JPH0575159A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
- Publication number
- JPH0575159A JPH0575159A JP23753991A JP23753991A JPH0575159A JP H0575159 A JPH0575159 A JP H0575159A JP 23753991 A JP23753991 A JP 23753991A JP 23753991 A JP23753991 A JP 23753991A JP H0575159 A JPH0575159 A JP H0575159A
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- JP
- Japan
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- area
- emitter
- semiconductor device
- light
- optical semiconductor
- Prior art date
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- Pending
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、残留抵抗効果及びエミッタ周
辺の電流集中効果によるトランジスタ特性の悪化を防止
し、かつチップサイズの小さな光半導体装置を提供する
ことである。 【構成】本発明の光半導体装置は、エミッタ領域部に接
続するように形成された電極の少なくとも一部に、光の
入射窓を有していることを特徴としている。このような
構造にすることにより、トランジスタ領域のｐｎ接合部
で光電流を発生させ、フォトトランジスタとして動作さ
せることができる。 【効果】このような光半導体装置は、残留抵抗効果及び
電流集中効果によるトランジスタの特性悪化を防止し、
かつチップサイズの小さな光半導体装置を提供すること
ができる。
辺の電流集中効果によるトランジスタ特性の悪化を防止
し、かつチップサイズの小さな光半導体装置を提供する
ことである。 【構成】本発明の光半導体装置は、エミッタ領域部に接
続するように形成された電極の少なくとも一部に、光の
入射窓を有していることを特徴としている。このような
構造にすることにより、トランジスタ領域のｐｎ接合部
で光電流を発生させ、フォトトランジスタとして動作さ
せることができる。 【効果】このような光半導体装置は、残留抵抗効果及び
電流集中効果によるトランジスタの特性悪化を防止し、
かつチップサイズの小さな光半導体装置を提供すること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光半導体装置に関し、
特にバイポーラトランジスタ型の光半導体装置に関す
る。
特にバイポーラトランジスタ型の光半導体装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の光半導体装置、特にバイポーラト
ランジスタ型光半導体装置は、図３（ａ）に示す構造と
なっていた。図３（ａ）に示す例はＮＰＮ型フォトトラ
ンジスタの例であり、コレクタ領域を形成する半導体層
３１上に、ベース領域を形成する半導体層３２が形成さ
れ、そのベース領域の一部にエミッタ領域を形成する半
導体層３３が形成されている。そして、エミッタ領域を
形成する半導体層３３上には電極３４がエミッタ領域を
覆いつくすように形成されている。すなわち、図３
（ａ）中、領域Ｂのトランジスタ構造部のＰＮ接合は電
極で覆いつくされており、直接光３７を受けない構造と
なっている。一方、ベース領域を延長したＰＮ接合部、
すなわち図３（ａ）中領域Ａにダイオードが形成され、
光３７はこの部分で吸収され、光電変換が行なわれてい
る。尚、図中３５，３６は各々裏面電極，表面保護膜を
示す。
ランジスタ型光半導体装置は、図３（ａ）に示す構造と
なっていた。図３（ａ）に示す例はＮＰＮ型フォトトラ
ンジスタの例であり、コレクタ領域を形成する半導体層
３１上に、ベース領域を形成する半導体層３２が形成さ
れ、そのベース領域の一部にエミッタ領域を形成する半
導体層３３が形成されている。そして、エミッタ領域を
