Um forno de difusão refere-se a o forno que é usado para introduzir átomos dopantes na superfície de semicondutores para criar conexões. Este dispositivo de processamento térmico tem um compartimento de aquecimento cilíndrico que pode ser colocado horizontalmente ou verticalmente. A excelente uniformidade térmica das superfícies equidistantes torna possível manusear peças circulares. Para manter um controle atmosférico rigoroso durante toda a operação, eles também podem operar em circunstâncias de vácuo parcial. Isso é importante para garantir que a fase de vapor possa se difundir no semicondutor de estado sólido em circunstâncias ideais sem adicionar impurezas indesejadas.
Qual é a aplicação de um forno de difusão?
Em termos mais simples, os fornos tubulares chamados fornos de difusão são empregado na produção de componentes eletrônicos. Eles são empregados para produzir dispositivos semicondutores implantados por meio da dopagem de impurezas em wafers de silício de alta pureza. Altos níveis de precisão de medição e estabilidade de controle são necessários para esse processo porque ele ocorre em temperaturas muito altas.
A maioria dos fornos de difusão inclui três zonas de aquecimento e alguns controles de fluxo de gás circuitos. Algumas operações também são realizadas no vácuo. Os fornos de difusão são configurados em Stacks, o que é apenas uma maneira elegante de dizer que eles são empilhados um em cima do outro. Cada queimador em uma pilha, que normalmente tem 4 ou 5, precisa de seu próprio controlador de temperatura de três loops.
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O que são dopantes e semicondutores?
Em um forno de difusão, um Semicondutor wafer é aquecido a uma temperatura precisa e então exposto à fase de vapor, um movimento de moléculas gasosas. Dopagem é o mecanismo pelo qual essa fase se difunde no substrato sólido no nível atômico.
O silício (S), um semicondutor, exibe características eletrônicas incomuns que se situam em algum lugar entre um isolante e um condutor. Dopantes são adicionados para modificar essas características eletrônicas e torná-los ideais para a produção de dispositivos semicondutores. Como resultado de sua difusão na rede cristalina e subsequente imobilização dentro da estrutura atômica, eles podem produzir uma superabundância ou escassez de elétrons ou buracos de elétrons. É isso que muda a permeabilidade da pastilha semicondutora.
Para aumentar o número de elétrons livres na estrutura atômica da pastilha e produzir o que é conhecido como um semicondutor do tipo n, elementos como fósforo (P) são frequentemente usados. O gálio (Ga), por outro lado, pode ser usado para adicionar um aceitador de elétrons, gerando níveis de energia elétron-buraco adicionais. Um semicondutor tipo n é isto.
Tanto as alterações químicas atualmente utilizadas e investigadas como dopantes para semicondutores intrínsecos quanto as distinções funcionais entre semicondutores do tipo n e p são extensas.
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