Η βιομηχανία ημιαγωγών εστιάζει κυρίως σε ολοκληρωμένα κυκλώματα, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, συστήματα επικοινωνίας, φωτοβολταϊκή παραγωγή ενέργειας, εφαρμογές φωτισμού, μετατροπή ισχύος υψηλής ισχύος και άλλους τομείς. Από την άποψη της τεχνολογίας ή της οικονομικής ανάπτυξης, η σημασία των ημιαγωγών είναι τεράστια
Τα περισσότερα ηλεκτρονικά προϊόντα σήμερα, όπως υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα ή ψηφιακές συσκευές εγγραφής, έχουν πολύ στενή σχέση με τους ημιαγωγούς ως βασικές μονάδες τους. Τα κοινά υλικά ημιαγωγών περιλαμβάνουν το πυρίτιο, το γερμάνιο, το αρσενίδιο του γαλλίου κ.λπ. Μεταξύ των διαφόρων ημιαγωγικών υλικών, το πυρίτιο έχει τη μεγαλύτερη επιρροή στις εμπορικές εφαρμογές.
Οι ημιαγωγοί αναφέρονται σε υλικά με αγωγιμότητα μεταξύ αγωγών και μονωτών σε θερμοκρασία δωματίου. Λόγω της ευρείας εφαρμογής της σε ραδιόφωνα, τηλεοράσεις και μέτρηση θερμοκρασίας, η βιομηχανία ημιαγωγών έχει τεράστιες και συνεχώς μεταβαλλόμενες δυνατότητες ανάπτυξης. Η ελεγχόμενη αγωγιμότητα των ημιαγωγών διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο τόσο στον τεχνολογικό όσο και στον οικονομικό τομέα.
Τα ανάντη της βιομηχανίας ημιαγωγών είναι εταιρείες σχεδιασμού IC και εταιρείες κατασκευής πλακιδίων πυριτίου. Οι εταιρείες σχεδιασμού IC σχεδιάζουν διαγράμματα κυκλωμάτων σύμφωνα με τις ανάγκες των πελατών, ενώ οι εταιρείες κατασκευής πλακιδίων πυριτίου κατασκευάζουν γκοφρέτες πυριτίου χρησιμοποιώντας πολυκρυσταλλικό πυρίτιο ως πρώτη ύλη. Το κύριο καθήκον των εταιρειών κατασκευής IC midstream είναι να μεταμοσχεύουν τα διαγράμματα κυκλωμάτων που σχεδιάστηκαν από εταιρείες σχεδιασμού IC στις γκοφρέτες που κατασκευάζονται από εταιρείες κατασκευής πλακιδίων πυριτίου. Οι ολοκληρωμένες γκοφρέτες αποστέλλονται στη συνέχεια σε εργοστάσια συσκευασίας και δοκιμών IC για συσκευασία και δοκιμή.
Οι ουσίες στη φύση μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες με βάση την αγωγιμότητά τους: αγωγούς, μονωτές και ημιαγωγούς. Τα ημιαγωγικά υλικά αναφέρονται σε έναν τύπο λειτουργικού υλικού με αγωγιμότητα μεταξύ αγώγιμων και μονωτικών υλικών σε θερμοκρασία δωματίου. Η αγωγιμότητα επιτυγχάνεται με τη χρήση δύο τύπων φορέων φορτίου, των ηλεκτρονίων και των οπών. Η ηλεκτρική ειδική αντίσταση σε θερμοκρασία δωματίου είναι γενικά μεταξύ 10-5 και 107 ohms · μέτρα. Συνήθως, η ειδική αντίσταση αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Εάν προστεθούν ενεργές ακαθαρσίες ή ακτινοβοληθούν με φως ή ακτινοβολία, η ηλεκτρική ειδική αντίσταση μπορεί να ποικίλλει κατά πολλές τάξεις μεγέθους. Ο ανιχνευτής καρβιδίου του πυριτίου κατασκευάστηκε το 1906. Μετά την εφεύρεση των τρανζίστορ το 1947, τα ημιαγωγικά υλικά, ως ανεξάρτητο πεδίο υλικών, έχουν σημειώσει μεγάλη πρόοδο και έχουν γίνει απαραίτητα υλικά στην ηλεκτρονική βιομηχανία και στους τομείς υψηλής τεχνολογίας. Η αγωγιμότητα των ημιαγωγών υλικών είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη σε ορισμένες ίχνη ακαθαρσιών λόγω των χαρακτηριστικών και των παραμέτρων τους. Τα υλικά ημιαγωγών με υψηλή καθαρότητα ονομάζονται ενδογενείς ημιαγωγοί, οι οποίοι έχουν υψηλή ηλεκτρική ειδική αντίσταση σε θερμοκρασία δωματίου και είναι κακοί αγωγοί του ηλεκτρισμού. Μετά την προσθήκη κατάλληλων ακαθαρσιών σε υλικά ημιαγωγών υψηλής καθαρότητας, η ηλεκτρική ειδική αντίσταση του υλικού μειώνεται σημαντικά λόγω της παροχής αγώγιμων φορέων από άτομα ακαθαρσίας. Αυτός ο τύπος ντοπαρισμένου ημιαγωγού αναφέρεται συχνά ως ημιαγωγός ακαθαρσιών. Οι ημιαγωγοί ακαθαρσίας που βασίζονται σε ηλεκτρόνια ζώνης αγωγιμότητας για την αγωγιμότητα ονομάζονται ημιαγωγοί τύπου Ν και αυτοί που βασίζονται στην αγωγιμότητα της οπής ζώνης σθένους ονομάζονται ημιαγωγοί τύπου P. Όταν διαφορετικοί τύποι ημιαγωγών έρχονται σε επαφή (σχηματίζοντας συνδέσεις PN) ή όταν ημιαγωγοί έρχονται σε επαφή με μέταλλα, η διάχυση συμβαίνει λόγω της διαφοράς στη συγκέντρωση ηλεκτρονίων (ή οπών), σχηματίζοντας ένα φράγμα στο σημείο επαφής. Επομένως, αυτός ο τύπος επαφής έχει ενιαία αγωγιμότητα. Με τη χρήση της μονοκατευθυντικής αγωγιμότητας των συνδέσεων PN, μπορούν να κατασκευαστούν συσκευές ημιαγωγών με διαφορετικές λειτουργίες, όπως δίοδοι, τρανζίστορ, θυρίστορ κ.λπ. ηλεκτρισμός, μαγνητισμός κ.λπ. Με βάση αυτό μπορούν να κατασκευαστούν διάφορα ευαίσθητα εξαρτήματα για μετατροπή πληροφοριών. Οι χαρακτηριστικές παράμετροι των υλικών ημιαγωγών περιλαμβάνουν το πλάτος του διακένου ζώνης, την ειδική αντίσταση, την κινητικότητα του φορέα, τη διάρκεια ζωής του φορέα μη ισορροπίας και την πυκνότητα εξάρθρωσης. Το πλάτος του διακενού ζώνης καθορίζεται από την ηλεκτρονική κατάσταση και την ατομική διαμόρφωση του ημιαγωγού, αντανακλώντας την ενέργεια που απαιτείται για τα ηλεκτρόνια σθένους στα άτομα που συνθέτουν αυτό το υλικό να διεγείρουν από τη δεσμευμένη κατάσταση στην ελεύθερη κατάσταση. Η ηλεκτρική αντίσταση και η κινητικότητα του φορέα αντικατοπτρίζουν την αγωγιμότητα ενός υλικού. Η διάρκεια ζωής του φορέα μη ισορροπίας αντανακλά τα χαρακτηριστικά χαλάρωσης των εσωτερικών φορέων σε ημιαγωγικά υλικά που μεταβαίνουν από κατάσταση μη ισορροπίας σε κατάσταση ισορροπίας υπό εξωτερικές επιδράσεις (όπως φως ή ηλεκτρικό πεδίο). Η εξάρθρωση είναι ο πιο κοινός τύπος ελαττώματος στους κρυστάλλους. Η πυκνότητα εξάρθρωσης χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του βαθμού ακεραιότητας του πλέγματος των ημιαγωγών μονοκρυσταλλικών υλικών, αλλά για άμορφα υλικά ημιαγωγών, αυτή η παράμετρος δεν υπάρχει. Οι χαρακτηριστικές παράμετροι των ημιαγώγιμων υλικών δεν μπορούν μόνο να αντικατοπτρίζουν τις διαφορές μεταξύ ημιαγώγιμων υλικών και άλλων μη ημιαγώγιμων υλικών, αλλά το πιο σημαντικό, μπορούν να αντικατοπτρίζουν τις ποσοτικές διαφορές στα χαρακτηριστικά διαφόρων ημιαγωγών υλικών και ακόμη και του ίδιου υλικού σε διαφορετικές καταστάσεις.
