非接觸Hall測試是一種利用微波原理來測試外延片載流子遷移率的測試方法,該方法在測試時利用微波源發(fā)射微波通過波導將微波傳輸至測試樣品表面,在磁場作用下具有不同遷移率的樣品對微波的反射效果不同,通過探測反射的微波功率再將其轉(zhuǎn)化為對應的電導張量,從而建立模型可以計算出HEMT結構的載流子濃度和遷移率。具體是設備通過微波發(fā)生器產(chǎn)生10 GHz的微波,入射樣品表面的TE10模的微波,會從測試樣品表面處產(chǎn)生兩種模式的反射波,一種是和入射波相同模式和極化的TE10反射波,通過探測反射回來的TE10波的功率,通過計算可得測試樣品的方塊電阻;另外一種反射波是TE11模的波,它是TE10波到達樣品表面時,由于樣品在磁場作用下的霍爾效應將TE10模旋轉(zhuǎn)90°以TE11模的波返回,通過探測此TE11模微波的功率,通過計算可得出測試樣品的載流子遷移率。
該系統(tǒng)使用一個工作在10 GHz的低功率微波源,耦合到一個波導網(wǎng)絡,以便將功率引導到被測樣品的表面。波導網(wǎng)絡的設計是這樣允許檢測和測量TE10和TE11的傳播模式。
正常的TE10入射波用于產(chǎn)生從被測樣品中返回的兩種反射波。第one波,即反射功率,從樣本中返回的反射功率,與入射波處于相同的模式或偏振狀態(tài)。該反射波的功率被檢測、測量,并根據(jù)波導系統(tǒng)的總阻抗來計算樣品片電阻
樣品返回的第二波是由樣品在磁場影響下的“霍爾效應”引起的TE11模式。正常的TE10入射波通過這種效應旋轉(zhuǎn)90度,這個功率,即霍爾功率,由系統(tǒng)檢測和測量,并用于計算遷移率和載流板密度的剩余輸運特性,HALL測試示意圖如圖2-1所示。