SINTESIS LAPISAN TIPIS SOLUBLE PANi ... - ejournal.unesa.ac.id
DEPOSISI LAPISAN TIPIS S n O 2 MENGGUNAKAN TEKNIK DC … · sebagai akibat penembakkan oleh ion...
Transcript of DEPOSISI LAPISAN TIPIS S n O 2 MENGGUNAKAN TEKNIK DC … · sebagai akibat penembakkan oleh ion...
i
DEPOSISI LAPISAN TIPIS SnO2 MENGGUNAKAN TEKNIK DC
SPUTTERING DAN KARAKTERISASINYA
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
Memperoleh gelar sarjana sains (S.Si)
Program studi fisika
Oleh :
Anastasia Ima
NIM : 023214013
PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2007
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
DEPOSITION OF SnO2 THIN FILM USING DC SPUTTERING
AND IT’S CHARACTERISATION
SKRIPSI
Precented as Partial Fulfillment of the Requirements to Obtain the
Sarjana Sains Degree
In Physics
By
Anastasia Ima
NIM : 023214013
PHYSICS STUDY PROGRAM
PHYSICS DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2007
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
”KaU HaNya DaPaT PerGi SeJauH YanG KaU DoRoNG”
”Pada akhirnya, bukan banyaknya tahun hidupmu yang dihitung, melainkan
kehidupan dalam tahun-tahun kehidupanmu” ~Abraham Lincoln~
”Lapar bukan hanya karena roti ~ tetapi lapar akan kasih.
Telanjang bukan hanya karena pakaian ~ melainkan martabat dan rasa hormat.
Tidak punya tempat tinggal bukan hanya sebuah ruangan bertembok ~ melainkan
tidak punya tempat tinggal karena penolakan.” ~Ibu Teresa~
”SedanG Kau TiDaK TahU aPa YanG aKan TerJaDi BesOk. ApaLah Arti hiDupMu?
HidUpmu iTu saMa sePerTi UaP YanG seBenTar saJa keLiHaTan Lalu LenYaP”
~Yakobus 4:14~
FirmanMu ......
jika kamu meminta sesuatu kepadaKu dalam namaKu
Aku akan melakukannya .......(Yoh 14:14)
Aku tahu............
Untuk segala sesuatu ada masanya, untuk apapun di bawah kolong langit.......
ada waktunya......... (Pengkotbah 3:1)
Karya sederhana ini kupersembahkan kepada :
Jesus Kristus yang selalu membukakan pintu bagi setiap harapan dan doaku
Papa dan Mama tersayang, i love u.
Abang moses dan keluarga barunya (kak Tuti dan si kecil), niko dan my littel
sister dedek (Emel), u all my inspiration.
Almamater dan Sahabat-sahabatku terkasih.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
ABSTRAK
Teknik sputtering merupakan proses terlepasnya beberapa atom suatu bahan
sebagai akibat penembakkan oleh ion positif berat. Proses ini dapat digunakan untuk
mendeposisikan suatu lapisan tipis logam secara merata di atas sebuah bahan dalam
suatu kondisi tertutup.
Telah dilakukan deposisi lapisan tipis SnO2 dengan metode sputtering DC.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh variasi waktu deposisi terhadap
karakteristik bahan lapisan tipis SnO2. Karakteristik ini meliputi resistansi, struktur
morfologi dan komposisi kimia lapisan tipis SnO2. Variasi waktu deposisi dimulai
dari 30 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit dan 150 menit dengan parameter lain
dibuat tetap seperti tekanan kerja 3 x 10-2 Torr, temperatur substrat 2000 C dan
tegangan elektroda 2,5 kV.
Dari penelitian ini dihasilkan nilai resistansi optimal sebesar 180 MΩ. Kondisi
ini dicapai pada waktu deposisi 120 menit. Dari observasi SEM dihasilkan bahwa
pertumbuhan butir-butir terdistribusi cukup homogen dan ketebalan dari lapisan
sekitar 2,1 μm. Sedangkan dari analisis EDX dihasilkan perbandingan unsur Sn dan O
adalah 1 : 1,42.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
ABSTRACT
DEPOSITION OF SnO2 THIN FILM USING DC SPUTTERING AND
IT’S CHARACTERISATION
Sputtering technique is a rejected proses of atoms of the targets by
bombarding of weight ions. This proses can be used to deposit a thin film on a
substrate in vacuum conditions.
The deposition of SnO2 thin film was carried out using by DC sputtering
method. The purpose of this research is to study the effect of time variation of
deposition to the characteristic of SnO2. The characteristic cover the resistance,
morphology structure and chemical composition of SnO2 thin film. The time variation
of deposition was from 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes, 120 minutes and 150
minutes while the others parameter was kept constant, such as the pressure of Argon
gas 3 x 10-2 Torr, substrate temperature is 2000 C and electrode voltage is 2.5 kV.
It was found that the optimum resistance is in orde of 180 MΩ. This
conditions was achieved at the time of deposition is in orde of 120 minutes. From
SEM observation it was found that grains was distributed homogenously and the
thickness of layer is around 2.1 μm while from EDX analysis it was found that the
ratio of Sn dan O is in orde of 1 : 1.42.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis haturkan kepada Allah Bapa atas segala rahmat dan
anugrah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul :
DEPOSISI LAPISAN TIPIS SnO2 MENGGUNAKAN TEKNIK DC SPUTTERING
DAN KARAKTERISASINYA.
Dalam proses penulisan skripsi ini, penulis menyadari telah mendapat bantuan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini, penulis ingin
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Widi Setiawan selaku kepala PTAPB-BATAN Yogyakarta
yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melaksanakan
penelitian dibidang Akselerator.
2. Bapak Drs. B.A. Tjipto Sujitno, MT, APU. selaku dosen pembimbing di
BATAN yang telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing,
mendampingi, memberikan dorongan dan semangat dalam pengerjaan
tugas akhir ini.
3. Ibu Ir. Sri Agustini Sulandari, M.Si selaku dosen pembimbing di kampus
yang telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing, mendampingi,
memberikan semangat dan dorongan dalam pengerjaan tugas akhir ini.
4. Bapak Dr. Agung Bambang Setyo Utomo, SU. yang telah berkenan
meluangkan waktu untuk menguji penulis serta memberikan masukan
yang sangat berharga bagi penulis.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
5. Bapak Dr. Ign. Edi Santosa, M.S. selaku dosen pendamping akademik
yang sudah banyak memberikan pendampingan selama menjadi
mahasiswa.
6. Bapak Wikanda dan staffnya di LP3G (Lembaga Pusat Penelitian dan
Pengembangan Geologi) Bandung yang telah membantu penulis dalam
karakteristik sample.
7. Bapak J. Karmadi selaku teknisi di lab. sputtering yang telah meluangkan
waktu dan segala bantuannya dalam pelaksaan penelitian ini
8. Papa dan Mama tercinta yang tanpa henti memberikan dukungan,
dorongan, doa, dan kasihnya sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini.
9. Abangku tercinta Moses Umbu dan adik-adikku Niko dan Emel (dedek)
yang ku sayangi, kalian adalah inspirasi bagiku yang selalu memberikan
semangat dan doa untukku dalam menyelesaikan skripsi ini.
10. Bapak Sukirno yang selalu memberikan semangat dan nasehat kepada
penulis. Dan seluruh staff akselerator PTAPB-BATAN yang telah banyak
membantu dalam pelaksaan penelitian.
11. Teman-teman seperjuangan di BATAN Erni, Frida, Ika (UAD), dll atas
kebersamaan, semangat dan masukannya.
12. Teman-Teman seperjuangan di LP3G Tanti, Kartini, dll atas kebersamaan
yang telah kita lalui selama di Bandung.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
13. Teman-teman kosku Lori, Nanut, Fani, Kia, Sari dan d’Pitha yang selalu
memberikan semangat dan menjadi sahabat yang baik bagiku serta
menemaniku mengerjakan skripsi.
14. Teman-teman fisika yang selama bertahun-tahun selalu berjuang
bersamaku, khususnya teman-teman angkatan 2002.
15. Keluarga besar Komunitas Sant’Egidio atas dukungan dan persahabatan
selama ini.
16. Seluruh Staff Pengajar Jurusan Fisika yang telah memberikan pengajaran
dan pendampingan.
17. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian penelitian ini yang
tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan ini masih banyak kekurangan, oleh
karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sangat membangun
dari berbagai pihak.
Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi dunia
pendidikan dan khususnya pembaca.
Yogyakarta, September 2007
Penulis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL………………………..............................................
HALAMAN JUDUL ................................................................................
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING……………………….....
HALAMAN PENGESAHAN .…………………………………………..
HALAMAN PENGESAHAN BATAN ....................................................
HALAMAN MOTO PERSEMBAHAN …………......………………….
ABSTRAK ……………………………………………………………….
ABSTRACT ……………………………………………………………..
KATA PENGANTAR …………………………………………………...
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA………………………………….
DAFTAR ISI …………………………………………………………….
DAFTAR GAMBAR..……………………………………………….......
DAFTAR TABEL .. ..................................................................................
BAB I. PENDAHULUAN……………………………………………….
1.1. Latar Belakang ………………………………………………….
1.2. Perumusan Masalah …………………………………………….
1.3. Batasan Masalah ………………………………………………..
1.4. Tujuan Penelitian ………………….............................................
1.5. Manfaat Penelitian ………………………………………...........
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
ix
xii
xiii
xvi
xviii
1
1
2
3
3
4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
1.6. Sistematika Penulisan …………………………………………...
BAB II. DASAR TEORI ………………………………………………...
2.1. Pembentukan Lapisan Tipis SnO2 dengan Proses Sputterig DC ...
2.1.1. Proses Sputtering DC .........................................................
2.1.2. Proses Pembentukan Lapisan Tipis SnO2 ..........................
2.1.3. Interaksi Ion Gas Sputter dengan Material Target SnO2....
2.1.4. Sputter Yield (S, Atom/Ions)..............................................
2.1.5. Energi Ion Gas Sputter ......................................................
2.1.6. Kelebihan Metode Sputtering DC .....................................
2.2. Lapisan Tipis SnO2 ………………………………......................
2.2.1. Semikonduktor .................................................................
2.2.2. Semikonduktor SnO2 ........................................................
2.2.3. Ketidaksempurnaan (cacat) pada Lapisan Tipis SnO2 .....
2.3. Karakteristik Lapisan Tipis SnO2 ……………………………....
2.3.1. Resistansi dan Konduktivitas ...........................................
2.3.2. Scanning Elektron Mikroscope (SEM) dan Energy
Dispersive Spektroscopy (EDX).........................................
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ……………………………….
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ......................................................
3.2. Bahan dan Alat Penelitian ............................................................
3.3. Prosedur Penelitian ……………………………………..............
4
6
6
6
8
11
14
15
16
17
17
19
20
21
21
23
29
29
29
32
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
3.3.1. Preparasi Sampel ..............................................................
3.3.2. Prosedur Deposisi Lapisan Tipis SnO2 dengan Teknik
Sputtering DC ..................................................................
3.3.3. Karakteristik Lapisan Tipis SnO2 ......................................
3.4. Keterbatasan Penelitian ...............................................................
3.5. Tahapan Pelaksanaan Penelitian .................................................
BAB IV. HASIL EKSPERIMEN DAN PEMBAHASAN……………..
