化合物半導体
GaAs・GaN・InPなど化合物半導体の特徴、直接遷移型と間接遷移型の違いを3択問題で学べます。
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化合物半導体の要点
化合物半導体は、GaAs(ヒ化ガリウム)やGaN(窒化ガリウム)のように複数の元素からなる半導体です。III族とV族の元素の組み合わせ(III-V族)が代表的です。
シリコンに比べて電子移動度が高いもの、直接遷移型で効率よく発光するもの、バンドギャップが大きいものなどがあり、高周波デバイス、LED・レーザー、パワーデバイスで活用されています。
化合物半導体の問題一覧（50問）
- ガリウムヒ素(GaAs)のバンド構造として正しいものはどれか。
- III-V族化合物半導体に分類されるものはどれか。
- GaAsが携帯電話の高周波増幅器などに使われてきた主な理由として最も適切なものはどれか。
- InP(リン化インジウム)系の化合物半導体が主に使われる用途はどれか。
- 青色LEDの発光層に主に使われる材料はどれか。
- AlGaAsのような混晶半導体の利点として正しいものはどれか。
- HEMT(高電子移動度トランジスタ)が用いられる代表的な用途はどれか。
- GaNデバイスで、GaN層を成長させる基板として一般的に使われるものはどれか。
- 次世代パワー半導体材料として研究が進む酸化ガリウム(Ga2O3)の特徴として正しいものはどれか。
- バンドギャップ約1.42 eVのGaAsから出る光のおよその波長はどれか。
- GaAsなどの化合物半導体ウエハの一般的な口径について正しいものはどれか。
- 高輝度の赤色〜黄色LEDに使われる代表的な材料はどれか。
- 半導体レーザーやLEDの発光層に使われる量子井戸構造の説明として正しいものはどれか。
- VCSEL(垂直共振器面発光レーザー)の特徴として正しいものはどれか。
- GaAsウエハの加工くずや廃棄物の取り扱いで注意が必要な理由として正しいものはどれか。
- GaNが高周波・高出力のトランジスタに適している理由として正しいものはどれか。
- GaN HEMTの基板としてSiCが使われる主な理由の一つはどれか。
- 殺菌用などの深紫外LEDの発光層に主に使われる材料はどれか。
- バンドギャップの異なる複数の化合物半導体層を積み重ねた多接合太陽電池の特徴として正しいものはどれか。
- GaNでp型層をつくるために使われる代表的な不純物はどれか。
- GaNの代表的な結晶構造はどれか。
- InPやGaAsを使ったHBT(ヘテロ接合バイポーラトランジスタ)が用いられる用途の例として正しいものはどれか。
- GaAsにシリコンを添加してn型にするとき、シリコンが主に置き換わる位置はどれか。
- GaAsの高周波ICで、半絶縁性のGaAs基板が使われる利点として正しいものはどれか。
- マイクロLEDディスプレイの特徴として正しいものはどれか。
- 現在普及しているGaNパワーデバイスの多くが採用している構造はどれか。
- 究極の半導体材料とも呼ばれるダイヤモンドの特徴として正しいものはどれか。
- シリコンと比べたときのGaAsの熱伝導率として正しいものはどれか。
- InP基板の上に、組成を調整したInGaAsを格子整合させて成長させる利点として正しいものはどれか。
- シリコンフォトニクスで、レーザー光源に化合物半導体を組み合わせる理由として正しいものはどれか。
- 高輝度の青色LEDの発明によって、2014年のノーベル物理学賞を受賞した研究者の組み合わせとして正しいものはどれか。
- ガリウムヒ素(GaAs)を構成する元素の組み合わせとして正しいものはどれか。
- LED照明が白熱電球に比べて省エネルギーである主な理由はどれか。
- 電子の移動度が非常に大きく、磁気センサ(ホール素子)などに使われる化合物半導体はどれか。
- GaAsの高周波トランジスタとして使われてきたMESFETのゲートの構造として正しいものはどれか。
- 近年、塗布などの低温プロセスでつくれる高効率の太陽電池材料として研究が盛んな結晶構造の材料はどれか。
- InGaNを発光層に使うLEDで、インジウム(In)の組成比を大きくすると発光の色はどう変わるか。
- ブルーレイディスクの読み書きに使われる波長約405 nmの青紫色の半導体レーザーの材料はどれか。
- 組成を変えることでバンドギャップを調整でき、中赤外から長波長赤外の高性能な赤外線検出器に使われてきた材料はどれか。
- GaAsでシリコンのようなCMOS回路をつくることが難しい理由の一つとして正しいものはどれか。
- シリコンゲルマニウム(SiGe)の分類として正しいものはどれか。
- GaAsなどの基板の上に、トランジスタとともにインダクタやコンデンサなどの受動素子を集積した高周波用ICを何と呼ぶか。
- AlGaAsのような混晶半導体の格子定数が、組成に対してほぼ直線的に変化するという経験則を何と呼ぶか。
- ノーマリーオン型のGaN HEMTを、ノーマリーオフの動作で安全に使うために、低耐圧のシリコンMOSFETと直列に組み合わせる構成はどれか。
- GaAsに強い電界を加えると、電子が移動度の低い別の谷(バレー)に移り、電界を上げても電流が減る負性微分抵抗が現れる。これを利用した発振素子はどれか。
- LEDの外部量子効率が、青色(InGaN系)と赤色(AlGaInP系)では高いのに、その間の緑〜黄色の波長域で低くなる問題を何と呼ぶか。
- ヘテロ接合のバンドの並び方で、「タイプI」の説明として正しいものはどれか。
- MOCVD法でマグネシウムを添加したGaNが、成長直後には高抵抗でp型にならない主な理由と、その対策の組み合わせとして正しいものはどれか。
- InGaN系のLEDで、電流を大きくすると発光効率がかえって下がる現象を何と呼ぶか。
- LEDの正式な名称として正しいものはどれか。