どうもゆうかです。
何においても注入すると最高にハイになることがあります。人なら麻薬やタバコ、酒ですね。猫ならまたたびです。
それは半導体の世界でも同じで、何かを入れると半導体自体の特性が変わることがあります。
今回は半導体の勉強をする上で欠かせない、ドーピングについて解説します。
ドーピングとは？
ドーピングとは純物質（ケイ素）の中に不純物を混ぜることで正孔、電子の数を増やしたり減らしたりすることです。
半導体は現在主流なのはシリコン（ケイ素）の半導体です。純粋なシリコン半導体は電気をほとんど通しません。キャリアとなる正孔や電子が存在しないため電気が流れません。
そこでドーピングを行います。あえて不純物を加えることによって電子を多くしたり、少なくしたりして導電性を制御します。
少し詳しく見てみよう
ケイ素はもともと4価の原子で、正四面体構造を持っています。
全ての電子で共有結合しているため正孔、電子余りができず絶縁になってしまいます。
そこに5価のリンをドープする（ドーピング）と電子が一つ余ることになります。それがキャリアとなって電気がある程度流れるようになります。これはn型半導体になります。
ホウ素、アルミニウムなどの3価元素をドープすると電子が足りず、正孔がキャリアとなります。p型半導体です。
ドープする濃度を調整すればどの程度の抵抗率になるのかを制御できます。加工しやすいのがシリコン半導体のいいところです。
まとめ
今回はドーピングについて解説していきました。半導体の世界でドーピングは最低限の知識として持っていなければいけません。
あえて不純物を加えて能力を引き上げる。この操作はシリコン以外の半導体でも使います。
例えばCuIと呼ばれるヨウ化銅です。これに、亜鉛をドープすると発光強度が上がったりします。ドープすることで電気が流れやすくなるだけでなく特性も変わったりします。
人に薬（酒）をドープしたらその人の性格が変わったりすることと似てますね。
ご一読ありがとうございました。
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