Što su vanjski poluvodiči?

Ekstrinzički poluvodiči su djelomično vodljivi i djelomično izolacijski materijali koji su kemijski promijenjeni da nose ne-neutralni električni naboj. Oni su građevni blokovi poluvodičkih uređaja. Proizvodnja vanjskih poluvodiča prati uspješnu proizvodnju intrinzičnih poluvodiča i njihovu transformaciju u pozitivne (P) ili negativne (N) poluvodiče.

Kada se silicij dioksid podvrgne uklanjanju atoma kisika, moguća je ekstrakcija čistog silicija. Ovaj čisti silicij, dok je u tekućem obliku, lako reagira s kisikom kako bi se vratio u varijaciju običnog pijeska. Korištenjem posebnog proizvodnog okruženja, kao što je vakuum ili nereagirajući plin, silicijski materijal ima priliku imati visoku čistoću. Svi nepoželjni tragovi drugih elemenata i spojeva također se odvajaju kako bi se dobio čisti silicij. Silicij se topi na oko 2,577°F (oko 1,414°C), stoga je potrebna posebna oprema i tehnologija za proizvodnju vanjskih poluvodiča.

Čisti silicij sam po sebi mora biti dopiran kako ne bi trajno ostao kao intrinzični poluvodič. Doping uključuje uvođenje dodatnih kontroliranih nečistoća u intrinzični poluvodič dok je u tekućem obliku. U elektroničkoj industriji, čisti silicij koji funkcionira kao intrinzični poluvodič mora se pretvoriti u vanjski poluvodič kako bi se mogao koristiti. Ako se stvrdnuo kao intrinzički, potrebno ga je ponovno rastaliti kako bi se stvorio vanjski poluvodič. Nakon što je intrinzični poluvodič u tekućem obliku, sljedeći je izbor stvaranje poluvodiča tipa P ili N, a s pravim elementima dopanta ili ispravnim odabirom kontroliranih nečistoća, unutarnji poluvodič postaje vanjski poluvodič ili dopirani poluvodič.

Ekstrinzički poluvodiči su ili N-tipa ili P-tipa, ovisno o korištenoj dopanti. Dopant, kao što je bor, može imati tri elektrona na vanjskoj ljusci atoma, ili valenciji, za proizvodnju poluvodiča P-tipa. Oni s pet valentnih elektrona, kao što je fosfor, koriste se kao dodaci za proizvodnju poluvodiča N-tipa. Dodavanje bora rastaljenom čistom siliciju u nereagirajućem okruženju čini ga poluvodičem P-tipa ili akceptorom elektrona, dok dopiranje intrinzičnog silicija s fosforom stvara poluvodič N-tipa ili donora elektrona. Jedan atom bora prema čak 10 milijuna atoma silicija tipičan je omjer količine nečistoće u intrinzičnom poluvodiču.

Tvornica poluvodiča isporučuje komponente s različitim kombinacijama vanjskih poluvodiča. Dioda s dva terminala ima jedan PN spoj ili spojeni poluvodič P-tipa i N-tipa. Integracijski čipovi vrlo velikih razmjera imaju tisuće spojeva poluvodiča tipa P i N.