鍺晶圓
GINECHIP 提供直徑 50–200 mm 的鍺晶圓,具備受控摻雜(N 型 Sb、P 型 Ga、本徵)、Epi-Ready 表面,以及適用於紅外線光學、光伏與高速電子的低 EPD。
鍺襯底概覽
鍺(Ge)是第 4 族半導體,具有間接能隙 0.66 eV 與高電子遷移率 3,900 cm²/V·s,因此非常適用於紅外線光學與高速電子元件。
選擇 N 型(Sb)、P 型(Ga)或本徵(未摻雜)規格,直徑 50–200 mm,取向 (100)、(111) 和 (110),表面處理從 SSP/DSP 到 Epi-Ready,RMS <2Å。
5N+ 高純度、EPD < 5×10³/cm²,以及適用於嚴苛紅外線與外延應用的 Epi-Ready 表面。
晶體生長方法
我們採用柴可拉斯基(CZ)與 VGF 技術進行鍺生長,以滿足對晶體品質、直徑與生產效率的不同需求。
柴可拉斯基(CZ)
CZ 生長是大規模鍺製造的標準,可製備最大至 200 mm 的大直徑錠料,並提供均勻摻雜與穩定品質,滿足光學與電子應用需求。
VGF 生長
VGF(Vertical Gradient Freeze,垂直梯度凝固)可降低位錯密度並提升用於外延與高性能應用的特殊襯底均勻性。
紅外線透射
鍺在寬廣的 2–14 μm 範圍內具透射能力,折射率約為 4.0,使其成為紅外線光學中使用最廣泛的材料之一。
高折射率與低色散能在 10.6 μm 下為熱成像、FLIR 系統以及 CO₂ 雷射光學提供緊湊的鏡頭設計。
- 2–14 μm 透射窗口,涵蓋 MWIR 與 LWIR 波段。
- 高折射率(n ≈ 4.0)可實現緊湊且高效率的光學系統。
- ~47% 兩面透射率,僅受費涅耳反射限制(未鍍膜)。
- 可提供 AR 鍍膜(包含 DLC),以增強透射率與耐久性。
依波段的紅外線透射率
| 波長範圍 | 透射率 | 波段 |
|---|---|---|
| 2.0 – 3.0 μm | ~47% (two-surface reflection limited) | 中波短段 |
| 3.0 – 5.0 μm | ~47% (intrinsic transparency) | 中波窗口 |
| 8.0 – 12.0 μm | ~47% (intrinsic transparency) | 長波窗口 |
| 10.6 μm | ~47% (CO₂ laser line) | CO₂ 雷射譜線 |
| 12.0 – 14.0 μm | > 40% (multiphonon edge begins) | 延伸長波 |
數值為未鍍膜雙面拋光襯底的典型值;鍍有 AR 的光學元件可超過 97% 透射率。
太陽能電池與光伏
鍺是多接面 III-V 太陽能電池的首選襯底,能隙為 0.66 eV,可與 GaAs 與 InGaP 接面互補,以實現最大轉換效率。
太空等級鍺能提供低 EPD、精準取向以及衛星電力系統所需的熱穩定性。
鍺晶圓亦支援地面聚光光伏(CPV),具備經過驗證的可靠度與量產可擴展性。
SiGe 與高速電子
在鍺襯底上進行矽鍺(SiGe)外延可製備異質接面雙極電晶體(HBTs),其 fT/fmax 可超過 500 GHz,適用於高速數位與射頻應用。
Ge 與絕緣體上鍺(GOI)平台持續支援先進的 CMOS 與光子整合電路,用於下一代運算與光互連。
輻射偵測
高純度鍺(HPGe)提供傑出的能量解析度,用於伽瑪射線光譜學,使其成為核物理與輻射監測的參考材料。
鍺支援鋰漂移 Ge(Li) 與平面式探測器,應用於安防掃描、醫療影像與環境監測。
技術規格
| 參數 | 可用範圍 / 值 |
|---|---|
| 材料 | Single-crystal Germanium (Ge), 5N+ purity |
| 直徑 | 50mm, 100mm, 150mm, 200mm |
| 摻雜類型 | N-type (Sb-doped), P-type (Ga-doped), Intrinsic (undoped) |
| 電阻率 | N-type: 0.01–40 Ω·cm, P-type: 0.01–30 Ω·cm, Intrinsic: > 40 Ω·cm |
| 晶向 | (100), (111), (110), off-cut ±0.5° |
| 厚度 | 200μm–1000μm, standard SEMI thicknesses |
| 表面拋光 | SSP, DSP, Epi-Ready, RMS < 2Å |
| EPD(蝕刻坑密度) | < 5×10³/cm² |
| TTV / 翹曲 / 變形 | TTV < 5μm, Bow < 15μm, Warp < 20μm |
| 能隙 | 0.66 eV (indirect) |
| 電子遷移率 | 3,900 cm²/V·s |
| 電洞遷移率 | 1,900 cm²/V·s |
| IR 透射範圍 | 2–14μm, n ≈ 4.0 |
| 折射率 | 4.003 @ 10.6μm (CO₂ laser wavelength) |
| 熱導率 | 60 W/m·K |
| 密度 | 5.323 g/cm³ |
| 包裝 | Vacuum-sealed, single-wafer shippers, Class 100 |
應用
紅外光學與熱成像
高折射率(n ≈ 4.0)與 2–14 μm 透射率,使鍺成為紅外線透鏡、窗片與熱成像系統的標準材料。
太陽能電池與光伏
鍺襯底支援多接面 III-V 太陽能電池,適用於太空與地面聚光光伏應用。
高速電子
高電子遷移率(3,900 cm²/V·s)與 SiGe 異質外延技術,支援高速數位電路、射頻元件與光子互連。
輻射偵測
高純度鍺(HPGe)為伽馬射線光譜分析、核能監測與安檢篩查提供卓越的能量解析度。
衛星與航太
耐輻射的鍺襯底支援衛星太陽能電池陣列、紅外光學元件與航太光電系統。
研發與特用襯底
可自訂晶向、摻雜與厚度選項,支援光子學、量子技術與先進半導體元件領域的研究。
品質與認證
GINECHIP 鍺晶圓依據 ISO 9001:2015 製造並進行 100% 檢測,亦可符合 SEMI M1–M13 標準以及 RoHS/REACH 要求。