JPH01196183A - モノリシック光結合器 - Google Patents
モノリシック光結合器Info
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- JPH01196183A JPH01196183A JP63305103A JP30510388A JPH01196183A JP H01196183 A JPH01196183 A JP H01196183A JP 63305103 A JP63305103 A JP 63305103A JP 30510388 A JP30510388 A JP 30510388A JP H01196183 A JPH01196183 A JP H01196183A
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- H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
- H04B10/801—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections
- H04B10/802—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections for isolation, e.g. using optocouplers
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
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- G02B6/24—Coupling light guides
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- G02B6/4295—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with semiconductor devices activated by light through the light guide, e.g. thyristors, phototransistors
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F55/00—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto
- H10F55/18—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the radiation-sensitive semiconductor devices and the electric light source share a common body having dual-functionality of light emission and light detection
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F55/25—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the electric light source controls the radiation-sensitive semiconductor devices, e.g. optocouplers wherein the radiation-sensitive devices and the electric light source are all semiconductor devices
- H10F55/255—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the electric light source controls the radiation-sensitive semiconductor devices, e.g. optocouplers wherein the radiation-sensitive devices and the electric light source are all semiconductor devices formed in, or on, a common substrate
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はモノリシック光結合器に関するものである。さ
らに詳細にいえば、本発明は絶縁体基板１と、この基板
の上に集積化されそして相互に離れて配置された２つの
光学部品とを有し、前記光学部品のうちの少なくとも１
つの光学部品が相手の光学部品に向って光を放射するよ
うに構成され、かつ、前記光学部品のうちの少なくとも
１つの光学部品が相手の光学部品から放射された光を受
１プ取るように構成された、モノリシック光結合器に関
するしのである。
らに詳細にいえば、本発明は絶縁体基板１と、この基板
の上に集積化されそして相互に離れて配置された２つの
光学部品とを有し、前記光学部品のうちの少なくとも１
つの光学部品が相手の光学部品に向って光を放射するよ
うに構成され、かつ、前記光学部品のうちの少なくとも
１つの光学部品が相手の光学部品から放射された光を受
１プ取るように構成された、モノリシック光結合器に関
するしのである。
［従来の技術］
光結合器は光信号送信器、例えば、発光ダイオードまた
はレーザダイオードと、光信号受信器、例えば、フォト
ダイオードまたはフカ１〜トランジスタを有する１、光
送信器は第１電気回路に接続され、そして信号受イｉ器
