Caractérisation électrique de couches minces conductrices par une méthode hyperfréquence sans contact

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Abstract
La méthode des cavités hyperfréquence faiblement perturbées est utilisée pour la caractérisation électrique, c'est-à-dire la détermination de la mobilité de Hall et du nombre de porteurs libres de couches minces conductrices créées à partir de substrats massifs isolants. La mesure de la mobilité μ est effectuée à 14 GHz à l'aide d'une cavité cylindrique bimodale où seulement deux modes TE 111 dégénérés sont excités. La conductivité σ est mesurée à deux fréquences différentes : 14 GHz et 560 MHz (cavité coaxiale réentrante). Cette précaution permet, dans le cas où les couches sont très conductrices, de diminuer l'erreur due à la valeur mal connue du facteur de dépolarisation des substrats et, dans le cas où elles sont isolantes, de déceler l'intervention éventuelle d'un mécanisme de conduction autre que celui dû aux porteurs libres qui est indépendant de la fréquence (ωτ ⪡ 1). Le domaine d'utilisation des montages proposés n'est limité que par la sensibilité des systèmes de détection vers les basses valeurs de σ et μ et par l'amplitude de la perturbation vers les hautes valeurs pour des couches minces dont l'épaisseur est voisine du micron, c'est-à-dire bien inférieure à la profondeur d'effet de peau. L'accord est excellent entre nos résultats obtenus avec contact électrique en continu et sans contact en hyperfréquence