Hva er ekstreme halvledere?

Ekstrinsiske halvledere er delvis ledende og delvis isolerende materialer som er blitt kjemisk endret for å ha en ikke-nøytral elektrisk ladning. De er byggesteinene til halvlederenheter. Produksjonen av ekstrinsiske halvledere følger en vellykket produksjon av iboende halvledere og deres transformasjon til positive (P) -type eller negative (N) -type halvledere.

Når silisiumdioksid gjennomgår fjerning av oksygenatomer, er ekstraksjon av rent silisium mulig. Selv om det er i flytende form, reagerer dette rene silisium lett med oksygen for å vende tilbake til en variasjon av vanlig sand. Ved å bruke et spesielt produksjonsmiljø, for eksempel i et vakuum eller en ikke-reagerende gass, har silisiummaterialet en mulighet for høy renhet. Eventuelle uønskede spor etter andre elementer og forbindelser blir også separert for å oppnå rent silisium. Silisium smelter ved ca. 1 414 ° C, og derfor kreves spesialutstyr og teknologi for å produsere ekstrinsiske halvledere.

Rent silisium i seg selv må doperes slik at det ikke forblir permanent som en iboende halvleder. Doping innebærer å introdusere ytterligere kontrollerte urenheter i den iboende halvlederen mens den er i flytende form. I elektronikkindustrien må rent silisium som fungerer som en iboende halvleder konverteres til en ekstrinsik halvleder for å kunne brukes. Hvis den har størknet som iboende, må den smeltes igjen for å lage en ekstrinsik halvleder. Når den iboende halvlederen er i flytende form, er det å lage en halvleder av P-type eller N-type det neste valget, og med de rette dopingmiddelelementene eller riktig valg av kontrollerte urenheter, blir den iboende halvlederen en ekstrinsic halvleder eller en dopet halvleder.

Ekstrinsiske halvledere er enten N-type eller P-type, avhengig av hvilket dopingmiddel som brukes. Et dopingmiddel, så som bor, kan ha tre elektroner på det ytre atomskallet, eller valens, for å produsere en halvleder av P-type. De med fem valenselektroner, for eksempel fosfor, brukes som dopingmidler for å produsere en N-type halvleder. Tilsetting av bor til smeltet rent silisium i et ikke-reagerende miljø gjør det til en halvleder av P-type, eller en elektronakseptor, mens doping av iboende silisium med fosfor skaper en halvleder av N-type, eller en elektron donor. Et boratom til så mange som 10 millioner silisiumatomer er det typiske forholdet mellom mengden urenhet i en egen halvleder.

Et halvlederanlegg leverer komponenter med forskjellige kombinasjoner av ekstrinsiske halvledere. Den to-terminale dioden har et enkelt PN-veikryss, eller en sammenføyd halvleder av P-type og N-type. Meget store integrasjonsbrikker har tusenvis av veikryss av halvledere av P-type og N-type.