介绍基于肖特基接触类型的MSM型光电探测器的基本原理

此前，小赛给大家简单普及了金属与半导体之间的两种接触类型：欧姆接触与肖特基接触，二者也凭借各自的优势被研究人员充分应用。本周小赛给大家主要介绍的是基于肖特基接触类型的MSM型光电探测器的基本原理。众所周知，光探测器可以将光信号转换成电信号；然而，根据光子能量的大小，MSM型光电探测器分为两种工作模式：

模式1：当光子能量大于材料的禁带宽度时（hv>Eg），半导体内部会产生大量的电子-空穴对，在电场的作用下形成稳定的光电流，具体如图（a）所示。该工作特点与PIN型光电探测器类似，而且当反向偏压足够大，可以有效提高光生载流子的输运能力，从而显著提升光生电流。

模式2：当光子能量介于肖特基势垒高度与材料禁带宽度之间时（qφB

因此，光子能量影响着探测器内部的载流子跃迁行为，而量子效率作为衡量光电探测器重要的表征参数，其公式具体如下：

其中，CF是Fowler发射系数。当对肖特基势垒二极管进行光谱扫描时，只有能量大于qφB且动量方向朝向半导体的载流子会形成光电流，因此，量子效率谱存在明显的阈值qφB，且随光子能量增加而增加[如图(c)所示]，当光子能量能够匹配材料禁带宽度时，量子效率迎来突变，这时半导体层产生大量的电子-空穴对，并形成光电流。

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