[发明专利]一种霍尔效应电压确定方法及霍尔测试系统

说明书

本发明提供一种霍尔效应电压确定方法及霍尔测试系统，涉及半导体测试技术领域。该霍尔效应电压确定方法包括：采用范德堡法，在施加失调补偿电压的同时，在测试磁场值和测试激励电流值下获取材料样品的电压数据；根据电压数据，计算获得初始霍尔电压；根据电压数据，计算获得霍尔电压校正值；根据初始霍尔电压和霍尔电压校正值，确定材料样品的霍尔效应电压。通过获取材料样品的电压数据，并且根据电压数据计算出表示材料样品的失调电压对霍尔效应电压的影响的霍尔电压校正值，再根据初始霍尔电压和霍尔电压校正值确定材料样品的霍尔效应电压，从而可以大幅降低霍尔测试中失调电压对霍尔效应电压结果的影响，提高所获得的霍尔效应电压的准确度。

技术领域

本发明涉及半导体测试技术领域，具体涉及一种霍尔效应电压确定方法及霍尔测试系统。

背景技术

在分子束外延(MBE)的大规模生产中，为了监控所生长的半导体掺杂外延层材料的掺杂浓度、迁移率等电学参数是否符合设计值，通常可以采用常规的霍尔效应测试方法及系统来测量获取半导体材料样品的霍尔效应电压，并且基于霍尔效应电压计算材料的掺杂浓度、迁移率等电学参数。

在半导体材料样品在结构上为理想的几何形状时，在霍尔效应电压测试过程中施加的磁场为零时，测量获得的霍尔效应电压应该为零。但是，实际测量中测量得到的霍尔效应电压通常不为零，这是由于测量中材料样品的失调电压和热电压等导致的结果。失调电压与材料样品的的几何形状因子、电阻率以及测试激励电流成正比，热电压由两种不同材料接触时产生的热梯度引起。

在常规霍尔效应方法中，对于高迁移率材料，通常失调电压和热电压相对于待测的霍尔效应电压比较小，可以采用在固定磁场下施加直流电流的方法(DC方法)来进行霍尔效应电压测量，通过改变磁场和直流电流的方向测量电压值(电压值的正负号与磁场和直流电流的方向有关)并对结果求和，以消除失调电压和热电压对测量结果的影响。然而，在低迁移率材料中，失调电压与待测的霍尔效应电压大小相当，甚至失调电压大于霍尔效应电压，失调电压会严重影响对霍尔效应电压的测试，导致测量的结果不准确。采用常规的DC方法测试低迁移率材料的霍尔效应电压通常会得到不一致的值甚至符号相反的霍尔电压值，从而导致根据霍尔电压值确定的载流子浓度值偏离正确值，在测量到的霍尔电压值符号相反时，导致所测量的载流子类型(N型或P型)相反，从而导致霍尔测试结果错误。

因此，针对材料样品(特别是低迁移率材料样品)，需要提供一种能够提高所获得的霍尔效应电压的准确度的方法及系统。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种霍尔效应电压确定方法及霍尔测试系统，以解决材料样品(特别是低迁移率材料样品)的所获得的霍尔效应电压的准确度低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种霍尔效应电压确定方法，用于确定材料样品的霍尔效应电压，该方法包括：

采用范德堡法，在施加预设失调补偿电压的同时，在预设测试磁场值和预设测试激励电流值下获取材料样品的电压数据，电压数据包括在测试磁场和测试激励电流均沿正向时的第一电压、在测试磁场沿正向并且测试激励电流沿反向时的第二电压、在测试磁场沿反向并且测试激励电流沿反向时的第三电压、以及在测试磁场沿反向并且测试激励电流沿正向时的第四电压，预设失调补偿电压的数值等于y*|M|+(1-y)*|N|，在测试激励电流沿正向时，预设失调补偿电压的符号与M的符号相反，在测试激励电流沿负向时，预设失调补偿电压的符号与N的符号相反，其中0y1，|M|和|N|分别表示M和N的绝对值，M为在零磁场下在测试激励电流沿正向时测量材料样品获得的失调电压；N为在零磁场下在测试激励电流沿反向时测量材料样品获得的失调电压；

根据电压数据，计算获得初始霍尔电压，初始霍尔电压用于表示在不考虑材料样品的失调电压对霍尔效应电压影响情况下的霍尔电压；