Dotieren allgemein
Reiner (intrinsischer) Halbleiter
Wie bereits bekannt besteht ein reiner Halbleiter aus einer Gitterstruktur. Durch Temperaturerhöhung bzw. Energieeinwirkung, können sich Elektronen aus diesem Gitter lösen. Man bezeichnet diese Elektronen dann als freie Elektronen.
Die steht nun zum Ladungstransport zur Verfügung. Das bedeutet der Halbleiter wird leitend.
Dotierter Halbleiter
Die Idee der Dotierung ist es nun freie Elektronen in unserem Material zu haben, ohne dass sich diese zwingend aus der Gitterstruktur lösen müssen. Denn dies benötigt, wie erklärt, viel Energie.
Damit dieses Ziel erreicht werden kann, werden sogenannte Fremdatome in die Gitterstruktur eingesetzt. Konkret: Einige Atome in dem Gitter werden durch Fremdatome ersetzt. Diesen Vorgang bezeichnet man als dotieren.
Bei dem Dotieren kommt es auf die Anzahl der Außenelektronen der Fremdatome an.
Es wird zwischen P und N Dotierung unterschieden.
P-Dotierung Erklärung
Als P-Dotierung wird die Dotierung bezeichnet, bei welcher die Fremdatome weniger Außenelektronen haben als die Atome des ursprünglichen, reinen Halbleiters.
Möchte man den Halbleiter P dotieren nimmt man als Fremdatom ein Atom der 3. Hauptgruppe des Periodensystems somit ein Atom mit 3 Außenelektronen. Ein Beispiel hierfür wäre Bor.
Setzt man diesen dann in den reinen Halbleiter ein verbinden sich alle 3 mit dem Silizium. Allerdings bleibt 1 Loch übrig da das Silizium ja 4 Außenelektronen besitzt. Dieses überschüssige Loch wird Defektelektron genannt. Hier gilt ebenfalls dass man mehrere dieser Fremdatome in das reine Silizium bringt und man so mehrere Defektelektronen besitzt. Diese stehen dem Ladungstransport zur Verfügung.