Teknik Penumbuhan Kristal

Penumbuhan Kristalbilalodin

Teknik Penumbuhan Kristal tunggal dan Karakterisasinyabilalodin

Pokok Bahasan

Penumbuhan waferPenumbuhan epitaksiTeknik oksidasiImplentasi ionPhoto litografietchingmetalisasipembukusan

Bagaimana Pembuatan silikon murniPembuatan silikon murni dapat dibuat dengan tahapan sebagai berikut SiC (S) + SiO2(s) Si (s) +SiO(g) + CO (g) hasil ini Si (98%)Si(s) + 3HCL(g) 300 C SiHCl3 (g) + H2 (g)

SiHCl3 (g) + H2 (g) Si(s) + 3 HCL (g)Hasil Si polikristal (99%)

Apa yang dimaksud teknik CzochralskiTeknik pembuatan kristal tunggal dengan cara melelehkan bahan polycrystaline dan menarik lelehan menggunakan bijih kristal dengan cara memutar berlawanan arah.,

Contoh melelehkan silikon

6

Bagaimana tahapan pembuatan silikon tunggal (ingot) secara sederhana

Bagaimana bentuk tungku penumbuhan silikon dalam industri

growth speed~ 2 - 3 mm/minuteO, C arecontaminants!

kristal tunggal berbentuk silindris dari silikon, berdiameter lebih dari 12.5 cm dan panjang 1-2 m

Bagaimana hasil penumbuhan

kristal tunggal besar tersebut diiris membentuk wafer tipis(Contoh Silicon solar cells memerlukan tebal 300m cukup untuk menyerap panjang gelombang sinar) tampak

Bagaimana membuat wafer silokon

10

Bagaimana hubungan antara kecepatan putar dan diameter igot

Tentukan kecepatan maksimum agar igot silikon dengan jari 7,62 cm menjadi kristal tunggal dalam penumbuhan dengan metode ZC (T=1690 0K)

JawabVpmax= 0,00656 cm/s

Bagaimanakah model prilaku doping pada saat penumbuhanNo Tipe bahanJenis dopingHasil Yang diharapkan1silikon boronpphosporn2Galium Arsenitcadmiumpzincpcromiumn

denganBesarnya konsentrasi doping

dan

SoalIgot silikon ingin dibuat tipe p dengan konsentrasi doping 1016 atom/cm3 dengan teknik ZC. a. Berapakah konsentari awal atom boron agar diperoleh konsentrasi yang diinginkan (ko boron =0,8. b. Berapa gram yang harus ditambahkan pada 60 kg silikon (BM boron 10.8 dan silikon=2,57 g/cm3, NA=6.02 x1023 atom/mole

Teknik Bridgman dan Float Zone

Bagaimana penumbuhan kristal dengan teknik BRIDGMAN

Pengerak kristalmoving crystalPengatur gradien temperaturTTDistanceDistance

Kristal yang meleleh pada bijih diitarik secara perlahan lahan dari temperatur tinggi ke temperatur rendahmeltcrystal

Furnice secara perlahan memdingin dan kristal mulai terbentukTmTmT1T2T3Gradien temperatur

Bagaimana penumbuhan Kristal dengan teknik Float Zone?untuk penumbuhan silikon dengan doping sangat rendahSilikon polikriastal di tersambung bijih kristal ditarik vertikal dan diputar lalu ditengah diberikan pemanas agar meleh

KarakterisasiSetelah kristal dapat ditumbuhkan dalam bentuk igot lalu dibersihkan dari bijih kristal ( a seed crystal), dipotong lalu dilalukan karakterisasi meliputi1. arah orentasi kristal2. konduktivitas3. ada tidaknya cacat (defect)

Urutan lengkap penumbuhan sampai karakterisasi

Karakterisasi Cacat Kristal

Cacat garis ( line defect)Cacat sangat berpengaruh terhadap sifat kelistrikan, mekanik dan optik dari bahan semikonduktor

Karakterisasi arah orentasi kristal

Hasil Difraksi Sinar X yang direcod menggunakan difraktogram

Uji Resitivitas dengan Probe empat titikArus melalui pdua probe luar

Tegangan di ukur antara dua prob dalamResistensi diukur dengan hukum Ohm

Tebal wafer harus diketahui

PerhitunganPenentuan resistansi menggunaan persamaan

R= k x V/I

Resitivitas wafer yang tebal menggunaakan persammaan

Rs= R/t

Rs = resitivitas waferK = konstanta 4.53R = Resistansit = tebal= 1/(q .p .P) tipe P

= 1/(q. n. N) tipe n

Resistivity vs ResistanceBulk or volume resistivity is measured in ohms-cm

Independent of sample size or shape

Sheet resistance is measured in ohms-per-square

Used for measuring resistivity of thin films

Hasil wafer biasanya di labelDiameterThicknessPrimery fla lengthSecondary flat lengthBow (um)Total thicness variationSurface orientationResitvityType and doping

Wafer