探测器反向偏压_科学网—《涨知识啦22》---MSM型光电探测器 - 寇建权的博文
此前,小賽給大家簡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型光電探測器的基本原理。
眾所周知,光探測器可以將光信號轉(zhuǎn)換成電信號;然而,根據(jù)光子能量的大小,MSM型光電探測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(hv>Eg),半導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)生大量的電子-空穴對,在電場的作用下形成穩(wěn)定的光電流,具體如圖(a)所示。該工作特點與PIN型光電探測器類似,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壘高度與材料禁帶寬度之間時(qφB
因此,光子能量影響著探測器內(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)對肖特基勢壘二極管進(jìn)行光譜掃描時,只有能量大于qφB且動量方向朝向半導(dǎo)體的載流子會形成光電流,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,量子效率迎來突變,這時半導(dǎo)體層產(chǎn)生大量的電子-空穴對,并形成光電流。
本周的《漲知識啦》就到這啦!最后,值中秋佳節(jié)和國慶節(jié)之際,小賽在這真摯地祝愿您闔家歡樂、工作順利!
以上內(nèi)容參考S. M. Sze and Kwok K. Ng. Physics of Semiconductor Device, 3rd Edition.
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總結(jié)
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