GaAsからSiCへ:化合物半導体の抵抗率測定

January 30, 2026

高度なパワーデバイス、超高周波無線機器、その他の最先端製品に対する需要が急増している時代において、化合物半導体の重要性はかつてないほど顕著になっています。世界のエネルギー需要の高まりは、特に電気自動車やハイブリッド車、再生可能エネルギー管理などの分野で、損失を最小限に抑えて電力を使用することの重要性を強調しています。これらの材料は、より環境に優しく、より持続可能な未来を実現するために欠かせないものとなっています。しかし、こうした半導体の信頼性と効率を確保するにはどうすればよいのでしょうか。その答えは、抵抗率を綿密に測定することです。

化合物半導体は、周期表の異なるグループから供給される2つ以上の元素から合成される多様な種類の材料です。ガリウムヒ素 (GaAs)、シリコンカーバイド (SiC)、窒化ガリウム (GaN) はその典型例であり、それぞれが独自の特性を備えているため、幅広い用途で非常に貴重です。これらの優れた化合物は、高周波エレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、パワーエレクトロニクスなど、さまざまな分野のイノベーションを推進し、増大するエネルギー需要に応える上で極めて重要な役割を果たしています。

ガリウムヒ素 (GaAs)

ガリウムヒ素(GaAs)は、シリコンと比較して優れた電子移動度と飽和電子速度で有名です。そのため、GaAsは高速電子デバイスの理想的な候補となっています。たとえば、マイクロ波アンプや高周波トランジスタに広く利用されています。さらに、発光ダイオード (LED) やレーザーダイオードへの応用からも、オプトエレクトロニクスにおけるその優秀さは明らかです。化合物半導体基板の抵抗率の分野では、GaAsはRFとオプトエレクトロニクス/フォトニクスにニッチな分野を見出しています。

シリコンカーバイド (SiC)

シリコンカーバイド(SiC)は、バンドギャップが広いという特徴があります。これにより、SiCは高温および高電圧でも効率的に機能し、これらの点ではシリコンよりも優れた性能を発揮します。SiCの用途は幅広く、パワーエレクトロニクスや高電圧デバイスなどの高出力電子デバイスから高周波デバイスまで多岐にわたります。さらに、SiCのオプトエレクトロニクス機能は、青色LEDやUV光検出器などのデバイスでも実証されています。化合物半導体基板の抵抗率について言えば、SiCは主にRFおよび高出力電子機器に使用されています。

GaAsとSiCはどちらも、その独自の特性により、特定のアプリケーションにおいてシリコンよりも競争力があります。ただし、電気抵抗率や電気伝導率などの重要な特性は、製造条件によって異なる可能性があることに注意することが重要です。そのため、複合材料の堅牢な特性評価が不可欠です。

化合物半導体の抵抗率を測定する方法

  • 非接触キャパシタンス技術: SemilabのCOREMAシステムは、半絶縁性化合物半導体の正確な抵抗率特性評価にこの技術を採用しています。この方法では、容量測定回路を発振回路を介してインピーダンスを測定し、電荷バランスとシステムの安定性を確保します。
  • 渦電流による非接触シート抵抗: コイル内の交流電流が導電性材料に交流渦電流を誘導するという原理に基づくこの方法は、精度と効率を高めます。
  • フォーポイントプローブ (4PP): 4PPは、ドーピング密度、抵抗率、またはエミッタシートの抵抗値を監視するために広く使用されている接触技術です。電圧電極と電流電極を分離することで、測定結果から接触抵抗の影響がなくなります。
  • RF GaN市場向けのマイクロ波ベースのモビリティ測定システム:化合物半導体の電荷キャリア密度、電荷キャリア移動度、シート抵抗を接触や破壊なしに特徴付ける最先端のシステムです。

抵抗率と移動度の値の均一性は、最適なプロセス実行にとって最も重要です。上記の方法は非接触でも非破壊でも、デバイスの特性や性能に本質的に関連する特性が明らかになることがよくあります。

Semilabでは、抵抗率測定の複雑さと、化合物半導体におけるその最も重要な重要性を理解しています。当社の製品群、特に半絶縁体の抵抗率測定に特化した製品は、精度、効率性、そして経験豊富な専門家のニーズを念頭に置いて設計されています。最高の製品をさらに深く掘り下げてください 抵抗率測定ソリューション。または、詳細については今すぐお問い合わせください。化合物半導体の抵抗率技術の習得に向けたお客様の旅は、当社から始まります。

参考文献:

  1. コリン・R・ギャッグ、「エンジニアリング材料としてのセメントとコンクリート:歴史的評価とケーススタディ分析」、 エンジニアリング障害分析、第40巻、(2014)、114-140ページ、ISSN 1350-6307、https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2014.02.004。

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