Industri semikonduktor terutama berfokus pada sirkuit terpadu, elektronik konsumen, sistem komunikasi, pembangkit listrik fotovoltaik, aplikasi penerangan, konversi daya daya tinggi, dan bidang lainnya. Dari perspektif perkembangan teknologi atau ekonomi, pentingnya semikonduktor sangat besar
Sebagian besar produk elektronik saat ini, seperti komputer, telepon seluler, atau perekam digital, memiliki hubungan yang sangat erat dengan semikonduktor sebagai unit intinya. Bahan semikonduktor yang umum termasuk silikon, germanium, galium arsenida, dll. Di antara berbagai bahan semikonduktor, silikon adalah yang paling berpengaruh dalam aplikasi komersial.
Semikonduktor mengacu pada bahan dengan konduktivitas antara konduktor dan isolator pada suhu kamar. Karena penerapannya yang luas dalam radio, televisi, dan pengukuran suhu, industri semikonduktor memiliki potensi perkembangan yang sangat besar dan terus berubah. Konduktivitas semikonduktor yang terkendali memainkan peran penting baik dalam bidang teknologi maupun ekonomi.
Industri hulu semikonduktor adalah perusahaan desain IC dan perusahaan manufaktur wafer silikon. Perusahaan desain IC merancang diagram sirkuit sesuai dengan kebutuhan pelanggan, sedangkan perusahaan manufaktur wafer silikon memproduksi wafer silikon menggunakan silikon polikristalin sebagai bahan bakunya. Tugas utama perusahaan manufaktur IC arus tengah adalah mentransplantasikan diagram sirkuit yang dirancang oleh perusahaan desain IC ke wafer yang diproduksi oleh perusahaan manufaktur wafer silikon. Wafer yang telah selesai kemudian dikirim ke pabrik pengemasan dan pengujian IC hilir untuk pengemasan dan pengujian.
Zat-zat di alam dapat dibagi menjadi tiga kategori berdasarkan konduktivitasnya: konduktor, isolator, dan semikonduktor. Bahan semikonduktor mengacu pada jenis bahan fungsional dengan konduktivitas antara bahan konduktif dan isolasi pada suhu kamar. Konduksi dicapai melalui penggunaan dua jenis pembawa muatan, elektron dan lubang. Resistivitas listrik pada suhu kamar umumnya antara 10-5 dan 107 ohm · meter. Biasanya, resistivitas meningkat seiring dengan meningkatnya suhu; Jika pengotor aktif ditambahkan atau disinari dengan cahaya atau radiasi, resistivitas listrik dapat bervariasi beberapa kali lipat. Detektor silikon karbida diproduksi pada tahun 1906. Setelah penemuan transistor pada tahun 1947, bahan semikonduktor, sebagai bidang bahan independen, telah membuat kemajuan besar dan menjadi bahan yang sangat diperlukan dalam industri elektronik dan bidang teknologi tinggi. Konduktivitas bahan semikonduktor sangat sensitif terhadap pengotor tertentu karena karakteristik dan parameternya. Bahan semikonduktor dengan kemurnian tinggi disebut semikonduktor intrinsik, yang memiliki resistivitas listrik tinggi pada suhu kamar dan merupakan konduktor listrik yang buruk. Setelah menambahkan pengotor yang sesuai ke bahan semikonduktor dengan kemurnian tinggi, resistivitas listrik bahan tersebut sangat berkurang karena penyediaan pembawa konduktif oleh atom pengotor. Semikonduktor doping jenis ini sering disebut sebagai semikonduktor pengotor. Semikonduktor pengotor yang mengandalkan elektron pita konduksi untuk konduktivitas disebut semikonduktor tipe-N, dan semikonduktor yang mengandalkan konduktivitas lubang pita valensi disebut semikonduktor tipe-P. Ketika berbagai jenis semikonduktor bersentuhan (membentuk sambungan PN) atau ketika semikonduktor bersentuhan dengan logam, difusi terjadi karena perbedaan konsentrasi elektron (atau lubang), membentuk penghalang pada titik kontak. Oleh karena itu, kontak jenis ini memiliki konduktivitas tunggal. Dengan memanfaatkan konduktivitas searah sambungan PN, dapat dibuat perangkat semikonduktor dengan fungsi berbeda, seperti dioda, transistor, thyristor, dll. Selain itu, konduktivitas bahan semikonduktor sangat sensitif terhadap perubahan kondisi eksternal seperti panas, cahaya, listrik, magnet, dll. Berdasarkan hal ini, berbagai komponen sensitif dapat diproduksi untuk konversi informasi. Parameter karakteristik bahan semikonduktor meliputi lebar celah pita, resistivitas, mobilitas pembawa, masa pakai pembawa non-ekuilibrium, dan kepadatan dislokasi. Lebar celah pita ditentukan oleh keadaan elektronik dan konfigurasi atom semikonduktor, yang mencerminkan energi yang dibutuhkan elektron valensi dalam atom penyusun bahan ini untuk tereksitasi dari keadaan terikat ke keadaan bebas. Resistivitas listrik dan mobilitas pembawa mencerminkan konduktivitas suatu material. Masa hidup pembawa non-ekuilibrium mencerminkan karakteristik relaksasi pembawa internal dalam bahan semikonduktor yang bertransisi dari keadaan non-ekuilibrium ke keadaan setimbang di bawah pengaruh eksternal (seperti cahaya atau medan listrik). Dislokasi adalah jenis cacat kristal yang paling umum. Kerapatan dislokasi digunakan untuk mengukur derajat integritas kisi bahan kristal tunggal semikonduktor, tetapi untuk bahan semikonduktor amorf, parameter ini tidak ada. Parameter karakteristik bahan semikonduktor tidak hanya mencerminkan perbedaan antara bahan semikonduktor dan bahan non-semikonduktor lainnya, tetapi yang lebih penting, dapat mencerminkan perbedaan kuantitatif karakteristik berbagai bahan semikonduktor dan bahkan bahan yang sama dalam situasi yang berbeda.
