Стоит ввести в чистый полупроводник совсем небольшое количество другого химического элемента, как появляется либо избыток электронов, либо избыток дырок. Например, закись меди обогащается электронами, если меди в ней больше «нормы», если же в ней есть «лишний» кислород — дырками. Происходит это потому, что атомы кислорода оттягивают на себя электроны и создают избыток дырок, а атомы меди, наоборот, отдают свои электроны, создавая избыток электронного газа. Те полупроводники, в которых основные носители тока — электроны, называются электронными. А материалы с избытком дырок именуются дырочными полупроводниками.
Изготовить полупроводник — дело очень нелегкое. Главная трудность — в очистке материалов. Например, полупроводниковый кристаллический германий надо так очистить, чтобы на миллион его атомов приходилось не более одного атома примесей. Еще большей чистоты требуют физики от кремния: на миллиард атомов не больше одного чужого! Современная техника справляется с такой очисткой материалов. Для этого применяют разные методы.
Химики давно подметили, что кристалл всегда чище жидкости (раствора или расплава), из которой он выращен. Ведь в кристаллическую решетку встраиваются без помехи только атомы, принадлежащие веществу кристалла. Для других атомов в кристалле нет «подходящего места», и если они иногда «принимаются в строй», то лишь в виде исключения. Поэтому, например, лед на поверхности моря менее соленый, чем морская вода.
Следовательно, чтобы очистить полупроводник, можно сначала расплавить его, а затем вырастить из расплава кристалл. Если эту операцию повторить многократно, с каждым разом кристаллы будут получаться все чище и чище. Такое выращивание кристалла — дело совсем не простое. Посуда для расплава должна быть жаростойкой и идеально чистой. На всем протяжении процесса должны быть обеспечены определенные, строго регулируемые условия. Кристаллизация — капризный процесс, и управлять ею нужно с исключительной аккуратностью.