分類

半導體材料很多，按化學成分可分為元素半導體和化合物半導體兩大類。鍺和硅是最常用的元素半導體；化合物半導體包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化鎵、磷化鎵等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物（ 硫化鎘、硫化鋅等）、氧化物（錳、鉻、鐵、銅的氧化物）,以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體（鎵鋁砷、鎵砷磷等）。除上述晶態半導體外，還有非晶態的玻璃半導體、有機半導體等。

半導體的分類，按照其制造技術可以分為：集成電路器件，分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類，一般來說這些還會被分成小類。此外還有以應用領域、設計方法等進行分類，雖然不常用，但還是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其規模進行分類的方法。此外，還有按照其所處理的信號，可以分成模擬、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。

特點

半導體五大特性∶摻雜性，熱敏性，光敏性，負電阻率溫度特性，整流特性。

★在形成晶體結構的半導體中，人為地摻入特定的雜質元素，導電性能具有可控性。

★在光照和熱輻射條件下，其導電性有明顯的變化

應用

最早的實用“半導體”是「電晶體（Transistor）/二極體（Diode）」。

一、在無線電收音機（Radio）及電視機（Television）中，作為“訊號放大器/整流器”用。

二、發展「太陽能（Solar Power）」，也用在「光電池（Solar Cell）」中。

三、半導體可以用來測量溫度，測溫范圍可以達到生產、生活、醫療衛生、科研教學等應用的70%的領域，有較高的準確度和穩定性，分辨率可達0.1℃，甚至達到0.01℃也不是不可能，線性度0.2%，測溫范圍-100~+300℃，是性價比極高的一種測溫元件。

四、半導體致冷器的發展, 它也叫熱電致冷器或溫差致冷器, 它采用了帕爾貼效應.

命名方案

中國半導體器件型號命名方法

半導體器件型號由五部分（場效應器件、半導體特殊器件、復合管、PIN型管、激光器件的型號命名只有第三、四、五部分）組成。五個部分意義如下：

第一部分：用數字表示半導體器件有效電極數目。2-二極管、3-三極管

第二部分：用漢語拼音字母表示半導體器件的材料和極性。表示二極管時：A-N型鍺材料、B-P型鍺材料、C-N型硅材料、D-P型硅材料。表示三極管時：A-PNP型鍺材料、B-NPN型鍺材料、C-PNP型硅材料、D-NPN型硅材料。

第三部分：用漢語拼音字母表示半導體器件的內型。P-普通管、V-微波管、W-穩壓管、C-參量管、Z-整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、U-光電器件、K-開關管、X-低頻小功率管(F<3MHz,Pc<1W)、G-高頻小功率管（f>3MHz,Pc<1W)、D-低頻大功率管（f<3MHz,Pc>1W)、A-高頻大功率管（f>3MHz,Pc>1W)、T-半導體晶閘管（可控整流器）、Y-體效應器件、B-雪崩管、J-階躍恢復管、CS-場效應管、BT-半導體特殊器件、FH-復合管、PIN-PIN型管、JG-激光器件。

第四部分：用數字表示序號

第五部分：用漢語拼音字母表示規格號

例如：3DG18表示NPN型硅材料高頻三極管

日本半導體分立器件型號命名方法

日本生產的半導體分立器件，由五至七部分組成。通常只用到前五個部分，其各部分的符號意義如下：

第一部分：用數字表示器件有效電極數目或類型。0-光電（即光敏）二極管三極管及上述器件的組合管、1-二極管、2三極或具有兩個pn結的其他器件、3-具有四個有效電極或具有三個pn結的其他器件、┄┄依此類推。

第二部分：日本電子工業協會JEIA注冊標志。S-表示已在日本電子工業協會JEIA注冊登記的半導體分立器件。

第三部分：用字母表示器件使用材料極性和類型。A-PNP型高頻管、B-PNP型低頻管、C-NPN型高頻管、D-NPN型低頻管、F-P控制極可控硅、G-N控制極可控硅、H-N基極單結晶體管、J-P溝道場效應管、K-N 溝道場效應管、M-雙向可控硅。

