Entarteter Halbleiter

Ein entarteter Halbleiter ist ein Halbleiter, der so stark dotiert (oder verunreinigt) ist, dass er so gut elektrisch leitet wie Metalle. Durch die Fremdatome rückt das Fermi-Niveau an das Leitungsband heran oder liegt darin, die Bandlücke wird sehr klein oder verschwindet (englisch band-gap narrowing oder gap-shift). Erklären lässt sich der Effekt über die Abschirmung des Gitterpotentials durch die zusätzlich eingebrachten, freien Ladungsträger. Die Besetzungwahrscheinlichkeiten im Leitungs- und Valenzband lassen sich nicht mehr mit der Boltzmann-Statistik beschreiben.

Beim entarteten Halbleiter liegt das Fermi-Niveau nicht innerhalb des verbotenen Bandes, sondern im Leitungsband (n-Halbleiter) oder innerhalb des Valenzbandes (p-Halbleiter). Dies tritt auf bei extrem hoher Dotierung (größer 10¹⁹ pro cm³). Beim Kontakt eines Metalls mit einem entarteten n-Halbeiter hat die Schottkybarriere eine so geringe Ausdehnung, dass sie in beiden Richtungen durchtunnelt werden kann. Es liegt dann ein ohmscher Kontakt vor.^[1]

Silicium und Germanium waren vor 1940 (bei Silicium vor Kenntnis des Zonenschmelzverfahrens) nicht sehr rein verfügbar, weshalb sie aufgrund dieses Umstands historisch als Metalle eingestuft wurden.^[2]

1. ↑ R. Kories, H. Schmidt-Walter: Taschenbuch der Elektronik: Grundlagen und Elektronik. Hrsg.: Europa-Lehrmittel. 11. Auflage. Europa-Lehrmittel, 2017. 
2. ↑ Rolf Sauer: Halbleiterphysik. 1. Auflage, 2009, Kapitel 1.