N-Typ-Wafer

N-Typ Wafer

Reines Silizium ist nicht leitfähig und wird daher selten als Halbleiter verwendet. Um reines Silizium in praktisch nutzbare Halbleiter umzuwandeln, muss eine kontrollierte Menge an Verunreinigungen hinzugefügt werden. Die Zugabe von Verunreinigungen verändert die Leitfähigkeit und verwandelt das Silizium in einen Halbleiter. Der Prozess, bei dem eine Verunreinigung zu einem intrinsischen oder reinen Material hinzugefügt wird, wird als Dotieren bezeichnet, und die Verunreinigung wird als Dotierstoff bezeichnet. Nach dem Dotieren wird ein intrinsisches Material zu einem extrinsischen Material. Praktisch erst nach dem Dotieren werden die Materialien nutzbar.

Wenn ein Verunreinigungsatom zu Silizium hinzugefügt wird, ohne die Kristallstruktur zu verändern, entsteht ein N-Typ-Material. Einige Atome, wie Phosphor (P), Arsen (As) und Antimon (Sb), haben fünf Elektronen in ihrer Valenzschale. Das Dotieren von Silizium mit solchen Verunreinigungen darf die Kristallstruktur oder den Bindungsprozess nicht verändern. Das zusätzliche Elektron des Verunreinigungsatoms nimmt nicht an einer kovalenten Bindung teil und ist daher frei beweglich. Es genügt nur eine sehr kleine Menge des Verunreinigungsmittels, um ausreichend freie Elektronen zu erzeugen, die einen elektrischen Strom durch das Silizium ermöglichen. N-Typ-Silizium ist ein guter Leiter. Da Elektronen eine negative Ladung haben, wird dieser Typ als N-Typ bezeichnet. Die folgende Abbildung zeigt die Veränderung der Siliziumkristallstruktur durch die Zugabe eines Verunreinigungsatoms.

Aufgrund der leitenden Eigenschaft von N-Typ-Silizium wird es in vielen Anwendungen wie Leistungsgeräten, Dioden und Transistoren usw. eingesetzt.