Puolijohdeteollisuus keskittyy pääasiassa integroituihin piireihin, kulutuselektroniikkaan, viestintäjärjestelmiin, aurinkosähkön tuotantoon, valaistussovelluksiin, suuren tehon muuntamiseen ja muihin aloihin. Tekniikan tai taloudellisen kehityksen näkökulmasta puolijohteiden merkitys on valtava
Useimmilla nykyisillä elektroniikkatuotteilla, kuten tietokoneilla, matkapuhelimilla tai digitaalisilla tallentimilla, on hyvin läheinen suhde puolijohteisiin niiden ydinyksiköinä. Yleisiä puolijohdemateriaaleja ovat pii, germanium, galliumarsenidi jne. Eri puolijohdemateriaalien joukossa pii on vaikutusvaltaisin kaupallisissa sovelluksissa.
Puolijohteet viittaavat materiaaleihin, joilla on johtavuus johtimien ja eristeiden välillä huoneenlämpötilassa. Puolijohdeteollisuudella on valtava ja jatkuvasti muuttuva kehityspotentiaali, koska se on laajalti sovellettu radioissa, televisioissa ja lämpötilamittauksissa. Puolijohteiden ohjattavalla johtavuudella on ratkaiseva rooli sekä tekniikan että talouden alalla.
Puolijohdeteollisuuden alkupäässä ovat IC-suunnitteluyritykset ja piikiekkoja valmistavat yritykset. IC-suunnitteluyritykset suunnittelevat piirikaavioita asiakkaiden tarpeiden mukaan, kun taas piikiekkoja valmistavat yritykset valmistavat piikiekkoja käyttämällä raaka-aineena monikiteistä piitä. Keskivirran IC-valmistusyritysten päätehtävänä on siirtää IC-suunnitteluyritysten suunnittelemat piirikaaviot piikiekkoja valmistavien yritysten valmistamiin kiekoihin. Valmiit kiekot lähetetään sitten IC-pakkaus- ja testaustehtaille pakkaamista ja testausta varten.
Luonnossa esiintyvät aineet voidaan jakaa kolmeen luokkaan niiden johtavuuden perusteella: johtimiin, eristeisiin ja puolijohteisiin. Puolijohdemateriaalilla tarkoitetaan toiminnallista materiaalia, jolla on johtavuus johtavien ja eristysmateriaalien välillä huoneenlämpötilassa. Johtavuus saavutetaan käyttämällä kahden tyyppisiä varauksenkuljettajia, elektroneja ja reikiä. Sähkövastus huoneenlämpötilassa on yleensä välillä 10-5 ja 107 ohmia · metriä. Yleensä resistiivisyys kasvaa lämpötilan noustessa; Jos aktiivisia epäpuhtauksia lisätään tai säteilytetään valolla tai säteilyllä, sähkövastus voi vaihdella useita suuruusluokkia. Piikarbidi-ilmaisin valmistettiin vuonna 1906. Transistorien keksimisen jälkeen vuonna 1947 puolijohdemateriaalit ovat itsenäisenä materiaalialana edistyneet suuresti ja niistä on tullut korvaamattomia materiaaleja elektroniikkateollisuudessa ja korkean teknologian aloilla. Puolijohdemateriaalien johtavuus on erittäin herkkä tietyille epäpuhtauksille niiden ominaisuuksien ja parametrien vuoksi. Puolijohdemateriaaleja, joilla on korkea puhtaus, kutsutaan sisäisiksi puolijohteiksi, joilla on korkea sähkövastus huoneenlämpötilassa ja jotka johtavat huonosti sähköä. Kun on lisätty asianmukaisia epäpuhtauksia erittäin puhtaisiin puolijohdemateriaaleihin, materiaalin sähköinen resistiivisyys pienenee huomattavasti, koska epäpuhtausatomit tarjoavat johtavia kantoaineita. Tämän tyyppistä seostettua puolijohdetta kutsutaan usein epäpuhtauspuolijohteeksi. Epäpuhtauspuolijohteita, joiden johtavuus on riippuvainen johtavuuskaistan elektroneista, kutsutaan N-tyypin puolijohteiksi, ja niitä, jotka ovat riippuvaisia valenssikaistan reiän johtavuudesta, kutsutaan P-tyypin puolijohteiksi. Kun erityyppiset puolijohteet joutuvat kosketuksiin (muodostavat PN-liitoksia) tai kun puolijohteet joutuvat kosketuksiin metallien kanssa, diffuusio tapahtuu elektronien (tai aukkojen) pitoisuuksien eroista johtuen muodostaen esteen kosketuspisteeseen. Siksi tämän tyyppisellä koskettimella on yksittäinen johtavuus. Hyödyntämällä PN-liitosten yksisuuntaista johtavuutta voidaan valmistaa eri toimintoisia puolijohdelaitteita, kuten diodeja, transistoreita, tyristoreita jne. Lisäksi puolijohdemateriaalien johtavuus on erittäin herkkä ulkoisten olosuhteiden, kuten lämmön, valon, sähkö, magnetismi jne. Tämän perusteella voidaan valmistaa erilaisia herkkiä komponentteja tiedon muuntamista varten. Puolijohdemateriaalien tunnusomaisia parametreja ovat kaistan leveys, ominaisvastus, kantoaallon liikkuvuus, epätasapainoinen kantoaallon käyttöikä ja dislokaatiotiheys. Kaistan leveys määräytyy puolijohteen elektronisen tilan ja atomikonfiguraation mukaan, mikä heijastaa energiaa, joka tarvitaan valenssielektronien atomien, jotka muodostavat tämän materiaalin, virittymiseen sidotusta tilasta vapaaseen tilaan. Sähkövastus ja kantoaallon liikkuvuus heijastavat materiaalin johtavuutta. Epätasapainoisen kantoaallon elinikä heijastaa puolijohdemateriaalien sisäisten kantajien relaksaatio-ominaisuuksia, jotka siirtyvät epätasapainotilasta tasapainotilaan ulkoisten vaikutusten (kuten valon tai sähkökentän) vaikutuksesta. Dislokaatio on yleisin kiteiden vikatyyppi. Dislokaatiotiheyttä käytetään puolijohteisten yksikidemateriaalien hilan eheyden mittaamiseen, mutta amorfisten puolijohdemateriaalien osalta tätä parametria ei ole. Puolijohdemateriaalien ominaisparametrit eivät voi heijastaa vain puolijohdemateriaalien ja muiden ei-puolijohdemateriaalien välisiä eroja, vaan mikä tärkeintä, ne voivat heijastaa eri puolijohdemateriaalien ja jopa saman materiaalin ominaisuuksien kvantitatiivisia eroja eri tilanteissa.
