[發(fā)明專利]III-V族半導(dǎo)體直流變壓器及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210123673.7
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN103378184B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭磊;趙東晶
• 申請（專利權(quán)）人: 郭磊;趙東晶
• 主分類號: H01L31/0304
• 分類號: H01L31/0304;H01L31/167;H01L31/18
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種III-V族半導(dǎo)體直流變壓器，其特征在于，包括：

隔離層，所述隔離層為透明絕緣介質(zhì)；

形成在所述隔離層一側(cè)的多個III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管，所述多個III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管中的至少一部分相互串聯(lián)，所述多個III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管用于將電能轉(zhuǎn)換為光能，發(fā)出特定顏色的工作光線；

形成在所述隔離層一側(cè)的多個III-V族半導(dǎo)體光電池，所述多個III-V族半導(dǎo)體光電池中的至少一部分相互串聯(lián)，所述多個III-V族半導(dǎo)體光電池吸收特定顏色所述工作光線，用于將所述光能轉(zhuǎn)換為所述電能，

其中，所述III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管與所述III-V族半導(dǎo)體光電池的所述工作光線頻譜匹配，且所述隔離層對所述工作光線透明，所述III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管的數(shù)目與所述III-V族半導(dǎo)體光電池的數(shù)目呈比例以實現(xiàn)直流變壓。

2.如權(quán)利要求1所述的III-V族半導(dǎo)體直流變壓器，其特征在于，所述III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管包括：

III-V族半導(dǎo)體有源發(fā)光層；

形成在所述III-V族半導(dǎo)體有源發(fā)光層的遠(yuǎn)離所述隔離層一側(cè)的第一P型接觸層；

形成在所述III-V族半導(dǎo)體有源發(fā)光層的接近所述隔離層一側(cè)的第一N型接觸層；

形成在所述第一P型接觸層上的第一電極層；以及

形成在所述第一N型接觸層上的第二電極層。

3.如權(quán)利要求2所述的III-V族半導(dǎo)體直流變壓器，其特征在于，所述III-V族半導(dǎo)體光電池包括：

III-V族半導(dǎo)體光吸收層；

形成在所述III-V族半導(dǎo)體光吸收層的遠(yuǎn)離所述隔離層一側(cè)的第二P型接觸層；

形成在所述III-V族半導(dǎo)體光吸收層的接近所述隔離層一側(cè)的第二N型接觸層；

形成在所述第二P型接觸層上的第三電極層；以及

形成在所述第二N型接觸層上的第四電極層。

4.如權(quán)利要求3所述的III-V族半導(dǎo)體直流變壓器，其特征在于，所述III-V族半導(dǎo)體直流變壓器可為雙面結(jié)構(gòu)或單面結(jié)構(gòu)，其中，

所述雙面結(jié)構(gòu)的III-V族半導(dǎo)體直流變壓器中，所述III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管與所述III-V族半導(dǎo)體光電池位于所述隔離層的不同側(cè)面，所述工作光線以透射的方式傳輸；

所述單面結(jié)構(gòu)的III-V族半導(dǎo)體直流變壓器中，所述III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管與所述III-V族半導(dǎo)體光電池位于所述隔離層的同一側(cè)面，且呈間隔排布，所述工作光線以反射的方式傳輸，其中，所述隔離層中具有反光結(jié)構(gòu)，所述反光結(jié)構(gòu)用于將所述III-V族半導(dǎo)體二極管發(fā)出的所述工作光線導(dǎo)向所述III-V族半導(dǎo)體光電池。

5.如權(quán)利要求4所述的III-V族半導(dǎo)體直流變壓器，其特征在于，所述III-V族半導(dǎo)體有源發(fā)光層、所述第一N型接觸層、所述隔離層、所述第二N型接觸層和所述III-V族半導(dǎo)體光吸收層的材料的折射系數(shù)相匹配。

6.如權(quán)利要求5所述的III-V族半導(dǎo)體直流變壓器，其特征在于，所述III-V族半導(dǎo)體直流變壓器還包括：

陷光結(jié)構(gòu)，所述陷光結(jié)構(gòu)用于將所述工作光線限定在所述III-V族半導(dǎo)體直流變壓器內(nèi)。

7.如權(quán)利要求6所述的III-V族半導(dǎo)體直流變壓器，其特征在于，所述陷光結(jié)構(gòu)包括：

位于所述III-V族半導(dǎo)體有源發(fā)光層的遠(yuǎn)離所述隔離層一側(cè)的第一反射層；以及

位于所述III-V族半導(dǎo)體光吸收層的遠(yuǎn)離所述隔離層一側(cè)的第二反射層。

8.如權(quán)利要求7所述的III-V族半導(dǎo)體直流變壓器，其特征在于，所述第一反射層和所述第二反射層為布拉格反射鏡或金屬全反射鏡。

9.如權(quán)利要求8所述的III-V族半導(dǎo)體直流變壓器，其特征在于，所述III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管之間、所述III-V族半導(dǎo)體光電池之間，或者所述III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管和所述III-V族半導(dǎo)體光電池之間，填充有透明絕緣介質(zhì)且所述透明絕緣介質(zhì)頂部覆蓋反光材料；或者，

所述III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管之間、所述III-V族半導(dǎo)體光電池之間，或者所述III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管與所述III-V族半導(dǎo)體光電池之間，填充有反光絕緣介質(zhì)。