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半导体

半导体（英语：Semiconductor）是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定。当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时，电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小，在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电，而绝缘材料则因为能隙很大（通常大于9电子伏特），电子很难跳跃至导电带，所以无法导电。

一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发，或是改变其能隙之间距，此材料就能导电。

半导体通过电子...

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概括半导体和绝缘体之间的差异主要来自两者的能带间隙（Bandgap）宽度不同半导体和绝缘体之间的差异主要来自两者的能带宽度不同。绝缘体的能带比半导体宽，意即绝缘体价带中的载流子必须获得比在半导体中更高的能量才能跳过能带，进入导带中。室温下的半导体导电性有如绝缘体，只有极少数的载流子具有足够的能量进入导带。因此，对于一个在相同电场下的本征半导体和绝缘体会有类似的电特性，不过半导体的能带宽度小于绝缘体也意味着半导体的导电性更容易受到控制而改变。纯质半导体的电气特性可以借由植入杂质的过程而永久改变，这个过程通常称为掺杂。依照掺杂所使用的杂质不同，掺杂后的半导体原子周围可能会多出一个电子或一个空穴，而让半导体材料的导电特性变得与原本不同。如果掺杂进入半导体的杂质浓度够高，半导体也可能会表现出如同金属导体般（类金属）的电性。在掺杂了不同极性杂质的半导体界面处会有一个内建电场（built-inelec...

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半导体器件

晶体管双极性晶体管由发射极，基极，集电极三个电极组成，由通过基极的电流大小可以控制通过发射极和集电极的电流大小，双极性晶体管能够放大信号，并且具有较好的功率控制、高速工作以及耐久能力。计算机仿真展现的纳米线MOSFET中反型沟道的形成（电子密度的变化）。随着电压增加，导电沟道形成，电流增加，场效应管开通场效应晶体管由源极，栅极，漏极三电极组成，由施加在栅极上的电压可以控制导电沟道的开通关闭，可用于信号放大，且由于漏电流比双极性晶体管小，是现代数字集成电路的基础。可靠性半导体器件对杂质和灰尘很敏感。所以在繁复的生产工艺中，精确控制杂质和灰尘的等级是非常必要的。最终产品的质量很大程度上依靠生产中的各个相对独立而又相互影响的生产阶段，例如金属化(metallization),芯片材料(chipmaterial),封装等。由于技术飞速进步，新材料和新工艺不断被用于新研发的器件中，设计时间表根据非循...

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半导体材料

发展1833年，英国的法拉第（MichaelFaraday）发现的其中一种半导体材料：硫化银，因为它的电阻随着温度上升而降低。1874年，德国的布劳恩（FerdinandBraun），注意到硫化物的电导率与所加电压的方向有关，这就是半导体的整流作用。1947年12月23日，巴丁与布拉坦（WalterBrattain）进一步使用点接触晶体管制作出一个语音放大器，晶体管正式发明。1958年9月12日，德州的基尔比（JackKilby），细心地切了一块锗作为电阻，再用一块pn接面做为电容，制造出一个震荡器的电路。1970年，超晶格概念的提出和超晶格量子阱的研制成功。分类以原料分为：元素半导体材料：以单一元素组成的半导体，属于这一材料的有硼、金刚石、锗、硅、灰锡、锑、硒、碲等，其中以锗、硅、锡研究较早，制备工艺相对成熟。复合半导体材料：由两种或两种以上无机物化合成的半导体，种类繁多，已知的二元化合...

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本征半导体

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杂质半导体

掺杂两类杂质半导体掺杂过程涉及向本征半导体添加掺杂物原子，从而在达到热平衡的过程中改变电子和空穴这两种载流子的分布。根据杂质半导体中主要影响力的载流子，可以将半导体分为P型半导体和N型半导体。引入杂质后的半导体是很多电子器件的基础。

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