如何製造二極體

mako：金屬之類的導體，因含有大量可以以自由移動的電子，作導體使用很方便；而橡膠和雲

母之類的絕緣體，因其電子幾乎不能移動，是極佳的絕緣材

料。相比之下，半導體雖模稜兩可，在電子電路中卻偏偏極為重要，這是為什麼呢?

**doc.：**導體和絕緣體的狀態都是穩定的，要麼電流可以很順暢地通過，

要麼電流幾乎完全不能通過，是「涇渭分明」的。然而，半導體的電阻率會隨外

界條件的變化而改變，是不穩定的。從電特性的角度來看，能夠人為地產生這

種不穩定的確是非常有用的。

mako：哦!這是什麼意思啊?

doc.：我們可以打個比方來說明這些問題。有一條道路，在道路上設

置有一些木樁，道路上的行人可以比作電子。如果木樁的位置都固定，那麼，人

們不用費事就可以很容易地通過。這就相當於導體。可是，如果道路上設有大

量的木樁，且擺放得雜亂無章，要想通過就要大費周折。這就相當於絕緣體。

至於半導體，就有點像根據我們意願設定木樁位置的道路。因此，如果過量增加木樁，道路將難以通過，而減少木樁數量就可以使通行變得容易。木樁數量及擺放位置與導體和絕緣體是不同的，雖然它處於不穩定狀態，但只要按

人們的意圖配置木樁，就可以對通行的難易程度加以控制。

對於導體和絕緣體來說，因為物理特性決定了它們不可能實現這種控制。

然而，對於鍺(ge)和矽(si)這類製造二極體和電晶體的元索來說，卻可以按照我們的意願進行精細加工。這正是半導體大放異彩的原因。

**doc.：**那麼，具體地說，應該怎麼做才能製作出二極體和電晶體呢?好，現在就將製作二極體和電晶體等器件的思路通過簡單流程圖的形式介紹一下。

在製作二極體和電晶體等半導體器件時，首先要製作稱為p型半導體和n

型半導體的所謂半導體材料。半導體是一種摻入少量雜質後就會明顯改變電特性的敏感材料。因此，當需要從外部有意地摻人雜質製成n型或p型半導體

時，事先必須製作出純度極高的半導體晶體。這種純度極高的半導體稱為本徵半導體。

矽本徵半導體的單晶結構。觀察其中各原子的結構時，就會發現它最外層軌道上的電子(稱為價電子)因與其他原子共價結合而十分穩定。

如果向這種本徵半導體中加入少量的砷(as)或硼(b)元素，前者就會製成

n型半導體，後者則會製成p型半導體。由於摻入這些「雜質」後，矽原子的共價結合將被打亂，即使在n型半導體中產生多餘的自由電子，p型半導體中因缺少自由電子而產生多餘的空穴。

像這樣有意地在本徵半導體內摻入雜質製作出n型半導體和p型半導體，再通過將n型半導體和p型半導體進行結合，就可以製作出二極體和電晶體等電子器件。

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