1 / 7

Identitas Mahasiswa

NUR AINI HANDAYANI, 4250403022 ANALISIS XRD FILM TIPIS AlxGa1-xN DI ATAS SILIKON (111) YANG DITUMBUHKAN DENGAN METODE DC MAGNETRON SPUTTERING. Identitas Mahasiswa.

jerica
Download Presentation

Identitas Mahasiswa

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. NUR AINI HANDAYANI, 4250403022ANALISIS XRD FILM TIPIS AlxGa1-xN DI ATAS SILIKON (111) YANG DITUMBUHKAN DENGAN METODE DC MAGNETRON SPUTTERING

  2. Identitas Mahasiswa • - NAMA : NUR AINI HANDAYANI - NIM : 4250403022 - PRODI : Fisika - JURUSAN : Fisika - FAKULTAS : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam - EMAIL : sobatina pada domain plasa.com - PEMBIMBING 1 : DR. SUGIANTO, M.Si - PEMBIMBING 2 : SUNARNO, S.Si, M.Si - TGL UJIAN : 2007-08-28

  3. Judul • ANALISIS XRD FILM TIPIS AlxGa1-xN DI ATAS SILIKON (111) YANG DITUMBUHKAN DENGAN METODE DC MAGNETRON SPUTTERING

  4. Abstrak • Material semikonduktor III-nitrida (AlN, GaN, InN) mempunyai bandgap lebar (3,4 eV sampai 6,2 eV), kecepatan saturasi elektron, tegangan breakdown, conduction bandoffset, dan stabilitas termal tinggi sehingga sangat berpotensi untuk aplikasi devais elektronik yang bekerja pada daya dan temperatur tinggi. Salah satu semikonduktor yang banyak diteliti adalah AlxGa1-xN yang dapat diaplikasikan dalam bidang optoelektronik seperti LED (light emitting diode), LD (laser diode) dan detektor UV (ultra violet). Film tipis AlxGa1-xN ditumbuhkan di atas lapisan penyangga AlN pada substrat silikon (Si) dengan bidang orientasi kristal (111). Film tipis AlxGa1-xN ditumbuhkan dengan variasi fraksi molar Al, x = 0,1 dan x = 0,2 pada daya plasma yang berbeda (40, 50 dan 70 watt). Preparasi substrat dilakukan dengan pencucian menggunakan aseton dan metanol. Kemudian substrat dicelup dalam larutan HF [H2O:HF (49%) = 10:1] pada temperatur ruang selama 20 detik untuk menghilangkan oksida pada permukaannya. Karakterisasi film tipis AlxGa1-xN dengan XRD (X-Ray Difraction) dilakukan untuk mengetahui struktur kristal film tipis AlxGa1-xN, serta sifat optik film tipis AlxGa1-xN diketahui dengan karakterisasi spektrometer UV-nir (Ultraviolet near infrared). Karakterisasi XRD film tipis GaN dan AlxGa1-xN menunjukkan nilai fraksi molar Al (x = 0,1 dan x=0,2) mempunyai orientasi bidang kristal (0002), yang masih bersifat polikristal dan berstruktur kristal wurtzite pada daya 40W. Dengan optimalisasi daya plasma (70 watt) pada x = 0,2 pada film tipis AlxGa1-xN diperoleh orintasi bidang kristal yang bergeser menuju orientasi bidang kristal (1010) yang sudah bersifat monokristal. Karakteristik sifat optik dengan UV-nir menunjukkan ketebalan film tipis dengan x = 0,2 pada daya 70 watt lebih rata dan tebal dibandingkan dengan daya 40 watt dan 50 watt. Film dengan x = 0,2 pada daya plasma 40 watt memiliki Eg = 3,58 eV, daya plasma 50 watt Eg = 3,62 eV serta pada daya plasma 70 watt memiliki Eg = 3,78 eV. Perbedaan fraksi molar Al juga berpengaruh terhadap besarnya energi bandgap. Film AlxGa1-xN pada daya plasma 50 watt dengan x = 0 memiliki Eg = 3,52 eV; x = 0,1 memiliki Eg = 3,58 eV sedangkan pada x = 0,2 memiliki Eg = 3,62 eV. Semakin besar fraksi molar yang diberikan maka energi bandgap dari film tersebut juga semakin besar. Penambahan daya plasma yang besar mengakibatkan pergeseran sudut yang relatif kecil. Pergeseran sudut 2θ menyatakan besarnya strain yang mengindikasikan kualitas kristal yang dihasilkan.

