Photolithograpy

Photolithography merupakan proses pembentukan pola geometris pada permukaan sebuah substrat menggunakan cahaya berenergi tinggi. Penggunaan wafer dari kristalin silicon seringkali dijadikan sebagai substrat.

Selama proses photolithography, wafer dilapisi rata dengan lapisan tipis photoresist yang mengalami reaksi kimia ketika terkena cahaya dengan energi tinggi.reaksi kimia berbeda pada berbagai macam photoresist, tetapi umumnya reaksi kimia merubah menjadi lebih asam atau kurang asam. Lapisan photoresist yang lebih asam sehingga larut disebut lapisan positif, sedangkan jika sebaliknya disebut lapisan negatif yang tidak larut.

Resolusi dari photolithography ditentukan oleh panjang gelombang sumber cahaya yang digunakan. Semakin kecil panjang gelombang cahaya, maka semakin kecil pola yang dapat dibuat. Sumber cahaya untuk proses photolithography adalah: Extreme Ultra Violet (EUV), pancaran elektron, Excimer laser, X-ray, dan pancaran ion. Sinar EUV dan Laser merupakan cahaya yang paling sering digunakan. Pancaran ion dan X-ray digunakan pada penelitian laboratorium. Pancaran electron lebih umum digunakan untuk membuat photomask.

Langkah-langkah proses photolithography:a) Persiapan

 Wafer dibersihkan dari kotoran-kotoran seperti zat organik dan partikel-partikel. b) Melapisi wafer dengan photoresist

Penempelan lapisan wafer pada photoresist dengan cara wafer diputar pada kecepatan 3000-6000 rpm selama 15-30 sekon agar uniform pada bagian tengahnya. Biasanya ketebalan lapisan photoresist silicon sebesar 1-2 μm dengan bagian pinggirnya (edge bead) memiliki ketebalan 20-30x dari ketebalan normal. Hal ini dapat diatasi dengan solvent yang melarutkan sebagian edge bead setelah coating photoresist.

c) Soft BakeSoft bake atau pemanasan awal permukaan wafer yang telah dilapisi photoresist akan

menguapkan pelarut dari photoresist sehingga menambah densitas dari resist.d) Pengaturan dan penyinaran

Penyinaran wafer dapat dilakukan dengan cara: Contact printing: meletakkan mask secara langsung di atas wafer Proximity printing: meletakkan mask sedikit di atas wafer Projection printing: memproyeksikan mask ke wafer menggunakan lensa atau cermin

e) Post Exposure Bake/PEBPEB akan mengurangi gelombang berdiri pada photoresist. Jika PEB tidak dilakukan,

maka profil dari photoresist akan bergelombang.f) Pengembangan

Photoresist akan menjadi asam jika terpancar cahaya (photoresist positif) dan sebaliknya pada photoresist negatif. Untuk menghilangkan photoresist yang menjadi asam, digunakan larutan basa seperti NaOH. Wafer diputar dan pada saat yang sama wafer disemprot dengan NaOH.

g) Post Bake

Dilakukan untuk mengeraskan photoresist yang tersisa sehingga mengeras dan kuat menahan proses selanjutnya seperti etsa (etching) atau implantasi.

h) Membentuk pola dari maskProses membentuk pola dari mask dapat berupa penambahan

(pengendapan/depsition), pengurangan (etsa/etching), dan pencampuran komponen (impurity).

i) Pembuangan photoresistPhotoresist yang sudah tidak digunakan lagi dihilangkan dengan pembuangan basah

(wet stripping) dengan pelarut dan plasma. Pembuangan basah dapat dilakukan dengan pelarut organik atau non organik seperti aseton.

Perkembangan dioda, transistor, dan intergrated circuit (IC)

Dioda adalah komponen elektronik dengan fungsi menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya, sehingga arus listrik hanya bisa berjalan searah. Diode terdiri dari 2 Elektroda yaitu tipe-p (anoda) dan mengalir ke tipe-n (katoda).

Dioda semikonduktor awal mulanya terdiri dari kawat logam tipis dan tajam yang ditekankan pada kristal semikonduktor seperti kristal galena (PbS). Kawatnya membentuk anoda dan kristalnya membentuk katoda. Saat ini dioda yang paling umum dibuat dari bahan semikonduktor seperti silikon atau germanium.

Transistor adalah komponen elektronik yang dipakai sebagai switch, stabilisasi tegangan, modulasi sinyal dan lain-lain. memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Transistor terdiri dari 3 Terminal (kaki) yaitu Basis (B), Emitter (E) dan Collector (C). Arus pada Basis mengatur arus yang lebih besar yang melalui collector menuju emitter. Transistor dibedakan menjadi 2 yaitu bipolar (BJT) dan unipolar (FET). Transistor bipolar menggunakan dua jenis pembawa muatan yaitu electron dan hole sedangkan unipolar hanya menggunakan satu pembawa muatan saja (electron atau hole, tergantung tipe).Transistor awalnya dibuat berupa dua kontak titik emas yang diterapkan pada Kristal germanium yang dapat menghasilkan sinyal output yang lebih besar daripada sinyal input. Transistor pada akhirnya menggantikan fungsi tabung triode sebagai penguat sinyal dikarenakan tidak memakan banyak daya, bahannya tipis, serta tidak mudah, juga mudah untuk diproduksi masal. Sekarang transistor dapat berukuran hanya sebesar beberapa atom, seperti pada tahun 2008 dibuat transistor lebar berukuran 10 atom graphine dan tebalnya satu atom saja.Integrated Circuit (IC) merupakan komponen semikonduktor yang di dalamnya terdapat puluhan, ratusan atau ribuan atau bahkan lebih komponen dasar elektronik yang terdiri dari sejumlah komponen resistor, transistor, dioda dan komponen semikonduktor yang lain. Komponen-komponen elektronik yang ada di dalam IC membentuk suatu sistem terintegrasi yang bekerja untuk suatu keperluan tertentu. Setiap jenis IC memiliki rangkaian yang beragam dengan tujuan pemakaian yang berbeda.Gorden Moore, pendiri intel memperkirakan bahwa jumlah transistor yang terdapat dalam sebuah IC akan bertambah 2 kali setiap 18 bulan sekali. Kecenderungan peningkatan jumlah transistor ini telah terbukti pada 64-Mbit DRAM yang pertama kali di pasaran pada tahun 1994, terdiri dari 3 juta transistor dengan microprocessor Intel Pentium 2 terdiri lebih dari 7.5 juta transistor yang dipasarkan pada tahun 1997

Referensihttp://www.tomshardware.com/reviews/semiconductor-production-101,1590-5.html http:// isktutorialtrt.blogspot.co.id/2007/01/minggu-04.htmlDr. R. B. Darling (UW), lecture notes on photolithographyhttp://www.computerhistory.org/atchm/who-invented-the-diode/ http:// rangkaianelektronika.info/sejarah-perkembangan-elektronika/ http://teknikelektronika.com/

jenis-jenis-komponen-elektronika-beserta-fungsi-dan-simbolnya/ http:// studyandlearningnow.blogspot.co.id/2013/06/transistor.html http:// fevydkartikarini.blogspot.co.id/2014/12/transistor-terkecil-dibuat-dari-goresan.html http:// teknikelektronika.com/pengertian-ic-integrated-circuit-aplikasi-fungsi-ic/ https:// en.wikipedia.org/wiki/Pentium_II