Pengaruh Iradiasi Gamma Terhadap Kinerja Dioda Schottky Au/4H-SiC

Najmuddin mukhtar, Ferdiansjah, S.T., M.Eng.Sc., Ir. Shobih, M.T.

2026 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Material silikon karbida (4H-SiC) memiliki ketahanan tinggi terhadap iradiasi sehingga banyak digunakan sebagai material dasar dioda Schottky untuk aplikasi di lingkungan beriradiasi. Namun, iradiasi gamma berenergi tinggi tetap dapat menimbulkan cacat kristal, yang berpotensi memengaruhi karakteristik elektrikal perangkat. Penelitian ini bertujuan mengkaji pengaruh iradiasi gamma terhadap kinerja dioda Schottky Au/4H-SiC.

Sampel Au/4H-SiC difabrikasi dengan perlakuan pemanasan annealing [AN] dan tidak di-annealing [TA], diikuti iradiasi gamma pada dosis 250 – 1500 kGy.  Kinerja dioda Schottky diwakili oleh parameter elektrikal berupa faktor idealitas (n), resistansi seri (R_s), dan tinggi penghalang Schottky (?_B) yang diturunkan dari karakterisasi arus-tegangan (I-V) dan kapasitansi-tegangan (C-V).

Sebelum diiradiasi, nilai n, R_s, dan SBH sebesar 2,63, 56 ?, dan 0,85 eV untuk sampel AN, sedangkan untuk sampel TA adalah 3,08, 87 ?, dan 0,97 eV. Setelah iradiasi dosis 1500 kGy, dioda tetap berkinerja baik dengan nilai n, R_s, dan ?_B sebesar 2,48, 206 ?, dan 0,92 eV untuk sampel AN, sedangkan untuk sampel TA adalah, 3,06, 326 ?, dan 0,95 eV. Iradiasi gamma memberikan pengaruh bersih tidak linear berupa perbaikan kualitas sambungan (menurunkan n) sekaligus memperburuk konduktivitas dengan (menaikkan R_s). Hal ini disebabkan karena elektron Compton yang dihasilkan foton gamma, mampu menginduksikan cacat sekaligus memperbaikinya dengan gamma-induced annealing. Kedua mekanisme bersaing memengaruhi parameter elektrikal di daerah yang berbeda. 

Silicon carbide (4H-SiC) has high resistance to irradiation, making it widely used as the base material for Schottky diodes for applications in irradiated environments. However, high-energy gamma irradiation can still cause crystal defects, potentially affecting the electrical characteristics of the device. This study aims to examine the effect of gamma irradiation on the performance of Au/4H-SiC Schottky diodes.

Au/4H-SiC Schottky diodes were fabricated with annealing treatment [AN] and without annealing treatment [TA]. The diodes were then exposed to gamma radiation at doses ranging from 250 to 1500 kGy. Diode performance was evaluated using the ideality factor (n), series resistance (R_s), and Schottky barrier height (?_B), obtained from current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) measurment.

The AN sample had n, R_s, dan SBH values ??of 2.63, 56 ?, and 0.85 eV, respectively, while the TA sample had values ??of 3.08, 87 ?, and 0.97 eV, respectively. After irradiation with a dose of 1500 kGy, the diodes remained , with n, R_s, dan to operate, ?_B values ??of 2.48, 206 ?, and 0.92 eV for the AN sample, and 3.06, 326 ?, and 0.95 eV for the TA sample, respectively. Gamma irradiation produces an overall nonlinear effect. It improved the junction quality while increasing the series resistance due to defect formation and competition during gamma-induced annealing.

Kata Kunci : 4H-SiC, Dioda Schottky, Faktor Idealitas, Iradiasi Gamma, Tinggi Penghalang Schottky