介紹基于肖特基接觸類型的MSM型光電探測(cè)器的基本原理

此前，小賽給大家簡(jiǎn)單普及了金屬與半導(dǎo)體之間的兩種接觸類型：歐姆接觸與肖特基接觸，二者也憑借各自的優(yōu)勢(shì)被研究人員充分應(yīng)用。本周小賽給大家主要介紹的是基于肖特基接觸類型的MSM型光電探測(cè)器的基本原理。眾所周知，光探測(cè)器可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；然而，根據(jù)光子能量的大小，MSM型光電探測(cè)器分為兩種工作模式：

模式1：當(dāng)光子能量大于材料的禁帶寬度時(shí)（hv>Eg），半導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的電子-空穴對(duì)，在電場(chǎng)的作用下形成穩(wěn)定的光電流，具體如圖（a）所示。該工作特點(diǎn)與PIN型光電探測(cè)器類似，而且當(dāng)反向偏壓足夠大，可以有效提高光生載流子的輸運(yùn)能力，從而顯著提升光生電流。

模式2：當(dāng)光子能量介于肖特基勢(shì)壘高度與材料禁帶寬度之間時(shí)（qφB

因此，光子能量影響著探測(cè)器內(nèi)部的載流子躍遷行為，而量子效率作為衡量光電探測(cè)器重要的表征參數(shù)，其公式具體如下：

其中，CF是Fowler發(fā)射系數(shù)。當(dāng)對(duì)肖特基勢(shì)壘二極管進(jìn)行光譜掃描時(shí)，只有能量大于qφB且動(dòng)量方向朝向半導(dǎo)體的載流子會(huì)形成光電流，因此，量子效率譜存在明顯的閾值qφB，且隨光子能量增加而增加[如圖(c)所示]，當(dāng)光子能量能夠匹配材料禁帶寬度時(shí)，量子效率迎來突變，這時(shí)半導(dǎo)體層產(chǎn)生大量的電子-空穴對(duì)，并形成光電流。

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