AkzeptorAtomen

Akzeptoratome sind Fremdatome, die in das Kristallgitter eines Halbleiters substituieren und eine Akzeptorenergie nahe der Valenzbandkante einführen. Diese Energieebene ermöglicht es dem Akzeptor, Elektronen aus dem Valenzband aufzunehmen. Wird ein Elektron von der Valenzbandseite auf das Akzeptorlevel übertragen, entsteht ein Loch im Valenzband und der Akzeptor wird negativ geladen. Dadurch dominieren Löcher als Ladungsträger, was zu p-Typ-Konzentrationen führt.

In Silizium und anderen kovalenten Halbleitern ergibt sich der p-Typ durch Dreifach-Bindungen des Akzeptors. Die Ionisationsenergie der Akzeptoren ist typischerweise klein und liegt im Bereich von einigen zehn Milli-Electronvolt (meV). Dadurch werden bei Raumtemperatur viele Akzeptoren ionisiert, wodurch holes als Hauptladungsträger entstehen. Die Gegenrichtung, bei der Donatoren Elektronen in das Leitungsband liefern, führt zu n-Typ-Bereichen; in reinem Material reagieren beide Arten von Dotierung oft gegeneinander, weshalb der Grad der Dotierung und die Temperatur die Trägerkonzentrationen bestimmen.

Häufige Akzeptoren und Materialien: In Silizium sind Bor, Aluminium, Gallium und Indium verbreitete Akzeptorarten. In III-V-Halbleitern kommen Be, Zn oder Mg als Akzeptoren zum Einsatz. Akzeptoren können durch Diffusion, Ionenimplantation oder epitaktische Wachstumsprozesse in das Kristallgitter eingebracht werden; eine anschließende Wärmebehandlung repariert Gitterstörungen.

Anwendungen liegen in p-n-Übergängen, Transistoren, Dioden und Solarzellen. Akzeptoratome ermöglichen gezielte Steuerung der Ladungsträgerdichte und damit der elektrischen Eigenschaften von Halbleiterbauelementen.