Plaquettes de type N

Plaquette de type N

Le silicium pur n'est pas conducteur et est donc rarement utilisé comme semi-conducteur. Pour transformer le silicium pur en semi-conducteurs utilisables, il faut ajouter une quantité contrôlée d'impuretés. L'ajout d'impuretés modifie la conductivité et transforme le silicium en semi-conducteur. Le processus d'ajout d'une impureté à un matériau intrinsèque ou pur est appelé dopage et l'impureté est appelée dopant. Après le dopage, un matériau intrinsèque devient un matériau extrinsèque. En pratique, ce n'est qu'après le dopage que les matériaux deviennent utilisables.

Lorsqu'un atome d'impureté est ajouté au silicium sans modifier la structure cristalline, un matériau de type N est produit. Certains atomes possèdent cinq électrons dans leur bande de valence, comme le phosphore (P), l'arsenic (As) et l'antimoine (Sb). Le dopage du silicium avec l'une ou l'autre de ces impuretés ne doit pas modifier la structure cristalline ou le processus de liaison. L'électron supplémentaire de l'atome d'impureté ne participe pas à une liaison covalente, il est donc libre de se déplacer. Il suffit d'une très petite quantité d'impureté pour créer suffisamment d'électrons libres pour permettre à un courant électrique de circuler dans le silicium. Le silicium de type N est un bon conducteur. Les électrons ont une charge négative, d'où le nom de type N. La figure suivante montre l'altération du cristal de silicium par l'ajout d'un atome d'impureté.

En raison de ses propriétés conductrices, le silicium de type N est largement utilisé dans de nombreuses applications telles que les dispositifs de puissance, les diodes, les transistors, etc.