- Störstellenleitung durch dotieren:
Dotieren ist das gezielte Einbringen von Fremdatomen in die Gitterstruktur eines Halbleiterkristall um seine Leitfähigkeit zu verändern. So verändert z.B. die Einbringung eines Bor-Atoms auf 105 Si-Atome die Leitfähigkeit des Halbleiterkristalls um den Faktor 103 !
Die Dotierung von Halbleiterkristallen erfolgt entweder mit 3-wertigen oder mit 5-wertigen Atomen.
- N-Dotierung:
Wird ein Halbleiterkristall gezielt mit 5-wertigen Atomen verunreinigt (dotiert), so bleibt in der Oktettbildung ein Valenzelektron mit geringer Bindung zum Atom übrig. Solche Elektronen können schon mit geringer el. Feldstärke aus dem Atomverband gelöst und frei bewegt werden. Zurück bleibt ein + geladenes Ion, das wieder ein anderes Elektron aufnehmen kann.(Bild 1)
Weil in einem 5-wertig dotierten Halbleiter Elektronen - also negative Ladung - transportiert wird, werden sie N-Leiter genannt.
Für Si-Halbleiter verwendet man zur N-Dotierung Phosphor, Arsen und Antimon.
- P-Dotierung:
Wird ein Halbleiterkristall gezielt mit 3-wertigen Atomen dotiert, so fehlt ein Elektron bei der Oktettbildung. Es entsteht sozusagen ein Loch (oder Defektelektron), welches ohne großen Energieaufwand von einem freien Elektron besetzt werden kann. Dadurch wird das 3-wertige Fremdatom allerdings zum -Ion und die Bindung zum Elektron ist nur gering - sie kann leicht wieder aufgelöst werden! Es kommt dadurch zur sog. Löcherleitung. (Bild 2)
Da hierbei (scheinbar) +Ladung wandert, werden 3-wertig dotierte Halbleiter P-Leiter genannt.
Für Si-Halbleiter verwendet man zur P-Dotierung Bor, Aluminium und Indium.
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N-Leiter (Bild 1)
P-Leiter (Bild 2)
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