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半導体ウエハとは何ですか?

半導体ウェハは、集積回路 (IC) やその他の電子デバイスの製造の基礎となる半導体材料の薄い円形スライスです。ウェーハは平らで均一な表面を提供し、その上にさまざまな電子コンポーネントが構築されます。


ウェハの製造プロセスには、目的の半導体材料の大きな単結晶を成長させ、ダイヤモンドソーを使用して結晶を薄いウェハにスライスし、その後ウェハを研磨して洗浄して表面欠陥や不純物を除去するなど、いくつかのステップが含まれます。得られたウェーハの表面は非常に平坦で滑らかであり、これは後続の製造プロセスにとって非常に重要です。


ウェハが準備されると、フォトリソグラフィー、エッチング、蒸着、ドーピングなどの一連の半導体製造プロセスを経て、電子部品の構築に必要な複雑なパターンや層が作成されます。これらのプロセスは 1 枚のウェーハ上で複数回繰り返され、複数の集積回路やその他のデバイスが作成されます。


製造プロセスが完了した後、事前に定義されたラインに沿ってウェーハをダイシングすることにより、個々のチップが分離されます。次に、分離されたチップはパッケージ化されて保護され、電子デバイスに統合するための電気接続が提供されます。


ウェーハ上の異なる材料

半導体ウェーハは、その豊富さ、優れた電気的特性、および標準的な半導体製造プロセスとの互換性により、主に単結晶シリコンから作られています。ただし、特定の用途や要件に応じて、他の材料を使用してウェーハを作成することもできます。ここではいくつかの例を示します。


炭化ケイ素(SiC): SiC は、優れた熱伝導性と高温性能で知られるワイドバンドギャップ半導体材料です。 SiC ウェーハは、電力コンバータ、インバータ、電気自動車部品などの高出力電子デバイスに使用されます。


窒化ガリウム (GaN): GaN は、優れた電力処理能力を備えたワイドバンドギャップ半導体材料です。 GaNウェハは、パワーエレクトロニクスデバイス、高周波増幅器、LED(発光ダイオード)の製造に使用されます。


ガリウムヒ素 (GaAs): GaAs は、特に高周波および高速アプリケーションでウェーハに使用されるもう 1 つの一般的な材料です。 GaAs ウェーハは、RF (高周波) デバイスやマイクロ波デバイスなどの特定の電子デバイスに対して優れたパフォーマンスを提供します。


リン化インジウム (InP): InP は優れた電子移動度を備えた材料であり、レーザー、光検出器、高速トランジスタなどの光電子デバイスによく使用されます。 InP ウェーハは、光ファイバー通信、衛星通信、高速データ伝送の用途に適しています。




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