在20世纪初，人们为了探讨物质的变化和性质产生的原因，纷纷从微观角度来研究晶体内部结构，特别是X射线衍射的出现，揭示出晶体内部质点排列的规律性，认为内部质点在三维空间呈有序的无限周期重复性排列，即所谓空间点阵结构学说。前面讲到的都是理想的晶体结构，实际上这种理想的晶体结构在真实的晶体中是不存在的，事实上，无论是自然界中存在的天然晶体，还是在实验室（或工厂中）培养的人工晶体或是陶瓷和其他硅酸盐制品中的晶相，都总是或多或少存在某些缺陷。
  这是因为晶体在生长过程中，总是不可避免地受到外界环境中各种复杂因素不同程度影响，不可能按理想发育，即质点排列不严格服从空间格子规律，可能存在空位、间隙离子、位错、镶嵌结构等缺陷，外形可能不规则。另外，晶体形成后，还会受到外界各种因素作用，如温度、溶解、挤压、扭曲等。
  由于晶体缺陷形成的原因有多种，因此，晶体的缺陷也有多种，如有点缺陷、线缺陷、面缺陷、和体缺陷等。不管什么样的缺陷，都会给半导体的电学性质带来一定影响。是几种晶体缺陷构造。现对这几个主要缺陷做一简单介绍。（1） 空位。本来应该由原子或离子占据的位置空了起来，这样周围的质子就挤向空位的部位，使晶格发生畸变。
  如果在一个晶体中只有少量彼此孤立的空位，这对晶体的质量影响不大。但是当晶体处于一定温度下时，空位会移动形成空位团，在晶体中形成空洞，而其周围的畸变场也随之扩大。这样影响就大了，不仅会造成产品质量下降，甚至会使整个产品报废。（2） 替位原子。中的黑点就是替位原子。
  替位原子既可以是杂质原子，也可以是构成化合物的另一个原子。首先就应该认识到，杂质在半导体中就是一种缺陷。因为杂质的结合半径与半导体本身的原子不会完全相同，另外，如果杂质的价电子数与本体原子不相同，它会引起电场的变化。再有，如果材料是化合物半导体，替位原子可能是其组成元素的一个原子。
  例如砷化镓，按晶格的排列，有的位置是给镓的，有的位置是给砷的，如果给砷的位置让镓占据，那么这个镓原子就起替位原子的作用，这种缺陷在化合物半导体中称为反位缺陷。这种缺陷可形成深能级中心，对化合物半导体的性质产生重要影响。（3） 间隙原子。中的晶格周期性很好，彼此排列有序，但如果在晶格质点间“硬塞”人一个原子就变成间隙原子。
  间隙原子会造成晶格畸变。这种原子既可以是杂质原子，也可以是半导体本身的原子。如果是半导体的原子（一般称为自间隙原子），那么它与空位一样，处于分立的状态时，对晶体的质量影响不大，但是这种自间隙原子也会聚集成团，由于应力的关系，形成位错环。硅单晶要避免由其自间隙原子造成的位错环，因为它对产品质量影响极大，甚至会使产品报废。
  
  （4） 位错。中的原子排列的周期性表现为原子与原子的距离相等。但是在实际排列中，有些原子的排列偏离一段距离，或扭转一个角度，也会造成晶格畸变，缺陷会连续延伸到晶体表面。位错是半导体单晶中最常见的缺陷，会影响单晶的质量，甚至会造成产品报废。所以在拉制单晶时要采取措施，尽力降低单晶中的位错密度。