半導体ガスの種類と基礎から製造工程別一覧と用途を徹底比較【2026年最新版】

半導体製造に欠かせないガスの種類は、年々増加と多様化が進み、2023年時点で国内の半導体産業では【20種類以上】が実際に使用されています。なかでも、純度99.9999%以上の超高純度ガスや、工程ごとに異なるバルクガス・キャリアガス・特殊高圧ガスの選定は、製品不良率や生産コストに直結する重要な要素です。

「どのガスを選べば安全で効率的なのか分からない」「ガスの種類や役割が複雑すぎて一覧化できない」といった悩みを抱えていませんか？実は、ガスの性質や用途ごとの特徴を理解すれば、製造プロセスの最適化やコスト削減につながる具体的なヒントが得られます。

本記事では、主要ガスごとの化学式・純度・毒性を徹底比較し、各工程での役割や最新の市場動向まで網羅。さらに、ガスメーカーのシェアや安全管理の実務ポイントも具体的なデータとともに整理しています。

最後まで読むことで、「現場で本当に使えるガス選定の基準」と「2026年に向けた最新トレンド」までしっかり理解できます。損失回避のためにも、まずは種類と特徴を正確に把握しましょう。

半導体ガスの基礎分類と全種類一覧【2026年最新版】

半導体製造に用いられるガスは、主にバルクガス・キャリアガス・不活性ガス・反応性ガス・プロセスガス・ドーピングガス・特殊ガスに分類されます。ガスの選定や供給形態、純度が半導体デバイスの品質を大きく左右します。下記の表は主要な半導体ガスと用途の一覧です。

ガス名	分類	主用途	代表プロセス	純度規格例
SiH₄（シラン）	プロセスガス	薄膜形成	CVD	99.9999%以上
NH₃	プロセスガス	窒化膜形成	LPCVD	99.9999%以上
CF₄	エッチングガス	酸化膜エッチング	ドライエッチング	99.999%以上
PH₃	ドーピングガス	n型ドーピング	イオン注入	99.999%以上
B₂H₆	ドーピングガス	p型ドーピング	イオン注入	99.999%以上
N₂	バルク・キャリア	パージ・搬送・雰囲気制御	全工程	99.999%以上
Ar	キャリア・不活性	キャリア・プラズマ雰囲気	エッチング・成膜	99.999%以上
He	キャリア・不活性	冷却・検出・搬送	全工程	99.999%以上
O₂	プロセスガス	酸化膜形成	熱酸化炉	99.999%以上
H₂	キャリアガス	雰囲気制御・還元	成膜・洗浄	99.999%以上

バルクガス・キャリアガス・不活性ガスの特徴比較 – 窒素、アルゴン、ヘリウムなどの基本性質や供給形態、用途を整理

バルクガスは大量に使用されるガスで、N₂・O₂・Arが代表的です。キャリアガスは材料ガスの搬送や希釈、装置のパージ、雰囲気制御に用いられます。不活性ガスは反応性が低く、化学反応を抑えるための雰囲気制御や搬送に使われます。

ガス名	基本性質	供給形態	主な用途
N₂	不活性・無色無臭	液体・ガスボンベ	パージ・搬送・冷却
Ar	希ガス・不活性	液体・ガスボンベ	プラズマ生成・成膜
He	不活性・軽量	ガスボンベ	冷却・リーク検査
O₂	酸化性・無色無臭	液体・ガスボンベ	酸化膜形成

半導体 不 活性 ガスと希ガスの違い・選定基準 – 不活性ガスと希ガスの違い、用途や実際の選定基準について

不活性ガスは化学反応をほとんど起こさず、アルゴンや窒素が主に使われます。一方、希ガスは周期表の18族（He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn）を指し、さらに高い不活性を持ちます。選定基準は、反応性の低さ・コスト・供給安定性・装置への影響の有無です。アルゴンはエッチングや成膜時のプラズマ雰囲気、窒素はパージや搬送に選ばれます。

