半导体的发展历程
半导体材料发展的历程
半导体材料发展的历程一、早期阶段半导体材料的发展始于20世纪初。
早期的半导体材料主要是以硒和碲等元素为基础的化合物。
这些化合物在电导率方面介于导体和绝缘体之间，因此被称为半导体。
然而，由于制备方法的限制以及材料本身的不稳定性，早期的半导体材料在实际应用中并不常见。
二、晶体管的发明20世纪40年代，晶体管的发明引领了半导体材料的发展。
晶体管是一种利用半导体材料的特性进行信号放大和开关控制的设备。
最早的晶体管是用硅和锗等材料制成的。
这些材料具有稳定的晶格结构和较高的电导率，使得晶体管能够稳定地工作在高频率下，为电子技术的发展提供了基础。
三、集成电路的诞生20世纪60年代，集成电路的诞生推动了半导体材料的进一步发展。
集成电路是将多个晶体管和其他电子元件集成在一块半导体芯片上的技术。
为了实现集成电路的制造，半导体材料的质量和稳定性提出了更高的要求。
这促使科学家不断改进制备方法，探索新的半导体材料，如硅和化合物半导体。
四、化合物半导体的崛起化合物半导体在半导体材料发展中扮演着重要的角色。
与硅相比，化合物半导体具有更高的电子迁移率，更适合高频和高速应用。
此外，化合物半导体还具有较宽的能带隙，使其在光电器件领域具有广阔的应用前景。
例如，氮化镓材料被广泛应用于发光二极管和激光器等光电器件中，其高效的发光性能为光通信和显示技术的发展做出了重要贡献。
五、新型材料的涌现近年来，随着科技的不断进步，一些新型半导体材料开始涌现。
例如，石墨烯作为一种二维材料，具有优异的电子输运性能和独特的光学特性，被认为是下一代半导体材料的候选者之一。
另外，钙钛矿材料由于其优异的光电性能，也引起了广泛的关注和研究。
这些新型材料的涌现为半导体技术的进一步发展提供了新的机遇。
六、应用领域的拓展随着半导体材料的不断发展，其应用领域也得到了广泛的拓展。
除了传统的电子器件领域，如计算机、手机和电视等，半导体材料还在能源、医疗和环境等领域发挥着重要作用。
中国半导体的发展历史
中国半导体的发展历史中国半导体发展可以大致分成四个阶段：萌芽期（1956 - 1965），稳步发展期（1966 - 1978），缓滞-复苏期（1978 - 2000）以及大发展时期（2000 –至今）。
萌芽期阶段（1956 - 1965）：1956年中央提出了“向科学进军”的口号，周总理亲自制定了1956 –1967年这12年的科学技术发展远景规划，把半导体、计算机、自动化和电子学这四个在国际上发展迅速而国内急需发展的高新技术列为四大紧急措施。
在此背景下，中科院半导体于1957年11月成功拉制成第一根锗单晶，并与1958年成功研制第一只锗晶体管。
锗晶体管半导体晶体管的成功研制，促成了我国晶体管计算机和晶体管收音机的诞生，在国内产生了很大的影响，那时候的收音机被叫做半导体的原因就在这里。
1958年，中国第一个半导体器件生产厂诞生，代号“109”，它就是后来中科院微电子研究所的前身。
同样是1958年，天津109厂的科研人员借助研制锗单晶的经验，自行研制了硅单晶并进行了设备调试，经过反复试验，并在7月，成功拉制成我国第一根硅单晶，成为当时继美苏之后第三个拉制出单晶硅的国家。
在此基础上，研究人员提高材料质量和改进技术工艺，并于1959年实现了硅单晶的实用化。
单晶硅随着研究的深入，我国逐步在外延工艺，光刻技术等领域取得了进展，并于1963年制造出国产硅平面型晶体管。
这些技术的成功，打下了我国硅集成电路研究的基础。
稳步发展期（1966 - 1978）到了1966年，10年风波开始。
我国工农业发展陷入大规模停滞，但我国半导体工业建设并未停下脚步。
1968年，北京组建国营东光电工厂（878厂），上海组建无线电十九厂，形成当时中国集成电路产业中的南北两强格局。
1968年，国防科委在四川永川县，成立固体电路研究所（即永川半导体研究所，现中电24所），是中国唯一的模拟集成电路研究所。
同年，上海无线电十四厂首次制成PMOS电路。
半导体行业发展历程
半导体行业发展历程
20世纪50年代，半导体行业开始崛起，其发展历程如下：
1. 第一代晶体管制造技术：使用硅做为基底海阔天空，进行单晶硅热液培养技术，用于晶体管制造，同时发展出了镀膜、晶圆（wafer）精密磨削、离子注入等技术。
