Extrinsiska halvledare är delvis ledande och delvis isolerande material som har förändrats kemiskt för att bära en icke-neutral elektrisk laddning. De är byggstenarna i halvledarenheter. Produktionen av yttre halvledare följer en framgångsrik produktion av inre halvledare och deras omvandling till halvledare av positiv (P)-typ eller negativ (N)-typ.
När kiseldioxid genomgår avlägsnande av syreatomer är extraktion av rent kisel möjlig. Detta rena kisel, medan det är i flytande form, reagerar lätt med syre för att återgå till en variant av vanlig sand. Genom att använda en speciell produktionsmiljö, som i ett vakuum eller en icke-reagerande gas, har kiselmaterialet en chans att ha hög renhet. Eventuella oönskade spår av andra grundämnen och föreningar separeras också för att uppnå rent kisel. Kisel smälter vid cirka 2,577 1,414 °F (cirka XNUMX XNUMX °C), så speciell utrustning och teknologi krävs för att producera yttre halvledare.
Rent kisel i sig måste vara dopat så att det inte permanent stannar som en inneboende halvledare. Doping innebär att ytterligare kontrollerade föroreningar införs i den inneboende halvledaren medan den är i flytande form. Inom elektronikindustrin måste rent kisel som fungerar som en inneboende halvledare omvandlas till en yttre halvledare för att kunna användas. Om den har stelnat som inneboende måste den smältas igen för att skapa en yttre halvledare. När den inneboende halvledaren väl är i flytande form är nästa val att skapa en halvledare av P-typ eller N-typ, och med rätt dopningselement eller korrekt val av kontrollerade föroreningar blir den inre halvledaren en yttre halvledare eller en dopad halvledare.
Extrinsiska halvledare är antingen N-typ eller P-typ, beroende på vilket dopämne som används. Ett dopmedel, såsom bor, kan ha tre elektroner på det yttre atomskalet, eller valens, för att producera en halvledare av P-typ. De med fem valenselektroner, såsom fosfor, används som dopmedel för att producera en halvledare av N-typ. Att tillsätta bor till smält rent kisel i en icke-reagerande miljö gör det till en halvledare av P-typ, eller en elektronacceptor, medan dopning av inneboende kisel med fosfor skapar en halvledare av N-typ, eller en elektrondonator. En boratom till så många som 10 miljoner kiselatomer är det typiska förhållandet mellan mängden föroreningar i en inneboende halvledare.
En halvledaranläggning levererar komponenter med olika kombinationer av yttre halvledare. Den två-terminala dioden har en enkel PN-övergång, eller en sammanfogad halvledare av P-typ och N-typ. Mycket storskaliga integrationschip har tusentals kopplingar av halvledare av P-typ och N-typ.