キャリアガス とは？代表例とプロセス別使用量目安 – キャリアガスの役割、具体例、工程ごとの使用量の目安

キャリアガスは材料ガスを半導体装置内へ安定供給する役割を持ちます。主な例はN₂、H₂、Ar、Heで、用途ごとに使用量は異なります。

• N₂：パージや搬送に1工程あたり数十～数百L使用
• Ar：プラズマ成膜・エッチングで10～50L/回程度
• H₂：還元雰囲気や洗浄で10～100L/回
• He：冷却や検査で少量～数L/回

工程により流量・圧力は厳密に制御され、安全性・純度も重視されます。

反応性ガス・プロセスガスの詳細一覧 – SiH₄、NH₃、CF₄などの化学式、純度規格、毒性分類を網羅

反応性ガス・プロセスガスは、成膜やエッチング、ドーピングなどで中心的な役割を果たします。
下記の表は主な反応性ガスと特徴です。

ガス名	化学式	主な用途	毒性・危険性	純度規格
SiH₄	SiH₄	薄膜形成	可燃・有毒	99.9999%以上
NH₃	NH₃	窒化膜形成	腐食・毒性	99.9999%以上
CF₄	CF₄	酸化膜エッチング	温室効果ガス	99.999%以上
PH₃	PH₃	n型ドーピング	特に強い毒性	99.999%以上
B₂H₆	B₂H₆	p型ドーピング	可燃・毒性	99.999%以上
HCl	HCl	エッチング・洗浄	腐食性・毒性	99.999%以上

特殊高圧ガス 覚え方と毒性 ガス 一覧 – 特殊高圧ガスの覚え方、主な毒性ガスの一覧と特徴

特殊高圧ガスは「水素・塩素・フッ素・アンモニア・一酸化炭素・シラン・ホスフィン」などが該当します。覚え方は「水塩フアン一シホ」とすると便利です。
毒性が高い主なガスにはPH₃（ホスフィン）、AsH₃（アルシン）、B₂H₆（ジボラン）、SiH₄（シラン）があり、極めて厳格な管理と排ガス処理が求められます。

• PH₃：呼吸毒性が非常に強い
• AsH₃：猛毒
• SiH₄：自燃性と毒性を併せ持つ
• B₂H₆：可燃性・毒性

高純度ガス グレードと半導体純度要求値 – 高純度ガスのグレード基準や半導体用途での純度要求

半導体用途では、ガスの純度がデバイスの歩留まりや性能に直結します。一般的な高純度ガスのグレードは「6N（99.9999％）」以上が標準です。
不純物濃度は1ppb（10⁻⁹）レベル以下が求められ、グレードは「5N（99.999％）」「6N（99.9999％）」などで表記されます。
純度管理にはTDLASなどの先端分析装置が活用され、主要メーカーは厳格な品質保証体制を整えています。

半導体製造工程別ガス種類と役割徹底解説

半導体製造には用途ごとにさまざまなガスが使われており、それぞれの工程で役割が分かれています。ガスの純度や流量管理はデバイス品質に直結し、工程ごとに最適なガス選定が不可欠です。下記では、主要な工程ごとにガスの種類や特徴、最新の技術動向まで詳しく解説します。

エッチング工程で使うガス種類とメカニズム

エッチング工程では、不要な膜や材料を選択的に除去するため、多様なガスが使われています。特にドライエッチングでは、CF₄、SF₆、C₂F₆、Cl₂、HBrなどのガスが主に利用されており、反応性や選択性の高さが求められます。

エッチングガスの特徴は以下の通りです。

ガス名	主な用途	特徴	流量例
CF₄	シリコン酸化膜エッチング	フッ素ラジカル生成	50～200 sccm
SF₆	シリコンエッチング	高エッチングレート	30～150 sccm
Cl₂	金属エッチング	高い選択性	20～100 sccm
HBr	微細加工用	側壁保護効果	10～80 sccm

選択性やエッチング速度は、ガスの種類・流量・装置条件によって大きく変化します。プロセスごとに最適なガス配合と流量制御が必須です。

三フッ化リン 半導体用途と代替ガス比較

三フッ化リン（PF₃）は、主にフォトレジスト除去や酸化膜エッチングに用いられます。毒性が高いため、使用には厳格な管理が必要です。近年では、環境や安全性を考慮してNF₃やCF₄などの代替ガスが選ばれる傾向もあります。