2. 第二代晶体管制造技术：1961年，英特尔公司的芯片工程师已经通过现代半导体材料制造技术成功研制出了第一个微处理器，需要大量的计算机技术和硬件工程来支持其发展，从而催生了第二代晶体管技术的发展，尤其是发展了理解半导体物理学的人才。
3. 电脑硬件的发展：随着计算机技术的迅猛发展，芯片产业成为计算机硬件领域的先锋，实现了芯片尺寸的缩小和高度集成，这些技术促进了计算机硬件的升级换代。
4. 芯片的应用领域不断扩大：半导体技术发展导致数字化、智能化、信息化、网络化的产业转型，催生了大量的新领域和新应用，如嵌入式系统、汽车电子、智能家居、物联网等。
5. 制造成本不断下降：随着半导体工艺的发展，制造成本不断下降，同时，牵涉到的相关市场日益壮大，市场经济不断成熟，从而使得半导体制造业蓬勃发展。
总之，半导体行业为信息时代的兴起奠定了重要基础，同时也推动了各个领域的创新与发展。
半导体设备行业的发展历程
半导体设备行业的发展历程及其影响一、引言半导体设备行业，作为现代科技领域的重要支柱之一，其发展历程深刻地改变了全球信息技术和电子工业的面貌。
从最初的晶体管发明到现今的纳米级芯片制造技术，半导体设备行业的每一次创新与突破都引领了信息时代的新一轮飞跃。
二、早期发展阶段（20世纪50年代-70年代）半导体设备行业的发展起始于20世纪50年代，随着贝尔实验室成功研发出第一颗硅晶体管，标志着半导体技术的诞生。
随后，平面工艺、集成电路（IC）等关键技术的出现和逐步成熟，推动了半导体设备行业的初步形成和发展。
这一阶段，主要的生产设备包括扩散炉、光刻机、薄膜沉积设备以及蚀刻设备等，为后续大规模集成电路的生产奠定了基础。
三、快速发展阶段（20世纪80年代-90年代）进入80年代，随着微处理器、存储器等复杂集成电路的大规模应用，对半导体设备提出了更高的要求。
这一时期，半导体设备行业开始向精细化、自动化方向发展，出现了离子注入机、深紫外光刻机等精密设备，使得芯片线宽不断缩小，集成度大幅提高。
同时，全球范围内半导体设备市场迅速扩大，形成了以美国、日本为主导，欧洲、亚洲新兴市场快速崛起的竞争格局。
四、全球化与技术创新阶段（21世纪至今）进入21世纪，随着移动通信、互联网、人工智能等新兴产业的兴起，半导体设备行业迎来新的发展机遇。
一方面，全球产业链深度整合，中国、韩国等地成为全球半导体设备产业的重要基地；另一方面，极紫外光刻（EUV）、原子层沉积（ALD）、3D封装等前沿技术的研发与应用，持续推动着半导体设备行业的革新与发展。
五、未来展望面对后摩尔定律时代的挑战，半导体设备行业正朝着更先进制程、更高效能、更低能耗的方向迈进。
量子计算、神经形态计算等新兴领域的探索，也将为半导体设备行业开启全新的发展空间。
在智能化、网络化、绿色化的趋势下，半导体设备行业将继续在全球科技进步中扮演核心角色，驱动人类社会向着更加智能、便捷的生活方式演变。
半导体技术的发展
半导体技术的发展半导体技术是一种广泛应用于电子工程和信息技术的关键技术。
它涉及到半导体材料的性质、制备、应用以及其发展趋势。
本文将详细介绍半导体技术的发展历程、现状以及未来趋势。
一、半导体技术的发展历程半导体技术的发展可以追溯到20世纪初，当时科学家们开始研究半导体材料的性质。
随着科学技术的不断发展，半导体技术也得到了迅速的发展。
从早期的二极管、三极管，到现代的集成电路、光电子器件等，半导体技术的应用越来越广泛。
二、半导体技术的现状目前，半导体技术已经成为现代电子工业的核心技术之一。
在现代电子设备中，半导体器件的应用已经无处不在，如手机、电脑、电视、汽车、医疗设备等。
这些半导体器件的性能和稳定性直接影响到电子设备的性能和可靠性。
此外，随着半导体技术的不断发展，其应用领域也在不断扩大。
除了传统的电子工业外，半导体技术还在能源、航空、航天等领域得到了广泛的应用。
例如，太阳能电池、LED照明、电动汽车等都离不开半导体技术的支持。
三、半导体技术的未来趋势1.更高性能的芯片随着人工智能、物联网等新兴技术的发展，对芯片的性能和算力提出了更高的要求。
因此，未来半导体技术将更加注重提高芯片的性能和算力。
通过研发更先进的制程工艺、材料和设计方法，有望实现更高性能的芯片，以满足日益增长的计算需求。
