シリコン素材のご紹介

半導体は、パソコン、テレビ、スマートフォン、デジタルカメラ、ICカードなど、身の回りの電気機器に広く使われています。半導体で最もよく使われる材料はシリコン（元素記号＝Si）です。ケイ素は酸素に次いで地球上で 2 番目に豊富な元素です。ほとんどのケイ素は土壌、岩石、天然水、木、植物に含まれています。

自然界では、シリコンは酸素、アルミニウム、マグネシウムの化合物として存在します。したがって、化合物からケイ素元素を抽出し、精製する必要があります。集積回路（IC）などの半導体に使われるシリコンは、「99.99999999％」（いわゆる「11N」）という超高純度の単結晶構造が必要で、抽出後はさまざまな工程を経て精製されます。

単結晶構造は、原子が三次元空間に規則正しく配列されて構成されています。この配置の基本単位を格子と呼びます。単結晶とは格子が規則正しく連続して並んだものです。シリコン格子は、8 つの原子がパターン状に繰り返されるダイヤモンド立方晶構造を持っています。各シリコン原子は、4 つの結合を介して隣接する 4 つのシリコン原子に結合します。シリコンは非常にありふれた元素であり、その構造が安定しているため半導体の原料として使用されています。

の浄化シリコンかなりの電力を必要とすることは間違いありません。日本では、純度98%以上のシリコンインゴットが、電気代が特に安いオーストラリア、中国、ブラジルなどの国から輸入されていることは周知の事実です。

の物性シリコン

シリコンは間違いなく、独特の青みがかった灰色の金属光沢を持つ脆くて硬い結晶固体です。疑いもなく、周期表上の近隣のものと比較して、シリコンは著しく不活性です。シリコンの記号は Si で、その原子番号は 14 です。さらに、シリコンは融点と沸点が高く、周期表の他の 14 族元素と同様に、標準条件下で広範な共有結合構造を形成することは十分に確立された事実です。 。

の化学的性質シリコン

室温では純粋なシリコンが絶縁体として機能することは否定できない真実です。同様に重要なのは、シリコンが標準の温度と圧力では半導体として動作するという事実です。シリコンが低温では結晶状態では不活性であることは議論の余地のない事実であり、その導電率は温度が上昇するにつれて間違いなく増加します。さらに、シリコンは間違いなく、摂氏 900 度を超える温度で酸素および空気と容易に反応します。溶融シリコンは反応性が高くなるため、化学反応を防ぐために不活性な耐火物に保管する必要があることは否定できない事実です。

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