Пригодность полупроводникового материала для использования в различных твердотельных приборах определяется в первую очередь параметрами, зависящими от его фундаментальных физических свойств: зонной структуры, ширины запрещенной зоны и положения в ней примесных уровней, оптических, термических, термоэлектрических и других свойств. Электрические свойства полупроводникового материала: тип проводимости, концентрация носителей заряда, их подвижность, а также удельное сопротивление, время жизни неосновных носителей заряда и их диффузионная длина существенно зависят от технологии получения и последующей обработки полупроводника. Они тесно связаны с характером вводимых в кристалл легирующих элементов и содержащихся в нем неконтролируемых посторонних примесей. Последние переходят в кристалл из исходного сырья и окружающей его среды в процессе производства и обработки (атмосферы, контейнеров и т. д.).
Основными требованиями, предъявляемыми к полупроводниковым материалам, являются: совершенство монокристаллической структуры, однородность распределения легирующих я неконтролируемых примесей в объеме (по длине и сечению) монокристалла. Полупроводник должен обладать достаточно большим временем жизни неосновных носителей заряда (исключение составляют материалы для импульсных диодов); требуемое удельное сопротивление достигается за счет введения определенных примесей (уровень легирования) после предварительной тщательной очистки исходного материала. Наряду с электрофизическими свойствами высокие требования предъявляются к механическим и физико-химическим свойствам полупроводника. Полупроводниковый материал должен иметь высокую механическую прочность при небольших толщинах, твердость, износостойкость и стабильность - размеров; стойкость против химического воздействия атмосферы, высокую, физическую и химическую устойчивость при нагревании до нескольких сотен градусов (для обеспечения свободы выбора реагентов при обработке подложек). Коэффициент теплопроводности должен обеспечить отвод тепла от внутренних частей кристалла, а температурные коэффициенты линейного расширения подложка и осаждаемых слоев должны быть по возможности близкими, чтобы исключить появление напряжений в пленках. Кроме того, материал должен хорошо обрабатываться в процессе получения подложек с зеркально-гладкой поверхностью и с малыми отклонениями от плоско-параллельности (для достижения однородности осаждаемых пленок и хорошего совмещения при фотолитографических операциях).
В производстве приборов и интегральных микросхем по поли-планарной я планарно-эпитаксиальной технологии используются чаше всего такие монокристаллические полупроводниковые материалы, как кремний, германий, полупроводниковые соединения типа АШВУ (арсениды галлия и индия, антимониды галлия, фосфиды галлия и индия), сапфир и др. В табл. 1.1 приведены некоторые обобщенные физико-химические свойства наиболее известных полупроводников без указания конкретных марок материалов. В зависимости от типа проводимости, степени легирования и кристаллографической ориентации некоторые свойства полупроводников могут колебаться в значительных пределах.