Diodos

Diodos

3.1Técnicas de fabricación
`El primer paso en la fabricación de algún dispositivo es obtener materiales semiconductores del nivel de pureza deseado, como el silicio, germanio y arseniuro de galio. En la actualidad se requieren niveles de impureza de menos de una parte de mil millones (1 en 1,000,000,000) para la fabricación de la mayoría de los dispositivos semiconductores.``Las materias primas se sujetan primero a una serie de reacciones químicas y aun proceso de refinación por zona para formar un cristal policristalino del nivel de pureza que se desea. Los átomos de un cristal policristalino están acomodados en forma aleatoria, mientras que en el cristal único, los átomos están acomodados en una red cristalina geométrica, simétrica y uniforme.`
El aparato pararefinación por zona consiste en un recipiente de grafito o cuarzo, para tener la contaminación mínima, un tubo contenedor de cuarzo y un juego de bobinas de inducción de RF (radiofrecuencia). Las bobinas o el bote deben ser movibles a lo largo de la longitud del tubo de cuarzo. Se obtendrá el mismo resultado en cualquier caso,aunque aquí se presenta el método de las bobinas movibles porque pareceser el más común. El interior del tubo contenedor de cuarzo está lleno con un gas inerte (con poca o ninguna reacción química) o al vacío, para reducir más la posibilidad de contaminación.
`En el proceso de refinación por zona se pone en el bote una barra de silicio con las bobinas en un extremo de la barra. Luego se aplica la señal de radiofrecuencia a la bobina, la cual induce un flujo decarga (corrientes parásitas) en el lingote de silicio. Se aumenta la magnitud de estas corrientes hasta que se desarrolla suficiente calor para fundir esa región del material semiconductor. Las impurezas del lingote entrarán en un estado más líquido que el material semiconductor que las rodea. Las bobinas de inducción se mueven lentamente hacia la derecha para inducir la fusión de la región vecina,las impurezas "más fluidizas" "seguirán" a la región fundida. El resultado neto es que un gran porcentaje de las impureza aparecerán al extremo derecho del lingote cuando las bobinas de inducción hayan llegado a ese extremo. Este lado de la pureza con impurezas puede después cortarse y se repite el proceso completo hasta que se llega al nivel de pureza deseado. `
Diodos Discretos
`Los diodossemiconductores son con frecuencia de algunos de los siguientes cuatro tipos: crecimiento de la unión, aleación, difusión o crecimiento epitaxial.`
Crecimiento de la unión:
`Los diodos de este tipo se forman durante el proceso de estiramiento de cristal Czochralski. Se pueden añadir alternamente impurezas tipo p y n al material semiconductor fundido en el crisol, y da como resultado unaunión p-n cuando el cristal se estira. Después de rebanar, el dispositivo de área grande puede cortarse en grandes cantidades (a veces miles) de diodos semiconductores de área más pequeña. El área de los diodos de unión por crecimiento es lo suficientemente grande para manejar altas corriente (y por tanto tener valores nominales de potencia altos). Sin embargo, al área grande introducirá efectoscapacitivos indeseables en la unión.`
Aleación:
` Elproceso de aleación dará como resultado un diodo semiconductor del tipo de unión que también tendrá un alto valor nominal de corriente y PIV grande. Sin embargo, la capacitancia de la unión es también grande, porque el área de unión también es grande.`
La unión p-n se forma poniendo primero una impureza tipo p en un sustrato tipo n ycalentando ambos hasta que sucede la licuefacción y los dos materiales se juntan. El resultado es una aleación que cuando se enfría produce una unión p-n en la frontera entre la aleación y el sustrato. Los papeles que desempeñan los materiales tipo n y p pueden intercambiarse.
Difusión:
`El proceso de difusión para formar diodos semiconductores de unión puede emplear difusión sólida o gaseosa....