BAB I PENDAHULUAN. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sangat mempengaruhi peradaban

dokumen-dokumen yang mirip
BAB I PENDAHULUAN. Pada saat ini dunia elektronika mengalami kemajuan yang sangat pesat, hal ini

BAB I PENDAHULUAN. modern pada fotokonduktor ultraviolet (UV) membutuhkan material

BAB I PENDAHULUAN. Indonesia merupakan negara berkembang yang berada dikawasan Asia

BAB III EKSPERIMEN & KARAKTERISASI

BAB I PENDAHULUAN. disamping memberikan dampak positif yang dapat. dirasakan dalam melakukan aktifitas sehari hari, juga dapat memberikan beberapa

BAB I PENDAHULUAN. Spektrum elektromagnetik yang mampu dideteksi oleh mata manusia

BAB I PENDAHULUAN. Perkembangan teknologi yang semakin maju dalam beberapa dekade ini

BAB III METODE PENELITIAN. Metode penelitian yang dilakukan adalah metode eksperimen yang dilakukan di

BAB IV PERHITUNGAN & ANALSIS HASIL KARAKTERISASI XRD, EDS DAN PENGUKURAN I-V MSM

BAB I PENDAHULUAN. Sel surya merupakan alat yang dapat mengkonversi energi matahari menjadi

PENUMBUHAN FILM TIPIS SEMIKONDUKTOR

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LatarBelakang

BAB I PENDAHULUAN. Pesatnya perkembangan teknologi material semikonduktor keramik,

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Lokasi penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika Material, Jurusan

I. PENDAHULUAN. kimia yang dibantu oleh cahaya dan katalis. Beberapa langkah-langkah fotokatalis

Modul - 4 SEMIKONDUKTOR

PEMBUATAN SENSOR GAS HIDROGEN BERBASIS FILM TIPIS GaN DENGAN TEKNIK SOL GEL SPIN COATING UNTUK KOMPONEN PADA SISTEM PENDETEKSI KEBOCORAN GAS

BAB I PENDAHULUAN. Bidang elektronik saat ini memegang peranan penting di berbagai sektor

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. pembuatan piranti optoelektronika yang berkualitas tinggi.

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. I.1 Latar Belakang Kebutuhan akan energi semakin berkembang seiring dengan

Berkala Fisika ISSN : Vol 4, No. 2, April 2001, hal 40-44

BAB I PENDAHULUAN. Listrik merupakan kebutuhan esensial yang sangat dominan kegunaannya

BAB I PENDAHULUAN. Oksida konduktif transparan atau transparent conductive oxide (TCO)

Struktur kristal dan Morfologi film tipis GaN yang ditumbuhkan dengan metoda Hot-Wire Pulsed Laser Deposition

BAB I PENDAHULUAN. Komponen elektronika seperti diode, transistor dan sebuah IC. semikonduktor. Pada zaman sekarang perkembangan piranti elektronika

PENGARUH KETEBALAN LAPISAN PENYANGGA TERHADAP KUALITAS FILM TIPIS GaN

BAB I 1 PENDAHULUAN. kemampuan mengubah bentuk radiasi cahaya menjadi sinyal listrik. Radiasi yang

1. JUDUL PENELITIAN RANCANG BANGUN ALAT SPINCOATING

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. energi cahaya (foton) menjadi energi listrik tanpa proses yang menyebabkan

BAB III METODE PENELITIAN. Pelaksanaan penelitian ini pada dasarnya meliputi tiga tahapan proses

PENUMBUHAN LAPISAN TIPIS SEMIKONDUKTOR GaN DI ATAS SUBSTRAT SILIKON DENGAN METODE SOL-GEL

2 SINTESIS DAN KARAKTERISASI NANOSTRUKTUR ZnO

2014 PEMBUATAN BILAYER ANODE - ELEKTROLIT CSZ DENGAN METODE ELECTROPHORETIC DEPOSITION

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

I. PENDAHULUAN. Lapisan tipis merupakan suatu lapisan dari bahan organik, anorganik, metal,

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Mikrostruktur Semikonduktor GaN di Atas Substrat Silikon Dengan Metode Sol-Gel

1. URAIAN UMUM 1.1 Judul Penelitian : PENUMBUHAN LAPISAN SEMIKONDUKTOR DENGAN TEKNIK SPIN COATING. Bidang Keahlian Fisika Semikonduktor

Deskripsi METODE UNTUK PENUMBUHAN MATERIAL CARBON NANOTUBES (CNT)

Pengaruh ketebalan lapisan penyangga pada struktur kristal film GaN yang ditumbuhkan dengan Pulsed Laser Deposition Dadi Rusdiana

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metoda eksperimen.

