N-타입 웨이퍼

순수한 실리콘은 전도성이 없기 때문에 반도체로 거의 사용되지 않습니다. 순수 실리콘을 실제 사용 가능한 반도체로 만들기 위해서는 조절된 불순물 양이 첨가되어야 합니다. 불순물을 첨가하면 전도도가 바뀌어 실리콘이 반도체로 만들어집니다. 불순물을 순수한 물질이나 진성에 첨가하는 과정을 도핑이라고 하며, 불순물을 도팬트라고 부릅니다. 도핑 후, 진성 물질은 외진성 물질이 되는데, 도핑 이후에만 해당 물질들을 실질적으로 사용할 수 있게 됩니다.

결정구조를 변형하지 않은 상태에서 실리콘에 불순물 원자를 첨가하면 N-타입 물질이 생산됩니다. 일부 원자의 경우, 전자가 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb)과 같은 5개의 전자를 가지고 있습니다. 실리콘에 불순물 도핑시, 결정 구조나 접합 과정을 변화시켜서는 안 됩니다. 불순물 원자에서 비롯된 여분의 전자는 공유 결합에 참여하지 않기 때문에, 자유롭게 움직입니다. 실리콘을 통해 흐를 전류를 위한 자유 전자 생성에는 아주 적은 양의 불순물만으로도 충분합니다. N-타입 실리콘은 좋은 전도체이며, 전자가 음전하를 띠기 때문에 N-타입이라고 불립니다. 다음 그림은 불순물 원자를 첨가한 실리콘 결정의 변화를 보여줍니다.