Dopanttypen

Dopanttypen bezeichnet in der Halbleiterphysik die Kategorien von Dotierstoffen, die in Halbleitermaterialien eingeführt werden, um deren elektrische Eigenschaften gezielt zu verändern. Durch das Einbringen fremder Atome entstehen zusätzliche Ladungsträger oder Verunreinigungen der Elektronenbewegung. Die beiden Haupttypen sind n-Typ und p-Typ.

n-Typ-Dotanten (Donoren) liefern Elektronen als Mehrheitsladungsträger. In Silizium sind typische Donoren Phosphor, Arsen und Antimon; sie ersetzen Siliziumatome im Kristallgitter. Die dotierten Elektronen liegen nahe der Leitungsbandkante, sodass sie bei Raumtemperatur leicht bereitgestellt werden. Höhere Donorkonzentrationen erhöhen die Elektronenkonzentration und die Leitfähigkeit.

p-Typ-Dotanten (Akzeptoren) erzeugen Löcher als Mehrheitsladungsträger. In Silizium sind Bor, Aluminum, Gallium und Indium gängig. Sie ersetzen Siliziumatome und bilden Akzeptor-Niveaus nahe der Valenzbandkante; dadurch entstehen Löcher als Ladungsträger. Die Aktivierung hängt von der Tiefe des Akzeptorenniveaus ab.

Dotierprozesse umfassen Diffusion, Ionimplantation oder in-situ-Dotierung während der Kristallbildung. Die Dotierkonzentration bestimmt die Trägerdichte und beeinflusst Mobilität, Junctiontiefe und elektrische Eigenschaften von Bauelementen wie Dioden und Transistoren. Kompensation tritt auf, wenn Donoren und Akzeptoren gleichzeitig vorhanden sind, was die Netto-Dotierung verringert.