Semikonduktor adalah suatu material yang memiliki sifat konduktivitas listrik diantara konduktor dan isolator. Tahanan jenis bahan semikonduktor antara sekitar 10-3 Ohm m sampai dengans sekitar 10+3 Ohm meter.Atom-atom bahan semi konduktor membentuk krristal dengan struktur tetrahedral, dengan ikatan kovalen

Bahan Semi Konduktor

Bahan baku dari semikonduktor pada umumnya terdiri dari :

Tellurides / Susunan Tellurium Alloys (MgSb2, ZnSb, Mg2Sn, CaSb,AlSb, GlSb Aluminium arsenide Aluminium gallium arsenide Boron nitrida Cadmium sulfida Cadmium selenide Berlian

Bahan semi konduktor yang banyak dipakai dalam elektkronika adalah silikon (Si) dan Germanium. (Ge). Pada 0 0K SI mempunyai lebar pita terlarang (energy gap) 0,785eV, sedang untuk Ge 1,21 eV.

Bahan semikonduktor yang banyak dikenal contohnya adalah Silicon (Si), Germanium (Ge) dan Galium Arsenida (GaAs). Germanium dahulu adalah bahan satu-satunya yang dikenal untuk membuat komponen semikonduktor. Namun belakangan, silikon menjadi popular  setelah ditemukan cara mengekstrak bahan ini dari alam. Silikon merupakan bahan terbanyak ke dua yang ada dibumi setelah oksigen (O2).

Susunan Atom Semikonduktor

Struktur dua dimensi kristal Silikon

Ada 2 jenis bahan semikonduktor yaitu 1. semikonduktor intrinsik (murni) 2. semi konduktor ekstrinsik (tidak murni).

Untuk semikonduktor ekstrinsik ada 2 tipe yaitu tipa P dan tipe N.

Semikonduktor instrinsik (murni) adalah semi konduktor yang tidak ataupun belum terkotori oleh atom-atom asing. Semikonduktor intrinsik bersifat sebagai isolatorKarena memiliki pita konduksi yang kosong

Semi konduktor ekstrinsik adalah semikonduktor instrinsik yang mendapat pengotoran (doping) atomatom asing.

Semi konduktor

Semi konduktor tipe NSemikonduktor tipe N ialah semikonduktor eksintrik, yangdiperoleh dari semikonduktor intrinsik yang dikotori dengan atom asing yang bervalensi 5 seperti As, Pb, P.Tujuan ini adalah agar bahan kaya akan satu jenis pembawamuatan saja (Elektron bebas saja atau hole saja) dan untukmemperbesar daya hantar listrik.Semikonduktor tipe-n disebut juga donor yang siap melepaskan elektron.

Bahan silikon diberi doping phosphorus atau arsenic yang pentavalen yaitu bahan kristal dengan inti atom memiliki 5 elektron valensi. Dengan doping, Silikon yang tidak lagi murni ini (impurity semiconductor) akan memiliki kelebihan elektron. Kelebihan elektron  membentuk semikonduktor tipe-n. Semikonduktor tipe-n disebut juga donor yang siap melepaskan elektron.

Tipe-N

doping atom pentavalen

Semikonduktor PSemikonduktor ini diperoleh dari semikonduktor intrinsik yang dikotori dengan atom asing yang bervalensi 3, misalnya Al, atau Ga.

Kalau silikon diberi doping Boron, Gallium atau Indium, maka akan didapat semikonduktor tipe-p. Untuk mendapatkan silikon tipe-p, bahan dopingnya adalah  bahan trivalen yaitu unsur dengan ion yang  memiliki 3 elektron pada pita valensi. Karena ion silikon memiliki 4 elektron, dengan demikian ada ikatan kovalen yang bolong (hole). Hole ini digambarkan sebagai akseptor yang siap menerima elektron. Dengan demikian, kekurangan elektron menyebabkan semikonduktor ini menjadi tipe-p. 

Tipe-P

doping atom trivalen

Pemberian doping dimaksudkan untuk mendapatkan elektron valensi bebas dalam jumlah lebih banyak dan permanen, yang  diharapkan akan dapat mengahantarkan listrik

DOPING

Tiga metoda yang berbeda digunakan dalam pembuatan rangkaiansemikonduktor

1. Teknologi komponen diskritYaitu setiap rangkaian transistor, hambatan dan lain sebagainya adalah komponenindividu. Kontruksi rangkaian dicapai dengan saling menghubungkan berbagaikomponen tersebut yang biasanya menggunakan kawat individu yang dibungkusuntuk membentuk hubungan- hubungan tersebut. Pembuatan komponen diskritadalah cara mula-mula dan tradisional yang digunakan dalam kontruksirangkaian.

Proses produksi dari bahan semikonduktor

2. Teknologi monolitikYaitu dua golongan kontruksi rangkaian yang diintegrasi.

3. Teknologi Hibridaadalah sebuah gabungan dari teknologi komponen monolitik dan teknologi diskrit

Alat-alat semikonduktor dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk  dicrete (potongan) seperti transistor, diode, dll, ataudapat juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar dalam satu keping Silikon yang dinamakan  Integrate Circuit  (IC)

Pemanfatan bahan semikonduktor