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Lexikon Physik

Dotierung

Dotierung (von lat. dotare „ausstatten“) ist die kontrollierte Zugabe von Fremdatomen zu einem Halbleiter, um so Bereiche verschiedener elektrischer Leitfähigkeit zu erzeugen und dazu die geringe elektrische Leitfähigkeit eines kristallinen Halbleiters wie Silicium zu steigern. Typischerweise kommt dabei auf eine Million Halbleiteratome ein Fremdatom, entsprechend rein muss der Halbleiter zuvor sein.

Wenn z. B. ein Element der V. Hauptgruppe wie z. B. Arsen (As) als Fremdatom den Platz eines Siliciumatoms einnimmt, so können von seinen fünf Valenzelektronen nur vier die Elektronenpaarbindungen bilden, das fünfte ist nur schwach gebunden und steht schon bei geringer Energiezufuhr für die Elektronenleitung oder n-Leitung zur Verfügung. Daher nennt man solche Fremdatome Donatoren (lat. donare »schenken«). Ein mit Donatoren dotierter Halbleiter heißt n-dotiert (Abb. oben).

Wird stattdessen ein Fremdatom aus der III. Hauptgruppe, etwa Indium (In), verwendet, können sich dessen Valenzelektronen nur an drei Paarbindungen beteiligen. Zur Absättigung der vierten Bindung müssen sie also Bindungselektronen benachbarter Atome aufnehmen, weswegen sie auch Akzeptoren (lat. accipere »annehmen«) genannt werden. Dies führt zur Löcherleitung oder p-Leitung, solchermaßen dotierte Halbleiter heißen p-dotiert (Abb. unten).

Dotierung - Abbildung 1

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