SIMULASI PENGARUH KONSENTRASI DOPING DAN FRAKSI MOL GERMANIUM TERHADAP BANDGAP NARROWING PADA HETEROJUNCTION BIPOLAR TRANSISTOR Si-Ge MENGGUNAKAN MATLA

Abstract

SIMULASI PENGARUH KONSENTRASI DOPING DAN FRAKSI MOL GERMANIUM TERHADAP BANDGAP NARROWING PADA HETEROJUNCTION BIPOLAR TRANSISTOR Si-Ge MENGGUNAKAN
MATLAB. HBT SiGe (Heterojunction Bipolar Transistor Silikon-Germanium) merupakan transistor yang dirancang
untuk dapat bekerja pada frekuensi tinggi. Pada HBT SiGe, kinerja transistor ini dipengaruhi oleh perbedaan bandgap antara
bahan Si dan SiGe. Penyempitan bandgap (bandgap narrowing) pada SiGe (ΔEg) dipengaruhi oleh fraksi mol Ge yang
ditambahkan pada Si. Selain terjadi karena penambahan Ge pada Si, penyempitan bandgap bahan SiGe juga terjadi jika
bahan SiGe diberi konsentrasi doping yang tinggi (heavy doping). Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh konsentrasi
doping dan fraksi mol Ge terhadap bandgap narrowing, arus dan frekuensi cut-off. Dilakukan simulasi dengan
menggunakan MATLAB, dengan memvariasikan parameter konsentrasi doping basis NB = 5 x 10
,
konsentrasi doping emitor NE = 5 x 10
18
sampai 1 x 10
20
, dan fraksi mol Ge (x) 0.15 sampai 0.25 terhadap model matematis
yang digunakan. Hasil simulasi menunjukkan bahwa penambahan fraksi mol Ge dari 0.15 menjadi 0.25 meningkatkan ΔEg
sebesar 1.4 kali, kenaikan arus kolektor sebesar 22 kali, dan menaikan frekuensi cut-off sebesar 1.12 kali. Penambahan
konsentrasi doping dari 5 x 10
17 sampai 5 x 10 18
meningkatan ΔEg sebesar 1.6 kali, menurunkan arus kolektor sebesar 4.3 kali,
dan menurunkan frekuensi cut-off sebesar 1.7 kali. Penambahan konsentrasi doping emitor dari 5 x 10
18 menjadi 10 20 17
menjadi 5 x 10 18
menyebabkan meningkatnya arus kolektor sebesar 1.2 kali dan meningkatkan frekuensi cut-off sebesar 1.4 kali.