ガス名	用途	毒性	代替ガスの特徴
PF₃	酸化膜エッチング	非常に高い	高効率だが取り扱い注意
NF₃	洗浄・エッチング	低め	分解効率が高く環境負荷が小さい
CF₄	酸化膜エッチング	中	安定供給・広く利用

NF₃は分解効率が高く、より環境にやさしいため、半導体業界ではPF₃からの切り替えが進んでいます。

CVD・ALD成膜工程の材料ガス一覧

成膜工程では、CVD（化学気相成長）やALD（原子層堆積）など最新技術に対応した材料ガスが利用されています。代表的なものとしてSiH₄（シラン）、NH₃（アンモニア）、WF₆（六フッ化タングステン）、TEOSなどが挙げられます。

ガス名	成膜材料	使用工程	特徴
SiH₄	シリコン	CVD	微細化対応、純度要求高
NH₃	窒化シリコン	CVD/ALD	窒化膜形成
WF₆	タングステン	CVD	金属配線の形成
TEOS	シリコン酸化膜	CVD	均一な酸化層形成

CVD/ALD装置ではガスの流量や圧力、温度の精密制御が不可欠で、成膜の均質性やデバイス性能に直結します。

3D構造化とエッチングガスの進化事例

3D NANDやFinFETなどの3D構造半導体の普及により、エッチングガスにも進化が求められています。従来の平面構造に比べ、高アスペクト比のパターン形成が必要となるため、HBrやCl₂などのガス組成やプラズマ条件が最適化されています。

• 高アスペクト比への対応：側壁保護膜の形成にHBrやO₂の添加が有効
• 微細化・高選択性：複数ガスのミックスによるプロセス制御が進化
• 環境負荷低減：低GWP（地球温暖化係数）の新規ガス開発

これらの取り組みにより、量産ラインでも安定した3D構造の形成が実現しています。

ドーピング・洗浄・雰囲気制御工程のガス

ドーピング工程では、PH₃（ホスフィン）、B₂H₆（ジボラン）、AsH₃（アルシン）などが使われ、それぞれn型・p型の不純物導入を担います。洗浄工程や雰囲気制御にもN₂（窒素）、H₂（水素）、Ar（アルゴン）などの高純度ガスが重要な役割を果たします。

• PH₃：n型ドーピング用（電子供給）
• B₂H₆：p型ドーピング用（ホール供給）
• N₂：パージ・雰囲気制御・冷却
• H₂/Ar：キャリアガスや還元雰囲気形成

これらのガスは純度や供給制御が歩留まり確保の決め手となり、国内主要ガスメーカーが高品質な供給体制を構築しています。

日本半導体ガスメーカー比較・シェア・製品強み

国内トップメーカー一覧と半導体向け製品ラインナップ

日本の半導体ガス市場は、技術力と高純度供給体制を誇る大手メーカーがシェアを牽引しています。各社は独自の生産管理体制や研究開発力を活かし、多様な半導体向けガスを提供しています。

メーカー名	主な半導体向け製品	特徴・強み
大陽日酸	シラン（SiH₄）、ホスフィン（PH₃）など	高純度特殊ガスの安定供給と事故防止技術
エア・ウォーター	アルゴン（Ar）、窒素（N₂）、CF₄など	幅広いバルク・特殊ガス供給網、環境対応
日本酸素ホールディングス	水素（H₂）、アンモニア（NH₃）、標準ガス	国内外供給力と品質管理
ジャパンマテリアル	材料ガス供給システム、超高純度ガス	クリーン供給システム、半導体ファブ対応

各社は成膜用、エッチング用、ドーピング用など、半導体製造プロセスごとに最適なガスをラインナップしており、純度や安定供給体制で競争力を維持しています。

大 陽 日 酸 特殊ガス・標準ガス製品例

大陽日酸は、半導体産業に不可欠な高純度ガスの開発・製造で国内トップクラスの実績を誇ります。特殊ガス、標準ガスの両分野で信頼性の高い製品を多数展開しており、厳格な品質管理のもと安定供給を実現しています。

