Fotodiodes zijn zwaar gedoteerd om hun gevoeligheid voor licht te vergroten en hun prestaties als lichtdetectoren te verbeteren. Doping verwijst naar de opzettelijke toevoeging van onzuiverheden aan een halfgeleidermateriaal om de elektrische eigenschappen ervan te veranderen. In het geval van fotodiodes worden ze doorgaans gedoteerd om het aantal ladingsdragers (elektronen en gaten) in het halfgeleidermateriaal te vergroten. Door deze hogere concentratie ladingsdragers kunnen fotodiodes een grotere fotostroom genereren bij blootstelling aan licht. Door het halfgeleidermateriaal zwaar te doteren kunnen fotodiodes een hogere kwantumefficiëntie bereiken, wat cruciaal is voor het efficiënt omzetten van fotonen (lichtdeeltjes) in elektrische signalen.
LED’s, of Light Emitting Diodes, zijn ook zwaar gedoteerde halfgeleiderapparaten, maar voor een ander doel dan fotodiodes. LED’s zijn ontworpen om licht uit te zenden wanneer er stroom doorheen stroomt in een voorwaarts voorgespannen toestand. Ze bestaan uit een zwaar gedoteerde p-n-overgang waarbij de ene kant (p-type) en de andere (n-type) hoge concentraties doteerstoffen hebben, ofwel acceptoren (voor p-type) of donoren (voor n-type). Deze zware dotering zorgt ervoor dat wanneer er een voorwaartse spanning wordt aangelegd, een groot aantal ladingsdragers over de junctie recombineert, waarbij energie vrijkomt in de vorm van fotonen (licht). Hoe hoger de doteringsconcentratie, hoe efficiënter de LED wordt in het uitzenden van licht als reactie op elektrische excitatie.
“Zwaar gedoteerd” in de context van halfgeleiders verwijst naar de hoge concentratie onzuiverheidsatomen die opzettelijk aan het halfgeleiderkristalrooster zijn toegevoegd. Deze onzuiverheden veranderen de elektrische geleidbaarheid en andere eigenschappen van de halfgeleider aanzienlijk. In een zwaar gedoteerde halfgeleider zijn er bijvoorbeeld meer ladingsdragers beschikbaar (elektronen of gaten) voor geleiding vergeleken met licht gedoteerde of intrinsieke halfgeleiders. Deze eigenschap is cruciaal voor het functioneren van verschillende halfgeleiderapparaten zoals bedoeld, zoals in fotodiodes voor lichtdetectie of LED’s voor lichtemissie.
In diodes zijn onzuiverheden zwaar gedoteerd in zowel het p-type als het n-type gebied om een significante concentratiegradiënt van ladingsdragers over de junctie te creëren. In een typische siliciumdiode is het p-type gebied bijvoorbeeld gedoteerd met acceptoronzuiverheden (bijvoorbeeld boor), terwijl het n-type gebied is gedoteerd met donoronzuiverheden (bijvoorbeeld fosfor). Deze zware dotering creëert een scherp uitputtingsgebied op de kruising waar elektronen uit het n-type gebied en gaten uit het p-type gebied samenkomen, waardoor de stroom in één richting kan stromen (voorwaartse bias) en deze in de tegenovergestelde richting blokkeert (tegengestelde bias). . De concentratie van deze onzuiverheden wordt zorgvuldig gecontroleerd tijdens de fabricage van halfgeleiders om ervoor te zorgen dat de diode de gewenste elektrische eigenschappen vertoont, zoals voorwaartse spanningsval en tegengestelde lekstroom.