化合物半導体の用途

 化合物半導体は電磁波の一種である光や電波を扱うために適した半導体です。

電子の移動度が、はるかに速いため、高速信号処理に優れ、マイクロ波やミリ波(5G)の増幅器(PA)に使用されます。古くはGaAs、現在はGaN-HEMTが5Gの携帯基地局に使われています。

また化合物半導体は発光素子として必須の材料で、元素の組合せで様々な波長をカバーします。
赤外はInP、AlGaInP、AlGaAsといった組成となり、端面発光レーザー(EEL)や、面発光レーザー(VCSEL)に使われ、光通信、センシング、セキュリティーの分野で顔認証やLiDAR、自動運転といった用途で使用されます。

青、紫ではGaNが使用され、照明、ヘッドランプ、ディスプレイに利用されており、u-LEDは次世代ディスプレイとして注目されています。現在は緑、赤の波長への拡大も研究開発が進んでいます。

これらはXRの分野で融合し、メタバースの世界でも必要なデバイスになるでしょう。

なお、紫外はAlN、AlGaNといった組成となり、DUV(深紫外)は殺菌、浄水へ適用可能で、新型コロナを不活化できる波長として期待されています。

ちなみに、GaN、SiCは破壊電界強度が高いため、次世代パワー半導体としても期待されており、鉄道、EV、最近は急速充電器にも利用が拡大しています。

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