4.1. Hasil ...................................................................................
4.1. Pembahasan .........................................................................
BAB V. PENUTUP ……………………………………………………...
5.1. Kesimpulan ……………………………………………………...
5.2. Saran …………………………………………………………….
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………
LAMPIRAN ...........................................................................................
32
33
35
36
37
38
38
50
54
54
54
56
58
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Skema mesin sputtering DC .....................................................
Interaksi ion dengan atom target ...............................................
Skema pita energi pada semikonduktor intrinsik ......................
Struktur pita energi untuk : a) bahan isolator; b) bahan
semikonduktor; c) bahan konduktor ..........................................
(a) Semikonduktor dengan donor atom asing dari golongan
VA (arsenik) atau semikonduktor tipe-n. (b) Tingkat energi
atom donor .................................................................................
a) Semikonduktor dengan donor atom asing dari golongan
IIIA (Boron ) atau semikonduktor tipe-p. (b) Tingkat energi
atom akseptor ............................................................................
Cacat titik (point defect) dalam sebuah kisi kristal ...................
Skema dasar dari Scanning Elektron Mikroscope (SEM) dan
Energy Dispersive Spektroscopy (EDXS) ................................
Skema dasar dari Scanning Elektron Mikroscope (SEM) ........
Pancaran berkas elektron akibat interaksi dengan spesimen .....
Grafik hubungan resistansi lapisan tipis SnO2 dengan waktu
deposisi ......................................................................................
Grafik hubungan antara pertumbuhan butir-butir lapisan tipis
SnO2 terhadap waktu deposisi ....................................................
Struktur morfologi penampang muka lapisan tipis SnO2
dengan waktu deposisi 120 menit ..............................................
Grafik hubungn antara ketebalan lapisan tipis SnO2 terhadap
waktu deposisi ...........................................................................
Struktur morfologi penampang lintang lapisan tipis SnO2
dengan waktu deposisi 120 menit ..............................................
7
12
17
18
19
20
21
25
26
27
42
45
45
47
47
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
Gambar 4.6 Spektrum hasil karakteristik EDX lapisan tipis SnO2 yang
dideposisi dengan metode sputtering DC pada tekanan 3 x 10 -
2 Torr, suhu 2000C dan waktu deposisi 120 menit ..................... 49
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xviii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5.
Pengukuran nilai resistansi lapisan tipis SnO2 hasil dari
sputtering DC terhadap variasi waktu deposisi pada tekanan 3
x 10 -2 Torr, dan suhu 2000C ....................................................
Pengukuran nilai resistansi dan resistivitas lapisan tipis SnO2
hasil dari sputtering DC terhadap variasi waktu deposisi pada
tekanan 3 x 10 -2 Torr, dan suhu 2000C ....................................
Pengukuran butir-butir lapisan tipis SnO2 hasil dari sputtering
DC terhadap variasi waktu deposisi pada tekanan 3 x 10 -2
Torr, dan suhu 2000C ................................................................
Pengukuran ketebalan lapisan tipis 2OSn hasil dari sputtering
DC terhadap variasi waktu deposisi pada tekanan 2103 −×
Torr, dan suhu C0200 ............................................................
Data karakteristik EDX hasil dari deposisi lapisan tipis SnO2
dengan metode sputtering DC pada tekanan 3 x 10 -2 Torr, dan
suhu 2000C ................................................................................
41
43
44
46
49
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Bersamaaan dengan semakin berkembangnya dunia industri pada saat ini,
semakin meningkat pula tingkat pencemaran/polusi yang ditimbulkan. Polusi
merupakan masalah dunia yang sangat serius, yang perlu diperhatikan secara
khusus agar tidak merusak tatanan kehidupan makhluk hidup. Berbagai upaya
telah dilakukan untuk menekan tingkat pencemaran lingkungan, baik melalui
pencegahan maupun monitoring. Tingkat polusi tertinggi banyak terjadi di kota-
kota besar, karena kegiatan seperti pembangunan industri, transfortasi yang padat
berpusat di kota-kota besar sementara taman kota serta pohon perindang yang
berfungsi sebagai filter bagi partikulan-partikulan polutan jarang ditemui.
Upaya pencegahan polusi diantaranya adalah pihak industri melengkapi
sistem pengolahan limbah sebelum dibuang ke alam bebas. Sistem tesebut harus
dilengkapi dengan sistem monitoring, karena dengan sistem monitoring dapat
diketahui jenis, konsentrasi maupun batas ambang dari tingkat polusi yang
memenuhi standar kualitas udara yang diijinkan.
Sistem monitoring telah dikembangkan sejak 40 tahun terakhir, khususnya
untuk deteksi gas-gas berbahaya dari bahan semikonduktor yang dikenal dengan
nama MOS (Metal Oxide Semiconductor). Ilmuan yang berjasa dalam
pengembangan sensor jenis MOS adalah Naayoshi Taguchi, yang dikenal dengan
nama Taaguchi Gas Sensor (TGS) (Lieznerski, 2004). Beberapa bahan MOS yang
dikembangkan sebagai sensor gas adalah SnO2, TiO2, CeO2, WO2 dan ZnO. Dalam
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
penelitian ini dipilih bahan SnO2 karena bahannya yang relatif murah, mudah
didapat serta mempunyai kepekaan yang tinggi.
Dalam pengembangannya, parameter yang sering dijadikan tolok ukur
kemampuan suatu sensor gas adalah sensitivitas dan selektivitas. Untuk menjadi
suatu sistem yang terintegarsi dan siap digunakan dilapangan diperlukan suatu
langkah yang cukup panjang. Untuk fabrikasi lapisan tipis menggunakan teknik
sputtering, parameter yang diperhitungkan meliputi tegangan elektroda, jarak
antar elektroda, tingkat kevakuman, aliran gas sputter, temperatur substrat dan
waktu deposisi.
Dalam penelitian ini, akan dikembangkan teknik pembuatan lapisan tipis
SnO2 menggunakan teknik sputtering untuk berbagai variasi waktu dengan
parameter lain seperti, tegangan kerja, arus kerja, tekanan kerja dan temperatur
dibuat tetap. Lapisan tipis SnO2 yang dihasilkan akan dikarakterisasi, karakterisasi
ini meliputi analisis kandungan komposisi kimia dengan menggunakan teknik
EDX, pengamatan struktur morfologi permukaan dan pengukuran ketebalan
lapisan tipis dengan menggunakan SEM serta penggukuran resistansi
menggunakan digital multimeter.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian yang telah dikemukankan dalam latar belakang, dapat
dirumuskan beberapa masalah yaitu :
1. Bagaimana pembuatan lapisan tipis SnO2 dengan teknik sputtering
sehingga diperoleh lapisan dengan resistansi terkecil ?
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
2. Bagaimana cara menentukan nilai resistansi lapisan tipis SnO2 ?
3. Bagaimana cara mengukur ketebalan lapisan tipis SnO2 ?
4. Bagaimana menghasilkan nilai kandungan komposisi kimia dari
lapisan tipis SnO2 ?
1.3. Batasan Masalah
Kondisi lapisan tipis SnO2 dalam merespon gas sangat ditentukan oleh
kondisi parameter pembuatan lapisan tipis SnO2 dan karakterisasinya, maka dalam
penelitian ini akan dibatasi pada :
1. Teknik pembuatan lapisan tipis SnO2 menggunakan teknik sputtering
untuk berbagai variasi waktu deposisi dengan parameter lain seperti,
tegangan kerja, arus kerja, tekanan kerja dan temperatur dibuat tetap.
2. Karakterisasi lapisan tipis SnO2 yang meliputi analisis kandungan
komposisi kimia menggunakan teknik EDX, pengamatan struktur
morfologi permukaan dan pengukuran ketebalan lapisan tipis dengan
menggunakan SEM serta penggukuran resistansi menggunakan digital
multimeter.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk :
1. Membuat lapisan tipis SnO2 menggunakan teknik sputtering.
2. Mengkarakterisasi lapisan tipis SnO2 hasil sputtering dengan teknik
EDX, SEM dan digital multimeter.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah
1. Dapat menambah wawasan pengetahuan bagi peneliti tentang metoda
sputtering saat melakukan deposisi laposan tipis, metoda analisis unsur
dengan menggunakan teknik EDX, pengamatan struktur morfologi
permukaan dengan menggunakan SEM dan sifat kelistrikan dari
lapisan tipis dengan menggunakan multimeter digital.
2. Sebagai sumber informasi tambahan dalam bidang lapisan tipis
semikonduktor oksida logam yang dapat dikembangkan lebih lanjut.
1.6. Sistematika Penulisan
Penelitian ini akan dituliskan dengan sistematika sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan
Bab ini menguraikan tentang latar belakang masalah, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, dan. manfaat
penelitian
BAB II Dasar Teori
Bab ini menguraikan tentang teori pembuatan lapisan tipis dengan
teknik sputtering DC, interaksi ion gas sputter dengan material
target, sputter yield, energi ion gas sputter, semikonduktor,
ketidaksempurnaan (cacat) lapisan tipis, resistansi, konduktivitas,
dan teori yang terkait dengan prinsip kerja Scanning Electron
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
Microscope (SEM) dan Energy Dispersive X-ray Spectroscopy
(EDXS)
BAB III Eksperimen
Bab ini menguraikan tentang alat dan bahan yang digunakan,
prosedur, metode dalam bereksperimen.
BAB IV Hasil dan Pembahasan
Bab ini menguraikan tentang hasil dan pembahasan dari
eksperimen yang dilakukan.
BAB V Penutup
Bab ini berisi kesimpulan dan saran.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
BAB II DASAR TEORI
2.1. Pembentukan Lapisan Tipis SnO2 dengan Metode Sputtering DC
2.1.1. Proses Sputtering DC
Sputtering (percikan) merupakan proses yang menerangkan dibebaskannya
beberapa atom suatu bahan logam sebagai akibat penembakan oleh ion positif
berat. Proses ini dapat digunakan untuk mengendapkan suatu lapisan tipis logam
secara merata di atas sebuah bahan dalam suatu lingkungan tertupup (Isaacs A.,
1994). Pada umumnya bahan lapisan tipis dibuat dengan cara deposisi atom-atom
individual suatu bahan pada permukaan substrat dengan ketebalannya mencapai
orde kurang dari beberapa mikron. Lapisan metal tipis diperoleh pertama kali oleh
Bunsen dan R. W. Grove pada tahun 1852, ketika mereka melakukan penelitian
lucutan listrik dalam gas bertekanan rendah dalam suatu sistem vakum, yang
menampakkan gejala terbentuknya lapisan metal tipis pada dinding tabung
disekitar elektroda negatif.
Metode sputtering merupakan salah satu teknik rekayasa bahan dengan
cara menembakkan ion-ion berenergi tinggi kepermukaan target sehingga atom-
atom target terlepas dari permukaannya, kemudian difokuskan kepermukaan
substrat (Grainger, 1998). Proses ini berlangsung selama beberapa menit sampai
terbentuk lapisan tipis dipermukaan substrat. Metode ini mudah dikontrol sesuai
dengan tebal lapisan yang diinginkan.
