半導体とシリコンの関係

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このページは、半導体とシリコンの関係について調べて書いています。

半導体は電気の伝導特性が金属と絶縁体の中間である物質のことを指します。シリコンは最も一般的に使用される半導体素材であり、主要な半導体デバイス(トランジスタ、ダイオードなど)の製造に広く用いられています。

シリコンが半導体として利用される理由は、いくつかの特性によるものです。まず、シリコンは地殻中で最も豊富な元素の一つであり、入手しやすくコスト効率が良いです(https://periodic-table.com/silicon/)。また、シリコンは四価元素であり、電子の供給元(ドーパント)として不純物を添加することによって、電気の伝導特性を制御することができます。この不純物添加のプロセスをドーピングと呼びます。ドーピングによってシリコンの伝導帯や価電子帯のエネルギーレベルが変化し、半導体デバイスの動作が可能となります。

半導体デバイスの製造プロセスは、シリコンウェハー(シリコンの薄い円盤状の基板)を用いて行われます。まず、ウェハー表面に絶縁層(通常は酸化シリコン)を形成し、その上に微細な配線パターンを作成します。次に、ドーピング工程を通じて特定の領域に不純物を添加し、その後、リソグラフィとエッチングなどのプロセスを使用して、微細な回路パターンを形成します。これによって、トランジスタやダイオードなどの半導体デバイスが作られます。

このような半導体デバイスの製造技術は、半導体産業において非常に重要な役割を果たしています。半導体は情報技術や電子機器の発展に欠かせない要素であり、コンピュータ、スマートフォン、テレビ、自動車など、私たちの日常生活に密接に関わっています。

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