化合物半導体

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化合物半導体とは、半導体の主流であるSiのような単元素で作られる半導体と異なり、2つ以上の元素からなる化合物です。

III族の元素とV族の元素、II族の元素とVI族の元素、IV族同士の元素を組み合わせた化合物半導体があります。例としてはGaAsやInP、InGaAlP、SiGeなどが、高周波デバイスや光半導体として従来から使用されています。また、青色LEDやレーザーダイオードとしてInGaNが、また、パワー半導体の材料としてSiCやGaNが注目され、製品化されています。

デバイスに用いられている化合物半導体は、Siなどの単元素の半導体と比較し高い移動度 (高周波、高速スイッチング、高効率) を持ち、原子間の結合力が強いことからバンドギャップが広い (高温動作、高耐圧) などの特徴があげられます。これにより、電力用デバイス、LEDに代表される光デバイス、高周波デバイスなどで化合物デバイスは使用されています。単元素の半導体 (ダイヤモンドなど) を含むバンドギャップが広い半導体はワイドバンドギャップ半導体とも呼ばれます。

GaAsの場合

代表的な化合物半導体

II族-VI族: ZnSe
Ⅲ族-Ⅴ族: GaAs、GaN、InP、InGaAlP、InGaN
IV族-IV族: SiC、SiGe

第1章　半導体の基礎

半導体とは何か
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半導体の原料
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n型半導体
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p型半導体
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pn接合
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半導体デバイスの種類
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