Sistem sputtering DC dilengkapi dengan beberapa peralatan seperti tabung
reaktor plasma, sumber tegangan tinggi (HVDC), sistem pemanas substrat, sistem
pendingin target, sistem vakum, pompa difusi, pompa rotari, alat pengukur dan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
pengontrol tekanan, sistem pengontrol temperatur, bahan target dan bahan
substrat. Skema mesin sputtering DC dapat ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Skema mesin sputtering DC
2.1.1.1 Tabung Reaktor Plasma
Tabung reaktor plasma merupakan tempat terjadinya proses ionisasi gas
yaitu untuk pembentukan plasma dan deposisi lapisan tipis pada substrat. Di
dalam tabung terdapat dua elektroda, elektroda bagian bawah yang berfungsi
sebagai katoda, diberi pendingin sedangkan elektroda bagian atas yang berfungsi
sebagai anoda diberi elemen pemanas untuk memanaskan substrat
2.1.1.2 Sistem Pemanas
Untuk mengukur dan mempertahankan suhu pemanas pada substrat,
digunakan alat pengukur suhu yang dilengkapi dengan termostrat. Sistem ini
terdiri dari alat pemanas dan pengontrol suhu yang bekerja secara otomatis.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
2.1.1.3 Sistem Vakum
Proses ionisasi atau pembentukan plasma dalam tabung reaktor plasma
memerlukan suatu sistem vakum. Untuk menghampakan tabung dari gas-gas sisa
digunakan pompa vakum bertekanan rendah. Pompa vakum ini terdiri dari pompa
rotari dan pompa difusi.
2.1.1.4 Alat Pengukur dan Pengatur Tekanan
Alat pengukur tekanan digunakan untuk mengukur tekanan kerja pada
tabung reaktor plasma dengan cara mengatur laju aliran gas Argon (Ar) yang
masuk kedalam tabung.
2.1.1.5 Sistem Tegangan Tinggi (HVDC)
Sistem tegangan tinggi digunakan sebagai sumber daya tegangan dalam
reaktor plasma. Tegangan yang dialirkan ke dalam tabung reaktor plasma akan
menyebabkan beda potensial antara katoda dan anoda, akibatnya medan listrik
yang dihasilkan akan mempercepat ion-ion gas sputter untuk menumbuk atom-
atom target.
2.1.2. Proses Pembentukan Lapisan Tipis SnO2
Dalam proses pendeposisian diawali dengan proses ionisasi ion-ion gas
sputter (Argon), apabila tabung sputtering sudah terisi gas Argon dengan tekanan
di dalam tabung reaktor plasma dalam orde 10-3 – 10-2 Torr dan pengaruh medan
listrik diantara elektroda (1-3 keV) maka ion-ion gas akan bergerak dengan energi
yang cukup menuju target. (Sujitno Tjipto, B. A., 2003)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
Bahan target (SnO2) ditembaki dengan ion-ion Argon yang diberi tegangan
pemercepat, sehinga atom-atom bahan target akan terpercik dan memancar ke
berbagai arah. Ion-ion Argon yang dipercepat menumbuk target akan
mengakibatkan atom-atom SnO2 memperoleh energi yang melebihi energi ikatnya
untuk melepaskan diri dari target. Atom-atom yang terpercik tadi akan
berhamburan kesegala arah, dan sebagian akan terdeposisi membentuk lapisan
tipis pada substrat kaca. Teknik sputtering DC ini sejak dahulu hingga sekarang
digunakan untuk membentuk lapisan tipis karena sistemnya yang sederhana.
Namun pada metode ini bahan target yang digunakan terbatas pada logam dan
semikonduktor (Konuma, 1992)
Dalam proses pembentukan lapisan tipis terdapat berbagai parameter yang
mempengaruhi, diantaranya adalah jarak antar elektroda, tegangan antar elektroda,
tekanan gas, waktu deposisi dan suhu substrat.
2.1.2.1. Jarak Antar Elektroda
Jarak antar elektroda mempengaruhi banyaknya jumlah atom target yang
mencapai substrat. Bila jarak kedua elektroda lebih dekat, maka atom target yang
mencapai substrat akan semakin banyak bahkan untuk atom yang berenergi kecil
sekalipun, karena atom-atom yang terpercik dari target memiliki energi yang
berbeda-beda untuk mencapai substrat. Tetapi, bila jarak antar elektroda jauh,
maka hanya atom yang berenergi cukup tinggi saja yang dapat mencapai substrat.
2.1.2.2. Tegangan
Tegangan elektroda mempengaruhi besarnya energi penumbuk, karena
tenaga ion ditentukan oleh kuat medan listrik di daerah dekat dengan bahan target.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
Bila energi ion penumbuk lebih besar dari energi ikat atom target, maka atom-
atom target dapat terlepas dari ikatan atomnya dan terpercik kesegala arah.
Hubungan energi dalam medan listrik secara matematik dapat dituliskan :
pk EEE += ……………………………………………(1)
qVmvE += 2
21 ……………………………………….(2)
dimana energi total sebuah partikel bermuatan atau ion dengan massa m dan
muatan q yang bergerak dalam suatu medan listrik.
Karena partikel-partikel fundamental dan inti memiliki muatan yang sama dengan
muatan fundamental e atau kelipatannya, maka pers. (2) dapat ditulis
eVmvE += 2
21 ……………………………………….(3)
2.1.2.3. Tekanan Gas
Tekanan gas akan mempengaruhi tumbukan ion penumbuk dengan
partikel udara yang masih ada di dalam ruang vakum. Tingkat kevakuman akan
mempengaruhi laju deposisi atom-atom yang tersputter. Dalam penelitian ini
tekanan gas yang dibutuhkan sekitar 10-3 – 10-2 Torr.
2.1.2.4. Suhu Substrat
Atom-atom suatu bahan tidak dapat bergerak pada suhu 0 K (-2370 C).
Pada kondisi ini, atom-atom menduduki keadaan dengan tingkat energi terendah
dan setiap atom menempati kedudukan kisi dalam susunan geometri yang teratur.
Setiap kedudukan kisi identik dan tidak terdapat getaran termal dalam atom. Bila
suhu bahan tersebut dinaikkan maka energi akan meningkat sehingga atom-atom
bergetar dan menimbulkan jarak antar atom lebih lebar. Jarak antar atom yang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
bertambah lebar memungkinkan atom-atom berenergi tinggi (berada di atas energi
ikatnya) bergerak mendobrak ikatanya, setelah lepas atom tersebut berpindah
keposisi yang baru, sehingga kisi menjadi kosong. Dengan bertambahnya suhu
mengakibatkan jumlah kekosongan meningkat dengan cepat. Substrat bersuhu
tinggi memungkinkan atom-atom asing menyusup lebih dalam diantara celah-
celah atom atau menempati kekosongan yang ada. Hal ini mengakibatkan atom-
atom asing terikat dan semakin kuat menempel pada bahan, sehingga lapisan yang
terbentuk akan memiliki karakterisasi yang baik (Van Vlack, 1991).
2.1.2.5. Waktu Deposisi
Lamanya waktu pendeposisi sangat mempengaruhi ketebalan lapisan tipis
yang dihasilkan. Semakin lama waktu deposisi, maka akan semakin banyak atom-
atom bahan target yang terdeposisi menempati posisi interstisi atau ruang kosong
dalam substrat sehingga kerapatan bahan disekitar permukaan akan meningkat dan
dapat menghasilkan lapisan tipis yang maksimum. Kondisi ini juga dipengaruhi
oleh daerah interstisi kekosongan substrat. Interstisi merupakan ruang kosong
pada kisi kristal yang dipengaruhi oleh naiknya temperatur, bila suhu dinaikkan
maka energi akan meningkat sehingga atom-atom bergetar dan menimbulkan
jarak antar atom lebih lebar. Jarak inilah yang menjadi daerah interstisi.
2.1.3. Interaksi Ion Gas Sputter dengan Material Target SnO2
Secara skematis interaksi berkas ion gas sputter dengan material target
dapat diilustrasikan seperti yang disajikan pada Gambar 2.2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
Gambar 2.2. Interaksi ion dengan atom target
Proses tumbukan partikel-partikel gas dengan permukaan atom target
dalam lucutan pijar ini menggunakan tegangan tinggi dc, tegangan dc ini
diberikan pada dua elektroda ( katoda dan anoda). Adanya beda potensial antara
kedua elektroda tersebut menyebabkan gas Argon terionisasi dan ion-ion Argon
bergerak bebas menuju katoda. Elektron-elektron pada atom target, dapat
tereksitasi menuju ke tingkat energi yang lebih tinggi akibat penyerapan sejumlah
energi ion penumbuk. Jika energi yang dipindahkan melebihi ambang ionisasi,
maka elektron dapat terlepas dari ikatannya dan menjadi bebas. Dalam masalah
ini dapat dikatakan bahwa atom terionisasi (Wong, 1984). Ionisasi gas adalah
proses terlepasnya elektron suatu partikel gas dari ikatannya. Ionisasi ini akan
menghasilkan ion-ion positif dan ion-ion negatif. Ion-ion positif yang dihasilkan
dari peristiwa ionisasi akan bergerak menuju elektroda negatif (katoda),
sedangkan ion-ion negatifnya akan bergerak menuju elektroda positif (anoda).
Dalam pergerakannya menuju katoda, ion-ion positif tersebut akan dipercepat
oleh medan listrik karena adanya beda tegangan diantara kedua elektroda,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
sehingga ion-ion positif yang mendapat percepatan dari gaya yang ditimbulkan
oleh medan listrik, akan bergerak menuju katoda dan menumbukinya dengan
energi yang cukup tinggi, dengan diikuti tumbukan berikutnya secara terus
menerus. Proses tumbukan ini merupakan peristiwa penting mengawali proses
pembentukan lapisan tipis pada permukaan bahan cuplikan (Wasa dan Hayakawa,
1992).
Ada beberapa fenomena yang mungkin terjadi sebagai akibat interaksi
berkas ion gas sputter dengan atom target. Fenomena-fenomena tersebut
diantaranya adalah :
1. Ion gas sputter terpantul dan dapat menjadi netral dengan menangkap
elektron Auger. Elektron Auger merupakan sebuah elektron yang
dibebaskan dari sebuah atom tanpa disertai pancaran foton sinar-X
atau sinar gamma, akibat deeksitasi sebuah elektron tereksitasi di
dalam atom tersebut. Transisi jenis ini berlangsung dalam jangkauan
sinar-x dari spektrum pancaran. Energi kinetik elektron yang
dibebaskan sama dengan energi foton sinar-x tersebut dikurangi
energi ikat elektron Auger
2. Atom target akan terpental keluar yang dapat disertai dengan elektron
sekunder.
3. Ion gas sputter yang mempunyai energi tinggi dapat
terimplantasi/tertanam ke dalam target dan dapat mengakibatkan
perubahan sifat-sifat permukaan target/lapisan permukaan target
menjadi rusak.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
4. Elektron-elektron dalam plasma dapat terpantul oleh permukaan
target.
Fenomena terlepasnya atom tersebutlah yang mendasari dari pemanfaatan
plasma sputtering untuk pendeposisian suatu atom-atom di atas permukaan suatu
material untuk membentuk lapisan tipis.
2.1.4. Sputter Yeild (S, Atom/Ions)
Banyaknya atom yang terlepas dari permukaan target untuk setiap ion
datang didefinisikan dengan apa yang dinamakan sputter yield (S atom/ion
datang) dan dapat dituliskan sebagai : (Wasa dan Hayakawa, 1992)
penumbukion
terlepasyangratarataatomjumlahS.
