Semikonduktor

Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang ada di selang insulator dan konduktor. Semikonduktor dinamakan juga sebagai bahan setengah penghantar listrik. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor. Bahan semikonduksi yang sering dipakai adalah silikon, germanium, dan gallium arsenide.

Semikonduktor sangat berjasa dalam bidang elektronik, karena konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi beda (biasa dinamakan pendonor elektron).

Untuk informasi bagaimana semikonduktor dipakai sebagai alat elektronik, lihat alat semikonduktor.

Doping Semikonduktor

Distribusi Fermi-Dirac sebagai landasan struktur pita dalam semikonduktor

Salah satu gagasan utama kegunaan semikonduktor dalam elektronik adalah sifat elektroniknya dapat diganti jumlah dalam sebuah cara terkontrol dengan menambah sejumlah kecil ketidakmurnian. Ketidakmurnian ini dinamakan dopan.

Doping sejumlah besar ke semikonduktor dapat meningkatkan konduktivitasnya dengan faktor bertambah besar dari satu milyar. Dalam sirkuit terpadu modern, misalnya, polycrystalline silicon didop-berat seringkali dipakai sebagai pengalih logam.

Persiapan bahan semikonduktor

Semikonduktor dengan properti elektronik yang dapat diprediksi dan handal diperlukan untuk produksi massa. Tingkat kemurnian kimia yang diperlukan sangat tinggi karena mempunyainya 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. Lebih besar kristal, lebih sulit mencapai kesempurnaan yang diperlukan. Ronde produksi massa kala ini menggunakan ingot (bahan dasar) kristal dengan diameter selang empat hingga dua belas inci (300 mm) yang ditumbuhkan sebagai silinder kemudian diiris dijadikan 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 ronde Czochralski. Langkah tambahan yang dapat dipakai untuk bertambah meningkatkan kemurnian dikenal sebagai perbaikan zona. Dalam perbaikan zona, sebagian dari kristal padat dicairkan. Impuritas cenderung berkonsentrasi di daerah yang dicairkan, sedangkan material yang diinginkan mengkristal kembali sehingga memproduksi bahan bertambah murni dan kristal dengan bertambah seberapa kesalahan.

Dalam pembuatan perangkat semikonduktor yang melibatkan heterojunction selang bahan-bahan semikonduktor yang berbeda, konstanta kisi, yaitu panjang dari struktur kristal yang berulang, penting untuk menentukan kompatibilitas antar bahan.

Lihat pula

Bidang terkait

• Fisika benda padat
• Elektronik
• Kimia benda padat
• Teknik listrik

Sub-bidang

• Fabrikasi alat semikonduktor
• Alat semikonduktor
  • Transistor
  • Dioda
  • Mikroprosesor
  • Thermistor
  • Sel surya
• Bahan semikonduktor
  • Aluminium arsenide
  • Aluminium gallium arsenide
  • Boron nitride
  • Cadmium sulfide
  • Cadmium selenide
  • Berlian
  • Gallium arsenide
  • Gallium nitride
  • Germanium
  • Indium phosphide
  • Silicon
  • Silicon carbide
  • Silicon germanium
  • Silicon on insulator
  • Zinc sulfide
  • Zinc selenide
• Wide bandgap semiconductors
• Spintronics
• Organic semiconductors
  • Melanin

Konsep

• Conduction band
• Effective mass
• Electron hole
• Exciton
• Quantum tunneling
• Valence band

Referensi

• . ISBN 1-86094-349-7. Citation has no title
• . ISBN 0-7167-4345-0. Citation has no title
• . ISBN 0-13-046404-X. Citation has no title

Pranala luar

• Howstuffwork's semiconductor page
• Electrical Engineering Training Series A set of articles on Semiconductors and Transistors
• Semiconductor Technology Information on the Semiconductor Industry.
• NSM-Archive Physical Properties of Semiconductors (such as Si, GaAs and others), including band structure, mechanical, electrical, thermal and optical properies
• Semiconductor Concepts at Hyperphysics, includes intrisic semiconductors, doping, junctures, band theorry, etc.
• Principles of Semiconductor Devices
• Semiconductor resource launch page
• Semiconductor glossary

Templat:Physics-footer