Extrinsische Halbleiter sind teilweise leitfähige und teilweise isolierende Materialien, die chemisch verändert wurden, um eine nicht neutrale elektrische Ladung zu tragen. Sie sind die Bausteine von Halbleiterbauelementen. Die Herstellung von extrinsischen Halbleitern folgt einer erfolgreichen Herstellung von intrinsischen Halbleitern und deren Umwandlung in positive (P)-Typ- oder negative (N)-Typ-Halbleiter.
Wenn Siliziumdioxid Sauerstoffatome entfernt, ist eine Extraktion von reinem Silizium möglich. Dieses reine Silizium reagiert in flüssiger Form leicht mit Sauerstoff, um zu einer Variation von gewöhnlichem Sand zurückzukehren. Durch die Verwendung einer speziellen Produktionsumgebung, wie beispielsweise in einem Vakuum oder einem nicht reagierenden Gas, hat das Siliziummaterial eine Chance auf eine hohe Reinheit. Alle unerwünschten Spuren anderer Elemente und Verbindungen werden ebenfalls abgetrennt, um reines Silizium zu erhalten. Silizium schmilzt bei ungefähr 2,577°F (ca. 1,414°C), daher sind spezielle Ausrüstungen und Technologien erforderlich, um extrinsische Halbleiter herzustellen.
Reines Silizium selbst muss dotiert werden, damit es nicht dauerhaft als intrinsischer Halbleiter verbleibt. Beim Dotieren werden zusätzliche kontrollierte Verunreinigungen in den intrinsischen Halbleiter eingebracht, während dieser in flüssiger Form vorliegt. In der Elektronikindustrie muss reines Silizium, das als intrinsischer Halbleiter fungiert, in einen extrinsischen Halbleiter umgewandelt werden, um verwendet werden zu können. Wenn es als intrinsisch erstarrt ist, muss es erneut geschmolzen werden, um einen extrinsischen Halbleiter zu erzeugen. Sobald der intrinsische Halbleiter in flüssiger Form vorliegt, ist die Erzeugung eines P-Typ- oder N-Typ-Halbleiters die nächste Wahl, und mit den richtigen Dotierelementen oder der richtigen Wahl von kontrollierten Verunreinigungen wird der intrinsische Halbleiter ein extrinsischer Halbleiter oder ein dotierter Halbleiter.
Extrinsische Halbleiter sind entweder vom N-Typ oder vom P-Typ, abhängig vom verwendeten Dotierungsmittel. Ein Dotierungsmittel, wie beispielsweise Bor, kann drei Elektronen auf der äußeren Atomhülle oder Valenz aufweisen, um einen Halbleiter vom P-Typ zu erzeugen. Diejenigen mit fünf Valenzelektronen, wie beispielsweise Phosphor, werden als Dotierungsmittel verwendet, um einen N-Typ-Halbleiter herzustellen. Das Hinzufügen von Bor zu geschmolzenem reinem Silizium in einer nicht reagierenden Umgebung macht es zu einem P-Typ-Halbleiter oder einem Elektronenakzeptor, während das Dotieren von intrinsischem Silizium mit Phosphor einen N-Typ-Halbleiter oder einen Elektronendonor erzeugt. Ein Boratom zu bis zu 10 Millionen Siliziumatomen ist das typische Verhältnis der Verunreinigungsmenge in einem intrinsischen Halbleiter.
Ein Halbleiterwerk liefert Komponenten mit verschiedenen Kombinationen von extrinsischen Halbleitern. Die Diode mit zwei Anschlüssen hat einen einzelnen PN-Übergang oder einen verbundenen P-Typ- und N-Typ-Halbleiter. Chips mit sehr großer Integration weisen Tausende von Übergängen von P-Typ- und N-Typ-Halbleitern auf.