無源濾波器單極型以RC實(shí)現(xiàn)的低通濾波器最簡(jiǎn)單的線性濾波器的電子實(shí)現(xiàn)是電阻、電感和電容的組合。這些濾波器有RC、RL、LC和RLC等多種形式。所有這些類型的濾波器總稱為無源濾波器，這是因?yàn)樗鼈兌疾恍柰獠侩娫垂╇?。電感阻止高頻信號(hào)通過而允許低頻信號(hào)通過，電容的特性卻相反。信號(hào)能夠通過電感的濾波器、或者通過電容連接到地的濾波器對(duì)于低頻信號(hào)的衰減要比高頻信號(hào)小，稱為低通濾波器。如果信號(hào)通過電容、或者通過電感連接到地，那么濾波器對(duì)于高頻信號(hào)的衰減要比低頻信號(hào)小，稱為高通濾波器。電阻自身沒有頻率選擇的特性，但是加入到電感和電容一起決定電路的時(shí)間常數(shù)，因此也決定了相應(yīng)的頻率。在大概超過100 MHz這樣非常高的頻率，有時(shí)電感由一個(gè)單環(huán)或者金屬片組成，電容由相鄰的金屬片組成，它們稱為stubs。多極型二階濾波器用Q因數(shù)來衡量。如果一個(gè)濾波器通過或者阻止的頻率帶寬與中心頻率相比非常狹窄那么就說這個(gè)濾波器有很高的Q因數(shù)。Q定義為中心頻率/3dB帶寬。
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電子濾波器電子濾波器（英語：electronic filters）可執(zhí)行信號(hào)處理功能的電子線路組件或設(shè)備，它專門用于去除信號(hào)中不想要的成分或者增強(qiáng)所需成分。電子濾波器有音頻濾波器（wave filter）與噪聲濾波器（noise filter）等應(yīng)用設(shè)備，可以是：● 無源的或者有源的● 模擬的或者數(shù)字的，(大陸稱為，模擬的或者數(shù)字的)● 離散時(shí)間（采樣）的或者連續(xù)時(shí)間的● 線性的或者非線性的● 無限脈沖響應(yīng)（IIR）或者有限脈沖響應(yīng)（FIR）不管它們的設(shè)計(jì)有什么不同，最常見的電子濾波器類型是線性濾波器。參見線性濾波器方面的文章中關(guān)于它們的設(shè)計(jì)和分析的詳細(xì)內(nèi)容。
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薄膜光學(xué)薄膜光學(xué)是光學(xué)的一個(gè)分支，處理各種很薄的光學(xué)材料（薄膜）。和薄膜光學(xué)有關(guān)的材料，其厚度需要在可見光波長(zhǎng)的等級(jí)內(nèi)（約500 nm）。此厚度范圍的薄膜因?yàn)楣獾母缮?，以及薄膜、空間及物質(zhì)間的折射率差異，可以有顯著的折射特性，這些效應(yīng)稱為薄膜干涉，會(huì)影響光學(xué)材料折射及傳輸光的特性，像在肥皂泡及水上的油漬就會(huì)看到這類的情形。更廣義具有類似光學(xué)性質(zhì)，但不是平面層狀結(jié)構(gòu)的周期性結(jié)構(gòu)稱為光子晶體。在制造上，薄膜層可以由在基質(zhì)（一般是玻璃）上沉積一層至多層薄膜而產(chǎn)生，一般會(huì)用像蒸發(fā)或?yàn)R射淀積等物理氣相沉積方式，或是化學(xué)氣相沉積法。這類的薄膜常用來作光學(xué)鍍膜，像是家用或車用的低輻射玻璃、玻璃上的增透膜、汽車車頭燈的反光擋板，以及高精度的濾光器及鏡子。這類鍍膜的另一種應(yīng)用是空間濾波器。
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薄膜薄膜材料是指厚度介于單原子到幾毫米間的薄金屬或有機(jī)物層。電子半導(dǎo)體功能器件和光學(xué)鍍膜是薄膜技術(shù)的主要應(yīng)用。一個(gè)很為人們熟知的表面技術(shù)的應(yīng)用是家用的鏡子：為了形成反射表面在鏡子的背面常常鍍上一層金屬，鍍銀操作廣泛應(yīng)用于鏡子的制作，而低于一個(gè)納米的極薄的鍍層常常用來制作雙面鏡。當(dāng)光學(xué)用薄膜材料（例如減反射膜消反射膜等）由數(shù)個(gè)不同厚度不同反射率的薄層復(fù)合而成時(shí)，他們的光學(xué)性能可以得到加強(qiáng)。相似結(jié)構(gòu)的由不同金屬薄層組成的周期性排列的薄膜會(huì)形成所謂的超晶格結(jié)果。在超晶格結(jié)構(gòu)中，電子的運(yùn)動(dòng)被限制在二維空間中而不能在三維空間中運(yùn)動(dòng)于是產(chǎn)生了量子阱效應(yīng)。薄膜技術(shù)有很廣泛的應(yīng)用。長(zhǎng)久以來的研究已經(jīng)將鐵磁薄膜用于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備，醫(yī)藥品，制造薄膜電池，染料敏化太陽能電池等。陶瓷薄膜也有很廣泛的應(yīng)用。由于陶瓷材料相對(duì)的高硬度使這類薄膜可以用于保護(hù)襯底免受腐蝕氧化以及磨損的危害。在刀具上陶瓷薄膜有著尤其顯著的功用，使用陶瓷薄膜的刀具的使用壽命可以有效提升幾個(gè)數(shù)量級(jí)?，F(xiàn)階段對(duì)于一種被稱為多組分非晶重金屬陽離子氧化物的新型的無機(jī)氧化物材料的研究正在進(jìn)行，這種材料有望用于制造穩(wěn)定，環(huán)保，低成本的透明晶體管。
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硅是用來制造芯片的最重要半導(dǎo)體材料。對(duì)于可用于制造半導(dǎo)體器件的硅而言。使用一種特殊純度級(jí)以滿足嚴(yán)格的材料和物理要求。單晶硅的生長(zhǎng)柴可拉斯基法（簡(jiǎn)稱柴氏法 英語：Czochralski process），又稱直拉法，是一種用來獲取半導(dǎo)體（如硅、鍺和砷化鎵等）、金屬（如鈀、鉑、銀、金等）、鹽、合成寶石單晶材料的晶體生長(zhǎng)方法。這個(gè)方法得名于波蘭科學(xué)家揚(yáng)·柴可拉斯基，他在1916年研究金屬的結(jié)晶速率時(shí)，發(fā)明了這種方法。后來，演變?yōu)殇撹F工廠的標(biāo)準(zhǔn)制程之一。直拉法最重要的應(yīng)用是晶錠、晶棒、單晶硅的生長(zhǎng)。其他的半導(dǎo)體，例如砷化鎵，也可以利用直拉法進(jìn)行生長(zhǎng)，也有一些其他方法（如布里奇曼-史托巴格法）可以獲得更低的晶體缺陷密度。
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化學(xué)氣相沉積化學(xué)氣相沉積（英語：chemical vapor deposition，簡(jiǎn)稱CVD）是一種用來產(chǎn)生純度高、性能好的固態(tài)材料的化學(xué)技術(shù)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)使用此技術(shù)來成長(zhǎng)薄膜。典型的CVD工藝是將晶圓（基底）暴露在一種或多種不同的前趨物下，在基底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或/及化學(xué)分解來產(chǎn)生欲沉積的薄膜。反應(yīng)過程中通常也會(huì)伴隨地產(chǎn)生不同的副產(chǎn)品，但大多會(huì)隨著氣流被帶走，而不會(huì)留在反應(yīng)腔（reaction chamber）中。微制程大都使用CVD技術(shù)來沉積不同形式的材料，包括單晶、多晶、非晶及外延材料。這些材料有硅、碳纖維、碳納米纖維、納米線、納米碳管、SiO2、硅鍺、鎢、硅碳、氮化硅、氮氧化硅及各種不同的high-k介質(zhì)等材料。CVD制程也常用來生成合成鉆石。
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物理氣相沉積物理氣相沉積（英語：Physical vapor deposition，PVD）是一種工業(yè)制造上的工藝，是主要利用物理過程來沉積薄膜的技術(shù)，即真空鍍膜(蒸鍍)，多用在切削工具與各種模具的表面處理，以及半導(dǎo)體裝置的制作工藝上。和化學(xué)氣相沉積相比，物理氣相沉積適用范圍廣泛，幾乎所有材料的薄膜都可以用物理氣相沉積來制備，但是薄膜厚度的均勻性是物理氣相沉積中的一個(gè)問題。主要的物理氣相沉積的方法有：● 熱蒸鍍● 濺鍍● 脈沖激光沉積