は第２電気回路に接続される。第１電気回路から送られ
てくる信号は、信号送信器にＪ３いて、光信号に変換さ
れる。この光信号は光の形式で信号受信器に伝送される
。光信号は信号受信器において電気信号に変換され、そ
してこの電気信号が第２゛電気回路に送られる。この２
つの電気回路を電気的に分Ｒ１１−ることが光結合器を
利用して行なわれる。。
はレーザダイオードと、光信号受信器、例えば、フォト
ダイオードまたはフカ１〜トランジスタを有する１、光
送信器は第１電気回路に接続され、そして信号受イｉ器
は第２電気回路に接続される。第１電気回路から送られ
てくる信号は、信号送信器にＪ３いて、光信号に変換さ
れる。この光信号は光の形式で信号受信器に伝送される
。光信号は信号受信器において電気信号に変換され、そ
してこの電気信号が第２゛電気回路に送られる。この２
つの電気回路を電気的に分Ｒ１１−ることが光結合器を
利用して行なわれる。。
信号送信器と、信号受信器と、適当な光伝送装置（例え
ば、光導波器または鏡）と、２つの回路を電気的に分離
づ−る電気的絶縁装置とを有する装置が、全体として、
光結合器と呼ばれる。
ば、光導波器または鏡）と、２つの回路を電気的に分離
づ−る電気的絶縁装置とを有する装置が、全体として、
光結合器と呼ばれる。
光結合器を利用して、１つの回路から他の回路へ、情報
と電力との両方を伝送することができる。
と電力との両方を伝送することができる。
もし信号が双方向に伝送することが必要である場合には
、それぞれの信号を別の光結合器を使って伝送すること
ができる。または、１つの光結合器を用いて信号および
または電力の双方向通信を行うこともできる。この場合
には、それぞれの光学部品は光の発生器ま１＝は光の受
信器として随意に動作するように設計される。
、それぞれの信号を別の光結合器を使って伝送すること
ができる。または、１つの光結合器を用いて信号および
または電力の双方向通信を行うこともできる。この場合
には、それぞれの光学部品は光の発生器ま１＝は光の受
信器として随意に動作するように設計される。
光結合器は小さな寸法のものであることがしばしば要求
される。その場合には、集積回路の技術を用いて、モノ
リシック光結合器の形のｌ１ＪＰすると好都合である。
される。その場合には、集積回路の技術を用いて、モノ
リシック光結合器の形のｌ１ＪＰすると好都合である。
この場合には、２つの電気光学部品は１つの共通基板の
上に配置される。２つの光学部品を構成する層は、例え
ば、液相エピタクシ（Ｌ Ｐ Ｅ ）や分子線エビタク
シ（ＭＢＥ）または化学的蒸気沈着（ＣＶＤ）の方法に
より、基板の十への製造のさいに逐次に製造される。
上に配置される。２つの光学部品を構成する層は、例え
ば、液相エピタクシ（Ｌ Ｐ Ｅ ）や分子線エビタク
シ（ＭＢＥ）または化学的蒸気沈着（ＣＶＤ）の方法に
より、基板の十への製造のさいに逐次に製造される。
基板は良い絶縁体、例えば、リーファイヤで作成するこ
とができるし、または２つの光学部品を構成している′
ｖＵ利と同じ制別、例えば、ヒ化ガリウムのような［半
絶縁体１材判で作成することかできる。基板を［半絶縁
体ｊＵｌｉｌで作成した場合には種々の利点の１９られ
ることかわかっている。この半絶縁体材Ｉｔの抵抗率は
１０ 、、−１０１２オームレンチメートルの範囲内に
ある。
とができるし、または２つの光学部品を構成している′
ｖＵ利と同じ制別、例えば、ヒ化ガリウムのような［半
絶縁体１材判で作成することかできる。基板を［半絶縁
体ｊＵｌｉｌで作成した場合には種々の利点の１９られ
ることかわかっている。この半絶縁体材Ｉｔの抵抗率は
１０ 、、−１０１２オームレンチメートルの範囲内に
ある。
この形式の光結合器は、従来、米国特許第４゜２１２．
０２０号明細書および公開番号Ｗ○８５１０７４４９１
のＰ Ｔ Ｃ出願に開示されている。
０２０号明細書および公開番号Ｗ○８５１０７４４９１
のＰ Ｔ Ｃ出願に開示されている。
両方の光学部品が１つの共通基板の上に配置される光結
合器は、米国特許第４，０２１．’８３／１号明細書に
既に開示されている。この光結合器はヒ化ガリウムで構
成されており、Ｎ形に強くドープされてその抵抗率は小
さく、２つの光学部品の間に部分的に配置されている。
合器は、米国特許第４，０２１．’８３／１号明細書に
既に開示されている。この光結合器はヒ化ガリウムで構
成されており、Ｎ形に強くドープされてその抵抗率は小
さく、２つの光学部品の間に部分的に配置されている。
２つの光学部品は、それらが基板の表面の上の８１０２
層の−１−に配置されているので、電気的には相互に絶
縁されている。実際には、これらの層は薄いので、それ
らのブレーク・スルーｔａ圧は小さく、しｌζがって、
こ−６＝ の従来の光結合器は極めて低い電圧でのみ使用可能であ
る。しＩＣがって、２つの光学部品の間の電気的絶縁と
いう現実的な要請を満たすために、異った形式の光結合
器、すなわち、絶縁体基板または半絶縁体基板を有する
光結合器を用いなければならない。このような光結合器
において妨害信号という問題点が起こり得る。本発明は
この問題点を解決しようとするものである。けれども、
これらの問題点は前記米国特許明細書には触れられてい
ない。前記文献はまた、光結合器を位相変調器として用
いる目的をもって、基板の両側に取り付けられた金属接
触体を使って変調信号源がどのように接続できるかを開
示している。
層の−１−に配置されているので、電気的には相互に絶
縁されている。実際には、これらの層は薄いので、それ
らのブレーク・スルーｔａ圧は小さく、しｌζがって、
こ−６＝ の従来の光結合器は極めて低い電圧でのみ使用可能であ
る。しＩＣがって、２つの光学部品の間の電気的絶縁と
