In der Halbleiterphysik ist ein Akzeptor ein Dotierungsatom (Verunreinigung), das, wenn es zu einem Halbleiter hinzugefügt wird, einen Halbleiter vom p-Typ bilden kann . Der Vorgang des Hinzufügens kontrollierter Verunreinigungen zu einem Halbleiter ist als Halbleiterdotierung bekannt . Dieser Prozess wandelt einen intrinsischen Halbleiter in einen extrinsischen Halbleiter um . Bei beiden Arten von Donor- oder Akzeptoratomen erhöht eine zunehmende Dotierstoffdichte die Leitfähigkeit.
p-Halbleiter
Ein extrinsischen Halbleiter welche wurde mit Elektronenakzeptor dotiert Atomen ist ein sogenannter p-Typ – Halbleiter , weil die Mehrheit der Ladungsträger in dem Kristall sind Elektronenlöcher (positive Ladungsträger). Das reine Halbleitersilizium ist ein vierwertiges Element , die normale Kristallstruktur enthält 4 kovalente Bindungen von vier Valenzelektronen. In Silizium sind die häufigsten Dotierstoffe Elemente der Gruppe III und der Gruppe V. Elemente der Gruppe III (dreiwertig) enthalten alle drei Valenzelektronen, wodurch sie als Akzeptoren fungieren, wenn sie zur Dotierung von Silizium verwendet werden. Wenn ein Akzeptoratom ein vierwertiges Siliziumatom im Kristall ersetzt, entsteht ein leerer Zustand (ein Elektronenloch). Ein Elektronenloch (oft einfach als Loch bezeichnet) ist das Fehlen eines Elektrons an einer Stelle, an der man in einem Atom oder Atomgitter existieren könnte. Es ist eine der beiden Arten von Ladungsträgern, die für die Erzeugung von elektrischem Strom in Halbleitermaterialien verantwortlich sind. Diese positiv geladenen Löcher können sich in Halbleitermaterialien von Atom zu Atom bewegen, wenn Elektronen ihre Position verlassen. Der Zusatz von dreiwertigen Verunreinigungen wie Bor , Aluminium oder Galliuman einem intrinsischen Halbleiter entstehen diese positiven Elektronenlöcher in der Struktur. Beispielsweise erzeugt ein mit Bor dotierter Siliziumkristall (Gruppe III) einen Halbleiter vom p-Typ, während ein mit Phosphor dotierter Kristall (Gruppe V) einen Halbleiter vom n-Typ ergibt.
Die Anzahl der Elektronenlöcher wird vollständig von der Anzahl der Akzeptorstellen bestimmt. Deshalb:
Die Gesamtzahl von Löchern ist ungefähr gleich der Anzahl der Spenderstellen, p ≈ N A .
Die Ladungsneutralität dieses Halbleitermaterials bleibt ebenfalls erhalten. Das Nettoergebnis ist, dass die Anzahl der Elektronenlöcher erhöht wird, während die Anzahl der Leitungselektronen verringert wird. Das Ungleichgewicht der Ladungsträgerkonzentration in den jeweiligen Bändern wird durch die unterschiedliche absolute Anzahl von Elektronen und Löchern ausgedrückt. Elektronenlöcher sind Majoritätsträger , während Elektronen Minoritätsträger in p-Typ-Material sind.
Akzeptorstufe
Unter dem Gesichtspunkt der Energielücke „erzeugen“ solche Verunreinigungen Energieniveaus innerhalb der Bandlücke nahe dem Valenzbandso dass Elektronen leicht vom Valenzband in diese Ebenen angeregt werden können und bewegliche Löcher im Valenzband verbleiben. Sie erzeugen „flache“ Niveaus, Niveaus, die sehr nahe am Valenzband liegen, sodass die Energie, die zur Ionisierung des Atoms erforderlich ist (akzeptieren Sie das Elektron, das das Loch füllt und ein weiteres Loch weiter vom substituierten Atom entfernt erzeugt), gering ist. Dies verschiebt das effektive Fermi-Niveau auf einen Punkt ungefähr auf halbem Wege zwischen den Akzeptor-Niveaus und dem Valenzband. Ferminiveau ist der Begriff, der verwendet wird, um die Spitze der Sammlung von Elektronenenergieniveaus bei absoluter Nulltemperatur zu beschreiben. Das Fermi-Niveau ist die Oberfläche des Fermi-Meeres bei absolutem Nullpunkt, an der keine Elektronen genug Energie haben, um sich über die Oberfläche zu erheben. Bei reinen Halbleitern liegt die Position des Fermi-Pegels innerhalb der Bandlücke, ungefähr in der Mitte der Bandlücke.
