通過(guò)一定的工藝過(guò)程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體稱為本征半導(dǎo)體。

1、本征半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)

在硅和鍺晶體中，原子在空間形成規(guī)則的晶體點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，如圖1所示。

圖1 晶體中原子的排列方式	圖2 共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)平面示意圖

其中每一個(gè)原子最外層的價(jià)電子，不僅受到自身原子核的束縛，同時(shí)還受到相鄰原子核的吸引。因此，價(jià)電子不僅圍繞自身的原子核運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也圍繞相鄰原子核運(yùn)動(dòng)。于是兩個(gè)相鄰的原子共用一個(gè)價(jià)電子，即形成了晶體中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。如圖2所示。

2、本征半導(dǎo)體中的兩種載流子

共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為束縛電子。常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。在絕對(duì)0度（T=0K）和沒(méi)有外界激發(fā)時(shí),價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒(méi)有可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即載流子），它的導(dǎo)電能力為零，相當(dāng)于絕緣體。在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴。如圖3所示。在其它力的作用下，空穴吸引鄰近的電子來(lái)填補(bǔ)，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。因此，本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。半導(dǎo)體在熱激發(fā)下產(chǎn)生自由電子和空穴對(duì)的現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。自由電子在運(yùn)動(dòng)中與空穴相遇就會(huì)填補(bǔ)空穴，使二者同時(shí)消失，這種現(xiàn)象稱為復(fù)合。一定溫度下，本征激發(fā)產(chǎn)生的自由電子和空穴對(duì)，與復(fù)合的自由電子和空穴對(duì)數(shù)目相等，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

圖3 空穴和自由電子

本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性很差，且與環(huán)境密切相關(guān)。本征半導(dǎo)體的這種對(duì)溫度的敏感性，既可用來(lái)制作熱敏和光敏器件，又是造成半導(dǎo)體器件溫度穩(wěn)定性差的原因。