量子效率和响应度

　　量子效率可以分为内量子效率ηi和外量子效率ηo ,它是半导体光电探测器重要的指标。内量子效率定义为吸收一个入射光子能够产生的电子-空穴对个数，即

　　由于ηi与材料的吸收系数α，以及吸收层的厚度W相关，因而可表示为^［10］

　　式中，a（λ）是对应波长λ的吸收系数。由上式可见材料的吸收系数越大，或者吸收层越厚，光电探测器的量子效率就越高。在实际的光电探测器申，光不可能直接由材料表面达到吸收区，而是要经过一定的厚度的重掺杂接触区，在这个区域内会造成一部分光子损耗，同时在光电探测器表面的反射作用也会损失部分入射光。基于这些因素，定义外量子效率叼。为

　　式中，d为前端接触层厚度，风为光电探测器表面的反射率。如图1所示，一部分光线会由于界面的折射率不同而造成反射，反射率与界面的折射率及吸收层消光系数r有关。对于图1所示的情形，Ry可以表示成如下形式^［11］：

　　消光系数r与吸收系数a的关系为

　　图1  半导体界面的折射率不同而造成反射

　　为了减小端面反射以提高外量子效率，可以在入射界面涂一层抗反射膜ARC（Anti－reflectionCoating），抗反射膜厚度与波长和折射率有关。即

　　对于硅光电探测器，常用的抗反射膜材料为5102和Si3N4。

　　通常在实际中，有必要知道对于特定波长的单位强度入射光所能产生的光电流大小。因此引入响应度，用来表征单位入射光功率与产生光电流的关系：

　　注意到响应度是随波长而变化的，而量子效率与波长无关。

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