半導体となる元素と化合物

前章で、代表的な半導体物質ということでシリコンやゲルマニウムの抵抗率を紹介しました。

シリコンは現実に半導体の材料としてよく使われるだけでなく、シリコンバレーという言葉があるように、半導体を中心としたハイテク産業の代名詞のように使われることもあります。

シリコンもゲルマニウムも元素の名称であり、周期律表の中でIVB族に分類されます。

シリコンはＳi、ゲルマニウムはＧeという記号を持ちます。

IVB族にはほかに炭素（Ｃ）、すず（Ｓn）、鉛（Ｐb）などがありますが、半導体として通常よく使われるIVB族元素は、シリコンとゲルマニウムです。

一方、VIB族のセレン（Ｓe）やテルル（Ｔe）も半導体です。

これらのように同一種類の元素から構成される半導体を、元素半導体といいます。

元素半導体は原則として結晶構造となります。

ただし最近では、たとえばシリコンの非晶質（アモルファス）もよく半導体に利用されます。

一方、複数種類の元素からなる化合物半導体も重要です。

より高速ないし高周波なデバイスを作ったり、光電変換など独自機能を発揮させたりすることができます。

その代表的なグループは以下の３つです。

＜１＞IIIB族とVB族。

＜２＞IIB族とVIB族。

＜３＞酸化物。

IIIB族とは、アルミニウム（Ａl）、ガリウム（Ｇa）、インジウム（Ｉn）などであり、VB族とはリン（Ｐ）、砒素（Ａs）、アンチモン（Ｓb）などです。

IIB族とは、亜鉛（Ｚn）やカドミウム（Ｃd）や水銀（Ｈg）などであり、VIB族には先にあげたセレンやテルル、そしてイオウ（Ｓ）などがあります。

＜３＞の酸化物とは、チタンなど金属元素と酸素との化合物です。

これ以外に、高電圧や大電流への耐性が強いＳiＣなどIVB族元素同士からなる化合物半導体や、有機系化合物半導体もあります。