锗单晶 (Monocrystalline Germanium),是指不含大角晶界或孪晶的
锗晶体。呈金刚石型晶体
结构,是重要的
半导体材料。
■锗单晶是以
区熔锗锭为原料,用直拉法(CZ)法或者垂直梯度法(VGF法)等方法制备的锗单晶体。
■直拉法(CZ):拉晶前先将设备各部件、合金石英坩埚、高纯锗锭和籽晶进行清洁处理。将高纯锗经配料和掺杂,加入单晶炉的合金石英坩埚中,再经抽真空、熔化,在流通的氩气气氛下,人工引晶放肩和收尾。晶体的等径生长过程中,控制拉速、坩埚和籽晶转速等措施,以及自动控制炉温和单晶直径等技术使其获得直径均匀的产品。经检测、称量,制得锗单晶成品。
■但由于锗的电子和空穴迁移率较硅高,在高速开关电路方面,锗比
硅的性能好。
■锗在红外光学中的应用,主要是用来制造红外
光学镜头以及保护红外光学镜头的红外光学窗口。60%以上的中低端红外光学镜头为锗单晶制造,50%的高端红外光学镜头为锗单晶制造,锗材料在红外镜头中的应用十分广泛。民用红外镜头中,中小口径镜头单套耗锗量250克左右,大口径为2500克左右。
■军用红外窗口主要应用在飞机和装甲战车上,尤其是直升飞机上用量很大红外光学镜头的应用包括军事应用和民用,在军事上主要用在机载红外镜头,舰载红外镜头,路基红外镜头,车载红外镜头,红外枪瞄镜头,头盔红外镜头,手持红外镜头等。