  5. Kata Kunci • film tipis, AlxGa1-xN , dc magnetron sputtering, daya plasma.

  6. Referensi • Aryanto, D. 2006. Karakterisasi Film Tipis GaN Yang Ditumbuhkan Oada Substrat Si(111) Dengan Metode DC MAGNETRON SPUTTERING. Skripsi. Fisika FMIPA UNNES, Semarang Atmono, T.M. 2003. Lapisan Tipis dan Aplikasinya untuk Sensor Magnet dan Sensor Gas Sputtering (Diktat Kuliah: Workshop Sputtering untuk Rekayasa Permukaan Bahan). Puslitbang BATAN, Yogyakarta: 1-5 Chalmers, S. 1993. Interference-Based Measurement of Semi-Transparnt Thin Film Thickness. San Diego: Filmetrics Inc Dridi, Z., Bouhafs, B., Ruterana, P. 2002. Pressure Dependence of Energy Band Gaps for AlxGa1-xN, InxGa1-xN and InxAl1-xN. New journal of Physics vol 4, p.1.1- 1.15 Eastman, L.F., Tilak, J., Smart,V., Green, B.M., E.M. Chumbes, Dimitrov, R., Kim, H., Ambacher, O.S., Weimann, N., Murphy, W.J., Schaff and Shealy, J.R. 2001. Undoped AlGaN/GaN HEMTs for Microwave Power Amplification. IEEE Trans. Electron Devices vol. 48, p. 479 Elsass, C.R., Oblenz, C.P., B. Heying, Fini, P., Petroff, P.M., DenBarr, S.P., Mishra, U.K., Speck, J.S., Saxler, A., Elhamrib, S. and Mitchel, C. 2001. Influence of Growth Temperatur and Thickness of AlGaN Caps on Electron Transport in AlGaN/GaN Heterostructures Grown by Plasma Assisted Molecular Beam Epitaxy. Jpn J. Appl. Phys. vol. 40, p. 6235 Fanget, S., Chevallier B.C., Guillot, G., Martines, E., Jalabert, D., Daudin, B., Mariette, H., Dang, S.L., Ferro, G., Monteil, Y. 2002. Optical Properties of Cubic AlGaN. Mat. Res. Soc., vol 693, p. 16.44.1-16.44.6 Gil, B. 1998. Group III Nitride Semikonductor Compouns Physics and Aplication. New York: Oxford University Press: 33 Green, B M. 2001. Characteristics, Optimization and Integrated Circuit Application of Alumunium Gallium Nitride / Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor. Disertation. Faculty of the Graduate School of Cornell University. USA: 18-20 68 Harmer, P., Halsall, M.P., Wolverson, D., Parbrook, P.J., Henley, S.J. 2003. Pressure Dependent Photoluminescence Study of Epitaxial AlGaN to 19 Gpa. Semicond. Sci. Tech vol 19, p. L232-L239 Hirayawa, H., Kinoshita, A., Aoyagi, Y. 2001. Growth and Optical Properties of IIINitride Semiconductos for Deep UV (230 - 350 nm) Light-Emitting Diodes (LEDs) and Laser Diodes (LDs). Riken Review No. 33, p. 28-31 Hsu, L. and Walukiewicz, W. 2001. Effect of Polarization Fields on Transport Properties in AlGaN/GaN Heterostructure. J. Appl. Phys. vol 89 No 3, p. 1783 Joshi, C. 2003. Characterization and Corrosion of BCC-Tantalum Coating Deposited on Alumunium and Steel Substrate by DC Magnetron Sputtering. Thesis. Institute of technology, New Jersey: 10-18 Keller, S., Wu, Y.F., Parish, G., Ziang, N., Xu, J.J., Keller, B.P., DenBaars, S.P., and Mishra, U.K. 2001. Gallium Nitrid Based High Power Heterojunction Field Effect Transistor Process Development and Present Status at UCSB. IEE Transaction on Electron Device Vol 48 No 3, p.552 Kim H, Andersson, T.G. 2001. Characterization of AlxGa1-xN Layers Grown by Molecular Beam Epitaxy. Elsevier, Physica B 308 – 310, p. 93-98 Kirchner, C and Seyboth, M. 1999. In-Situ Characterization During MOVPE Growth of III-Nitrides Using Reflectrometry. Anual report, Dept of optoelectronics:18- 22 Konuma, M. 1992. Film Deposition by Plasma Technique. Spinger Verlag, New York: 111-114 Kozawa, T., T. Kachi, H. Kano and H. Nagase. 1995. Thermal stress in GaN epitaxial layer grown on sapphire substrates. J.Appl.Phys. 77(9). Lai, B.K. 1999. DC Magnetron Sputtering of TiNi Thin Films. Case Western Reserve University: 1-10. Laura C M. 2006. Determination of Band Gap Bowing Parameter of AlxGa1-xN with Contactless Electroreflectance. Thesis. Virginia: Virginia Commonwealth University: 38-45 Madelung, O. 1996. Semiconductor Basic Data. Berlin: Springer-verlag: 69 -91 Mahmood, A., Rakov, N., Xiao, M.,. 