Cómo dopar un semiconductor

Durante el crecimiento inicial del cristal, se puede agregar material dopante a la masa fundida. Esto proporciona el dopaje “base” del material. Después de que el cristal se ha cortado en obleas, se agregan dopantes selectivamente para modificar las características de regiones específicas.

El medio tradicional de hacer esto es la difusión ; la oblea está enmascarada (de modo que solo una parte de ella está expuesta al dopaje), los materiales dopantes se colocan en contacto cercano con la oblea, y luego todo el paquete se calienta a altas temperaturas, generalmente varios cientos de K. Durante un período de tiempo minutos a horas, los átomos dopantes se difunden en la oblea.

Una técnica más moderna es la implantación de iones . Los materiales dopantes son ionizados, acelerados a alta energía y luego “disparados” a la oblea. La superficie del material se calienta y enfría rápidamente para recocer el daño causado por la implantación. La principal ventaja de la implicación iónica es la colocación muy precisa de los dopantes.

La fuente y el drenaje del transistor se pueden dopar mediante implantación iónica o mediante extensiones epitaxiales .

Las partes más grandes de la oblea solo usarán implantación de iones .

Las obleas completas generalmente se dopan durante el proceso de Czochralski agregando boro o fósforos al crisol.

La respuesta de Daniel Fishman a ¿Por qué la fuente y el drenaje están altamente dopados en CMOS?

Para los semiconductores, el proceso típico usa implantación de haz de iones que dispara un haz de iones en la oblea. Al controlar la aceleración del haz, se puede controlar la profundidad de implantación. Existen otros procesos que pueden usarse, como la deposición de vapor. Después de esto, a menudo hay un paso de recocido que permite que el dopante se difunda a través del sustrato.