Industria semiconductoarelor se concentrează în principal pe circuite integrate, electronice de larg consum, sisteme de comunicații, generare de energie fotovoltaică, aplicații de iluminat, conversie a puterii de mare putere și alte domenii. Din perspectiva tehnologiei sau a dezvoltării economice, importanța semiconductorilor este enormă
Majoritatea produselor electronice de astăzi, cum ar fi computerele, telefoanele mobile sau înregistratoarele digitale, au o relație foarte strânsă cu semiconductorii ca unități de bază. Materialele semiconductoare comune includ siliciu, germaniu, arseniura de galiu, etc. Dintre diferitele materiale semiconductoare, siliciul este cel mai influent în aplicațiile comerciale.
Semiconductorii se referă la materiale cu conductivitate între conductori și izolatori la temperatura camerei. Datorită aplicației sale pe scară largă în radiouri, televizoare și măsurarea temperaturii, industria semiconductoarelor are un potențial de dezvoltare enorm și în continuă schimbare. Conductivitatea controlabilă a semiconductorilor joacă un rol crucial atât în domeniul tehnologic, cât și în cel economic.
În amonte ale industriei semiconductoarelor sunt companiile de proiectare IC și companiile producătoare de plachete de siliciu. Companiile de proiectare IC proiectează diagrame de circuit în funcție de nevoile clienților, în timp ce companiile producătoare de plachete de siliciu produc plăci de siliciu folosind siliciu policristalin ca materie primă. Sarcina principală a companiilor de producție de circuite integrate midstream este să transplanteze diagramele de circuit concepute de companiile de proiectare de circuite integrate în plăcile fabricate de companiile de producție de plăci de siliciu. Napolitanele finalizate sunt apoi trimise la fabricile de ambalare și testare IC din aval pentru ambalare și testare.
Substanțele din natură pot fi împărțite în trei categorii în funcție de conductivitate: conductori, izolatori și semiconductori. Materialele semiconductoare se referă la un tip de material funcțional cu conductivitate între materialele conductoare și cele izolatoare la temperatura camerei. Conducția se realizează prin utilizarea a două tipuri de purtători de sarcină, electroni și găuri. Rezistivitatea electrică la temperatura camerei este în general între 10-5 și 107 ohmi · metri. De obicei, rezistivitatea crește odată cu creșterea temperaturii; Dacă impuritățile active sunt adăugate sau iradiate cu lumină sau radiație, rezistivitatea electrică poate varia cu mai multe ordine de mărime. Detectorul cu carbură de siliciu a fost fabricat în 1906. După invenția tranzistoarelor în 1947, materialele semiconductoare, ca domeniu independent de materiale, au făcut progrese mari și au devenit materiale indispensabile în industria electronică și domeniile high-tech. Conductivitatea materialelor semiconductoare este foarte sensibilă la anumite urme de impurități datorită caracteristicilor și parametrilor acestora. Materialele semiconductoare cu puritate ridicată se numesc semiconductori intrinseci, care au rezistivitate electrică ridicată la temperatura camerei și sunt conductoare slabe de electricitate. După adăugarea de impurități corespunzătoare materialelor semiconductoare de înaltă puritate, rezistivitatea electrică a materialului este mult redusă datorită furnizării de purtători conductivi de către atomii de impurități. Acest tip de semiconductor dopat este adesea denumit semiconductor de impurități. Semiconductori de impurități care se bazează pe electronii în bandă de conducție pentru conductivitate se numesc semiconductori de tip N, iar cei care se bazează pe conductivitate în găurile benzii de valență sunt numiți semiconductori de tip P. Când diferite tipuri de semiconductori intră în contact (formând joncțiuni PN) sau când semiconductori vin în contact cu metale, difuzia are loc datorită diferenței de concentrație a electronilor (sau a găurilor), formând o barieră la punctul de contact. Prin urmare, acest tip de contact are o singură conductivitate. Prin utilizarea conductivității unidirecționale a joncțiunilor PN, pot fi realizate dispozitive semiconductoare cu diferite funcții, cum ar fi diode, tranzistoare, tiristoare etc. În plus, conductivitatea materialelor semiconductoare este foarte sensibilă la modificările condițiilor externe, cum ar fi căldura, lumina, electricitate, magnetism, etc. Pe baza acestuia, pot fi fabricate diverse componente sensibile pentru conversia informației. Parametrii caracteristici ai materialelor semiconductoare includ lățimea benzii interzise, rezistivitatea, mobilitatea purtătorului, durata de viață a purtătorului neechilibrat și densitatea de dislocare. Lățimea benzii interzise este determinată de starea electronică și configurația atomică a semiconductorului, reflectând energia necesară electronilor de valență din atomii care alcătuiesc acest material pentru a excita din starea legată în starea liberă. Rezistivitatea electrică și mobilitatea purtătorului reflectă conductivitatea unui material. Durata de viață a purtătorului de neechilibru reflectă caracteristicile de relaxare ale purtătorilor interni în materialele semiconductoare care trec de la starea de neechilibru la starea de echilibru sub efecte externe (cum ar fi lumina sau câmpul electric). Luxația este cel mai frecvent tip de defect al cristalelor. Densitatea de dislocare este utilizată pentru a măsura gradul de integritate a rețelei materialelor monocristaline semiconductoare, dar pentru materialele semiconductoare amorfe, acest parametru nu este prezent. Parametrii caracteristici ai materialelor semiconductoare nu numai că pot reflecta diferențele dintre materialele semiconductoare și alte materiale nesemiconductoare, dar, mai important, pot reflecta diferențele cantitative ale caracteristicilor diferitelor materiale semiconductoare și chiar același material în diferite situații.
