Halvledarindustrin fokuserar huvudsakligen på integrerade kretsar, hemelektronik, kommunikationssystem, fotovoltaisk kraftgenerering, belysningstillämpningar, kraftomvandling med hög effekt och andra områden. Ur ett tekniskt eller ekonomiskt utvecklingsperspektiv är betydelsen av halvledare enorm
De flesta elektroniska produkter idag, såsom datorer, mobiltelefoner eller digitala inspelare, har en mycket nära relation med halvledare som sina kärnenheter. Vanliga halvledarmaterial inkluderar kisel, germanium, galliumarsenid, etc. Bland olika halvledarmaterial är kisel det mest inflytelserika i kommersiella tillämpningar.
Halvledare avser material med ledningsförmåga mellan ledare och isolatorer vid rumstemperatur. På grund av sin utbredda tillämpning inom radio, tv och temperaturmätning har halvledarindustrin en enorm och ständigt föränderlig utvecklingspotential. Den kontrollerbara konduktiviteten hos halvledare spelar en avgörande roll inom både tekniska och ekonomiska områden.
Uppströms till halvledarindustrin är IC-designföretag och företag som tillverkar kiselwafer. IC-designföretag designar kretsscheman efter kundernas behov, medan företag som tillverkar kiselwafer tillverkar kiselwafers med polykristallint kisel som råmaterial. Huvuduppgiften för IC-tillverkningsföretag i mitten av kretsen är att transplantera kretsscheman som designats av IC-designföretag till wafers som tillverkas av företag som tillverkar kiselwafer. De färdiga skivorna skickas sedan till nedströms IC-förpacknings- och testfabriker för förpackning och testning.
Ämnen i naturen kan delas in i tre kategorier baserat på deras ledningsförmåga: ledare, isolatorer och halvledare. Halvledarmaterial avser en typ av funktionsmaterial med ledningsförmåga mellan ledande och isolerande material vid rumstemperatur. Överledning uppnås genom användning av två typer av laddningsbärare, elektroner och hål. Den elektriska resistiviteten vid rumstemperatur är i allmänhet mellan 10-5 och 107 ohm · meter. Vanligtvis ökar resistiviteten med ökande temperatur; Om aktiva föroreningar tillsätts eller bestrålas med ljus eller strålning, kan den elektriska resistiviteten variera med flera storleksordningar. Kiselkarbiddetektorn tillverkades 1906. Efter uppfinningen av transistorer 1947 har halvledarmaterial, som ett självständigt materialområde, gjort stora framsteg och blivit oumbärliga material inom elektronikindustrin och högteknologiska områden. Konduktiviteten hos halvledarmaterial är mycket känslig för vissa spårföroreningar på grund av deras egenskaper och parametrar. Halvledarmaterial med hög renhet kallas inneboende halvledare, som har hög elektrisk resistivitet vid rumstemperatur och är dåliga ledare av elektricitet. Efter att ha tillsatt lämpliga föroreningar till halvledarmaterial med hög renhet, reduceras materialets elektriska resistivitet kraftigt på grund av tillhandahållandet av ledande bärare av föroreningsatomer. Denna typ av dopad halvledare kallas ofta för föroreningshalvledare. Föroreningshalvledare som förlitar sig på ledningsbandelektroner för ledningsförmåga kallas halvledare av N-typ, och de som förlitar sig på valensbandshålsledningsförmåga kallas halvledare av P-typ. När olika typer av halvledare kommer i kontakt (bildar PN-övergångar) eller när halvledare kommer i kontakt med metaller, sker diffusion på grund av skillnaden i elektronkoncentration (eller hål) och bildar en barriär vid kontaktpunkten. Därför har denna typ av kontakt enkel ledningsförmåga. Genom att utnyttja den enkelriktade ledningsförmågan hos PN-övergångar kan halvledarenheter med olika funktioner tillverkas, såsom dioder, transistorer, tyristorer etc. Dessutom är ledningsförmågan hos halvledarmaterial mycket känslig för förändringar i yttre förhållanden som värme, ljus, elektricitet, magnetism etc. Utifrån detta kan olika känsliga komponenter tillverkas för informationskonvertering. De karakteristiska parametrarna för halvledarmaterial inkluderar bandgapbredd, resistivitet, bärarmobilitet, icke-jämviktsbärarlivslängd och dislokationstäthet. Bandgapets bredd bestäms av det elektroniska tillståndet och den atomära konfigurationen av halvledaren, vilket återspeglar den energi som krävs för valenselektroner i atomerna som utgör detta material att excitera från det bundna tillståndet till det fria tillståndet. Elektrisk resistivitet och bärarmobilitet återspeglar ledningsförmågan hos ett material. Livslängden för icke-jämviktsbäraren återspeglar relaxationsegenskaperna hos interna bärare i halvledarmaterial som övergår från icke-jämviktstillstånd till jämviktstillstånd under yttre effekter (såsom ljus eller elektriskt fält). Dislokation är den vanligaste typen av defekt i kristaller. Dislokationsdensiteten används för att mäta graden av gitterintegritet för halvledarenkristallmaterial, men för amorfa halvledarmaterial är denna parameter inte närvarande. De karakteristiska parametrarna för halvledarmaterial kan inte bara återspegla skillnaderna mellan halvledarmaterial och andra icke-halvledarmaterial, utan ännu viktigare, de kan återspegla de kvantitativa skillnaderna i egenskaperna hos olika halvledarmaterial och till och med samma material i olika situationer.