製品カテゴリ	ガス名	主な用途
特殊ガス	シラン（SiH₄）	シリコン成膜、CVDプロセス
特殊ガス	ホスフィン（PH₃）	n型ドーピング、不純物拡散
標準ガス	酸素（O₂）	酸化膜形成、洗浄
標準ガス	窒素（N₂）	キャリアガス、装置パージ

大陽日酸の強み
– 高圧ガスの安全供給ノウハウ
– トレーサビリティを重視した品質保証
– 半導体工場向けの迅速な納品体制

エア ウォーター 特殊 ガスと日本酸素ホールディングスの差別化

エア・ウォーターはバルクガスから特殊ガスまで幅広い製品群を有し、特に環境負荷低減の取り組みやグローバル供給体制が強みです。独自の精製・充填技術により超高純度ガスの連続供給を実現し、半導体工場の安定稼働を支えています。

日本酸素ホールディングスは、水素やアンモニアなど多様な材料ガスの高品質供給で国内外の信頼を獲得。海外ファブへの供給拠点も多数展開しており、国際的なニーズにも柔軟に対応しています。両社ともに、半導体装置とのシステム連携や安全・環境対応においても高い評価を獲得しています。

半導体 ガス 銘柄別供給実績とグローバル対応力

日本の主要メーカーは、半導体製造で使用されるさまざまなガス銘柄を安定して供給し、世界市場でも高い対応力を示しています。

ガス銘柄	主な供給メーカー	供給実績・対応力
シラン（SiH₄）	大陽日酸、エア・ウォーター	国内外大手ファブ向け安定供給
窒素（N₂）、アルゴン（Ar）	エア・ウォーター、日本酸素HD	大規模バルク供給、24h体制
ホスフィン（PH₃）、ジボラン（B₂H₆）	大陽日酸、ジャパンマテリアル	ドーピング用途、超高純度対応

• 各社はグローバル市場の需要変動にも柔軟に対応し、海外拠点や現地供給網を強化しています。
• 長年蓄積した純度管理技術や安全管理体制により、国際的な製造基準にも適合。
• 供給安定性と高品質の両立が、日本メーカーの大きな競争力となっています。

高純度半導体ガスの品質規格・安全性・規制対応

半導体用ガスの純度グレードと不純物管理基準 – 純度等級や不純物管理の方法、分析技術

半導体製造で使用されるガスは、デバイスの歩留まりや信頼性を左右するため、極めて高い純度が求められます。一般的な純度グレードは「6N（99.9999％）」以上が基準となり、微量不純物の管理は厳格です。代表的な高純度ガスには窒素、アルゴン、水素などがあり、金属や水分、酸素などの不純物が1ppb（10億分の1）レベルで管理されます。

テーブルで主な純度グレードを比較します。

純度等級	不純物濃度（ppm/ppb）	主な用途例
5N（99.999%）	10ppm以下	一般工業用途
6N（99.9999%）	1ppm以下	半導体前工程
7N（99.99999%）	0.1ppm以下	最先端半導体

不純物分析にはガスクロマトグラフ（GC）、質量分析（MS）、TDLAS（チューナブルダイオードレーザー吸収分光）など最先端技術が使われ、厳格な品質管理体制が敷かれています。流量や圧力も精密に制御し、製造装置ごとに最適なガス供給システムが導入されています。

特殊高圧ガス 性質と毒性 ガス 一覧の取り扱いルール – 管理ルール、法令、取り扱い上の注意点

半導体製造に使用される特殊高圧ガスには、毒性や可燃性を持つものが多く、安全対策と法令遵守が不可欠です。代表的な毒性ガスにはシラン（SiH₄）、ホスフィン（PH₃）、アルシン（AsH₃）、ジボラン（B₂H₆）、塩素（Cl₂）などがあります。

