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Los semiconductores se utilizan ampliamente en aparatos eléctricos familiares como ordenadores personales, televisores, smartphones, cámaras digitales, tarjetas IC, etc. El material más utilizado en los semiconductores es el silicio (símbolo químico = Si). El silicio es el segundo elemento más abundante en la Tierra después del oxígeno. La mayor parte del Silicio se encuentra en el suelo y en las rocas, pero también está presente en el agua natural, en los árboles y en las plantas.
En la naturaleza, sin embargo, el Silicio se encuentra en forma de compuestos con el Oxígeno, el Aluminio y el Magnesio. Por ello, el elemento Silicio debe ser extraído del compuesto y purificado. El silicio que se utiliza en los semiconductores, como los circuitos integrados (CI), requiere una estructura monocristalina de pureza ultra alta «99,999999999%» (los llamados «once nueves») y se refina mediante varios procesos después de la extracción.
Una estructura monocristalina es una estructura en la que los átomos están dispuestos de forma ordenada en tres dimensiones, y la unidad básica de la disposición se llama red cristalina. Un monocristal es una red cristalina con una disposición ordenada y continua. Una red cristalina de silicio tiene una estructura cristalina cúbica de diamante en un patrón repetitivo de ocho átomos. Cada átomo de silicio está combinado con cuatro átomos de silicio vecinos mediante cuatro enlaces. El Silicio, un elemento muy común, se utiliza como materia prima de los semiconductores debido a su estructura estable.
La purificación del Silicio consume grandes cantidades de energía. En Japón, el silicio refinado (lingote) con una pureza de al menos el 98% se importa de Australia, China y Brasil, donde la electricidad es relativamente barata.