Doping puolijohteiden on tarkoituksellisesti ottaa käyttöön epäpuhtauksia muuttaa sähköominaisuuksia. Tämä prosessi on olennainen luoda elektronisia komponentteja, kuten diodeja ja transistoreita. Ymmärtäminen teoria, laskelmat, ja käytännön sovelluksia on ratkaisevan tärkeää tehokkaan puolijohdesuunnittelun ja valmistuksen.

Dopingin teoreettiset perusteet

Dopingin ensisijaisena tavoitteena on muuttaa latauskansioiden pitoisuutta puolijohdealueella. N-tyypin dopingin mukana tulee elementtejä, joissa on ylimääräisiä elektroneja, kuten fosforia piissä, ja p-tyypin dopingin mukana tulee elementtejä, joissa on vähemmän elektroneja, kuten booria. Nämä epäpuhtaudet luovat vapaita kantoaineita, jotka parantavat johtavuutta.

Dopingpitoisuuksien laskeminen

Dopingtason laskeminen edellyttää halutun sähköominaisuuksien ja materiaalin ominaisuuksien ymmärtämistä. Dopants-pitoisuus ilmaistaan tyypillisesti atomeina kuutiosenttimetriä kohti. Fermi-taso vaihtelee riippuen dopingtasosta, mikä vaikuttaa laitteen käyttäytymiseen.

Doped-puolijohdelaitteiden käytännön käyttö

Dopingpuolijohteita käytetään erilaisissa sähköisissä laitteissa.

  • Korjaavia dioja varten
  • Transistorit, jotka on tarkoitettu kytkintä ja vahvistinta varten
  • Aurinkokennot energian muuntamista varten
  • Valodiodit (LED-diodit)