管理・取り扱い上の主なポイントをまとめます。

• 専用の高圧ガスボンベ・シリンダーキャビネットを使用
• ガス漏洩検知器や自動遮断装置の設置
• 高圧ガス保安法や労働安全衛生法に基づく管理
• 作業者への教育・定期的な安全訓練の実施
• 排気設備・毒性ガス除害装置の設置

毒性ガスの一覧と主な注意点は下記の通りです。

ガス名	主な性質	主なリスク
シラン	可燃性・毒性	発火・爆発
ホスフィン	高毒性	微量でも致死
アルシン	高毒性	微量でも致死
ジボラン	可燃性・毒性	爆発・中毒
塩素	腐食性・毒性	吸引による健康被害

各種ガスは厳重な管理下で取り扱い、法令遵守とリスクアセスメントを徹底します。

環境規制・排ガス処理とガス除害装置動向 – 排ガス規制や除害装置の最新トレンド

半導体工場から排出されるガスには、人や環境への影響が大きい有害成分が含まれるため、排ガス規制への対応が年々強化されています。特に、フッ素系・塩素系ガス、温室効果ガス（NF₃・CF₄など）の除去が課題です。

最新のガス除害装置動向は以下の通りです。

• 熱分解式除害装置：高温で有害ガスを分解し、無害化する方式
• 湿式スクラバー：水や薬液で有害成分を吸収・中和
• ドライスクラバー：吸着剤や触媒を用いてガスを除去
• プラズマ除害装置：高エネルギープラズマで分解効率を向上

これら装置は自動監視・遠隔制御が可能となり、稼働データの記録・分析による予防保全も進んでいます。環境省の指針や各国の規制基準を満たすため、装置メーカー各社が高効率・省エネ型の新製品開発を競っています。

今後はより厳格な排出基準や温室効果ガス削減目標への対応が求められ、省エネルギー化・リサイクル技術との連携強化も進む見通しです。

半導体ガスの価格相場・コスト構造・調達最適化

ガス種類別価格相場と供給形態の影響 – バルク、シリンダーなど供給形態別の価格や傾向

半導体ガスの価格は、ガスの種類や純度、供給形態によって大きく異なります。バルク供給は大規模工場向けで、単価が低く抑えられますが、初期設備投資が必要です。シリンダー供給は小ロット向けで、管理や運搬コストが割高です。また、特殊ガスほど高純度化・安全対策のコストが上乗せされます。

ガス名	供給形態	目安価格（1m³あたり）	主な用途
窒素（N₂）	バルク	数十～数百円	パージ、雰囲気制御
水素（H₂）	バルク/シリンダー	数百円～数千円	還元、キャリア
シラン（SiH₄）	シリンダー	数千円～数万円	成膜（CVD）
三フッ化リン（PF₃）	シリンダー	万円～数十万円	エッチング
ホスフィン（PH₃）	シリンダー	数万円～	ドーピング

大量消費のバルクガス（N₂、H₂）はコスト効率が高く、特殊ガスは純度や供給の特殊性から高価格です。供給形態の選定がトータルコスト低減のカギとなります。

メーカー比較によるコスト削減事例 – 価格やコスト削減につながるメーカー比較事例

半導体ガスの調達コスト削減には、国内外メーカーの比較が有効です。複数社から見積もりを取得し、納入条件・サポート内容・純度規格を詳細に比較することで、価格交渉やサービス改善につながります。特に、以下のような事例が多く見られます。

• 純度規格の見直しで必要以上に高純度なガスを避け、用途に合ったグレード選択によりコストダウン
• 大ロット契約による割引を活用し、長期契約で単価を抑制
• 複数メーカーからの競争入札で価格低減と納期短縮を同時実現
• 納入拠点の集約による物流コストの削減

これらのアプローチにより、最大で10～20％以上のコスト削減実績が報告されています。

調達時の契約・品質保証・サポート体制チェックリスト – 見積取得、品質保証やサポート体制の確認ポイント

半導体ガスの調達においては、品質・安全性・供給安定性の確認が不可欠です。調達時には下記のポイントを必ずチェックしましょう。

• ガス分析証明書（COA）やロット管理情報の提出
• 純度規格・不純物濃度の明記
• 安全データシート（SDS）の提供と内容確認
• 供給トラブル時の緊急対応体制やサポート窓口の明確化
• 定期的な品質監査・供給実績の提出依頼
• 長期供給契約時の価格変動条件の確認
• 廃棄シリンダーや容器回収サービスの有無

