JPH0221671A - 光結合素子 - Google Patents
光結合素子Info
- Publication number
- JPH0221671A JPH0221671A JP63171358A JP17135888A JPH0221671A JP H0221671 A JPH0221671 A JP H0221671A JP 63171358 A JP63171358 A JP 63171358A JP 17135888 A JP17135888 A JP 17135888A JP H0221671 A JPH0221671 A JP H0221671A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- emitting element
- light emitting
- layer
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
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】
〔（既 要〕
光結合素子の新規な構成に関し、
高密度に構成することを目的とし、
化合物半導体からなる発光素子上に透光絶縁膜を介し、
アモルファスシリコンからなる受光素子を積層して三次
元的に構成する。
アモルファスシリコンからなる受光素子を積層して三次
元的に構成する。
本発明は光結合素子の新規な構成に関する。
光結合素子（ホトカプラー； ｐｈｏｔｏ ｃｏｕｐｌ
ｅｒ）とは発光素子と受光素子を組み合わせて一体化し
たもので、オプトアイソレータとして回路間を光信号で
伝送して電気的アイソレーションをおこなう素子として
急成長してきた回路素子である。
ｅｒ）とは発光素子と受光素子を組み合わせて一体化し
たもので、オプトアイソレータとして回路間を光信号で
伝送して電気的アイソレーションをおこなう素子として
急成長してきた回路素子である。
このような光結合素子はＩＣ内に組み込むために、出来
るだけ高密度な構造が望まれている。
るだけ高密度な構造が望まれている。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕最近、Ｉ
Ｃの高集積化・微細化に伴って、素子内の配線が微細に
なって配線抵抗が増大し、そのための信号の遅延が問題
となりつつある。また、高集積化・微細化によって信号
量も小さくなってきたため、素子の入力端、出力端より
混入するノイズに対するマージンも小さくなってきた。
Ｃの高集積化・微細化に伴って、素子内の配線が微細に
なって配線抵抗が増大し、そのための信号の遅延が問題
となりつつある。また、高集積化・微細化によって信号
量も小さくなってきたため、素子の入力端、出力端より
混入するノイズに対するマージンも小さくなってきた。
即ち、微細化によって電圧、電流の信号が小さくなるが
、一方の熱ノイズの大きさは不変であり、そのためにマ
ージンが小さくなってくる。
、一方の熱ノイズの大きさは不変であり、そのためにマ
ージンが小さくなってくる。
従って、これらの問題を軽減させるためには、光結合素
子を高密度に形成することが必要であるが、従来の光結
合素子は発光部と受光部とを別々に作成してハイブリッ
ド的に組み立てる方式が採られていた。また、モノリシ
ック的に形成する方式では、発光部と受光部とを同一平
面内で二次元的に配置している（特願昭５８−１０１，
１７６号、特願昭６０−１８２７７９号参照）。そのた
め、広い容積や面積が必要になって、ＩＣ内部に高密度
に組み込むことが難しいと云う問題があった。
子を高密度に形成することが必要であるが、従来の光結
合素子は発光部と受光部とを別々に作成してハイブリッ
ド的に組み立てる方式が採られていた。また、モノリシ
ック的に形成する方式では、発光部と受光部とを同一平
面内で二次元的に配置している（特願昭５８−１０１，
１７６号、特願昭６０−１８２７７９号参照）。そのた
め、広い容積や面積が必要になって、ＩＣ内部に高密度
に組み込むことが難しいと云う問題があった。
本発明はこのような問題点を軽減させて、高密度に構成
することを目的とした光結合素子を提案するものである
。
することを目的とした光結合素子を提案するものである
。
その課題は、第１図に示す原理図のように、化合物半導
体からなる発光素子１０の上に透光絶縁膜２０を介して
、アモルファスシリコンからなる受光素子３０を積層し
て三次元的に構成した光結合素子によって解決される。
体からなる発光素子１０の上に透光絶縁膜２０を介して
、アモルファスシリコンからなる受光素子３０を積層し
て三次元的に構成した光結合素子によって解決される。
即ち、本発明は、ＩＣ基板上において縦方向に光信号の
伝達をおこない、且つ、発光素子には発光効率の良い化
合物半導体のへテロ接合を利用し、受光素子には受光効
率の良いアモルファスシリコンを用いる。
伝達をおこない、且つ、発光素子には発光効率の良い化
合物半導体のへテロ接合を利用し、受光素子には受光効
率の良いアモルファスシリコンを用いる。
そうすれば、光結合素子の高密度化によってＩＣ内の信
号線の抵抗も減少し、光結合素子内の光信号の伝達性も
良くなってノイズマージンも改善される。
号線の抵抗も減少し、光結合素子内の光信号の伝達性も
良くなってノイズマージンも改善される。
