固体物理学的半导体 导电能力远远小于金属，但对环境温度、掺入杂质、光照、应力等因素很敏感。1947年W.肖克莱、J.巴丁和W.布拉坦发明锗晶体管，1960年硅晶体管平面工艺问世，1962年出现集成电路（IC），1968年起生产大规模集成电路。此后，半导体器件集成度以每18个月增加一倍的速度发展，现今在单个硅芯片上可集成晶体管达十亿个，大尺寸硅单晶是信息产业的主要材料。硅是4价元素，凝聚成共价晶体。掺入5价的磷或砷，形成电子导电的N型硅。若掺入3价的硼或铝，硅的价带具有带正电荷粒子的导电行为，称之为P型硅。半导体的P型和N型区会接处是一个PN结。当P区相对对N区处于正电位（即正向电压）时，通过PN结的电流很大；而电压反向时电流很小。因此，PN结具有整流性质。晶体管则是两个背靠背的PN结构成的PNP或NPN三极管，具有放大电流信号的功能。1975年W.斯皮尔等解决了非晶硅也能掺杂成为N型或P型的技术。1976年就有非晶硅太阳能电池问世，其转换效率已达13%—14%。Ⅲ–Ⅴ族和Ⅱ–Ⅵ族极性半导体的大多数都是具有直接能隙的材料，非常有利于导带电子与价带空穴直接复合，发射出相应频率的光，这些半导体的PN结可作为发光二极管，光的颜色取决于半导体材料。经特殊设计的砷化镓PN结或。
什么是半导体材料？ 半导体材料（semiconductor material）导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料，其电阻率在10（U-3）～10（U-9）欧姆/厘米范围内。半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感，在半导体材料中掺入少量杂质可以控制这类材料的电导率。正是利用半导体材料的这些性质，才制造出功能多样的半导体器件。半导体材料是半导体工业的基础，它的发展对半导体技术的发展有极大的影响。半导体材料按化学成分和内部结构，大致可分为以下几类。1.元素半导体有锗、硅、硒、硼、碲、锑等。50年代，锗在半导体中占主导地位，但 锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差，到60年代后期逐渐被硅材料取代。用硅制造的半导体器件，耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件。因此，硅已成为应用最多的一种增导体材料，目前的集成电路大多数是用硅材料制造的。2.化合物半导体由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料。它的种类很多，重要的有砷化镓、磷化铟、锑化铟、碳化硅、硫化镉及镓砷硅等。其中砷化镓是制造微波器件和集成电的重要材料。碳化硅由于其抗辐射能力强、耐高温和化学。
导体和半导体区别 一、概2113念不同1、导体导体（conductor）是指电阻率很小5261且易于传导电流的物质。导体中存在4102大量可自由移动的带电1653粒子称为载流子。在外电场作用下，载流子作定向运动，形成明显的电流。2、半导体半导体（semiconductor），指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。二、分类不同1、导体1）第一类导体金属是最常见的一类导体。金属中的原子核和内层电子构成原子实，规则地排列成点阵，而外层的价电子容易挣脱原子核的束缚而成为自由电子，它们构成导电的载流子。2）第二类导体电解质的溶液或称为电解液的熔融电解质也是导体，其载流子是正负离子。实验发现，大部分纯液体虽然也能离解，但离解程度很小，因而不是导体。3）其他导电介质电的绝缘体又称为电介质。它们的电阻率极高，比金属的电阻率大1014倍以上。绝缘体在某些外界条件（如加热、加高压等）影响下，会被“击穿”，而转化为导体。绝缘体或电介质的主要电学性质反映在电导、极化、损耗和击穿等过程中。2、半导体半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合。
