Pembuatan dan karakterisasi Field Effect Transistor (FET) berbasis Cadmium Sulfide (CdS) untuk detektor cahaya tampak

Abstract

Sensor cahaya dapat dibuat dari logam, oksida logam, polimer konduktif organic,semikonduktor. Sensor cahaya dari bahan semikonduktor memiliki kelebihan dalam menunjukkan sensitivitas serta dapat digunakan pada suhu ruang. Cadmium sulfide sebagai lapisan aktif dari sensor field effect transistor (FET) sensitif dalam merespon cahaya. Terdapat 3 lapisan utama pada sensor sensor FET yaitu lapisan silikon tipe-p, lapisan SiO2, dan lapisan aktif CdS. Setiap lapisan mempunyai karakteristik dan fungsi yang berbeda-beda. Lapisan SiO2 terbentuk saat dipanaskan pada suhu 1000oC dengan pemberian gas oksigen. Hasil ini dapat terlihat secara kasat mata, yaitu terjadi perubahan warna pada subtrat dari warna abu-abu menjadi kuning keemasan. Deposisi lapisan CdS yang dibuat dengan metode chemical bath deposition (CBD) pada suhu 70oC menghasilkan lapisan berwarna kuning di atas subtrat silikon yang telah dioksidasi. Pemilihan waktu dan suhu saat deposisi sangat mempengaruhi sifat dan morfologi lapisan CdS yang dihasilkan. Daerah serapan cahaya dari lapisan CdS berada pada kisaran panjang gelombang 450-550 nm dengan nilai selah energi sebesar 2,46 eV. Pada karakteristik I-V sensor FET, arus drain-source dipengaruhi oleh tegangan gate yang diberikan. Semakin besar tegangan gate yang diberikan maka semakin besar pula arus drain-source yang dihasilkan. Respon sensor FET terhadap cahaya memperlihatkan bahwa apabila sensor diberikan cahaya maka terjadi peningkatan arus drain-source akibat adanya penurunan resistansi lapisan CdS. Respon dinamik sensor FET memperlihatkan adanya perubahan tegangan output saat diberikan cahaya. Terjadi penurunan tegangan output saat diberikan cahaya pada setiap peningkatan intensitas. Sensor FET memiliki waktu respon sekitar 0,9 detik dan waktu pemulihan sekitar 1,3 detik.