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半导体是指常温下导电性能介于导体与缘体之间的材料，常见的半导体材料涉及硅、锗 、砷化镓、碳化硅、氮化镓等。半导体产品主要分为集成电路、分立器件、光电子器件和传感器四类。但是集成电路在半导体产品中占比超过80% ，集成电路是芯片的重要组成部分。什么是集成电路呢？集成电路是指通过一系列特定的加工工艺将晶体管、二管等有源器件和电阻器、电容器等无源元件、按照一定的电路互联、集成在半导体晶片上、封装在一个外壳内、执行特定功能的电路或系统。
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硅是基本的半导体材料，在外壳内包含四个价电子，与四个相邻的硅原子形成四个强共价键，因此每个原子与相邻原子共享一个电子，从而形成一个强共价键。硅原子以晶格形式组织，形成晶体结构。通过向半导体提供外部电势并将杂质掺杂剂结合到半导体晶体中从而产生带正电和带负电的空穴，用硅半导体晶体传导电流是可行的。硅原子有 14 个电子；然而，轨道排列只有 4 个价电子由替代原子共享。这些价电子在光伏效应中起着的作用。大量的硅原子结合在一起形成晶体结构。
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半导体在电子电路和集成器件的制造中具有很高的重要性。通过改变制造过程中的温度和掺杂浓度，可以很容易地改变半导体的导电性。通过向晶格中添加一定数量的杂质，产生比空穴更多的自由电子，半导体材料的导电能力显着提高。通过向其中添加少量杂质，半导体材料的特性会发生很大变化。通过在硅晶格中掺入杂质原子来改变电子和空穴之间平衡的过程称为掺杂。这些杂质原子被称为掺杂剂。基于所掺入的掺杂材料的类型，半导体晶体分为两种类型，是n型半导体和p型半导体。