Intrinsische Halbleiter sind eine reine Form von Elementen, die normalerweise vier Valenzelektronen haben. Ein spezieller Prozess kann durchgeführt werden, um intrinsische Halbleiter zu negativen (N)-Typ- oder positiven (P)-Typ-Halbleitern zu machen. Die Verwendungen von P-Typ- und N-Typ-Halbleitern umfassen Bipolartransistoren (BJT), Feldeffekttransistoren (FET) und siliziumgesteuerte Gleichrichter (SCR).
Gute Stromleiter wie Kupfer geben leicht Elektronen an andere Atome im Inneren des Materials ab, während Halbleiter teilweise leitend und teilweise isolieren. Sowohl Silizium als auch Germanium sind vierwertige Elemente. Silizium ist ein übliches Material für Halbleiter, obwohl auch Germanium für Hochfrequenzanwendungen verwendet wird. Der Unterschied zwischen Silizium und Germanium besteht darin, dass der Durchlassspannungsabfall in Germanium etwa 0.2 Volt (V) beträgt, verglichen mit 0.7 V in Silizium.
Bei der Herstellung von intrinsischen Halbleitern wird Silizium bei sehr hoher Temperatur in einem Inertgas oder Vakuum geschmolzen. Das resultierende geschmolzene Material sieht einem geschmolzenen Glas sehr ähnlich. Durch einen als Wachsen bezeichneten Prozess zieht ein sich drehender Züchter das geschmolzene Silizium langsam in ein intrinsisches Siliziummaterial in Form eines Stabs mit einem Durchmesser von etwa einigen Zoll.
Intrinsische Siliziummaterialien, undotierte Halbleiter, intrinsische (i)-Typ-Halbleiter oder intrinsische Halbleiter genannt, sind für die Elektronikindustrie von geringem Nutzen. Die nutzbare Form des Siliziums entsteht durch die Zugabe spezieller Elemente, sogenannter Dotierstoffe, in einem sogenannten Dotierverfahren, bei dem Dotierstoffe wie Phosphor oder Bor zugesetzt werden, während das Silizium noch geschmolzen ist. Wenn Phosphor zu Silizium hinzugefügt wird, macht ein zusätzliches Elektron das Silizium zu einem N-Halbleiter. Der nächste Schritt, nachdem ein Siliziumstab vom N-Typ gezüchtet wurde, ist das Schneiden, wobei das glasartige, stabförmige Material geschnitten wird, um dünne Siliziumwafer herzustellen. Beim Schneiden eines sehr harten Materials wie phosphordotiertem Silizium werden spezielle Techniken wie die akustische Oberflächenwelle (SAW) verwendet.
Die durch das Schneiden erzeugten Siliziumwafer können auf der x-Achse und dann auf der y-Achse geritzt werden, was zu einer großen Menge an N-Typ-Halbleitern führt. Später werden auch P-Typ-Halbleiter hergestellt und für den Montageprozess vorbereitet. An diesem Punkt wurden die intrinsischen Halbleiter in extrinsische Halbleiter umgewandelt. Die einfachste Anordnung eines N-Typ- und eines P-Typ-Halbleiters ist ein positiv-negativ (PN)-Übergang, bekannt als Diode, der wie ein Einwegventil ist. Der PN-Übergang, der durch den Kontakt des N-Typ- und des P-Typ-Halbleiters erzeugt wurde, weist nun eine besondere Eigenschaft auf, die als Einwegleitfähigkeit bekannt ist.