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氧化物半导体是一类具有半导体特性的氧化物。它的电学性质与环境气氛有关。氧化物半导体有以下几种分类：导电率随氧化气氛而增加称为氧化型半导体，是p型半导体；电导率随还原气氛而增加称为还原型半导体，是n型半导体；导电类型随气氛中氧分压的大小而成p型或n型半导体称为两性半导体。
氧化物半导体是由金属与氧形成的化合物半导体材料。它与元素半导体材料相比，结构上多为离子晶体，禁带宽度一般都较大，迁移率较小，化学性质也比较复杂，可因化学计量比的微小偏差，在晶体中造成施主和受主，而这种化学计量比的偏差对气氛和温度是敏感的。
氧化物半导体材料的平衡组成因氧的压力改变而改变，氧原子浓度决定其导电的类型。由于金属和氧之间的负电性差别较大，化学键离子性成分较强，破坏这样一个离子键要比共价键容易，使它含有的点缺陷浓度较大，所以化学计量比偏离对材料的电学性质影响也大。如化学计量比偏离缺氧时(或金属过剩时)，则此氧化物半导体材料即呈现n型，此时氧空位或间隙金属离子形成施主能级而提供电子，属于此类半导体材料的有ZnO、CdO、TiO2、Al2O3、SnO：等。例如：ZnO化学计量比偏离缺氧时：与上相反则呈p型半导体，此时金属空位将形成能级而提供空穴，属于此类半导体材料的有：C u2O、NiO 、CoO、FeO、Cr2O3。等。例如：Ni()化学计量比偏离多氧时： 由此可见，氧化物半导体材料的导电类型受周围气氛(氧化性气体或还原性气体)而明显改变，利用这种特性使用氧化物半导体材料来制备气敏半导体器件。
作为“新一代电子的基础材料”而备受全球显示器技术人员关注的就是氧化物半导体TFT。因为氧化物半导体TFT是驱动超高精细液晶面板、有机EL面板以及电子纸等新一代显示器的TFT材料最佳候选之一。预计最早将在2012～2013年开始实用化，将来或许还会成为具备“柔性”和“透明”等特点的电子元件的实现手段。
进一步扩大氧化物半导体的用途时碰到的课题是如何实现p型半导体。如果能实现高质量的pn结，就有望应用于柔性透明的集成电路、LED以及太阳能电池等用途。
