1. 第三世代半導体
第一世代の半導体技術は、SiやGeなどの半導体材料を基盤として開発されました。これは、トランジスタや集積回路技術の発展の材料的基盤となっています。第一世代の半導体材料は、20世紀の電子産業の基盤を築き、集積回路技術の基礎材料となっています。
第二世代半導体材料には、主にガリウムヒ素、インジウムリン、ガリウムリン、インジウムヒ素、アルミニウムヒ素、およびこれらの三元化合物が含まれます。第二世代半導体材料は光電子情報産業の基盤であり、照明、ディスプレイ、レーザー、太陽光発電などの関連産業が発展してきました。これらは現代の情報技術および光電子ディスプレイ産業で広く利用されています。
第三世代半導体材料の代表的な材料としては、窒化ガリウムと炭化ケイ素が挙げられます。これらは、広いバンドギャップ、高い電子飽和ドリフト速度、高い熱伝導率、高い絶縁破壊電界強度といった特性から、高出力密度、高周波、低損失の電子デバイスの製造に最適な材料です。中でも、炭化ケイ素パワーデバイスは、高エネルギー密度、低消費電力、小型といった利点を有し、新エネルギー自動車、太陽光発電、鉄道輸送、ビッグデータなどの分野で幅広い応用が期待されています。窒化ガリウムRFデバイスは、高周波、高出力、広帯域、低消費電力、小型といった利点を有し、5G通信、IoT、軍事レーダーなどの分野で幅広い応用が期待されています。また、窒化ガリウム系パワーデバイスは、低電圧分野で広く利用されています。さらに近年、新興の酸化ガリウム材料は、既存のSiCおよびGaN技術との技術的補完性を持つことが期待されており、低周波および高電圧分野への応用の可能性を秘めています。
第三世代半導体材料は、第二世代半導体材料と比較して、バンドギャップ幅が広く（第一世代半導体材料の代表的な材料であるSiのバンドギャップ幅は約1.1eV、第二世代半導体材料の代表的な材料であるGaAsのバンドギャップ幅は約1.42eV、第三世代半導体材料の代表的な材料であるGaNのバンドギャップ幅は2.3eV以上）、耐放射線性が強く、電界破壊耐性が強く、耐熱性が高いなどの特徴がある。 バンドギャップ幅の広い第三世代半導体材料は、耐放射線性、高周波、高出力、高集積密度の電子デバイスの製造に特に適している。 マイクロ波無線周波数デバイス、LED、レーザー、パワーデバイスなどの分野への応用が大きな注目を集めており、移動通信、スマートグリッド、鉄道輸送、新エネルギー車、民生用電子機器、紫外線および青緑色光デバイスなどで幅広い発展の見通しが示されている[1]。
投稿日時: 2024年6月25日