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第２図は本発明にかかる光結合素子の等価回路図を示し
ており、Ｌは発光素子、Ｐは受光素子。
ており、Ｌは発光素子、Ｐは受光素子。
Ｒ，、Ｒ２は抵抗、 Ｉｎは入力信号、 Ｏｕｔは出力
信号であり、この記号は第１図の原理図にも記載してい
る。
信号であり、この記号は第１図の原理図にも記載してい
る。
第３図は本発明にかかる実施例の断面図を示しており、
１０は発光素子、３０は受光素子で、その間に５ｉ０２
（酸化シリコン）膜からなる透光絶縁膜２０を介在
させているが、発光素子１０はｎ −ＧａＡｓ基板１１
． ｎ−ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ層１２ （ｘ＝０．３
．膜厚０．５μｍ） 、 ｐ−ＡｌｘＧａ＋−ｘ＾Ｓ
層１３ （ｘ＝０．３．膜厚０．５ μｍ） 。
１０は発光素子、３０は受光素子で、その間に５ｉ０２
（酸化シリコン）膜からなる透光絶縁膜２０を介在
させているが、発光素子１０はｎ −ＧａＡｓ基板１１
． ｎ−ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ層１２ （ｘ＝０．３
．膜厚０．５μｍ） 、 ｐ−ＡｌｘＧａ＋−ｘ＾Ｓ
層１３ （ｘ＝０．３．膜厚０．５ μｍ） 。
ｐ −ＧａＡｓ層１４ （膜厚０．２５ 、ｕ ｍ）
、 ＡｕＣｒ電極１５（上部電極）から構成されており
、この発光素子１０はｎ−ＧａＡｓ基板１１上にＭＯＣ
ＶＤ、法によッテ各層を成長し、更にパターンニングし
た後、上部電極を形成したもので、ｎ −ＧａＡｓ基板
１１が下部電極となっている。
、 ＡｕＣｒ電極１５（上部電極）から構成されており
、この発光素子１０はｎ−ＧａＡｓ基板１１上にＭＯＣ
ＶＤ、法によッテ各層を成長し、更にパターンニングし
た後、上部電極を形成したもので、ｎ −ＧａＡｓ基板
１１が下部電極となっている。
この発光素子１０上に基板全面に亙って５ｉ０２膜２０
（膜厚１μｍ）からなる透光絶縁膜を被覆する。
（膜厚１μｍ）からなる透光絶縁膜を被覆する。
その上に配置する受光素子３０は発光素子からの発光を
邪魔しない位置に設けたＡＩ （アルミニウム）からな
る下部電極３Ｌ ｐ ａｓｘ層３２（膜厚０．１μ
ｍ）＋真性ａＳｉ層３３（膜厚１μｍ） 、 ｎ−ａ
ｓｉ層３４（膜Ｊ！Ｊ、 ０．１μｍ） 、＾ｌからな
る上部電極３５を積層して構成し、これらの各層はプラ
ズマＣＶＤ法によって形成する。
邪魔しない位置に設けたＡＩ （アルミニウム）からな
る下部電極３Ｌ ｐ ａｓｘ層３２（膜厚０．１μ
ｍ）＋真性ａＳｉ層３３（膜厚１μｍ） 、 ｎ−ａ
ｓｉ層３４（膜Ｊ！Ｊ、 ０．１μｍ） 、＾ｌからな
る上部電極３５を積層して構成し、これらの各層はプラ
ズマＣＶＤ法によって形成する。
このように発光、受光画素子を極めて近接して縦方向に
積層すると、光信号の伝達特性が非常に改善される。且
つ、このように高密度化した光結合素子をＩＣに組み込
めば、信号線も低抵抗化して信号の遅延も減少する。
積層すると、光信号の伝達特性が非常に改善される。且
つ、このように高密度化した光結合素子をＩＣに組み込
めば、信号線も低抵抗化して信号の遅延も減少する。
上記の実施例は発光素子をＡＩＧａＡｓＪｉｆｆで接合
を形成した例であるが、その他の■−■族化合物半導体
、例えば、ＧａＡｓ層で形成しても良く、また、■−Ｖ
ｌ族化合物半導体、例えば、Ｚｎ５ｅやＺｎＳで発光素
子を形成しても発光効率の良い素子が得られる。
を形成した例であるが、その他の■−■族化合物半導体
、例えば、ＧａＡｓ層で形成しても良く、また、■−Ｖ
ｌ族化合物半導体、例えば、Ｚｎ５ｅやＺｎＳで発光素
子を形成しても発光効率の良い素子が得られる。
また、アモルファスシリコン（ａＳｉ）は可視光に対す
る吸収係数が単結晶シリコンよりほぼ１損程度大きく、
又、光学的バンドギャップが１．７〜１゜８ ｅＶで、
可視光域に吸収のピークをもっていて、光電変換効率が
爪光的に高く、且つ、そのうちの水素化アモルファスシ
リコン（ａＳｉ ； Ｈ）膜は局在準位密度が小さく、
−層良好な光導電性を示す性質があるため、最近はこの
水素化アモルファスシリコン膜が主として使用されてお
り、上記のａＳｉ層３２．３３．３４もそのようなａＳ
ｉ；Ｈ膜で構成したものである。
る吸収係数が単結晶シリコンよりほぼ１損程度大きく、
又、光学的バンドギャップが１．７〜１゜８ ｅＶで、
可視光域に吸収のピークをもっていて、光電変換効率が
爪光的に高く、且つ、そのうちの水素化アモルファスシ
リコン（ａＳｉ ； Ｈ）膜は局在準位密度が小さく、
−層良好な光導電性を示す性質があるため、最近はこの
水素化アモルファスシリコン膜が主として使用されてお
り、上記のａＳｉ層３２．３３．３４もそのようなａＳ
ｉ；Ｈ膜で構成したものである。
これらを組合せることによって高密度化した光信号の伝
達特性の良い光結合素子が得られるものである。
達特性の良い光結合素子が得られるものである。
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる光結合
素子は立体的に構成した高密度素子であり、このような
光結合素子をＩＣに組み込めば信号の遅延も軽減され、
ノイズマージンも改善されて、ＩＣの性能向上に大きく
寄与するものである。
