其实半导体在最原始的时候是一种材料，比如硅。后来使用这些半导体材料制作了集成电路，又将集成电路封装成芯片。但是半导体这个名字一直保留着，所以我们通常把这些统统以半导体这三个字代替。

　　晶体可分为单晶和多晶,若在整块材料中,原子都是规则的、周期性的重复排列的,一种结构贯穿整体,这样的晶体称为单晶,如石英单晶,硅单晶,岩盐单晶等.多晶是由大量微小的单晶随机堆砌成的整块材料.实际的晶体绝大部分是多晶,如各种金属材料和电子陶瓷材料.由于多晶中各晶粒排列的相对取 向各不相同,其宏观性质往往表现为各向同性,外形也不具有规则性。

　　半导体材料硅、锗等都属金刚石结构.金刚石结构可以看成是沿体对角线相互错开四分之一对角线长度的面心立方元胞套构而成的.

　　晶体具有各向异性的特征,在研究晶体的物理特征时,通常必须标明是位于什么方位的面上或沿晶体的什么方向,为此引入晶面与晶向的概念.为了便于确定和区别晶体中不同方位的晶向和晶面,国际上通用密勒指数来统一标定晶向指数与晶面指数.

　　以晶胞的某一阵点O为原点,过原点O设定坐标轴X、Y、Z,以晶胞点阵矢量的长度作为坐标轴的长度单位;过原点O作一平行于待定晶向的直线,在该直线上选取距原点O最近的一个阵点,确定此点的3个坐标值;将这3个坐标值化为最小整数u,v,w,加以方括号.[u v w]即为待定晶向的晶向指数.

　　在点阵中设定参考坐标系,设置方法与确定晶向指数时相同;选出晶面族中不经过原点的晶面,确定该晶面在各坐标轴上的截距;取各截距的倒数;将三倒数化为互质的整数比,并加上圆括号,即表示该晶面的指数,记为( h k l ).

　　当晶面的某一截距为负数时,在相应的指数上部加-号.当晶面与某一坐标轴平行时,则认为晶面与该轴的截距为∞,其倒数为0.

　　点缺陷是以晶体中空位、间隙原子、杂质原子为中心,在一个或几个晶格常数的微观区域内,晶格结构偏离严格周期性而形成的畸变区域.

　　晶体内部偏离周期性点阵结构的一维缺陷为线缺陷.晶体中最重要的一种线缺陷是位错.

　　对于晶体来讲,还存在面缺陷(层错)和体缺陷(包裹体)等.由于堆积次序发生错乱形成的缺陷叫做堆垛层错,简称层错.层错是一种区域性的缺陷,在层错以外的原子都是有规则排列的,它是一种面缺陷.当掺入晶体中的杂质超过晶体的固溶度时,杂质将在晶体中沉积,形成体缺陷.

　　实践表明,极微量的杂质和缺陷,能够对半导体材料的物理性质和化学性质产生决定性的影响.

　　向硅中掺入磷,磷原子占据了硅原子的位置,其结果是形成一个正电中心和一个多余的价电子.这种杂质,我们称它为施主杂质或n型杂质.

　　向硅中掺如硼,硼原子占据了硅原子的位置,其结果是形成一个负电中心和一个多余的空位.这种杂质,我们称它为受主杂质或p型杂质.

　　现今,300mm的wafer技术已经成熟,随着直径的增大,其制造难度也相应提高.

　　目前制备单晶硅的主要方法有柴氏拉晶法(即CZ法)和悬浮区熔法,85%以上的单晶硅是采用CZ法生长出来的.

　　单晶炉可分为四个部分:炉体、机械传动系统、加热温控系统以及气体传送系统.

　　炉体包括了炉腔、籽晶轴、石英坩埚、掺杂勺、籽晶罩、观察窗几个部分.炉腔是为了保证炉内温度均匀分布以及很好的散热;籽晶轴的作用是带动籽晶上下移动和旋转;掺杂勺内放有需要掺入的杂质;籽晶罩是为了保护籽晶不受污染.

　　机械传动系统主要是控制籽晶和坩埚的运动.为了保证Si溶液不被氧化,对炉内的线Torr以上,加入的惰性气体纯度需在99.9999%以上.

　　多晶硅的纯度要很高,还要用氢氟酸对其进行抛光达到清洗的目的;籽晶上的缺陷会遗传给新生长的晶体,所以在选择籽晶时要注意避开缺陷;籽晶的晶向和所要生长的晶体相同;籽晶要经过清洗;根据待生长晶体的导电类型选择要掺入的杂质;清洗杂质;所有经过清洗的材料用高纯度的去离子水冲洗至中性,然后烘干,以备后用.

　　将经过粉碎的多晶硅装入石英坩埚内;把籽晶夹到籽晶轴的夹头上,盖好籽晶罩;将炉内抽为真空并冲入惰性气体;检测炉体的漏气率是否合格.

　　真空度符合要求,充满惰性气体就开始加热.一般是用高频线圈或电流加热器来加热的,后者常用于大直径硅棒的拉制.在1420℃的温度下把多晶和掺杂物加热到熔融状态.

　　引晶,也叫下种.先将温度下降到比1420℃稍低一些的温度,将籽晶下降至距液面几毫米处,对籽晶进行2~3min的预热,使熔融硅与籽晶间温度平衡.预热后,使籽晶与熔融硅液面接触,引晶完成.

　　缩颈,引晶结束后,温度上升,籽晶旋转上拉出一段直径为0.5~0.7cm的新单晶,这段单晶的直径比籽晶细.缩颈的目的是为了消除籽晶原有的缺陷或引晶时由于温度变化引起的新生缺陷.缩颈时的拉速较快一些,但不宜过快.拉速过大或直径变化太大都容易导致生成多晶.

　　等径生长,在放肩完成前缓慢升温,放肩结束,保持直径生长单晶.生长过程中,拉速和温度都要尽可能的稳定,以保证单晶的均匀生长.

　　收尾,单晶生长接近结束时,适当升高温度,提高拉速,慢慢减小晶棒直径,拉出一个锥形的尾部.其目的是为了避免晶棒离开熔融液时急速降温而产生的缺陷向上延伸.

　　半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化镓等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物（ 硫化镉、硫化锌等）、氧化物（锰、铬、铁、铜的氧化物），以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。

　　半导体的分类，按照其制造技术可以分为：集成电路器件，分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类，一般来说这些还会被分成小类。此外还有以应用领域、设计方法等进行分类，虽然不常用，但还是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其规模进行分类的方法。此外，还有按照其所处理的信号，可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。

　　常见的半导体材料有硅（si）、锗（ge），化合物半导体，如砷化镓（gaas）等;掺杂或制成其它化合物半导体材料，如硼（b）、磷（p）、锢（in）和锑（sb）等。其中硅是最常用的一种半导体材料。

　　半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。

　　有机半导体是一种塑料材料，其拥有的特殊结构让其具有导电性。在现代电子设备中，电路使用晶体管控制不同区域之间的电流。科学家们对新的有机半导体材料进行了研究并探索了其结构与电学属性之间的关系。