De halfgeleiderindustrie richt zich voornamelijk op geïntegreerde schakelingen, consumentenelektronica, communicatiesystemen, fotovoltaïsche energieopwekking, verlichtingstoepassingen, conversie van hoog vermogen en andere gebieden. Vanuit het perspectief van technologie of economische ontwikkeling is het belang van halfgeleiders enorm
De meeste elektronische producten van tegenwoordig, zoals computers, mobiele telefoons of digitale recorders, hebben een zeer nauwe relatie met halfgeleiders als kerneenheden. Gebruikelijke halfgeleidermaterialen omvatten silicium, germanium, galliumarsenide, enz. Van de verschillende halfgeleidermaterialen is silicium het meest invloedrijk in commerciële toepassingen.
Halfgeleiders verwijzen naar materialen met geleidbaarheid tussen geleiders en isolatoren bij kamertemperatuur. Vanwege de wijdverbreide toepassing ervan in radio's, televisies en temperatuurmetingen heeft de halfgeleiderindustrie een enorm en steeds veranderend ontwikkelingspotentieel. De regelbare geleidbaarheid van halfgeleiders speelt een cruciale rol op zowel technologisch als economisch gebied.
De upstream van de halfgeleiderindustrie zijn IC-ontwerpbedrijven en bedrijven die siliciumwafels vervaardigen. IC-ontwerpbedrijven ontwerpen schakelschema's volgens de behoeften van de klant, terwijl bedrijven die siliciumwafels vervaardigen siliciumwafels vervaardigen met behulp van polykristallijn silicium als grondstof. De belangrijkste taak van IC-productiebedrijven in het middensegment is het overbrengen van de schakelschema's die zijn ontworpen door IC-ontwerpbedrijven naar de wafers die zijn vervaardigd door productiebedrijven van siliciumwafels. De voltooide wafers worden vervolgens naar stroomafwaartse IC-verpakkings- en testfabrieken gestuurd voor verpakking en testen.
De stoffen in de natuur kunnen op basis van hun geleidbaarheid in drie categorieën worden verdeeld: geleiders, isolatoren en halfgeleiders. Halfgeleidermaterialen verwijzen naar een type functioneel materiaal met geleidbaarheid tussen geleidende en isolerende materialen bij kamertemperatuur. Geleiding wordt bereikt door het gebruik van twee soorten ladingsdragers: elektronen en gaten. De elektrische weerstand bij kamertemperatuur ligt doorgaans tussen 10-5 en 107 ohm · meter. Gewoonlijk neemt de soortelijke weerstand toe bij toenemende temperatuur; Als actieve onzuiverheden worden toegevoegd of bestraald met licht of straling, kan de elektrische weerstand variëren met verschillende ordes van grootte. De siliciumcarbidedetector werd vervaardigd in 1906. Na de uitvinding van transistors in 1947 hebben halfgeleidermaterialen, als onafhankelijk materiaalgebied, grote vooruitgang geboekt en zijn ze onmisbare materialen geworden in de elektronische industrie en hightechgebieden. De geleidbaarheid van halfgeleidermaterialen is vanwege hun kenmerken en parameters zeer gevoelig voor bepaalde sporenverontreinigingen. Halfgeleidermaterialen met een hoge zuiverheid worden intrinsieke halfgeleiders genoemd, die een hoge elektrische weerstand hebben bij kamertemperatuur en slechte elektriciteitsgeleiders zijn. Na het toevoegen van geschikte onzuiverheden aan halfgeleidermaterialen met een hoge zuiverheid, wordt de elektrische weerstand van het materiaal aanzienlijk verminderd als gevolg van het verschaffen van geleidende dragers door onzuiverheidsatomen. Dit type gedoteerde halfgeleider wordt vaak onzuiverheidshalfgeleider genoemd. Onzuiverheidshalfgeleiders die voor geleidbaarheid afhankelijk zijn van geleidingsbandelektronen worden halfgeleiders van het N-type genoemd, en halfgeleiders die afhankelijk zijn van de geleidbaarheid van valentiebandgaten worden P-type halfgeleiders genoemd. Wanneer verschillende soorten halfgeleiders met elkaar in contact komen (waarbij PN-overgangen worden gevormd) of wanneer halfgeleiders in contact komen met metalen, vindt diffusie plaats als gevolg van het verschil in elektronen- (of gat-)concentratie, waardoor een barrière wordt gevormd op het contactpunt. Daarom heeft dit type contact een enkele geleidbaarheid. Door gebruik te maken van de unidirectionele geleidbaarheid van PN-overgangen kunnen halfgeleiderapparaten met verschillende functies worden gemaakt, zoals diodes, transistors, thyristors, enz. Bovendien is de geleidbaarheid van halfgeleidermaterialen zeer gevoelig voor veranderingen in externe omstandigheden zoals hitte, licht, enz. elektriciteit, magnetisme, etc. Op basis hiervan kunnen diverse gevoelige componenten worden vervaardigd voor informatieconversie. De karakteristieke parameters van halfgeleidermaterialen omvatten bandbreedte, soortelijke weerstand, mobiliteit van de drager, levensduur van de drager zonder evenwicht en dislocatiedichtheid. De bandbreedte van de bandafstand wordt bepaald door de elektronische toestand en de atomaire configuratie van de halfgeleider, en weerspiegelt de energie die nodig is om valentie-elektronen in de atomen waaruit dit materiaal bestaat, te laten exciteren van de gebonden toestand naar de vrije toestand. Elektrische weerstand en dragermobiliteit weerspiegelen de geleidbaarheid van een materiaal. De levensduur van de niet-evenwichtsdrager weerspiegelt de relaxatie-eigenschappen van interne dragers in halfgeleidermaterialen die overgaan van een niet-evenwichtstoestand naar een evenwichtstoestand onder externe effecten (zoals licht of een elektrisch veld). Dislocatie is het meest voorkomende type defect in kristallen. De dislocatiedichtheid wordt gebruikt om de mate van roosterintegriteit van halfgeleider-monokristalmaterialen te meten, maar voor amorfe halfgeleidermaterialen is deze parameter niet aanwezig. De karakteristieke parameters van halfgeleidermaterialen kunnen niet alleen de verschillen weerspiegelen tussen halfgeleidermaterialen en andere niet-halfgeleidermaterialen, maar wat nog belangrijker is, ze kunnen de kwantitatieve verschillen weerspiegelen in de kenmerken van verschillende halfgeleidermaterialen en zelfs van hetzelfde materiaal in verschillende situaties.