从半导体材料的发展看科学发展的普遍规律

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。

半导体材料的发展及应用随着科技的不断发展，半导体材料成为现代工业和电子领域中最重要的材料之一、半导体材料的发展经历了多个里程碑，从最初的硅晶体到现在的先进半导体材料，对于电子器件的性能和功能起到了至关重要的作用。

本文将探讨半导体材料的发展历程以及其在各个领域的应用。

半导体材料最早可以追溯到二十世纪初期，最初被用于收音机和无线电设备中。

然而，随着对电子器件的需求不断增加，人们开始研究能够控制电流和电压的材料。

1926年，物理学家朱利叶斯·埃德加·利尔德尔发现了由砷化镓和硒化铟组成的化合物，这些化合物表现出半导体特性。

这项发现标志着半导体材料的诞生。

二十世纪四五十年代，半导体材料的研究迈入了一个新的阶段。

1947年，贝尔实验室的威廉·肖克利和沃尔特·布拉滕等科学家首先制造出晶体管。

晶体管的发明开创了继电器和真空管时代的新纪元。

晶体管具有小型化、耐用性和低功耗等优点，很快取代了传统的继电器和真空管技术，为电子器件的发展带来了革命。

这一发明被誉为“电子革命的基石”。

从1950年代到1980年代，半导体材料的发展经历了空前的进展。

主要的突破之一是杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯等科学家在1954年发明了第一个硅太阳能电池。

硅太阳能电池利用光的能量产生电流，并且是第一个实用化的可再生能源技术之一、此外，半导体材料的纯化和制备技术也得到了极大的改进，如单晶生长技术和分子束外延等。

这些突破使得半导体材料的性能不断提高，为电子器件的制造提供了更好的条件。

随着半导体材料的不断发展，它在各个领域的应用也日益广泛。

最显著的应用之一是集成电路（Integrated Circuit, IC）。

集成电路是将无数个电子元件，如晶体管和电容器，集成在一个半导体芯片上。

这种技术使得电子器件变得更小巧，更高效，并且可以容纳更多的功能。

随着集成电路的不断演进，智能手机、电脑和其他现代电子设备的性能得到了极大的提升。

新型半导体材料的研究和应用前景从摩尔定律到新型半导体材料自二十世纪初科学家探索半导体材料开始，半导体材料已经成为现代电子技术的基石。

不过在过去的几十年里，半导体技术的发展依赖于摩尔定律的支持，即芯片的运算速度每18-24个月会翻倍，但是随着半导体工艺的不断革新，摩尔定律已经遇到了瓶颈。

在这种情况下，新型半导体材料被广泛研究提高芯片的性能。

新型半导体材料的种类新型半导体材料有很多种类，比如石墨烯、碳纳米管、有机半导体、钙钛矿等。

这些新型半导体材料，都具有较高的电子迁移率、较小的电子有效质量和较宽的带隙等特性，但是它们之间的差异还是很明显的。

石墨烯石墨烯单层厚度仅为一个原子层，是最著名的新型半导体材料之一。

石墨烯具有很高的电子迁移率和非常好的热传导性能。

石墨烯的电子能带结构使得它具有很好的光学性质，在光电领域应用极为广泛。

碳纳米管碳纳米管是由一个或多个碳原子形成的圆柱形或圆锥形结构，具有很强的力学性能，因此在强度大、重量轻的复合材料、生物学和医学领域应用广泛。

碳纳米管的导电性能不如石墨烯，但是碳纳米管的独特结构使得它在纳米电子学中有着不可替代的地位。

有机半导体有机半导体是由有机化合物制成的“塑料电子”，因其具有良好的可塑性和低成本性而备受关注。

有机半导体通常具有低电子迁移率、低载流子迁移率的特点，但是有机半导体的独特结构也使得它在柔性显示器、太阳能电池、生物传感器等领域发挥重要作用。

钙钛矿钙钛矿是一种新型的光伏材料，钙钛矿太阳能电池具有很高的光电转换效率。

钙钛矿太阳能电池独特的结构能够有效地收集光的能量，并将其转化为电流。

通过对钙钛矿太阳能电池性能和稳定性的改进，钙钛矿太阳能电池的应用前景非常广阔。

新型半导体材料的应用前景新型半导体材料的应用前景非常广阔，下面列举了一些代表性的应用领域。

智能手机智能手机是现代社会不可或缺的工具之一，而其主要的核心就是处理器。

新型半导体材料的出现使得处理器的功耗大大降低，同时也提高了智能手机的计算速度和处理效率。

半导体材料的发展前景和趋势半导体材料，在现代科技领域具有举足轻重的地位，是电子产业和信息技术发展的基石。

随着科技的日新月异，半导体材料也展现出无限的发展潜力。

本文将对半导体材料的发展前景和趋势进行深入探讨。

一、新型半导体材料的崛起传统的半导体材料，如硅，虽然在许多领域中仍占据主导地位，但已逐渐不能满足日益增长的技术需求。

因此，新型半导体材料如氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）和氧化锌（ZnO）等正逐渐崭露头角。

