ZnO merupakan semikonduktor tipe-n yang mempunyai lebar energi celah pita
bandgap energy antara 3.2 eV sampai 3.3 eV, dengan energi gap sebesar itu, ZnO dapat
menyerap spektrum UV dari gelombang elektromagnetik. Kelebihan dari ZnO adalah
terbentuk
dari unsur-unsur
melimpah, memiliki harga yang murah, tidak beracun,
memiliki stabilitas yang tinggi dalam plasma nitrogen, dan siklus panas serta tahan terhadap
radiasi.
18
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan Februari 2012 sampai dengan Nopember 2012
di Laboratorium Biofisika, Laboratorium Material, Laboratorium Fisika Lanjut, dan
Laboratorium Analisis Bahan, Departemen Fisika IPB. Pemasangan kontak perak
dilakukan di Laboratorium Fisika Material Departemen Fisika ITB MOCVD ITB.
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah furnace, spektroskopi UV-VIS, I-V
meter, pH meter, gunting, selotip, double tip, hot plate, magnetic stirrer, stirrer, pipet,
tabung reaksi, gelas kimia, gelas ukur, pengaduk, dan neraca analitik. Bahan yang
digunakan meliputi kaca preparat, zinc asetate dihydrate, NaOH, PEG, aceton, etanol, gas
oksigen O
2
, H
2
SO
4
, H
2
O
2,
pasta perak dan akuades.
3.3 Prosedur Penelitian 3.3.1 Penumbuhan Lapisan SiO
2
Lapisan SiO
2
ditumbuhkan dengan metode wet thermal. Substrat yang digunakan adalah
silicon wafer tipe-p Si-p. Silikon dimasukkan ke dalam larutan aseton lalu dicuci dalam
ultrasonic bath selama 30 menit. Setelah itu dibersihkan
didalam asam
peroxymonosulphuric selama
15 menit,
kemudian silikon dicuci kembali dengan asam HF. Substrat Si-p tersebut dioksidasi untuk
menghasilkan SiO
2
di atas substrat Si-p. Lapisan SiO
2
dibuat dengan memanaskan substrat Si-p di dalam furnace hingga
mencapai temperatur kurang lebih 1000 C,
gas oksigen murni O
2
dialirkan ke dalam furnace selama pemanasan berlangsung.
Variasi volume O
2
yang diberikan berbeda- beda. Gas O
2
mulai diberikan pada temperatur 600
C, dengan volume 2.5 mL selama 5 menit. Pada saat temperatur furnace telah mencapai
1000 C, maka volume O
2
yang diberikan bertambah menjadi 5 mL selama 10 menit.
Keadaan temperatur 1000 C ini dipertahankan
selama 2 jam, sehingga terbentuk lapisan SiO
2
pada permukaan atas subtrat.
3.3.2 Pembuatan dan karakterisasi lapisan zinc oxide ZnO
Lapisan zinc oxide ZnO dapat dibuat dengan mencampurkan zinc asetate dihydrate,
PEG, aquades, etanol, kemudian diteteskan NaOH sampai pH=7. Setelah itu di diamkan
selama semalam, sehingga terjadi endapan. Pembuatan lapisan ZnO di permukaan atas
SiO
2
menggunakan metode dip-coating. Pada teknik dip-coating ini substrat yang akan
dilapisi dicelupkan ke dalam tempat endapan, kemudian substrat yang sudah terlapisi ZnO
dipanaskan menggunakan
furnace pada
temperatur 300 C selama 1 jam.
Agar ketebalan lapisan yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan untuk membuat
field effect transistor FET, maka perlu dilakukan optimasi dalam proses deposisi.
Optimasi yang harus dilakukan pada kondisi deposisi, meliputi konsentrasi larutan-larutan
yang digunakan, temperatur reposisi, dan lama waktu deposisi. Optimasi dalam hal temperatur
dapat menentukan struktur dan sifat lapisan ZnO yang terbentuk. Sedangkan, lamanya
waktu deposisi ditujukan untuk mendapatkan ketebalan lapisan ZnO yang dihasilkan.
Sampel lapisan ZnO yang berhasil ditumbuhkan dengan metode dip-coating,
selanjutnya dikarakterisasi
dengan spektrofotometer
UV-Vis. Karakterisasi
Spektroskopi UV-VIS
ditujukan untuk
mengetahui sifat optik lapisan ZnO. Sifat optik lapisan ZnO yang dibuat dengan metode dip-
coating diukur pada temperatur ruang dengan menggunakan
Spektrofotometer UV-Vis
dengan rentang panjang gelombang 200-1000 nm.
Gambar 1. Penumbuhan lapisan SiO
2
Furnace
O
2
Silikon tipe p
6
3.3.3 Pembuatan kontak perak
Setelah menumbuhkan lapisan ZnO dengan metode dip-coating pada subtrat SiO
2
, kemudian dilakukan pemasangan elektroda
source dan drain di atas lapisan ZnO. Pembuatan kontak dilakukan di Laboratorium
Fisika Material Institut Teknologi Bandung MOCVD ITB. Proses penumbuhan perak
dilakukan dengan metode evaporasi pada tekanan 10
-3
barr. Proses penumbuhan perak ini
bertujuan untuk
mempermudah karakterisasi FET. Pemberian kontak perak
dilakukan pada lapisan ZnO dan substrat silikon.
3.3.4 Karakterisasi I-V