これらを事前にリスト化し、メーカー・商社と詳細に打ち合わせることで、調達リスクの低減と品質維持、コスト最適化が実現できます。

次世代半導体とガスの技術革新・市場トレンド

SiC・GaN・ダイヤモンド半導体向けガス変化 – 新素材半導体向けのガス需要や特性の変化

シリコンカーバイド（SiC）、窒化ガリウム（GaN）、ダイヤモンドといった次世代半導体材料の台頭により、必要とされるガスの種類や純度、供給方法が大きく変化しています。これらの新素材は高温・高耐圧・高周波特性を活かした自動車や産業機器、5G通信機器での需要が急増しています。従来のシリコン半導体では使用頻度が低かったアンモニア（NH₃）、三フッ化窒素（NF₃）、シラン（SiH₄）などが、成膜やエッチング工程で重要な役割を担っています。

下記は新素材ごとの主な使用ガス一覧です。

半導体素材	主な使用ガス	特徴・用途
SiC	シラン（SiH₄）、プロパン（C₃H₈）、水素（H₂）	高温成膜、表面処理
GaN	アンモニア（NH₃）、窒素（N₂）、水素（H₂）	窒化膜形成、キャリアガス
ダイヤモンド	メタン（CH₄）、水素（H₂）、アルゴン（Ar）	CVD成膜、プラズマ処理

これらのガスは高純度かつ安定供給が求められ、ガスメーカー各社が高性能材料への最適化を進めています。

2nmプロセスとALD対応新ガス開発 – 先端プロセスに求められる新ガスの技術進化

半導体の微細化が進み、2nmプロセスや原子層堆積（ALD: Atomic Layer Deposition）技術の導入により、従来とは異なるガスの開発が加速しています。特に、原子レベルでの制御が必要なALDでは、前駆体ガスや高反応性ガスの選定がデバイス性能を左右します。

主な技術進化と新規ガス例は以下の通りです。

• メタル有機前駆体ガス（例：トリメチルアルミニウム）はゲート絶縁膜形成に必須
• 高純度アンモニア・水素はナノスケールの不純物制御に不可欠
• 新たなフッ素系エッチングガスは微細パターン形成と歩留まり向上を実現

これらのガスは、最先端半導体製造装置との親和性や高純度維持の観点から、供給システム・分析機器も同時に進化が求められています。

ガス供給システムのIoT化・省エネ化トレンド – 最新の供給システムやエネルギー効率化の動向

半導体工場では、ガス供給システムの安定稼働と省エネルギー化が重要課題となっています。近年はIoT技術の導入により、流量・圧力・純度のリアルタイム監視と自動制御が進化し、異常検知やメンテナンス性が飛躍的に向上しています。

主な最新トレンドは下記の通りです。

• IoTセンサーによる遠隔監視でトラブル未然防止
• 自動バルブ・流量制御システムでガスロス最小化
• 高効率パイピング・再利用技術による省エネ・コスト削減

高純度ガスの安定供給体制の構築は、半導体デバイスの競争力維持と工場の環境対応に直結しており、今後も国内外のガスメーカーと装置メーカーによる技術提携や共同開発が加速していくと予想されます。

半導体ガスFAQと基礎用語辞典【現場即戦力】

現場で聞かれる半導体ガスQ&A集 – 実務現場でよく尋ねられる質問とその解説

Q1. 半導体製造に使われる主なガスは何ですか？

半導体製造では、シリコンウェーハの成膜やエッチング、ドーピングなど多様な工程で高純度ガスが使われます。代表的なガスには以下があります。

• シラン（SiH₄）：CVD成膜でのシリコン薄膜形成
• 窒素（N₂）・アルゴン（Ar）：キャリアガスやパージ用途
• 四フッ化炭素（CF₄）、六フッ化硫黄（SF₆）：エッチング工程
• ホスフィン（PH₃）・ジボラン（B₂H₆）：ドーピング工程
• 酸素（O₂）、アンモニア（NH₃）：酸化や窒化膜形成