いう現実的な要請を満たすために、異った形式の光結合
器、すなわち、絶縁体基板または半絶縁体基板を有する
光結合器を用いなければならない。このような光結合器
において妨害信号という問題点が起こり得る。本発明は
この問題点を解決しようとするものである。けれども、
これらの問題点は前記米国特許明細書には触れられてい
ない。前記文献はまた、光結合器を位相変調器として用
いる目的をもって、基板の両側に取り付けられた金属接
触体を使って変調信号源がどのように接続できるかを開
示している。
モノリシック光結合器において、従来の方式で光を送信
光学部品から受信光学部品へ送るのに種棒の方法がある
。反射鏡ま７ｃは全反射部品を配置づることによって、
できるだ（プ多くの光を光放射器から受信器へ送ること
ができる。または、２つの光学部品の間に導波器として
動作する透明体層を配置してもよい。また別の実施例で
は、基板が光に対づる導波器どして使用される。
光学部品から受信光学部品へ送るのに種棒の方法がある
。反射鏡ま７ｃは全反射部品を配置づることによって、
できるだ（プ多くの光を光放射器から受信器へ送ること
ができる。または、２つの光学部品の間に導波器として
動作する透明体層を配置してもよい。また別の実施例で
は、基板が光に対づる導波器どして使用される。
モノリシック光結合器において、光結合器に接続された
２つの電気回路の間で妨害信号が伝送されることがある
ことがわかっている。
２つの電気回路の間で妨害信号が伝送されることがある
ことがわかっている。
［発明の目的と要約コ
本発明の目的は、前記で説明した方式であるが、しかし
前記妨害信号の伝送が大幅に小さい、モノリシック光結
合器を得ることである。
前記妨害信号の伝送が大幅に小さい、モノリシック光結
合器を得ることである。
本発明による光結合器の特徴は特許請求の範囲に開示さ
れている。
れている。
本発明による光結合器は、その製造のさい余分の工程段
階をなんら必要とせずに、または最小数の工程段階を付
加することにより、妨害信号に対づ−る有効な遮蔽が得
られる。静電客間的に伝送される妨害信号と抵抗的に伝
送される妨害信号との両方に対する有効な遮蔽効果を得
ることができる。
階をなんら必要とせずに、または最小数の工程段階を付
加することにより、妨害信号に対づ−る有効な遮蔽が得
られる。静電客間的に伝送される妨害信号と抵抗的に伝
送される妨害信号との両方に対する有効な遮蔽効果を得
ることができる。
［実施例コ
本発明の実施例は添付図面を参照することにより、より
よく理解することができる。第１ａ図は従来の方式の光
結合器の図面である。この装置は基板１を有し、そして
この基板１に２つに光学部品ＡおよびＢがそなえられる
。この基板はヒ化ガリウムのような半絶縁体の薄板で作
成されるのが好ましい。この基板材料の抵抗率は１０７
〜１０１２オームセンチメートルの範囲内にある、例え
ば、１０８オームセンチメートルであることができる。
よく理解することができる。第１ａ図は従来の方式の光
結合器の図面である。この装置は基板１を有し、そして
この基板１に２つに光学部品ＡおよびＢがそなえられる
。この基板はヒ化ガリウムのような半絶縁体の薄板で作
成されるのが好ましい。この基板材料の抵抗率は１０７
〜１０１２オームセンチメートルの範囲内にある、例え
ば、１０８オームセンチメートルであることができる。
２つの光学部品ＡおよびＢは、基板上で相互に離れて配
置される。このことは従来の方式例えば、各光学部品を
構成する３層の材料を液相エピタクシ（ＬＰＥ）または
化学的蒸気沈着（ＣＶＤ）で作成することができる。そ
の材料は例えば、アルミニウムをドープしたヒ化ガリウ
ムであることができる。部品Ａは２つのＰ形層Ａ１およ
びＡ２と、１つのＮ形層Ａ３とで構成されるＰ形層Ａ２
はメタライゼーションＡ４を有し、およびＮ形層Ａ３は
メタライゼーションＡ５を有しそれぞれに接続導線へ〇
およびＡ７が取り付けられる。部品へは発光ダイオード
または光検出用フォトダイオードのいずれかとして用い
られる。発光ダイオードとして用いられる場合には、層
Ａ２と層Ａ３どによって構成されるダイオードを通って
電流が流される。すると、これらの２つの層の間のＰＮ
接合の領域から光が放射される。光検出用フォトダイオ
ードとして用いられる場合には、前記ダイオードに逆方
向にバイアス電圧が加えられ、そして光がこのダイオー
ドに入射すると、逆方向に電流が流れる。この電流が適
切な回路（図示されていない）によって検出される。部
品Ｂは部品Ａと同じものであることができる。したがっ
て、この２つの部品のいずれも発光装置または光の検出
装置として随意に動作させることができる。
置される。このことは従来の方式例えば、各光学部品を
構成する３層の材料を液相エピタクシ（ＬＰＥ）または
化学的蒸気沈着（ＣＶＤ）で作成することができる。そ
の材料は例えば、アルミニウムをドープしたヒ化ガリウ
ムであることができる。部品Ａは２つのＰ形層Ａ１およ
びＡ２と、１つのＮ形層Ａ３とで構成されるＰ形層Ａ２
はメタライゼーションＡ４を有し、およびＮ形層Ａ３は
メタライゼーションＡ５を有しそれぞれに接続導線へ〇
およびＡ７が取り付けられる。部品へは発光ダイオード
または光検出用フォトダイオードのいずれかとして用い
られる。発光ダイオードとして用いられる場合には、層
Ａ２と層Ａ３どによって構成されるダイオードを通って
電流が流される。すると、これらの２つの層の間のＰＮ
接合の領域から光が放射される。光検出用フォトダイオ
ードとして用いられる場合には、前記ダイオードに逆方
向にバイアス電圧が加えられ、そして光がこのダイオー
ドに入射すると、逆方向に電流が流れる。この電流が適
切な回路（図示されていない）によって検出される。部
品Ｂは部品Ａと同じものであることができる。したがっ
