Was sind dotierungen?

Gefragt von: Alfred Vetter MBA.  |  Letzte Aktualisierung: 16. April 2022
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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 ist Dotieren einfach erklärt?

Dotierung einfach erklärt

Dotieren beschreibt das absichtliche Einbringen von Fremdatomen, oder auch Störstellen, in einen Halbleiterkristall. Damit werden dessen elektrische, optische und strukturelle Eigenschaften moduliert, also abgewandelt. Die Fremdatome werden dazu in die Gitterstruktur eingebaut.

Warum wird Silizium dotiert?

n-Dotierung

Dieses ungebundene Elektron benötigt sehr viel weniger Energie um vom Valenzband in das Leitungsband gehoben zu werden, als die Elektronen, die die Eigenleitfähigkeit des Siliciums verursachen. Das Dotierelement, welches ein Elektron abgibt, wird als Elektronendonator (donare, lat. = geben) bezeichnet.

Was versteht man unter einem Halbleiter?

Unter einem Halbleiter versteht man einen Festkörper, den man hinsichtlich seiner elektrischen Leitfähigkeit sowohl als Leiter als auch als Nichtleiter betrachten kann. Die Leitfähigkeit ist stark temperaturabhängig. In der Nähe des absoluten Temperaturnullpunktes sind Halbleiter Isolatoren.

Wie wird dotiert?

Soll die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern geändert werden, dann wird zwischen p- und n-Dotierung unterschieden. Bei der p-Dotierung werden Fremdatome implantiert, die als Elektronen-Akzeptoren dienen. Bei der n-Dotierung werden hingegen Elektronen-Donatoren implantiert.

Dotierung von Halbleitern

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Wie werden Halbleiter in der Industrie hergestellt und dotiert?

Dotierung durch Einbringen von Fremdatomen in die Halbleiterstruktur. Oxidation zur Herstellung isolierender Schichten in Form von Siliziumoxid. Metallisierung zur Herstellung der Kontakte und Leiterbahnen. Lithografie (Lackieren, Belichten, Ätzen) dient jeweils der Strukturierung der einzelnen Schichten.

Wie entsteht ein n Halbleiter?

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.

Welche Kristallstruktur haben Halbleiter?

Halbleiter können in unterschiedlichen Strukturen kristallisieren. Silicium und Germanium kristallisieren in der Diamantstruktur (rein kovalente Bindung) und III-V- und II-VI-Verbindungshalbleiter hingegen meist in der Zinkblende-Struktur (gemischt kovalent-ionische Bindung).

Für was braucht man Halbleiter?

Elektrische Halbleiter sind die Grundlage für zahlreiche Bauelemente, zum Beispiel für Transistoren und Dioden. Neben Silizium gibt es weitere Halbleitermaterialien wie Germanium und Galliumarsenid.

Was für Halbleiter gibt es?

Chemische Einteilung der Halbleiter
  • Silizium (Si)
  • Germanium (Ge)
  • Bor (B)
  • Selen (Se)
  • Tellur (Te)

Was bringt Dotieren?

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.

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 leiten dotierte Halbleiter besser?

Lösung. Durch die n-Dotierung stehen im dotierten Halbleiter mehr bewegliche negative Ladungsträger zur Verfügung als im nicht dotierten Halbleiter. Der dotierte Halbleiter kann Strom besser leiten, die Leitfähigkeit nimmt zu.

Was heißt Dotierung Buchhaltung?

Unter Zuführung (auch Dotierung) (englisch addition, increase) versteht man im Rechnungswesen die Erhöhung von Rücklagen und Rückstellungen in der Bilanz.

Wie entstehen energiebänder?

In einem Festkörper mit einer großen Anzahl von Atomen treten durch die Wechselwirkungen nicht mehr diskrete Energieniveaus, sondern relativ breite Energiebereiche auf, die man als Energiebänder bezeichnet.

Warum fehlen Halbleiter?

Der Automobilindustrie fehlen die Chips, weil die Herstellung der Halbleiter in den Fabs den Bedarf nicht decken kann und sich so als Nadelöhr erweist.

Warum Halbleiter Engpass?

Chipkrise: Wieso es Engpässe bei Halbleitern gibt

Die Gründe für das Fehlen der wichtigen Bestandteile sind vielfältig. Chips werden nur ungern auf Lager gelegt. Sie verursachen Lagerkosten und haben ein Verfallsdatum. Die Autoindustrie kann also nicht auf Lagerbestände zurückgreifen.

Wo sind überall Halbleiter verbaut?

Halbleiter sind der Hauptbestandteil von Mikrochips, die zum Beispiel in Steuergeräten Antrieb und Fahr- oder Bremsverhalten regeln. Sie steuern aber auch Airbags und Assistenzsysteme.

Ist Kupfer ein Halbleiter?

Halbleiter bestehen aus Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen der eines Leiters, wie Kupfer, und der eines Isolators, wie Glas, liegt. Im Gegensatz zu Metallen fällt der Widerstand eines solchen Halbleiters mit steigender Temperatur ab.

Wer hat die Halbleiter erfunden?

Der entscheidende Durchbruch für die Halbleiter-Elektronik gelang 1947-1949 mit der Entdeckung des Transistoreffekts durch die Amerikaner WALTER HOUSER BRATTAIN (1902-1987), JOHN BARDEEN (1908-1991) und WILLIAM SHOCKLEY (1910-1989), die dafür 1956 den Nobelpreis für Physik erhielten.

Wie entsteht Raumladungszone?

Die RLZ entsteht durch Diffusion der negativen/positiven Ladungsträger in das P-Gebiet(P-dotiert)/N-Gebiet(N-dotiert). Zwischen den Raumladungen entsteht im Inneren des Kristalls ein elektrisches Feld, das so gerichtet ist, dass es der weiteren Diffusion von beweglichen Ladungsträgern entgegen wirkt.

Warum muss man Halbleiter Si hochrein herstellen?

Bohrsches Atommodell von Silicium

Andere Stoffe sind zudem teilweise sehr giftig, und Verbindungen mit diesen Elementen nicht so langlebig und stabil wie bei Silicium. Voraussetzung für den Einsatz von Silicium in der Halbleiterfertigung ist jedoch, dass das Silicium in einer hochreinen Form als Einkristall vorliegt.

Warum ist ein dotierter Halbleiter nach außen elektrisch neutral?

Bei einer p-Dotierung hat das Dotierelement allerdings eine negative Ladung, da es ein negatives Elektron aufnimmt. Also gibt es jeweils gleich viele positive und negative Elementarladungen. Wenn Sie dotierte Halbleiter von außen betrachten, sind diese folglich elektrisch neutral.

Wo werden Halbleiter Chips hergestellt?

Taiwan etwa ist weltweit führend in der Produktion von Halbleitern.

Was braucht man um Halbleiter herzustellen?

Für die Herstellung von (mikro-)elektronischen Schaltungen werden die Verfahren der Halbleitertechnik in einer bestimmten Folge auf einem Substrat angewendet. Als Substrat dient hierbei meist eine weniger als ein Millimeter dünne Scheibe eines Halbleiter-Einkristalls (meist Silizium), ein sogenannter Wafer.