[发明专利]一种具有半导体直流变压结构的芯片

权利要求书

1.一种具有半导体直流变压结构的芯片，其特征在于，包括：

衬底；

形成在所述衬底之上的至少一个半导体直流变压结构，包括：

至少一个半导体电光转换单元，用于将输入电能转换为光能；和

至少一个半导体光电转换单元，用于将所述光能转换为输出电能，其中，所述半导体光电转换单元的数目与所述半导体电光转换单元的数目成一定比例以实现直流变压，且所述半导体电光转换单元与所述半导体光电转换单元的工作光线频谱相匹配。

2.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，还包括：

隔离层，

其中，所述至少一个半导体电光转换单元形成在所述隔离层一侧，且每个所述半导体电光转换单元包括电光转换层，以及所述至少一个半导体光电转换单元形成在所述隔离层另一侧，且每个所述半导体光电转换单元包括光电转换层，其中，所述隔离层对所述电光转换层发出的工作光线透明，所述工作光线以透射方式传播。

3.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，还包括：

隔离层，所述隔离层中具有反光结构，

其中，所述至少一个半导体电光转换单元与所述至少一个半导体光电转换单元形成在所述隔离层的同一侧且呈间隔排布，其中，每个所述半导体电光转换单元包括电光转换层，每个所述光电转换单元包括光电转换层，所述隔离层对所述电光转换层发出的工作光线透明，所述反光结构用于将所述工作光线从所述电光转换层反射到所述光电转换层上。

4.如权利要求2或3所述的芯片，其特征在于，所述半导体电光转换单元、所述隔离层和所述半导体光电转换单元的材料具有相近似的折射系数。

5.如权利要求2或3所述的芯片，其特征在于，所述半导体电光转换单元、所述隔离层和所述半导体光电转换单元的材料的折射系数递增。

6.如权利要求2或3所述的芯片，其特征在于，所述半导体电光转换单元、所述隔离层和所述半导体光电转换单元中的至少一个具有粗糙化表面、图形化表面或光子晶体结构。

7.如权利要求2或3所述的芯片，其特征在于，所述隔离层材料为固态透明绝缘或半绝缘的Al₂O₃、Y₂O₃、Gd₂O₃、AlN、SiO₂、MgO、CaO、Si₃N₄、BN、金刚石、LiAlO₂、LiGaO₂、GaAs、SiC、TiO₂、ZrO₂、SrTiO₃、Ga₂O₃、ZnS、ZnSe，CdTe、SiC、MgAl₂O₄、LiNbO₃、LiTaO₃、Y₃AI₅O₁₂、KNbO₃、LiF、MgF₂、BaF₂、GaF₂、LaF₃、BeO、GaP、GaN以及稀土氧化物中的一种及其组合。

8.如权利要求7所述的芯片，其特征在于，所述电光转换层的材料为AlGaInP、GaN、InGaN InGaN、AlGaInN、ZnO、AlGaInAs、GaAS、InGaAs、InGaAsP、AlGaAs或InGaAsNSb中的一种及其组合。

9.如权利要求8所述的芯片，其特征在于，所述光电转换层的材料为Si、Ge、SiGe、AlGaInP、InGaAs、InGaN、AlGaInN、InGaAsP、GaAs、GaSb、InGaP、InGaAs、InGaAsP、AlGaAs、AlGaP、InAlP、AlGaAsSb或InGaAsNSb中的一种及其组合。

10.如权利要求9所述的芯片，其特征在于，位于所述工作光线传输路径上的电极层的材料为透明导电材料GaAs、GaN、AlGaInP、AlGaInN、AlGaInAs、ITO、SnO₂、ZnO或石墨烯中的一种及其组合。