素子は立体的に構成した高密度素子であり、このような
光結合素子をＩＣに組み込めば信号の遅延も軽減され、
ノイズマージンも改善されて、ＩＣの性能向上に大きく
寄与するものである。
Ｉ２はｎ −八ＩＸＧＩＩＩ−ＸＡＳ 層、１３ばｐ
−八１ｘＧａｌ−ｘＡｓ 層、１４は ｐ −Ｇ
ａＡｓ層、 １５はへｕＣｒ電極（上部電極）、 ３１はへ１下部電極、 ３２はｐ−ａｓｉ層、３３
は真性ａＳｉ層、 ３４はｎ−ａｓｉ層、３５はＡ
Ｉ上部電極 を示している。
−八１ｘＧａｌ−ｘＡｓ 層、１４は ｐ −Ｇ
ａＡｓ層、 １５はへｕＣｒ電極（上部電極）、 ３１はへ１下部電極、 ３２はｐ−ａｓｉ層、３３
は真性ａＳｉ層、 ３４はｎ−ａｓｉ層、３５はＡ
Ｉ上部電極 を示している。
第１図は原理図、
第２図は等価回路図、
第３図は実施例図である。
図において、
１０は発光素子、
２０は透光絶縁膜（Ｓｉ０２膜）、
３０は受光素子、
１１はｎ−ＧａＡｓ基板（下部電極）、第１図
等価回路図
第２図
Claims (1)
- 化合物半導体からなる発光素子上に透光絶縁膜を介し、
アモルファスシリコンからなる受光素子を積層して三次
元的に構成したことを特徴とする光結合素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63171358A JPH0221671A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 光結合素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63171358A JPH0221671A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 光結合素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221671A true JPH0221671A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15921706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63171358A Pending JPH0221671A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 光結合素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0221671A (ja) |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP63171358A patent/JPH0221671A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0081827B1 (en) | Semiconductor optical logic device | |
| JP3244205B2 (ja) | 半導体装置 | |
| US6448614B2 (en) | Circuit-incorporating photosensitive device | |
| JPH01175775A (ja) | 光駆動ｍｏｓ型半導体装置 | |
| JPH0221671A (ja) | 光結合素子 | |
| JP2005268238A (ja) | 裏面照射型固体撮像装置及びその製造方法 | |
| JPS6393174A (ja) | フオトダイオ−ド | |
| JPS5893268A (ja) | 光結合集積回路 | |
| JPH04323879A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPS60182779A (ja) | フオトカプラ | |
| JP2001352093A (ja) | 半導体受光装置 | |
| CN113113838B (zh) | 集成激光器件及其制备方法 | |
| JPS5929471A (ja) | 薄膜光導波路用基板 | |
| JP2850766B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0394478A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2778956B2 (ja) | カプラ | |
| JPH05145051A (ja) | 光半導体装置 | |
| JP2002124661A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2009188171A (ja) | 半導体受光素子およびその製造方法ならびに光通信装置 | |
| JP2026002745A (ja) | 光結合シングルチップの構造及びその製造方法 | |
| JPH03101173A (ja) | フオトカプラー | |
| JP3003908B2 (ja) | 光結合半導体リレー | |
| JPH0368177A (ja) | 薄膜フォトカプラ | |
| JPH098265A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2017034022A (ja) | 面型光検出器 |