第四部分：用數字表示在日本電子工業協會JEIA登記的順序號。兩位以上的整數-從“11”開始，表示在日本電子工業協會JEIA登記的順序號；不同公司的性能相同的器件可以使用同一順序號；數字越大，越是最新產品。

第五部分：用字母表示同一型號的改進型產品標志。A、B、C、D、E、F表示這一器件是原型號產品的改進產品。

美國半導體分立器件型號命名方法

美國晶體管或其他半導體器件的命名法較混亂。美國電子工業協會半導體分立器件命名方法如下：

第一部分：用符號表示器件用途的類型。JAN-軍級、JANTX-特軍級、JANTXV-超特軍級、JANS-宇航級、（無）-非軍用品。

第二部分：用數字表示pn結數目。1-二極管、2=三極管、3-三個pn結器件、n-n個pn結器件。

第三部分：美國電子工業協會（EIA）注冊標志。N-該器件已在美國電子工業協會（EIA）注冊登記。

第四部分：美國電子工業協會登記順序號。多位數字-該器件在美國電子工業協會登記的順序號。

第五部分：用字母表示器件分檔。A、B、C、D、┄┄-同一型號器件的不同檔別。如：JAN2N3251A表示PNP硅高頻小功率開關三極管，JAN-軍級、2-三極管、N-EIA 注冊標志、3251-EIA登記順序號、A-2N3251A檔。

國際電子聯合會半導體型號命名方法

德國、法國、意大利、荷蘭、比利時等歐洲國家以及匈牙利、羅馬尼亞、南斯拉夫、波蘭等東歐國家，大都采用國際電子聯合會半導體分立器件型號命名方法。這種命名方法由四個基本部分組成，各部分的符號及意義如下：

第一部分：用字母表示器件使用的材料。A-器件使用材料的禁帶寬度Eg=0.6~1.0eV 如鍺、B-器件使用材料的Eg=1.0~1.3eV 如硅、C-器件使用材料的Eg>1.3eV 如砷化鎵、D-器件使用材料的Eg<0.6eV 如銻化銦、E-器件使用復合材料及光電池使用的材料

第二部分：用字母表示器件的類型及主要特征。A-檢波開關混頻二極管、B-變容二極管、C-低頻小功率三極管、D-低頻大功率三極管、E-隧道二極管、F-高頻小功率三極管、G-復合器件及其他器件、H-磁敏二極管、K-開放磁路中的霍爾元件、L-高頻大功率三極管、M-封閉磁路中的霍爾元件、P-光敏器件、Q-發光器件、R-小功率晶閘管、S-小功率開關管、T-大功率晶閘管、U-大功率開關管、X-倍增二極管、Y-整流二極管、Z-穩壓二極管。

第三部分：用數字或字母加數字表示登記號。三位數字-代表通用半導體器件的登記序號、一個字母加二位數字-表示專用半導體器件的登記序號。

第四部分：用字母對同一類型號器件進行分檔。A、B、C、D、E┄┄-表示同一型號的器件按某一參數進行分檔的標志。

除四個基本部分外，有時還加后綴，以區別特性或進一步分類。常見后綴如下：

1．穩壓二極管型號的后綴。其后綴的第一部分是一個字母，表示穩定電壓值的容許誤差范圍，字母A、B、C、D、E分別表示容許誤差為±1%、±2%、±5%、±10%、±15%；其后綴第二部分是數字，表示標稱穩定電壓的整數數值；后綴的第三部分是字母V，代表小數點，字母V之后的數字為穩壓管標稱穩定電壓的小數值。