形成する半導体層３３上には電極３４がエミッタ領域を
覆いつくすように形成されている。すなわち、図３
（ａ）中、領域Ｂのトランジスタ構造部のＰＮ接合は電
極で覆いつくされており、直接光３７を受けない構造と
なっている。一方、ベース領域を延長したＰＮ接合部、
すなわち図３（ａ）中領域Ａにダイオードが形成され、
光３７はこの部分で吸収され、光電変換が行なわれてい
る。尚、図中３５，３６は各々裏面電極，表面保護膜を
示す。
【０００３】図３（ｂ）は、上記に説明した従来の光半
導体装置の動作状態を示す図である。すなわち領域Ａの
ダイオード部に入射した光３７によって発生した光電流
３８が、領域Ｂのトランジスタのベース部に注入され、
フォトトランジスタとして動作する。
導体装置の動作状態を示す図である。すなわち領域Ａの
ダイオード部に入射した光３７によって発生した光電流
３８が、領域Ｂのトランジスタのベース部に注入され、
フォトトランジスタとして動作する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来の光半導体は
次に示すような問題点があった。光半導体装置は一般に
光の量子効率を確保するため、一般にコレクタ領域の半
導体層厚が厚く、また比抵抗が高い構造となっている。
このためコレクタ電流が残留抵抗効果で飽和しやすい。
この問題点を回避するには、エミッタ面積を大きくする
必要があり、チップ面積が大きくなり、結果として高コ
ストになりやすい問題点があった。また一方、図３
（ｂ）に示すようにベース領域部の抵抗Ｒによりコレク
タ電流は、エミッタ周辺部３９に集中しやすく、トラン
ジスタの特性を悪化させる問題点もあった。
次に示すような問題点があった。光半導体装置は一般に
光の量子効率を確保するため、一般にコレクタ領域の半
導体層厚が厚く、また比抵抗が高い構造となっている。
このためコレクタ電流が残留抵抗効果で飽和しやすい。
この問題点を回避するには、エミッタ面積を大きくする
必要があり、チップ面積が大きくなり、結果として高コ
ストになりやすい問題点があった。また一方、図３
（ｂ）に示すようにベース領域部の抵抗Ｒによりコレク
タ電流は、エミッタ周辺部３９に集中しやすく、トラン
ジスタの特性を悪化させる問題点もあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光半導体装置
は、バイポーラ型トランジスタのエミッタ領域部に接続
するように形成された電極の少なくとも一部に光の入射
窓を有している。
は、バイポーラ型トランジスタのエミッタ領域部に接続
するように形成された電極の少なくとも一部に光の入射
窓を有している。
【０００６】
【実施例】次に本発明の光半導体装置について図面を参
照して説明する。図１（ａ）は本発明の光半導体装置の
一実施例の構造を示す図である。コレクタ領域を形成す
るＮ型半導体層１１上にベース領域を形成するＰ型半導
体層１２が形成され、さらにこのベース領域を形成する
半導体層上にエミッタ領域を形成するＮ型半導体層１３
が形成されている。このエミッタ領域を形成する半導体
層１３上に電極１４が形成され、同時にこのエミッタ領
域上に電極のない領域が光の入射窓１５として形成され
る。尚図中１６，１７，１８は各々裏面電極と表面保護
膜、及び入射光である。
照して説明する。図１（ａ）は本発明の光半導体装置の
一実施例の構造を示す図である。コレクタ領域を形成す
るＮ型半導体層１１上にベース領域を形成するＰ型半導
体層１２が形成され、さらにこのベース領域を形成する
半導体層上にエミッタ領域を形成するＮ型半導体層１３
が形成されている。このエミッタ領域を形成する半導体
層１３上に電極１４が形成され、同時にこのエミッタ領
域上に電極のない領域が光の入射窓１５として形成され
る。尚図中１６，１７，１８は各々裏面電極と表面保護
膜、及び入射光である。
【０００７】次に図１（ｂ）を用いて本発明の光半導体
装置の動作を説明する。光の入射窓１５から入射した光
１８は、トランジスタのｐｎ接合部で吸収され、光電流
１９としてトランジスタのベース部１２に注入される。
この結果トランジスタにコレクタ電流が流れる。
装置の動作を説明する。光の入射窓１５から入射した光
１８は、トランジスタのｐｎ接合部で吸収され、光電流
１９としてトランジスタのベース部１２に注入される。
この結果トランジスタにコレクタ電流が流れる。
