矽是怎麼來的？怎麼形成？形成需多久呢？

Question

我想知道矽是怎麼來的，有看過是從沙子，可是不知道是怎麼去做。

像石油好像是死掉的東西放了幾萬年就會變成石油（或許更多）。

不知道那邊可以查出數據說，矽的世界量大概還有多少，。
最近在想個問題，矽是否有可能變成能源危機呢？
因為現今社會依賴矽程度很高。


他的形成要多久，謝謝。

Answer 1

地殼成分主要是氧和矽，這兩種元素占地殼重量的７４％。
自然界中存在的氧化矽礦物有石英、玉髓、蛋白石、鱗石英、方矽石和焦石英等，其中以石英最為常見，鱗石英與方矽石常存在於火山岩中，隱晶質的玉髓與非晶質的蛋白石也常出現，焦石英則很少出現。

可發現最外層地殼（Crust）可分上下兩層，為矽鋁層（Sial）和矽鎂層（Sima）。下層之波速及密度均較上層為大。矽鋁層構成地殼之上層，字源為合併矽與鋁兩元素而成，因構成矽鋁層之岩石常富含矽及鋁。矽鋁層多限於大陸地殼之上部，在海洋地殼中常全告缺失。矽鋁層與其下矽鎂層之間有一康拉震波不連續面（ConradDiscontinuity），但此一界面常不甚明顯，其深度亦隨地而異，可自十餘公里至三十餘公里不等。地震P波通過矽鋁層時，其波速為每秒五‧五至六公里，此物理性質與花崗岩相似。
地殼的主要組成元素
氧 46.6％
矽 27.7％
鋁 8.1％
鐵 5.0％
鈣 3.6％
鈉 2.8％
鉀 2.6％
鎂 2.1％
其他 1.5％
（1）矽的主要來源是石英砂（二氧化矽），矽元素和氧元素透過共價鍵連接在一起。因此需要將氧元素從二氧化矽中分離出來，換句話說就是要將矽還原出來，採用的方法是將二氧化矽和碳元素（可以用煤、焦炭和木屑等）一起在電弧爐中加熱至2100°C左右，這時碳就會將矽還原出來。化學回應方程式為︰SiO2 (s) + 2C (s) = Si (s) + 2CO (g)（吸熱）
（2）上一步驟中得到的矽中仍有大約2%的雜質，稱為冶金級矽，其純度與半導體工業要求的相差甚遠，因此還需要進一步提純。方法則是在流化床回應器中混合冶金級矽和氯化氫氣體，最後得到沸點僅有31°C的三氯化矽。化學回應方程式為︰Si (s) + 3HCl (g) = SiHCl3 (g) + H2 (g)（放熱）
（3）隨後將三氯化矽和氫氣的混合物蒸餾後再和加熱到1100°C的矽棒一起透過氣相沈積回應爐中，從而除去氫氣，同時析出固態的矽，擊碎後便成為塊狀多晶矽。這樣就可以得到純度為99.9999999%的矽，換句話說，也就是平均十億個矽原子中才有一個雜質原子。
（4）進行到目前為止，半導體矽晶體對於晶片製造來說還是太小，因此需要把塊狀多晶矽放入坩堝內加熱到1440°C以再次熔化。
液態矽　　為了防止矽在高溫下被氧化，坩堝會被抽成真空並注入惰性氣體氬氣。之後用純度99.7%的鎢絲懸掛矽晶種探入熔融矽中，晶體成長時，以2~20轉/分鐘的轉速及3~10毫米/分鐘的速率緩慢從熔液中拉出

結論：矽並非後天形成的，而是先天以鹽類的型態存在的，但自然界並沒有元素矽，需要人工提煉。
因為自然界存量太大了，根本用不完︿︿

Answer 2

請教您冶金級矽礦，如何將其中的P與B減少其成分

2008-07-20 16:38:08 補充：
P與B在矽礦中很難移除與降低成分，請高手幫幫忙

Answer 3

矽是地球表面上除了氧以外最多的元素，約有28%。自然界中沒有純的矽，平時看到的矽是化合物，如沙中的二氧化矽、玻璃裡的矽酸鹽等，但都不是純的。以前以為矽沒有什麼用，後來發現了半導體的電的特性，使矽變成很重要的元素，現在很多電子工業大都是由矽所衍生的。

一般的矽，即二氧化矽，有很多的雜質，故呈黑褐色。比較純的砂是白色的，這種白色的砂用碳還原可得到純的矽，純的矽是暗褐色，有金屬光澤。因為利用這種化學方法所得到的矽的純度只有約98%，仍達不到電子工業用的純度。再用工業上常用的蒸餾方法，便可得到更純的矽，最後再用區域精製方法，將矽純化到約每一億個矽原子才有一個雜質原子或更純，同時也得到結晶的矽，是為矽棒。切片後，就是一般所稱的矽晶片。最初所得到的矽棒直徑很小，沒有實用價值，直到得到三吋或四吋的矽棒才有實用的價值，目前已可做到十二吋的矽棒。
(http://www.tlo.ncku.edu.tw/Html/SubFolder/8publish/8_2_5.htm)