[发明专利]一种波长上转换半导体结构及其光探测方法

摘要

一种波长上转换半导体结构及其光探测方法，属于半导体材料和器件制作领域，其特征在于：所述的波长上转换结构最少包括两个量子势阱层和位于二者之间的势垒层，量子势阱层-1中的电子激发态能级与电子基态能级之间的能量差对应于红外光子能量，量子势阱层-2中的电子基态能级与量子势阱层-1中的电子激发态能级之间的能量差小于50meV。本发明可极大地降低波长上转换过程引入的暗计数。基于所述波长上转换半导体结构的红外弱光探测方法，其特征在于，当吸收红外光子时，处于量子势阱层-1中基态能级的电子跃迁到激发态能级，然后通过共振隧穿进入量子势阱层-2中，电子空穴复合发出可被具有极低暗计数的光探测器所探测的短波长光子。

主权项

一种波长上转换半导体结构，包括：衬底、下电极接触层、下过渡层、波长上转换区、上过渡层、上电极接触层，其特征在于：所述的波长上转换区最少包括两个量子势阱层和位于二者之间的势垒层，量子势阱层‑1中的电子激发态能级与电子基态能级之间的能量差对应于红外光子能量，且量子势阱层‑1中的电子激发态能级低于势垒层导带，量子势阱层‑2中的电子基态能级与空穴基态能级之间的能量差大于量子势阱层‑1中的电子激发态能级与电子基态能级之间的能量差，且量子势阱层‑2中的电子基态能级与量子势阱层‑1中的电子激发态能级之间的能量差小于50meV。