ドナーとは？n型半導体へ電子を供給する不純物原子の役割を解説

ドナーは、半導体の基礎を理解するうえで重要な用語です。この記事では、意味・仕組み・重要性・具体例を初心者にも分かりやすく整理します。

ドナーとは

ドナーは、半導体結晶へ自由電子を供給する不純物です。シリコンではV族元素のリン、ヒ素、アンチモンなどが使われ、n型半導体を形成します。

仕組み

4価のシリコン格子へ5価のドナー原子が置換すると、4個の電子は共有結合に使われ、残り1個が弱く束縛されます。室温ではこの電子が伝導帯へ励起され、電流を運びます。

半導体で重要な理由

n型ウェル、NMOSのソース・ドレイン、抵抗、PN接合、パワーデバイスのドリフト層などを形成します。濃度と拡散特性の制御が抵抗、速度、耐圧を決めます。

具体例・用途

リンは拡散しやすく、ヒ素は重くて拡散しにくいという違いがあります。目的の接合深さや濃度プロファイルに応じて使い分けます。

関連用語

ドーピング、アクセプタ、電子、n型半導体、リン

よくある質問

ドナーはなぜ重要ですか？

n型ウェル、NMOSのソース・ドレイン、抵抗、PN接合、パワーデバイスのドリフト層などを形成します。濃度と拡散特性の制御が抵抗、速度、耐圧を決めます。

ドナーと関連する半導体用語は？

ドーピング、アクセプタ、電子、n型半導体、リンなどです。用語同士の関係を押さえると、半導体の基礎を体系的に理解できます。

まとめ

ドナーは半導体デバイスや製造技術を理解するための基本用語です。定義だけでなく、仕組みや関連用語とあわせて覚えることが重要です。