N型半導体とP型半導体とは、真性半導体に不純物を添加して電気的性質を制御した不純物半導体の2種類です。N型はリンやヒ素などのドナーを加えて自由電子を多数キャリアとし、P型はホウ素などのアクセプタを加えて正孔を多数キャリアとします。この2つを接合したpn接合が、あらゆる半導体デバイスの基本構造になります。
目次6項目
- 定義・解説
- 図解
- よくある質問
- 関連用語
- 比較・違いを学ぶ
- 出典・参考資料
定義・解説
N型半導体とP型半導体とは、純粋な半導体（真性半導体）に不純物を添加して電気的性質を制御した不純物半導体の2種類です。N型はリンやヒ素などのドナー不純物を加えて自由電子を多数キャリアとし、P型はホウ素などのアクセプタ不純物を加えて正孔を多数キャリアとします。
N型のNはNegative（負電荷の電子）、PはPositive（正電荷の正孔）に由来します。この2つを接合したpn接合がダイオードやトランジスタの基本構造であり、N型とP型を組み合わせることであらゆる半導体デバイスが構成されます。ドーピング濃度の精密な制御がデバイス性能を決め、その注入にはイオン注入が用いられます。
N型半導体では電子が多数キャリア、正孔が少数キャリアとなり、P型ではその逆です。多数キャリアの濃度はドーピング濃度でほぼ決まり、この濃度を精密に制御することがトランジスタのしきい値電圧や抵抗の設計に直結します。不純物の注入にはイオン注入が、活性化には熱処理（アニール）が用いられます。
N型とP型を隣り合わせるとpn接合ができ、整流作用を持つダイオードになります。さらにNPNやPNPのように3層に組めばバイポーラトランジスタ、ゲートで制御すればMOSFETとなり、N型とP型の組み合わせ方であらゆる半導体デバイスが構成されます。
図解
n型・p型半導体のバンド図 ─ ドーピングによりフェルミ準位の位置が移動し、多数キャリアが決まるよくある質問（FAQ）
N型半導体とP型半導体の違いは何ですか？
N型はリン・ヒ素などのドナーを加えて自由電子を多数キャリアにし、P型はホウ素などのアクセプタを加えて正孔を多数キャリアにします。NはNegative（電子）、PはPositive（正孔）に由来します。
N型・P型はどうやって作りますか？
純粋な半導体に不純物を添加するドーピングで作ります。実際の製造ではイオン注入で不純物を打ち込み、その後の活性化アニールで結晶に取り込んで電気的に働かせます。
N型とP型を接合するとどうなりますか？
pn接合ができ、電流を一方向にのみ流す整流作用が生まれます。これがダイオードの原理で、組み合わせ方を変えればトランジスタや太陽電池など多様なデバイスになります。
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