JPH012353A

JPH012353A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH012353A
Application number: JP62-156433A
Authority: JP
Inventors: 元嶋　英昭; 鎌崎　啓二
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Filing date: 1987-06-25
Publication date: 1989-01-06

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は光を受けて動作する半導体装置に関するもので
ある。

（従来の技術）近年、光信号を入力信号として動作する半導体装置は、
ホトダイオード、ホトトランジスタ等の光を電流に変換
する素子と、増幅回路、波形整形回路等の素子とのモノ
リシック化が進んでいる。

これら半導体装置の応用分野は大きな広がりを見せてい
るが、反面その使用環境は年々悪化してきている。空中
には無数の電磁波がとび交い、ライン電源には、電源回
路の開閉等により発生するサージ電圧が常にのっている
と考えられる。従来、この電磁波やサージ電圧による半
導体装置の誤動作を防止する手段として、半導体チップ
表面に絶縁膜を介し導電膜を被覆するオンチップシール
ドが行われているが、光を人力信号として動作する半導
体装置においては、シールド膜として透明であり導電性
をもつ必要がある。このため酸化スズ、酸化インジウム
、ポリシリコン等の透光性導電膜が用いられている。第
７図はこの従来の半導体装置の断面を示し、１は半導体
基体、２はホトダイオードを形成する受光部、３は半導
体素子、４は透光性導電膜、５は金属配線、６１．６２
は絶縁膜である。

またホトダイオード、ホトトランジスタ等の光を電流に
変換する素子と、増幅回路、波形整形回路等の素子がモ
ノリシック化された半導体装置においては、特に光を電
流に変換する素子以外の部分に当たる光によっての誤動
作がしばしば問題となっており、そのため第８図の如く
光信号を電気信号に変換する素子以外の部分に、光をさ
えぎる遮光９を施している。

（発明が解決しようとする問題点）前項の透光性導電膜４によるシールドは、シールド効果
としては良好な結果を得ているものの、入力信号として
の光がチップ全面に照射されるため、ホトダイオード、
ホトトランジスタ等の光信号を電気信号に変換する素子
以外の部分でも光信号から電気信号への変換を生じ、誤
動作を引き起こす原因となる。

また、この誤動作を防ぐため前項に記した光信号を電気
信号に変換する素子以外の部分の遮光９では、電磁波や
サージ電圧に対する耐量、すなわちシールド効果が良く
ない。これは、ホトダイオード、ホトトランジスタ部が
そのチップ内で最も高感度な部分であるためと考えられ
る。

そこで本発明の目的は、上記数も高感度な部分のシール
ド効果を十分に保ったまま、光による誤動作を防ぎ、高
信頼性を得る事にある。

［発明の構成］（間順点を解決するための手段と作用）本発明は、光信
号を電気信号に変換する受光部及び半導体素子を有する
半導体装置において、少なくとも前記受光部が形成され
た半導体主表面上に絶縁膜を介して形成された透光性導
電膜と、前記半導体素子が形成された半導体主表面上に
絶縁膜を介して形成された配線層と、この配線層を覆っ
て形成された絶縁膜と、この絶縁膜上の前記受光部以外
の一部または全部の半導体素子上に形成された遮光性膜
とを具備し、前記透光性導電膜が前記半導体装置の定電
位ラインと電気的に接続されたことを特徴とする。即ち
本発明は、光信号を入力信号として動作する半導体装置
のうち、ホトダイオード、ホトトランジスタ等の光信号
を電気信号に変換する素子上には、透光性導電膜でシー
ルドし、その他の部分は、遮光性膜で遮光、または遮光
性導電膜で遮光及びシールドを施すものである。

（実施例）以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図は
同実施例を示すものであるが、これは前記従来例のもの
と対応させた場合の例であるから、対応個所には同一符
号を用いる。第１図に示される如く通常の半導体製造工
程で、半導体基体１に半導体素子２．３を作り込み、ホ
トダイオード２上には、絶縁膜（透光性）６２を介し透
光性導電膜４例えばポリシリコン、酸化インジウム、酸
化スズ等を形成する。また所定の回路機能が得られるよ
うに金属配線５を施こす。次に酸化シリコン、ポリイミ
ド、窒化シリコン等のその素子に適当な絶縁膜（透光性
）６１を被覆し、その上にＡＩ、Ａ１合金等の遮光性膜
（絶縁性であっても可）７を、少なくともホトダイオー
ド２上は開口し形成する。これらのうち、透光性導電膜
４は、半導体装置の定電位ライン例えば接地電位と電気
的に接続出来る様に配線５′を施しておく。また、遮光
性膜７を第２図の如く導電性を有するもの９とし、これ
も透光性導電膜４と同様に定電位ラインに接続すること
で、シールド効果をより高める事が出来る。第４図、第
５図のように遮光性膜７または遮光性導電膜９上に酸化
シリコン、ポリイミド、窒化シリコン等のパシベーショ
ン膜８を付けても本発明の意とするところは変わらない
。