Q2. 特殊ガスとバルクガスの違いは？

• 特殊ガスは、成膜・エッチング・ドーピングなど特定用途向けの高純度ガス（例：SiH₄、CF₄、PH₃など）。
• バルクガスは、窒素や酸素のような大量使用ガスで、主にキャリアやパージ、雰囲気制御に用いられます。

Q3. 半導体ガスの安全対策は？

• 毒性・可燃性ガスは専用設備で厳重管理
• 流量・圧力を自動制御し、漏洩検知システムを導入
• 排ガス処理や高圧ガス保安法に準拠した運用が求められます

Q4. 日本の主な半導体ガスメーカーは？

• エア・ウォーター
• 大陽日酸
• 日本酸素ホールディングス
• ジャパンマテリアル

いずれも高純度ガスや特殊ガスの安定供給で業界をリードしています。

Q5. 高純度ガスが必要な理由は？

微量な不純物でも半導体の性能や歩留まりに大きな影響を及ぼすため、99.9999%以上の純度が求められます。

半導体ガス用語集・略語解説一覧 – 半導体ガス関連の用語や略語を解説

下記は現場で頻出する半導体ガス関連の用語や略語の一覧です。

用語・略語	意味・解説
CVD	化学気相成長法。ガスを使い薄膜を形成する製造技術
エッチング	プロセス中で不要部分をガスで化学的に除去すること
ドーピング	電気伝導性向上のため不純物ガスを注入する工程
キャリアガス	材料ガスを運搬・希釈するための補助ガス（N₂、Arなど）
プロセスガス	成膜やエッチングなど特定工程で使うガス全般
バルクガス	大量に使うガス（N₂、O₂など）で、主に雰囲気制御用
特殊ガス	プロセスごとに用途が限定される高純度ガス
UHP	Ultra High Purity。超高純度（99.9999%以上）グレード
排ガス処理装置	使用済みガスの無害化や再利用を行う装置
毒性ガス	PH₃、AsH₃など人体や環境に有害なガス
シール	ガス漏洩や混入防止の密閉部材

• 高純度ガス：不純物が極少のガスで、デバイス良品率向上に不可欠
• 流量制御：ガス供給量を精密に管理する技術
• サプライチェーン：ガスの製造から供給、リサイクルまでの流れ

これらの用語やガスの種類を理解することは、半導体製造現場での品質・安全管理、装置運転の最適化に直結します。現場でのトラブル時や新プロセス導入時にも役立つ知識です。

半導体ガス活用の現場事例・トラブルシューティング

実際の製造ライン導入事例と成果データ

半導体製造現場では、ガス供給の安定化が歩留まりや品質向上に直結しています。例えば国内大手工場では、高純度窒素（N₂）とアルゴン（Ar）を用いたパージシステムの導入により、酸化膜形成工程の不良率が0.01%以下に低減しました。さらに、ドライエッチング工程でのCF₄やCl₂のリアルタイム流量制御を行うことで、パターン精度のばらつきが従来比30%改善されています。

下記のテーブルは、代表的な半導体製造工程とそこで使用されるガス、および導入後の成果例を示しています。

工程	主な使用ガス	導入成果例
成膜	SiH₄, NH₃	膜厚ばらつき10%→3%改善
エッチング	CF₄, SF₆, Cl₂	歩留まり98%→99.5%向上
ドーピング	PH₃, AsH₃, B₂H₆	特性不良半減
洗浄	H₂, N₂, O₂	微粒子不良30%減少

このように、ガス種や供給制御の最適化が製造効率と製品信頼性を大きく左右します。

ガス漏れ・不純物混入のトラブル原因と対策

半導体工場ではガス漏れや不純物混入が重大な不良要因となります。よくある原因と対策を下記リストにまとめます。

• シールや継手からの漏れ
• 高品質SUS材や二重シール設計で対策
• ガス配管内の残留物
• 定期的なパージ・洗浄を徹底
• 供給システムの圧力変動
• 自動圧力制御バルブ導入で安定化
• ガス純度低下（外部混入）
• 超高純度ガス（99.9999%以上）と不純物監視装置の併用

