La industria de los semiconductores se centra principalmente en circuitos integrados, electrónica de consumo, sistemas de comunicación, generación de energía fotovoltaica, aplicaciones de iluminación, conversión de energía de alta potencia y otros campos. Desde la perspectiva de la tecnología o el desarrollo económico, la importancia de los semiconductores es enorme
La mayoría de los productos electrónicos actuales, como computadoras, teléfonos móviles o grabadoras digitales, tienen una relación muy estrecha con los semiconductores como unidades centrales. Los materiales semiconductores comunes incluyen silicio, germanio, arseniuro de galio, etc. Entre varios materiales semiconductores, el silicio es el más influyente en las aplicaciones comerciales.
Los semiconductores se refieren a materiales con conductividad entre conductores y aislantes a temperatura ambiente. Debido a su amplia aplicación en radios, televisores y medición de temperatura, la industria de los semiconductores tiene un potencial de desarrollo enorme y en constante cambio. La conductividad controlable de los semiconductores juega un papel crucial tanto en el campo tecnológico como en el económico.
Las aguas arriba de la industria de los semiconductores son las empresas de diseño de circuitos integrados y las empresas de fabricación de obleas de silicio. Las empresas de diseño de circuitos integrados diseñan diagramas de circuitos de acuerdo con las necesidades del cliente, mientras que las empresas de fabricación de obleas de silicio fabrican obleas de silicio utilizando silicio policristalino como materia prima. La tarea principal de las empresas de fabricación de circuitos integrados midstream es trasplantar los diagramas de circuitos diseñados por las empresas de diseño de circuitos integrados a las obleas fabricadas por las empresas de fabricación de obleas de silicio. Luego, las obleas completas se envían a fábricas de pruebas y embalaje de circuitos integrados para su embalaje y prueba.
Las sustancias en la naturaleza se pueden dividir en tres categorías según su conductividad: conductores, aislantes y semiconductores. Los materiales semiconductores se refieren a un tipo de material funcional con conductividad entre materiales conductores y aislantes a temperatura ambiente. La conducción se logra mediante el uso de dos tipos de portadores de carga, electrones y huecos. La resistividad eléctrica a temperatura ambiente generalmente está entre 10-5 y 107 ohmios · metros. Por lo general, la resistividad aumenta al aumentar la temperatura; Si se añaden impurezas activas o se irradian con luz o radiación, la resistividad eléctrica puede variar en varios órdenes de magnitud. El detector de carburo de silicio se fabricó en 1906. Después de la invención de los transistores en 1947, los materiales semiconductores, como campo independiente de materiales, han logrado grandes avances y se han convertido en materiales indispensables en la industria electrónica y en los campos de alta tecnología. La conductividad de los materiales semiconductores es muy sensible a determinadas trazas de impurezas debido a sus características y parámetros. Los materiales semiconductores de alta pureza se denominan semiconductores intrínsecos, que tienen una alta resistividad eléctrica a temperatura ambiente y son malos conductores de la electricidad. Después de agregar impurezas apropiadas a materiales semiconductores de alta pureza, la resistividad eléctrica del material se reduce considerablemente debido a la provisión de portadores conductores por parte de los átomos de impureza. Este tipo de semiconductor dopado a menudo se denomina semiconductor de impurezas. Los semiconductores con impurezas que dependen de los electrones de la banda de conducción para su conductividad se denominan semiconductores de tipo N, y los que dependen de la conductividad de los agujeros de la banda de valencia se denominan semiconductores de tipo P. Cuando diferentes tipos de semiconductores entran en contacto (formando uniones PN) o cuando los semiconductores entran en contacto con metales, se produce difusión debido a la diferencia en la concentración de electrones (o huecos), formando una barrera en el punto de contacto. Por tanto, este tipo de contacto tiene conductividad única. Utilizando la conductividad unidireccional de las uniones PN, se pueden fabricar dispositivos semiconductores con diferentes funciones, como diodos, transistores, tiristores, etc. Además, la conductividad de los materiales semiconductores es muy sensible a los cambios en las condiciones externas como el calor, la luz, electricidad, magnetismo, etc. En base a esto, se pueden fabricar varios componentes sensibles para la conversión de información. Los parámetros característicos de los materiales semiconductores incluyen el ancho de banda prohibida, la resistividad, la movilidad del portador, la vida útil del portador en desequilibrio y la densidad de dislocaciones. El ancho de la banda prohibida está determinado por el estado electrónico y la configuración atómica del semiconductor, lo que refleja la energía necesaria para que los electrones de valencia de los átomos que componen este material se exciten del estado unido al estado libre. La resistividad eléctrica y la movilidad del portador reflejan la conductividad de un material. La vida útil de los portadores de no equilibrio refleja las características de relajación de los portadores internos en materiales semiconductores que pasan del estado de no equilibrio al estado de equilibrio bajo efectos externos (como la luz o un campo eléctrico). La dislocación es el tipo más común de defecto en los cristales. La densidad de dislocación se utiliza para medir el grado de integridad de la red de materiales semiconductores monocristalinos, pero para materiales semiconductores amorfos, este parámetro no está presente. Los parámetros característicos de los materiales semiconductores no sólo pueden reflejar las diferencias entre los materiales semiconductores y otros materiales no semiconductores, sino que, lo que es más importante, pueden reflejar las diferencias cuantitativas en las características de varios materiales semiconductores e incluso del mismo material en diferentes situaciones.