2002. Influence of Deposition Condition on Optical Properties of Alumunium Nitride (AlN) Thin Film Prepared by DCReactive Magnetron Sputtering. Materials Letters 57, p.1925 – 1933 Miyazaki, T., Fujimaki T., dan Adachi, S. 2001. Properties of GaN Film Deposid on Si (111) by Radio-Frequency-Magnetron Sputtering. J. Appl. Phys. 89, p. 8316-8319 Morkoc, H. 1999. Nitride Semiconductor and Device. Berlin: Springer Verlag: 28-154 Muth, J.F., Brown, J.D., Johnson, M.A.L., Yu, Z., Kolbas, R.M., Cook, W.J.R., and Schetzina, J.F. 1999. Absorption Coefficient and Refractive Index of GaN, AlN and AlGaN Alloys. Nitride Semicond, 4S1, p.G5.2-G5.8 Nicholson, D.R. 1983. Introduction to Plasma Theory. John Wiley and Soon, New York: 1-5 Paduano, Q. S., Weyburne, D. W., Bouthillette, L. O., Wang, S. Q. and Alexander, M. N. 2002. The Energy Bandgap of AlxGa1-xN. Jpn. J. Appl. Phys. 41, p. 1936-1940. Pankove, J.I., and Moustakas T D. 1998. Gallium Nitride (GaN) I Semiconductor and Semimetal. Academi Press, America: 43-173 Perlin, P., Lota, V., Weinstein, B.A., Wisniewski, P., Suski, P., Eliseev, P.G., Osinki, M. 1997. Influence of Pressure on Photoluminiscence and Electroluminescence in GaN/InGaN/AlGaN quantum wells. Appl. Phys. Lett vol 70, p. 2993 Purwaningsih, S.Y. 2003. Pembuatan Lapisan Tipis ZnO:Al pada Substrat Kaca dengan metode DC Magnetron Sputtering dan Karakterisasi Sifat Fisisnya. Thesis. Univeritas Gajahmada, Yogyakarta: 8-10 Qiao, D., Yu, L.S., Lau, S.S., Redwing, J.M., Lin, J.Y., Jiang, H.X. 2000. Dependence of Ni/AlGaN Schottky Barrier Height on Al Mole Fraction. J. Appl. Phys, vol 87 No 2, p.801-804 Ruffenach-Clur, S., Oliver B., Gil, B., Aulombard, R.L. 1997. MOVPE Growth and Structural Characterization of AlxGa1-xN. MIJ-Nitride Semicond Res vol 2 Art 27, p. 1-3 Schroder, D.K. 1990. Semiconductor Material and Device Characterization. John Wiley and Soon, New York: 447-450 Shan, W., Ager, J.W., Yu, K.M., Walukiewicz, Haller, E.E., Martin, M.C., McKinney, Yang, W. 1999. Dependence of The Fundamental Band Gap of AlxGa1-xN on Alloy Compotion and Pressure. American Insitute of Physics; J. Appl. Phys vol 85, No 12, p. 8505-8507 Singh, J. 1993. Physics of Semiconductor and Their Heterostructures. McGraw-Hill Inc, Singpore: 723-729 Smith, W.F. 1993. Foundation Of Materials Science and Engineering. McGraw-Hill Inc, USA: 138 Sudjatmoko. 2003. Teknologi Sputtering (Diktat Kuliah: Workshop Sputtering untuk Rekayasa Permukaan Bahan). P3TM BATAN, Yogyakarta: 1-16 Sugianto, Suprianto, E., Sutanto, H., Budiman, M., Arifin, P., Barmawi, M. 2002. Penumbuhan Film Tipis AlxGa1-xN dengan Plasma Assited MOCVD. Jurnal Fisika HFI vol A5, p. 0586 Suryadi, H. Sudjatmoko, Atmono, T.M. 2003. Fisika Plasma (Diktat Kuliah: Workshop Sputtering Untuk Rekayasa Permukaan Bahan). Yogyakarta: Puslitbang Teknologi Maju BATAN: 8 Swanepoel, R. 1983. Determinaion of the Thickness and Optical Constants of Amorphous Silicon. South Africa: Rand Africaans University: 1214-1218 Vinegoni, C., Cazzanelli, M., Trivelli, A., Mariotto, G., Castro, J., Lunney, J. G., Levy, J. 2000. Morphological and Optical Characterization of GaN Prepared by Pulsed Laser Deposition. Surface and Coatings Technology. 124, p. 272-277 Wasa K and Hayakawa S. 1992. Handbook of Sputter Deposition Technogy Principles, Technology and Application. New Jersey, USA: 49-116 Yu, J.W, Lin, H.C, Feng, Z.C, Wang, L.S, Tripathy, S, Chua, S.J. 2005. Control and Improvement of Crystalline Cracking From Gan Thin Films Grown in Si by Metalorganic Chemical Vapor Deposition. Elsevier, Physica vol 498, p.108–112 Zhao, G.Y., Ishikawa, H., Egawa, T., Jimbo, T., Umeno, M. 2000. High Mobility AlGaN/GaN Heterostructure Grown on Sapphire by Metalorganic Chemical Vapor Deposition. J. Appl. Phys, vol 39, p. 1035 Zsebök, O., Jan, V., Thordson, Zhao, Q., Södervall, U., Ilver, L and Thorvald, G., Andersson. 1996. The Effect of Al in Plasma-Assisted MBE-Grown GaN. Appl Semicond Phys, vol SE-412 96, p. FF99W3.36

  7. Terima Kasih • http://unnes.ac.id

More Related