Als Halbleiter bezeichnet man jene Festkörper, deren elektrische Leitfähigkeit stark abhängig von den umgebenden Temperaturen ist. Deshalb kann man sie sowohl als Nichtleiter als auch als Leiter begreifen. Geht man von einer normalen Raumtemperatur aus, so sind Halbleiter in der Regel nicht leitend. Metalle wie Germanium, Tellur, Bor haben alle eine gute Leitfähigkeit, aber gerade in der Herstellung von Halbleitern wird besonders häufig auf Silizium zurückgegriffen. Eine weitere Halbleiterverbindung setzt sich übrigens aus einem Gallium-Arsenid-Gemisch zusammen. Aufgrund ihres so genannten Valenzbandes, mit den für die Leitfähigkeit verantwortlichen Valenzelektronen, sind grundsätzlich alle Metalle als gute Leiter zu bezeichnen. Bei der Herstellung von Halbleitern macht sich die Halbleiterindustrie den Effekt zu Eigen, dass sich zwischen Halb- und Nichtleitern eine Bandlücke zwischen den beiden Leitungs- und Valenzbändern befindet. Elektronen benötigen hier nur relativ wenig zusätzliche Energie um vom Valenzband ins so genannte Leitungsband integriert zu werden. Durch bestimmte Kombinationen in den dotierten Bereichen, also jenen Bereichen in denen Fremdatome eingefügt werden, können bestimmte Halbleiterbauteile wie beispielsweise Dioden erzeugt werden. Das ermöglicht wiederum die Herstellung von komplexen Schaltungen wie man sie beispielsweise in allen Mikrochips findet. Was die Halbleiter zudem so besonders macht, ist die Tatsache, dass durch Anlegen einer Steuerspannung oder eines Steuerstroms die Leitfähigkeit stetig verändert werden kann. Eingesetzt wird dieses Wissen unter anderem beim Bau von Transistoren.

 

Bei der industriellen Herstellung von Halbleitern unterscheidet man zwei Gruppen: Die so bezeichneten direkten und indirekten Halbleiter, die sich im Wesentlichen durch den Aufbau ihrer Bandstruktur im Impulsraum, einem dreidimensionalen Koordinatensystem, von einander abgrenzen. Das bedeutet: die Ladungsträger sind sowohl durch ihr eigenes Energieniveau innerhalb des Bänderschemas als auch durch ihre Geschwindigkeit charakterisiert. Dem liegt die physikalische Formel „Impuls gleich Masse mal Geschwindigkeit“ zugrunde. 

Im Zusammenhang mit Halbleitern treten oft auch die vielseitigen Leiterplatten auf. Die auch als Leiterkarte, Platine oder gedruckte Schaltung bezeichneten mechanischen Befestigungen dienen der elektronischen Verbindung von Bauteilen. Durch den Vorgang des Ätzens werden Verbindungsleitungen aus leitfähigem Material auf einer isolierenden Platte hergestellt. Weitere Bauteile werden auch bei der Herstellung von Halbleitern auf solchen Leiterbahnen festgelötet. Dabei bestehen einfache Leiterplatten zumeist aus einem elektrisch isolierenden Trägermaterial, welches mit ein oder sogar zwei Kupferschichten versehen ist. Das ermöglicht dann Ströme zwischen 70 µm und 140 µm. Man benutzt als Basismaterial bei der Herstellung von Leiterplatten zumeist Glasfasermatten; bei Spezialanfertigungen kommen hingegen auch schon mal moderne High-Tech-Materialien wie Teflon, Keramik oder Polyesterfolie zum Einsatz. Obwohl es auch Bestückungsautomaten gibt werden Leiterplatten bis heute oft per Hand bestückt: mit bis zu unter einem Millimeter kleinen Einzelbauteilen!