て、この２つの部品のいずれも発光装置または光の検出
装置として随意に動作させることができる。
したがって、使用目的に応じて、信号の伝送が一方向で
あることができる、すなわち、１つの素子は常に発光素
子として動作しそして他の素子は常に光検出器として動
作する。または、信号の伝送が双方向であることができ
る、すなわち、この場合には、各部品は発光素子および
光検出器として交代して動作する。
あることができる、すなわち、１つの素子は常に発光素
子として動作しそして他の素子は常に光検出器として動
作する。または、信号の伝送が双方向であることができ
る、すなわち、この場合には、各部品は発光素子および
光検出器として交代して動作する。
送信器から受信器へ光をいくつかの方法で伝送すること
ができる。その１つの方法が第１ａ図に示されている。
ができる。その１つの方法が第１ａ図に示されている。
この場合には、基板１が送信器と受信器との間で光を伝
送するための導波器として用いられる。または別の方法
として、ある形式の反則部品を送信器や受信器の上に配
置することができる。すなわち、送信器から放射された
光の大部分を受信器に向けて反射するように配置される
。
送するための導波器として用いられる。または別の方法
として、ある形式の反則部品を送信器や受信器の上に配
置することができる。すなわち、送信器から放射された
光の大部分を受信器に向けて反射するように配置される
。
このような反射部品は、例えば、基板に取りイ」すられ
たほぼ半球面の物体で構成され、そしてこの半球面体の
範囲内に２つの光学部品が入るようにされる。この球面
体の表面は全反射により光を反射するか、または表面を
反射体で被覆することにより光を反射する。
たほぼ半球面の物体で構成され、そしてこの半球面体の
範囲内に２つの光学部品が入るようにされる。この球面
体の表面は全反射により光を反射するか、または表面を
反射体で被覆することにより光を反射する。
もちろん、基板および２つの光学部品として、他の材料
を用いることができる。例えば、基板はザファイヤのよ
うな絶縁体で作成することができる。
を用いることができる。例えば、基板はザファイヤのよ
うな絶縁体で作成することができる。
第１ｂ図は、第１ａ図による光結合器が２つの電気回路
２および３とどのように接続されるかを示した概要図で
ある。第１ｂ図において、光結合器は○Ｃで示されてい
る。第１ａｌｄの場合と同じＪ：うに、Ａは送信器、Ｂ
は受信器である。回路２は光学部品Ａに順方向に電流を
供給する。この電流は、したがって、△から放射される
光は、回路３に送信されるべぎ情報に応じて変調される
。この光は光学部品Ｂによって検出される。光学部品Ｂ
は逆方向にバイアスされていて、その光の検出動作は回
路３の中にある検出回路によって実行される。この検出
回路自体は従来のものであることかできる。
２および３とどのように接続されるかを示した概要図で
ある。第１ｂ図において、光結合器は○Ｃで示されてい
る。第１ａｌｄの場合と同じＪ：うに、Ａは送信器、Ｂ
は受信器である。回路２は光学部品Ａに順方向に電流を
供給する。この電流は、したがって、△から放射される
光は、回路３に送信されるべぎ情報に応じて変調される
。この光は光学部品Ｂによって検出される。光学部品Ｂ
は逆方向にバイアスされていて、その光の検出動作は回
路３の中にある検出回路によって実行される。この検出
回路自体は従来のものであることかできる。
前記のように、光結合器を通して回路２と回路３との間
で電気的な妨害信号が伝送されることがある。この妨害
信号は静電容量を通して伝達されることもあるし、また
は抵抗を通して伝達さることもある。光結合器の光学部
品Ａと光学部品Ｂとの間に一定の漏洩静電容量が存在す
る。この漏洩静電容量の一部分は２つの光学部品の間の
環境を通してのものであり、そして一部分は基板１を通
してのものである。もし基板が半絶縁体であるならば、
基板を流れる電流を通して、２つの光学部品の間を抵抗
的に妨害信号が伝達される。この形式の装置では、検出
回路の感度は非常に高いのが常であるので、この妨害信
号の存在は番人な問題点である。光学部品Ａと光学部品
Ｂは１つのそして同じ装置の上に集積化されるので、そ
してこの装置の寸法は極めて小さいので、この妨害（Ｓ
＠による欠点を従来の遮蔽法で除去することは困難で
ある、または不可能である。
で電気的な妨害信号が伝送されることがある。この妨害
信号は静電容量を通して伝達されることもあるし、また
は抵抗を通して伝達さることもある。光結合器の光学部
品Ａと光学部品Ｂとの間に一定の漏洩静電容量が存在す
る。この漏洩静電容量の一部分は２つの光学部品の間の
環境を通してのものであり、そして一部分は基板１を通
してのものである。もし基板が半絶縁体であるならば、
基板を流れる電流を通して、２つの光学部品の間を抵抗
的に妨害信号が伝達される。この形式の装置では、検出
回路の感度は非常に高いのが常であるので、この妨害信
号の存在は番人な問題点である。光学部品Ａと光学部品
Ｂは１つのそして同じ装置の上に集積化されるので、そ
してこの装置の寸法は極めて小さいので、この妨害（Ｓ
＠による欠点を従来の遮蔽法で除去することは困難で
ある、または不可能である。
第２図は本発明による光結合器の１つの実施例の図面で
ある。この実施例が第１図に示された光結合器と異なる
点は、基板１０表面に金属層４が取り付けられており、
そしてこの金属層が導線５を通してアース６に接続され
ていることである。
ある。この実施例が第１図に示された光結合器と異なる
点は、基板１０表面に金属層４が取り付けられており、
そしてこの金属層が導線５を通してアース６に接続され
ていることである。
金属層４は２つの光学部品を作成するのに用いられるの
