Einführung des Siliziummaterials

Halbleiter werden häufig in alltäglichen elektrischen Geräten wie PCs, Fernsehern, Smartphones, Digitalkameras und IC-Karten verwendet. Das am häufigsten verwendete Material in Halbleitern ist Silizium (chemisches Symbol = Si). Silizium ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element auf der Erde. Das meiste Silizium kommt in Böden, Gesteinen, natürlichem Wasser, Bäumen und Pflanzen vor.

In der Natur kommt Silizium als Verbindung aus Sauerstoff, Aluminium und Magnesium vor. Daher muss das Element Silizium aus der Verbindung extrahiert und gereinigt werden. Das in Halbleitern wie integrierten Schaltkreisen (ICs) verwendete Silizium erfordert eine ultrahochreine Einkristallstruktur von „99,99999999 %“ (das sogenannte „11N“) und wird nach der Extraktion durch verschiedene Prozesse raffiniert.

Eine Einkristallstruktur besteht aus Atomen, die geordnet im dreidimensionalen Raum angeordnet sind. Die Grundeinheit dieser Anordnung wird Gitter genannt. Ein Einkristall ist ein Gitter, das geordnet und kontinuierlich angeordnet ist. Das Siliziumgitter hat eine kubische Diamantkristallstruktur mit acht Atomen, die sich in einem Muster wiederholen. Jedes Siliziumatom ist über vier Bindungen an vier benachbarte Siliziumatome gebunden. Silizium ist ein sehr verbreitetes Element und wird aufgrund seiner stabilen Struktur als Rohstoff für Halbleiter verwendet.

Die Reinigung vonSiliziumerfordert zweifellos eine beträchtliche Menge Strom. Es ist bekannt, dass in Japan Siliziumbarren mit einer Reinheit von mindestens 98 % aus Ländern wie Australien, China und Brasilien importiert werden, wo Strom deutlich günstiger ist.

Physikalische Eigenschaften vonSilizium

Silizium ist unbestreitbar ein spröder, harter kristalliner Feststoff mit einem ausgeprägten bläulich-grauen metallischen Glanz. Zweifellos ist Silizium im Vergleich zu seinen Nachbarn im Periodensystem bemerkenswert inert. Das Symbol für Silizium ist Si und seine Ordnungszahl ist 14. Darüber hinaus ist es eine wohlbekannte Tatsache, dass Silizium hohe Schmelz- und Siedepunkte hat und unter Standardbedingungen ausgedehnte kovalente Strukturen bildet, ähnlich wie andere Elemente der Gruppe 14 im Periodensystem .

Chemische Eigenschaften vonSilizium

Es ist eine unbestreitbare Wahrheit, dass reines Silizium bei Raumtemperatur als Isolator wirkt. Ebenso wichtig ist die Tatsache, dass sich Silizium bei Standardtemperatur und -druck wie ein Halbleiter verhält. Es ist eine unbestreitbare Tatsache, dass Silizium in kristalliner Form bei niedrigen Temperaturen inert ist und seine elektrische Leitfähigkeit zweifellos mit steigender Temperatur zunimmt. Darüber hinaus reagiert Silizium zweifellos bei Temperaturen über 900 Grad Celsius leicht mit Sauerstoff und Luft. Es ist eine unbestreitbare Tatsache, dass geschmolzenes Silizium hochreaktiv wird und in inaktiven feuerfesten Materialien gelagert werden muss, um chemische Reaktionen zu verhindern.

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