次世代パワー半導体で復活してほしい！part2

2021年6月26日（土）晴れ。夜間に結構降った雨が日の出の頃には上がり、晴れの良い天気になった。山には雲が。

ちょうどかぼちゃ電車がやってきた。黄色と緑の感じからそう呼ばれている。

半導体について、基本中の基本は分かったつもり。
半導体のほとんどはシリコンが使われてきたということだが、何種類かあるの？

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半導体の材料の種類
半導体の材料としては大まかに２種類あることを理解しないといけない。

シリコンのようにケイ素という一つの元素を精錬加工する元素半導体。

そして、複数の元素を組み合わせて作る化合物半導体。

なるへそ。
元素半導体では、シリコンが使われる前は、ゲルマニウムを使ってダイオードやトランジスタが発明されていたようですね。シリコンは豊富にあるケイ素を使い、扱いやすく、安価だから主流になったんですね。

99.9％炭素でできているダイヤモンドも研究が進んでいる。研究開発が活発でもうすでに実用化に取り組む段階まで来ています。もちろん高価すぎる。人工ダイヤモンド？

ではでは、化合物半導体は？

元素を組み合わせて、人工的に材料を作り出す方法です。

何種類か見てみた。

・ヒ化ガリウム

ガリウムのヒ化物。組成式はGaAs。・・・携帯電話や衛星通信を行う装置

・リン化インジウム

インジウムとリンの化合物。組成式はInP。・・・高速光通信

・窒化ガリウム 

ガリウムの窒化物。組成式はGaN。・・・青色発光ダイオード

・炭化ケイ素

炭素とケイ素の化合物。化学式はSiC。・・・ハイブリッド車

それぞれに特徴があり使い方があるようです。

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化合物半導体の中で、炭化ケイ素とともに次世代パワー半導体として特に有力視されているのが窒化ガリウムです。
パワー半導体は、扱う電気の量（電力）がシリコンよりもけた外れに多いのが特徴です。だから、ワイドバンドギャップ半導体とも呼ばれます。なんのこっちゃ？分からなくていいと思います。詳しい説明はできません・・・。
分かりやすく言うと、シリコンでは大容量の電気を扱えません。熱くなり故障します。次世代パワー半導体は、例えば自動車などのように大きなもので、多くの電力を用いても平気で、しかもその性能が増して、前回理解した電気のスイッチング機能もシリコンの３倍以上速くなる。ということは？私たちは、より複雑な頭脳がより速く動くようになるんだと理解すればいい。

ただし、価格が高い。製造が難しい。これらを克服するためにより一層の努力が必要とされてきたのが現状ですね。

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ちょっとそれますが・・・

ニュースやなにかで「ウエハー」という言葉を耳にすることがあった。なんのこっちゃ？と思うだけでした。せっかくの機会ですから一応・・・。

ウエハーとは？

半導体を製造するとき、材料を精錬したりして高純度の原材料物質を作ります。その時に円柱状に加工した「インゴット」（ingot）と呼ばれる半導体の塊を加工機械で正確に薄くスライスしていきます。これが製品として出荷されますが、この名前、実は、洋菓子のウエハースからきています。

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よし、大体わかってきた。一気にいきたいところではあるけども、マイペースで。