Ein Störstellenhalbleiter ist ein Halbleiter, der mit einer bestimmten Verunreinigung dotiert wurde, die seine elektrischen Eigenschaften grundlegend verändern kann, wodurch er sich ideal für elektronische (Dioden, Transistoren usw.) oder optoelektronische Anwendungen (Lichtemitter und -detektoren) eignet.
Bei diesem Verfahren wird einem reinen Material eine winzige Menge einer geeigneten Verunreinigung hinzugefügt, wodurch dessen Leitfähigkeit um ein Vielfaches erhöht wird. Ein Störstellenhalbleiter wird auch als Fremdstoffhalbleiter oder dotierter Halbleiter bezeichnet.
Das Verfahren des Hinzufügens von Fremdatomen wird als Dotierung bezeichnet , die als Fremdatome verwendeten Atome als Dotierstoffe. Der dem Material hinzugefügte Dotierstoff wird so ausgewählt, dass das ursprüngliche Kristallgitter des reinen Halbleiters nicht verzerrt wird.
Darüber hinaus füllen die Dotierstoffe nur wenige Stellen im Kristall des ursprünglichen Halbleiters und die Größe des Dotierstoffs muss nahezu der Größe der Halbleiteratome entsprechen.
Beim Dotieren eines Materials wie vierwertigem Si oder Ge werden zwei Arten von Dotierstoffen verwendet:
- Zu den fünfwertigen Elementen oder Atomen mit der Wertigkeit 5 gehören Arsen (As), Phosphor (Pi), Antimon (Sb) und andere.
- Dreiwertige Elemente oder Atome mit der Wertigkeit 3; zum Beispiel Indium (In), Aluminium (Al), Bor (B) usw.
P-Typ-Halbleiter
Ein AP-Halbleiter ist ein intrinsischer Halbleiter (wie Si), dem gezielt eine Akzeptorverunreinigung (wie Bor B in Si) hinzugefügt wurde.
Diese Verunreinigungen werden als Akzeptoren bezeichnet, weil ihnen, sobald sie in das Kristallgitter eingebaut sind , ein oder mehrere Elektronen fehlen, die für eine vollständige Bindung mit dem Rest des Kristalls erforderlich sind.
Die Dotierstoffdichte ist in externen Halbleitern immer deutlich größer als die intrinsische Ladungsträgerdichte: NA>>ni. Die Löcherdichte in einem p-Typ-Material liegt dann nahe der Dotierstoffdichte NA.
Lesen Sie auch: Was ist ein amorpher Halbleiter?
N-Typ-Halbleiter
Ein AN-Halbleiter ist ein intrinsischer Halbleiter (z. B. Silizium, Si), dem gezielt Donatoratome (z. B. Arsen in Si oder Si in GaAs) zugeführt werden. Donatoratome werden so genannt, weil sie ein zusätzliches Elektron zum Leitungsband beitragen müssen, um alle Bindungen mit benachbarten Atomen auszubilden.
