N型ウェーハ

N型ウエーハ

純粋なシリコンは導電性がないため、半導体として使われることはほとんどありません。純粋なシリコンを実用的な半導体にするためには、制御された量の不純物を加えなければなりません。不純物の添加によって導電性が変化し、シリコンは半導体になります。不純物を添加するプロセスはドーピングと呼ばれ、不純物はドーパントと呼ばれます。ドーピング後、固有材料は外部材料になり、事実上、ドーピング後にのみ、材料は使用可能になります。

結晶構造を変えずに不純物原子をシリコンに添加すると、N型材料が生成されます。リン（P）、ヒ素（As）、アンチモン（Sb）のように、価電子帯に5個の電子を持つ原子もあります。シリコンに不純物をドーピングしても、結晶構造や結合プロセスは変化してはなりません。不純物原子の余分な電子は共有結合に関与しないので、自由に動き回ることができます。シリコンに電流を流すのに十分な自由電子を作るには、不純物はごく少量です。N型シリコンは良導体です。電子は負の電荷を持つため、N型と呼ばれます。次の図は、不純物原子の添加によるシリコン結晶の変化を示しています。

N型シリコンは導電性があるため、パワーデバイス、ダイオード、トランジスタなど多くの用途に広く使用されています。