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化合物半導体

化合物半導体は、元素周期表に載っている元素を2種類以上(たとえばIII族とV族の元素など)組み合わせたものです。化合物半導体は、シリコン(Si)半導体とは異なる材料特性(直接遷移型のエネルギーバンドギャップ、高い最大電界強度、高い電子移動度など)を持つことから、フォトニックデバイス、高速デバイス、ハイパワーデバイスなどの技術に活用されています。化合物半導体は、シリコン半導体に比べて内部の電子移動がはるかに速いため、100倍以上も高速な処理が可能になります。

現在のエレクトロニクス産業を支えてきたのはシリコン半導体ですが、化合物半導体は5G、ロボティクス、より効率的な再生可能エネルギー、自動運転車など、次の進歩の波を起こすと考えられています。化合物半導体は、低電圧で作動、発光性・光感応性、マイクロ波発生、磁気感応性、耐熱性などの特長を持ちます。従来の半導体材料に比べ、データの保存、ルーティング、伝送、検出に要するエネルギーはごくわずかです。

化合物半導体は今後、IoTとそれに不可欠な5Gを支える存在となるでしょう。なぜなら、電力効率が高いことからバッテリー駆動機器に適し、さらにコネクテッドカ―、ヘルスケア、その他の産業分野で新しい画像処理センサーに求められる光学特性を備えているからです。その他の用途としては、LEDにガリウムヒ素(GaAs)系、レーザーにインジウムリン(InP)系の化合物半導体が使われているほか、パワーデバイス(パワー MOSFETs 、パワーダイオードなど)では、性能向上のためシリコンカーバイド(SiC)やガリウムナイトライド(GaN)への移行が進んでいます。

化合物半導体では、内部の電子移動がシリコン半導体よりもはるかに速いため、処理が100倍以上も高速になる。