Que sont les semi-conducteurs extrinsèques?
Les semi-conducteurs extrinsèques sont des matériaux partiellement conducteurs et partiellement isolants qui ont été modifiés chimiquement pour supporter une charge électrique non neutre. Ils sont les blocs de construction des dispositifs à semi-conducteurs. La production de semi-conducteurs extrinsèques suit une production réussie de semi-conducteurs intrinsèques et leur transformation en semi-conducteurs positifs (P) ou négatifs (N).
Lorsque le dioxyde de silicium subit l'élimination des atomes d'oxygène, l'extraction du silicium pur est possible. Ce silicium pur, bien que sous forme liquide, réagit facilement avec l'oxygène pour revenir à une variation de sable ordinaire. En utilisant un environnement de production spécial, tel que le vide ou un gaz ne réagissant pas, le matériau à base de silicium a une chance d'avoir une grande pureté. Toute trace indésirable d'autres éléments et composés est également séparée pour obtenir du silicium pur. Le silicium fond à environ 1 414 ° C (2,577 ° F); il est donc nécessaire de disposer d’un équipement et d’une technologie spécifiques pour la production de semi-conducteurs extrinsèques.
Le silicium pur doit être dopé de manière à ne pas rester en tant que semi-conducteur intrinsèque. Le dopage implique l’introduction d’impuretés contrôlées supplémentaires dans le semi-conducteur intrinsèque alors qu’il se trouve sous forme liquide. Dans l'industrie électronique, le silicium pur fonctionnant comme un semi-conducteur intrinsèque doit être converti en un semi-conducteur extrinsèque pour pouvoir être utilisé. S'il s'est solidifié en tant qu'intrinsèque, il doit être à nouveau fondu pour créer un semi-conducteur extrinsèque. Une fois que le semi-conducteur intrinsèque est sous forme liquide, il faut ensuite créer un semi-conducteur de type P ou de type N, et avec les éléments dopants appropriés ou le choix correct d'impuretés contrôlées, le semi-conducteur intrinsèque devient un semi-conducteur extrinsique ou un semi-conducteur dopé.
Les semi-conducteurs extrinsèques sont de type N ou de type P, en fonction du dopant utilisé. Un dopant, tel que le bore, peut avoir trois électrons sur la couche externe d'atomes, ou valence, pour produire un semi-conducteur de type P. Ceux avec des électrons à cinq valences, tels que le phosphore, sont utilisés comme dopants pour produire un semi-conducteur de type N. L'ajout de bore au silicium pur fondu dans un environnement non réactif en fait un semi-conducteur de type P ou un accepteur d'électrons, tandis que le dopage du silicium intrinsèque avec du phosphore crée un semi-conducteur de type N ou un donneur d'électrons. Un atome de bore sur 10 millions d'atomes de silicium est le rapport typique de la quantité d'impureté dans un semi-conducteur intrinsèque.
Une usine de semi-conducteurs fournit des composants avec diverses combinaisons de semi-conducteurs extrinsèques. La diode à deux bornes a une seule jonction PN, ou un semi-conducteur de type P et de type N joint. Les puces d'intégration à très grande échelle ont des milliers de jonctions de semi-conducteurs de type P et de type N.