Les semi-conducteurs extrinsèques sont des matériaux partiellement conducteurs et partiellement isolants qui ont été chimiquement modifiés pour supporter une charge électrique non neutre. Ce sont les éléments constitutifs des dispositifs à semi-conducteurs. La production de semi-conducteurs extrinsèques fait suite à une production réussie de semi-conducteurs intrinsèques et à leur transformation en semi-conducteurs de type positif (P) ou négatif (N).
Lorsque le dioxyde de silicium subit l’élimination des atomes d’oxygène, l’extraction du silicium pur est possible. Ce silicium pur, bien que sous forme liquide, réagit facilement avec l’oxygène pour revenir à une variation de sable ordinaire. En utilisant un environnement de production spécial, comme dans le vide ou un gaz non réactif, le matériau de silicium a une chance d’avoir une grande pureté. Toutes les traces indésirables d’autres éléments et composés sont également séparées pour obtenir du silicium pur. Le silicium fond à environ 2,577 1,414 ° F (environ XNUMX XNUMX ° C), ainsi un équipement et une technologie spéciaux sont nécessaires pour produire des semi-conducteurs extrinsèques.
Le silicium pur en lui-même doit être dopé afin qu’il ne reste pas en permanence en tant que semi-conducteur intrinsèque. Le dopage consiste à introduire des impuretés contrôlées supplémentaires dans le semi-conducteur intrinsèque alors qu’il est sous forme liquide. Dans l’industrie électronique, le silicium pur fonctionnant comme un semi-conducteur intrinsèque doit être converti en semi-conducteur extrinsèque pour être utilisé. S’il s’est solidifié en tant qu’intrinsèque, il doit être à nouveau fondu pour créer un semi-conducteur extrinsèque. Une fois que le semi-conducteur intrinsèque est sous forme liquide, la création d’un semi-conducteur de type P ou de type N est le prochain choix, et avec les bons éléments dopants ou le bon choix d’impuretés contrôlées, le semi-conducteur intrinsèque devient un semi-conducteur extrinsèque ou un semi-conducteur dopé.
Les semi-conducteurs extrinsèques sont soit de type N, soit de type P, selon le dopant utilisé. Un dopant, tel que le bore, peut avoir trois électrons sur la couche externe de l’atome, ou valence, pour produire un semi-conducteur de type P. Ceux avec cinq électrons de valence, comme le phosphore, sont utilisés comme dopants pour produire un semi-conducteur de type N. L’ajout de bore au silicium pur fondu dans un environnement non réactif en fait un semi-conducteur de type P ou un accepteur d’électrons, tandis que le dopage du silicium intrinsèque avec du phosphore crée un semi-conducteur de type N ou un donneur d’électrons. Un atome de bore pour jusqu’à 10 millions d’atomes de silicium est le rapport typique de la quantité d’impureté dans un semi-conducteur intrinsèque.
Une usine de semi-conducteurs fournit des composants avec diverses combinaisons de semi-conducteurs extrinsèques. La diode à deux bornes a une seule jonction PN, ou un semi-conducteur de type P et de type N joint. Les puces d’intégration à très grande échelle ont des milliers de jonctions de semi-conducteurs de type P et de type N.