2.集成化与微型化随着电子设备的集成化和微型化趋势，半导体技术也将朝着这个方向发展。
通过将不同功能的器件集成到同一芯片上，可以降低电子设备的体积和功耗，提高其性能和可靠性。
同时，纳米级别的制程工艺也将成为未来半导体技术的重要发展方向。
3.绿色环保和可持续发展随着环保意识的不断提高，半导体产业也需要关注绿色环保和可持续发展的问题。
未来半导体技术将更加注重采用环保材料和生产工艺，减少对环境的影响。
同时，通过研发高效节能的半导体器件和设备，也有助于降低能源消耗，实现可持续发展。
4.人工智能和大数据的应用人工智能和大数据技术的发展为半导体技术提供了新的应用场景和发展机遇。
中国半导体芯片产业发展历程
中国半导体芯片产业发展历程1. 起步阶段（1950-1980年代）中国半导体芯片产业的发展始于上世纪50年代。
当时，中国政府开始意识到半导体芯片在现代科技中的重要性，并决定投资大量资金来发展这一产业。
然而，由于技术水平和资金方面的限制，在这一时期中国半导体芯片产业的发展并不顺利。
主要依赖进口芯片，市场占有率并不高。
2. 起飞阶段（1990年代）到了上世纪90年代，中国政府提出了“中兴华为”等国家战略，加速了中国半导体芯片产业的发展。
政府加大了资金的投入，支持中国半导体企业进行研发和生产，并积极鼓励国际合作。
此时，中国的半导体企业开始崭露头角，逐渐形成了一定的产业规模。
3. 飞速发展阶段（2000年代）进入21世纪，中国半导体芯片产业进入了快速发展的阶段。
中国政府发布了一系列政策文件，支持半导体产业的发展。
同时，中国的半导体企业也在不断提升自主研发能力，并取得了一定的成果。
2001年，中国五家龙头企业成功开发了首颗全球最先进的64位芯片。
4. 坚实基础阶段（2010年代）进入2010年代，中国半导体芯片产业进入了一个新的发展阶段。
中国政府提出了“半导体产业十三五规划”，明确了未来五年半导体产业的发展方向和目标。
中国的半导体企业也在不断加大研发投入，并与国际知名企业合作，取得了一系列重大突破。
2017年，中国首次在全球芯片市场占有率超过15%，成为全球第二大半导体市场。
5. 稳步上升阶段（2020年代）进入2020年代，中国半导体芯片产业继续稳步上升。
中国政府加大了对半导体产业的支持，继续出台了一系列政策文件，鼓励企业加大研发投入，提升自主创新能力。
中国的半导体企业也在不断加强国际合作，积极参与全球市场竞争。
预计2025年，中国半导体产业的市场占有率将继续增长，有望超过20%，成为全球最大的半导体市场。
总的来说，中国半导体芯片产业经过多年的努力和发展，已经取得了一系列重大成就。
中国的半导体企业在技术水平、市场占有率和国际竞争力等方面都取得了显著进步，为中国在全球半导体市场上的地位提供了坚实基础。
半导体工艺发展历程
半导体工艺发展历程
半导体工艺的发展历程大致如下：
- 20世纪40年代：电子管组成了早期计算机系统的“大脑”。
- 20世纪50年代：晶体管取代了电子管。
- 20世纪60年代：芯片之父肖克利将上百个晶体管集成在一块“芯片”上，使芯片的能力成倍增长。
- 20世纪70年代：第一颗“微处理器”芯片催生了个人计算机的繁荣，同时，新型的存储芯片也为电脑加装了海量“记忆库”。
- 20世纪80年代：“超大规模集成电路”技术让芯片可以容纳上万个晶体管，单片机的能力成倍增强。
- 20世纪90年代：芯片工艺进入深亚微米时代，设计复杂芯片的自动化工具也应运而生。
- 21世纪：移动互联网的繁荣催生了新一代的移动芯片，多核心和软硬件协同设计成为主流。
- 当前：最先进的芯片已达5纳米工艺，人工智能芯片的出现也
将给予芯片新的智能。
随着时间的推移，半导体工艺不断发展，芯片的能力也在不断提升。
这些技术的进步推动了信息时代的发展，赋能了社会的进步。
半导体发展史
半导体发展史可以分为几个阶段。
1.初期阶段：20世纪40年代，科学家发现半导体材料具有较高的电子导电性和较低
的热导率，开始研究半导体器件。
2.发展阶段：50年代，硅和砷化镓半导体晶体管的发明，使得电子器件的性能和尺寸
大大提高，这标志着半导体技术的全面发展。
3.集成电路阶段：60年代，半导体晶体管被集成在一起形成了集成电路，这标志着电
子产品的小型化和高集成度。