.... −= …………………………(4)
Nilai sputter yield dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah :
1. Energi ion penumbuk;
2. Jenis target;
3. Sudut datang ion penumbuk dengan normal dan
4. Struktur kristal.
Sputter yield dapat diukur dengan beberapa metode, diantaranya adalah :
1. Penimbangan pengurangan berat
2. pengukuran pengurangan ketebalan
3. Pengumpulan dari material yang tersputter kemudian menimbangnya.
Banyaknya bahan yang terpercik per satuan luas katoda secara matematis
dapat dituliskan sebagai berikut :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
ANeAtSjw
...
0+= .....................................................(5)
dengan : j+ = rapat arus berkas ion (mA/cm2)
S = sputter yield (atom/ion)
t = waktu sputtering (detik)
A = berat atom (amu)
e = muatan elektron (1,6 x 10-19 coulomb)
NA = bilangan Avogadro (6,021 x 1023 atom/mol)
Jumlah partikel/atom tersputter yang menempel pada permukaan material
persatuan luas adalah (Wasa dan Hayakawa, 1992) :
dpwk
W.
. 0= ...........................................................(6)
dengan : k = konstanta (rc/ra dengan rc dan ra masing-masing adalah jari-jari
katoda dan anoda, bernilai 1 untuk sistem planar)
w0 = banyaknya partikel yang terpercik dari satuan luas katoda
p = tekanan gas lucutan (Torr)
d = jarak antar elektroda (m)
2.1.5. Energi Ion Gas Sputter
Pada prinsipnya ion memiliki ukuran yang sama dengan atom, sehingga
ketika ion menumbuk permukaan, dapat dikatakan sebagai tumbukan antar atom
datang (ion) dengan atom permukaan. Dalam tumbukan itu terjadi proses
pemindahan energi. Agar terjadi proses sputtering, energi ion harus lebih besar
daripada energi ikat antar atom-atom permukaan. Besarnya energi yang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
dipindahkan selama proses tumbukan berlangsung bila arah ion datang tegak lurus
permukaa target (θ = 0), maka energi yang ditransfer adalah maksimum dan
besarnya (Ohring, 1992) adalah :
isi
sit E
MMMM
E ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
= 2)(4
…………………………(7)
Dengan Ei adalah energi ion penumbuk [eV], Et adalah energi ion yang
dipindahkan [eV], Mi adalah massa atom ion gas sputter [amu] dan Ms adalah
massa atom target [amu].
2.1.6. Kelebihan Metode Sputtering DC
Metode sputtering diaplikasikan untuk meningkatkan sifat keras, tahan
aus, tahan korosi maupun tahan suhu tinggi. Metode sputtering telah terbukti
mampu meningkatkan kekerasan permukaan logam dengan beberapa keuntungan
antara lain (Sujitno Tjipto, B. A., 2003) :
1. Dapat melapisi lapisan tipis dari bahan dengan titik leleh tinggi;
2. Dapat melapisi bahan logam, paduan, semikonduktor dan bahan
isolator;
3. Daya rekatnya tinggi;
4. Ketebalan lapisan dapat dikontrol;
5. Penghematan bahan yang dideposisikan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
2.2. Lapisan Tipis SnO2
2.2.1. Semikonduktor
Semikonduktor merupakan bahan padat yang sifat hantaran listriknya
terletak antara bahan konduktor dan bahan isolator. Daya hantar listrik
semikonduktor tergantung pada suhu lingkungannya, yaitu pada suhu rendah
berprilaku seperti bahan isolator (T = 0 K), sedangkan pada suhu tinggi berprilaku
seperti bahan konduktor. Penghantar listrik pada semikonduktor adalah elektron
dan hole, dimana pada semikonduktor intrinsik suhu tinggi dapat menyebabkan
elektron pada pita valensi berpindah menuju pita konduksi dengan meninggalkan
hole pada pita valensi. Semakin tinggi suhu, semakin banyak elektron dilepaskan
dari ikatannya (Blocher Richard, 2003).
Gambar 2.3. Skema pita energi pada semikonduktor intrinsik.
Berdasarkan azas Pauli, dalam suatu tingkat energi tidak boleh terdapat
lebih dari satu elektron pada keadaan yang sama. Kumpulan garis pada tingkat
energi yang sama akan saling berhimpitan dan membentuk satu pita, ini disebut
pita energi. Secara umum penentuan struktur pita energi untuk kristal isolator,
kristal semikonduktor dan kristal konduktor dapat diilustrasikan pada Gambar 2.4.
dimana pada keadaan kesetimbangan pita energi tersplit menjadi dua bagian dan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
dipisahkan oleh daerah dimana elektron tidak bisa bergerak atau beroperasi,
daerah ini disebut daerah terlarang (band gap).
Gambar 2.4. Struktur pita energi untuk : a). bahan isolator; b) bahan semikonduktor; dan c) bahan konduktor.
Isolator memiliki celah energi cukup besar ~ 9 eV, dimana pita
konduksinya tidak terisi oleh elektron (kosong), sedangkan pada pita valensinya
penuh oleh elektron. Sehingga bahan isolator tidak bisa menghantarkan listrik.
Semikonduktor memiliki celah energi sekitar ~ 1,1 eV, dimana sebagian elektron
pada pita valensi pindah menuju pita konduksi, sehingga meninggalkan hole pada
pita valensi. Kemudahan elektron pindah menuju pita konduksi karena energi gap-
nya kecil. Elektron-elektron ini cukup untuk menimbulkan sejumlah arus yang
terbatas untuk mengalir jika medan listrik dipasang, sehingga bahan memiliki
resistivitas listrik diantara isolator dan konduktor. Sedangkan konduktor tidak ada
celah energi, dimana pita konduksi terisi sebagian oleh elektron. Sehingga
elektron-elektron pada pita valensi sangat mudah untuk pindah menuju pita
konduksi, hal inilah yang menyebabkan bahan konduktor sangat mudah
menghantarkan listrik. Elektron pembawa muatan negatif dalam pita konduksi dan
hole merupakan pembawa muatan positif pada pita valensi (Van Vlack, 1991).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
2.2.2. Semikonduktor SnO2
Ketika semikonduktor murni (intrinsik) dikotori dengan doping atom lain,
maka semikonduktor tersebut kemudian menjadi semikonduktor ekstrinsik.
Semikonduktor oksida logam (SnO2) adalah bahan semikonduktor yang berasal
dari logam dan berikatan dengan oksigen. Lapisan teratas permukaan SnO2
disusun oleh ion-ion oksigen dan ion-ion logam pada lapisan dibawahnya. Kisi
ion-ion logam hanya terisi sebagian, ruang tersisa berada dalam keadaan cacat
(defect) (Atmono Trimardji, 2003). Dalam teori defect, kekurangan atau kelebihan
ion oksigen pada permukaan akan menyebabkan cacat titik. Cacat titik yang
terbentuk karena kekurangan ion oksigen (akseptor oksigen) pada permukaan
akan menyebabkan terbentuknya pita akseptor yang letaknya di atas pita valensi
dalam struktur pita energi permukaan. Cacat titik yang terbentuk karena terisinya
permukaan dengan ion oksigen menyebabkan terbentuknya tingkat energi donor
yang letaknya sedikit di bawah pita konduksi dalam stuktur pita energi (Atmono
Trimarjdi, 2003). Pengotoran dengan atom donor dan atom akseptor dapat di
ilustrasikan pada Gambar 2.5. dan Gambar 2.6.
(a) (b)
Gambar 2.5. (a) Semikonduktor dengan donor atom asing dari golongan VA
(arsenik) atau semikonduktor tipe-n. (b) Tingkat energi atom donor
Pita konduksi
Donor Eg ~1eV 0.01 eV (Si) 0.05 eV (As)
Pita valensi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
(a) (b)
Gambar 2.6. (a) Semikonduktor dengan atom asing dari golongan IIIA (Boron) atau semikonduktor tipe-p. (b) Tingkat energi atom akseptor
Atom donor adalah atom pengotor yang memberi konstribusi jumlah
elektron berlebih (jumlah elektronnya lebih banyak satu dari atom murni).
Sehingga semikonduktor yang dikotori dengan atom donor ini mengalami
kelebihan elektron, dan menjadi semikonduktor tipe-n. Sedangkan atom akseptor
adalah atom pengotor yang memberikan kontribusi jumlah hole berlebih (jumlah
elektronnya lebih sedikit satu dari atom murni). Sehingga semikonduktor yang
dikotori dengan atom akseptor akan kekurangan elektron dan menimbulkan hole.
Semikonduktor ini menjadi tipe-p.
2.2.3. Ketidaksempurnaan (cacat) pada lapisan tipis SnO2
Istilah cacat atau ketidaksempurnaan umumnya digunakan untuk
membahas penyimpangan dari susunan teratur titik-titik kisi. Apabila
penyimpangan dari susunan periodik kisi terbatas sampai di sekitar beberapa
atom, penyimpangan ini disebut cacat titik (point defect) atau ketidaksempurnaan
titik (Dieter Gearge E., 1987)
Pita konduksi Eg ~1eV 0.01 eV (Si) 0.05 eV (B) Akseptor
Pita valensi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
Gambar 2.7. Cacat titik (point defect) dalam sebuah kisi kristal (Beiser Artur,
1981). a) kekosongan (vacancy) dan cacat interstisi (interstisi defect). b) cacat substitusi (substitusional defect)
Kekosongan yaitu terdapatnya tempat kosong bilamana sebuah atom lepas
dari posisi kisi normal (Van Vlack, 1991). Cacat interstisi yaitu apabila sebuah
atom menempati suatu keadaan yang tidak normal sehingga terdesak diantara
atom-atom pada kisi tuan rumah (Trethewey, 1991). Atom interstisi bisa berupa
atom tuan rumah atau atom asing (Van Vlack, 1991). Cacat substitusi yaitu
adanya atom asing yang menempati suatu kedudukan pada kisi yang seharusnya
diisi oleh atom tuan rumah (Trethewey, 1991).
2.3. Karakterisasi Lapisan Tipis SnO2
2.3.1. Resistansi dan Konduktivitas
Sifat listrik dari pengahantar dapat dicirikan dari resistivitas ρ (hambatan
jenis) dan konduktivitas σ (daya hantar). Konduktivitas berbanding terbalik
dengan resistivitas. Resistivitas dan konduktvitas merupakan besaran-besaran
volumetric yang menggambarkan kualitas suatu penghantar listrik (Suyoso, 2003)
Konduktivitas adalah kemampuan bahan dalam menghantarkan arus
listrik, sedangkan resistivitas adalah kemampuan bahan melawan aliran listrik
(Isaacs A., 1994).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Bila pada ujung-ujung semikonduktor dihubungkan dengan beda potensial
maka akan timbul medan listrik pada setiap titik di dalam semikonduktor tersebut
yang menghasilkan arus listrik I. secara matematis, arus yang mengalir pada
semikonduktor adalah
RVI = ………………………………………… .(8)
dengan I (Ampere) adalah arus listrik, V (Volt) merupakan beda potensial ujung-
ujung semikonduktor, sedangkan R (Ω) merupakan resistansi yang menyatakan
karakteristik semikonduktor. Menurut hokum Ohm, rapat arus J sebanding dengan
kuat medan listrik E. Secara matematis ditulis :
EJ σ= ………………………………………….(9)
dengan J merupakan rapat arus (A/m2), σ merupakan konduktivitas listrik
semkonduktor (Ω-1m-1) dan E merupakan kuat medan listrik (V/m). rapat arus
yang mengalir pada semikonduktor adalah :
AIJ = ………………………………………….(10)
dengan A adalah luas penampang semikonduktor (m-2).
