背景
雖然矽在地殼中是第二多的元素,但它是由多種化合物組成,主要有不純的二氧化矽和矽酸鹽(Si+O+另外元素),在自然中沒有單純的矽元素。製造半導體器件所用的單晶矽是一種人造材料。
提純過程
如前所述,矽是一種人造材料。在矽的製造過程中必須從矽的化合物中分離出矽,並從分離後的矽中進一步提純矽。
低品質的二氧化矽首先在電爐里與碳一起加熱,通過碳對不純的二氧化矽進行還原(減少二氧化矽),得到不純的元素矽。
經過氯化處理後形成一種氯化物,如四氯化矽(SiCl4)或三氯氫矽(SiHCl3),這兩種化合物在室溫下是液體。事實證明液化過程是行之有效的方法。鑒於固體提純的困難性,許多提純的標準工藝都是利用液體來提純的。
通過多重蒸餾和其他液體提純之後可得到超純度的SiCl4或SiHCl3。
最後,用化學方法對高純度的氯化物進行還原,可以得到所期望的超純元素矽。例如:SiCl4在氫氣氛中加熱可生成4HCl+Si,即[SiCl4+2H2→4HCl+Si]。