ど同じ技術を使って作成される。すなわち、金属層４は
金属層Ａ４．Ａ５．Ｂ４およびＢ５と同じ製造段階にお
いて製造することができる。し１ｃがって、本発明に従
って光結合器を製造するさい、従来の光結合器を製造す
るのに比べて、特に複雑な１稈を必要とするわけではな
い。
ど同じ技術を使って作成される。すなわち、金属層４は
金属層Ａ４．Ａ５．Ｂ４およびＢ５と同じ製造段階にお
いて製造することができる。し１ｃがって、本発明に従
って光結合器を製造するさい、従来の光結合器を製造す
るのに比べて、特に複雑な１稈を必要とするわけではな
い。
金属層４は２つの機能を実行する。金属層４は光学部品
△ど光学部品Ｂとの間を流れる妨害電流成分を寸べて実
効的に吸収する。金属層４はまた遮蔽体としても動作し
、妨害信号がまわりの環境を通して２つの光学部品の間
で静電容量的に伝達されることを大幅に小ざくし、かつ
、基板を通して２つの光学部品の間で抵抗的に伝達され
ることをも大幅に小ざくする。
△ど光学部品Ｂとの間を流れる妨害電流成分を寸べて実
効的に吸収する。金属層４はまた遮蔽体としても動作し
、妨害信号がまわりの環境を通して２つの光学部品の間
で静電容量的に伝達されることを大幅に小ざくし、かつ
、基板を通して２つの光学部品の間で抵抗的に伝達され
ることをも大幅に小ざくする。
使用目的によっては、２つの光学部品の間に１個または
複数個の遮蔽体を配置することができる。
複数個の遮蔽体を配置することができる。
妨害信号の種類により、遮蔽体を対称的にまたは非対称
的に配置することができる。
的に配置することができる。
第３図は本発明による光結合器のまた別の実施例の図面
である。第３図の光結合器が第２図に示された光結合器
と異なる点は、基板１の中に溝７が作成されていること
である。この溝７は２つの光学部品の間の基板部分を構
断して、例えば、エツチングによって作成することがで
きる。溝の壁面は遮蔽用金属層８で被覆される。金属層
８は、第２図の金属層４と同じように、アース用導線５
を通してアース点６に接続される。このエラチング段階
とメタライゼーション段階は光結合器の２つの光学部品
を製造する通常の段階の中で行なわれるから、この実施
例は製造工程を複雑にすることはないし、またコストが
高くなることもない。
である。第３図の光結合器が第２図に示された光結合器
と異なる点は、基板１の中に溝７が作成されていること
である。この溝７は２つの光学部品の間の基板部分を構
断して、例えば、エツチングによって作成することがで
きる。溝の壁面は遮蔽用金属層８で被覆される。金属層
８は、第２図の金属層４と同じように、アース用導線５
を通してアース点６に接続される。このエラチング段階
とメタライゼーション段階は光結合器の２つの光学部品
を製造する通常の段階の中で行なわれるから、この実施
例は製造工程を複雑にすることはないし、またコストが
高くなることもない。
もし溝７が基板１の厚さに対してかなり深く作成される
ならば、基板を通して妨害信号が抵抗的に伝達されるこ
とは有効に阻止されるであろう。けれども、もし基板が
２つの光学部品の間の導波器として用いられる場合には
、湾が深いとそれは光の伝送を妨げるであろう。けれど
も、金属層８を」−分に薄クシて光がそれを通るように
することにより、または金属層８を網目状にするまたは
格子状にするまたはそれらと同等の形状にすることによ
り、この欠点は小さくなるまたはなくすることができる
。金属層８を補うものとしてまたはそれに代るものとし
て、溝７を光学的に透明な材料で満たす、または一部分
を満たすことができる。溝７を満た寸光学的に透明な材
料どして、例えば、基板材料と同じ種類であるがドープ
量の多い材料、すなわち、導電率の大きな材料を用いる
ことかでぎる。
ならば、基板を通して妨害信号が抵抗的に伝達されるこ
とは有効に阻止されるであろう。けれども、もし基板が
２つの光学部品の間の導波器として用いられる場合には
、湾が深いとそれは光の伝送を妨げるであろう。けれど
も、金属層８を」−分に薄クシて光がそれを通るように
することにより、または金属層８を網目状にするまたは
格子状にするまたはそれらと同等の形状にすることによ
り、この欠点は小さくなるまたはなくすることができる
。金属層８を補うものとしてまたはそれに代るものとし
て、溝７を光学的に透明な材料で満たす、または一部分
を満たすことができる。溝７を満た寸光学的に透明な材
料どして、例えば、基板材料と同じ種類であるがドープ
量の多い材料、すなわち、導電率の大きな材料を用いる
ことかでぎる。
第４図は本発明による光結合器のまた別の実施例の図面
である。この場合には、遮蔽体は３つの層１１．１２お
よび１３によって構成された半導体物体であって、光学
部品Ａと光学部品Ｂとの間の基板１の上に配置される。
である。この場合には、遮蔽体は３つの層１１．１２お
よび１３によって構成された半導体物体であって、光学
部品Ａと光学部品Ｂとの間の基板１の上に配置される。
製造のさいには、層１１は層Ａ１および層Ｂ１と同時に
作成するのが適切であり、そして層１２は層Ａ２および
層Ｂ２と同時に作成するのが適切であり、そして層１３
は層Δ３および層Ｂ３と同時に作成するのが適切である
。このように、これらの３つの層を作成するそれぞれの
製造段階において、基板の表面全体の上にこれらの層を
沈着すれば多くの利点が得られるであろう。これらの３
つの層が沈着された後、これらの層の余分の部分、すな
わち、遮蔽体部分と２つの光学部品部分以外の部分が、
例えば、エツチングによって除去することができる。
作成するのが適切であり、そして層１２は層Ａ２および
層Ｂ２と同時に作成するのが適切であり、そして層１３
は層Δ３および層Ｂ３と同時に作成するのが適切である