HASIL DAN PEMBAHASAN. Struktur Karbon Hasil Karbonisasi Hidrotermal (HTC)

Pengaruh Temperatur dan Waktu Putar Terhadap Sifat Optik Lapisan Tipis ZnO yang Dibuat dengan Metode Sol-Gel Spin Coating

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

STUDI EFEK FOTOVOLTAIK DAN PIROELEKTRIK Ba 0,75 Sr 0,25 TIO 3 (BST) YANG DIDADAH GALIUM (BGST) DI ATAS SUBSTRAT SI (100) TIPE-P ERDIANSYAH PRATAMA

1. Semikonduktor intrinsik : bahan murni tanpa adanya pengotor bahan lain. 2. Semikonduktor ekstrinsik : bahan mengandung impuritas dari bahan lain

Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI 2005

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

ABSTRAK DAN EXECUTIVE SUMMARY PROGRAM PENELITIAN HIBAH BERSAING

PENGARUH DAYA PLASMA PADA STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT OPTIK FILM TIPIS CdTe YANG DITUMBUHKAN DENGAN DC MAGNETRON SPUTTERING

SINTESIS LAPISAN TIPIS SEMIKONDUKTOR DENGAN BAHAN DASAR TEMBAGA (Cu) MENGGUNAKAN CHEMICAL BATH DEPOSITION

III. METODE PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN. kita terima bahwa pemakaian energi berbahan dasar dari fosil telah menjadi salah

I. PENDAHULUAN. rumah tangga dan bahan bangunan, yang selanjutnya keramik tersebut dikenal

KUMPULAN ABSTRAK TESIS DISERTASI DOKTOR 2005 INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

I. PENDAHULUAN. Lapisan tipis adalah suatu lapisan yang sangat tipis terbuat dari bahan organik,

Bab IV. Hasil dan Pembahasan

Bab III Metodologi Penelitian

RINGKASAN HIBAH BERSAING

Mekanisme Hamburan Defek Statis Dan Vibrasi Termal Terhadap Mobilitas Elektron Pada Film Tipis GaN

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah

PENGARUH SUHU SUBSTRAT TERHADAP KUALITAS KRISTAL LAPISAN TIPIS Sn(Se 0,4 Te 0,6 ) HASIL PREPARASI DENGAN TEKNIK EVAPORASI VAKUM

BAB I PENDAHULUAN. energi listrik. Pemanfaatan energi listrik terus berkembang tidak hanya berfokus

SIDANG TUGAS AKHIR. Jurusan Teknik Material & Metalurgi Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Interferometer Fabry Perot : Lapisan optis tipis, holografi.

Molekul, Vol. 5, No. 1, Mei 2010 : KARAKTERISTIK FILM TIPIS TiO 2 DOPING NIOBIUM

PENUMBUHAN LAPISAN TIPIS SILIKON MIKROKRISTAL (µc Si:H) TIPE-P DENGAN METODE HOT WIRE PLASMA ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION (HW-PECVD)

KARAKTERISTIK MORFOLOGI DAN OPTIK FILM TIPIS TiO 2 :Co YANG DITUMBUHKAN DENGAN METODE MOCVD DI ATAS SUBSTRAT SILIKON

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang dan Permasalahan

BAB IV HASIL YANG DICAPAI DAN MANFAAT BAGI MITRA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penelitian

LOGO. STUDI EKSPANSI TERMAL KERAMIK PADAT Al 2(1-x) Mg x Ti 1+x O 5 PRESENTASI TESIS. Djunaidi Dwi Pudji Abdullah NRP

Karakterisasi XRD. Pengukuran

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Foto Mikro dan Morfologi Hasil Pengelasan Difusi

