Un semi-conducteur extrinsèque est un semi-conducteur qui a été dopé avec une impureté spécifique qui a la capacité de modifier profondément ses propriétés électriques, ce qui le rend idéal pour les applications électroniques (diodes, transistors, etc.) ou optoélectroniques (émetteurs et détecteurs de lumière).
Au cours de ce processus, une infime quantité d'une impureté appropriée est ajoutée à un matériau pur, augmentant ainsi considérablement sa conductivité. Un semi-conducteur extrinsèque est également appelé semi-conducteur à impuretés ou semi-conducteur dopé.
L' ajout d'impuretés est appelé dopage , et les atomes utilisés comme impuretés sont appelés dopants. Le dopant ajouté au matériau est choisi de manière à ne pas déformer le réseau cristallin du semi-conducteur pur.
De plus, les dopants ne remplissent que quelques sites dans le cristal du semi-conducteur d'origine, et la taille du dopant doit être presque égale à la taille des atomes du semi-conducteur.
Deux types de dopants sont utilisés dans le processus de dopage d'un matériau tel que le Si ou le Ge tétravalent :
- Les éléments pentavalents, ou atomes de valence 5, comprennent l'arsenic (As), le phosphore (Pi), l'antimoine (Sb) et d'autres.
- Éléments trivalents, ou atomes de valence 3 ; par exemple, l'indium (In), l'aluminium (Al), le bore (B), etc.
Semi-conducteurs de type P
Un semi-conducteur de type AP est un semi-conducteur intrinsèque (comme le Si) auquel une impureté acceptrice (comme le bore B dans le Si) a été délibérément ajoutée.
Ces impuretés sont appelées accepteurs car, une fois insérées dans le réseau cristallin , elles sont dépourvues d'un ou plusieurs électrons nécessaires à une liaison complète avec le reste du cristal.
La densité de dopants est toujours bien supérieure à la densité intrinsèque de porteurs dans les semi-conducteurs externes : NA>>ni. La densité de trous dans un matériau de type p est alors proche de la densité de dopants NA.
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Semi-conducteurs de type N
Un semi-conducteur de type AN est un semi-conducteur intrinsèque (par exemple, le silicium Si) auquel on a introduit intentionnellement une impureté donneuse (par exemple, l'arsenic As dans Si ou le silicium dans GaAs). Ces impuretés sont dites donneuses car elles doivent fournir un électron supplémentaire à la bande de conduction pour former toutes les liaisons avec les atomes voisins.
