夏バテして元気ないですが、ちょっと勉強します。
「半導体」のことが一冊でまるごとわかる
https://www.amazon.co.jp/dp/4860646711/
なぜ半導体を勉強するかというと、
SEMIジャパンが量子コンピューターの協議会を設立、半導体製造技術の応用に期待
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/news/18/13021/
委員長をしているからにほかなりません。
量子コンピューター開発に新手法、半導体製造技術で巻き返す日本
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/07064/
手法についてはこの辺りをご覧ください。
「いろんな半導体」
半導体といわれてもたくさんあるようです。一番知らなかったのが、アナログ半導体とデジタル半導体で、言われてみれば当たり前ですが、演算だけが目的ではないですね。量子コンピュータをやってる私たちには、演算用の量子ドットと制御用のクライオCMOSというのが必要なので、どのようなすみわけがあるのかを今後分類してみたいですね。最近ニュースでよく見るパワー半導体はアナログ半導体で電流・電圧が高いものを指すようです。シリコン量子コンピュータを作るには、演算用と制御用を開発すればよいのが分かりました。
「工程」
三工程にわかれ、設計をして、その設計したものをパターンを落としこみ、最後に切り出してパッケージにするという工程が。後ろ二つは工場で行うので前工程、後工程と呼ばれる。
「半導体の成り立ち」
最初は鉱石をつかったもので、順方向では電流が流れやすく、逆方向では流れにくいという特性からラジオなどを作っていたようです。音などの周波数が低いものを電波に乗せるのに変調と呼ばれる操作で電波に乗せられるようにして、あとで復調するようです。その後レーダーの開発よってこの方法はさらに伸びたようでした。最終的に人工的なシリコン結晶が利用されるようになって半導体製造へと進むようでした。
「半導体の由来」
文字の通り、電気を通す導体と通さない絶縁体の中間に位置し、温度などで電気を通すようになるらしい。
「半導体と電子」
半導体で重要なのは電子ですね。電気が流れるには電子が動く必要があります。シリコンは最外殻電子が４で、共有結合をして正四面体の結合をしているということですが、熱エネルギーをもらうことで電子が自由電子となり動くようです。ゲルマニウムやダイヤモンドなどの同族原子に比べて結合エネルギーやバンドギャップが適切でそこそこの温度を加えることで電流を流せるようになるという便利な特性が。
「n型p型」
電子が一つ多い15族をSi結晶に不純物として入れると電子があまり、13族をいれると正孔があまるので電気が流れやすくなるようです。電子はnegarive、正孔はpositiveなので、n型p型と呼ばれるようです。実際には熱によるキャリアよりもこちらが主になって制御されるようでした。p型とn型を接合することにより、順方向と逆方向で電流が流れたり流れなかった理を作ることができるようです。
「ダイヤモンド半導体」
ダイヤモンドは半導体としても理想的で今後使える可能性があるようです。
「化合物半導体」
最外殻電子数の合計を調整することで14族以外の化合物でも半導体が作れて、GaAsのように高速高周波のものがつくれるなど多機能化を実現できるようです。
疲れましたが、実際に半導体の中で何が起きているのかを基本的な内容を把握できました。苦手な中学の化学が出てきましたが、勉強して復習したいところです。
とても分かりやすい本でした。
「半導体」のことが一冊でまるごとわかる
こんどは２章目を読んでみたいと思います。
以上です。