在半导体物理学中，PN结是构成现代电子器件如二极管、晶体管和集成电路的基础。了解PN结的形成原理对于深入理解半导体技术至关重要。
首先，我们需要明白PN结是如何形成的。PN结是由一块P型半导体与一块N型半导体结合而成的。在P型半导体中，主要载流子是空穴，而在N型半导体中，主要载流子是自由电子。当这两种不同类型的半导体接触时，由于浓度梯度的存在，会发生载流子的扩散现象。
具体来说，在初始阶段，P区的空穴会向N区扩散，而N区的电子则向P区扩散。这种扩散会导致P区靠近界面的部分失去正电荷，而N区靠近界面的部分失去负电荷。结果就在两区交界处形成了一个区域，这个区域被称为耗尽层或阻挡层。
随着耗尽层的加宽，它开始阻止进一步的扩散运动。这是因为耗尽层内部存在由扩散运动产生的内建电场，该电场的方向是从N区指向P区，其作用是将已经扩散过去的少数载流子拉回到原来的区域。当扩散电流与漂移电流达到平衡时，PN结就稳定下来了。
此外，由于上述过程，PN结两端会产生一个自然形成的电压，称为接触电势或势垒电压。这一电压通常约为0.7伏特左右（对于硅材料而言）。
总结起来，PN结形成的过程可以概括为：通过P型和N型半导体材料的接触引起载流子扩散，并最终导致耗尽层的形成以及稳定状态下的平衡条件。这一基本原理奠定了半导体器件工作的基础。
