Sebuah teknik untuk mencapai kemurnian yang tinggi termasuk pertumbuhan kristal menggunakan proses Czochralski. Langkah tambahan yang
dapat digunakan untuk lebih meningkatkan kemurnian bahan dikenal sebagai perbaikan zona.
Dalam perbaikan zona, sebagian dari kristal padat dicairkan. Pendadahan cenderung berkonsentrasi di daerah yang dicairkan, sedangkan material yang
diinginkan mengkristal kembali sehingga menghasilkan bahan lebih murni dan kristal dengan lebih sedikit kesalahan. Pada pembuatan perangkat semikonduktor
yang melibatkan heterojunction antara bahan-bahan semikonduktor yang berbeda, konstanta kisi, antara lain panjang dari struktur kristal yang berulang, sangat
penting untuk menentukan kompatibilitas antar bahan.
2.3. Bahan Pendadah
Pendadah adalah bahan yang digunakan untuk menambah jumlah elektron atau hole pada material semikonduktor. Dalam penelitian ini, digunakan
semikonduktor tipe-p sebagai pembawa mayoritas muatan hole. Doping dalam jumlah yang besar pada semikonduktor dapat meningkatkan faktor yang lebih
besar dari satu milyard. Penambahan bahan pendadah dapat menyebabkan perubahan parameter kisi, konstanta dielektrik, sifat elektrokimia, sifat elektro-
optik, dan sifat pyroelektrik dari keramik film tipis Ban, 2002. Sifat semikonduktor Barium Stronsium Titanat akan menjadi baik bila
diimpurisasi dengan bahan tertentu karena semikonduktor BST hanya dapat dihasilkan melalui pendadahan. Seperti dalam penelitian ini Fe
2
O
3
digunakan sebagai bahan pendadah dimana divariasikan dalam empat ukuran, yakni 2,5,
5, 7,5 dan 10, dengan maksud untuk mendapatkan ukuran yang terbaik untuk dapat mengeksitasi elektron dari pita valensi menuju pita konduksi. Untuk
dapat merubah sifat material maka diperlukan bahan pendadah agar dapat merubah parameter kisi, konstanta dielektrik, sifat elektrokimia, sifat elektrooptik
dan pyroelektrik dari lapisan tipis. Untuk menaikan konsentrasi elektron atau hole, diperlukan bahan pendadah dalam kristal semikonduktor.
Dopan-dopan tersebut memiliki energi sedikit lebih besar diatas pita valensi ekseptor atau sedikit lebih rendah di bawah pita konduksi donor. Akseptor
menerima penambahan elektron dari pita valensi dan termuati ion-ion negative sehingga membentuk sebuah hole doping-p. Donor melepaskan sebuah elektron
kedalam pita konduksi dan termuati ion-ion positif doping-n. Konsentrasi pembawa minoritas menjadi jauh lebih kecil dibandingkan dengan konsentrasi
pembawa mayoritas Kwok, 1995.
2.4. Karakteristik Arus –Tegangan
Karakteristik arus –tegangan dari dioda, atau kurva I–V, berhubungan
dengan perpindahan dari pembawa muatan melalui bagian yang dinamakan lapisan penipisan atau daerah pemiskinan yang terdapat pada pertemuan diantara
semikonduktor p-n. Ketika pertemuan p-n, elektron pita konduksi dari daerah N menyebar ke daerah P dimana terdapat banyak hole yang menyebabkan elektron
bergabung dan mengisi hole yang ada, baik hole dan elektron bebas yang ada tereksitasi, meninggalkan donor bermuatan positif pada sisi-N dan akseptor
bermuatan negatif pada sisi-P. Daerah disekitar pertemuan p-n menjadi dimiskinkan dari pembawa muatan dan karenanya berlaku sebagai isolator.
Walaupun demikian, lebar dari daerah pemiskinan tidak dapat tumbuh tanpa batas. Untuk setiap pasangan elektron-hole yang bergabung, ion dopan bermuatan
positif ditinggalkan pada daerah terkotori-n dan ion dopan bermuatan negatif ditinggalkan pada daerah terkotori-p. Saat penggabungan berlangsung dan lebih
banyak ion ditimbulkan, sebuah medan listrik terbentuk didalam daerah pemiskinan yang memperlambat penggabungan dan akhirnya menghentikannya.
Medan listrik ini menghasilkan tegangan tetap dalam persambungan. Rapat
muatan tetap merupakan muatan yang menetap di dalam material dielektrik, yang menunjukkan kecacatan kristal bagi material dielektrik karena dapat mengurangi
jumlah ionisasi pada film terhadap metal kontak alumunium dan mengurangi nilai konstanta dielektrik karena terjadi dielectric loss akibat tegangan bias.
Dioda bandangan merupakan menghantar pada arah terbalik ketika tegangan panjar mundur melebihi tegangan dadal dari pertemuan p-n. Sifat listriknya mirip
dan sulit dibedakan dengan dioda Zener, dan kadang-kadang salah disebut sebagai dioda Zener, padahal dioda ini menghantar dengan mekanisme yang berbeda yaitu
efek bandangan. Efek ini terjadi ketika medan listrik terbalik yang membentangi pertemuan p-n menyebabkan gelombang ionisasi pada pertemuan, menyebabkan
arus besar mengalir melewatinya, mengingatkan terjadinya bandangan yang menjebol bendungan. Dioda bandangan didesain untuk dadal pada tegangan
terbalik tertentu tanpa menjadi rusak. Perbedaan antara dioda bandangan yang mempunyai tegangan dadal terbalik diatas 6.2 V dan dioda Zener adalah panjang
kanal yang melebihi rerata jalur bebas dari elektron, jadi ada tumbukan antara mereka. Perbedaan yang mudah dilihat adalah keduanya mempunyai koefisien
suhu yang berbeda, dioda bandangan berkoefisien positif, sedangkan Zener berkoefisien negatif.
2.5. Substrat Si Silikon
