω·cm；本征 > 40 Ω·cm
晶向	(100)、(111)、(110)，偏角 ±0.5°
厚度	200–1000μm，常用 SEMI 标准厚度
表面状态	SSP、DSP、Epi-Ready，RMS < 2Å
EPD（腐蚀坑密度）	< 5×10³/cm²
TTV / Bow / Warp	TTV < 5μm；Bow < 15μm；Warp < 20μm
带隙	约 0.66 eV（间接带隙）
电子 / 空穴迁移率	约 3,900 / 1,900 cm²/V·s
红外透过	2–14μm，折射率 n ≈ 4.0
热导率 / 密度	约 60 W/m·K / 5.323 g/cm³
封装	真空密封单片盒，Class 100 环境

红外透射波段（双面抛光、未镀膜典型值）

波段	典型透过率	说明
2.0–3.0μm	约 47%	中波短边，受双面菲涅尔反射限制
3.0–5.0μm	约 47%	中波窗口
8.0–12.0μm	约 47%	长波窗口，热成像常用
10.6μm	约 47%	CO₂ 激光工作波长
12.0–14.0μm	> 40%	多声子吸收边开始出现

设备与工艺装备

设备类别	典型配置	用途
单晶生长炉	CZ 直拉炉、VGF 垂直梯度凝固炉	生长不同位错密度与直径的锗晶锭
切割与成型	内圆 / 线切割	将晶锭切成晶圆并控制晶向
研磨与抛光机	研磨 + 化学机械抛光	实现 SSP / DSP 表面与厚度公差
清洗线	多槽湿法清洗	去除颗粒与金属污染
X 射线衍射仪	XRD 定向与偏角测量	验证 (100)/(111)/(110) 与偏角
表面分析	AFM、光学轮廓仪	粗糙度 RMS 与表面缺陷检测
电学测试	四探针、霍尔、EPD 腐蚀台	电阻率、载流子与腐蚀坑密度
红外光学测量	红外光谱 / 椭偏仪	透过率与折射率验证
封装	真空密封 + 洁净封装	防止氧化与污染，便于运输存储

以上为未镀膜双面抛光片的典型值，加 AR 增透膜后可显著提升透过率；具体目标波段与镀膜方案可与工程师确认。

实际案例

红外光学

长波红外镜头用锗片

某红外系统团队开发 8–12μm 热成像镜头，需要低吸收、表面缺陷少的锗片并配套增透膜。

结果：交付双面抛光锗片并提供透过与粗糙度数据，配套 AR 镀膜方案提升透过率。

光伏衬底

多结电池用低位错锗衬底

某电池团队开发 III-V 多结结构，对衬底 EPD 与晶向一致性有明确要求。

结果：按 EPD < 5×10³/cm²、偏角 ±0.5° 交付，随批附 XRD 与腐蚀坑密度数据。

科研小批量

Epi-Ready 锗片小批量供应

某高校课题组做 SiGe 外延验证，需要小批量 Epi-Ready 锗片并尽快到货。

结果：常备规格现货优先供应，48 小时发货，随片提供 RMS 与几何量数据。

常见问题

锗片有哪些掺杂类型和电阻率范围？

提供 N 型（掺 Sb）、P 型（掺 Ga）与本征（未掺杂）三种。电阻率范围：N 型 0.01–40 Ω·cm，P 型 0.01–30 Ω·cm，本征 > 40 Ω·cm。如需要更窄的电阻率窗口，请在询价时注明目标值与公差。

支持哪些晶圆直径和晶向？

直径覆盖 50mm、100mm、150mm、200mm；晶向可选 (100)、(111)、(110)，偏角可控制到 ±0.5°。

锗片的红外透过率是多少？

双面抛光未镀膜片在 2–14μm 多数波段约 47%（受双面菲涅尔反射限制），12–14μm 逐渐下降至 40% 以上。加 AR 增透膜后可显著提升透过率，具体数值随膜系设计而定。

Epi-Ready 表面意味着什么？

Epi-Ready 指表面洁净、颗粒与原生氧化受控，适合直接进行外延生长，本页规格中其粗糙度指标为 RMS < 2Å。若用于外延，建议同时确认晶向、偏角与电阻率要求。

供货与交期如何？

常备规格优先现货供应，一般 48 小时内发货；特殊晶向、掺杂或 Epi-Ready 加工按排产，交期以工程师确认的排产周期为准。

锗片主要用在哪些领域？

主要用于红外光学与热成像（含 10.6μm CO₂ 激光光学）、III-V 多结太阳能电池衬底、SiGe 高速电子与射频、高纯锗伽马能谱探测，以及卫星光电系统。

锗的带隙和迁移率有什么优势？

锗带隙约 0.66 eV（间接），电子迁移率约 3900 cm²/V·s、空穴约 1900 cm²/V·s，兼顾红外光学与高速电子（SiGe）应用。

锗片用哪种方法生长，缺陷水平如何？

采用 CZ 直拉与 VGF 垂直梯度凝固两种方法，纯度 5N+，腐蚀坑密度 EPD < 5×10³/cm²；随批可附 XRD 与腐蚀坑密度数据。

厚度和几何精度如何？

厚度 200–1000μm，常用 SEMI 标准厚度；TTV < 5μm、Bow < 15μm、Warp < 20μm，并可按需定制晶向、掺杂与厚度。

出货包装怎么样？

采用真空密封单片盒，在 Class 100 环境封装出货，防止锗片氧化与污染，便于运输与存储。

提交直径、晶向与掺杂要求，工程师 24 小时内回复方案

常备规格 48 小时发货 · 定制按排产周期交付

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