Was ist dotierung?
Gefragt von: Frank Diehl | Letzte Aktualisierung: 27. März 2021sternezahl: 5/5 (68 sternebewertungen)
Eine Dotierung oder das Dotieren bezeichnet in der Halbleitertechnik das Einbringen von Fremdatomen in eine Schicht oder in das Grundmaterial eines integrierten Schaltkreises. Die bei diesem Vorgang eingebrachte Menge ist dabei sehr klein im Vergleich zum Trägermaterial.
Was versteht man unter einer Dotierung?
Bei der p-Dotierung (p für die freibewegliche positive Lücke, auch Loch oder Defektelektron genannt, die dadurch eingebracht wird) werden dreiwertige Elemente, die sogenannten Akzeptoren, in das Siliciumgitter eingebracht und ersetzen dafür vierwertige Silicium-Atome.
Wie funktioniert Dotierung?
Als Dotieren bezeichnet man den Einbau von Fremdatomen in den atomaren Gitterverbund von Halbleitern. Dadurch kann man gezielt die elektrische Leitung in Halbleitern, die sowohl auf der Elektronen- als auch auf der Löcherleitung beruht, beeinflussen.
Was bewirkt das dotieren von Halbleiter?
Dotieren bedeutet das Einbringen von Fremdatomen in einen Halbleiterkristall zur gezielten Veränderung der Leitfähigkeit. Zwei der wichtigsten Stoffe mit denen Silicium dotiert werden kann sind Bor (3 Valenzelektronen = 3-wertig) und Phosphor (5 Valenzelektronen = 5-wertig).
Wie werden Halbleiter in der Industrie hergestellt und dotiert?
Um die elektrischen Eigenschaften des Halbleiters in bestimmten Regionen zu ändern, werden lokal Fremdatome in das Material eingebracht (Dotierung). Dies geschieht durch Ionenimplantation oder Diffusion. Die Fremdatome werden dabei in verschiedenen Tiefen und in unterschiedlichen regionalen Konzentrationen eingelagert.
Dotierung von Halbleitern
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Wo werden Halbleiter verbaut?
Eingesetzt werden organische Halbleiter in Leuchtdioden (OLEDs), Solarzellen (OPVs) und Feldeffekttransistoren. Mehrere halbleitende Moleküle oder Atome bilden im Verbund einen Kristall oder erzeugen einen ungeordneten (amorphen) Festkörper.
Wie wird ein Wafer hergestellt?
Die Herstellung erfolgt für beide Typen durch Sägen von entsprechenden Ingots. Polykristalline Ingots werden aus quaderförmigen polykristallinen Silicium-Blöcken hergestellt, woraus sich die Form der Wafer ergibt (meist quadratisch).
Welche Elemente eignen sich zum Dotieren von Silizium oder Germanium?
Für die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit bei gängigen Halbleiterbauelemente aus Silicium oder Germanium (der vierten Hauptgruppe) kommen für p-Gebiete die Elemente aus der dritten Hauptgruppe wie beispielsweise: Bor, Indium, Aluminium oder Gallium und für n-Gebiete die Elemente aus der fünften Hauptgruppe wie ...
Warum sind dotierte Halbleiter elektrisch neutral?
Die durch Dotieren n-leitend gemachten Halbleiter sind nach außen elektrisch neutral, da man ja elektrisch neutrale Atome in das Halbleitermaterial eingebracht hat. Die n-Leitung wird eingesetzt, wenn eine hohe Beweglichkeit der Ladungsträger erforderlich ist.
Wie entsteht eine Raumladungszone?
Eine Raumladungszone ist in Halbleitern ein Bereich, in dem entweder ein Überschuss oder ein Mangel an Ladungsträgern vorherrscht, so dass diese Zone nicht mehr ladungsneutral ist. Die RLZ entsteht durch Diffusion der negativen/positiven Ladungsträger in das P-Gebiet(P-dotiert)/N-Gebiet(N-dotiert). ...
Was passiert am pn Übergang?
p-n-Übergang bei angelegter elektrischer Spannung
Durch Anlegen einer äußeren Spannung in Sperrrichtung (+ am n-Kristall, − am p-Kristall) wird das elektrische Feld der Sperrschicht verstärkt und die Ausdehnung der Raumladungszone vergrößert. Elektronen und Löcher werden von der Sperrschicht weggezogen.
Welches Element kann zur Dotierung zum n Kristall verwendet werden?
Hauptgruppe in einen Germanium- oder Siliziumkristall als Dotierung. Baut man z.B. in einen Siliziumkristall ein fünfwertiges Element ein (z.B. Phosphor), so entsteht ein n-Halbleiter, beim Einbau eines dreiwertigen Elements (z.B. Bor) entsteht ein p-Halbleiter.
Wie muss man einen pn Übergang Polen damit ein Durchlassstrom fließt?
Durchlass- und Sperrrichtung
Ob eine Diode den Strom nahezu ungehindert passieren lässt oder ihn fast vollständig unterbindet hängt von der Polung der anliegenden Spannungsquelle ab. Legt man den Pluspol der Spannungsquelle an die p-Schicht, so leitet die p-n-Schicht: Polung in Durchlassrichtung.
Was versteht man unter einem P Leiter?
Die p-Leitung ist eine Form der Störstellenleitung, die auf der gerichteten Bewegung von Defektelektronen (Löchern) beruht. Sie wird durch Dotieren von Silicium (4-wertig) mit 3-wertigen Atomen erreicht, die über drei Außenelektronen verfügen.
Was versteht man unter Eigenleitung?
Die durch die Elektronen-Löcher-Paare bedingte Leitfähigkeit eines Halbleiterkristalls wird als Eigenleitung bezeichnet. Damit bringt man zum Ausdruck, dass die Ladungsträger aus dem Halbleiter selbst stammen.
Wie entsteht eine Sperrschicht?
Die Löcher der p-Schicht werden vom Minus-Pol angezogen, die Elektronen der n-Schicht werden vom Plus-Pol angezogen. Dadurch vergrößert sich die Sperrschicht, die auch Grenzschicht genannt wird. Es können keine Ladungsträger durch die Sperrschicht hindurch gelangen.
Welche Halbleitermaterialien gibt es?
- Silizium (Si)
- Germanium (Ge)
- Bor (B)
- Selen (Se)
- Tellur (Te)
Warum gibt es in einem N dotierten Halbleiter nahezu keine Löcher?
Im Fall der p-Dotierung sind im dotierten Halbleiter mehr "positive" Ladungsträger (Löcher) vorhanden. Es gilt das gleiche Argument wie bei n-Halbleitern. Im n-dotierten Halbleiter werden nahezu alle Löcher im Halbleiter mit den "überschüssigen" Elektronen der Dotierungselemente gefüllt.
Wie wird ein Mikrochip hergestellt?
Ein Waferscanner ist das Herzstück der Chip-Fertigung. Das Gerät scannt den Bauplan des Chips und brennt ihn auf Siliziumscheiben, die Wafer. ... Während die Chips selbst hauptsächlich in Asien und den USA gefertigt werden, sind europäische Firmen führend bei der Herstellung der dafür nötigen Maschinen.