Fotodiody są silnie domieszkowane, aby zwiększyć ich czułość na światło i poprawić ich działanie jako detektorów światła. Doping odnosi się do celowego dodawania zanieczyszczeń do materiału półprzewodnikowego w celu zmiany jego właściwości elektrycznych. W przypadku fotodiod są one zazwyczaj domieszkowane w celu zwiększenia liczby nośników ładunku (elektronów i dziur) w materiale półprzewodnikowym. To wyższe stężenie nośników ładunku umożliwia fotodiodom generowanie większego fotoprądu pod wpływem światła. Dzięki silnemu domieszkowaniu materiału półprzewodnikowego fotodiody mogą osiągnąć wyższą wydajność kwantową, która jest kluczowa dla wydajnego przekształcania fotonów (cząstek światła) w sygnały elektryczne.
Diody LED lub diody elektroluminescencyjne to również silnie domieszkowane urządzenia półprzewodnikowe, ale przeznaczone do innego celu niż fotodiody. Diody LED są zaprojektowane tak, aby emitować światło, gdy przepływa przez nie prąd w stanie spolaryzowanym w kierunku przewodzenia. Składają się z silnie domieszkowanego złącza p-n, gdzie po jednej stronie (typ p) i drugiej (typ n) znajdują się wysokie stężenia domieszek, albo akceptorów (dla typu p), albo dawców (dla typu n). To silne domieszkowanie zapewnia, że po przyłożeniu napięcia przewodzenia duża liczba nośników ładunku rekombinuje w poprzek złącza, uwalniając energię w postaci fotonów (światła). Im wyższe stężenie domieszki, tym skuteczniejsza jest dioda LED w emitowaniu światła w odpowiedzi na wzbudzenie elektryczne.
„Silnie domieszkowany” w kontekście półprzewodników odnosi się do wysokiego stężenia atomów zanieczyszczeń celowo dodanych do sieci krystalicznej półprzewodnika. Zanieczyszczenia te znacząco zmieniają przewodność elektryczną półprzewodnika i inne właściwości. Na przykład w silnie domieszkowanym półprzewodniku dostępnych jest więcej nośników ładunku (elektronów lub dziur) do przewodzenia w porównaniu z półprzewodnikami słabo domieszkowanymi lub półprzewodnikami samoistnymi. Ta cecha ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego działania różnych urządzeń półprzewodnikowych, takich jak fotodiody do wykrywania światła lub diody LED do emisji światła.
W diodach zanieczyszczenia są silnie domieszkowane zarówno w obszarach typu p, jak i typu n, tworząc znaczny gradient stężeń nośników ładunku na złączu. Na przykład w typowej diodzie krzemowej obszar typu p jest domieszkowany domieszkami akceptorowymi (np. borem), podczas gdy obszar typu n jest domieszkowany domieszkami donorowymi (np. fosforem). To silne domieszkowanie tworzy ostry obszar zubożenia na złączu, w którym łączą się elektrony z obszaru typu n i dziury z obszaru typu p, umożliwiając przepływ prądu w jednym kierunku (przesunięcie w przód) i blokując go w przeciwnym kierunku (przesunięcie w tył). . Stężenie tych zanieczyszczeń jest dokładnie kontrolowane podczas wytwarzania półprzewodników, aby zapewnić, że dioda wykazuje pożądane właściwości elektryczne, takie jak spadek napięcia w kierunku przewodzenia i prąd upływowy w kierunku wstecznym.