半导体到底是什么 探究半导体的本质

1、半导体的基础知识

半导体是介于导体和绝缘体之间的材料，在电学特性上介于两者之间。其电学性质主要是由掺杂的杂质离子及材料本身的物理性质决定的，具有导电性而且电导率与温度呈反比例变化。半导体具有良好的热、光、电、机械性能，在信息、通讯、光电、化工、冶金、医药等许多领域都有着广泛的应用。

半导体的原子结构为晶体，晶体的基本单位是晶胞，每个晶胞内有多个基元，基元是由原子构成的最小可重复单元。半导体最常见的材料是硅(Si)和锗(Ge)，它们的原子结构特殊，原子的外层有4个电子，称为4价元素。当把少量5价或3价的杂质加入到硅或锗中时，就可以形成p型或n型半导体，实现半导体材料的控制性能。

2、半导体的导电性

半导体的导电性质主要是由其能带结构决定的。在半导体中，导带和价带之间有能隙存在，只有在外加电场或光子激发下，才能使电子跃迁到导带。当半导体中掺杂杂质离子时，原本的禁带被打破，导电性提高了，这种半导体称为掺杂半导体。

掺杂方式有n型半导体和p型半导体。n型半导体是指在纯半导体中加入少量五价元素，如磷(P)、砷(As)等，这些杂质原子具有多余的一个电子，它们可以帮助形成更多的自由电子，并且这些电子在电场的作用下流动，从而形成电流。p型半导体是指在纯半导体中加入少量三价元素，如镓(Ga)、硼(B)等，这些杂质原子缺失一个电子，形成空穴，空穴在电场作用下向着电子流的方向移动，形成电流。

3、半导体的应用

半导体的广泛应用离不开其独特的光电、热电、导电和光学性质。在电子工业中，半导体器件已经成为信息、通信、计算机、智能电器、节能照明等领域的基础元件。

典型的半导体器件有二极管、晶体管、场效应管、光电二极管、光敏传感器、太阳能电池、整流器、放大器等等。半导体技术在集成电路、计算机芯片、半导体激光器、光纤通讯等领域的发展，也推动着信息技术的进步。

4、半导体制造与产业链

半导体制造是世界高科技制造领域里最精密、最复杂的制造技术之一。制造一颗芯片，需要通常需要经过几百个工序，涉及光刻、化学蚀刻、离子注入、低温电镀、化学气相沉积等一系列创新型技术和知识密集型工艺。

全球半导体产业链呈现出明显的垂直细分体系，主要分为材料制造、芯片制造、封装测试等环节。全球最大的半导体制造厂商有英特尔、三星电子、台积电、美光科技等。中国的半导体产业的兴起，也得到了政策的大力支持，龙芯、中芯国际、紫光展锐等公司也在国际市场逐渐崭露头角。