ジュニア会員のみなさん、こんにちは。今回のコラムを担当するNTT先端集積デバイ

ス研究所の中島です。

「半導体」という言葉が連日ニュースで賑わっていますね。今や生活を支える当たり

前の機能になりつつある人工知能（AI）用の「AI半導体」の話や、デジタル社会を支

える「ロジック半導体」製造工場、これの日本における設立の話、などがホットな話題

になっています。国もたくさんの人の仕事を生む大きな産業となる期待をもって、これら

を支援することを決めています。私もまたNTTという会社の研究所で、半導体に関係し

た仕事をしてきました。光通信で必要とされる化合物半導体と呼ばれる分野で、ロジッ

ク半導体の分野と異なるところも多いのですが、半導体の研究開発ではどのような仕

事をしているかをお話ししたいと思います。

半導体は、ダイヤモンドなどの宝石と同じく結晶であり、金属、絶縁体と並び、材料を

示す言葉です。そこに少し混ぜ物を加えたり、電気や光、熱などの信号を加えたりする

と、金属のようになったり、絶縁体のようになったり、性質を変えることができます。この

性質を利用してトランジスタやダイオード、集積回路などのデバイス（＝部品）が実現さ

れています。半導体の研究開発の仕事は、おおざっぱにいえば「デバイスを使う人たち

が必要とする性能を実現すること」であり、多くの専門分野に分かれています。その一

つはこの半導体の材料の開発があります。特に化合物半導体の分野では半導体材料

を作成する（結晶を成長させる）方法を工夫することでデバイス性能を大きく向上させ

る可能性がたくさんあり、たとえば、絶縁体として求められる部分において、その絶縁

性を向上させることでデバイス動作の消費電力が下がり、電池の持ちがよくなって動

作時間が伸びたりすることにつながります。そのためには材料の中の不純物をなるべ

く少なくして品質を向上させる方法や、あえて特定の不純物を意図的に入れる方法な

どが開発され、使われています。

また、デバイスの構造のデザインとその実現のための加工を行う仕事の分野がありま

す。半導体材料を削ったり、埋めなおしたり、表面に膜を貼ったり、電極を付けたり、多

半導体のお仕事

くの工程を経て、デバイスができます。アイデアが生まれてその原理を確認する初期段

階では、少ない人数で進めることもありますが、加工を専門とする人・会社にお願いし

て作ってもらうこともあります。新しい構造の加工を行う場合には、いままでの装置で

は対応できないことも多くあります。そういう場合は加工装置を製造する会社から必要

な装置を導入するような仕事もでてきます。装置がない場合は、それができそうな技術

のある会社に相談して特別に作ってもらうこともあります。

出来上がったデバイスを評価して、期待通りに動作するかを検証する仕事もありま

す。デバイスが性能を満たすかを確認する大事なところですが、長い時間使い続けて

も壊れないか、品質を確認することも含まれます。研究開発の初めのころでは、期待通

りに動作しないこともよくあることですが、たくさんの評価をしてデータを集めます。そ

してその事実につじつまがあう原因を推理し、仮説を立てます。事件を解決する探偵の

ような気持ちになることもあります。こうした仮説をもとに、立ち戻ってデザインを変え

て、作り直します。これを繰り返して「必要な性能」を達成していきます。こうした問題点

を特定して改善する流れは、ソフトウエアの仕事でも、ハードウエアの仕事でも、同じと

思いますが、半導体で特徴的なのは非常に小さく、材料のわずかな変化で性能が大

きく変わってしまうことでしょう。これは研究開発する際には大きな悩みとなる場合もあ

りますが、少ないエネルギーで大きな変化を起こせる半導体の良いところと裏表の関

係があります。このような微小なところで何が起こっているのかを知るために、光や電

波、電子のビームなどをあててその変化を見るなど、たくさんの方法が開発されてい

て、それを操る専門家の人たちが支えています。

こうして見ていくと、半導体にかかわる仕事には多くの専門家がいてそれぞれの役割

を担当し、チームで仕事をしていく必要があることがわかると思います。早くデバイスを

完成させるためにはそのつながりが重要であり、互いのことをよく知っているとスムー

ズです。たくさんの専門家が知恵を出し合い、今までになかったものを作り上げて、社

会を良く変えるのが私たちの夢です。ジュニア会員の皆さんがこの仕事に興味を持っ

て、将来専門家の一人として参加してくれたら大変うれしいです。

（NTT先端集積デバイス研究所中島史人）