En En la práctica, la unión PN se forma a partir de una única estructura monocristalina mediante la adición de cantidades cuidadosamente controladas de impurezas donantes y aceptoras. Aquí la discusión se limita solo al conocimiento de las técnicas básicas y la terminología (no la experiencia en fabricación).
El primer requisito es obtener un germanio o silicio extremadamente puro. Se requiere una impureza de menos de una parte en diez mil millones (10 ^ 10) para la mayoría de la fabricación de dispositivos semiconductores hoy en día. Para obtener material semiconductor puro, primero se purifica químicamente. Para reducir aún más las impurezas y para asegurar la formación de una estructura monocristalina, a menudo se emplea una técnica conocida como zona de aplanamiento. La estructura monocristalina se forma mediante el uso de una pequeña semilla de semiconductor ( por ejemplo, silicio o germanio). La semilla en sí es un monocristal que se ha cortado con mucho cuidado a lo largo de la cara de su red cúbica. Las abrazaderas de soporte se emplean para sostener la varilla policristalina de baja pureza.
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La barra, la semilla y las abrazaderas de soporte se colocan en un cilindro de cuarzo. El proceso puede llevarse a cabo al vacío o rodeando el semiconductor con un gas inerte. Se requiere mucho cuidado para garantizar que el semiconductor no se contamine más durante el proceso de la zona flotante.
Las bobinas de inducción abarcan el recipiente de cuarzo, como se muestra en la figura. Las bobinas son excitadas por un voltaje de radiofrecuencia. Las corrientes circulantes son inducidas en el semiconductor debido al campo magnético establecido por las corrientes de RF que fluyen a través de las bobinas de inducción. El calor así producido derrite la zona que está expuesta a él. Como resultado, se forma una región fundida.
La rotación lenta de la barra hace que los átomos semiconductores se alineen con los átomos en la semilla monocristalina. Por lo tanto, a medida que las bobinas de inducción se mueven hacia abajo, la región fundida sigue y una estructura monocristalina continúa creciendo a partir de la semilla. La purificación de la barra semiconductora ocurre simultáneamente con la formación del monocristal. Las impurezas en la barra semiconductora tienden a convertirse en “más líquidas” que el semiconductor. Así, a medida que las bobinas de inducción se mueven hacia abajo, las impurezas tienden a seguir la región fundida. Una vez que las bobinas de inducción han atravesado la longitud de la barra semiconductora, las impurezas se recogen en su extremo inferior. El extremo inferior de la varilla semiconductora se puede cortar y el proceso se repite hasta alcanzar el nivel de impureza deseado.
Una vez que se ha producido un semiconductor monocristalino puro, se agrega al semiconductor una cantidad cuidadosamente controlada de impurezas donantes y aceptoras sin alterar la estructura monocristalina ordenada. Así se forma una unión PN.
Fuente: Técnicas de fabricación de un diodo de unión PN