这些材料具有更高的电子迁移率、高热导率和大禁带宽度等特点，使得电子设备能够实现更高的频率、更大的功率以及更低的能耗。

二、柔性电子材料的广泛应用随着可穿戴设备和智能家居的普及，柔性电子材料的需求日益增长。

柔性电子材料具有良好的柔韧性和可延展性，能够适应各种复杂形状的表面，为电子产品提供了更大的设计空间。

同时，柔性电子材料在医疗、军事等领域也有着广泛的应用前景。

三、生物相容性半导体材料的研究进展在生物医学领域，半导体材料的应用越来越广泛。

生物相容性半导体材料是指那些对生物体无毒、无害、无刺激，且能与生物体相容的材料。

这类材料在组织工程、药物传递和生物成像等领域具有巨大的应用潜力。

随着研究的深入，未来有望为生物医学领域带来革命性的突破。

四、量子点及二维材料的潜力量子点和二维材料是近年来备受瞩目的新兴领域。

量子点材料具有独特的光电性能，可应用于显示、照明和太阳能电池等领域。

而二维材料如石墨烯和过渡金属二卤化物等则展现出超常的力学、电学和热学性能，为新一代电子器件和光电器件的发展提供了可能。

五、智能化和定制化趋势随着人工智能和物联网技术的发展，半导体材料的智能化和定制化成为未来发展的必然趋势。

通过集成各种传感器和执行器，半导体材料将能够实时感知环境变化并做出相应调整，从而实现智能化。

同时，基于3D打印等技术，可以根据特定需求定制化生产半导体材料，进一步提高生产效率和满足个性化需求。

六、绿色环保和可持续发展在可持续发展的大背景下，半导体材料的绿色环保和可持续发展也成为关注的焦点。

半导体热电转换材料的发展现状与未来发展趋势概述说明1. 引言1.1 概述半导体热电转换材料是一种具有强大潜力的功能性材料，在能源转换和节能领域具有广泛的应用前景。

