Dotieren von Halbleitern
Schlagwörter: Dotieren Halbleitern Kristallgittermodell Bändermodell
Um das Leitungsverhalten der Halbleiter zu verändern, können diese dotiert werden. Dotieren ist eine „Verunreinigung“ des Halbleitermaterials. Dabei werden Stoffe der 3. oder 5. Hauptgruppe des PSE in das Kristallgitter eingebracht, um das Leitungsverhalten gezielt zu verändern.
Dotieren im Kristallgittermodell
n-dotieren
Dazu werden Atome der 5. Hauptgruppe (z.B. Phosphor P) in das Gitter eingebracht.
Das 5-te Außenelektron ist nur schwach gebunden und kann sich bei geringer Energiezufuhr lösen.
p-dotieren
Dazu werden Atome der 3. Hauptgruppe (z.B. Bor B) in das Gitter eingebracht.
Die Bindung im Si-Kristall wird schwächer – LOCH –
In dieses Loch können Elektronen zur „Sättigung“ der Bindung springen.
Die Anzahl der eingebrachten Verunreinigungen ist sehr gering. Ein eingebrachtes Fremdatom kommt auf ca. 106 bis 107 Si-Atome
Dotieren im Bändermodell
Das Dotieren der Halbleiter erzeugt zusätzliche Energieniveaus zwischen dem Valenz- und dem Leitungsband.
Bei n – dotierten Halbleitern befindet sich das zusätzliche Energieniveau knapp unterhalb des Leitungsbandes. Die Elektronen, die sich auf diesem Leitungsband befinden benötigen nur eine geringe Energie, um in das Leitungsband zur wechseln.
Bei p – dotierten Halbleitern befindet sich das zusätzliche Energieniveau knapp oberhalb des Valenzbandes. Die Elektronen aus dem Valenzband benötigen nur eine geringe Energie, um in dieses Band zu springen. Im Valenzband bleiben Löcher zurück, die als quasi „positive Ladungsträger“ fungieren
