Germanium-Wafer
GINECHIP liefert Germanium-Wafer in 50–200 mm Durchmesser mit kontrollierter Dotierung (N-Typ Sb, P-Typ Ga, Eigen), Epi-Ready-Oberflächen und niedrigem EPD für Infrarotoptik, Photovoltaik und Hochgeschwindigkeitselektronik.
Überblick über Germanium-Substrate
Germanium (Ge) ist ein Halbleiter der Gruppe IV mit einer indirekten Bandlücke von 0,66 eV und einer hohen Elektronenbeweglichkeit von 3.900 cm²/V·s, wodurch es ideal für Infrarotoptik und Hochgeschwindigkeits-Elektronik ist.
Wählen Sie aus N-Typ (Sb), P-Typ (Ga) oder Intrinsic (unlegiert) in Durchmessern von 50–200 mm, Orientierungen (100), (111) und (110) sowie Oberflächenfinishen von SSP/DSP bis Epi-Ready mit RMS <2Å.
5N+-Reinheit, EPD < 5×10³/cm² und Epi-Ready-Oberflächen für anspruchsvolle IR- und Epitaxie-Anwendungen.
Kristallwachstumsverfahren
Wir züchten Germanium mit den Techniken Czochralski (CZ) und VGF, um unterschiedliche Anforderungen an die Kristallqualität, den Durchmesser und die Produktionseffizienz zu erfüllen.
Czochralski (CZ)
Das CZ-Wachstum ist der Standard für die hochvolumige Germaniumproduktion und liefert groß-dimensionierte Ingots bis 200 mm mit gleichmäßigem Dotieren und stabiler Qualität für Optik und Elektronik.
VGF-Wachstum
VGF (Vertical Gradient Freeze) bietet eine niedrigere Versetzungsdichte und verbesserte Homogenität für spezielle Substrate, die in der Epitaxie und in High-Performance-Anwendungen eingesetzt werden.
Infrarot-Transmission
Germanium überträgt über einen breiten Bereich von 2–14 μm mit einem Brechungsindex von etwa 4,0 und ist damit eines der am häufigsten verwendeten Materialien für Infrarotoptiken.
Ein hoher Brechungsindex und eine geringe Dispersion ermöglichen kompakte Linsendesigns für die Thermografie, FLIR-Systeme und CO₂-Laseroptiken bei 10,6 μm.
- 2–14 μm Transmissionsfenster, das die Bänder MWIR und LWIR abdeckt.
- Hoher Brechungsindex (n ≈ 4,0) ermöglicht kompakte, hocheffiziente optische Systeme.
- ~47% Zweiflächen-Transmission, nur durch Fresnel-Reflexion begrenzt (ungecoatet).
- AR-Beschichtungen (einschließlich DLC) verfügbar zur Verbesserung der Transmission und Haltbarkeit.
IR-Transmission nach Wellenlängenband
| Wellenlängenbereich | Transmission | Band |
|---|---|---|
| 2.0 – 3.0 μm | ~47% (two-surface reflection limited) | Mittelwellen (kurz) |
| 3.0 – 5.0 μm | ~47% (intrinsic transparency) | Mittelwellen-Fenster |
| 8.0 – 12.0 μm | ~47% (intrinsic transparency) | Langwellen-Fenster |
| 10.6 μm | ~47% (CO₂ laser line) | CO₂-Laserseite |
| 12.0 – 14.0 μm | > 40% (multiphonon edge begins) | Erweiterter Langwellenbereich |
Die Werte sind typisch für ungecoatete, beidseitig polierte Substrate; AR-beschichtete Optiken können eine Transmission von über 97% erreichen.
Solarzellen & Photovoltaik
Germanium ist das Substrat der Wahl für Multi-Junction-III-V-Solarzellen mit einer Bandlücke von 0,66 eV, die GaAs- und InGaP-Übergänge für maximale Umwandlungseffizienz ergänzt.
Weltraumqualitäts-Germanium liefert die niedrige EPD, die präzise Ausrichtung und die thermische Stabilität, die für Satellitenstromsysteme erforderlich sind.
Germanium-Wafer unterstützen außerdem terrestrische Konzentrator-Photovoltaik (CPV) mit bewährter Zuverlässigkeit und skalierbarer Produktion.