热电转换技术可以将废热直接转化为电能，从而提高能源利用效率，减少对环境的不良影响。

随着社会经济的发展和对可再生能源的需求日益增长，人们对于半导体热电转换材料的关注度也在不断提高。

1.2 文章结构本文将首先介绍半导体热电转换材料的发展现状，包括其研究历史、常见的材料类型以及已有的应用和成就。

然后，我们将重点探讨该领域关键性要点，包括评估参数、制备技术进展以及结构与晶格调控对性能的影响。

接下来，我们将进行可行性与商业化前景分析，讨论技术上的挑战与解决方案，并评估市场需求和应用领域潜力。

最后，我们将展望未来发展趋势，并提出进一步研究方向和政策支持的建议。

1.3 目的本文旨在全面介绍半导体热电转换材料的发展现状，并分析其未来的发展趋势和商业化前景。

通过对该领域关键性要点和可行性进行深入探讨，我们希望为进一步推动该技术的研究和应用提供有益信息和启示。

同时，本文也将提出多学科交叉合作和创新推动发展的建议，以期促进半导体热电转换材料领域的持续进步和突破。

2. 半导体热电转换材料的发展现状2.1 研究历史和背景半导体热电转换材料是一种能够将废热转化为电能的材料。

其原理基于Seebeck 效应，即在温度差下产生的电压差。

早在19世纪初期，科学家们就开始对热电效应进行了研究并提出了相关理论。

随着技术的进步，人们对半导体热电转换材料的兴趣逐渐增加，并在工业和航天领域中实现了一些应用。

2.2 常见的半导体热电转换材料目前，常见的半导体热电转换材料主要包括铋锑合金、硒系化合物、铢碲化合物等。

这些材料具有较高的载流子迁移率和较低的热导率，因此可以实现较高的热电效率。

2.3 已有的应用和成就半导体热电转换材料已经在多个领域取得了一些应用和成就。

例如，在宇航领域，半导体热电模块可以将宇宙航天器上产生的废热转化为电能，从而延长航天器的寿命。

半导体材料的发展历史及其未来方向随着人类科技水平的不断提高，半导体材料正在逐步成为当前最具有前景和发展潜力的领域之一。

已经广泛应用于电子设备、通讯设备、高速计算机等领域。

本文将返回历史，追溯半导体材料的发展过程，并展望其未来的发展方向。

一、半导体材料的起源半导体材料的起源可以追溯到19世纪。

1846年，高斯用铺设在反照板上的纳米铜线制造了一台电报机。

1854年，欧姆发现了“欧姆定律”并验证了导体和半导体的存在。

20世纪初，发明了真空管，它在电子管、放大器、收音机和电视中得到了广泛应用。

在真空管的基础上，一些科学家开始探索一种新型的物质材料，即半导体材料。

1918年，奥地利物理学家夏洛特发现了半导体材料的半导性，但长时间没有被引起重视。

20世纪20年代到30年代初期，数名科学家相继提出了半导体材料的电子结构理论，使得半导体材料逐渐受到重视。

二、半导体材料的发展历程1. 第一阶段：外延生长技术的出现在上世纪五六十年代，人们开始对半导体材料进行大规模研究和开发。

1951年，贝尔实验室研制成功了第一只点接触晶体管，标志着半导体材料应用的开端。

1954年，德国物理学家布朗、冯·帕克和普纳研制成功了第一个硅晶体管，并因此获得了诺贝尔物理学奖。

随着外延生长技术的成熟，半导体材料的应用领域不断拓展，真正开创了半导体时代。

2. 第二阶段：单晶硅的广泛应用1960年代，单晶硅取代了其他半导体材料，成为最常用的元件，还推动了计算机、通讯、电子、防卫等领域的快速发展。

1971年，英特尔公司推出了第一款微处理器，为半导体时代的到来奠定了基础。

1980年代，半导体技术得到进一步发展，从微处理器逐渐拓展到数字信号处理、嵌入式系统、成像和三维显示等应用领域。

3. 第三阶段：新一代半导体材料的涌现20世纪90年代以来，随着半导体材料研究的不断深入，新一代半导体材料不断涌现。

除了传统的硅材料外，出现了大量的新型半导体材料，如碳化硅、氮化硅、磷化镓等。

半导体材料的应用及发展趋势首先，半导体材料在电子器件领域有着广泛应用。

半导体材料能够用于制造各种微电子器件，如晶体管、二极管、场效应晶体管等。

这些器件可以用于放大、开关、整流等电子功能，广泛应用于计算机、手机、电视等电子产品中。

此外，半导体材料还用于制造集成电路，使电子器件的体积更小、性能更强大。

其次，半导体材料在光电子器件领域也有重要应用。

半导体材料能够转换电能和光能之间相互转化。

例如，光电二极管可以将光信号转化为电信号，用于接收光信号的传输与检测；而激光二极管则可以将电信号转化为光信号，用于激光器的制造。

此外，半导体材料还可以制造太阳能电池，将太阳能转化为电能，用于太阳能发电。

另外，半导体材料在传感器领域也有广泛应用。

半导体材料的电学性质可以随温度、光照、压力等环境参数的变化而发生变化，从而实现对环境参数的测量。

例如，温度传感器可以利用半导体材料的温度敏感性制成，用于测量温度变化；光传感器可以利用半导体材料的光电转换特性制成，用于检测光强变化。

