[发明专利]一种半导体变压结构和具有其的芯片

权利要求书

1.一种半导体变压结构，其特征在于，包括：

一个或多个半导体电光转换结构，所述半导体电光转换结构包括电光转换层，所述电光转换层用于将输入电能转换为光能；和

一个或多个半导体光电转换结构，所述半导体电光转换结构包括光电转换层，所述光电转换层用于将所述光能转换为输出电能，

其中，所述光电转换层的吸收光谱与所述电光转换层的发射光谱之间频谱匹配，

其中，所述半导体电光转换结构、所述半导体光电转换结构之间通过反偏PN结结构进行隔离。

2.如权利要求1所述的半导体变压结构，其特征在于，所述半导体电光转换结构和所述半导体光电转换结构为多个且相互串联，且所述半导体光电转换结构的数目与所述半导体电光转换结构的数目成比例。

3.如权利要求1或2所述的半导体变压结构，其特征在于，还包括：

隔离层，所述隔离层为半导体，且所述隔离层为第一掺杂类型，

其中，所述半导体电光转换结构形成在所述隔离层一侧，所述半导体光电转换结构形成在所述隔离层另一侧，所述隔离层对所述电光转换层的发射光透明，

其中，所述隔离层与所述半导体电光转换结构之间以及所述隔离层与所述半导体光电转换结构之间具有第二掺杂类型的掺杂区，所述隔离层与所述掺杂区形成的PN结呈反偏状态。

4.如权利要求1或2所述的半导体变压结构，其特征在于，还包括：

隔离层，所述隔离层为半导体，且所述隔离层为第一掺杂类型，

其中，所述半导体电光转换结构形成在所述隔离层一侧，所述半导体光电转换结构形成在所述隔离层另一侧，所述隔离层所述电光转换层的发射光透明，

其中，所述半导体电光转换结构包括第一半导体掺杂层、所述电光转换层和第二半导体掺杂层，所述第二半导体掺杂层与所述隔离层接触，并且所述第一半导体掺杂层为第一掺杂类型，所述第二半导体掺杂层为第二掺杂类型，所述隔离层与所述第二半导体掺杂层形成的PN结呈反偏状态，

其中，所述半导体光电转换结构包括第三半导体掺杂层、所述光电转换层和第四半导体掺杂层，所述第四半导体掺杂层与所述隔离层接触，并且所述第三半导体掺杂层为第一掺杂类型，所述第四半导体掺杂层为第二掺杂类型，所述隔离层与所述第四掺杂层形成的PN结呈反偏状态。

5.如权利要求1或2所述的半导体变压结构，其特征在于，还包括：

隔离层，所述隔离层为半导体，

其中，所述半导体电光转换结构形成在所述隔离层一侧，所述半导体光电转换结构形成在所述隔离层另一侧，所述隔离层所述电光转换层的发射光透明，

其中，所述隔离层具有多个半导体掺杂层，并且所述多个半导体掺杂层中至少两组相邻的所述半导体掺杂层掺杂类型相反，以形成至少两组PN结，其中，所述PN结呈反偏状态。

6.如权利要求1或2所述的半导体变压结构，其特征在于，还包括：

衬底层，所述衬底层为半导体，且所述衬底层为第一掺杂类型，

其中，所述半导体光电转换结构和所述半导体电光转换结构形成在所述衬底层的同一侧，所述衬底层对所述电光转换层的发射光透明，且所述衬底层底部具有反光结构，

其中，所述衬底层与所述半导体电光转换结构之间以及所述衬底层与所述半导体光电转换结构之间具有第二掺杂类型的掺杂区，所述衬底层与所述掺杂区形成的PN结呈反偏状态。

7.如权利要求1-6中任一项所述的半导体变压结构，其特征在于，光线传播路径上的各层材料的折射系数匹配。

8.如权利要求1-6中任一项所述的半导体变压结构，其特征在于，还包括：

光学陷阱，所述光学陷阱用于将光限制在所述半导体变压结构内部，以防止光泄露引起的能量损失。

9.如权利要求1所述的半导体变压结构，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，AlGaInSb，InGaAsNSb以及其它III族氮系化合物、III族砷系或磷系化合物半导体材料及其组合，有机发光材料或量子点发光材料。