GaAs(ヒ化ガリウム)とは

Gallium Arsenide (GaAs)

最終更新:2026-10-03・化合物半導体ウェハ・化合物半導体|用語集のExcel・PDF版をダウンロード

GaAs(ヒ化ガリウム)とは?

GaAs(ヒ化ガリウム)とは、ガリウムとヒ素からなるIII-V族化合物半導体で、バンドギャップ約1.42eVの直接遷移型、電子移動度はシリコンの約6倍です。スマートフォンのRFパワーアンプ(HBT)やスイッチ(pHEMT)、赤外LED・VCSEL・半導体レーザー、宇宙用太陽電池に使われ、ウェハは6インチ以下が中心です。

定義・解説

GaAs(ガリウムヒ素、ヒ化ガリウム)とは、ガリウム(Ga)とヒ素(As)からなる13-15族(III-V族)化合物半導体です。バンドギャップは室温で約1.42eVの直接遷移型で、電子の移動度は約8,500cm²/V·sとシリコンの約6倍あります。この2つの性質から、高周波で動くトランジスタと、光を出す素子の両方に使われてきました。

高周波の用途では、スマートフォンの送信用パワーアンプ(GaAs HBT)やアンテナスイッチ(pHEMT)、衛星通信やレーダーの増幅器が代表です。GaAsとAlGaAsは格子定数がほぼ同じため、良質なヘテロ接合を作りやすく、HEMTやHBTの性能を引き出せます。光の用途では、直接遷移型で発光効率が高いことを生かし、赤外LED、CDやDVD向けの半導体レーザー、顔認証やデータ通信用の面発光レーザー(VCSEL)に使われます。宇宙用の多接合太陽電池でもGaAsが中核の材料です。

GaAsの単結晶は、液体封止チョクラルスキー法(LEC法)や垂直温度勾配凝固法(VGF法)で作られ、ウェハは直径150mm(6インチ)以下が中心です。シリコンに比べて割れやすく、熱伝導率が約3分の1と低いことや、良質な絶縁膜(酸化膜)ができないためMOSFETを作りにくいことが弱点で、トランジスタはショットキーゲートのMESFETやHEMTとして作られます。デバイスの製造にはMOCVDやMBEによるエピタキシャル成長が欠かせません。ヒ素を含むため、加工くずや廃液の処理にも注意が必要です。主な基板メーカーには住友電気工業などがあり、デバイスではSkyworksやQorvo、ファウンドリではWIN Semiconductorsなどが知られています。

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よくある質問(FAQ)

GaAsがスマートフォンに使われるのはなぜですか?▾
電子の移動度がシリコンより大きく、高い周波数でも効率よく電力を増幅できるためです。AlGaAsなどとのヘテロ接合でHBTやHEMTを作ると、携帯電話の送信用パワーアンプやアンテナスイッチに求められる高出力・低損失を実現できます。
GaAsとGaNの違いは何ですか?▾
GaAsはバンドギャップ約1.42eVで、スマートフォンなどの比較的低い電力の高周波用途や、赤外の発光素子に向いています。GaNはバンドギャップ約3.4eVのワイドバンドギャップ半導体で、高い電圧・大電力に耐えるため、基地局のアンプやパワー半導体、青色LEDに使われます。

設備の製造メーカー

住友電気工業(SiC・化合物半導体)日本

電線・光ファイバを主事業に持つ住友電工の化合物半導体部門。SiCウェハ・GaAs・InP基板などパワーデバイス…

Skyworks Solutions米国

米国の高周波(RF)半導体大手。スマートフォンやIoT向けのパワーアンプ・フィルター・RFフロントエンドモジュ…

Qorvo米国

米国の高周波(RF)・パワー半導体メーカー。スマホ・基地局・防衛向けのRFフロントエンドやGaNパワーアンプ、…

村田製作所(Murata)日本

日本の電子部品大手。MLCC(積層セラミックコンデンサ)で世界トップシェアを持ち、RFモジュール・SAW/BA…

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