4.微处理器阶段：70年代，微处理器的出现，使得电脑和其他电子产品的性能和能力
大大提高。
5.大规模集成电路阶段：80年代，大规模集成电路的发展使得电子产品更加小巧、节
能、高效。
6.现代阶段：进入21世纪以来，随着纳米技术和三维集成电路的发展，半导体技术在
消费电子、通信、计算机、互联网、智能科技等领域得到了进一步提升。
半导体技术的发展历程，使得电子产品的性能和能力不断提高，并对现代科技发展产生了深远的影响。
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半导体的发展历程半导体（semiconductor），指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。
材料的导电性是由“传导带”（conduction band）中含有的电子数量决定。
当电子从“价带”（valence band）获得能量而跳跃至“导电带”时，电子就可以在带间任意移动而导电。
一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，通过电子传导或空穴传导的方式传输电流。
基本简介半导体（semiconductor），指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。
半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。
无线-潜力大由于智能型手机消费者需求的增加，无线市场目前是半导体应用中，成长扩大速度最快的一个领域。
随着智能型手机需求的增加，而朝向无线基地台的普及及网路基本设备的扩展发展。
Databeans在该报告中指出，通讯应用的各部门均分成无线市场与有线市场两大类。
分类为「无线」的产品包含行动电话(功能型手机，智能型手机)、无线基本设备(行动电话基地台等)、短距离无线(802.11、蓝牙，ZigBee，NFC)、及其他无线(无线电芯片等)部门。
将无线市场视为单一部门来看，则该市场规模在半导体领域上，是仅次于计算机市场的第二大市场。
2012年预计全球市场的销售额将比前一年增加6%，达到约755亿美金。
这是约占半导体全球市场的25%市占率的水准。
更进一步来看，无线市场是半导体消费整体市场中成长率最高的部门，预计接下来的五年间，成长率将大于整体市场的成长率。
主要特点半导体五大特性∶掺杂性，热敏性，光敏性，负电阻率温度特性，整流特性。
★在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。
★在光照和热辐射条件下，其导电性有明显的变化。
晶格：晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵，称为晶格。
共价键结构：相邻的两个原子的一对最外层电子（即价电子）不但各自围绕自身所属的原子核运动，而且出现在相邻原子所属的轨道上，成为共用电子，构成共价键。
电子-模型图自由电子的形成：在常温下，少数的价电子由于热运动获得足够的能量，挣脱共价键的束缚变成为自由电子。
空穴：价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。
电子电流：在外加电场的作用下，自由电子产生定向移动，形成电子电流。
空穴电流：价电子按一定的方向依次填补空穴（即空穴也产生定向移动），形成空穴电流。
本征半导体的电流：电子电流+空穴电流。
自由电子和空穴所带电荷极性不同，它们运动方向相反。
载流子：运载电荷的粒子称为载流子。
导体电的特点：导体导电只有一种载流子，即自由电子导电。
本征半导体电的特点：本征半导体有两种载流子，即自由电子和空穴均参与导电。
本征激发：半导体在热激发下产生自由电子和空穴的现象称为本征激发。
复合：自由电子在运动的过程中如果与空穴相遇就会填补空穴，使两者同时消失，这种现象称为复合。
动态平衡：在一定的温度下，本征激发所产生的自由电子与空穴对，与复合的自由电子与空穴对数目相等，达到动态平衡。
载流子的浓度与温度的关系：温度一定，本征半导体中载流子的浓度是一定的，并且自由电子与空穴的浓度相等。