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刻蝕刻蝕（英語：etching）是半導(dǎo)體器件制造中利用化學(xué)途徑選擇性地移除沉積層特定部分的工藝?？涛g對(duì)于器件的電學(xué)性能十分重要。如果刻蝕過程中出現(xiàn)失誤，將造成難以恢復(fù)的硅片報(bào)廢，因此必須進(jìn)行嚴(yán)格的工藝流程控制。半導(dǎo)體器件的每一層都會(huì)經(jīng)歷多個(gè)刻蝕步驟。[1] 刻蝕一般分為電子束刻蝕和光刻，光刻對(duì)材料的平整度要求很高，因此，需要很高的清潔度。 但是，對(duì)于電子束刻蝕，由于電子的波長(zhǎng)極短，因此分辨率與光刻相比要好的多。 因?yàn)椴恍枰谀０?，因此?duì)平整度的要求不高，但是電子束刻蝕很慢，而且設(shè)備昂貴。對(duì)于大多數(shù)刻蝕步驟，晶圓上層的部分位置都會(huì)通過“罩”予以保護(hù)，這種罩不能被刻蝕，這樣就能對(duì)層上的特定部分進(jìn)行選擇性地移除。在有的情況中，罩的材料為光阻性的，這和光刻中利用的原理類似。而在其他情況中，刻蝕罩需要耐受某些化學(xué)物質(zhì)，氮化硅就可以用來制造這樣的“罩”。
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半導(dǎo)體激光半導(dǎo)體激光（Semiconductor laser）在1962年被成功激發(fā)，在1970年實(shí)現(xiàn)室溫下連續(xù)發(fā)射。后來經(jīng)過改良，開發(fā)出雙異質(zhì)接合型激光及條紋型構(gòu)造的激光二極管（Laser diode）等，廣泛使用于光纖通信、光盤、激光打印機(jī)、激光掃描器、激光指示器（激光筆），是目前生產(chǎn)量最大的激光器。在基本構(gòu)造上，它屬于半導(dǎo)體的P-N接面，但激光二極管是以金屬包層從兩邊夾住發(fā)光層（活性層），是“雙異質(zhì)接合構(gòu)造”。而且在激光二極管中，將界面作為發(fā)射鏡（共振腔）使用。在使用材料方面，有鎵(Ga)、砷(As)、銦(In)、磷(P)等。此外在多重量子井型中，也使用Ga·Al·As等。由于具有條狀結(jié)構(gòu)，即使是微小電流也會(huì)增加活性區(qū)域的居量反轉(zhuǎn)密度，優(yōu)點(diǎn)是激發(fā)容易呈現(xiàn)單一形式，而且，其壽命可達(dá)10~100萬小時(shí)。激光二極體的優(yōu)點(diǎn)是效率高、體積小、重量輕且價(jià)格低。尤其是多重量子井型的效率有20~40%，P-N型也達(dá)到數(shù)%~25%，總而言之能量效率高是其最大特色。另外，它的連續(xù)輸出波長(zhǎng)涵蓋了紅外到可見光范圍，而光脈沖輸出達(dá)50W（帶寬100ns）等級(jí)的產(chǎn)品也已商業(yè)化，作為激光雷達(dá)或激發(fā)光源可說是非常容易使用的激光的例子。
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能帶結(jié)構(gòu)在固體物理學(xué)中，固體的能帶結(jié)構(gòu) （又稱電子能帶結(jié)構(gòu)）描述了禁止或允許電子所帶有的能量，這是周期性晶格中的量子動(dòng)力學(xué)電子波衍射引起的。材料的能帶結(jié)構(gòu)決定了多種特性，特別是它的電子學(xué)和光學(xué)性質(zhì)。為何有能帶單個(gè)自由原子的電子占據(jù)了原子軌道，形成一個(gè)分立的能級(jí)結(jié)構(gòu)。如果幾個(gè)原子集合成分子，他們的原子軌道發(fā)生類似于耦合振蕩的分離。這會(huì)產(chǎn)生與原子數(shù)量成比例的分子軌道。當(dāng)大量（數(shù)量級(jí)為{\displaystyle 10^{20}}或更多）的原子集合成固體時(shí)，軌道數(shù)量急劇增多，軌道相互間的能量的差別變的非常小。但是，無論多少原子聚集在一起，軌道的能量都不是連續(xù)的。這些能級(jí)如此之多甚至無法區(qū)分。首先，固體中能級(jí)的分離與電子和聲原子振動(dòng)持續(xù)的交換能相比擬。其次，由于相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間間隔，它接近于由于不確定性原理引起的能量的不確定度。物理學(xué)中流行的方法是從不帶電的電子和原子核出發(fā)，因?yàn)樗鼈兪亲杂傻钠矫娌?，可以具有任意能量，并在帶電后衰減。這導(dǎo)致了布拉格反射和帶結(jié)構(gòu)。
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