Mekanisme transpor pembawa muatan menembus lapisan tipis ZnSe yang dibuat dengan metode evaporasi termal

Abstract

Dalam pengembangan piranti mikroelektronik, material dielektrik memegang peranan penting dalam menentukan sifat-sifat listrik yang menguntungkan. Salah satu sifat yang penting material dielektrik adalah resistivitas dan variasinya terhadap ketebalan, kontak permukaan, suhu dan ketidaksempurnaan struktur. Lapisan tipis mempunyai sifat dapat menginduksi medan listrik pada orde 0.1-1 MV/em apabila diberi tegangan beberapa volt. Seng selenida (ZnSe) dipilih karena sebagai material semikonduktor II-VI. kemampuannya dalam mengemisikan cahaya biru-hijau tidak dipunyai oleh sebagian besar semikonduktor III-V. Mekanisme konduksi yang terjadi dalam lapisan tipis terbagi dalam enam proses: (1) emisi Schottky. (2) penerobosan (tunneling), (3) pembatasan muatan ruang (space charge limited), (4) konduksi ionik. (5) konduksi intrinsik, dan (6) emisi Poole-Frenkel. Penelitian ini bertujuan untuk mendeposisikan lapisan tipis ZnSe di atas kontak logam lapisan tipis aluminium (Al), perak (Ag), dan emas (Au) dengan metode evaporasi vakum. Pengukuran dilakukan dengan memberi tegangan bias pada lapisan tipis ZnSe, kemudian diukur arus yang mengalir melalui lapisan tersebut. Kurva karakteristik J-E (rapat arus-medan listrik) yang didapat diharapkan akan dapat menjelaskan mekanisme konduksi yang terjadi pada lapisan tipis ZnSe. Mekanisme tersebut dapat merupakan satu proses konduksi tunggal maupun gabungan dari berbagai macam proses konduksi. Penelitian yang dilakukan menghasilkan nilai resistivitas ZnSe 2.23×10¹-18.41×10¹ Qcm. Mekanisme konduksi pada medan listrik yang lebih rendah lapisan In-ZnSe-Au didominasi oleh mekanisme konduksi intrinsik. sedangkan untuk In-ZnSe-Al dan In-ZnSe-Ag diperkirakan adanya kecenderungan terjadi mekanisme tunneling pada medan listrik yang lebih tinggi.