当温度升高时，热运动加剧，挣脱共价键束缚的自由电子增多，空穴也随之增多（即载流子的浓度升高），导电性能增强；当温度降低，则载流子的浓度降低，导电性能变差。
结论：本征半导体的导电性能与温度有关。
半导体材料性能对温度的敏感性，可制作热敏和光敏器件，又造成半导体器件温度稳定性差的原因。
杂质半导体：通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，可得到杂质半导体。
P型半导体：在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了P型半导体。
多数载流子：P型半导体中，空穴的浓度大于自由电子的浓度，称为多数载流子，简称多子。
少数载流子：P型半导体中，自由电子为少数载流子，简称少子。
受主原子：杂质原子中的空位吸收电子，称受主原子。
P型半导体的导电特性：它是靠空穴导电，掺入的杂质越多，多子（空穴）的浓度就越高，导电性能也就越强。
N型半导体：在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷），使之取代晶格中硅原子的位置，形成N型半导体。
多子：N型半导体中，多子为自由电子。
少子：N型半导体中，少子为空穴。
施子原子：杂质原子可以提供电子，称施子原子。
N型半导体的导电特性：掺入的杂质越多，多子（自由电子）的浓度就越高，导电性能也就越强。
结论：多子的浓度决定于杂质浓度。
少子的浓度决定于温度。
PN结的形成：将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在它们的交界面就形成PN 结。
PN结的形成过程：如图所示，将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在无外电场和其它激发作用下，参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目，从而达到动态平衡，形成PN结。
扩散运动：物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方运动，这种由于浓度差而产生的运动称为扩散运动。
空间电荷区：扩散到P区的自由电子与空穴复合，而扩散到N区的空穴与自由电子复合，所以在交界面附近多子的浓度下降，P区出现负离子区，N区出现正离子区，它们是不能移动，称为空间电荷区。
电场形成：空间电荷区形成内电场。
空间电荷加宽，内电场增强，其方向由N区指向P区，阻止扩散运动的进行。
漂移运动：在电场力作用下，载流子的运动称漂移运动。
电位差：空间电荷区具有一定的宽度，形成电位差Uho，电流为零。
耗尽层：绝大部分空间电荷区内自由电子和空穴的数目都非常少，在分析PN结时常忽略载流子的作用，而只考虑离子区的电荷，称耗尽层。
PN结的特点：具有单向导电性。
基本术语半导体中的杂质对电阻率的影响非常大。
半导体中掺入微量杂质时，杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态，在禁带中产加的杂质能级。
例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时，杂质原子作为晶格的一分子，其五个价电子中有四个与周围的锗（或硅）原子形成共价结合，多余的一个电子被束缚于杂质原子附近，产生类氢能级。
杂质能级位于禁带上方靠近导带底附近。
杂质能级上的电子很易激发到导带成为电子载流子。
这种能提供电子载流子的杂质称为施主，相应能级称为施主能级。
施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多（图2）。
在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时，杂质原子与周围四个锗（或硅）原子形成共价结合时尚缺少一个电子，因而存在一个空位，与此空位相应的能量状态就是杂质能级，通常位于禁带下方靠近价带处。
价带中的电子很易激发到杂质能级上填补这个空位，使杂质原子成为负离子。
价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子。
这种能提供空穴的杂质称为受主杂质。