2．整流二極管后綴是數字，表示器件的最大反向峰值耐壓值，單位是伏特。

3．晶閘管型號的后綴也是數字，通常標出最大反向峰值耐壓值和最大反向關斷電壓中數值較小的那個電壓值。

如：BDX51-表示NPN硅低頻大功率三極管，AF239S-表示PNP鍺高頻小功率三極管。

歐洲早期半導體分立器件型號命名法

歐洲有些國家命名方法

第一部分：O-表示半導體器件

第二部分：A-二極管、C-三極管、AP-光電二極管、CP-光電三極管、AZ-穩壓管、RP-光電器件。

第三部分：多位數字-表示器件的登記序號。

第四部分：A、B、C┄┄-表示同一型號器件的變型產品。

發展前景

以GaN（氮化鎵）為代表的第三代半導體材料及器件的開發是新興半導體產業的核心和基礎，其研究開發呈現出日新月異的發展勢態。GaN基光電器件中，藍色發光二極管LED率先實現商品化生產 成功開發藍光LED和LD之后，科研方向轉移到GaN紫外光探測器上 GaN材料在微波功率方面也有相當大的應用市場。氮化鎵半導體開關被譽為半導體芯片設計上一個新的里程碑。美國佛羅里達大學的科學家已經開發出一種可用于制造新型電子開關的重要器件，這種電子開關可以提供平穩、無間斷電源 。

半導體與集成電路的關系

半導體是指導電性能介于導體和絕緣體之間的材料。我們知道，電路之所以具有某種功能，主要是因為其內部有電流的各種變化，而之所以形成電流，主要是因為有電子在金屬線路和電子元件之間流動（運動/遷移）。所以，電子在材料中運動的難易程度，決定了其導電性能。常見的金屬材料在常溫下電子就很容易獲得能量發生運動，因此其導電性能好；絕緣體由于其材料本身特性，電子很難獲得導電所需能量，其內部很少電子可以遷移，因此幾乎不導電。而半導體材料的導電特性則介于這兩者之間，并且可以通過摻入雜質來改變其導電性能，人為控制它導電或者不導電以及導電的容易程度。這一點稱之為半導體的可摻雜特性。

前面說過，集成電路的基礎是晶體管，發明了晶體管才有可能創造出集成電路，而晶體管的基礎則是半導體，因此半導體也是集成電路的基礎。半導體之于集成電路，如同土地之于城市。很明顯，山地、丘陵多者不適合建造城市，沙化土壤、石灰巖多的地方也不適合建造城市?！敖ㄔ臁背鞘行枰x一塊好地，“集成”電路也需要一塊合適的基礎材料——就是半導體。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵（化合物），其中應用最廣的、商用化最成功的當推“硅”。

那么半導體，特別是硅，為什么適合制造集成電路呢？有多方面的原因。硅是地殼中最豐富的元素，僅次于氧。自然界中的巖石、砂礫等存在大量硅酸鹽或二氧化硅，這是原料成本方面的原因。硅的可摻雜特性容易控制，容易制造出符合要求的晶體管，這是電路原理方面的原因。硅經過氧化所形成的二氧化硅性能穩定，能夠作為半導體器件中所需的優良的絕緣膜使用，這是器件結構方面的原因。最關鍵的一點還是在于集成電路的平面工藝，硅更容易實施氧化、光刻、擴散等工藝，更方便集成，其性能更容易得到控制。因此后續主要介紹的也是基于硅的集成電路知識，對硅晶體管和集成電路工藝有了解后，會更容易理解這個問題。

除了可摻雜性之外，半導體還具有熱敏性、光敏性、負電阻率溫度、可整流等幾個特性，因此半導體材料除了用于制造大規模集成電路之外，還可以用于功率器件、光電器件、壓力傳感器、熱電制冷等用途；利用微電子的超微細加工技術，還可以制成MEMS（微機械電子系統），應用在電子、醫療領域。

相關短語

半導體Semiconductor；intrinsic semiconductor

有機半導體[電子] organic semiconductor；TCNQ；OSTS

半導體晶體[電子] semiconductor crystal；[電子] semiconducting crystal；[電子] crystal semiconducting；[電子] Crystal Semiconductor

純半導體intrinsic semiconductor；pure semiconductor

半導體玻璃semiconducting glass；semiconductorglass

半導體整流semiconductor rectifier；semiconductor rectifier,semiconductor rectifier

離子半導體ionic semiconductor

半導體芯片semiconductor chips；conductor chip；semiconductor pellet；semiconductor chip,semiconductor chip

半導體制冷semiconductor refrigeration；Semi-conductor refrigerant；Semiconductor Cooling；

