3
netral. Karena atom pengotor menerima elektron, maka atom pengotor ini disebut
atom aseptor.
4
Penambahan atom aseptor ini akan menimbulkan tambahan tingkat energi
sedikit di atas pita valensi. Peningkatan energi pada semikonduktor tipe-p dapat dilihat pada
Gambar 2.5 b.
3
Semikonduktor tipe-n dapat diperoleh dengan cara yang sama seperti semikonduktor
tipe-p, dengan menambahkan atom pengotor pentavalen golongan VA, seperti arsenik,
fosfor, atau antimon pada silikon murni. Atom pentavalen yang menempati posisi atom
silikon dalam kristal, lima elektron valensi dari atom pengotor akan membentuk empat
ikatan kovalen lengkap dan tersisa satu elektron yang tidak berpasangan. Sisa elektron
ini akan menjadi elektron bebas dan menjadi pembawa muatan dalam proses hantaran
listirk. Struktur semikonduktor tipe-n dapat dilihat pada Gambar 6 a.
2
Gambar 5 a Struktur kristal silikon dengan sebuah atom pengotor valensi tiga
menggantikan posisi salah satu atom silikon, b struktur pita
energi semikonduktor tipe-p
Gambar 6 a Struktur kristal silikon dengan sebuah atom pengotor valensi lima
menggantikan posisi salah satu atom silikon, b struktur pita
energi semikonduktor tipe-n
5
Material dari proses pengotoran ini disebut
semikonduktor tipe-n
karena menghasilkan pembawa muatan negatif.
Karena atom pengotor memberikan elektron, maka atom pengotor ini disebut atom donor.
4
Penambahan atom donor ini akan menambah satu tingkat energi baru di bawah pita
konduksi.
3
Penambahan energi
pada semikonduktor tipe-n dapat dilihat pada
Gambar 6 b.
2.2 Semikonduktor Cadmium Sulfide CdS
Cadmium sulfide CdS merupakan bahan semikonduktor dalam kelompok senyawa
golongan II-VI dengan struktur kristal Zinc Blende dan Wurtzite sebagiamana bahan
semikonduktor dari senyawa-senyawa yang lain. Senyawa II-VI yakni CdS memiliki sifat
optik
dan listrik
yang cocok
untuk fotodetektor, disamping untuk piranti-piranti
optoelektronik lainnya. Cadmium sulfide CdS miliki koefisien
absorbansi yang tinggi sehingga sebagian besar cahaya dapat diabsorbansi pada CdS
dalam bentuk lapisan tipis sehingga sangat efektif untuk dijadikan field effect transistor
FET. Cadmium sulfide memiliki lebar celah pita bandgap dalam kisaran 2.3-2.5 eV serta
memiliki jenis celah pita semikonduktor direct bandgap dengan n= ½ untuk yang
indirect,n=2. Cadmium sulfide juga memiliki fotokonduktansi yang tinggi sehingga sangat
cocok untuk piranti fotodetektor.
6-8
Ada beberapa teknik pendeposisian yang digunakan untuk menumbuhkan lapisan CdS
sehingga sifat optik, listrik dan strukturnya sesuai dengan yang diinginkan. Diantaranya
menggunakan pendeposisian secara kimia, physical vapour deposition, spray pyrolysis
8
, electro deposition, chemical bath deposition
10-14
, teknik brush plating
15
, hidrotermal
16
dan lain-lain. Dari semua teknik di atas, chemical
bath deposition CBD merupakan teknik yang
biasanya digunakan
untuk menumbuhkan lapisan tipis CdS. Teknik CBD
memiliki banyak
keuntungan seperti
sederhana, tidak membutuhkan peralatan yang canggih, bahan yang terbuang sedikit,
merupakan cara yang ekonomis teknik pendeposisian pada area yang luas untuk
semikonduktor golongan II
–VI seperti CdS, dan tidak menghasilkan gas yang beracun
.
13
Metode CBD merupakan proses yang lambat, sehingga orientasi kristalnya dapat diatur
dengan peningkatan struktur bulirnya. Lapisan CdS yang ditumbuhkan dengan metode CBD
4
memiliki stoikiometri yang tinggi dan resistansi gelap yang tinggi.
Teknik deposisi yang digunakan untuk menumbuhkan CdS telah banyak dilakukan
dengan metode yang beragam. Penggunaan setiap metode ini akan mempengaruhi sifat
optik, listrik
dan struktur
CdS yang
dihasilkan. Menurut
beberapa literatur,
struktur lapisan tipis CdS yang dibuat dengan menggunakan metode CBD dapat bermacam-
macam tergantung pada kondisi deposisi. Strukturnya dapat berbentuk kubik, hexagonal
atau campuran kedua fasa tersebut.
17-18
Banyak juga peneliti mencatat bahwa terjadi pengotoran oleh oksigen dan nitrogen pada
lapisan tipis CdS jika menggunakan metode penumbuhan dengan CBD. Selain itu,
penggunaan complexing agent juga dapat mempengaruhi sifat fisis CdS. Penambahan
complexing
agent ammonium
dapat memperbesar jumlah Cadmium Sulfida yang
terbentuk dibanding
molekul pengotor
lainnya.
18
2.3 Transistor