SiGe & Hochgeschwindigkeits-Elektronik
Silizium-Germanium-(SiGe)-Epitaxie auf Germanium-Substraten ermöglicht Heterojunction-Bipolar-Transistoren (HBTs) mit fT/fmax über 500 GHz für High-Speed-Digital- und RF-Anwendungen.
Ge- und Germanium-on-Insulator-(GOI)-Plattformen ermöglichen weiterhin fortschrittliche CMOS- und photonische integrierte Schaltungen für das nächste Rechenzeitalter und optische Interconnects.
Strahlungsdetektion
Hochreines Germanium (HPGe) bietet eine hervorragende Energieresolution für die Gammastrahlenspektroskopie und ist damit das Referenzmaterial für die Kernphysik und die Strahlungsüberwachung.
Germanium unterstützt lithiumgedriftete Ge(Li)-Detektoren sowie planare Detektoren, die in der Sicherheitsprüfung, medizinischen Bildgebung und im Umweltmonitoring eingesetzt werden.
Technische Spezifikationen
| Parameter | Verfügbarer Bereich |
|---|---|
| Material | Single-crystal Germanium (Ge), 5N+ purity |
| Durchmesser | 50mm, 100mm, 150mm, 200mm |
| Dotierstofftyp | N-type (Sb-doped), P-type (Ga-doped), Intrinsic (undoped) |
| Spezifischer Widerstand | N-type: 0.01–40 Ω·cm, P-type: 0.01–30 Ω·cm, Intrinsic: > 40 Ω·cm |
| Orientierung | (100), (111), (110), off-cut ±0.5° |
| Dicke | 200μm–1000μm, standard SEMI thicknesses |
| Oberflächenpolitur | SSP, DSP, Epi-Ready, RMS < 2Å |
| EPD (Ätzgrübchendichte) | < 5×10³/cm² |
| TTV / Bow / Warp | TTV < 5μm, Bow < 15μm, Warp < 20μm |
| Bandlücke | 0.66 eV (indirect) |
| Elektronenbeweglichkeit | 3,900 cm²/V·s |
| Lochbeweglichkeit | 1,900 cm²/V·s |
| IR-Transmissionsbereich | 2–14μm, n ≈ 4.0 |
| Brechungsindex | 4.003 @ 10.6μm (CO₂ laser wavelength) |
| Wärmeleitfähigkeit | 60 W/m·K |
| Dichte | 5.323 g/cm³ |
| Verpackung | Vacuum-sealed, single-wafer shippers, Class 100 |
Anwendungen
IR-Optik & Thermografie
Ein hoher Brechungsindex (n ≈ 4.0) sowie eine Transmission von 2–14 μm machen Germanium zum Standardmaterial für Infrarotlinsen, Fenster und Thermografiesysteme.
Solarzellen & Photovoltaik
Germanium-Substrate ermöglichen Multi-Junction-III-V-Solarzellen für Anwendungen der konzentrierenden Photovoltaik im Weltraum und auf der Erde.
Hochgeschwindigkeits-Elektronik
Hohe Elektronenbeweglichkeit (3.900 cm²/V·s) und SiGe-Heteroepitaxie ermöglichen Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen, RF-Geräte und photonische Verbindungen.
Strahlungsdetektion
Hochreines Germanium (HPGe) liefert eine außergewöhnlich hohe Energieauflösung für Gammastrahlenspektroskopie, nukleares Monitoring und Sicherheits-Scans.
Satelliten & Luft- und Raumfahrt
Strahlungsbeständige Germanium-Substrate unterstützen Satelliten-Solararrays, IR-Optiken und optoelektronische Systeme für die Luft- und Raumfahrt.
Forschung & Spezial-Substrate
Optionen für individuelle Ausrichtung, Dotierung und Dicke unterstützen die Forschung in Photonik, Quantentechnik und fortschrittlichen Halbleiterbauteilen.
Qualität & Zertifizierung
GINECHIP-Germanium-Wafer werden nach ISO 9001:2015 mit 100%-Prüfung hergestellt und sind verfügbar, um Standards gemäß SEMI M1–M13 sowie Anforderungen von RoHS/REACH zu erfüllen.
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