半導体の基礎・物理– category –
半導体の基礎・物理では、「半導体とは何か」から、電気が流れる仕組み、電子と正孔、キャリア、バンドギャップ、ドーピング、PN接合までを体系的に解説します。シリコン、ゲルマニウム、GaAs、GaN、SiCなど主要材料の違いに加え、ダイオード、トランジスタ、MOSFET、FinFET、GAAの基本構造も取り上げます。さらに、ゲート、ソース、ドレイン、チャネル、閾値電圧、移動度、抵抗率、オン電流、オフ電流、リーク電流など、デバイス性能を理解するための重要用語を初心者にもわかりやすく整理。半導体用語を基礎から学びたい方、製造工程や回路設計の記事を読む前に物理の土台を身につけたい方に向けた入門カテゴリーです。数式を最小限に抑え、ニュースや技術資料に登場する専門語同士の関係も丁寧に説明します。
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半導体の基礎・物理
バンドギャップとは?導体・半導体・絶縁体の違いとSi・SiC・GaNを比較
結論:バンドギャップとは、電子が存在する価電子帯と、電流を運べる伝導帯との間にあるエネルギー差である。バンドギャップの大きさによって、材料が導体・半導体・絶縁体のどれに近い性質を持つかが決まり、耐圧、漏れ電流、動作温度、発光波長などにも... -
半導体の基礎・物理
絶縁体とは?半導体で電流を遮断する材料と酸化膜の役割を解説
結論:絶縁体とは、電子が自由に移動しにくく、電流をほとんど流さない物質である。半導体チップでは、トランジスタのゲート絶縁膜、配線間を分離する層間絶縁膜、素子分離膜などに使われる。代表材料は二酸化シリコン、窒化シリコン、酸化ハフニウム、石... -
半導体の基礎・物理
導体とは?半導体・絶縁体との違いと電気が流れる仕組みを解説
結論:導体とは、内部に電気を運ぶ自由電子が多く、電流を流しやすい物質である。銅・アルミニウム・銀などの金属が代表例で、半導体チップでは配線、電極、コンタクト、電源供給層などに使われる。導体・半導体・絶縁体の違いは、主にバンド構造と電気抵... -
半導体の基礎・物理
シリコンにおけるボロン(B)ドーピングと電気抵抗率(ρ)の関係|抵抗率が決まる仕組みをわかりやすく解説
結論:シリコンにボロン(B)をドーピングすると、シリコンはp型半導体となり、ボロン濃度が高くなるほど電気抵抗率(ρ)は低下する。抵抗率はシリコンウェハやインゴットの品質管理における重要指標であり、半導体デバイスの特性・歩留まり・プロセス条件... -
半導体の基礎・物理
GAAとは?FinFETの次を担う全周囲ゲートトランジスタ【2026年版】
結論:GAA(Gate All Around)トランジスタはゲートが半導体チャネルの全周を囲む次世代トランジスタ構造。FinFETの後継として3nm以降の先端ノードで採用され、Samsungは2022年に3GS世代で、TSMCはN2(2nm)世代で量産を開始・予定している。GAAとは何かGA... -
半導体の基礎・物理
FinFETとは?3次元トランジスタ構造が半導体の微細化を支えた仕組み【2026年版】
結論:FinFET(Fin Field-Effect Transistor)は電流を制御するゲートがフィン(ひれ)状のシリコン突起を三方向から囲む3次元トランジスタ構造。従来の平面型(Planar)MOSFETに比べリーク電流を大幅に抑えながら電流駆動力を高め、22nm以降の先端ノード... -
半導体の基礎・物理
ムーアの法則とは|半導体進化の原動力と「限界論」を経営・投資視点で読む
結論:ムーアの法則とは「半導体の集積回路上のトランジスタ数は約2年で2倍になる」という経験則だ。1965年の提唱から約60年にわたり半導体産業の成長を牽引してきたが、物理的限界への到達により「終焉」が議論されている。しかしAI・3D積層・新材料とい...