Halvledare används ofta i välkända elektriska apparater som persondatorer, tv-apparater, smarttelefoner, digitalkameror, IC-kort osv. Det material som oftast används i halvledare är kisel (kemisk symbol = Si). Kisel är det näst vanligaste grundämnet på jorden efter syre. Det mesta av kisel finns i jord och berg, men kisel finns också i naturligt vatten, träd och växter.
I naturen finns dock kisel i form av föreningar med syre, aluminium och magnesium. Därför måste kiselelementet extraheras från föreningen och renas. Kisel som används i en halvledare, t.ex. i integrerade kretsar (IC), kräver en enkristallstruktur av ultrahög renhet ”99,9999999999999%” (de så kallade ”elva niorna”) och förädlas med hjälp av olika processer efter utvinningen.
En enkristallstruktur är en struktur där atomer är ordnade på ett ordnat sätt i tre dimensioner, och den grundläggande enheten i arrangemanget kallas kristallgitteret. En enkristall är ett kristallgitter i ett ordnat, kontinuerligt arrangemang. Ett kiselkristallgitter har en diamantkubisk kristallstruktur i ett upprepat mönster av åtta atomer. Varje kiselatom är förenad med fyra angränsande kiselatomer genom fyra bindningar. Kisel, ett mycket vanligt grundämne, används som råmaterial för halvledare på grund av dess stabila struktur.
Rensning av kisel förbrukar stora mängder energi. I Japan importeras raffinerad kisel (göt) med en renhet på minst 98 % från Australien, Kina och Brasilien, där elen är relativt billig.