这些传感器广泛应用于工业控制、环境监测、医疗器械等领域。

在能源领域，半导体材料也有着重要的应用。

半导体材料能够进行光电转换，将光能转化为电能。

因此，半导体材料被广泛应用于太阳能电池的制造。

太阳能电池能够直接将太阳光转化为电能，实现清洁的能源转换。

此外，半导体材料还可以用于制造热电材料，将热能转化为电能，实现废热的利用。

未来，半导体材料的应用及发展趋势主要体现在以下几个方面：首先，随着电子技术的发展，对于更高性能的半导体材料的需求也在不断增加。

新材料的研发将成为半导体材料的一个重要方向。

例如，二维材料、有机透明导电材料等新材料的研发将进一步推动半导体材料的应用领域。

其次，半导体材料还将进一步向微纳电子器件、柔性电子器件等方向发展。

随着电子器件越来越小型化和柔性化，对半导体材料的要求也越来越高。

例如，对于柔性电子器件来说，半导体材料需要具备高柔韧性和可形变性。

半导体毕业论文半导体：探索未来科技的基石引言：在当今科技发展迅猛的时代，半导体作为一种关键材料，已经成为现代生活和工业生产的基石。

它的应用范围广泛，从电子设备到通讯技术，从能源领域到医疗科学，无不离开半导体的支持。

本文将探讨半导体的基本原理、应用领域以及未来的发展趋势，旨在展示半导体技术对于人类社会的巨大影响和潜力。

一、半导体的基本原理半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料，其电导率介于两者之间。

这种特性源于半导体晶体中的电子能级结构。

通过控制材料中的杂质浓度和制造工艺，可以调节半导体的电导率，从而实现对电流的控制。

半导体的基本原理为现代电子学的发展提供了坚实的基础。

二、半导体的应用领域1. 电子设备半导体是电子设备中最重要的组成部分。

从智能手机到电脑、电视，几乎所有现代电子产品都离不开半导体芯片。

半导体的微小尺寸和高度集成的特点，使得电子设备越来越小型化、高效化和功能强大化。

2. 通讯技术半导体在通讯技术中扮演着重要角色。

无线通信、光纤通信、卫星通信等都依赖于半导体器件。

半导体的高速开关特性和信号放大能力，使得信息传输更加快速和稳定。

3. 能源领域半导体技术在能源领域的应用也日益重要。

太阳能电池板、LED灯、电动汽车等都离不开半导体器件。

半导体的光电转换效率高和能量损耗小的特点，为可再生能源的发展提供了强有力的支持。

4. 医疗科学半导体技术在医疗科学中的应用也日益广泛。

例如，生物芯片可以用于基因检测和疾病诊断，人工智能和机器学习可以应用于医学影像处理和疾病预测。

这些应用将大大提高医疗水平和人类生活质量。

三、半导体的未来发展趋势1. 三维集成电路随着电子设备的不断发展，对于更高性能和更小尺寸的需求也越来越迫切。

三维集成电路技术可以将多个晶体管层叠在一起，大大提高芯片的集成度和性能。

这一技术的发展将推动电子设备的进一步革新。

2. 新型材料除了传统的硅材料，新型半导体材料也在不断涌现。

例如，石墨烯、氮化镓等材料具有优异的电子特性，有望在未来取代硅材料，推动半导体技术的进一步发展。

半导体材料的发展历史1833年,英国法拉第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;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;同年,舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应;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,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;前言自从有人类以来,已经过了上百万年的岁月;社会的进步可以用当时人类使用的器物来代表,从远古的石器时代、到铜器,再进步到铁器时代;现今,以硅为原料的电子元件产值,则超过了以钢为原料的产值,人类的历史因而正式进入了一个新的时代,也就是硅的时代;硅所代表的正是半导体元件,包括记忆元件、微处理机、逻辑元件、光电元件与侦测器等等在内,举凡电视、电话、电脑、电冰箱、汽车,这些半导体元件无时无刻都在为我们服务;硅是地壳中最常见的元素,许多石头的主要成分都是二氧化硅,然而,经过数百道制程做出的积体电路,其价值可达上万美金；把石头变成硅晶片的过程是一项点石成金的成就,也是近代科学的奇迹在日本,有人把半导体比喻为工业社会的稻米,是近代社会一日不可或缺的;在国防上,惟有扎实的电子工业基础,才有强大的国防能力,1991年的波斯湾战争中,美国已经把新一代电子武器发挥得淋漓尽致;从1970年代以来,美国与日本间发生多次贸易摩擦,但最后在许多项目美国都妥协了,但是为了半导体,双方均不肯轻易让步,最后两国政府慎重其事地签订了协议,足证对此事的重视程度,这是因为半导体工业发展的成败,关系着国家的命脉,不可不慎;在台湾,半导体工业是新竹科学园区的主要支柱,半导体公司也是最赚钱的企业,台湾如果要成为明日的科技硅岛,半导体工业是我们必经的途径;半导体的起源在二十世纪的近代科学,特别是量子力学发展知道金属材料拥有良好的导电与导热特性,而陶瓷材料则否,性质出来之前,人们对于四周物体的认识仍然属于较为巨观的了解,那时已经介于这两者之间的,就是半导体材料;英国科学家法拉第Michael