Fabricación de Transistores
La mayoría de los métodos que se usan para fabricar transistores son simplemente extensiones de los métodos usados para elaborar diodos semiconductores. Los métodos más usados actualmente incluyen unión por aleación y difusión. El estudio de cada método será breve, pero se incluirán los pasos fundamentales de cada uno.
Unión por aleación: la técnica de unión por aleación es una extensión del método para la fabricación de diodos semiconductores. Sin embargo, se depositan dos puntos de la misma impureza a cada lado de la oblea semiconductora que tiene la impureza opuesta.
Luego se calienta toda la estructura hasta que se funde y cada punto se une en aleación a la oblea de la base, dando como resultado las uniones p-n.
El punto de colector y la unión resultante son más grandes para soportar la corriente, y la disipación de potencia más alta en la unión colector-base. Este método no se emplea tanto como la técnica de difusión que se describirá brevemente, pero todavía se usa mucho en la fabricación de diodos de alta potencia.
Crecimiento de la Unión: se usa la técnica Czochralski para formar las dos uniones p-n en un transistor de unión por crecimiento. El proceso, requiere que el control de la impureza y la relación de retiro sean tales que aseguren el ancho adecuado de la base y los niveles de dopado de los materiales tipo n y p. Los transistores de este tipo están limitados por lo general a un valor nominal menor de ¼ W.
Difusión: el método de fabricación que más se utiliza en la actualidad es la técnica de difusión. El proceso básico se presentó en el análisis de la fabricación de diodos semiconductores. La técnica de difusión se emplea en la producción de transistores en meseta y planares, donde cada uno de ellos puede ser de tipo de difusión o epitaxial.
En el transistor pnp en meseta de difusión, el primer proceso es una difusión tipo n en una oblea tipo p para formar la región de la base. Luego, se difunde o se une en aleación el emisor tipo p a la base tipo n. después se hace una corrosión para reducir la capacitancia de la unión del colector.
El termino «meseta» se deriva de su similitud con la formación geográfica. La técnica de difusión permite un control muy preciso de los niveles de dopado y el espesor de las diversas regiones.
La principal diferencia entre el transistor de meseta epitaxial y el transistor de meseta es una capa epitaxial adicional sobre el sustrato de colector original. El sustrato tipo p original se pone en un recipiente cerrado que contiene vapor de la misma impureza.
Mediante un control adecuado de temperatura, los átomos del vapor caerán y se acomodarán por sí mismos sobre el sustrato tipo p original, dando como resultado la capa epitaxial. Una vez que se ha establecido esta capa, continúa el proceso, igual que para el transistor en meseta, para formar las regiones de base y emisor.
El sustrato tipo p original tendrá un nivel de dopado mayor y una resistencia menor que el de la capa epitaxial. El resultado es una conexión de baja resistencia con la terminal de colector que reducirá las pérdidas por disipación del transistor.
Los transistores planar y planar epitaxial son fabricados con dos procesos de difusión para formar las regiones de base y emisor. El transistor planar tiene una superficie plana y de ahí el término planar. Se añade una capa de óxido para eliminar las uniones expuestas, lo cual reduce sustancialmente las pérdidas por fugas superficiales (corrientes de fuga en la superficie, en vez de a través de la unión).
Fuente: Apuntes de la materia de Electrónica básica del Instituto Tecnológico de la Paz