。このように、これらの３つの層を作成するそれぞれの
製造段階において、基板の表面全体の上にこれらの層を
沈着すれば多くの利点が得られるであろう。これらの３
つの層が沈着された後、これらの層の余分の部分、すな
わち、遮蔽体部分と２つの光学部品部分以外の部分が、
例えば、エツチングによって除去することができる。
第４図に示された実施例において、アースのとり方は、
層１３の上に金属層１５が沈着され、そしてこの金１ｉ
Ｆ＋１５がアース用導線５を通してア−ス点６に接続さ
れることによって実行される。
層１３の上に金属層１５が沈着され、そしてこの金１ｉ
Ｆ＋１５がアース用導線５を通してア−ス点６に接続さ
れることによって実行される。
これに代わる方法として、またはこれを補う方法として
、図１２または層１１をアースすることももちろんでき
る。第５図は第３の変更実施例の図面である。この場合
には、遮蔽用半導体物体１１゜１２．１３の全体を被覆
するように金属層１５が沈着される。この金１１５はこ
の遮蔽用半導体物体に隣接する基板１上の表面部分をも
被覆する。
、図１２または層１１をアースすることももちろんでき
る。第５図は第３の変更実施例の図面である。この場合
には、遮蔽用半導体物体１１゜１２．１３の全体を被覆
するように金属層１５が沈着される。この金１１５はこ
の遮蔽用半導体物体に隣接する基板１上の表面部分をも
被覆する。
第６図は本発明による光結合器のまた別の実施例の図面
である。説明を明確にするために、光学部品Ａは層Ａ２
と層Ａ３とで構成された発光ダイオードまたはフォトダ
イオードであるとする。この光学部品は、第１図から第
５図までの図面に示された形式の付加的Ｐ形層のような
、従来の方式による付加層を有する。この光学部品と基
板１との間に、Ｎ形層へ８とＰ形ＭＡ９とが配置される
。
である。説明を明確にするために、光学部品Ａは層Ａ２
と層Ａ３とで構成された発光ダイオードまたはフォトダ
イオードであるとする。この光学部品は、第１図から第
５図までの図面に示された形式の付加的Ｐ形層のような
、従来の方式による付加層を有する。この光学部品と基
板１との間に、Ｎ形層へ８とＰ形ＭＡ９とが配置される
。
光学部品の活性層、すなわち、＠Ａ２と層Ａ３との間の
ＰＮ接合と、基板との間に、２つの対向するＰＮ接合が
直列接続されることになる。層へ８と層へ９は光学部品
を作成している材料と同じ種類の材料で作成されるのが
好都合であり、かつ、この光学部品の製造段階と同じ方
式の層ｆ造段階でもって製造するのが好都合である。
ＰＮ接合と、基板との間に、２つの対向するＰＮ接合が
直列接続されることになる。層へ８と層へ９は光学部品
を作成している材料と同じ種類の材料で作成されるのが
好都合であり、かつ、この光学部品の製造段階と同じ方
式の層ｆ造段階でもって製造するのが好都合である。
前記のように、２つの光学部品の間の基板を通して流れ
る電流により、電気的な妨害信号が抵抗的に伝達される
ことがある。第６図の光結合器では、層Ａ２と層Ａ８と
層Ａ９とで構成される２つのＰＮ接合がこの電流経路の
中にあり、かつ、２つの光学部品の間に配置されている
。妨害電圧の極性がどの向ぎであっても、これらのＰＮ
接合のうちの１つのＰＮ接合が常に逆方向にバイアスさ
れることになり、したがって（阻止接合を通して流れる
漏洩電流によるものを別として）妨害が抵抗的に伝達さ
れることが阻止されるであろう。
る電流により、電気的な妨害信号が抵抗的に伝達される
ことがある。第６図の光結合器では、層Ａ２と層Ａ８と
層Ａ９とで構成される２つのＰＮ接合がこの電流経路の
中にあり、かつ、２つの光学部品の間に配置されている
。妨害電圧の極性がどの向ぎであっても、これらのＰＮ
接合のうちの１つのＰＮ接合が常に逆方向にバイアスさ
れることになり、したがって（阻止接合を通して流れる
漏洩電流によるものを別として）妨害が抵抗的に伝達さ
れることが阻止されるであろう。
第６図による遮蔽体は、金属層Ａ１０とアース用導線５
とによって、＠Ａ９がアース点６に接続されることによ
り、アースされる。このことにより、電気的妨害信号が
静電容量的におよび抵抗的に伝達されることが実効的に
小さくなる。層△９は光学部品Ｂの方向に延長すること
ができ、そのさいまた金属接触体Ａ１０を延長すると好
都合である。
とによって、＠Ａ９がアース点６に接続されることによ
り、アースされる。このことにより、電気的妨害信号が
静電容量的におよび抵抗的に伝達されることが実効的に
小さくなる。層△９は光学部品Ｂの方向に延長すること
ができ、そのさいまた金属接触体Ａ１０を延長すると好
都合である。
第６図に示された実施例では、どのような極性の妨害電
圧やその他の電圧が発生しても、光学部品Ａと基板との
間に、逆方向にバイアスされたＰＮ接合が常に存在する
であろう。図示されている光学部品は一方向通信と双方
向通信とのいずれに対しても使用可能であり、そして電
源電圧と信号電圧の随意に選定された大きさに対して使
用可能である。光学部品Ｂの下にも、光学部品△の下に
配置されたのと同じ層を付加することができる。
圧やその他の電圧が発生しても、光学部品Ａと基板との
間に、逆方向にバイアスされたＰＮ接合が常に存在する
であろう。図示されている光学部品は一方向通信と双方
向通信とのいずれに対しても使用可能であり、そして電
源電圧と信号電圧の随意に選定された大きさに対して使
用可能である。光学部品Ｂの下にも、光学部品△の下に
配置されたのと同じ層を付加することができる。
その場合には、光学部品Ｂと基板との間に逆方向にバイ
アスされたＰＮ接合が存在することになるので、光学部
品Ｂは基板から動作中分離される。
アスされたＰＮ接合が存在することになるので、光学部
品Ｂは基板から動作中分離される。
これらの層のうちの１つの層が、光学部品△の場合と同
