શુદ્ધ અર્ધવાહકમાં અશુદ્ધિ ઉમેરવાની શા માટે જરૂર છે? તેની શરત જણાવો અને અશુદ્ધ અર્ધવાહકો એટલે શું તે સમજાવો.

(A) આંતરિક (શુદ્ધ) અર્ધવાહકની વાહકતા તેના તાપમાન પર આધાર રાખે છે,પરંતુ ઓરડાના તાપમાને તેની વાહકતા ખૂબ જ ઓછી હોય છે.
તેની વાહકતા વધારવા માટે,તેમાં અશુદ્ધિ ઉમેરવી જરૂરી છે.
જ્યારે શુદ્ધ અર્ધવાહકમાં યોગ્ય અશુદ્ધિનો થોડો જથ્થો,જેમ કે થોડા ભાગ પ્રતિ મિલિયન $(ppm)$,ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે અર્ધવાહકની વાહકતા અનેકગણી વધી જાય છે. આવા પદાર્થોને બાહ્ય (extrinsic) અર્ધવાહક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ઈચ્છનીય અશુદ્ધિના હેતુપૂર્વકના ઉમેરણને ડોપિંગ કહેવામાં આવે છે અને અશુદ્ધિના પરમાણુઓને ડોપન્ટ્સ કહેવામાં આવે છે. આવા પદાર્થને ડોપ્ડ અર્ધવાહક પણ કહેવામાં આવે છે.
ડોપન્ટ એવું હોવું જોઈએ કે તે મૂળ શુદ્ધ અર્ધવાહકની લેટીસને વિકૃત ન કરે.
તે સ્ફટિકમાં મૂળ અર્ધવાહકના પરમાણુઓની ખૂબ ઓછી જગ્યાઓ રોકે છે.
આ પ્રાપ્ત કરવા માટેની આવશ્યક શરત એ છે કે ડોપન્ટ અને અર્ધવાહકના પરમાણુઓનું કદ લગભગ સમાન હોવું જોઈએ.
$Si$ અને $Ge$ ચતુઃસંયોજક છે અને આવર્ત કોષ્ટકમાં ચોથા સમૂહના છે. તેથી,આપણે નજીકના પાંચમા અથવા ત્રીજા સમૂહમાંથી ડોપન્ટ તત્વ પસંદ કરીએ છીએ જેથી ડોપન્ટ પરમાણુનું કદ $Si$ અથવા $Ge$ ના કદ જેટલું જ હોય.
$Si$ અથવા $Ge$ માં ડોપિંગ માટે $3$ અથવા $5$ સંયોજકતા ધરાવતા બે પ્રકારના ડોપન્ટ્સનો ઉપયોગ થાય છે:
$(i)$ પંચસંયોજક (સંયોજકતા $5$): જેમ કે આર્સેનિક $(As)$,એન્ટિમની $(Sb)$ અને ફોસ્ફરસ $(P)$. આ પ્રકારની અશુદ્ધિને દાતા અશુદ્ધિ પણ કહેવામાં આવે છે.
$(ii)$ ત્રિસંયોજક (સંયોજકતા $3$): જેમ કે ઇન્ડિયમ $(In)$,એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ અને બોરોન $(B)$. આ પ્રકારની અશુદ્ધિને સ્વીકારનાર અશુદ્ધિ પણ કહેવામાં આવે છે.
ડોપિંગ પ્રક્રિયા બે પ્રકારના અશુદ્ધ (બાહ્ય) અર્ધવાહકો બનાવે છે.