Halvlederindustrien fokuserer hovedsakelig på integrerte kretser, forbrukerelektronikk, kommunikasjonssystemer, fotovoltaisk kraftproduksjon, belysningsapplikasjoner, kraftkonvertering med høy effekt og andre felt. Fra et teknologisk eller økonomisk utviklingsperspektiv er betydningen av halvledere enorm
De fleste elektroniske produkter i dag, som datamaskiner, mobiltelefoner eller digitale opptakere, har et veldig nært forhold til halvledere som sine kjerneenheter. Vanlige halvledermaterialer inkluderer silisium, germanium, galliumarsenid, etc. Blant ulike halvledermaterialer er silisium det mest innflytelsesrike i kommersielle applikasjoner.
Halvledere refererer til materialer med ledningsevne mellom ledere og isolatorer ved romtemperatur. På grunn av sin utbredte anvendelse innen radioer, fjernsyn og temperaturmåling, har halvlederindustrien et enormt og stadig skiftende utviklingspotensial. Den kontrollerbare ledningsevnen til halvledere spiller en avgjørende rolle i både teknologiske og økonomiske felt.
Oppstrøms for halvlederindustrien er IC-designselskaper og silisiumwafer-produsenter. IC-designselskaper designer kretsdiagrammer i henhold til kundenes behov, mens silisiumwafer-produsenter produserer silisiumwafere som bruker polykrystallinsk silisium som råmateriale. Hovedoppgaven til midstream IC-produksjonsselskaper er å transplantere kretsdiagrammene designet av IC-designselskaper til wafere produsert av silisiumwafer-produsenter. De ferdige skivene sendes deretter til nedstrøms IC-emballasje- og testfabrikker for pakking og testing.
Stoffene i naturen kan deles inn i tre kategorier basert på deres ledningsevne: ledere, isolatorer og halvledere. Halvledermaterialer refererer til en type funksjonelt materiale med ledningsevne mellom ledende og isolerende materialer ved romtemperatur. Ledning oppnås ved bruk av to typer ladningsbærere, elektroner og hull. Den elektriske resistiviteten ved romtemperatur er vanligvis mellom 10-5 og 107 ohm · meter. Vanligvis øker resistiviteten med økende temperatur; Hvis aktive urenheter tilsettes eller bestråles med lys eller stråling, kan den elektriske resistiviteten variere med flere størrelsesordener. Silisiumkarbiddetektoren ble produsert i 1906. Etter oppfinnelsen av transistorer i 1947, har halvledermaterialer, som et uavhengig materialfelt, gjort store fremskritt og blitt uunnværlige materialer i elektronisk industri og høyteknologiske felt. Konduktiviteten til halvledermaterialer er svært følsom for visse sporforurensninger på grunn av deres egenskaper og parametere. Halvledermaterialer med høy renhet kalles iboende halvledere, som har høy elektrisk resistivitet ved romtemperatur og er dårlige ledere av elektrisitet. Etter å ha tilsatt passende urenheter til halvledermaterialer med høy renhet, er den elektriske resistiviteten til materialet sterkt redusert på grunn av tilførsel av ledende bærere av urenhetsatomer. Denne typen dopet halvleder blir ofte referert til som urenhetshalvleder. Urenhetshalvledere som er avhengige av ledningsbåndelektroner for ledningsevne kalles N-type halvledere, og de som er avhengige av valensbåndhulls ledningsevne kalles P-type halvledere. Når forskjellige typer halvledere kommer i kontakt (danner PN-kryss) eller når halvledere kommer i kontakt med metaller, oppstår diffusjon på grunn av forskjellen i elektron (eller hull) konsentrasjon, og danner en barriere ved kontaktpunktet. Derfor har denne typen kontakt enkelt ledningsevne. Ved å utnytte den ensrettede ledningsevnen til PN-kryss, kan det lages halvlederenheter med ulike funksjoner, som dioder, transistorer, tyristorer osv. I tillegg er ledningsevnen til halvledermaterialer svært følsom for endringer i ytre forhold som varme, lys, elektrisitet, magnetisme osv. Ut fra dette kan ulike sensitive komponenter produseres for informasjonskonvertering. De karakteristiske parametrene til halvledermaterialer inkluderer båndgapbredde, resistivitet, bærermobilitet, ikke-likevektsbærerlevetid og dislokasjonstetthet. Båndgapets bredde bestemmes av den elektroniske tilstanden og atomkonfigurasjonen til halvlederen, og reflekterer energien som kreves for at valenselektroner i atomene som utgjør dette materialet, kan eksitere fra den bundne tilstanden til den frie tilstanden. Elektrisk resistivitet og bærermobilitet gjenspeiler ledningsevnen til et materiale. Levetiden for ikke-likevektsbæreren reflekterer relaksasjonsegenskapene til indre bærere i halvledermaterialer som går fra ikke-likevektstilstand til likevektstilstand under eksterne effekter (som lys eller elektrisk felt). Dislokasjon er den vanligste typen defekt i krystaller. Dislokasjonstettheten brukes til å måle graden av gitterintegritet til halvledere enkrystallmaterialer, men for amorfe halvledermaterialer er denne parameteren ikke til stede. De karakteristiske parametrene til halvledermaterialer kan ikke bare gjenspeile forskjellene mellom halvledermaterialer og andre ikke-halvledermaterialer, men enda viktigere, de kan gjenspeile de kvantitative forskjellene i egenskapene til forskjellige halvledermaterialer og til og med det samme materialet i forskjellige situasjoner.
