Een extrinsieke halfgeleider is een halfgeleider die is gedoteerd met een specifieke onzuiverheid die de elektrische eigenschappen ervan ingrijpend kan veranderen, waardoor deze halfgeleider ideaal is voor elektronische (diodes, transistors, enz.) of opto-elektronische toepassingen (lichtstralers en detectoren).
Een kleine hoeveelheid van een geschikte onzuiverheid wordt toegevoegd aan een zuiver materiaal in dit proces, waardoor de geleidbaarheid vele malen toeneemt. Een extrinsieke halfgeleider staat ook bekend als onzuiverheidshalfgeleider of gedoteerde halfgeleider.
Het proces van het toevoegen van onzuiverheden wordt doteren genoemd , en de atomen die als onzuiverheid worden gebruikt, worden doteringsmiddelen genoemd. Het doteringsmiddel dat aan het materiaal wordt toegevoegd, wordt zo gekozen dat het oorspronkelijke rooster van de zuivere halfgeleider niet wordt vervormd.
Bovendien vullen de dopanten slechts enkele plekken in het oorspronkelijke halfgeleiderkristal en moet de grootte van de dopant bijna gelijk zijn aan de grootte van de halfgeleideratomen.
Bij het doperen van een materiaal, zoals tetravalent Si of Ge, worden twee soorten dopanten gebruikt:
- Pentavalente elementen, of atomen met valentie 5, zijn onder andere arseen (As), fosfor (Pi), antimoon (Sb) en andere.
- Driewaardige elementen, of atomen met valentie 3; bijvoorbeeld indium (In), aluminium (Al), boor (B), enzovoort.
P-type halfgeleiders
Een AP-type halfgeleider is een intrinsieke halfgeleider (zoals Si) waaraan opzettelijk een acceptorverontreiniging (zoals boor B in Si) is toegevoegd.
Deze onzuiverheden worden acceptoren genoemd omdat ze, eenmaal in het kristalrooster ingebracht , één of meer elektronen missen die nodig zijn voor een volledige binding met de rest van het kristal.
Dopantdichtheid is altijd veel groter dan intrinsieke dragerdichtheid in externe halfgeleiders: NA>>ni. De gatdichtheid in een p-type materiaal ligt dan in de buurt van de dopantdichtheid NA.
Lees ook: Wat is een amorfe halfgeleider?
N-type halfgeleiders
Een AN-type halfgeleider is een intrinsieke halfgeleider (bijvoorbeeld silicium Si) met een opzettelijk geïntroduceerde donorverontreiniging (bijvoorbeeld arseen As in Si of Si in GaAs). Donorverontreinigingen worden zo genoemd omdat ze een extra elektron aan de geleidingsband moeten bijdragen om alle bindingen met naburige atomen te kunnen vormen.
