Difusión (I)

Difusión es un término empleado para describir el movimiento de las impurezas desde las regiones de alta concentración en el extremo de la fuente del horno de difusión hasta regiones de concentración más baja en la oblea de silicio. La difusión es el método más extendido para la formación de uniones.

Esta técnica consiste en someter una oblea a una atmósfera caldeada en el horno de difusión. El horno contiene las impu- rezas deseadas en forma de vapor y da lugar a la creación de regiones con actividad eléctrica dopada, p o n. Las impurezas utilizadas con más frecuencia son el boro para el tipo p; y el fósforo (P), arsénico (As) o antimonio (Sb) para el tipo n (véase la Tabla 83.5).
La operación típica consiste en apilar las obleas en un soporte de cuarzo o cápsula y colocarlas en el horno de difusión. Este contiene un tubo largo de cuarzo y un mecanismo que permite el control exacto de la temperatura. El control de la temperatura es de extrema importancia, puesto que las tasas de difusión de las diversas impurezas del silicio dependen primordialmente de la temperatura. Las temperaturas empleadas oscilan entre 900 y
1.300 ºC y dependen de la impureza concreta y del proceso.
El calentamiento de la oblea de silicio hasta una temperatura alta permite que los átomos de impurezas se difundan poco a poco a través de la estructura cristalina. Las impurezas se desplazan más despacio por el dióxido de silicio que a través del propio silicio, fenómeno que facilita a la delgada capa de óxido servir de máscara y por lo tanto permite que la impureza penetre en el silicio sólo en los lugares donde no está protegido. Una vez que se han acumulado impurezas suficientes, las obleas se retiran del horno y la difusión se detiene.