Faraday,1791~1867,在电磁学方面拥有许多贡献,但较不为人所知的,则是他在1833年发现的其中一种半导体材料：硫化银,因为它的电阻随着温度上升而降低,当时只觉得这件事有些奇特,并没有激起太大的火花；然而,今天我们已经知道,对于导体来说,随着温度的提升,晶格震动越厉害,使得电阻增加；但对半导体而言,温度上升使自由载子的浓度增加,反而有助于导电,这也是半导体一个非常重要的物理性质;1874年,德国的布劳恩Ferdinand Braun,1850~1918,注意到硫化物的电导率与所加电压的方向有关,这就是半导体的整流作用;但直到1906年,美国电机发明家匹卡,1877~1956,才发明了第一个固态电子元件：无线电波侦测器cat’s whisker,它使用金属与硅或硫化铅相接触所产生的整流功能,来侦测无线电波;在整流理论方面,德国的萧特基Walter Schottky,1886~1976在1939年,于「德国物理学报」发表了一篇有关整流理论的重要论文,做了许多推论,他认为金属与半导体间有能障potential barrier的存在,其主要贡献就在于精确计算出这个能障的形状与宽度;至于现在为大家所接受的整流理论,则是1942年由索末菲Arnold Sommerfeld,1868~1951的学生贝特Hans Bethe,1906~ 所发展出来,他提出的就是热电子发射理论thermionic emission,这些具有较高能量的电子,可越过能障到达另一边,其理论也与实验结果较为符合;在半导体领域中,与整流理论同等重要的,就是能带理论;布洛赫Felix Bloch,1905~1983在这方面做出了重要的贡献,其定理是将电子波函数加上了周期性的项,首开能带理论的先河;另一方面,德国人佩尔斯Rudolf Peierls, 1907~ 于1929年,则指出一个几乎完全填满的能带,其电特性可以用一些带正电的电荷来解释,这就是电洞概念的滥觞；他后来提出的微扰理论,解释了能隙Energy gap存在;电晶体的发明早在1930与1940年代,使用半导体制作固态放大器的想法就持续不绝；第一个有实验结果的放大器是1938年,由波欧Robert Pohl, 1884~1976与赫希Rudolf Hilsch所做的,使用的是溴化钾晶体与钨丝做成的闸极,尽管其操作频率只有一赫兹,并无实际用途,却证明了类似真空管的固态三端子元件的实用性;二次大战后,美国的贝尔实验室Bell Lab,决定要进行一个半导体方面的计画,目标自然是想做出固态放大器,它们在1945年7月,成立了固态物理的研究部门,经理正是萧克莱William Shockley, 1910~1989与摩根Stanley Morgan;由于使用场效应field effect来改变电导的许多实验都失败了,巴丁John Bardeen,1908~1991推定是因为半导体具有表面态surface state的关系,为了避开表面态的问题,1947年11月17日,巴丁与布莱登Walter Brattain 1902~1987在硅表面滴上水滴,用涂了蜡的钨丝与硅接触,再加上一伏特的电压,发现流经接点的电流增加了但若想得到足够的功率放大,相邻两接触点的距离要接近到千分之二英寸以下;12月16日,布莱登用一块三角形塑胶,在塑胶角上贴上金箔,然后用刀片切开一条细缝,形成了两个距离很近的电极,其中,加正电压的称为射极emitter,负电压的称为集极collector,塑胶下方接触的锗晶体就是基极 base,构成第一个点接触电晶体 point contact transistor,1947年12月23日,他们更进一步使用点接触电晶体制作出一个语音放大器,该日因而成为电晶体正式发明的重大日子;另一方面,就在点接触电晶体发明整整一个月后,萧克莱想到使用p-n接面来制作接面电晶体 junction transistor 的方法,在萧克莱的构想中,使用半导体两边的n型层来取代点接触电晶体的金属针,藉由调节中间p型层的电压,就能调控电子或电洞的流动,这是一种进步很多的电晶体,也称为双极型电晶体bipolar transistor,但以当时的技术,还无法实际制作出来;电晶体的确是由于科学发明而创造出来的一个新元件,但是工业界在1950年代为了生产电晶体,却碰到许多困难;1951年,西方电器公司Western