4. Mereaksikan silikon tetraklorida SiCl
4
dengan uap zinc pada suhu 950
o
C sehingga menghasilkan silikon menurut persamaan reaksi:
SiCl
4
+ 2Zn Si + 2ZnCl
2
Wikipedia, 2008 5.
Pembuatan silikon yang berdasar pada penggunaan fluidized bed menggunakan silana, seperti ditunjukkan pada reaksi berikut:
3SiCl
4
+ Si + 2 H
2
4HSiCl
3
4HSiCl
3
3SiCl
4
+ SiH
4
SiH
4
Si + 2H
2
Wikipedia, 2008
2.8 Seleksi Proses
Proses pembuatan silikon yang dipilih dalam perancangan pabrik ini adalah reduksi silika dengan menggunakan karbon. Adapun alasan dipilihnya proses ini
adalah sebagai berikut: 1.
Silikon yang dihasilkan memiliki kemurnian yang sangat tinggi paling sedikit 98 murni
2. Bahan baku silika dan karbon yang sangat murah dan mudah diperoleh sehingga
memudahkan proses pengadaan bahan baku.
2.9 Pemurnian
Penggunaan silikon dalam perangkat semikonduktor memerlukan kemurnian silikon yang sangat tinggi. Menurut sejarah, berbagai macam metode telah digunakan
untuk menghasilkan silikon dengan kemurnian yang tinggi.
2.9.1 Metode Fisika
Pada awalnya teknik pemurnian silikon adalah berdasar pada kenyataan dimana silikon dileburkan dan dipadatkan kembali, bagian akhir dari tumpukan yang
akan dipadatkan mengandung sebagian besar impuritis. Metode pemurnian silikon
paling pertama diperkenalkan pada tahun 1919 dan digunakan pada dasar yang
terbatas untuk membuat komponen radar selama perang dunia kedua, melibatkan silikon yang telah dihancurkan dan kemudian secara bertahap tepung silikon
Universitas Sumatera Utara
dilarutkan dalam suatu asam. Ketika dihancurkan, silikon yang hancur menyebabkan bagian yang kemurniaanya rendah berada pada bagian luar dari butiran silikon yang
dihasilkan. Sebagai hasilnya, silikon yang mempunyai kemurnian tinggi yang terlebih dahulu larut ketika dilarutkan dalam asam, dan akhirnya menghasilkan
produk yang lebih murni. Pada zona peleburan melting, juga disebut sebagai zona penyulingan
refining, metode pemurnian silikon pertama yang digunakan secara luas dalam industri, batang silikon dipanaskan dan dileburkan pada suatu tempat. Kemudian,
pemanasnya secara perlahan menurunkan panjang silikon, dan menimbulkan batang kecil karena silikon mengalami pendinginan dan pemadatan kembali. Karena
sebagian besar impuritis cenderung terdapat pada bagian yang dileburkan daripada bagian yang dipadatkan kembali, ketika proses berakhir, sebagian besar impuritis
dalam batang akan bergerak menuju suatu tempat. Bagian ini kemudian dibuang, dan prosesnya diulang kembali jika diinginkan kemurnian yang lebih tinggi.
2.9.2 Metode Kimia
Sekarang, silikon dimurnikan dengan cara mengubahnya menjadi senyawa silikon yang dapat dengan lebih mudah dimurnikan daripada keadaan alaminya.
Kemudian senyawa tersebut diubah kembali menjadi silikon yang murni. Triklorosilana merupakan senyawa silikon yang paling umum digunakan sebagai
intermediate , walaupun silikon tetraklorida dan silana juga digunakan. Ketika gas ini
mengalir diatas silikon pada temperatur tinggi akan menyebabkan terdekomposisi menjadi silikon dengan kemurnian yang tinggi.
Pada Proses Siemen, batang silikon dengan kemurnian yang tinggi menguraikan triklorosilana pada 1150
o
C. Gas triklorosilana akan terdekomposisi dan mengendapkan tambahan silikon dalam batang silikon.
2HSiCl
3
Si + 2HCl + SiCl
4
Silikon yang diproduksi dengan cara demikian disebut polycrystalline silicon. Polycrystalline silicon
mempunyai tingkat impuritis kurang dari 10
-9
.
Universitas Sumatera Utara
2.10 Sifat – Sifat Bahan yang Terlibat Dalam Proses