晶格：晶體中的原子在空間形成排列整齊的點陣，稱為晶格。

共價鍵結構：相鄰的兩個原子的一對最外層電子（即價電子）不但各自圍繞自身所屬的原子核運動，而且出現在相鄰原子所屬的軌道上，成為共用電子，構成共價鍵。

自由電子的形成：在常溫下，少數的價電子由于熱運動獲得足夠的能量，掙脫共價鍵的束縛變成為自由電子。

空穴：價電子掙脫共價鍵的束縛變成為自由電子而留下一個空位置稱空穴。

電子電流：在外加電場的作用下，自由電子產生定向移動，形成電子電流。

空穴電流：自由電子按一定的方向依次填補空穴（即空穴也產生定向移動），形成空穴電流。

本征半導體的電流：電子電流+空穴電流。自由電子和空穴所帶電荷極性不同，它們運動方向相反。

載流子：運載電荷的粒子稱為載流子。

導體電的特點：導體導電只有一種載流子，即自由電子導電。

本征半導體電的特點：本征半導體有兩種載流子，即自由電子和空穴均參與導電。

本征激發：半導體在熱激發下產生自由電子和空穴的現象稱為本征激發。

復合：自由電子在運動的過程中如果與空穴相遇就會填補空穴，使兩者同時消失，這種現象稱為復合。

動態平衡：在一定的溫度下，本征激發所產生的自由電子與空穴對，與復合的自由電子與空穴對數目相等，達到動態平衡。

載流子的濃度與溫度的關系：溫度一定，本征半導體中載流子的濃度是一定的，并且自由電子與空穴的濃度相等。當溫度升高時，熱運動加劇，掙脫共價鍵束縛的自由電子增多，空穴也隨之增多（即載流子的濃度升高），導電性能增強；當溫度降低，則載流子的濃度降低，導電性能變差。

結論：本征半導體的導電性能與溫度有關。半導體材料性能對溫度的敏感性，可制作熱敏和光敏器件，又造成半導體器件溫度穩定性差的原因。

雜質半導體：通過擴散工藝，在本征半導體中摻入少量合適的雜質元素，可得到雜質半導體。

P型半導體：在純凈的硅晶體中摻入三價元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了P型半導體。

多數載流子：P型半導體中，空穴的濃度大于自由電子的濃度，稱為多數載流子，簡稱多子。

少數載流子：P型半導體中，自由電子為少數載流子，簡稱少子。

受主原子：雜質原子中的空位吸收電子，稱受主原子。

P型半導體的導電特性：它是靠空穴導電，摻入的雜質越多，多子（空穴）的濃度就越高，導電性能也就越強。

N型半導體：在純凈的硅晶體中摻入五價元素（如磷），使之取代晶格中硅原子的位置形成N型半導體。

多子：N型半導體中，多子為自由電子。

少子：N型半導體中，少子為空穴。

施主原子：雜質原子可以提供電子，稱施主原子。

N型半導體的導電特性：摻入的雜質越多，多子（自由電子）的濃度就越高，導電性能也就越強。

結論：

多子的濃度主要決定于雜質濃度。

少子的濃度主要決定于溫度。

PN結的形成：將P型半導體與N型半導體制作在同一塊硅片上，

PN結的形成過程

PN結的形成過程

在它們的交界面就形成PN結。

PN結的形成過程：如圖所示，在無外電場和其它激發作用下，參與擴散運動的多子數目等于參與漂移運動的少子數目，從而達到動態平衡，形成PN結。

擴散運動：物質總是從濃度高的地方向濃度低的地方運動，這種由于濃度差而產生的運動稱為擴散運動。

空間電荷區：由于擴散運動使得PN結交界面產生一片復合區域，可以說這里沒有多子，也沒有少子。因為剛剛擴散過來就會立刻與異性復合，此運動不斷發生著（此處請專家斟酌）。P區一側出現負離子區，N區出現正離子區，它們基本上是固定的，稱為空間電荷區。

電場形成：空間電荷區形成內電場。

空間電荷加寬，內電場增強，其方向由N區指向P區，阻止擴散運動的進行。

漂移運動：在電場力作用下，載流子的運動稱漂移運動。

電位差：空間電荷區具有一定的寬度，形成電位差Uho，電流為零。

耗盡層：絕大部分空間電荷區內自由電子和空穴的數目都非常少，在分析PN結時常忽略載流子的作用，而只考慮離子區的電荷，稱耗盡層。

PN結的特點：具有單向導電性。