また、遮光膜７は、第３図の如くホトダイオード２以外
の全ての素子上に施す必要なく、誤動作を引き起こす素
子上にのみ行なってもよいことは言うまでもない。

ホトカブラの受光素子に本発明を応用した例を第６図に
示す。図中１１は発行素子、Ｃは寄生容量である。

本発明によると、外部ノイズからの耐性すなわちシール
ド効果を充分に保ちつつ、ホトダイオード以外の素子の
光照射による誤動作を完全に打ち消す事が出来た。また
本発明では、新規な工程は必要とせず、従来工程の組み
合わせで対応出来る事も大きな特徴の１つである。また
ホトカブラの受光素子に応用した場合にも大きな効果を
得る事が出来た。ホトカブラは、第６図の通り電気信号
を光を媒体として伝送する素子であり、発光索子１１、
受光素子２から成るが、この発光素子、受光素子は電気
的に絶縁されているため、Ｃにより容量性結合している
。今、発光索子１１、受光素子２間に急峻な立上がりを
持つ電気的ノイズｄｖ／ｄｔが印加されると、前述した
容量性結合Ｃにより、変位電流Ｃ−ｄｖ／ｄｔが発生し
、誤動作の原因となる。またホトカブラの動作時、発光
素子１１からの光が受光索子２に照射されるが、受光部
２以外の部分に光が当る事で、これも誤動作の原因とな
る。しかしながら本発明を実施した受光素子を用いる事
で、発生した上記変位電流を透光性導電膜４でバイパス
しくシールド）、かつ受光素子の受光部以外を遮光出来
、誤動作を防ぐ事が出来た。

［発明の効果］以上説明した如く本発明によれば、受光部のシールド効
果を充分に保ちつつ、受光部以外の素子への光照射によ
る誤動作を充分に打ち消すことができる。また本発明を
ホトカブラの受光素子として使う場合は、電気的ノイズ
ｄ　ｖ　／　ｄ　ｔが印加されても変位電流による誤動
作が防止できる。また本発明では新規な工程は何ら必要
とせず、従来の工程の組み合わせで対応できるなど種々
の利点が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例の断面図、第６図
は同実施例をフォトカブラに応用した場合の構成図、第
７図、第８図は従来装置の断面図である。１・・・半導体基体、２・・・半導体素子（ホトダイオ
ード）、３・・・半導体素子、４・・・透光性導電膜、
５゜５′・・・金属配線、６１．６２・・・絶縁膜、７
・・・遮光性膜、８・・・パシベーション、９・・・遮
光性導電膜。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光信号を電気信号に変換する受光部及び半導体素
子を有する半導体装置において、少なくとも前記受光部
が形成された半導体主表面上に絶縁膜を介して形成され
た透光性導電膜と、前記半導体素子が形成された半導体
主表面上に絶縁膜を介して形成された配線層と、この配
線層を覆って形成された絶縁膜と、この絶縁膜上の前記
受光部以外の一部または全部の半導体素子上に形成され
た遮光性膜とを具備し、前記透光性導電膜が前記半導体
装置の定電位ラインと電気的に接続されたことを特徴と
する半導体装置。
（２）前記遮光性膜上に絶縁膜を具備した事を特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置。
（３）前記遮光性膜が導電性であり、前記透光性導電膜
と同様に前記半導体装置の定電位ラインと電気的に接続
された事を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項に記載の半導体装置。
（４）前記透光性導電膜がポリシリコンであり、前記遮
光性膜がＡｌ系金属である事を特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項または第３項に記載の半導体装置
。
（５）前記半導体装置がホトカプラの受光素子を形成す
る事を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項の
いずれか一つの項記載の半導体装置。