Table of contents

1 特徴 2 材料とその性質 3 半導体素子の構造 3.1 点接触形 3.2 結晶成長形 3.3 合金接合形（アロイ形） 3.4 メサ形 3.5 プレーナ形 3.6 プロセスによる分類 4 半導体素子の例 4.7 2端子素子（ダイオード） 4.8 3端子素子 5 関連項目

特徴

• ヒーターが不要なため消費電力が少ない。
• 低温で動作するため寿命が長い。
• 固体であるため振動や加速度に強く信頼性が高い。
• 同じ動作をさせるのに必要な体積・面積が小さい。

• 温度による特性の変化が大きいので、補償回路が必要である。→補償回路を含んだ集積回路の製作。
• 製造工程の少しの変化が大きな特性変化として現れる。→デジタル回路化し、特性のばらつきの影響を小さくする。または、製造工程の管理を厳しく行う。

半導体材料の伝導性は、結晶構造中の自由電子の過不足を生む不純物に依存する。すなわち通常多数キャリア (majority carrier) すなわち、N型半導体では電子、P型半導体では正孔を通じて担われる。しかし、トランジスタなど多くの半導体素子では、動作するためには少数キャリア (minority carrier) すなわちN型半導体では正孔、P型半導体では電子が必要である。

半導体の整流効果（電流を一方にだけ良く通す性質）は、元来は方鉛鉱の結晶で発見された。初期のラジオ受信機（鉱石ラジオ）では、鉛の保持具に埋め込んだ方鉛鉱の結晶の表面に「猫のひげ」と呼ばれた細い金属線をわずかに接触させたたものが用いられた。

半導体素子の構造

結晶成長形

プレーナ形

また、微細加工により多くの素子を並べて写真技術の応用で製造できるためばらつきが少なく大量生産に向く。この特徴を生かしてモノリシック集積回路が発明された。

プロセスによる分類

絶縁体上にシリコンのプレーナ形半導体素子を形成する技術である。絶縁体上の薄膜を利用するので、基板下部からの漏れ電流が少なく、耐放射線性能が向上する。システム液晶ディスプレイ・漏れ電流が少なく高速動作が可能なCMOS-IC・高耐圧MOS-IC・耐放射線素子の製作に使用される。

今日数多く利用されている固体素子には、トランジスタ・電界効果トランジスタ (FET)、サイリスタ (SCR)、ダイオード（整流器）・発光ダイオード (LED) 等がある。

半導体素子は個別部品としても利用可能だが、同じ製造工程で製作できる多数の素子をひとつの基板上に集積して集積回路とすることも可能である。

2端子素子（ダイオード）

• 定電圧ダイオード（ツェナダイオード）
• 可変容量ダイオード
• 発光ダイオード (LED)
• PINダイオード
• ショットキーバリアダイオード（SBD）
• レーザーダイオード
• フォトダイオード
• サージ保護用ダイオード
• ダイアック
• バリスタ
• エサキダイオード（トンネルダイオード）

• バイポーラトランジスタ
• トランジスタのダーリントン接続（ダーリントントランジスタ）
• 電界効果トランジスタ
• 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ (IGBT）
• UJT（ユニジャンクショントランジスタ）
• フォトトランジスタ
• SIトランジスタ（静電誘導トランジスタ）

• ゲートターンオフサイリスタ (GTO)
• トライアック
• 光トリガサイリスタ (LTT)
• SIサイリスタ（静電誘導サイリスタ）