半導体を製造する場合、材料の選択は極めて重要である。
シリコンは長い間、この目的のために使用されてきた。
しかし、ゲームを変える可能性のある新素材が登場しつつある。
その詳細を見てみよう。
半導体の製造に最も適した材料は？(5つの重要な洞察）
1.伝統的な選択肢としてのシリコン
シリコンは半導体製造の主要材料である。
シリコンは豊富にあり、比較的低コストで、加工のためのインフラも確立されている。
バンドギャップや他の元素をドープする能力といったシリコンの特性は、幅広い電子機器に理想的である。
2.新興材料
環境への配慮、持続可能性、特定の性能向上といった基準をよりよく満たす材料へのシフトが進んでいる。
SiC、GaN、Ga2O3、ダイヤモンド は、大電力と高温に対応できることから、パワーエレクトロニクス用として注目されている。
GaN、AlN、AlGaN合金 は、その優れた光学特性により、発光デバイスに好まれている。
AlScN は、その圧電特性により、MEMS、SAW、BAWデバイスに使用されている。
GaSbおよびInSb は、特定のガスに敏感であるため、ガス検知に使用される。
ダイヤモンドとAlN は、その高い熱伝導率と電気的特性により、RF用途に使用されている。
3.ヘテロ集積と量子技術
異なる材料を組み合わせるヘテロ集積技術の使用により、デバイスの性能が向上している。
このアプローチは、特にMEMSとヒートスプレッダーに関連している。
量子テクノロジーでは、量子センサー、コンピューター、通信デバイスの厳しい要求を満たすために、原子レベルで材料が改良されている。
4.環境とバイオへの応用
化学的に不活性で生体適合性の高い材料が重視されるようになってきている。
このシフトは、特に電気化学とバイオ応用における、持続可能で環境に優しい技術の必要性によって推進されている。
5.炭化ケイ素（SiC）
SiCはその優れた特性により脚光を浴びている。
大きなバンドギャップ、高い熱伝導性、高い電子飽和移動度を持ち、パワー半導体に適している。
SiCはまた、高温用途、耐腐食性、耐摩耗性でも有望視されており、従来の半導体を超えてその用途を拡大している。
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シリコンは依然として半導体製造の要ですが、業界はSiCやGaNなどの代替材料へと大きくシフトしています。
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