掺杂

设想一群规规矩矩的人，两两手拉着手，谁都动不了。现在换进几个手多一只、或手少一只的人。一下子就出现了空着的手和空缺，人群便能挪动了。掺杂对半导体晶体所做的，正是这件事的化学版。

掺杂指的是有意地往原本纯净的半导体里，加入极微量而又精确的外来元素。把偶尔一个硅原子换成一个外层电子多一颗的原子，那颗多出来的电子便能自由游走、传导电流；这种杂质叫做施主。换成外层电子少一颗的原子，它则留下一个空着的键——一个空穴——这空穴也会移动；这一类叫做受主。用量极小，往往每百万个原子才掺一个外来原子，却能把导电能力改变上百万倍。

掺杂是整个半导体产业的总控制旋钮——正是靠它，硅这样单一的材料才变成了二极管、晶体管、太阳能电池或发光器件。诚实的提醒是：它必须被极其精密地控制，掺多了、掺少了或位置不对，都会毁掉器件，这也是为什么芯片制造要在超净间里以原子级的精度进行。