PENGARUH LAPISAN PENYANGGA AlN DAN DAYA PLASMA PADA SIFAT OPTIK FILM TIPIS GaN YANG DITUMBUHKAN DENGAN DC MAGNETRON SPUTTERING

STRUKTUR DAN KOMPOSISI KIMIA LAPIS TIPIS BAHAN SEMIKONDUKTOR Sn(Se 0,2 S 0.8 ) HASIL PREPARASI TEKNIK VAKUM EVAPORASI UNTUK APLIKASI SEL SURYA

BAB I PENDAH ULUAN 1.1.Latar Belakang

I. PENDAHULUAN. Al yang terbentuk dari 2 (dua) komponen utama yakni silika ( SiO ) dan

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS

Karakterisasi Sensor TiO 2 Didoping ZnO untuk Mendeteksi Gas Oksigen

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PENGARUH PENGOTOR Co PADA STRUKTUR DAN KONDUKTIVITAS FILM TIPIS TiO 2

BAB III METODE PELAKSANAAN. Metode penelitian yang dilakukan menggunakan eksperimen murni yang

BAB I PENDAHULUAN. luar biasa dalam penerapan nanosains dan nanoteknologi di dunia industri. Hal ini

PERKEMBANGAN SEL SURYA

HASIL DAN PEMBAHASAN. didalamnya dilakukan karakterisasi XRD. 20%, 30%, 40%, dan 50%. Kemudian larutan yang dihasilkan diendapkan

BAB I PENDAHULUAN. Sebagai negara berkembang yang kaya akan radiasi matahari yang tinggi,

METODE X-RAY. Manfaat dari penyusunan makalah ini adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

MAKALAH PITA ENERGI. Di susun oleh, Pradita Ajeng Wiguna ( ) Rombel 1. Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Fisika dan Teknologi Semikonduktor

BAB I PENDAHULUAN. SiO 2 memiliki sifat isolator yang baik dengan energi gapnya mencapai 9 ev,

Penumbuhan Lapisan Tipis µc-si:h Tipe-P dengan Metode HW-PECVD untuk Aplikasi Sel Surya

SINTESIS DAN KARAKTERISASI CORE-SHELL ZnO/TiO2 SEBAGAI MATERIAL FOTOANODA PADA DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC) SKRIPSI

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Mengenal Sifat Material. Teori Pita Energi

Transkripsi:

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sangat mempengaruhi peradaban manusia di abad ini. Sehingga diperlukan suatu kemampuan menguasai teknologi tinggi agar bisa memasuki negara industri maju. Salah satu bidang teknologi tinggi yang sangat mempengaruhi peradaban manusia di abad ini adalah teknologi semikonduktor. Teknologi semikonduktor merupakan teknologi yang berkembang dan telah mengalami kemajuan besar baik dalam hal penemuan bahan baru maupun teknik pembuatannya. Salah satu teknologi bahan semikonduktor yang dikembangkan adalah film tipis. Kelebihan yang dimiliki film tipis adalah selain untuk penghematan bahan baku dan biaya yang relatif lebih murah, film tipis memiliki sifat yang lebih konduktif dibandingkan film tebal. Sehingga, memudahkan pergerakan elektron di dalam suatu material. Bahan-bahan semikonduktor sangat potensial diaplikasikan pada piranti elektronik dan optoelektronik. Sekarang ini, bidang elektronik memegang peranan penting di berbagai sektor pembangunan. Hal ini terlihat dari banyaknya penggunaan piranti elektronik di setiap kegiatan manusia. Galium Nitrida (GaN) adalah salah satu material semikonduktor yang sering digunakan oleh para pekerja industri sebagai piranti elektronik dan optoelektronik diantaranya detektor ultraviolet, LED, diode laser dan transistor. GaN (galium 1

