Catatan Kuliah tentang Silikon

Pengenalan Silikon

• Silikon adalah bahan semikonduktor yang sangat penting.
• Digunakan dalam banyak produk elektronik (chip, prosesor, panel surya).
• Disebut sebagai unsur paling cerdas di bumi.
• Nomor atom: 14, golongan: 4 pada tabel periodik.
• Nama berasal dari bahasa Latin "silik" (batu api).

Sejarah Silikon

• Silikon amorf murni pertama kali dibuat oleh John Jacob Bergelius (1824).
• Silikon kristalin pertama kali dibuat oleh Henry Etienne (1854).

Sifat Semikonduktor

• Semikonduktor bersifat isolator dalam bentuk murni dan konduktor saat didoping.
• Memiliki celah pita energi yang memungkinkan elektron untuk melepaskan diri dari ikatan.
• Konduksi disebabkan oleh pergerakan elektron bebas atau hole.
• Contoh semikonduktor: silikon, germanium, galium arsenit.

Ketersediaan dan Proses Produksi Silikon

• Silikon melimpah (28% dalam kerak bumi).
• Tersedia dalam bentuk pasir silika dan kuarsa.
• Proses produksi wafer silikon:
  • Pasir kuarsa bereaksi dengan kokas -> silikon metalurgi.
  • Diubah menjadi triklorosilan (TCS) dalam reaktor fluidis bed.
  • TCS dimurnikan dan didekomposisi menjadi filamen silikon panas.
  • Hasil akhir: batang polisilikon, yang dikristalisasi menggunakan metode Krojalski.

Sifat Kimia Silikon

• Kristal silikon memiliki struktur seperti berlian.
• Sangat stabil pada suhu kamar, tidak terpengaruh air, asam, atau uap.
• Celah pita energi: 1,12 eV pada 0 derajat Kelvin.
• Tegangan maju untuk dioda silikon: 0,7 V; lebih tinggi dibandingkan dioda germanium.

Aplikasi Silikon dalam Elektronik

• Silikon pertama kali digunakan dalam transistor.
• Dapat dikendalikan dengan tegangan dan arus listrik.
• Digunakan dalam berbagai mosfet, chip, dan prosesor.
• Silikon dioksida sebagai isolator utama dalam teknologi IC.
• Digunakan dalam teknik fabrikasi IC (etsa, difusi, implamasi ion).
• Lapisan ultratin untuk perangkat MOS dan CMOS.

Produksi Silikon Global

• Produksi terbesar oleh China (6.000 ton/tahun), diikuti oleh Rusia.
• Kelangkaan chip berdampak pada produksi otomotif.
• Permintaan chip meningkat, dan hanya ada beberapa produsen chip terkemuka (misalnya TSMC Taiwan).

Penutup

• Terima kasih atas perhatian semua.