光电倍增管（PMT）
• 原理：基于外光电效应，光子入射到光电阴极上，使光电阴极发射光电子，这些光电子在电场作用下加速并撞击倍增极，产生更多的二次电子，经过多个倍增极的倍增后，最终在阳极形成可检测的电流信号。
• 结构：通常由光电阴极、聚焦电极、多个倍增极和阳极组成。
• 优点：灵敏度极高，能够检测到极其微弱的光信号；响应速度快，时间分辨率可达纳秒级；线性度较好，在一定范围内输出信号与入射光强呈良好的线性关系。
• 缺点：体积大、结构复杂；需要较高的工作电压；对磁场敏感，使用时需要采取磁屏蔽措施。
• 在半导体设备中的运用：用于检测半导体制造过程中的微弱光信号，如光刻过程中的曝光量监测、半导体材料的荧光光谱测量等。
• 制造厂商：国外有滨松光子学（Hamamatsu）、安捷伦（Agilent）等；国内有北京滨松光子技术股份有限公司等。
光电二极管（PD）
• 原理：基于内光电效应中的光生伏特效应，当光子入射到半导体PN结时，使PN结内产生电子-空穴对，在PN结内建电场的作用下，电子和空穴分别向N区和P区移动，从而形成光电流。
• 结构：主要由PN结、封装外壳和电极组成。
• 优点：体积小、重量轻、可靠性高；响应速度快，可用于高速光信号检测；线性度好，输出电流与入射光强成正比；噪声低。
• 缺点：灵敏度相对较低，需要外部电路进行信号放大；在强光下容易饱和。
• 在半导体设备中的运用：常用于半导体材料的光学特性测量，如光吸收系数的测量、激光功率监测等。
• 制造厂商：国外有OSRAM（欧司朗）、安捷伦（Agilent）等；国内有深圳光韵达光电科技股份有限公司等。
雪崩光电二极管（APD）
• 原理：在光电二极管的基础上，利用雪崩倍增效应。当在APD上施加高反向偏置电压时，光生载流子在强电场作用下获得足够的能量，与半导体晶格中的原子发生碰撞，产生新的电子-空穴对，这些新产生的载流子又会继续碰撞产生更多的载流子，形成雪崩倍增现象，使光电流得到放大。
• 结构：与光电二极管类似，但在结构设计上更注重产生雪崩倍增的区域，通常具有特殊的PN结结构和掺杂分布。
• 优点：具有内部增益，灵敏度较高；响应速度快，能够满足高速光信号检测的需求；噪声相对较低。
• 缺点：工作电压高，需要精密的电源供应；雪崩倍增过程会产生一定的噪声；对温度较为敏感，需要进行温度补偿。
• 在半导体设备中的运用：用于半导体器件的光电特性测试，如LED的发光强度测量、光通信模块中的光信号接收等。
• 制造厂商：国外有First Sensor、滨松光子学（Hamamatsu）等；国内有上海先进半导体制造股份有限公司等。
电荷耦合器件（CCD）
• 原理：利用光电效应将光信号转换为电荷信号，在时钟脉冲的控制下，这些电荷在CCD芯片内的势阱中进行转移和存储，最终输出电信号。
• 结构：由光敏区、转移区和输出电路组成。光敏区由大量的光敏单元组成，用于接收光信号并产生电荷；转移区负责将光敏区产生的电荷按照一定的顺序进行转移；输出电路将转移过来的电荷信号转换为电压信号输出。
• 优点：具有高分辨率，可获得高质量的图像；灵敏度高，能够捕捉微弱的光信号；动态范围宽，可适应不同强度的光照条件；噪声低，图像质量较好。
• 缺点：读出速度相对较慢；功耗较高；成本较高；易受噪声干扰。
• 在半导体设备中的运用：用于半导体芯片的外观检测和缺陷识别、半导体制造过程中的光刻对准检测等。
• 制造厂商：国外有索尼（Sony）、柯达（Kodak）等；国内有中芯国际集成电路制造有限公司等在相关领域有一定发展。
互补金属氧化物半导体（CMOS）探测器
• 原理：每个像素点都集成了光电二极管和放大电路，通过光电效应将光信号转换为电信号，并经过电荷积累、电荷转移、信号放大、数字转换等步骤，最终生成数字图像信号。
• 结构：包括像敏单元阵列、行地址译码器、列地址译码器、A/D转换器、逻辑时序控制电路、接口电路等。
• 优点：低功耗；高集成度，易于与数字逻辑电路集成；成本效益好，与标准CMOS工艺兼容；具有灵活的制造工艺，可实现各种像素密度、分辨率和尺寸。
• 缺点：图像质量在某些方面略逊于CCD，如噪声水平和动态范围。
• 在半导体设备中的运用：用于半导体芯片的检测和成像、半导体制造过程中的工艺监控等。
• 制造厂商：国外有索尼（Sony）、三星电子（SAMSUNG）等；国内有豪威科技等。
InGaAs探测器
• 原理：基于InGaAs材料的光电效应，对1-2.5微米波长的红外光敏感，光子能量激发InGaAs材料中的电子跃迁，产生电子-空穴对，从而形成电信号。
• 结构：通常由InGaAs光敏层、衬底以及电极等组成。
• 优点：波长选择性好，对特定波长的红外光有较高的响应；高量子效率，光电转换效率高；工作温度范围宽，可在室温下工作。
• 缺点：成本相对较高；制备工艺要求较复杂。
• 在半导体设备中的运用：用于半导体材料和器件在红外波段的光学特性测量，如红外光谱分析、半导体激光器的波长检测等。
• 制造厂商：国外有Vigo System等；国内有武汉高芯科技有限公司、中国科学技术大学等在相关研究和生产方面有一定成果。
光电导探测器（光敏电阻）
• 原理：基于光电导效应，当光子照射到半导体材料上时，材料内部的电子吸收光子能量后从价带跃迁到导带，使材料的电导率发生变化，从而导致电阻改变，通过测量电阻的变化来检测光信号。
• 结构：由具有光电导效应的半导体材料（如CdS、CdSe等）制成，通常采用半密封式的胶木外壳，前面加一透光窗口，后面引出两根管脚作为电极。在高温、高湿环境应用的光电导探测器可采用金属全密封型结构，玻璃窗口与可伐金属外壳熔封。
• 优点：结构简单、成本低；灵敏度较高，可检测到一定强度的光信号。
• 缺点：响应速度较慢；线性度较差；受温度影响大，稳定性相对较差。
• 在半导体设备中的运用：可用于半导体生产环境中的光照强度监测，以确保工艺稳定性；在一些简单的半导体光学检测设备中，作为低成本的光探测元件。
• 制造厂商：国外有安捷伦（Agilent）等部分业务涉及；国内有上海技物所等在相关研究和生产方面有一定成果。
