interface . Akan tetapi Cu juga akan menurunkan performa sel karena Cu dapat
berdifusi dari polikristal CdTe hingga ke daerah persambungan namun mekanisme penurunannya tidak diketahui dengan baik Dzhafarov et.al., 2005.
2.7 Sputtering
Sistem sputtering pada umumnya berupa tabung lucutan pijar yang di dalamnya terpasang elektroda anoda dan katoda, target dipasang pada katoda
dan substrat diletakkan pada anoda, serta dilengkapi dengan sistem vakum, sistem masukan gas, sistem pendingin target, sistem pemanas substrat dan sistem catu
daya DC atau RF. Sputtering merupakan proses penembakan partikel-partikel atom-atom atau ion-ion berenergi tinggi pada sebuah target sehingga atom-atom
individu target memperoleh energi yang cukup tinggi untuk melepaskan diri dari permukaan target. Atom-atom yang tersputter terhambur ke segala arah, kemudian
difokuskan pada substrat untuk membentuk lapisan tipis Sudjatmoko, 2003. Teknik sputtering memiliki beberapa kelebihan, antara lain :
film yang terbentuk mempunyai komposisi yang serupa dengan bahan target, kualitas,
struktur dan keseragaman hasil film dikendalikan oleh tingkat homogenitas target, mempunyai rapat arus yang besar sehingga memungkinkan terjadinya laju
deposisi yang tinggi, dan lapisan yang terbentuk mempunyai kekuatan rekat yang tinggi terhadap permukaan substrat Sudjatmoko, 2003.
2.8.1 DC Magnetron Sputtering
Teknik paling sederhana yang digunakan untuk penumbuhan film tipis adalah teknik dc magnetron sputtering. Sistem dc sputtering terdiri dari sepasang
elektroda planar. Salah satu dari elektroda tersebut adalah katoda dingin dan lainnya adalah sebuah anoda. Pada bagian katoda dipasang suatu bahan target dan
pada bagian belakangnya didinginkan dengan air pendingin, sedangkan substrat dipasang di anoda. Substrat tersebut dapat dipanaskan menggunakan suatu sistem
pemanas. Apabila tabung sputter diisi dengan gas Ar argon dan pada elektroda dipasang beda potensial, maka antara elektroda terjadi lucutan pijar glow
discharge . Atom-atom permukaan target yang tertumbuk keluar akan menempel
pada permukaan substrat sehingga terbentuk film tipis. DC Magnetron Sputtering ini menggunakan sistem magnet yang
diletakkan dibawah katoda. Magnet membentuk lingkupan medan magnet untuk membelokkan partikel bermuatan. Elektron-elektron dikurung dalam lingkupan
medan magnet dekat target dan mengakibatkan ionisasi pada gas argon lagi. Jumlah ion-ion yang ditarik ke permukaan target menjadi lebih banyak. Semakin
banyak ion-ion yang menumbuk target, hasil sputtering semakin meningkat. Skema reaksi dalam chamber dc magnetron sputtering ditunjukkan pada Gambar
2.9.
Untuk mencegah terjadi resputering dan meningkatkan derajat ionisasi pada film tipis yang terbentuk, maka di bawah target dipasang magnet permanen
dengan tujuan membuat perangkap elektron dari medan magnet yang dihasilkan. Jumlah elektron yang menuju anoda berkurang karena elektron banyak
terperangkap medan magnet, sehingga effisiensi ionisasi gas argon meningkat. Proses sputtering juga dapat menimbulkan pemanasan pada target akibat
tembakan ion-ion berenergi, sehingga dapat menyebabkan atom-atom oksida yang lebih ringan menguap dan resistansinya berkurang serta untuk menjaga kekuatan
magnet agar tidak hilang maka daerah target dialiri dengan air pendingin. Sistem reaktor dc magnetron sputtering ditunjukkan pada Gambar 2.10.
Lapisan Medan listrik
Medan magnet Ion argon
yang dipercepat menuju target
Atom yang tersputter
Target
Magnet
Gambar 2.9 Skema reaksi dalam chamber dc magnetron sputtering Joshi, 2003 Substrat
Katoda dc Magnetron Sputtering
Pressure gaug
Pressure gauge
e
Pompa vakum
Pompa Air
N
2
Ar Catu Daya
Heater Magnet
target Heater
Shutter Substrat
Catu daya plasma
Panel tekanan
Panel temperatur
Gambar 2.10 Sistem reaktor dc magnetron sputtering
Pressure gauge
23
BAB 3 METODE PENELITIAN
Proses penumbuhan film tipis CdTe:Cu secara garis besar terdiri dari tiga tahap yaitu, pembuatan target, preparasi substrat, dan deposisi film tipis di
atas substrat ITO Indium Tin Oxide dengan menggunakan metode dc magnetron sputtering
. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Fisika Material FMIPA UNNES, dilanjutkan dengan karakterisasi sampel film dan analisis data hasil
karakterisasi. Penelitian ini dilakukan secara eksperimental dan hasilnya dikaji dengan merujuk referensi yang terkait. Dalam penelitian ini, dikaji pengaruh
penambahan Cu terhadap struktur mikro, struktur kristal dan sifat listrik film tipis CdTe:Cu yang ditumbuhkan diatas substrat ITO.
Film tipis CdTe:Cu yang telah dideposisi dikarakterisasi untuk mengetahui beberapa sifat fisisnya. Pada penelitian ini sifat fisis yang dikaji
difokuskan pada struktur mikro, struktur kristal dan sifat listrik film tipis CdTe:Cu. SEM Scanning Electron Microscopy digunakan untuk mengetahui
struktur mikro pada film tipis berupa penampang permukaan surface dan penampang lintang cross section yang dilakukan di PPLG Bandung. Struktur
kristal dan orientasi bidang kristal film tipis dengan menggunakan XRD X-Ray Difraction
dilakukan di laboratorium Kimia Analitik Universitas Gadjah Mada. Karakterisasi sifat listrik dilakukan di laboratorium pengembangan fisika material
FMIPA UNNES dengan menggunakan I-V meter.
3.1 Pelaksanaan Eksperimen