2 nitrida) adalah semikonduktor paduan III/V yang mempunyai lebar celah pita sebesar 3,4 ev. Hal ini dikarenakan jarak antar atom (atom tetangga terdekat) relatif kecil. Dengan besarnya celah pita tersebut, GaN dan paduannya (AlGaN, InGaN, dll) memiliki beberapa keunggulan, diantaranya pada temperatur ruang GaN memiliki konsentrasi elektron sekitar 5 x 10 16 cm -3. Selain itu, GaN memiliki konduktivitas termal dan stabilitas kimia yang tinggi, waktu respon yang cepat, sensitivitas dan selektifitas yang baik serta konsumsi daya yang rendah dan cocok untuk aplikasi elektronik seperti sensor gas (Dae-Sik Lee et al, 2002). Selain itu, material GaN memiliki sifat transport listrik yang baik dan adanya kecocokan dalam struktur hetero dengan InGaN dan AlGaN. Oleh sebab itu, material GaN menjadi kandidat yang ideal untuk berbagai aplikasi. Terdapat dua metode yang dapat digunakan untuk menumbuhkan film tipis semikonduktor di atas suatu substrat, yaitu metode fisika dan metode kimia. Metode fisika seperti teknik Sputtering dan PLD (Pulsed Laser Deposition). Sedangkan, metode kimia yang memanfaatkan reaksi kimia seperti MOCVD (Metal Organik Chemical Vapor Deposition), MBE (Molecular Beam Epitaxy) dan metode sol-gel. Metode sol gel merupakan metode deposisi film tipis dengan teknik deposisi yang sangat sederhana dengan biaya deposisi yang murah dan cara pengoperasian yang mudah jika dibandingkan dengan teknik deposisi film tipis secara kimia lainnya. Pada umumnya, film tipis GaN ditumbuhkan di atas substrat sapphire dan silikon carbide. Akan tetapi, sekarang ini kedua substrat tersebut sulit diperoleh dalam

3 ukuran besar dan harganya sangat mahal. Selain itu, substrat sapphire dan silikon carbide memiliki kekurangan dalam hal ketidaksesuaian parameter kisi dan koefisien ekspansi termal dengan semikonduktor GaN. Sehingga menimbulkan kecacatan pada film tipis GaN saat ditumbuhkan. Ketidaksesuaian kisi dan koefisien ekspansi termal sapphire terhadap film tipis GaN masing-masing sebesar 15% dan 34% (Armstrong, 2006). Sedangkan pada silikon carbide masing-masing sebesar 3.5% dan 3.2% (Zhang dkk., 2003). Selain substrat sapphire dan silikon carbide, silikon juga dapat digunakan sebagai tempat penumbuhan film tipis. Substrat silikon memiliki keunggulan dibandingkan dengan substrat yang lainnya antara lain substrat silikon banyak tersedia dalam bentuk kristal tunggal, mempunyai ukuran besar, konduktivitas termal baik, mempunyai laju etching tinggi, dan stabil pada temperatur tinggi. Selain itu, harga substrat Si jauh lebih murah dibandingkan dengan substrat sapphire (Al 2 O 3 ) dan silikon carbide (SiC) yang biasa digunakan dalam penumbuhan film tipis GaN. Substrat silikon Si (111) merupakan substrat alternatif karena simetri kristalnya serupa dengan GaN dibandingkan substrat SiC maupun Sapphire. Selain itu, substrat silikon (111) memiliki konduktivitas termal baik. Studi penumbuhan film tipis GaN di atas Si (111) telah dilakukan oleh Miyazaki et al (2001) dengan metode rf magneton sputtering, juga oleh Randanowicz dan Narayan (2004) dengan metode MBE. Proses deposisi film dengan teknik spin coating merupakan proses terpenting untuk menghasilkan film tipis GaN. Sedangkan parameter deposisi yang berperan

