導電能力介於(yu) 導體(ti) 與(yu) 絕緣體(ti) 之間的物質稱為(wei) 半導體(ti) 。半導體(ti) 材料是一類具有半導體(ti) 性能、可用來製作半導體(ti) 器件和集成電的電子材料，其電阻率在10（U-3）～10（U-9）歐姆/厘米範圍內(nei) 。半導體(ti) 材料的電學性質對光、熱、電、磁等外界因素的變化十分敏感，在半導體(ti) 材料中摻入少量雜質可以控製這類材料的電導率。正是利用半導體(ti) 材料的這些性質，才製造出功能多樣的半導體(ti) 器件。

半導體(ti) 材料是半導體(ti) 工業(ye) 的基礎，它的發展對半導體(ti) 技術的發展有極大的影響。半導體(ti) 材料按化學成分和內(nei) 部結構，大致可分為(wei) 以下幾類。

1.元素半導體(ti) 有鍺、矽、硒、硼、碲、銻等。50年代，鍺在半導體(ti) 中占主導地位，但 鍺半導體(ti) 器件的耐高溫和抗輻射性能較差，到60年代後期逐漸被矽材料取代。用矽製造的半導體(ti) 器件，耐高溫和抗輻射性能較好，特別適宜製作大功率器件。因此，矽已成為(wei) 應用最多的一種增導體(ti) 材料，目前的集成電路大多數是用矽材料製造的。

2.化合物半導體(ti) 由兩(liang) 種或兩(liang) 種以上的元素化合而成的半導體(ti) 材料。它的種類很多，重要的有砷化镓、磷化銦、銻化銦、碳化矽、硫化鎘及镓砷矽等。其中砷化镓是製造微波器件和集成電的重要材料。碳化矽由於(yu) 其抗輻射能力強、耐高溫和化學穩定性好，在航天技術領域有著廣泛的應用。

3.無定形半導體(ti) 材料 用作半導體(ti) 的玻璃是一種非晶體(ti) 無定形半導體(ti) 材料，分為(wei) 氧化物玻璃和非氧化物玻璃兩(liang) 種。這類材料具有良好的開關(guan) 和記憶特性和很強的抗輻射能力，主要用來製造閾值開關(guan) 、記憶開關(guan) 和固體(ti) 顯示器件。

4.有機增導體(ti) 材料已知的有機半導體(ti) 材料有幾十種，包括萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，目前尚未得到應用 。

　　特性和參數 半導體(ti) 材料的導電性對某些微量雜質極敏感。純度很高的半導體(ti) 材料稱為(wei) 本征半導體(ti) ，常溫下其電阻率很高，是電的不良導體(ti) 。在高純半導體(ti) 材料中摻入適當雜質後，由於(yu) 雜質原子提供導電載流子，使材料的電阻率大為(wei) 降低。這種摻雜半導體(ti) 常稱為(wei) 雜質半導體(ti) 。雜質半導體(ti) 靠導帶電子導電的稱N型半導體(ti) ，靠價(jia) 帶空穴導電的稱P型半導體(ti) 。不同類型半導體(ti) 間接觸（構成PN結）或半導體(ti) 與(yu) 金屬接觸時，因電子（或空穴）濃度差而產(chan) 生擴散，在接觸處形成位壘，因而這類接觸具有單向導電性。利用PN結的單向導電性，可以製成具有不同功能的半導體(ti) 器件，如二極管、三極管、晶閘管等。此外，半導體(ti) 材料的導電性對外界條件（如熱、光、電、磁等因素）的變化非常敏感，據此可以製造各種敏感元件，用於(yu) 信息轉換。

　　半導體(ti) 材料的特性參數有禁帶寬度、電阻率、載流子遷移率、非平衡載流子壽命和位錯密度。禁帶寬度由半導體(ti) 的電子態、原子組態決(jue) 定，反映組成這種材料的原子中價(jia) 電子從(cong) 束縛狀態激發到自由狀態所需的能量。電阻率、載流子遷移率反映材料的導電能力。非平衡載流子壽命反映半導體(ti) 材料在外界作用（如光或電場）下內(nei) 部載流子由非平衡狀態向平衡狀態過渡的弛豫特性。位錯是晶體(ti) 中最常見的一類缺陷。位錯密度用來衡量半導體(ti) 單晶材料晶格完整性的程度，對於(yu) 非晶態半導體(ti) 材料，則沒有這一參數。半導體(ti) 材料的特性參數不僅(jin) 能反映半導體(ti) 材料與(yu) 其他非半導體(ti) 材料之間的差別 ，更重要的是能反映各種半導體(ti) 材料之間甚至同一種材料在不同情況下，其特性的量值差別。