Bila kuat medan listrik dalam suatu semikonduktor dianggap serba sama
maka kuat medan listrik adalah :
lVE = ………………………………………..(11)
dengan l merupakan panjang semikonduktor (m). Dengan mensubstitusikan
persamaan (5) ke dalam persamaan (3), diperoleh
lVJ σ= ……………………………………...(12)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Dengan menganggap arus I terdistribusi secara merata pada luasan A,
maka arus total I :
lAI σ
= V ……………………………………..(13)
Didefinisikan resistivitas bahan semikonduktor ρ berbanding terbalik
dengan konduktivitas σ, secara matematis :
σ
ρ 1= …………………………………….…(14)
Hubungan arus I dengan beda potensial V adalah
IAlV ρ= ……………………………………(15)
Sehingga hubungan antar resistansi R dan resistivitas ρ adalah : (Van
Vlack, 1991)
AlR ρ= …………………………………….(16)
dengan ρ adalah resistivitas (Ωm) dan R adalah resistansi (Ω).
Bahan lapisan tipis SnO2 yang baik sebagai sensor gas adalah yang
mempunyai nilai resistansi kecil, karena sensitivitas suatu sensor gas ditunjukkan
oleh nilai resistansinya.
2.3.2. Scanning Elektron Mikroscope (SEM) dan Energy Dispersive X-Ray
Spektroscopy (EDXS)
Alat-alat electron microbeam digunakan untuk menentukan struktur
morfologi dan kompisisi kimia bahan sampel dalam orde kurang dari beberapa
mikron. Sejak tahun 1800, analisis lapisan tipis pada batuan masih menggunakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
polarizing atau petrografic microscope, yaitu suatu alat tradisional dalam geologis
(ilmu bumi). Dalam penggunaanya alat ini mampu bekerja dalam dua dimensi,
taksiran dari kandungan kimia pada mineral, observasi mengenai ukuran lapisan
dan tekstur permukaan. Tetapi dalam kenyataanya alat ini belum mampu untuk
mengungkapkan secara terperinci mengenai struktur kulit dari sampel, dalam hal
ini diperlukan pengukuran dalam tiga dimensi.
Dalam perkembangannya saat ini sistem SEM dan teknik EDX telah lebih
maju. Hal ini dapat dilihat dari kemampuannya dalam menganalisis lapisan tipis
telah mencapai orde kurang dari beberapa mikron dan mampu mengenali serta
melihat struktur pori-pori kulit mineral-mineral yang sangat kecil. Manfaat lain
dari SEM adalah mudah dalam preparasi sampel, mempunyai medan yang besar
dan resolusi yang tinggi serta memiliki perbesaran yang cukup signifikan (banyak
analisis SEM pada batuan yang mempunyai perbesaran antara 10000x sampai
20000x). Semuanya ini sangat penting dalam membantu karakteristik bahan
sampel.
Karakteristik bahan pada sistem SEM adalah karakteristik morfologi dan
analisis komposisi kimia dengan teknik EDX. Karakteristik morfologi ini adalah
pengamatan struktur permukaan lapisan tipis sedangkan karakteristik komposisi
kimia adalah untuk mengetahui prosentase kandungan unsur-unsur kimia pada
lapisan tipis. Kedua karakteristik ini memanfaatkan pancaran sinar-x dan elektron
sekunder yang dipancarkan oleh specimen akibat dari tumbukan berkas elektron
berenergi tinggi dengan sampel. Sinar-x mempunyai karakteristik energi atau
panjang gelombang tertentu, yang dapat dideteksi menggunakan detektor sinar-x
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Si-Li. Keluarannya berupa spektrum sinar-x yang ditampilkan pada layar
komputer. Elektron sekunder yang terpancar merupakan sinyal sekunder dari
berkas elektron yang menumbuk sampel, selanjutnya elektron sekunder ini akan
ditangkap oleh Secondary Electron (SE) detektor yang kemudian akan
ditampilkan pada layar komputer. Skema dasar dari Scanning Electron
Microscope (SEM) dan Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDXS) dapat
dilihat pada Gambar 2.7.
EDX SEM
Gambar 2.8. Skema dasar dari Scanning Electron Microscope (SEM) dan Energy
Dispersive X-ray Spectroscopy (EDXS) (Modified from Beck, 1977)
2.3.2.1. Scanning Elektron Mikroscope (SEM)
Teknik SEM pada hakekatnya merupakan pemeriksaan dan analisa
permukaan. Gambar permukaan yang diperoleh merupakan gambar topografi
dengan segala tonjolan dan lekukkan permukaan. Gambar topografi ini diperoleh
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
dari penangkapan dan pengolahan elektron sekunder yang dipancarkan oleh
sampel akibat tumbukan dengan berkas elektron berenergi tinggi. Kata kunci dari
prinsip kerja SEM adalah Scanning yang berarti bahwa berkas elektron
”menyapu” permukaan sampe, titik demi titik dengan sapuan membentuk garis
demi garis, mirip seperti gerakkan mata yang membaca. Sinyal sekunder yang
dihasilkannyapun adalah dari titik pada permukaan, yang selanjutnya ditangkap
oleh Secondary Electron (SE) detektor dan kemudian diolah dan ditampilkan
pada layar CTR (Catoda Ray Tube).
Gambar 2.9. Skema dasar dari Scanning Electron Microscope (SEM) (Principles
of SEM, Training Textbook)
2.3.2.2. Energy Dispersive X-Ray Spektroscopy (EDXS)
Analisa lapisan tipis menggunakan teknik EDX memanfaatkan pancaran
sinar-x karakteristik hasil dari interaksi antara berkas elektron dengan materi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Tumbukan ini menghasilkan beberapa interaksi yang dapat memberikan
keterangan mengenai struktur material tersebut. Skema pada Gambar 2.10. akan
memperlihatkan interaksi tersebut. Sebagian berkas yang jatuh dihamburkan
kembali, yaitu sinar-x karakteristik, elektron sekunder, Backscattered electron,
Cathodoluminescence dan elektron Auger sedangkan sebagian ada yang terserap
dan ada juga yang dapat menembus spesimen, yaitu elektron yang mempunyai
energi cukup tinggi. Bila spesimen cukup tipis, sebagian akan menembus
spesimen dan sebagian lagi akan dihamburkan secara elastis tanpa kehilangan
energinya dan sebagian secara inelastis. Interaksi berkas elektron dengan atom
dalam spesimen menghasilkan pelepasan elektron berenergi rendah, yaitu sinar-x,
dan elektron Auger, yang semuanya dapat digunakan untuk mengkarakteristik
material (Smallman, 1991). Pancaran berkas elektron akibat interaksi dengan
spesimen dapat dilihat pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10. Pancaran berkas elektron akibat interaksi dengan spesimen. (Principles of SEM, Training Textbook)
Energi sinar-x yang dinyatakan dalam keV dideteksi per canal (faktor
tidak tetap, kira-kira 10 eV/canal). Dalam prakteknya, teknik EDX sangat sering
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
digunakan untuk analisis unsur secara kuantitatif, yaitu untuk mengetahui
prosesntase unsur-unsur yang terkandung di dalam sampel dan analisis unsur
secara kualitatif, yaitu untuk mengetahui unsur-unsur yang terkandung di dalam
sampel.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
1. Preparasi sample dan Pembuatan lapisan tipis SnO2 dilakukan pada
bulan November sampai dengan Desember 2006 di Pusat Penelitian
dan Pengembangan Teknologi Maju (P3TM), Badan Tenaga Nuklir
Nasional (BATAN), Yogyakarta.
2. Karakterisasi resistansi menggunakan Profesional Multimeter Digital
seri : UT 70A dilakukan pada bulan Januari sampai dengan Februari
2007 di Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Maju (P3TM),
Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), Yogyakarta.
3. Karakterisasi struktur mikro dan analisis komposisi kimia
menggunakan SEM/EDX milik LP3G (Lembaga Pusat Penelitian dan
Pengembangan Geologi) dilakukan pada tanggal 28 Februari sampai
dengan 2 Maret 2007 di PPPG (Pusat Penelitian dan Pengembangan
Geologi), Bandung.
3.2. Bahan dan Alat Penelitian
3.2.1. Bahan yang dipakai
Bahan-bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah sebagai
berikut :
1. SnO2 sebagai bahan target
2. Substrat dari kaca slide microscope
3. Gas Argon (Ar) 99,999%
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
4. Bahan pembersih substrat kaca berupa air, deterjen dan alcohol
5. Plastik klip sebagai tempat penyimpanan substrat yang telah
dibersihkan.
3.2.2. Alat-alat yang dipergunakan
3.2.2.1. Alat-alat preparasi bahan
Alat-alat yang dipakai untuk preparasi bahan, yaitu :
1. pemotong kaca;
2. ultrasonic cleanser;
3. penggaris;
4. pinset;
5. hair dryer.
3.2.2.2. Alat-alat Pembuatan Lapisan Tipis SnO2
Pembuatan lapisan tipis SnO2 menggunakan mesin sputtering DC. Skema
mesin sputtering DC dapat ditunjukkan pada Gambar 2.1. dengan alat-alat
pendukungnya :
1. Tabung reaktor plasma
Tabung terbuat dari stainles steel berbentuk silinder dengan diameter
12 cm dan tinggi 2,5 cm. Di dalamnya terdapat dua elektroda dengan
jarak pisah 2 cm. Pada anoda diberi elemen pemanas dan pada katoda
diberi pendingin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
2. Sistem Pemanas
Alat ini dihubungkan dengan kontrol suhu yang bekerja secara
otomatis untuk mengatur suhu substrat.
3. Sistem Vakum
Digunakan pompa rotari dan pompa difusi untuk mengeluarkan gas-
gas sisa dalam tabung reaktor plasma. Alat ini dapat menghampakan
tabung sampai dengan tekanan berorde 610− Torr.
4. Alat pengukur dan pengontrol tekanan
Alat pengukur tekanan digunakan untuk membaca tingkat kevakuman
tabung dan tekanan gas argon yang dideposisikan di dalam tabung
reaktor plasma. Tekanan gas Argon di dalam tabung reaktor plasma
dapat diubah-ubah dengan mengatur laju aliran gas yang masuk ke
dalam tabung.
5. Sistem tegangan tinggi DC
Tegangan tinggi DC digunakan untuk memberi percepatan partikel
ion-ion Argon di dalam tabung reaktor plasma lucucan pijar.
3.2.2.3. Alat-alat Karakterisasi Lapisan Tipis SnO2
1. Sistem pengukur resistansi
Sampel yang diamati diukur dengan profesional multimeter digital
yang diset pada tahanan, nilai resistansi yang terukur menunjukan
adanya sifat kelistrikan pada sampel.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
2. SEM (Scanning Electron Mictroscope) dan EDXS (Energy Dispersive
X-Ray Specrtoscopy)
SEM digunakan untuk mengetahui struktur morfologi permukaan
lapisan tipis dan EDXS digunakan untuk menganalisis komposisi
kimia lapisan tipis yang terbentuk.
3.3. Prosedur Penelitian
Urutan kerja dalam penelitian ini dibagi menjadi tiga tahap, yaitu tahap
preparasi sampel, tahap pendeposisian lapisan tipis dan tahap karakterisasi lapisan
yang terbentuk.
