Was sind halbleiter und wie funktionieren sie?

Gefragt von: Frau Prof. Dr. Janet Fritsch B.Sc.  |  Letzte Aktualisierung: 22. August 2021
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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.

Was sind Halbleiter Beispiele?

Als Beispiel für einen Halbleiter sei der Stoff Silizium angeführt. Silizium besitzt vier Außen- beziehungsweise Valenzelektronen. Deshalb kann sich ein Kristallgitter mit einer kovalenten Bindung bilden. ... Neben Silizium gibt es weitere Halbleitermaterialien wie Germanium und Galliumarsenid.

Was sind typische Halbleiter?

Direkte und indirekte Halbleiter werden mittels Absorptionsversuch voneinander unterschieden. In der Regel sind Elementhalbleiter (Silicium, Germanium) und Verbindungshalbleiter aus der IV. Hauptgruppe indirekt und Verbindungshalbleiter aus verschiedenen Hauptgruppen (III/V: GaAs, InP, GaN) direkt.

Was macht ein Halbleiter?

Halbleiter sind Stoffe, die sowohl Eigenschaften von Isolatoren als auch von Leitern besitzen. Welche dieser Eigenschaften überwiegen, wird von den äußeren Bedingungen und von Störungen in der Struktur des Atomgitters eines Halbleiters bestimmt. Eines der wichtigsten Halbleitermaterialien ist Silicium.

Welche Stoffe gehören zu den Halbleitern?

Elementare Halbleiter
  • Silizium (Si)
  • Germanium (Ge)
  • Bor (B)
  • Selen (Se)
  • Tellur (Te)

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Welche Elemente kann man Dotieren?

Zwei der wichtigsten Stoffe mit denen Silicium dotiert werden kann sind Bor (3 Valenzelektronen = 3-wertig) und Phosphor (5 Valenzelektronen = 5-wertig). Weitere sind: Aluminium, Indium (3-wertig) und Arsen, Antimon (5-wertig).

Was ist ein Halbleiter leicht erklärt?

Halbleiter einfach erklärt

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.

Was ist ein Halbleiter und was hat Silizium damit zu tun?

Eigenschaften von Silicium

Silicium ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 14 im Periodensystem der Elemente, es steht in der 4. Hauptgruppe und der 3. Periode. Silicium ist ein klassischer Halbleiter, seine Leitfähigkeit liegt also zwischen der von Leitern und Nichtleitern.

Was ist ein undotierter Halbleiter?

Ein undotierter Halbleiter hat ein Gleichgewicht zwischen negativen (Elektronen) und positiven (sogenannten Löchern) Ladungsträgern.

Wo findet man Halbleiter?

Halbleiter sind Stoffe, deren Leitfähigkeit zwischen der von Leitern und Nichtleitern liegt. Im Periodensystem der Elemente findet man die Halbmetalle zwischen den Metallen und Nichtmetallen. Dies sind insbesondere Bor, Germanium, Tellur und der in der Halbleiterindustrie wichtigste Halbleiter Silicium.

Was sind Halbleiterbauelemente?

Halbleiter sind elektronische Bauelemente bzw. Halbleiterbauelemente, die sich durch ein Material auszeichnen, dass nur unter bestimmten physikalischen und elektrischen Zuständen leitend ist.

Was ist ein Wafer Halbleiter?

Als Wafer werden in der Halbleiterfertigung die Scheiben bezeichnet, auf denen die integrierten Schaltkreise, die Mikrochips, hergestellt werden. Meist bestehen die Wafer aus Silicium, daneben gibt es Scheiben aus Germanium, Siliciumcarbid, Galliumarsenid, Saphir, Glas und andere.

Was sind Halbleiter beim Auto?

Halbleiter sind der Hauptbestandteil von Chips, die im Auto verbaut sind und zum Beispiel in Steuergeräten Antrieb und Fahr- oder Bremsverhalten regeln. ... Die Hersteller beziehen die technischen Komponenten der Fahrzeuge in der Regel von Zulieferern – diese bekommen aktuell jedoch kaum Halbleiter.

Wo sind Isolatoren besonders wichtig Beispiele?

Gute Isolatoren sind insbesondere Keramik, Glas, Gummi, viele Kunststoffe und Luft unter normalen Bedingungen. Diese Stoffe nutzt man deshalb auch zur Isolierung von elektrischen Leitern, Schaltern oder Steckdosen. Auch destilliertes Wasser ist ein guter Isolator.

Wie produziert man Halbleiter?

Prozessschritte Halbleiter-Produktion
  1. Halbleiter-Schichtwachstum durch Abscheidungs- / Epitaxieverfahren.
  2. Dotierung durch Einbringen von Fremdatomen in die Halbleiterstruktur.
  3. Oxidation zur Herstellung isolierender Schichten in Form von Siliziumoxid.
  4. Metallisierung zur Herstellung der Kontakte und Leiterbahnen.

Wie funktioniert die Löcherleitung?

Bei einem Halbleiter spricht man von Löcherleitung, wenn die elektrische Leitung vorwiegend im Valenzband stattfindet. Im Valenzband sind die meisten Elektronenzustände besetzt und es bietet sich an, anstelle der Elektronen die nicht besetzten Zustände, die Löcher oder Defektelektronen zu beobachten.

Was versteht man unter dem Begriff dotieren?

Eine Dotierung oder das Dotieren (von lateinisch dotare ‚ausstatten') bezeichnet in der Halbleitertechnik das Einbringen von Fremdatomen in eine Schicht oder in das Grundmaterial eines integrierten Schaltkreises.

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.

Was ist die Halbleiterindustrie?

Die Halbleiterindustrie ist ein spezialisierter Bereich der Elektroindustrie. ... Des Weiteren zählen mikrosystemtechnische Bauelemente und -gruppen wie Sensoren und Aktuatoren (Wandler) zur Halbleiterindustrie.

Was bedeutet dotieren Chemie?

lat. dotare „ausstatten“) ist in der Mikroelektronik bei der Chipherstellung das Einbringen (Implantation) von Fremdatomen in eine Schicht oder ins Grundmaterial eines elektronischen Bauteiles oder eines integrierten Schaltkreises, und zwar in sehr geringer Konzentration (Größenordnung ca. 105).

Was entsteht wenn man Silizium mit Bor verunreinigt?

Hauptgruppe "verunreinigt" und damit deren Leitfähigkeit erhöht. Man bezeichnet den gezielten Einbau von Elementen der III. ... 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.

Was ist eine Störstellenleitung?

Er kennzeichnet bei der Störstellenleitung (einem Leitungsmechanismus von elektrischem Strom in Halbleitern) den Temperaturbereich, bei dem alle Störstellen ionisiert sind, das heißt, entweder ihr Elektron in das Leitungsband abgegeben (Im Fall von Donatorstörstellen) oder ein Elektron aus dem Valenzband aufgenommen ( ...

Wie verhalten sich Elektronen im nichtleiter?

Bei Isolatoren ist das Valenzband durch die Bindungen der Atome voll mit Elektronen besetzt. Sie können sich darin nicht bewegen, da sie zwischen den Atomen "eingesperrt" sind. Um leiten zu können müssten sich die Elektronen aus dem voll besetzten Valenzband in das Leitungsband bewegen.

Wie muss ein Material sein damit es Strom leitet?

Metalle besitzen bewegliche Elektronen, die sich am Elektronenfluss beteiligen und so den Strom leiten können. Bei Nichtleitern sind die Elektronen nicht auf dieselbe Art beweglich und es kann kein elektrischer Strom fließen. Nichtleiter können als Isolatoren genutzt werden.