T CASAS 027—2023 射频GaN HEMT外延片二维电子气迁移率非接触霍尔测量方法.pdfVIP

ICS31.080

CCSL40/49

团体标准

T/CASAS027—2023

射频GaNHEMT外延片二维电子气迁移率

非接触霍尔测量方法

Two—dimensionalelectrongasmobilityofRFGaNHEMTepitaxial

wafers—Non—contactHallmeasurementmethod

版本：V01.00

2023-06-30发布2023-07-01实施

第三代半导体产业技术创新战略联盟发布

目次

前言III

引言IV

1范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义1

4符号1

5测试原理2

6精密度3

7试验条件3

8干扰因素3

9仪器设备3

10测试样品4

11测试程序4

系统自校准4

测试步骤4

测试点位4

12试验报告5

附录A（资料性）测试报告示例6

射频GaNHEMT外延片二维电子气迁移率非接触霍尔测量方法

1范围

本文件描述了射频GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)外延片的二维电子气迁移率非接触Hall测量方

法的测试原理、干扰因素、测试程序和试验报告。

本文件适用于半绝缘衬底上的GaNHEMT外延片二维电子气迁移率测量，其迁移率测量范围在100

2⁄2⁄

cmV∙s～20000cmV∙s。该方法同样适用于其他材料体系的类似结构（例如GaAs、InPHEMT结构）

外延片的二维电子气迁移率测量，衬底材料的导电性应为半绝缘。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T4326—2006非本征半导体单晶霍尔迁移率和霍尔系数测量方法

3术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4符号

下列符号适用于本文件。

：磁场强度。

h：样品厚度。

：微波反射率。

：霍尔系数。

：样品方阻。

TE10：电磁波波型指数为1,0的横电模，是入射波的偏振微波。

TE11：电磁波波型指数为1,1的横电模，是霍尔效应引起的于入射波正交的偏振微波。

0：波导特征阻抗。

：样品阻抗。

μ：载流子迁移率。

σ：电导张量。

5测试原理

非接触霍尔测量是一种利用微波原理来测量半导体材料载流子迁移率的方法。该方法是使用一个固

定频率的微波源，通过特定的波导网络，将微波能量传导至测试样品表面。该波导网络的设计可以使得

微波的TE10和TE11的传播模式都能够被传输和测量。垂直入射到样品表面的TE10模的微波，会从测试样

品表面处产生两种模式的反射波，如图1所示，一种是和入射波相同模式和极性的TE10反射波，通过探

测在无外界磁场的条件下的反射回来的TE10波的功率并结合波导系统的整体阻抗来计算测试样品的方

块电阻；另外一种反射波是TE11模式的波，它是TE10波到达样品表面时，由于样品在磁场作用下的霍尔

效应将TE10模旋转90°以TE11模的波返回，通过探测此TE11模微波的功率，可计算出测试样品的载流子

迁移率。

非接触霍尔测量系统探测到不同模式的微波得到迁移率的计算原理如下，当TE10模微波传输至样

品表面时，在磁场作用下，样品的霍尔效应使电导张量发生偏转，