Conductivity and mobility contactless measurements of semiconducting layers by microwave absorption at 35 GHz

(Received 8 June 1993, revised 17 November 1993, accepted 7 January 1994)

Abstract
A technique of semiconductor characterization by microwave reflectivity at 35 GHz is described. Measurement of the reflection coefficient, and its change as a function of the external static magnetic field, give access to the conductivity and the mobility of thin conducting layers or bulk samples. An analysis tool of experimental data, associating a theoretical model with numerical methods, is proposed for the determination of reliable material parameters. The sample fills completely the waveguide cross section. The measurements are contactless, non destructive and fast. Experimental results, demonstrating the validity of this device, are shown and confronted with Van der Pauw and Hall measurements.

Résumé
Un dispositif de caractérisation de semiconducteurs par réflectivité micro-onde à 35 GHz est présenté. La mesure du coefficient de réflexion et sa variation en fonction d'un champ magnétique statique extérieur donnent accès à la conductivité et à la mobilité de fines couches conductrices ou d'échantillons massifs. Un outil de dépouillement des résultats expérimentaux, associant un modèle théorique à des méthodes numériques, est proposé pour déterminer de façon fiable les caractéristiques du matériau. L'échantillon obture totalement la section droite du guide d'onde. Les mesures sont sans contact, non destructives pour l'échantillon et rapides. Des résultats expérimentaux montrant la validité de ce dispositif sont exposés et confrontés à des mesures de Van der Pauw et d'effet Hall.