半導体は、条件次第で導体にも絶縁体にもなる物質の総称ですが、従来は、物質として安定しているシリコン単元素の半導体が活用されてきました。半導体の特性を持つ元素は、元素周期表のIV族に属するものが多く、炭素(C)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、錫(Sn)などがありますが、実用できているのはほぼシリコンのみです。
これに対し、III族とV族、II族とVI族、あるいはIV族同士の元素を組み合わせた結晶が「化合物半導体」と呼ばれているもので、
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(1)高速動作 |
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(2)受発光機能 |
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(3)高周波特性 |
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というシリコンより高機能な特性を持っています。 |
(4)磁気に敏感 |
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(5)熱に強い |
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しかしながら、結晶欠陥が多く割れやすい、ウェハの大型化が難しい、材料がシリコンに比べて高価、生産工程での管理が困難などで、本格的な実用化は難しいとされていたものなのです。
しかし携帯電話の爆発的なヒットから、パーソナル化、低消費電力化・小型化、大容量・高速情報処理、高品位情報機能などへのニーズが高まり、もはやシリコン半導体では対応が困難となってきています。
単元素の半導体と化合物半導体
周期律表からみた化合物半導体の組み合わせ
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