4 penting adalah temperatur deposisi. Hal ini dikarenakan pada tahap ini, terjadinya proses ikatan kimia antara atom-atom sumber untuk pembuatan material semikonduktor. Pada tahap ini, mekanisme ikatan antar atom dikendalikan oleh temperatur, maka dibutuhkan temperatur deposisi yang tepat agar proses ikatan dapat terjadi secara optimum. Temperatur yang tepat juga diperlukan untuk proses pengikatan molekul-molekul penyusun bahan oleh atom-atom substrat. Sehingga film tipis semikonduktor yang ditumbuhkan dapat terikat kuat pada substrat. Semua piranti semikonduktor membutuhkan kontak ohmik untuk persambungan ke piranti lain dalam sistem elektronik. Hal ini erat hubungannya dengan pengukuran sifat listrik dari semikonduktor itu sendiri. Untuk mengetahui sifat listrik dari semikonduktor, biasanya menggunakan kontak sebuah metal (logam). Perbedaan logam dan semikonduktor terlihat dari fungsi kerja (Φ) yang dimiliki oleh setiap bahan. Beberapa logam yang biasa digunakan sebagai kontak diantaranya aluminium (Al) (Φ m = 4.08 ev), nikel (Ni) (Φ m = 5.15 ev), emas (Au) (Φ m = 5.1 ev), palladium (Pd) (Φ m = 5.12 ev), dan platinum (Pt) (Φ m = 5.65 ev). Pada penelitian ini, dilakukan persambungan metal-semikonduktor dengan menggunakan logam aluminium. Hal ini dikarenakan fungsi kerja yang dimiliki antara logam aluminum tidak jauh berbeda dengan fungsi kerja yang dimiliki oleh semikonduktor GaN. Sehingga akan menghasilkan kontak ohmik. Sebelum persambungan Al-GaN dilakukan, terlebih dahulu proses deposisi film tipis GaN dengan perbedaan temperatur deposisi yang digunakan. Deposisi film tipis GaN

5 dilakukan di atas substrat silikon (111) dengan metode sol gel menggunakan teknik spin coating. Sedangkan temperatur deposisi yang digunakan adalah 850 o C dan 900 o C. Karakteristik listrik dari persambungan Al-GaN diketahui dengan uji karakterisasi I-V. B. Perumusan Masalah Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah Bagaimanakah pengaruh variasi temperatur deposisi terhadap nilai tegangan barrier persambungan Al-GaN yang dideposisi dengan metode sol-gel menggunakan teknik spin-coating? C. Pembatasan Masalah Adapun yang menjadi pembatasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Parameter deposisi yang dijadikan sebagai variabel bebas adalah temperatur deposisi yaitu, 850 o C dan 900 o C. Alasan menggunakan kedua temperatur tersebut adalah pecahnya gas N 2 menjadi atom-atom N terjadi pada temperatur diatas 800 o C; 2. Logam yang digunakan pada persambungan logam-semikonduktor adalahaluminium. Hal ini dikarenakan fungsi kerja yang dimiliki antara logam aluminum tidak jauh berbeda dengan fungsi kerja yang dimiliki oleh semikonduktor GaN. Sehingga akan menghasilkan kontak ohmik.

6 3. Karakterisasi yang dilakukan untuk mengetahui karakteristik listrik persambungan Al-GaN adalah karakterisasi I-V. Adapun karakteristik yang dianalisis adalah nilai tegangan barrier. Sedangkan untuk mengetahui karakteristik fisis yang dimiliki film tipis GaN dilakukan dua uji karakterisasi yaitu, karakterisasi X Ray Diffraction (XRD) dan karakterisasi Scanning Electron Microscope (SEM). Berdasarkan data hasil karakterisasi XRD, maka karakteristik fisis yang diamati meliputi stuktur kristal, orientasi kisi dan nilai FWHM dari puncak bidang difraksi. Sedangkan berdasarkan hasil karakterisasi SEM yang dianalisis meliputi permukaan dan ketebalan film yang terbentuk. D. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi temperatur deposisi terhadap nilai tegangan barrier persambungan Al-GaN yang dideposisi dengan metode sol-gel menggunakan teknik spin-coating. E. Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental. Penelitian deposisi film tipis GaN dilakukan dengan metode sol gel menggunakan teknik spin coating. Sedangkan untuk mengetahui karakteristik listrik dari persambungan Al-GaN dilakukan uji karakterisasi I-V.

7 F. Manfaat Penelitian Data-data yang diperoleh dari hasil penelitian terkait struktur kristal dan morfologi permukaan film tipis GaN serta karakteristik listrik persambungan Al-GaN yang dideposisi dengan metode sol gel menggunakan teknik spin coating dapat memperkaya hasil-hasil penelitian dalam bidang kajian sejenis, yang nantinya dapat dijadikan sebagai pembanding bagi penelitian yang sedang berlangsung dan sebagai acuan bagi penelitian selanjutnya.