Apa itu Semikonduktor Intrinsik?

Semikonduktor intrinsik adalah bentuk murni dari unsur-unsur yang biasanya memiliki empat elektron valensi. Proses khusus dapat dilakukan untuk membuat semikonduktor intrinsik menjadi semikonduktor tipe negatif (N) atau positif (P). Penggunaan semikonduktor tipe-P dan tipe-N termasuk transistor persimpangan bipolar (BJT), transistor efek medan (FET), dan penyearah yang dikendalikan silikon (SCR).

Konduktor listrik yang baik, seperti tembaga, mudah kehilangan elektron ke atom lain di dalam material, sementara semikonduktor sebagian menghantarkan dan sebagian mengisolasi. Baik silikon dan germanium adalah elemen empat valensi. Silikon adalah bahan umum untuk semikonduktor, meskipun germanium juga digunakan untuk aplikasi frekuensi tinggi. Perbedaan antara silikon dan germanium adalah bahwa penurunan tegangan maju pada germanium adalah sekitar 0.2 volt (V), dibandingkan dengan 0.7 V pada silikon.

Saat membuat semikonduktor intrinsik, silikon dilebur pada suhu yang sangat tinggi dalam gas inert atau ruang hampa. Bahan cair yang dihasilkan terlihat sangat mirip dengan gelas cair. Melalui proses yang disebut tumbuh, penumbuh pemintalan perlahan-lahan menarik silikon cair ke dalam bahan intrinsik silikon dalam bentuk batang berdiameter sekitar beberapa inci.

Bahan silikon intrinsik, yang disebut semikonduktor undoped, semikonduktor tipe intrinsik (i), atau semikonduktor intrinsik, tidak banyak digunakan untuk industri elektronik. Bentuk silikon yang berguna adalah hasil penambahan elemen khusus, yang dikenal sebagai dopan, dalam proses yang disebut doping, di mana dopan, seperti fosfor atau boron, ditambahkan saat silikon masih cair. Ketika fosfor ditambahkan ke silikon, elektron ekstra membuat silikon menjadi semikonduktor tipe-N. Langkah selanjutnya setelah batang silikon tipe-N ditumbuhkan adalah pengirisan, dimana bahan berbentuk batang seperti kaca akan diiris untuk menghasilkan wafer silikon tipis. Teknik khusus, seperti gelombang akustik permukaan (SAW), digunakan dalam mengiris bahan yang sangat keras, seperti silikon yang didoping fosfor.

Wafer silikon yang dihasilkan oleh pengirisan dapat digoreskan pada sumbu x dan kemudian pada sumbu y, menghasilkan semikonduktor tipe-N dalam jumlah besar. Kemudian, semikonduktor tipe-P juga diproduksi dan disiapkan untuk proses perakitan. Pada titik ini, semikonduktor intrinsik telah diubah menjadi semikonduktor ekstrinsik. Perakitan paling sederhana dari semikonduktor tipe-N dan tipe-P adalah sambungan positif-negatif (PN) yang dikenal sebagai dioda, yang seperti katup satu arah. Persimpangan PN yang dihasilkan oleh kontak semikonduktor tipe-N dan tipe-P sekarang memiliki karakteristik khusus yang dikenal sebagai konduktivitas satu arah.