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シリコンは酸素に次いで地殻中に豊富にある元素です。通常酸素と結びついていて、シリカあるいはケイ酸塩として存在するために、昔はシリカが元素であると考えられていました。金属シリコンの歴史は、1842年に単体分離が成功してから始まり、現在広く利用されていますが、半導体材料として本格的に利用されるようになったのは、1960年代からです。
金属シリコンを半導体材料として利用するためには、不純物を取り除き、その純度を限りなく高める必要があります。純度98%程度の金属シリコンを塩化水素(HCI)と反応させ、液体の三塩化シランを作り、これを蒸留により高純度(純度99.999999999%、イレブン・ナインとよばれています。)に精製した後、水素で還元して多結晶シリコンを製造する方法が一般に広く使用されています。
多結晶シリコンはそのままでは半導体材料として使用することはできませんので、溶解して原子を規則正しく配列した単結晶シリコンを製造します。単結晶を製造する段階でごく微量の金属(一般には不純物と呼んでいます。)を入れます。不純物の金属の種類によりN型半導体あるいはP型半導体になります。N型の不純物としてはリン、アンチモン、P型の不純物としてはボロンが一般的に使用されています。単結晶の直径は150mm、200mmのものが主流ですが、最近では300mmのものも使用され始めています。単結晶シリコンは厚さ1mm以下に切断して、ラッピング・エッチング・ポリッシングという工程を経て、表面が鏡のようになるまで研磨して高純度単結晶シリコンウエーハが出来上がります。さらに用途によってはエピタキシャル成長など処理が施されます。最近ではデバイスの高速化、高信頼性化、低消費電力化等の要請に応えるため為、各種のSOI(Silicon On Insulater)ウエーハも実用段階に入っています。
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