半導体材料シリコン

現在では私たちの身近な家電に必ずと言って良いほど使用されている半導体ですが、その半導体の材料として使用されているのがシリコンです。
シリコンは地球上に存在する酸素の次に多い元素でもありますが、このシリコンを用いて半導体が作られていることをご存じの方は少ないのではないでしょうか。
ここでは、半導体を構成するマテリアル、シリコンについてご紹介しましょう。

身近な元素の一つ

漠然と半導体について知っている方、何に使われているかご存じという方でも半導体が何によって造られているかをしっかり理解している方、知っている方は少ないのではないでしょうか。
半導体にもっとも多く使用されているマテリアルがシリコンで、元素記号で表すとSiとなります。
理科で習ったかもしれませんが、覚えていますか?

日本語ではケイ素とも呼ばれるこのシリコンですが、先ほども言ったように実は地球所では酸素に次いでたくさん存在する元素となります。
あまり馴染みのないシリコンが、実は酸素の次に多い元素というのは少々驚きですよね。

シリコンはどこに存在するのかということですが、シリコンはさまざまなものに含まれています。
土壌や岩石に存在することがほとんどですが、ほかにも水や樹木、植物などにシリコンが含まれており、実は私たちにとってとても身近な元素の一つと言っても過言ではないのです。

ただし、自然界に存在するシリコンはマグネシウムやアルミニウム、酸素などと結びついていることがほとんどですから純度自体は低く、そのままでは半導体に用いることができません。
自然界に存在するシリコンを半導体のマテリアルとして使用するためには精錬が必要となるのです。

シリコンの知識

先ほど言ったように、自然界にたくさん存在するシリコンにはいろいろな不純物が紛れ込んでいます。
酸素はもちろん、アルミニウムやマグネシウムなどさまざまな物質が紛れ込んでいますから、このままの状態だと半導体に使うことはできません。

家電の制御などに用いられる集積回路に使われる半導体は高純度の単結晶構造が必要となりますから、精錬を終えたあとさらに別プロセスを経ることによって精製されます。
どの程度の純度が必要なのかということですが、実に99.999999999%の純度が必要となるのです。
驚くほど9が並んでいますが、これをイレブンナインと呼びます。

抽出したシリコンをさらに純度を高め、そこで初めて半導体のマテリアルとして用いることができます。
実は私たちにとって身近な存在だったシリコン。
酸素の次に多い元素ということに驚きを感じた方も多かったのではないでしょうか。
しかも、半導体に使われるシリコンは超高純度が必要となるのですね。