Electric开始生产商用的锗接点电晶体,1952年4月,西方电器、雷神Raytheon、美国无线电RCA与奇异GE等公司,则生产出商用的双极型电晶体;但直到1954年5月,第一颗以硅做成的电晶体才由美国德州仪器公司Texas Instruments开发成功；约在同时,利用气体扩散来把杂质掺入半导体的技术也由贝尔实验室与奇异公司研发出来；在1957年底,各界已制造出六百种以上不同形式的电晶体,使用于包括无线电、收音机、电子计算机甚至助听器等等电子产品;早期制造出来的电晶体均属于高台式的结构;1958年,快捷半导体公司 Fairchild Semiconductor发展出平面工艺技术planar technology,藉着氧化、黄光微影、蚀刻、金属蒸镀等技巧,可以很容易地在硅晶片的同一面制作半导体元件;1960年,磊晶epitaxy技术也由贝尔实验室发展出来了;至此,半导体工业获得了可以批次batch生产的能力,终于站稳脚步,开始快速成长;积体电路积体电路就是把许多分立元件制作在同一个半导体晶片上所形成的电路,早在1952年,英国的杜默 Geoffrey就提出积体电路的构想;1958年9月12日,德州仪器公司Texas Instruments的基尔比 Jack Kilby,1923~ ,细心地切了一块锗作为电阻,再用一块pn接面做为电容,制造出一个震荡器的电路,并在1964年获得专利,首度证明了可以在同一块半导体晶片上能包含不同的元件;1964年,快捷半导体Fairchild Semi-Conductor的诺宜斯RobertNoyce,1927~1990,则使用平面工艺方法,即藉着蒸镀金属、微影、蚀刻等方式,解决了积体电路中,不同元件间导线连结的问题;积体电路的第一个商品是助听器,发表于1963年12月,当时用的仍是双极型电晶体；1970年,通用微电子General Microelectronics与通用仪器公司 General Instruments,解决了硅与二氧化硅界面间大量表面态的问题,开发出金属氧化物半导体 metal-oxide-semiconductor,MOS；因为金属氧化物半导体比起双极型电晶体,功率较低、集积度高,制程也比较简单,因而成为后来大型积体电路的基本元件;60年代发展出来的平面工艺,可以把越来越多的金氧半元件放在一块硅晶片上,从1960年的不到十个元件,倍数成长到1980年的十万个,以及1990年约一千万个,这个每年加倍的现象称为莫尔定律 Moore’s law,是莫尔Gordon Moore在1964年的一次演讲中提出的,后来竟成了事实;超大型积体电路在1970年代,决定半导体工业发展方向的,有两个最重要的因素,那就是半导体记忆体semiconductor memory 与微处理机 microprocessor;在微处理机方面,1968年,诺宜斯和莫尔成立了英代尔 Intel 公司,不久,葛洛夫 Andrew Grove 也加入了,1969年,一个日本计算机公司比吉康 Busicom 和英代尔接触,希望英代尔生产一系列计算机晶片,但当时任职于英代尔的霍夫 Macian E. Hoff 却设计出一个单一可程式化晶片,1971年11月15日,世界上第一个微处理器4004诞生了,它包括一个四位元的平行加法器、十六个四位元的暂存器、一个储存器accumulator 与一个下推堆叠 push-down stack,共计约二千三百个电晶体；4004与其他唯读记忆体、移位暂存器与随机存取记忆体,结合成MCS-4微电脑系统；从此之后,各种集积度更高、功能更强的微处理器开始快速发展,对电子业产生巨大影响;三十年后的今天,英代尔的PentiumIII已经包含了一千万个以上的电晶体;毫无疑问的,记忆体晶片与微处理器同等的重要,1965年,快捷公司的施密特 J. D. Schmidt 使用金氧半技术做成实验性的随机存取记忆体;1969年,英代尔公司推出第一个商业性产品,这是一个使用硅闸极、p型通道的256位元随机存取记忆体;记忆体发展过程中最重要的一步,就是1969年,IBM的迪纳R. H. Dennard 发明了只需一个电晶体和一个电容器,就可以储存一个位元的记忆单元；由于结构简单,密度又高,现今半导体制程的发展常以动态随机存取记忆体的容量为指标;大致而言,1970年就有1K的产品；1974年进步到4K闸极线宽十微米；1976年16K 五微米；1979年64K 三微米；1983年256K一点五微米；1986年1M 一点二微米；1989年4M 零点八微米；1992年16M 零点五微米；1995年64M 零点三五微米；1998年到256M 零点二五微米,大约每三年进步一个世代,2001年就迈入十亿位元大关;根据国际半导体科技进程 International Technology Roadmap for Semiconductor 的推估,西元2014年,最小线宽可达微米,记忆体容量更高达两亿五千六百万位元,尽管新制程、新技术的开发越形困难,但半导体业在未来十五年内,相信仍会迅速的发展下去;。