純粋なシリコンは、実はあまり役に立たない。常温でわずかに電気を通す程度で、制御の幅が狭いからだ。そこで意図的に別の元素を微量だけ混ぜる。これをドーピングと呼ぶ。

シリコンは価電子を4個持ち、隣の原子と手をつないで結晶を作っている。ここに価電子5個のリンを混ぜると、手をつなぐのに4個使って1個余る。この余った電子は結合に縛られていないので、自由に動ける。電子（negative）が余るので、これをn型半導体という。

逆に価電子3個のホウ素を混ぜると、手が1本足りない。この「電子が入るべき場所が空いている」状態を正孔（ホール）と呼ぶ。正孔は隣の電子が移動してくることで位置がずれていくため、まるでプラスの電荷を持った粒子が動いているように振る舞う。正孔（positive）が主役なのでp型半導体という。

ドーピングの量はごくわずかで、シリコン原子1億個に対して不純物が数個から数千個という水準になる。それだけで導電率が桁違いに変わる。逆に言えば、意図しない不純物が同じ濃度で入り込めば特性が壊れるということでもあり、半導体工場が極端なクリーンルームを必要とする理由がここにある。