半導体と結晶の関係について

質問

半導体は「結晶」であるという記述がありまして、その意味がよくわからなくて質問させていただきました。
これはどのようなこのなのでしょうか？

蛇足ですが・・・
自分は高校生です。学校が中高一貫校なので、中学生の後輩に部活で、半導体と結晶について教えなくてはならないことになりました。半導体と結晶について中学生にもわかるように解説しているサイトを紹介していただければ幸いです。（自分でも探しているのですが、なかなか見つからず・・・　探し方が悪いのでしょうか）

よろしくお願いします

回答No.3

sanori · ベストアンサー

へいっ　まいどっ
（笑）

＞＞＞
あと、もう一つ是非教えていただきたいのですが半導体結晶というものと、結晶成長とはどのような意味なのでしょうか？

一つじゃなくて二つですね。（笑）
そしてまた、明らかな追加質問のときは、新たなＱ＆Ａとして質問投稿するのがよいと思います。

さて、
「半導体結晶」とは、なんてことない、
結晶になっている元素・物質が、半導体の元素・物質である、ということだけです。
金属原子が整列している固体が金属結晶、
食塩のＮａとＣｌが整列しているものが、食塩の結晶、
そして、半導体原子・化合物が整列している固体が半導体結晶です。

そして、（ほぼ）完璧な結晶のことを単結晶と言います。

単結晶シリコンを作るためには、最初に「種結晶（たねけっしょう）」のシリコンを準備します。

シリコンが熔ける／熔けないの、ぎりぎりの温度にしておくと、種結晶に触れている部分が、その種結晶の結晶方位に勝手にはまります。はまったシリコンはやはり単結晶ですから、種結晶の役割をし、その隣にも単結晶のシリコンがくっつきます。
この連鎖で、単結晶のシリコンが、勝手に成長していきます。
（子供のおもちゃのブロックが、ひとりでに組み上がっていくイメージです）

本当は、結晶欠陥や汚染を引き起こす物質の濃度を下げる原理の説明も必要なのですが、あまり詳しいことまで説明しても、かえってわかりにくくなると思いますので、この辺でやめておきます。
ちょっとだけ言えば、この、不要な物質の除去と、上述した単結晶の成長とを同時に実現する単結晶シリコン製造装置のことを「シリコン引き上げ装置」といって、昔から使われている装置です。
下記もご参照。（特に、最初のＣＺ法のところ）
http://blog.goo.ne.jp/takekih/e/14a7646b9351451c4fab489e883acb40
なお、文章中、
「一般的に用いられるウエハーはあらかじめ不純物を溶かし込んでn型もしくはp型にしている。」
というところがありますが、これは、「迷惑な不純物」なのではなく、トランジスタなどを作るのに便利なように、「意図的に混ぜた不純物」ですので、誤解しないでくださいね。

これにて退散・・・・・

お礼

わかりやすいご説明ありがとうございました。

いろいろつっこみどころ満載の質問をかいてしまったようですね（笑）
また何かありましたらよろしくお願いします

回答No.2

sanori

こんばんは。
一応、半導体関係の元技術開発者です。

＞＞＞半導体は「結晶」であるという記述がありまして

　　　　　　　↑　この時点で、すでに間違っています。

たとえば、世の中で最も広く用いられている半導体であるシリコン（ケイ素）を例に取ってみますと、
結晶度が高い順番に、
単結晶　＞　微結晶　＞　多結晶　＞　（ＣＧＳ）　＞　アモルファス
となりますが、
ＬＳＩ、ＩＣのトランジスタ部分は、ほぼ単結晶です。
ここまではいいです。

しかし、液晶モニターに使われているＴＦＴ（薄膜トランジスタ）は、アモルファスが最も多く使われています。
アモルファスは、とても「結晶である」とは表現できる代物ではありません。

さらには、有機半導体というのがあります。
有機化合物ということは、いわば、ビニール、プラスチック、蛋白質と同じ仲間であるということです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%89%E6%A9%9F%E5%8D%8A%E5%B0%8E%E4%BD%93

＞＞＞
半導体と結晶について中学生にもわかるように解説しているサイトを紹介していただければ幸いです

ここで、ムービーが見られます。
（東芝）
http://kagakukan.toshiba.co.jp/01ubiquitous/sth_mv_semicon01.html

ここから、お好きな話題を拾いましょう。
http://momi.jwu.ac.jp/~physm/buturi01/led01/handoutai_1.html

お礼

大変わかりやすく教えていただきありがとうございます。
下にも、全文ではないですが周りの文章を載せておきました。おそらく書いた人はおそらくトランジスタ関係のことを考えて書いたのだと思います。

あと、もう一つ是非教えていただきたいのですが半導体結晶というものと、結晶成長とはどのような意味なのでしょうか？

よろしくお願いします

回答No.1

katokundes

全文無いと意味がよくわからなくて

http://blog.pixnet.net/beeway/archives/20070720
シリコンの結晶が載っていました。

導体　・半導体　・絶縁体

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%A2%E3%83%AB%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%B9
アモルファス

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%96%B9%E9%89%9B%E9%89%B1
方鉛鉱
http://www.d3.dion.ne.jp/~t_uchita/kousakusitu/milkpack/kouseki.htm
鉱石ラジオを作りましょう（２極素子・ダイオード）

お礼

半導体は、「結晶」であり、品質のよい結晶でなければ、
これらの性能は著しく劣化します。
私たちの研究は、品質の良い結晶を「結晶成長」させることがテーマです。

のような記述です。全文を載せてしまうとメールの文面なので個人が特定されてしまうとまずいので、これだけでご承知ください。
わかりにくくて申し訳なかったです。