バンドギャップとは
バンドギャップとは、価電子帯の上端と伝導帯の下端のエネルギー差です。 東京エレクトロンの公式用語集は、半導体の定義の中でこのように説明しています。
材料の中の電子は、好きなエネルギーを取れるわけではありません。取りうる値は帯のようにまとまっており、その帯と帯の間には電子が存在できない範囲があります。
原子に束縛された状態の帯が価電子帯、材料の中を自由に動ける状態の帯が伝導帯です。電気を通すには、電子が価電子帯から伝導帯へ移る必要があります。その間に横たわる存在できない範囲が、バンドギャップです。
中間の値を取れないため、電子は隙間を一気に飛び越えることになります。飛び越えるのに要るエネルギーが、そのままバンドギャップの大きさです。東京エレクトロンの公式用語集は、半導体をおよそ0.7〜6eVのバンドギャップを持つ材料と定義しています。
広さが用途を決める
Section titled “広さが用途を決める”バンドギャップが広い材料では、電子を伝導帯へ上げるのに大きなエネルギーが要ります。裏返せば、大きなエネルギーを与えられても電子が上がりにくいということです。
これが高耐圧と高温動作につながります。強い電界をかけても電子がなだれのように増えにくく、温度が上がっても意図しない導通が起きにくくなります。東京エレクトロンの公式用語集は、SiCについて絶縁破壊の電界強度がSiの10倍、バンドギャップが3倍広いと記述しています。
ただし広さは万能の利点ではありません。動作させるための条件も厳しくなり、材料そのものの加工も難しくなります。パワー半導体では広さが直接の利点になり、一般的な論理回路ではシリコン程度の幅が扱いやすい。材料の選択は、どの性質を買いたいかで決まります。
関連するデータ・ツール
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よくある質問（FAQ）
Section titled “よくある質問（FAQ）”バンドギャップとは何ですか？
価電子帯の上端と伝導帯の下端のエネルギー差です。東京エレクトロンの公式用語集は、半導体の定義の中でバンドギャップをこのように説明しています。
価電子帯と伝導帯とは何ですか？
電子が取りうるエネルギーの帯です。価電子帯は原子に束縛された状態、伝導帯は材料の中を自由に動ける状態にあたります。電気を通すには、電子が価電子帯から伝導帯へ上がる必要があります。
なぜ「隙間」なのですか？
その範囲のエネルギーを持つ電子が存在できないためです。上がるなら隙間を一気に飛び越える必要があり、飛び越えるのに要るエネルギーがバンドギャップの大きさになります。
半導体のバンドギャップはどのくらいですか？
東京エレクトロンの公式用語集は、半導体をおよそ0.7〜6eVのバンドギャップを持つ材料と定義しています。
広いと何が変わりますか？
高い電圧と高い温度に耐えやすくなります。東京エレクトロンの公式用語集は、SiCについて絶縁破壊の電界強度がSiの10倍、バンドギャップが3倍広いと記述しています。
広ければ広いほど良いのですか？
用途によります。広いほど電子を伝導帯へ上げるのに大きなエネルギーが要るため、動作させるための条件も厳しくなります。パワー半導体では広さが利点になり、一般的な論理回路ではシリコン程度の幅が扱いやすくなります。
比較・違いを学ぶ
Section titled “比較・違いを学ぶ”- 半導体とは ── バンドギャップで3つに分かれる
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- 東京エレクトロン 公式用語集「Semiconductor / SiC Wafer」（2026年8月23日にリンク生存を実測、200）