特にPH₃やAsH₃など毒性ガスは、漏洩検知器や排気処理設備を組み合わせて事故を未然に防ぎます。不純物混入が発生した場合は、即座に供給ラインを切り離し、原因箇所の特定・修復を徹底します。

ガスエンジニアリングの基本とカスタム事例

ガス供給システムは、安定供給・安全性・メンテナンス性のバランスが重要です。一般的な構成は、ガスボンベまたはバルク供給から調整器・流量制御・検知モニター・配管・供給口まで一貫管理されています。

近年のカスタム事例としては、用途に応じた自動流量制御システムや、複数種ガスの同時供給ユニットが代表的です。例えば、プロセスガスとキャリアガスを1台で自動混合・供給可能なシステムを導入した企業では、工程切替の時間短縮とガス消費量の最適化を同時に実現しました。

ガスエンジニアリングのポイント
– ガス純度と供給安定性を両立した設計
– 配管の死角やデッドスペースを極小化
– 定期的な漏洩点検と予防保全の実施

このようなカスタマイズ事例や技術導入により、半導体工場の生産性と信頼性がさらに向上しています。

半導体ガス市場分析・2026年以降の予測と投資視点

世界・日本市場規模と成長ドライバー – 市場規模や成長要因の最新動向

半導体ガス市場は、世界的な半導体需要拡大とともに成長を続けています。特に5G通信、自動車の電動化、AIやIoTの普及が市場をけん引し、2026年以降も高い成長が期待されています。日本市場は高純度ガスの品質と安定供給で世界的な存在感を維持しています。下記のテーブルは主要なガス別の成長ドライバーをまとめたものです。

ガス種類	主な用途	成長要因
シラン(SiH₄)	成膜	半導体微細化・高集積化
窒素(N₂)	雰囲気制御・パージ	大量消費・工場新設増加
フッ素系(CF₄等)	エッチング	先端ロジック・メモリ需要
ホスフィン(PH₃)	ドーピング	高性能デバイス生産増加
アルゴン(Ar)	キャリア・冷却	装置の大型化・工程多様化

これらのガスを安定的に製造・供給できる技術力を持つ企業が市場成長をリードしています。

主要企業動向とM&A事例 – 業界大手の動向やM&Aの事例

主要企業は技術開発とサプライチェーン強化、海外展開に積極的です。日本ではエア・ウォーター、大陽日酸、日本酸素ホールディングス、ジャパンマテリアルなどが市場で高い存在感を示しています。グローバルでは、レゾナックなども含めた連携や買収が進んでいます。近年の動向では次のような特徴があります。

• 高純度化・特殊ガス開発競争の激化
• サプライチェーン強化のための国内外M&A
• 海外工場の新設・拡張による供給力強化

直近では国内大手による北米・アジア地域企業の買収や、海外パートナー企業との共同開発が増加しています。これにより安定供給と技術革新が同時に進み、市場競争力がより強化されています。

今後のガス需要予測とサプライチェーンリスク – 需要予測やサプライチェーン上のリスク分析

今後の半導体ガス需要は、最先端プロセスの普及や設備投資の拡大により、年率4～6％の成長が見込まれています。特に成膜・エッチング用ガスの需要が大きく伸びる見通しです。一方で、供給網の制約や原材料価格の変動、地政学リスクが課題となっています。

主要なサプライチェーンリスクと対策例
– 地政学リスク：海外生産への依存度が高い地域は供給遅延のリスクあり
– 原材料価格の高騰：需給バランスの変化によるコスト上昇
– 輸送・保管の安全性：高圧・毒性ガスの取り扱いに専門的な管理が必要

リスク分散のために、複数拠点での生産、在庫戦略の強化、サプライヤーとの連携強化が進められています。今後も高品質と安定供給が市場競争力を左右する最大のポイントとなります。