Técnicas 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 para refinación 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 parece ser 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 de carga (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.
Fuente: Apuntes de la materia de Electrónica básica del Instituto Tecnológico de la Paz
