Abhängig vom Defekt treten verschiedene Arten von Platzwechselvorgängen auf. Die drei wichtigsten Diffusionsmechanismen [Fai81][Jai75][Sha75] sind die direkte Diffusion, die Diffusion mittels Vacancies und die Diffusion mittels Interstitials. Beim direkten Diffusionsmechanismus kommt es zu direkten Sprüngen der Atome von einem Zwischengitterplatz zu einem benachbarten. Dieser Mechanismus ist Atomen mit sehr kleinen Radien (hauptsächlich Metalle) möglich und führt zu schneller Diffusion.
Damit eine Diffusion mithilfe von Vacancies möglich ist, muß ein Vacancy von einer anderen Seite an das Atom gelangen, als es sich von ihm entfernt hat, da ansonsten nur gegenseitiges Platzwechseln und keine netto-Bewegung erfolgen würde. Damit dies im Siliziumgitter möglich ist, muß sich das Vacancy zumindest bis zum drittnächsten Nachbarn entfernen [Dun95]. Dieser Mechanismus hat daher einen relativ großen Wirkungsradius, was sich speziell bei sehr hohen Konzentrationen durch Wechselwirkungen mit benachbarten Atom-Vacancy Paaren auswirkt und zu starker Konzentrationsabhängigkeit der Diffusion führt.
Bei der Diffusion mithilfe von Interstitials befindet sich das diffundierende Atom entweder auf einem Zwischengitterplatz (Interstitial) oder es teilt sich mit einem Atom aus dem Gitterverband einen regulären Gitterplatz (Interstitialcy) [Fah89]. Durch die niedrige Energiebarriere kommt es zum häufigen Wechsel zwischen diesen beiden Zuständen. Bei der Auflösung des Interstitialcy-Zustandes kann das ursprüngliche Zwischengitteratom auch auf einen anderen Zwischengitterplatz gelangen, als es vor der Bildung des Interstitialcy-Zustandes war, wodurch es zur Diffusion kommt.