シリコンはどのようにして高純度が得られるのですか？

質問

パソコンなどに用いられている単結晶Siの純度は
とても高いと聞いたことがあるのですが、
どうしてそんな高純度が必要なのですか？
また、そんな純度は一体どのようにして
得られるのですか・・？

気になったので、どなたか教えて下さい。

回答No.1

ceita · ベストアンサー

実は純粋なシリコンではうまく半導体としての
性質は示しません。
純粋なシリコンに混ぜ物をして（ドーピングと呼びます）
p型とｎ型という二つの性質の半導体として使用します。

つまり最初に純度が高くないと混ぜ物をしたときに
どちらになるかわからなくなるということになります。

また純度の上げ方ですが、
純度の高い氷の作り方と同じです。
水が氷になるときに
周りから氷になるのは見たことがありますよね。
そのときにできている外側の氷には不純物が少なく、
なかにたまっている水には不純物が多く溶けています。
そこで中の水を捨てると
最初の水よりも不純物の少ない氷が得られます。
これを繰り返すと純度の高い水が得られます。

実際にはもっといろいろな技術が使われていると
思いますが基本は上記の方法がとられていると
思います。

回答No.3

eiectron

確か、電磁誘導の原理で、シリコンに電流を流し、その摩擦熱で、溶かし、種シリコン棒を入れて付着させて純粋（９が小数点以下１２桁？になるまでにして）引き上げる動作を繰り返し、取り出したと思いました。金属の精錬に使う原理です。専門の方で誘導過熱と言う。
　つまり、コイルの中に、不純物の混じった、シリコン（鉄、アルミ・・・）をコイル巻線に接触しないようにし、耐熱容器に乗せ、トランスの２次回路の動作で、または、皆さんが知っている、電磁調理器、に乗せた鉄鍋、或いはＩＨ炊飯器の鉄容器（ＩＨは、induction heatingの頭文字です。訳して、誘導過熱）に交流の磁力線を通すことによって渦電流を流し、その摩擦熱で熱すると同じ動作です。この場合は溶かすまでもっていくわけです。すると不純物部分が糟として分離しますから。
　９が１２桁になるまで純度を高めないと、不純物との間に生じる、あぶれ電子や＋電気の孔（ホール）が電流となって、雑音や誤動作をすることが分かったためです。
　この程度の純度にして、初めて、シリコンの手（独身電子＝不対電子の事＝価電子）より、手が１個不足なインジュウムを微小溶かし込んだり（ｐ型半導体）、シリコンより手（独身電子、または、価電子、原子価電子）が１個余分なアンチモンを溶かし込んで、独身電子が手を組めずに、丁度椅子取りゲーム様に電子が１個あぶれてふらつき回る（流れる）ｎ型（negativのn）半導体として、実用的半導体ができました。
　不確かな点（記憶消失で）がありますが。了解ください。

取り出す

お礼

お礼がとってもとっても遅くなりました（>_<）
分かりやすい説明をいただき、
大変ありがとうございました！

回答No.2

mikelucky

純度が高いのは、不純物によって性質を制御しにくくなるのを防ぐため。
また、非常に細かい領域だと、ちょっとの不純物が大きな影響を与えてしまうためです。

その純度は99.999999999％です

純度を上げるのは基本的に再結晶によってです。
結晶は同じものが集まってできる過程で、不純物を排除していきます。
食塩や明礬、硫酸銅の結晶は見たことがあるでしょう。
あんな感じで育てるのです。

参考にどうぞ
http://www.ave.nikon.co.jp/pec_j/society/story0202.htm

参考URL：

http://www.ave.nikon.co.jp/pec_j/society/story0202.htm