3.3.1. Preparasi sampel
Dalam penelitian ini target yang digunakan adalah 2OSn . Target 2OSn
telah tersedia dalam keadan jadi, berbentuk bundar dengan diameter 60 mm, tebal
3 mm dan berat 30 gram.
Substrat dibuat dari kaca slide microscope yang dipotong-potong dengan
ukuran (1,2 x 2,5 x 0,1) cm. Kemudian dicuci dengan air bersih yang diberi
deterjen dengan menggunakan ultrasonic cleaner selama 30 menit. Setelah itu
dikeringkan menggunakan hair dryer. Setelah selesai kemudian disimpan dalam
plastik klip supaya terlindung dari kotoran luar.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
3.3.2. Prosedur Deposisi Lapisan Tipis dengan Teknik Sputtering DC
3.3.2.1. Deposisi lapisan tipis SnO2 dengan teknik sputtering DC
Pendeposisian lapisan tipis 2OSn pada substrat kaca dilakukan dengan
langkah-langkah sebagai berikut :
1. Memasang target 2OSn pada elektroda negatif (katoda) untuk sasaran
penembakan gas argon dalam tabung lucutan.
2. Memasang substrat kaca pada elektroda positif (anoda) dalam tabung
lucutan
3. Mengoperasikan pompa rotari hingga mencapai tekanan 210− Torr.
4. Mengalirkan gas argon ke dalam tabung lucutan, dan mengatur
tekanan gas sesuai dengan yang dikehendaki dengan cara memutar
kran aliran gas.
5. Menghidupkan sistem tegangan tinggi DC dan mengatur tegangan
sesuai dengan tegangan kerja yang dikehendaki. Selanjutnya di dalam
tabung akan nampak terbentuknya plasma, yang berarti proses deposisi
sedang berlangsung.
6. Menghidupkan sistem pendingin untuk mendinginkan target pada
katoda, supaya atom-atom 2OSn yang terlepas dari target benar-benar
disebabkan oleh percikan arus searah (DC)
7. Menghentikan proses deposisi setelah mencapai waktu yang
dikehendaki, dengan cara : 1) menutup aliran gas; 2) mematikan sistem
tegangan tinggi dengan memutar pengatur tegangan ke posisi nol;
3) menutup kran pompa vakum rotari; 4) mematikan aliran listrik dan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
sistem pendingin; 5) mengeluarkan substrat dari tabung setelah
keadaan dingin.
3.3.2.2. Pembuatan kontak perak
Kontak perak sebagai penghubung lapisan tipis 2OSn , yaitu untuk
mempermudah pengukuran nilai resistansi. Pembuatan kontak perak dilakukan
menggunakan teknik sputtering DC, dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Menutup bagian tengah sampel lapisan tipis dengan aluminium foil
agar tidak terlapisi perak.
2. Memasang target perak (Ag) pada katoda dan sampel lapisan tipis pada
anoda.
3. Menghidupkan pompa rotari dan membuka katub by pass ke sistem,
agar sistem dapat divakumkan .
4. Setelah penghampaan sistem mencapai orde sekitar 210− Torr, katub
by pass ke sistem ditutup.
5. Menghidupkan sistem pendingin target dan pemanas substrat.
6. Setelah temperatur mencapai C0200 , gas Argon dialirkan ke dalam
tabung sputtering dengan mengatur mikrometer yang dilengkapi
flowmeter sehingga mencapai tekanan kerja 2103 −x Torr yang dapat
dilihat langsung pada Dynavac.
7. Menghidupkan dan mengatur tegangan tinggi DC hingga mencapai 2,2
kV dan arusnya sekitar 40 sampai dengan 50 mA, maka proses
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
sputtering akan terjadi pada tabung reaktor plasma yang dapat dilihat
melalui jendela tabung reaktor.
8. Mengatur waktu deposisi selama 15 menit.
3.3.3. Karakterisasi lapisan tipis SnO2
Karakteristik lapisan tipis bahan semikonduktor meliputi tiga tahapan,
yaitu tahap pengukuran nilai resistansi, analisis struktur morfologi permukaan,
dan analisis komposisi kimia lapisan tipis.
3.3.3.1. Pengukuran nilai resistansi.
Untuk menguji sifat listik lapisan tipis 2OSn hasil deposisi adalah
menggunakan profesional multimeter digital seri : UT 70A, data yang diperoleh
dari alat ini berupa nilai resistansi lapisan tipis tersebut. Adapun pengukurannya
dilakukan dengan cara menempelkan stik pengukur dari multimeter pada ujung-
ujung sampel, kemudian diamati nilai resistansi sampai pada keadaan stabil,
setelah menunjukan suatu nilai yang stabil lalu dicatat datanya. Hasil pengukuran
dapat dilihat pada layar LCD.
3.3.3.2. Mengamati struktur morfologi permukaan dan ketebalan lapisan
tipis serta analisis komposisi kimia lapisan tipis.
Langkah-langkah pengujian bentuk morfologi permukaan dan ketebalan
lapisan serta komposisi kimia menggunakan alat SEM/EDX dengan merk Joel
JSM-636OLA adalah sebagai berikut :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
1. Memotong sampel hasil preparasi dengan ukuran (1 x 0,3) cm².
2. Menempelkan sampel yang sudah dipotong pada tempat sampel dan
mengelemnya dengan menggunakan lem konduktif (Dottite dan pasta
perak).
3. Memanaskan sampel tersebut menggunakan pemanas air guna
mengeringkan lem konduktifnya
4. Membersihkan sampel dari debu-debu yang menempel dengan
menggunakan hand blower.
5. Melapisi sampel (lapisan tipis) dengan gold-paladium (Au : 80% dan
Pd : 20%) dengan menggunakan alat ion sputter JFC – 1100 selama 4
menit, yang memiliki spesifikasi : 1) tegangan 1,2 kV; 2) arus listrik
6 – 7,5 mA; dan 3) tingkat kevakuman 0,2 Torr.
6. Memasukkan sampel ke dalam tempat sampel pada mesin SEM/EDS
dengan merk Joel JSM-636OLA untuk dilakukan pemotretan.
7. Melakukan pengamatan dan pemotretan pada titik yang diinginkan,
kemudian menyimpan datanya dalam sebuah file.
3.4. Keterbatasan penelitian
Pompa rotari dalam sistem vakum mesin sputtering DC tidak dapat
difungsikan, sehingga mempengaruhi tingkat kevakuman tabung lucutan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
3.5. Tahapan Pelaksanaan Penelitian
Gambaran tentang langkah-langkah dalam penelitian dapat dilihat melalui
diagram alir di bawah ini :
Proses Sputtering
Bahan Semikonduktor Lapisan Tipis
Karakteristik
Persiapan substrat dan target
SEM EDX Resistansi
Nilai Resistansi
Gambar/Foto-foto
Spectrum Sinar-x
Sensitivitas sensor gas
Bentuk Morfologi
Komposisi kimia
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
BAB IV HASIL EKSPERIMEN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Pada bab ini akan diuraikan hasil penelitian serta pembahasannya yang
terdiri dari proses pembuatan lapisan tipis SnO2 menggunakan teknik sputtering
DC dengan memvariasikan waktu deposisi pada parameter jarak antar elektroda,
tekanan kerja, tegangan antar elektroda dan temperatur substrat tetap. Hasil
deposisi lapisan tipis SnO2 dikarakterisasi, yaitu meliputi pengamatan morfologi
permukaan dan ketebalan lapisan tipis menggunakan SEM, analisis komposisi
kimia menggunakan EDX, dan sifat kelistrikan dari lapisan tipis menggunakan
multimeter digital.
4.1.1. Deposisi lapisan tipis SnO2 dengan teknik sputtering DC
Telah berhasil dilakukan deposisi lapisan tipis SnO2 pada substrat kaca
dengan variasi waktu 30 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit dan 150 menit
dengan set alat tetap yaitu :
1. Tekanan kerja : 3 x 10-2 Torr
2. Tegangan kerja : 2 KeV
3. Arus : 40 mA
4. Temperatur : 2000C
5. Jarak antar elektroda : 2,5 cm
Pendeposisian lapisan tipis di atas permukaan substrat terdiri atas dua
tahap, yaitu proses deposisi lapisan tipis SnO2 dan tahap pembuatan kontak perak
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
pada bagian kedua tepi substrat yang telah dilapisi SnO2. Pemberian kontak perak
akan mempengaruhi hasil pengukuran nilai resistansi karena akan memperbesar
daerah sample yang terhubung sehingga arus-arus yang lewat semakin mudah
terdeteksi.
Lapisan tipis SnO2 yang terbentuk di atas substrat kaca berwarna agak
putih buram. Tebalnya lapisan tipis tergantung dari lamanya waktu deposisi. Hal
ini ditandai dengan lapisan warna putih buram yang semakin tebal sebanding
dengan bertambahnya waktu deposisi. Sedangkan hasil dari kontak perak akan
ditandai dengan lapisan warna agak kehitaman pada kedua tepi substrat.
4.1.2. Karakterisasi lapisan tipis SnO2
Setiap alat tentu mempunyai sifat dan karakteristik tersendiri yang
tergantung dari prinsip kerjanya. Untuk lapisan tipis SnO2 yang baik sebagai
sensor gas, dengan prinsip kerja dari sensor gas itu sendiri adalah berdasarkan
perubahan resistansi dari bahan akibat kehadiran gas-gas di sekelilingnya, dimana
semakin kecil perubahan resistansi dari lapisan tipis berarti semakin tinggi
sensitivitas suatu sensor gas tersebut.
Telah dilakukan karakterisasi lapisan tipis SnO2, yang meliputi
pengamatan morfologi permukaan dan ketebalan lapisan tipis menggunakan SEM,
analisis komposisi kimia menggunakan EDX, dan sifat kelistrikan/resistansi dari
lapisan tipis menggunakan multimeter digital. Pengukuran dan pengamatan ini
bermaksud untuk megetahui pada kondisi waktu deposisi berapa sample terukur
dengan sensitive.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Dari nilai pengukuran resistansi menggunakan multimeter digital akan
diperoleh grafik yang menunjukan perubahan nilai resistansi untuk setiap waktu
deposisi. Untuk pengamatan morfologi permukaan dan pengukuran ketebalan
lapisan tipis menggunakan SEM akan diperoleh gambar/foto permukaan lapisan
tipis baik penampang muka yang menunjukan banyaknya atom yang terdeposisi
maupun penampang lintang lapisan tipis yang menunjukan pertumbuhan dari
lapisan tipis tersebut. Dari gambar/foto penampang lintang dapat diukur ketebalan
lapisan tipis dengan membandingkan garis berwarna putih tipis dengan
pertumbuhan lapisan tipis, dari perbandingan ini akan didapatkan grafik hubungan
antara ketebalan lapisan tipis dengan waktu deposisi, sedangkan dari gambar/foto
permukaan lapisan tipis penampang muka yang menunjukkan banyaknya atom
dapat juga dicari nilai rata-rata dari pertumbuhan butir atom-atom yang
terdeposisi dengan menghitung banyaknya butir atom-atom yang terdeposisi per
satuan panjang kemudian dibagi dengan 2, pengukuran ini akan mendapatkan
grafik hubungan antara besarnya pertumbuhan butir-butir dengan waktu deposisi.
Untuk analisis komposisi kimia menggunakan EDX hasilnya dapat langsung
dilihat pada layar monitor atau dicetak dengan printer. Tampilan pada monitor
berupa puncak-puncak spektrum sinar-x dari masing-masing unsur yang
terkandung dalam sampel.
