半導體（Semiconductor）

半導體（Semiconductor）
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

所謂半導體就是指導電性介在導體與絕緣體之間的材料，因為它的導電性隨著溫度與電壓而改變方便調變，因此應用廣泛，舉凡目前生活中所用電器，如：電扇、電腦、洗衣機、電視機等電器，無一不應用到半導體的延伸—積體電路(Integrate Circuit，IC)，因此半導體名列現代科技六大發明之一。

半導體的分類可以有很多種：

1. 依照原子種類的數目可以分為：元素半導體與化合物半導體，例如：矽(Si)即為一種元素半導體，而砷化鎵(GaAs)為一種化合物半導體。

2. 依照摻雜(doping)種類可以分為：本質(intrinsic)半導體與雜質(extrinsic)半導體。本質半導體以矽最常被用到，它可以用作成基版，稱為矽晶圓；但近年來用鍺(Ge)的單位也逐漸增加。雜質半導體又可分為P型(p type)半導體與N型(n type)半導體，例如：摻硼的矽為P型半導體，而摻砷的矽為N型半導體。若摻雜濃度更多還可以變成是重摻雜。

3. 依照載子躍遷(carrier transition)可以分成：直接能隙(direct bandgap)與間接能隙(indirect bandgap)，所謂直接能隙是指高低能階間載子躍遷在同一鉛直線上，因此只要遵守能量守恆即可，因此發光或吸光效率較高，例如砷化鎵就屬於直接能隙。而間接能隙因為載子躍遷尚須遵守動量守恆，因此不適合作為發光元件或吸光元件。 當一個P型半導體與N型半導體組合在一起，就可以形成二極體(diode)或稱為PN二極體，二極體主要的功用為整流。當三個半導體組合在一起，就可以形成三極體或稱為電晶體(transistor)，在電腦主機板上，用來記憶檢查資料的CMOS，就是一種電晶體。當更多的元件組合在一起時，就稱為大型積體電路(Very Large Scale Integration，簡稱為VLSI)。複雜度再繼續增加就統稱為積體電路。台灣在近20年來的高科技發展，有很大部份的貢獻是由於半導體業接受世界大廠的晶圓代工所發展出來的，例如在新竹科學園區的台積電、聯華電子與旺宏電子公司都曾是世界上頂尖的公司。

參考資料:
http://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor