[發明專利]一種半導體直流光電變壓器

有效

• 申請號: 201210326559.4
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102832287A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 郭磊
• 申請（專利權）人: 郭磊
• 主分類號: H01L31/12
• 分類號: H01L31/12;H01L31/173
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種半導體直流光電變壓器，其特征在于，包括：

第一電極層；

形成在所述第一電極層之上的電光轉換層；

形成在所述電光轉換層之上的第二電極層；

形成在所述第二電極層之上的第一隔離層；

形成在所述第一隔離層之上的第三電極層；

形成在所述第三電極層之上的光電轉換層；以及

形成在所述光電轉換層之上的第四電極層，其中，所述第一隔離層、所述第二電極層和所述第三電極層對所述電光轉換層發出的工作光線透明。

2.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，還包括：

位于所述第一電極層和所述電光轉換層之間的第一反射層；以及

位于所述第四電極層和所述光電轉換層之間的第二反射層。

3.如權利要求2所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述第一反射層和第二反射層為布拉格反射鏡或金屬全反射鏡。

4.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述第一電極層和所述第四電極層為金屬電極。

5.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述第一隔離層為Al₂O₃，AlN，SiO₂，MgO，Si₃N₄，BN，金剛石，LiAlO₂，LiGaO₂，半絕緣的GaAs、SiC或GaP，GaN中的一種及其組合，以及稀土氧化物REO及其組合。

6.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述電光轉換層、所述第二電極層、所述第一隔離層、所述第三電極層和所述光電轉換層的材料折射系數梯次增加。

7.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述電光轉換層、所述第二電極層、所述第一隔離層、所述第三電極層和所述光電轉換層的材料折射系數接近。

8.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述電光轉換層、所述第二電極層、所述第一隔離層、所述第三電極層和所述光電轉換層中的至少一個具有粗糙化表面或光子晶體結構。

9.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述第二電極層、所述第一隔離層和所述第三電極層材料的禁帶寬度大于所述電光轉換層發出的工作光線的光子能量。

10.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述光電轉換層為LED結構或激光器結構，其中，所述LED結構包括諧振LED結構。

11.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述電光轉換層的材料包括紅黃光的AlGaInP，紫外的GaN和InGaN、藍紫光的InGaN和AlGaInN、ZnO，紅光或紅外光的AlGaInAs、GaAS、InGaAs、以及其它III族氮系化合物、III族As系或磷系化合物半導體材料及其組合。

12.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述光電轉換層的材料包括AlGaInP，InGaAs，InGaN，AlGaInN，InGaAsP，InGaP，以及其它III-V族直接禁帶半導體材料及其組合。

13.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述電光轉換層和所述光電轉換層的能帶結構相匹配以使所述電光轉換層發出的工作光線的波段與所述光電轉換層吸收效率最高的波段相匹配。

14.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述第二電極層和所述第三電極層為重摻雜的半導體材料GaAs、GaN、GaP，AlGaInP、AlGaInN、AlGaInAs，或者導電透明金屬氧化物材料ITO、SnO₂、ZnO及其組合。

15.如權利要求1所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，所述電光轉換層和/或所述光電轉換層為多層多結結構。

16.如權利要求1-15任一項所述的半導體直流光電變壓器，其特征在于，還包括形成在所述第四電極層上的第二隔離層，以及形成在所述第二隔離層上的電光轉換結構，所述電光轉換結構包括所述第一電極層、形成在所述第一電極層之上的所述電光轉換層、以及形成在所述電光轉換層之上的所述第二電極層。