Was sind extrinsische Halbleiter?

Extrinsische Halbleiter sind teilweise leitende und teilweise isolierende Materialien, die chemisch so verändert wurden, dass sie eine nicht neutrale elektrische Ladung tragen. Sie sind die Bausteine ​​von Halbleiterbauelementen. Die Herstellung von extrinsischen Halbleitern folgt einer erfolgreichen Herstellung von intrinsischen Halbleitern und ihrer Umwandlung in Halbleiter vom positiven (P) -Typ oder negativen (N) -Typ.

Wenn Siliciumdioxid Sauerstoffatome entfernt, ist die Extraktion von reinem Silicium möglich. Dieses reine Silicium reagiert, obwohl es in flüssiger Form vorliegt, leicht mit Sauerstoff, um zu einer Variation von gewöhnlichem Sand zurückzukehren. Durch die Verwendung einer speziellen Produktionsumgebung, wie beispielsweise in einem Vakuum oder einem nicht reagierenden Gas, hat das Siliciummaterial die Möglichkeit, eine hohe Reinheit zu haben. Eventuell unerwünschte Spuren anderer Elemente und Verbindungen werden ebenfalls abgetrennt, um reines Silizium zu erhalten. Silizium schmilzt bei ca. 1.414 ° C (2.577 ° F). Daher sind spezielle Geräte und Technologien für die Herstellung von externen Halbleitern erforderlich.

Reines Silizium muss an sich dotiert werden, damit es nicht dauerhaft als intrinsischer Halbleiter verbleibt. Das Dotieren beinhaltet das Einbringen zusätzlicher kontrollierter Verunreinigungen in den intrinsischen Halbleiter, während dieser in flüssiger Form vorliegt. In der Elektronikindustrie muss reines Silizium, das als intrinsischer Halbleiter fungiert, in einen extrinsischen Halbleiter umgewandelt werden, um verwendet zu werden. Wenn es sich als intrinsisch verfestigt hat, muss es erneut geschmolzen werden, um einen extrinsischen Halbleiter zu erzeugen. Sobald der intrinsische Halbleiter in flüssiger Form vorliegt, ist die Erzeugung eines Halbleiters vom P-Typ oder N-Typ die nächste Wahl, und mit den richtigen Dotierungselementen oder der richtigen Wahl kontrollierter Verunreinigungen wird der intrinsische Halbleiter ein extrinsischer Halbleiter oder ein dotierter Halbleiter.

Extrinsische Halbleiter sind je nach verwendetem Dotierstoff entweder vom N-Typ oder vom P-Typ. Ein Dotierstoff wie Bor kann drei Elektronen auf der äußeren Atomhülle oder Valenz aufweisen, um einen Halbleiter vom P-Typ zu erzeugen. Jene mit fünf Valenzelektronen, wie Phosphor, werden als Dotiermittel zur Herstellung eines Halbleiters vom N-Typ verwendet. Das Hinzufügen von Bor zu geschmolzenem reinem Silicium in einer nicht reagierenden Umgebung macht es zu einem Halbleiter vom P-Typ oder einem Elektronenakzeptor, während das Dotieren von intrinsischem Silicium mit Phosphor einen Halbleiter vom N-Typ oder einen Elektronendonor erzeugt. Ein Boratom zu bis zu 10 Millionen Siliciumatomen ist das typische Verhältnis der Verunreinigungsmenge in einem intrinsischen Halbleiter.

Eine Halbleiterfabrik liefert Komponenten mit verschiedenen Kombinationen von externen Halbleitern. Die Diode mit zwei Anschlüssen hat einen einzelnen PN-Übergang oder einen verbundenen Halbleiter vom P-Typ und N-Typ. Sehr große Integrationschips weisen Tausende von Übergängen von Halbleitern vom P-Typ und N-Typ auf.