Dotierung

Eine Dotierung oder das Dotieren (von lateinisch dotare ‚ausstatten‘) bezeichnet in der Halbleitertechnik das Einbringen von Fremdatomen in eine Schicht oder in das Grundmaterial eines integrierten Schaltkreises. Die bei diesem Vorgang eingebrachte Menge ist dabei sehr klein im Vergleich zum Trägermaterial (zwischen 0,1 und 100 ppm). Die Fremdatome sind Störstellen im Halbleitermaterial und verändern gezielt die Eigenschaften des Ausgangsmaterials, d. h. das Verhalten der Elektronen und damit die elektrische Leitfähigkeit. Dabei kann bereits eine geringfügige Fremdatomdichte eine sehr große Änderung der elektrischen Leitfähigkeit bewirken.

Auch in anderen Bereichen der Materialwissenschaft wird der Begriff Dotierung in diesem Sinn gebraucht, z. B. allgemein bei stark verdünnten festen Lösungen (z. B. Lasermedien) oder der Dotierung von Salzen. In diesen Fällen wird die gezielte Dotierung durch eine eigene Schreibweise mit dem Doppelpunkt gekennzeichnet, beispielsweise ist die dotierte Verbindung La₂O₃:Eu (Europium-dotiertes Lanthanoxid) durch die Zusammensetzung La_2−xEu_xO₃ (typischerweise mit x < 0,1) charakterisiert. Weitere Beispiele sind Al₂O₃:Cr (Chrom-dotiertes Aluminiumoxid = Chromaluminiumoxide) oder In₂O₃:Sn (Zinn-dotiertes Indiumoxid = Indiumzinnoxid, kurz ITO).^[1] Allerdings gibt es andere Schreibweisen, bei denen der Dotierstoff vorangestellt wird, so wird beim Lasermedium Neodym-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat häufig als Nd:YAG statt YAG:Nd dargestellt.

Es gibt verschiedene Dotierungsverfahren, z. B. Diffusion, Elektrophorese, Resublimation oder Beschuss mittels hochenergetischen Teilchenkanonen unter Vakuum (Ionenimplantation).

1. ↑ Christoph Janiak, Hans-Jürgen Meyer, Dietrich Gudat, Ralf Alsfasser: Riedel Moderne Anorganische Chemie. De Gruyter, 2012, ISBN 978-3-11-024901-9, S. 215–218, 324, doi:10.1515/9783110249019.