様に、アースすることができる。すると、光学部品のお
のおのが光結合器のそれぞれの端部でアースされること
になる。
様に、アースすることができる。すると、光学部品のお
のおのが光結合器のそれぞれの端部でアースされること
になる。
第１ａ図および第１ｂ図はそれ自体は既知である光結合
器の原理図であって、第１ａ図は光結合器それ自身の図
面、第１ｂ図は２つの電気回路の間の接続図、第２図か
ら第６図までの図面は本発明による光結合器の実施例を
示した図面であって、第２図は本発明による遮蔽体が基
板の表面上に配置された金属層でどのように構成される
かを示した図、第３図は基板の中に渦を作ることによっ
て抵抗性遮蔽体と静電容量性遮蔽体がどのようにして得
られるかを示した図、第４図および第５図は″！Ｍ蔽休
が体つの光学部品と同じ種類の半導体層で構成されてい
る実施例の図、第６図は本発明のまた別の実施例であっ
て光学部品と基板との間に逆方向にバイアスされたＰＮ
接合を配置することにより遮蔽体がどのにうにして得ら
れるかを示した図。 ［符号の説明１ １・・・・・・・・・・・・・・・基板Ａ、Ｂ・・・・
・・・・・光学部品
器の原理図であって、第１ａ図は光結合器それ自身の図
面、第１ｂ図は２つの電気回路の間の接続図、第２図か
ら第６図までの図面は本発明による光結合器の実施例を
示した図面であって、第２図は本発明による遮蔽体が基
板の表面上に配置された金属層でどのように構成される
かを示した図、第３図は基板の中に渦を作ることによっ
て抵抗性遮蔽体と静電容量性遮蔽体がどのようにして得
られるかを示した図、第４図および第５図は″！Ｍ蔽休
が体つの光学部品と同じ種類の半導体層で構成されてい
る実施例の図、第６図は本発明のまた別の実施例であっ
て光学部品と基板との間に逆方向にバイアスされたＰＮ
接合を配置することにより遮蔽体がどのにうにして得ら
れるかを示した図。 ［符号の説明１ １・・・・・・・・・・・・・・・基板Ａ、Ｂ・・・・
・・・・・光学部品
Claims (8)
- （１）絶縁体基板（１）と、前記基板の上に集積化され
て作成されかつ相互に離れて配置された２つの光学部品
（Ａ、Ｂ）とを有し、かつ、前記光学部品のうちの少な
くとも１つの光学部品が相手の光学部品に向けて光を放
射するように構成されおよび前記光学部品のうちの少な
くとも１つの光学部品が相手の光学部品が放射する光を
受け取るように構成されたモノリシック光結合器であつ
て、電気妨害信号を減らすために２つの前記光学部品の
間の前記基板の表面上に集積化されて作成された導電層
（４、８、１５）と前記導電層をアースするための接続
装置（５）とを有することを特徴とする前記モノリシッ
ク光結合器。 - （２）請求項１において、前記導電層（８）が前記基板
の中に作られた溝（７）の少なくとも１つの壁面の上に
作成されることを特徴とする前記モノリシック光結合器
。 - （３）請求項２において、前記基板（１）が前記光学部
品の間で光を伝送するように構成されており、前記導電
層（８）が光を少なくとも部分的に透過するように構成
されていることを特徴とする前記モノリシック光結合器
。 - （４）請求項１から請求項３までのいずれかの記載にお
いて、前記導電層が金属の層であることを特徴とする前
記モノリシック光結合器。 - （５）請求項１において、層（１１、１２、１３）が２
つの前記光学部品の材料と同じ材料で構成され、かつ、
前記層（１１、１２、１３）が前記光学部品と同じ方法
で製造されることを特徴とする前記モノリシック光結合
器。 - （６）請求項１から請求項５までのいずれかの記載にお
いて、１つの光学部品（例えば光学部品（Ａ））と前記
基板（１）との間に半導体材料の２つの層（Ａ８、Ａ９
）が配置され、かつ、２つの前記層（Ａ８、Ａ９）の導
電形が反対であつて前記光結合器が動作中である時前記
層の間に逆方向にバイアスされたＰＮ接合ができるよう
に構成されることを特徴とする前記モノリシック光結合
器。 - （７）請求項６において、交互に反対導電形である３つ
の層（Ａ２、Ａ８、Ａ９）が前記光学部品の活性接合部
と前記基板との間に配置されることを特徴とする前記モ
ノリシック光結合器。 - （８）請求項７において、３つの前記層のうち前記基板
に最も近く配置されている前記層（Ａ９）が前記層をア
ースするための接続装置（Ａ１０、５）を有することを
特徴とする前記モノリシック光結合器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8704822-9 | 1987-12-02 | ||
| SE8704822A SE461491B (sv) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | Monolitisk optokopplare |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01196183A true JPH01196183A (ja) | 1989-08-07 |
Family
ID=20370479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63305103A Pending JPH01196183A (ja) | 1987-12-02 | 1988-12-01 | モノリシック光結合器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4933561A (ja) |
| EP (1) | EP0318883B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01196183A (ja) |
