acceptorimpuriteiten

Acceptorimpuriteiten, oftewel acceptor dopants, zijn dopantatomen in halfgeleiders die minder valentie-elektronen hebben dan het hostkristal. Wanneer zo’n atoom op een plaats in het kristal wordt vervangen, ontstaat een acceptorniveau in het bandgap dat net boven de valentieband ligt. Deze niveaus kunnen elektronen uit de valentieband aantrekken, waardoor gaten ontstaan en zo p-type geleiding ontstaat.

In het halfgeleidermateriaal dienen acceptors als bron van gaatjes. Door ionisatie van de acceptoren wordt een netto hoeveelheid positieve lading (gaten) beschikbaar voor elektrische geleiding. De Fermi-niveau verschuift richting de valentieband bij p-type dosering. De elektrische eigenschappen hangen af van de concentratie en de ionisatiegraad van de acceptoren.

Veelvoorkomende voorbeelden zijn boor (B), aluminium (Al), gallium (Ga) en indium (In) in silicium; in halfgeleiders zoals GaAs zijn ook zink (Zn), magnesium (Mg) en cadmium (Cd) bekende acceptoren. Het type dopant en de host­materialen bepalen de ionisatie-energie van het acceptor-niveau, wat bepaalt of de acceptoren bij kamer- of lagere temperaturen ge-ioniseerd zijn.

Acceptorimpuriteiten worden onderverdeeld in shallow (oppervlakkig) en deep (diep) acceptoren. Shallow acceptors hebben een kleine ionisatie-energie en dragen bij aan significante hole-concentraties bij gebruikelijke temperaturen. Deep acceptors hebben grotere ionisatie-energieën en dragen minder bij aan de geleiding bij kamertemperatuur, wat leidt tot minder efficiënte p-type dopering.

Doping en compensatie spelen een rol: als donorimpuriteiten aanwezig zijn, kan compensatie optreden en raakt het netto-gehalte aan holes verminderd. De dopingsconcentratie NA bepaalt samen met ND de netto hole-concentratie, en de dopingsprofielen worden vaak gecontroleerd door warmtebehandeling en diffusieprocessen tijdens productie.