Polovodičový průmysl se zaměřuje především na integrované obvody, spotřební elektroniku, komunikační systémy, výrobu fotovoltaické energie, osvětlovací aplikace, přeměnu vysokého výkonu a další oblasti. Z hlediska technologického nebo ekonomického rozvoje je význam polovodičů obrovský
Většina dnešních elektronických produktů, jako jsou počítače, mobilní telefony nebo digitální rekordéry, má velmi úzký vztah k polovodičům jako jejich základním jednotkám. Mezi běžné polovodičové materiály patří křemík, germanium, arsenid galia atd. Mezi různými polovodičovými materiály má v komerčních aplikacích největší vliv křemík.
Polovodiče se týkají materiálů s vodivostí mezi vodiči a izolátory při pokojové teplotě. Díky širokému využití v rádiích, televizích a měření teploty má polovodičový průmysl obrovský a neustále se měnící vývojový potenciál. Řiditelná vodivost polovodičů hraje zásadní roli v technologické i ekonomické oblasti.
Před polovodičovým průmyslem jsou společnosti zabývající se návrhem IC a společnosti vyrábějící křemíkové destičky. Společnosti zabývající se návrhem IC navrhují obvodová schémata podle potřeb zákazníků, zatímco společnosti vyrábějící křemíkové destičky vyrábějí křemíkové destičky s použitím polykrystalického křemíku jako suroviny. Hlavním úkolem středních společností vyrábějících IC je přenést obvodová schémata navržená společnostmi zabývajícími se návrhem IC na wafery vyráběné společnostmi vyrábějícími křemíkové wafery. Dokončené plátky jsou poté odeslány do navazujících továren na balení a testování IC pro balení a testování.
Látky v přírodě lze na základě jejich vodivosti rozdělit do tří kategorií: vodiče, izolanty a polovodiče. Polovodičové materiály označují typ funkčního materiálu s vodivostí mezi vodivými a izolačními materiály při pokojové teplotě. Vedení je dosaženo použitím dvou typů nosičů náboje, elektronů a děr. Elektrický odpor při pokojové teplotě je obecně mezi 10-5 a 107 ohmy · metry. Obvykle se odpor zvyšuje s rostoucí teplotou; Pokud jsou přidány aktivní nečistoty nebo jsou ozařovány světlem nebo zářením, elektrický odpor se může lišit o několik řádů. Detektor karbidu křemíku byl vyroben v roce 1906. Po vynálezu tranzistorů v roce 1947 udělaly polovodičové materiály jako samostatná oblast materiálů velký pokrok a staly se nepostradatelnými materiály v elektronickém průmyslu a high-tech oborech. Vodivost polovodičových materiálů je vzhledem k jejich vlastnostem a parametrům vysoce citlivá na určité stopové nečistoty. Polovodičové materiály s vysokou čistotou se nazývají intrinsické polovodiče, které mají vysoký elektrický odpor při pokojové teplotě a jsou špatnými vodiči elektřiny. Po přidání vhodných nečistot do vysoce čistých polovodičových materiálů se elektrický odpor materiálu značně sníží v důsledku poskytnutí vodivých nosičů atomy nečistot. Tento typ dopovaného polovodiče je často označován jako nečistotový polovodič. Nečistotové polovodiče, které se při své vodivosti spoléhají na elektrony ve vodivém pásmu, se nazývají polovodiče typu N a polovodiče, které se spoléhají na vodivost děr ve valenčním pásmu, se nazývají polovodiče typu P. Při kontaktu různých typů polovodičů (vytváření PN přechodů) nebo při kontaktu polovodičů s kovy dochází v důsledku rozdílu v koncentraci elektronů (nebo díry) k difúzi, která tvoří bariéru v místě kontaktu. Proto má tento typ kontaktu jedinou vodivost. Využitím jednosměrné vodivosti PN přechodů lze vyrábět polovodičová zařízení s různými funkcemi, jako jsou diody, tranzistory, tyristory atd. Kromě toho je vodivost polovodičových materiálů vysoce citlivá na změny vnějších podmínek, jako je teplo, světlo, atd. elektřina, magnetismus atd. Na základě toho lze vyrábět různé citlivé komponenty pro konverzi informací. Mezi charakteristické parametry polovodičových materiálů patří šířka bandgap, měrný odpor, pohyblivost nosiče, nerovnovážná životnost nosiče a hustota dislokací. Šířka bandgap je určena elektronovým stavem a atomovou konfigurací polovodiče, což odráží energii potřebnou pro valenční elektrony v atomech, které tvoří tento materiál, k excitaci z vázaného stavu do volného stavu. Elektrický odpor a pohyblivost nosiče odrážejí vodivost materiálu. Životnost nerovnovážných nosičů odráží relaxační charakteristiky vnitřních nosičů v polovodičových materiálech přecházejících z nerovnovážného stavu do rovnovážného stavu pod vnějšími vlivy (jako je světlo nebo elektrické pole). Dislokace je nejčastějším typem defektu v krystalech. Hustota dislokací se používá k měření stupně integrity mřížky polovodičových monokrystalických materiálů, ale u amorfních polovodičových materiálů tento parametr není přítomen. Charakteristické parametry polovodičových materiálů mohou nejen odrážet rozdíly mezi polovodičovými materiály a jinými nepolovodičovými materiály, ale co je důležitější, mohou odrážet kvantitativní rozdíly ve vlastnostech různých polovodičových materiálů a dokonce stejného materiálu v různých situacích.