4.1.2.1. Pengaruh Waktu Deposisi Lapisan Tipis SnO2 Terhadap Resistansi
Lapisan tipis yang baik adalah lapisan tipis yang cukup homogen bila
dilihat dengan mata biasa, tidak mudah mengelupas dan mempunyai nilai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
resistansi yang kecil. Pengukuran nilai resistansi dapat dilakukan dengan
multimeter. Dalam penelitian ini digunakan profesional multimeter digital seri :
UT 70A.
Untuk mengetahui sifat listrik dari lapisan tipis yang dihasilkan, dilakukan
pengukuran resistansi. Pengukuran resistansi sebagai fungsi waktu didapat dengan
cara memvariasi waktu sputtering, yaitu 30 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit,
dan 150 menit pada tekanan gas Argon 2103 −× Torr, Suhu substrat C0200 , dan
tegangan kerja 2 kV dengan arus sebesar 40 mA.
Hasil pengukuran nilai resistansi lapisan tipis dengan kontak perak
terhadap variasi waktu deposisi dengan parameter lain dibuat tetap dapat dilihat
pada tabel 4.1.
Tabel 4.1. Pengukuran nilai resistansi lapisan tipis 2OSn hasil dari sputtering DC terhadap variasi waktu deposisi pada tekanan 2103 −× Torr, dan suhu
C0200
No. Waktu (menit) Resistansi (MΩ)
1. 30 489
2. 60 311
3. 90 337
4. 120 180
5. 150 376
Berdasarkan tabel 4.1. dapat dibuat grafik hubungan antara resistansi
terhadap waktu deposisi yang disajikan pada gambar 4.1.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
0100200300400500
0 30 60 90 120 150 180
Waktu deposisi (menit)
Res
ista
nsi (
meg
aOhm
)
Resistansi (MΩ)
Gambar 4.1. Grafik hubungan antara resistansi lapisan tipis 2OSn dengan waktu deposisi.
Pada Garfik 4.1. menunjukkan bahwa perubahan nilai resistansi cenderung
menurun dengan bertambahnya waktu deposisi. Hal ini diakibatkan karena waktu
deposisi yang semakin lama maka jumlah atom-atom yang terdeposisi pada
permukaan substrat akan semakin banyak sehingga atom-atom permukaanpun
semakin rapat dan homogen, tetapi nilai resistansi belum begitu stabil karena pada
keadaan tertentu kembali naik. Hal ini disebabkan sampel setelah dideposisi tidak
tersimpan di dalam tabung desikator, yaitu tabung vakum yang tertutup rapat,
sehingga sampel masih bisa terkontaminasi oleh senyawa disekitarnya. Hal ini
berpengaruh pada nilai resistansinya..
Pada pengukuran nilai resistansi lapisan tipis diperoleh nilai optimum
resistansi sebesar 180 MΩ dengan waktu deposisi 120 menit, pada tekanan
2103 −× Torr, dan suhu C0200 . Semakin rendah nilai resistansi suatu lapisan
tipis, maka semakin baik bahan sampel tersebut sebagai sensor gas.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Hasil pengukuran nilai resistansi dan perhitungan resistivitas lapisan tipis
terhadap variasi waktu deposisi dengan parameter lain dibuat tetap dapat dilihat
pada tabel 4.2.
Tabel 4.2. Pengukuran nilai resistansi dan resistivitas lapisan tipis 2OSn hasil dari sputtering DC terhadap variasi waktu deposisi pada tekanan 2103 −× Torr, dan suhu C0200
Waktu deposisi
(menit)
Resistansi (Ω) Resistivitas (Ωm)
lAR=ρ
30 489 407.5
60 311 259.2
90 337 280.8
120 180 150
150 376 313.3
Dengan mendapat nilai resistansi dari hasil pengukuran dengan
menggunakan multimeter digital, dapat diperoleh nilai resistivitasnya dengan
menggunakan pers. (16)
AlR ρ= (Van Vlack, 1991).
4.1.2.2. Pengaruh Waktu Deposisi lapisan tipis SnO2 Terhadap Struktur
Mikro Permukaan.
Struktur morfologi permukaan lapisan tipis 2OSn yang terbentuk diamati
menggunakan SEM. Struktur mikro permukaan dipengaruhi oleh lamanya waktu
deposisi. Banyaknya jumlah atom-atom yang terdeposisi pada permukaan lapisan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
akan mempengaruhi pertumbuhan dan kerapatan butir-butir senyawa 2OSn .
Makin lama waktu deposisi jumlah atom-atom yang terdeposisi juga semakin
banyak sehingga atom-atom permukaan semakin rapat dan homogen.
Tabel 4.3. Pengukuran butir-butir lapisan tipis 2OSn hasil dari sputtering DC terhadap variasi waktu deposisi pada tekanan 2103 −× Torr, dan suhu
C0200
Waktu (menit) Pertumbuhan butir-butir (μm)
30 0,102
60 0,183
90 0,231
120 0,240
150 0,312
Dengan menghitung banyaknya jumlah butir atom-atom yang terdeposisi
dapat dicari nilai rata-rata dari pertunbuhan butir-butir atom yang terbentuk
dengan menggunakan pendekatan persamaan :
2.... panjangsatuanperbutirBanyaknyaD = .....................(14)
Berdasarkan tabel 4.3. dapat dibuat grafik hubungan antara pertumbuhan
butir-butir lapisan tipis 2OSn terhadap waktu deposisi yang disajikan pada
gambar 4.2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0 30 60 90 120 150 180
Waktu deposisi (menit)
Pertu
mbu
han
but
ir-bu
tir
(mik
rom
eter
)
Gambar 4.2. Grafik hubungan antara pertumbuhan butir-butir lapisan tipis 2OSn
terhadap waktu deposisi.
Hasil dari foto SEM menunjukkan bahwa ukuran dan bentuk butir-butir
dari lapisan tipis 2OSn yang terdeposisi pada substrat cukup homogen, hal ini
dapat dilihat dari bentuk kristal yang cukup seragam. Struktur morfologi
penampang muka yang terbentuk dari sputtering 2OSn dengan waktu deposisi 30
menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit dan 150 menit pada tekanan 2103 −× Torr,
dan suhu C0200 dapat dilihat dari hasil Scanning Electron Microscope pada
gambar 4.3.
Gambar 4.3. Struktur morfologis penampang muka lapisan tipis 2OSn dengan waktu deposisi 120 menit.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
Selain diamati permukaan dari substrat, dilakukan juga pengamatan
tampang lintang dari substrat yang ada lapisan tipis 2OSn . Dari gambar tampak
garis tipis yang berwarna putih dengan ketebalan 1 μm, garis ini merupakan
ukuran pembanding dari pertumbuhan substrat.
4.1.2.3. Pengaruh Waktu Deposisi lapisan tipis SnO2 Terhadap Ketebalan
Lapisan.
Ketebalan lapisan tipis 2OSn hasil sputtering DC dipengaruhi oleh waktu
deposisi, karena semakin lama waktu sputtering maka semakin banyak atom-atom
yang terdeposisi pada permukaan substrat sehingga pertumbuhan substrat juga
semakin bertambah. Pertumbuhan atom-atom 2OSn dapat dilihat dari Gambar 4.5.
penampang lintang lapisan tipis 2OSn .
Tabel 4.4. Pengukuran ketebalan lapisan tipis 2OSn hasil dari sputtering DC terhadap variasi waktu deposisi pada tekanan 2103 −× Torr, dan suhu
C0200 Waktu (menit) Ketebalan Lapisan (μm)
30 0,6
60 1,2
90 1,4
120 2,1
150 2,2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
Berdasarkan tabel 4.4 dapat dibuat grafik hubungan antara waktu deposisi
terhadap ketebalan lapisan yang disajikan pada Gambar 4.4.
00.30.60.91.21.51.82.12.4
0 30 60 90 120 150 180
Waktu deposisi (menit)
Teba
l lap
isan
(m
ikro
met
er)
ketebalan lapisan (μm)
Gambar 4.4. Grafik hubungan antara ketebalan lapisan tipis 2OSn terhadap waktu
deposisi.
Nilai ketebalan lapisan tipis sebanding dengan lamanya waktu deposisi.
Diperoleh nilai ketebalan lapisan 2.1 μm pada nilai resistansi terkecil yaitu 180
ΜΩ dengan waktu deposisi 120 menit.
Gambar 4.5. Struktur morfologis penampang lintang lapisan tipis 2OSn dengan waktu deposisi 120 menit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
Pengamatan dan pengukuran penampang lintang lapisan tipis merupakan
hasil dari membandingkan garis putih yang tercetak pada gambar 4.5. dengan
pertumbuhan lapisan tipisnya.
4.1.2.4. Pengaruh Waktu Deposisi lapisan tipis SnO2 Terhadap Komposisi
Kimia.
Komposisi lapisan tipis 2OSn hasil deposisi dengan metode sputtering DC
dapat dianalisis dengan metode EDX. Hasil uji EDX berupa spektrum yang
menunjukkan hubungan antara intensitas dengan energi. Spektrum ini dihasilkan
dari penembakan berkas elektron pada sampel hasil deposisi. Penembakan
elektron tersebut akan menyebabkan eksitasi dan ionisasi, sehingga atom-atom
yang terdapat dalam sampel menjadi tidak stabil. Untuk kembali stabil (ground
state), maka atom-atom dalam sampel melepaskan sejumlah energi. Energi yang
dilepaskan antara lain berupa sinar-x. Tiap atom memiliki tingkat energi tertentu
untuk masing-masing orbit elektronnya. Dengan demikan energi sinar-x yang
dilepaskan juga mempunyai nilai tertentu. Gambar 4.6. akan menunjukan
spektrum EDX untuk sampel lapisan tipis 2OSn
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
Gambar 4.6. Spektrum hasil karakteristik EDX lapisan tipis 2OSn yang dideposis
dengan metode sputtering DC pada tekanan 2103 −× Torr, suhu C0200 dan waktu deposisi 120 menit.
Tabel 4.5. memperlihatkan komposisi unsur dan senyawa yang terdapat
pada lapisan tipis yang terbentuk.
Tabel 4.5. Data karakteristik EDX hasil dari dideposis lapisan tipis 2OSn dengan metode sputtering DC pada tekanan 2103 −× Torr, suhu C0200 dan waktu deposisi 120 menit.
Unsur Senyawa
O Fe Sn Si 2OSi FeO 2OSn
Jumlah
atom (%)
56,53 2,04 39,74 1,70 1,62 2,34 96,03
Massa (%) 21,78 1,82 75,64 0,76 0,48 0,58 11,24
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
Perbandingan mol Sn : O adalah 1 : 1,42. Sedangkan munculnya unsur Fe
kemungkinan berasal dari wadah target yang terbuat dari stainles steel, sedangkan
unsur Si kemungkinan berasal dari substrat yang terbuat dari kaca preparat. Unsur-
unsur ini kemungkinan ikut terpercik dan bersenyawa dengan oksigen dan
terdeposisi pada substrat.
