具体测试对象:
半导体体单晶(Si、GaAs、InP等)
外延薄膜(HgCdTe、InGaAs/InP等)、掺杂或补偿型半导体薄膜
二维电子气结构、钙钛矿半导体薄膜、辐照改性半导体、量子点薄膜等
原理:在光照下半导体产生非平衡电子-空穴对,于垂直磁场和横向电场中测量霍尔电压。因电子与空穴迁移率不同,霍尔电压反映双极输运特征,结合暗态电导率与光照附加电导率,分离两种载流子的迁移率与浓度。
作用:同时获得多数载流子与少数载流子的迁移率及扩散长度,填补单一暗态霍尔测试无法表征少数载流子输运的局限。可评价缺陷对少子传输的抑制、表面钝化效果及辐照损伤,为双极器件和光电器件仿真提供关键输运参数。
样品需制成均匀薄片或薄膜,表面平坦以保障光照均匀性。需在边缘制备欧姆接触电极,接触电阻远小于样品电阻,并确认无光伏效应干扰。样品厚度应远小于少数载流子扩散长度,以维持载流子浓度的纵向均匀。衬底应为绝缘体或半绝缘体,避免分流和并联导电。测量全程须在屏蔽暗箱中进行,严格控制杂散光和电磁干扰。
3.1光照不均匀与光生伏打效应。
电极附近光照梯度或金属-半导体结产生内建电场,形成光生伏打电压叠加于霍尔电压上。该电压不随磁场反转而改变,使测量值偏移。需确认光斑完全覆盖样品且强度分布均匀,并采用磁场换向测量取差值以消除光伏分量。
3.2光注入水平调节偏差。
过强光照使样品进入大注入状态,电导率调制显著,载流子寿命受俄歇复合支配,所得迁移率偏离小注入本征值。过弱光照则信噪比不足。须在多个光强下测量,确认少子迁移率不随光强变化,以此选取线性复合区作为测试条件。

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