《PN結原理及制備工藝》講解了半導體的基本分類及其導電性能,重點在于n型和p型半導體以及二者組成的PN結特性。硅Si和鍺Ge這兩種典型的半導體材料均屬4價元素。對于n型半導體而言,通過摻入五價元素的雜質例如砷、磷,形成大量可參與導電的負電荷電子。當這些施主雜質被引入硅或鍺后,它們能貢獻出一個額外的自由電子,在常溫下這些電子可以離開原來的位置,使該區域呈現出n型特性,從而大大增強了載流子濃度,依靠自由電子進行導電活動。而p型半導體中,主要是三價元素如硼、銦等作為受主摻雜進來,這類雜質在接受來自基體硅或鍺材料提供的價電子后會在晶格中產生帶正電的空穴,并且由于這種受主雜質的數量多,形成了以正電為空穴的載流子占主導地位的情況。將n型與p型兩部分連接在一起就形成了PN結。此交界面非常之薄,并伴有空間電荷區的建立及內在靜電場,從P側指向N側,具有重要的電流控制效果。該靜電場在不同極性的外加電壓下表現出單向導電性和整流能力,即在正向偏置條件下,電子和空穴能夠順利穿越這個區域產生較大電流,反向則幾乎無法通行,僅少許載流子可透過。同時,《PN結原理及制備工藝》闡述了本征激發、PN結在光的作用下的響應特性及反向擊穿機制。此外,關于PN結的應用,《PN結原理及制備工藝》提及了利用其特點設計而成的二極管、穩壓管、開關管甚至于光電池等組件。
《PN結原理及制備工藝》適用于半導體產業內的科研人員和技術工作者,特別是專注于晶體管、集成電路及其他半導體元器件的研究、設計與制造領域者。也適合于高等院校相關專業的師生,在教學過程中作為深入理解半導體物理特性的學習資料,有助于他們掌握pn結的工作機理及其在各類現代微電子裝置里的作用。不僅如此,任何有興趣深入了解半導體基礎知識及其潛在技術革新的人士也能從中獲得有價值的信息。