2021-08-31 14:02:49 由 yihong 发表
M91快速霍尔测试仪
看似普通的霍尔效应却是人类科学史上的重大发现。借由霍尔效应的检测，我们能够更加清晰的观察到材料内部在磁场作用下导电性的变化，从而指导我们改进的方向。霍尔效应测试仪器利用霍尔效应原理，能够准确、可靠的测试出半导体材料的迁移率、载流子浓度、电阻率和霍尔系数等重要参数，是我们理解和研究半导体材料电学特性必备的工具。
半导体产业的发展
从半导体产业发展至今，半导体产业主要经历了三代材料技术演变，第一代以硅、锗元素为主；第二代以砷化镓为主；第三代则是以氮化镓、碳化硅为主。第三代半导体材料在物理上具有能级禁带宽的特点，同时导热性能、高压击穿、电子饱和漂移速度优势明显，在快充等大功率应用场景中前景广阔。同时，随着第三代半导体的兴起，对霍尔测试仪器厂家提出了新的技术要求，尤其是高阻样品或者宽禁带样品的测试。
霍尔效应测试技术的发展
一般我们进行霍尔效应测试的时候，测试结果中的霍尔电压是包含失调电压、热电压和噪声的，失调电压由样品的不规则形状和电极位置的不对称等引起，热电压由探针和样品之间的热电效应和样品自身的热电效应等引起。传统的仪器通常给样品加一个电流激励，测试其电压值，然后加磁场测试霍尔效应。对于迁移率比较高的样品来说，这是没有什么问题的，因为它的霍尔电压远远大于失调电压和热电压，在直流场的作用下几乎可以忽略不计。
但是随着半导体的发展，样品的迁移率越来越低，在1cm2/Vs的时候，失调电压和热电压将对霍尔电压测量结果产生很大影响，此时的传统直流场方法就无用武之地了。这时候我们使用的是交流场的方法，像Lake Shore 8400系列一样，采用交流场加锁相的模式实现了业界最高的测试标准。
同样由于使用了电磁铁，典型电磁体的电感较大，限制了交流场的频率，通常为0.1Hz到0.2Hz。因此，单个霍尔电压测量的测量时间可能长达一个小时或更长时间。在这段时间内，样品的温度会发生变化。这种温度变化会改变样品的电阻率，通常1％/℃左右。电阻率的这种变化将改变测量过程中的偏置电压。此时的偏置电压不再是直流电压，而是具有与交流磁场频率相同的频率分量的复杂交流电压。因此，由于热漂移，将有一个由LIA测量的电压，这将被算到霍尔电压上面。
如图是氧化锌（ZnO）样品的交流场测量，由于样品中温度的变化，霍尔电压随时间的变化。振荡是在低频交流场中测得的电压。振荡的幅度为霍尔电压。偏移量是失调电压。失调电压约为霍尔电压的450倍。
随着样品的迁移率来到1cm2/Vs以下，霍尔电压的值已经远远小于失调电压和热电压了，就像上图说的，随着测试时间的延长，样品温度变化，导致失调电压为霍尔电压的450倍。那么，我们怎么才能避免失调电压和热电压对我们极低迁移率材料测试结果的影响，从庞大的误差中得到我们想要的霍尔电压呢？
M91快速霍尔测量仪
LakeShore作为年轻的霍尔效应测试方案提供商，在借鉴了传统测试的优缺点后于2019推出了全新的霍尔效应测试方案——M91快速霍尔测量仪。作为一款专业的霍尔效应测试仪器，可快速准确的测定霍尔电压、电阻率、霍尔系数、载流子浓度和迁移率等常用参数。
M91快速霍尔测量仪的操作简便，设置便捷，可插拔式的样品座设计，能快速进行样品更换，只需进行探针移动扎针或者焊接操作，固定后即可对样品进行测量，不需要改变和翻转磁场，即节省了时间又减少了因测试时间延长而带来的热电压和失调电压的误差。而且M91可以通过Lake Shore的MeasureLink软件实现变温、变磁场的测试环境。
可测试材料包括以下：
1.太阳能电池：OPVs, a:Si, µc-Si, CdTe, CuInGaSe (CIGS)
2.有机电子：OTFTs, Pentacene, Chalcogenides, OLEDs
3.透明导电氧化物：InSnO (ITO), ZnO, GaZnO, InGaZnO (IGZO)
4.III-V 半导体：InP, InSb, InAs, GaN, GaP, GaSb, AIN 基器件, 高电子迁移率晶体管和双极性晶体管
5.II-VI 半导体：CdS, CdSe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgCdTe
6.元素半导体：Ge, Si 缘体器件（SOI），SiC,掺杂金刚石，SiGe 器件:HBTs 和 FETs
7.稀磁半导体：GaMnAs, MnZnO
8.Half -Heusler 化合物：TiNiSn, ZrNiSn, GdPtBi
9.拓扑半金属：TaAs, WTe2, MoTe2
10.拓扑绝缘体：Bi2Te3, Bi2Se3, Sb2Te3
11.过渡金属二硫族化合物（TMDC）：WS2, WSe2, MoS2, HfS2
12.其他二维材质：BN, 石墨烯结构
13.其他导电材料：金属氧化物、有机和无机导体
上海懿宏科学仪器有限公司作为Lake Shore在国内唯一的代理商，我们的技术工程师拥有一定的专业知识背景，都经过了系统指导和培训，7×24小时快速响应，旨在为您提供最满意的服务。