4.2. Pembahasan
Sensor gas merupakan alat deteksi gas-gas berbahaya hasil polusi yang
terbuat dari bahan semikonduktor. Tolok ukur kemampuan suatu sensor gas
adalah sensitivitas dan selektivitas. Untuk menjadi suatu sistem yang terintegrasi
dan siap digunakan di lapangan, dilakukan deposisi lapisan tipis menggunakan
teknik sputtering. Dalam penelitian ini dibatasi pada teknik pembuatan lapisan
tipis
Sputtering (percikan) merupakan proses yang menerangkan dibebaskannya
beberapa atom suatu bahan logam sebagai akibat penembakan oleh ion positif
berat dalam suatu lingkungan tertutup (Isaacs A., 1994). Dalam penelitian ini
telah berhasil dideposisi lapisan tipis SnO2 pada substrat kaca.
Pada sistem sputtering terdiri dari sepasang elektroda planar, yaitu bagian
katoda yang dipasang bahan target dan anoda yang dipasang bahan substrat.
Parameter-parameter sputtering yang divariasi adalah waktu deposisi dengan
parameter lain dibuat konstan. Sebelum proses deposisi berlangsung, tabung
lucutan divakumkan terlebih dahulu sampai mencapai 10-2 Torr. Hal ini
dimaksudkan agar tabung lucutan terbebas dari gas-gas sisa yang akan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
mempengaruhi kemurnian lapisan. Kemudian gas Argon dialirkan ke dalam
tabung dan generator DC dinyalakan, maka akan terjadi lucutan pijar diantara
elektroda yang berarti proses sputtering sedang berlangsung.
Gas Argon dalam tabung lucutan dipercepat oleh tegangan tinggi DC
sehingga terjadi perbedaan tegangan yang tinggi antara katoda dan anoda,
akibatnya gas Argon akan terionisasi. Ion-ion Argon dalam tabung lucutan pijar
dipercepat dan menumbuk target sehingga atom-atom yang terlepas akan
menghasilkan lapisan tipis pada permukaan substrat. Besarnya aliran gas Argon
bisa diatur sehingga diperoleh tekanan operasi yang dikehendaki, tekanan operasi
harus dijaga kestabilannya selama proses sputtering agar diperoleh lapisan yang
homogen.
Dalam penelitian ini pendeposisian lapisan tipis 2OSn dengan variasi
waktu 30 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit, 150 menit pada tekanan gas
Argon 2103 −× Torr. Hal ini didasarkan pada kenyataan saat melakukan
penelitian, bahwa plasma sputtering efektif terbentuk pada tekanan berkisar antara
2103 −× Torr sampai 2104 −× Torr, untuk tekanan 2105 −× Torr akan terjadi
overload pada sumber daya sehingga menyulitkan proses deposisi. Suhu substrat
C0200 , dan tegangan kerja 2 kV dengan arus sebesar 40 mA. Hal ini didasarkan
pada penelitian terdahulu bahwa suhu berkisar C0200 , dan tegangan kerja 2 kV
dengan arus sebesar 40 mA mampu mendeposisikan bahan 2OSn dan berfungsi
sebagai sensor gas dengan baik.
Karakterisasi lapisan tipis SnO2 hasil deposisi dengan metode sputtering
DC merupakan salah satu cara untuk mengetahui sifat-sifat dan kondisi dari
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
lapisan tipis yang akan diintergasikan sebagai sensor gas. Karakterisasi meliputi
pengamatan morfologi permukaan dan ketebalan lapisan tipis menggunakan SEM,
analisis komposisi kimia menggunakan EDX, dan sifat kelistrikan/resistansi dari
lapisan tipis menggunakan multimeter digital. Untuk pengukuran nilai resistansi,
lapisan tipis dikontak perak terlebih dahulu. Hal ini dimaksudkan agar
mempermudah pengukuran nilai resistansi, semakin kecil nilai resistansi yang
terukur maka semakin sensitive suatu sensor gas tersebut. Dari grafik 4.1 dapat
dilihat hubungan antara resistansi lapisan tipis dengan waktu deposisi, nilai
resistansi cenderung berubah-ubah karena senyawa SnO2 pada substrat masih
dapat mengikat O2. Tetapi perubahan ini tidak signifikan, jadi data yang disajikan
pada tabel 4.2 sudah mewakili nilai resistansi dari lapisan tipis.
Karakteristik menggunakan alat SEM dibagi menjadi dua bagian yaitu
pengambilan foto/gambar permukaan lapisan dan analisis komposisi kimia lapisan
tipis menggunakan teknik EDX, teknik ini merupakan bagian dari alat SEM. Dari
pengambilan dan pengamatan morfologi permukaan lapisan tipis dapat diperoleh
penampang muka yang menunjukan struktur permukaan dari sampel dan
penampang lintang yang menunjukan pertumbuhan dari atom-atom SnO2.
Pengamatan struktur morfologi permukaan ditampilkan pada gambar 4.3. dan
gambar 4.5. Atom-atom yang terdeposisi pada substrat bertambah banyak
jumlahnya sebanding dengan lamanya waktu deposisi. Hal ini dapat dilihat
dengan makin besarnya ukuran butir-butir yang terdeposisi.. Pengukuran tampang
lintang/ketebalan lapisan tipis dilakukan dengan membandingkan tingginya
pertumbuhan lapisan tipis dengan garis tipis berwarna putih yang berukuran 1 μm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Grafik 4.5 menunjukkan bahwa hubungan antara ketebalan lapisan dengan waktu
deposisi mendekati linear. Hal ini berarti dengan bertambahnya waktu deposisi
maka ketebalan lapisan juga meningkat, tetapi pertumbuhan ini cenderung
melambat setelah waktu deposisi 120 menit, dimana pertumbuhan lapisan tipis
hanya bertambah sedikit pada waktu deposisi 150 menit. Hal ini disebabkan
semakin padat dan homogennya atom-atom yang terdepoisisi. Kondisi ini dapat
disebut sebagai pertumbuhan lapisan tipis yang optimal karena pada waktu
deposisi 120, lapisan tipis mempunyai nilai resistansi terkecil.
Analisis komposisi kimia menggunakan teknik EDX merupakan analisisi
unsur untuk mengetahui jumlah komposisi kimia dan jenis-jenis unsur yang
terkandung didalam sampel. Teknik ini dianalisis berdasarkan spektrum dari
energi dan intensitas yang terpancar dari sampel, saat sampel di tembaki dengan
berkas elektron.
Penembakan elektron tersebut akan menyebabkan eksitasi dan ionisasi,
sehingga atom-atom yang terdapat dalam sampel menjadi tidak stabil. Untuk
kembali stabil (ground state), maka atom-atom dalam sampel melepaskan
sejumlah energi. Energi yang dilepaskan antara lain berupa sinar-x. Tiap atom
memiliki tingkat energi tertentu untuk masing-masing orbit elektronnya. Hasil
dari karakteristik EDX disajikan pada tabel 4.5. dengan perbandingan mol Sn : O
adalah 1 : 1,42. Munculnya unsur lain kemungkinan berasal dari wadah target dan
kaca preparat yang merupakan bahan substrat, dimana saat proses deposisi ikut
terpercik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat diperoleh kesimpulan
sebagai berikut
1. Pada waktu deposisi 120 menit diperoleh lapisan tipis SnO2 dengan
nilai resistansi terkecil, yaitu 180 MΩ. Semakin kecil nilai resistansi
berarti lapisan tipis tersebut semakin bersifat konduktif.
2. Dari hasil pengamatan struktur permukaan menggunakan SEM
diperoleh nilai ketebalan lapisan tipis SnO2 yang optimum sebesar 2,1
μm, dengan parameter waktu deposisi 120 menit pada tekanan 3 x 10-2
Torr, suhu 2000 C dan tegangan 2,5 KeV. Untuk pertumbuhan butir-
butir permukaan sebanding dengan lamanya waktu deposisi, yaitu
semakin lama waktu deposisi semakin bertambah besar pertumbuhan
butir-butirnya.
3. Nilai kandungan komposisi kimia menggunakan teknik EDX
merupakan banyaknya senyawa SnO2 dan beberapa senyawa lain yang
terdeposisi pada lapisan tipis.
5.2. Saran
Saran yang dapat diberikan untuk penyempurnaan dan pengembangan
tulisan ini adalah
1. Diharapkan dapat memvariasikan lebih dari satu parameter yang
dipakai, agar diperoleh hasil yang lebih beragam.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
2. Untuk mengetahui struktur kristalnya, diperlukan karakteristik dengan
XRD (X-Rays Difraction)
3. Untuk analisis kuantitatif menggunakan teknik EDX, perlu dilakukan
kalibrasi terlebih dahulu agar dapat dihitung prosentase kandungan
komposisi kimia dalam lapisan tipis.
4. Perlu dilakukan uji terhadap tanggapan gas agar diketahui daya
responnya terhadap gas-gas apa saja.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
DAFTAR PUSTAKA
Isaacs A., 1994, Kamus Lengkap Fisika, Jakarta : Erlangga.
Dieter George, E., 1987, Metalurgi Mekanik, 3rd.Ed., Jakarta : Erlangga.
Konuma, M., 1992, Film Deposition by Plasma Technique, New York : Springer
Verlag.
Lieznerski, B., 2004, Thin-Film Gas Microsensors Based on Tin Dioxide,
Polandia : Wroclow University of Technology.
Alonso M. And Finn E. J., 1994, Dasar-daras Fisika Universitas, 2nd. Ed.,
Jakarta : Erlangga.
Ohring, M., 1992, The Materials Science of Thin Film, New York : Academic
Press Inc.
Blocher Richard, 2003, Dasar Elektronika, Yogyakarta : Andi Offset.
Smallman, R. E. and Bishop, R. J., 1999, Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa
Material (Sriati Djaprie. Terjemahan), Jakarta : Erlangga.
Suyoso, 2003, Listrik Magnet, Yogyakarta : FMIPA UNY.
Sujitno Tjipto, B. A., 2003, Aplikasi Plasma dan Teknologi Sputtering untuk
Surface Treatment (Diktat Kuliah), Yogyakarta : PTAPB BATAN.
Trethewey, K. R. and Chambelain, J., 1991, Korosi, Jakarta : Gramedia Pustaka
Utama.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
Atmono Trimardji, 2003, Lapisan Tipis dan Aplikasinya untuk Sensor Magnet dan
Sensor Gas (Diktat Kuliah), Yogyakarta : PTAPB BATAN.
Van Vlack, L. H., 1991, Ilmu dan Teknologi Bahan , Jakarta : Erlangga.
Wasa, K. and Hayakawa, S., 1992, Handbook Of sputter and Sputtering, New
York : Academic Press Inc.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
Lampiran 1 Gambar/foto tampang lintang lapisan tipis SnO2 yang diambil menggunakan SEM
t = 30 menit t = 60 menit
t = 90 menit t = 120 menit
t = 150 menit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
Lampiran 2 Gambar/foto permukaan lapisan tipis SnO2 yang diambil menggunakan SEM
t = 30 menit t = 60 menit
t = 90 menit t = 120 menit
t = 150 menit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
Lampiran 3 Data hasil karakteristik EDX
LP3G - BANDUNG
t = 30 menit
t = 60 menit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
Lampiran 4 (lanjutan) LP3G – BANDUNG
t = 90 menit
t = 120 menit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
Lampiran 5 (lanjutan) LP3G – BANDUNG
t = 150 menit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
Lampiran 6
Dokumentasi penelitian
Seperangkat alat Sputtering DC
Tabung reaktor plasma
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
Lampiran 7 (lanjutan)
Mesin SEM/EDX
Ultrasonic Cleaner Bransonic 42
Substrat dari kaca preparat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI