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光照能使共價電子獲得能量，脫離晶格原子的束縛，變成可以自由移動的電子和空穴。而電子和空穴都是構(gòu)成電流的成分，因此光照可以使PN結(jié)產(chǎn)生電流。PN結(jié)光生電的特性使它能夠制備成雪崩二極管、PIN二極管，這些器件廣泛應(yīng)用于光探測器、太陽能電池等領(lǐng)域電生光：反之，若在PN結(jié)兩端加以正向電壓，半導(dǎo)體中的電子和空穴就會在結(jié)處相遇之后消失（復(fù)合），并產(chǎn)生一束光子，前提是制造PN結(jié)的材料為直接帶隙半導(dǎo)體。PN結(jié)電生光的特性使它能制作成發(fā)光二極管（LED）、激光二極管（LD）等，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體照明、光通訊中的光源、3DSensing等領(lǐng)域直接帶隙半導(dǎo)體，是指這種材料中的電子和空穴復(fù)合時遵循動量守恒
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目前涵待突破的是以下幾大領(lǐng)域的核心技術(shù)。1、光刻機(jī)作為集成電路產(chǎn)業(yè)的核心裝備，光刻機(jī)被稱為“人類精密復(fù)雜的機(jī)器”。當(dāng)前全球能制造光刻機(jī)的只有荷蘭的ASML，制造中低端光刻機(jī)則是日本的尼康和佳能，它們市場份額超過八成。光刻系統(tǒng)，它是芯片制造核心中的核心，光刻是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)流程中復(fù)雜、關(guān)鍵的工藝步驟，耗時長、成本高。半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)的難點和關(guān)鍵點在于將電路圖從掩模上轉(zhuǎn)移至硅片上，這一過程通過光刻來實現(xiàn)，光刻的工藝水平直接決定芯片的制程水平和性能水平。
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早期電子二極管存在體積大、需預(yù)熱、功耗大、易破碎等問題，促使了晶體二極管的發(fā)明。晶體二極管又稱半導(dǎo)體二極管。1947年，美國人發(fā)明。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個PN結(jié)和兩個引出端。這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的傳導(dǎo)性。現(xiàn)今普遍的二極管大多是使用半導(dǎo)體材料如硅或鍺。晶體二極管結(jié)構(gòu)晶體二極管的核心是PN結(jié)，關(guān)于PN結(jié)首先要了解三個概念。