存在受主杂质时，在价带中形成一个空穴载流子所需能量比本征半导体情形要小得多。
半导体掺杂后其电阻率大大下降。
加热或光照产生的热激发或光激发都会使自由载流子数增加而导致电阻率减小，半导体热敏电阻和光敏电阻就是根据此原理制成的。
对掺入施主杂质的半导体，导电载流子主要是导带中的电子，属电子型导电，称N型半导体（图3）。
掺入受主杂质的半导体属空穴型导电，称P型半导体。
半导体在任何温度下都能产生电子-空穴对，故N型半导体中可存在少量导电空穴，P型半导体中可存在少量导电电子，它们均称为少数载流子。
在半导体器件的各种效应中，少数载流子常扮演重要角色。
掺杂对结构的影响掺杂之后的半导体能带会有所改变。
依照掺杂物的不同，本质半导体的能隙之间会出现不同的能阶。
施主原子会在靠近传导带的地方产生一个新的能阶，而受主原子则是在靠近价带的地方产生新的能阶。
假设掺杂硼原子进入硅，则因为硼的能阶到硅的价带之间仅有0.045电子伏特，远小于硅本身的能隙1.12电子伏特，所以在室温下就可以使掺杂到硅里的硼原子完全解离化（ionize）。
掺杂物对于能带结构的另一个重大影响是改变了费米能阶的位置。
在热平衡的状态下费米能阶依然会保持定值，这个特性会引出很多其他有用的电特性。
举例来说，一个p-n接面（p-n junction）的能带会弯折，起因是原本p型半导体和n型半导体的费米能阶位置各不相同，但是形成p-n接面后其费米能阶必须保持在同样的高度，造成无论是p型或是n型半导体的传导带或价带都会被弯曲以配合接面处的能带差异。
上述的效应可以用能带图（band diagram）来解释，。
在能带图里横轴代表位置，纵轴则是能量。
图中也有费米能阶，半导体的本质费米能阶（intrinsic Fermi level）通常以Ei来表示。
在解释半导体元件的行为时，能带图是非常有用的工具。
半导体材料的制造为了满足量产上的需求，半导体的电性必须是可预测并且稳定的，因此包括掺杂物的纯度以及半导体晶格结构的品质都必须严格要求。
常见的品质问题包括晶格的错位（dislocation）、双晶面（twins），或是堆栈错误（stacking fault）都会影响半导体材料的特性。
对于一个半导体元件而言，材料晶格的缺陷通常是影响元件性能的主因。
目前用来成长高纯度单晶半导体材料最常见的方法称为裘可拉斯基制程（Czochralski process）。
这种制程将一个单晶的晶种（seed）放入溶解的同材质液体中，再以旋转的方式缓缓向上拉起。
在晶种被拉起时，溶质将会沿着固体和液体的接口固化，而旋转则可让溶质的温度均匀。
分类半导体的分类，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。
发展历程半导体的发现实际上可以追溯到很久以前，1833年，英国巴拉迪最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加，但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。
这是半导体现象的首次发现。
不久，1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应，这是被发现的半导体的第二个特征。
1873年，英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应，这是半导体又一个特有的性质。
半导体的这四个效应，(jianxia霍尔效应的余绩──四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了，但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。
而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。
在1874年，德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关，即它的导电有方向性，在它两端加一个正向电压，它是导通的；如果把电压极性反过来，它就不导电，这就是半导体的整流效应，也是半导体所特有的第三种特性。