| AT (1) | ATE74230T1 (ja) |
| DE (1) | DE3869566D1 (ja) |
| SE (1) | SE461491B (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5357122A (en) * | 1991-09-05 | 1994-10-18 | Sony Corporation | Three-dimensional optical-electronic integrated circuit device with raised sections |
| SE469204B (sv) * | 1991-10-01 | 1993-05-24 | Asea Brown Boveri | Monolitisk optokopplare |
| US5237434A (en) * | 1991-11-05 | 1993-08-17 | Mcnc | Microelectronic module having optical and electrical interconnects |
| JP2513976B2 (ja) * | 1991-12-13 | 1996-07-10 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | 複数の球状部品の被覆方法 |
| US5285078A (en) * | 1992-01-24 | 1994-02-08 | Nippon Steel Corporation | Light emitting element with employment of porous silicon and optical device utilizing light emitting element |
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| US3818451A (en) * | 1972-03-15 | 1974-06-18 | Motorola Inc | Light-emitting and light-receiving logic array |
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| US4104533A (en) * | 1977-02-28 | 1978-08-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Wideband optical isolator |
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| US4274104A (en) * | 1979-05-21 | 1981-06-16 | International Business Machines Corporation | Electrooptical integrated circuit communication |
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| FR2562328B1 (fr) * | 1984-03-30 | 1987-11-27 | Menigaux Louis | Procede de fabrication d'un dispositif optique integre monolithique comprenant un laser a semi-conducteur et dispositif obtenu par ce procede |
-
1987
- 1987-12-02 SE SE8704822A patent/SE461491B/sv not_active IP Right Cessation
-
1988
- 1988-11-26 AT AT88119766T patent/ATE74230T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-11-26 EP EP88119766A patent/EP0318883B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-26 DE DE8888119766T patent/DE3869566D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-01 JP JP63305103A patent/JPH01196183A/ja active Pending
- 1988-12-02 US US07/278,895 patent/US4933561A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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|---|---|
| US4933561A (en) | 1990-06-12 |
| SE8704822L (sv) | 1989-06-03 |
| SE461491B (sv) | 1990-02-19 |
| EP0318883B1 (en) | 1992-03-25 |
| ATE74230T1 (de) | 1992-04-15 |
| EP0318883A1 (en) | 1989-06-07 |
| DE3869566D1 (de) | 1992-04-30 |
| SE8704822D0 (sv) | 1987-12-02 |
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