Dalam produksi semikonduktor, doping menunjuk ke proses yang bertujuan menambah ketidakmurnian (impurity (impurity a) a) kepada semikonduktor sangat murni (juga disebut intrinsik ) dalam rangka mengubah sifat listriknya. Ketidakmurnian ini tergantung dari jenis semikonduktor. Beberapa dopant biasanya ditambahkan ketika boule ditumbuhkan, memberikan setiap wafer wafer doping doping awal yang hampir seragam. Untuk membedakan unsur sirkuit, wilayah terpilih (biasanya dikontrol oleh photolithografi photolithografi)) didop lebih lanjut dengan proses difusi atau implantasi ion, ion, metode kedua lebih populer dalam produksi skala besar karena kemudahan pengontrolannya. Jumlah atom dopant yang dibutuhkan untuk menciptakan sebuah perbedaan dalam kemampuan sebuah semikonduktor sangat kecil. Bila sejumlah kecil atom dopant ditambahkan (dalam order 1 setiap 100.000.000 atom), doping ini disebut rendah atau ringan. Ketika lebih banyak atom dopant ditambahkan (dalam order 10.000) doping ini disebut sebagai berat atau tinggi. Hal ini ditunjukkan sebagai n+ untuk dopant tipe-n atau p+ untuk doping tipe-p.
Semikonduktor adalah Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator insulator dan dan konduktor . Semikonduktor disebut juga sebagai bahan setengah penghantar listrik. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor . Bahan semikonduksi yang sering digunakan adalah silikon silikon,, germanium germanium,, dan gallium arsenide. arsenide. Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik, elektronik, karena konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut pendonor elektron).
Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi.
Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis. Contoh lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara.Difusi yang paling sering terjadi adalah difusi molekuler. Difusi ini terjadi jika terbentuk perpindahan dari sebuah lapisan (layer) molekul yang diam dari solid atau fluida. Ada beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu:[1] Ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehinggak kecepatan difusi semakin tinggi. Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi. Luas suatu area. Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya. Jarak. Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya. Suhu. Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat. Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya.[2]
[sunting]Difusi
dan biologi
Dalam mengambil zat-zat nutrisi yang penting dan mengeluarkan zat-zat yang tidak diperlukan, sel melakukan berbagai jenis aktivitas, dan salah satunya adalah difusi. Ada dua jenis difusi yang dilakukan, yaitu difusi biasa dan difusi khusus. Difusi biasa terjadi ketika sel ingin mengambil nutrisi atau molekul yang hydrophobic atau tidak berpolar / berkutub. Molekul dapat langsung berdifusi ke dalam membran plasma yang terbuat dari phospholipids. Difusi seperti ini tidak memerlukan energi atau ATP [Adenosine Tri-Phosphate]. Difusi khusus terjadi ketika sel ingin mengambil nutrisi atau molekul yang hydrophilic atau berpolar dan ion. Difusi seperti ini memerlukan protein khusus yang memberikan jalur kepada partikel-partikel tersebut ataupun membantu dalam perpindahan partikel. Hal ini dilakukan karena partikel-partikel tersebut tidak dapat melewati membran plasma dengan mudah. Protein-protein yang turut campur dalam difusi khusus ini biasanya berfungsi untuk spesifik partikel.
Konduktivitas listrik adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik. Jika suatu beda potensial listrikditempatkan pada ujung-ujung sebuah konduktor , muatan-muatan bergeraknya akan berpindah, menghasilkan arus listrik. Konduktivitas listrik didefinsikan sebagai ratio dari rapat arus terhadap kuat medan listrik : . Pada beberapa jenis bahan dimungkinkan terdapat konduktivitas listrik yang anisotropik. Lawan dari konduktivitas litrik adalah resistivitas listrik atau biasa disebut sebagai resistivitas saja, yaitu .
Insulator adalah materi yang dapat mencegah penghantaran panas, ataupun muatan listrik. Lawan dari insulator, adalah konduktor , yaitu materi yang dapat menghantar panas ataupun muatan listrik dengan baik. Adapun contoh-contoh bahan insulator adalah bahan-bahan non logam, seperti plastik, ebonit, kertas, tubuh manusia, air, tanah, dsb.
Konduktor atau penghantar dapat berarti: Konduktor listrik: material yang dapat menghantarkan arus listrik dengan mudah
Doping Semikonduktor
Distribusi Fermi-Dirac sebagai dasar struktur pita dalam semikonduktor
Salah satu alasan utama kegunaan semikonduktor dalam elektronik adalah sifat elektroniknya dapat diubah banyak dalam sebuah cara terkontrol dengan menambah sejumlah kecil ketidakmurnian. Ketidakmurnian ini disebut dopan. Doping sejumlah besar ke semikonduktor dapat meningkatkan konduktivitasnya dengan faktor lebih besar dari satu milyar .[rujukan?] Dalam sirkuit terpadu modern, misalnya, polycrystalline silicon didop-berat seringkali digunakan sebagai pengganti logam. [ sunting ] Persiapan
bahan semikonduktor
Semikonduktor dengan properti elektronik yang dapat diprediksi dan handal diperlukan untukproduksi massa. Tingkat kemurnian kimia yang diperlukan sangat tinggi karena adanya ketidaksempurnaan, bahkan dalam proporsi sangat kecil dapat memiliki efek besar pada properti dari material. Kristal dengan tingkat kesempurnaan yang tinggi juga diperlukan, karena kesalahan dalam struktur kristal (seperti dislokasi, kembaran, dan retak tumpukan) mengganggu properti semikonduktivitas dari material. Retakan kristal merupakan penyebab utama rusaknya perangkat semikonduktor. Semakin besar kristal, semakin sulit mencapai kesempurnaan yang diperlukan. Proses produksi massa saat ini menggunakan ingot (bahan dasar) kristal
dengan diameter antara empat hingga dua belas inci (300 mm) yang ditumbuhkan sebagai silinder kemudian diiris menjadi wafer . Karena diperlukannya tingkat kemurnian kimia dan kesempurnaan struktur kristal untuk membuat perangkat semikonduktor, metode khusus telah dikembangkan untuk memproduksi bahan semikonduktor awal. Sebuah teknik untuk mencapai kemurnian tinggi termasuk pertumbuhan kristal menggunakan proses Czochralski. Langkah tambahan yang dapat digunakan untuk lebih meningkatkan kemurnian dikenal sebagaiperbaikan zona. Dalam perbaikan zona, sebagian dari kristal padat dicairkan. Impuritas cenderung berkonsentrasi di daerah yang dicairkan, sedangkan material yang diinginkan mengkristal kembali sehingga menghasilkan bahan lebih murni dan kristal dengan lebih sedikit kesalahan. Dalam pembuatan perangkat semikonduktor yang melibatkan heterojunction antara bahan-bahan semikonduktor yang berbeda, konstanta kisi, yaitu panjang dari struktur kristal yang berulang, penting untuk menentukan kompatibilitas antar bahan.