　　種類 常用的半導體(ti) 材料分為(wei) 元素半導體(ti) 和化合物半導體(ti) 。元素半導體(ti) 是由單一元素製成的半導體(ti) 材料。主要有矽、鍺、硒等，以矽、鍺應用最廣。化合物半導體(ti) 分為(wei) 二元係、三元係、多元係和有機化合物半導體(ti) 。二元係化合物半導體(ti) 有Ⅲ-Ⅴ族（如砷化镓、磷化镓、磷化銦等）、Ⅱ-Ⅵ族（如硫化鎘、硒化鎘、碲化鋅、硫化鋅等）、 Ⅳ-Ⅵ族（如硫化鉛、硒化鉛等） 、Ⅳ-Ⅳ族（如碳化矽）化合物。三元係和多元係化合物半導體(ti) 主要為(wei) 三元和多元固溶體(ti) ，如镓鋁砷固溶體(ti) 、镓鍺砷磷固溶體(ti) 等。有機化合物半導體(ti) 有萘、蒽、聚丙烯腈等，還處於(yu) 研究階段。此外，還有非晶態和液態半導體(ti) 材料，這類半導體(ti) 與(yu) 晶態半導體(ti) 的最大區別是不具有嚴(yan) 格周期性排列的晶體(ti) 結構。

　　製備 不同的半導體(ti) 器件對半導體(ti) 材料有不同的形態要求，包括單晶的切片、磨片、拋光片、薄膜等。半導體(ti) 材料的不同形態要求對應不同的加工工藝。常用的半導體(ti) 材料製備工藝有提純、單晶的製備和薄膜外延生長。

　　所有的半導體(ti) 材料都需要對原料進行提純，要求的純度在6個(ge) “9”以上 ，最高達11個(ge) “9”以上。提純的方法分兩(liang) 大類，一類是不改變材料的化學組成進行提純，稱為(wei) 物理提純；另一類是把元素先變成化合物進行提純，再將提純後的化合物還原成元素，稱為(wei) 化學提純。物理提純的方法有真空蒸發、區域精製、拉晶提純等，使用最多的是區域精製。化學提純的主要方法有電解、絡合、萃取、精餾等，使用最多的是精餾。由於(yu) 每一種方法都有一定的局限性，因此常使用幾種提純方法相結合的工藝流程以獲得合格的材料。

　　絕大多數半導體(ti) 器件是在單晶片或以單晶片為(wei) 襯底的外延片上作出的。成批量的半導體(ti) 單晶都是用熔體(ti) 生長法製成的。直拉法應用最廣，80％的矽單晶、大部分鍺單晶和銻化銦單晶是用此法生產(chan) 的，其中矽單晶的最大直徑已達300 毫米。在熔體(ti) 中通入磁場的直拉法稱為(wei) 磁控拉晶法，用此法已生產(chan) 出高均勻性矽單晶。在坩堝熔體(ti) 表麵加入液體(ti) 覆蓋劑稱液封直拉法，用此法拉製砷化镓、磷化镓、磷化銦等分解壓較大的單晶。懸浮區熔法的熔體(ti) 不與(yu) 容器接觸，用此法生長高純矽單晶。水平區熔法用以生產(chan) 鍺單晶。水平定向結晶法主要用於(yu) 製備砷化镓單晶，而垂直定向結晶法用於(yu) 製備碲化鎘、砷化镓。用各種方法生產(chan) 的體(ti) 單晶再經過晶體(ti) 定向、滾磨、作參考麵、切片、磨片、倒角、拋光、腐蝕、清洗、檢測、封裝等全部或部分工序以提供相應的晶片。

　　在單晶襯底上生長單晶薄膜稱為(wei) 外延。外延的方法有氣相、液相、固相、分子束外延等。工業(ye) 生產(chan) 使用的主要是化學氣相外延，其次是液相外延。金屬有機化合物氣相外延和分子束外延則用於(yu) 製備量子阱及超晶格等微結構。非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金屬等襯底上用不同類型的化學氣相沉積、磁控濺射等方法製成。