STUDI PENGARUH RASIO LAJU ALIR GAS ARGON DAN NITROGEN TERHADAP SIFAT OPTIK FILM TIPIS GALLIUM NITRIDA YANG DITUMBUHKAN DENGAN METODE DC MAGNETRON SPUTTERING

skripsi jurusan fisika: STUDI PENGARUH RASIO LAJU ALIR GAS ARGON DAN NITROGEN TERHADAP SIFAT OPTIK FILM TIPIS GALLIUM NITRIDA YANG DITUMBUHKAN DENGAN METODE DC MAGNETRON SPUTTERING

EKO SULASTRI.2006. Skripsi fisika, Fakultas matematika dan ilmu pengetahuan alam, Universitas Negeri Semarang.

Gallium nitrida (GaN) merupakan bahan semikonduktor yang mempunyai celah pita energi langsung (direct bandgap) besarnya 3,4 eV sehingga berpotensi untuk aplikasi piranti optoelektronik seperti LD (laser diode) dan LED (light emitting diode) warna hijau-biru.

Film tipis GaN telah ditumbuhkan di atas substrat safir (0001) dengan metode dc magnetron sputtering. Proses penumbuhan film tipis GaN dilakukan pada temperatur substrat 650 oC, daya sekitar 60 watt dan tekanan reaktor sekitar 1 Torr selama 3 jam. Empat buah sampel film tipis GaN telah ditumbuhkan dengan rasio laju alir gas argon dan nitrogen (Ar : N2) divariasi sebagai berikut: (90 : 0); (90 : 70); (60 : 60) dan (40 : 70) sccm. Film tipis GaN dikarakterisasi struktur kristalnya dengan EDAX dan XRD, sedangkan sifat optik film tipis GaN dikarakterisasi dengan spektrometer UV-vis
Hasil karakterisasi film tipis GaN dengan EDAX dan XRD menunjukkan kondisi optimal untuk penumbuhan film tipis GaN dicapai pada saat rasio Ar : N2 sama yaitu 60 : 60 sccm. Persentase atom Ga : N = 42,88 % : 57,12 %. Film tipis GaN mempunyai struktur heksagonal tumbuh dominan pada orientasi bidang (0002) sejajar bidang substrat safir (0001). Besarnya FWHM (full width at half maximum) GaN (0002) sekitar 0,4o, ukuran butiran film tipis GaN tersebut sekitar 217,43 Å dan kerapatan dislocationnya kecil sekitar 2,115.10-5 (Å)-2, menunjukkan jumlah cacat dalam film.
Hasil karakterisasi dengan spektrometer UV-vis menunjukkan bahwa pada umumnya film tipis GaN yang ditumbuhkan dengan aliran gas nitrogen selama penumbuhan mempunyai trasmitansi yang lebih baik dibandingkan dengan film tipis GaN yang ditumbuhkan tanpa aliran gas nitrogen. Film tipis GaN yang ditumbuhkan dengan rasio laju alir Ar : N2 = 60 : 60 sccm mempunyai celah pita energi (bandgab) yang terbesar dan energi urbach terendah dibandingkan dengan sampel lain hasil eksperimen ini.
Rasio laju alir gas argon dan nitrogen pada penumbuhan film tipis GaN dengan metode dc magnetron sputtering menentukan arah orientasi penumbuhan film tipis GaN, kualitas kristal dan sifat optik film tipis GaN.


http://www.skripsikuliah.co.cc/