【０００８】このような構造にすると、大きくしたエミ
ッタ領域がそのまま光の吸収領域として活用でき、結果
としてチップ面積が小さくても良好なトランジスタ特性
を得ることができる。
ッタ領域がそのまま光の吸収領域として活用でき、結果
としてチップ面積が小さくても良好なトランジスタ特性
を得ることができる。
【０００９】また、光電流は主にコレクタ領域１１から
ベース領域１２に供給されるので、図１（ｂ）に示すベ
ース抵抗Ｒの影響は受けない。光１８が、エミッタ領域
に一様に入射されれば、エミッタ領域全域に亘って一様
にコレクタ電流が流れる。すなわち、従来の光半導体装
置で発生していたベース抵抗によるコレクタ電流のエミ
ッタ周辺への集中によるトランジスタ効率の低下は発生
しない。具体的には、従来の半導体装置ではエミッタ幅
は２０μｍ〜３０μｍ程度以下にして電流集中効果を防
止する必要があったのに対し、本発明の光半導体装置で
はエミッタ幅を１００μｍ以上にしても、光の入射領域
を広くしてあれば本質的に電流集中が生じない。したが
って電流集中によるトランジスタ特性の悪化も防止でき
る。
ベース領域１２に供給されるので、図１（ｂ）に示すベ
ース抵抗Ｒの影響は受けない。光１８が、エミッタ領域
に一様に入射されれば、エミッタ領域全域に亘って一様
にコレクタ電流が流れる。すなわち、従来の光半導体装
置で発生していたベース抵抗によるコレクタ電流のエミ
ッタ周辺への集中によるトランジスタ効率の低下は発生
しない。具体的には、従来の半導体装置ではエミッタ幅
は２０μｍ〜３０μｍ程度以下にして電流集中効果を防
止する必要があったのに対し、本発明の光半導体装置で
はエミッタ幅を１００μｍ以上にしても、光の入射領域
を広くしてあれば本質的に電流集中が生じない。したが
って電流集中によるトランジスタ特性の悪化も防止でき
る。
【００１０】尚ＰＮＰ型のフォトトランジスタの場合も
上記と同様の効果を得ることができる。
上記と同様の効果を得ることができる。
【００１１】図２は本発明の第２の実施例の構造を示す
図である。ここで２１，２２，２３は各々コレクタ，ベ
ース，エミッタ領域を示す半導体層であり、２５は光の
入射窓である。この構造においては図中領域Ａに入射し
た光２８ａは、領域Ａに形成されているダイオード部で
吸収され、光電流としてトランジスタのベース２２に供
給される。また、領域Ｂのトランジスタ部に入射した光
２８ｂはトランジスタ部のｐｎ接合部で吸収され、同様
にベース領域２２に供給され、増幅される。このように
本発明の第２の実施例の場合も第１の実施例の場合と同
様に、入射窓２５から入射した光は有効にベース電流と
なり、第１の実施例の場合と同様の効果が得られる。
図である。ここで２１，２２，２３は各々コレクタ，ベ
ース，エミッタ領域を示す半導体層であり、２５は光の
入射窓である。この構造においては図中領域Ａに入射し
た光２８ａは、領域Ａに形成されているダイオード部で
吸収され、光電流としてトランジスタのベース２２に供
給される。また、領域Ｂのトランジスタ部に入射した光
２８ｂはトランジスタ部のｐｎ接合部で吸収され、同様
にベース領域２２に供給され、増幅される。このように
本発明の第２の実施例の場合も第１の実施例の場合と同
様に、入射窓２５から入射した光は有効にベース電流と
なり、第１の実施例の場合と同様の効果が得られる。
【００１２】またこれらの光半導体装置はフォトカプラ
やフォトインタラプタ等の複合型光半導体装置の受光素
子として利用することができる。
やフォトインタラプタ等の複合型光半導体装置の受光素
子として利用することができる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の光半導体装
置は、バイポーラ型トランジスタのエミッタ領域部に接
続するように形成された電極の少なくとも一部に光の入
射窓を有した構造をしている。
置は、バイポーラ型トランジスタのエミッタ領域部に接
続するように形成された電極の少なくとも一部に光の入
射窓を有した構造をしている。
【００１４】このような構造にしたので、トランジスタ
領域部に入射された光も有効に吸収され、光電流として
ベースに注入される。このためチップサイズを小さくし
ても良好な特性が得られる効果がある。また、光電流
は、コレクタ領域部から直接ベース領域に注入されるの
で、ベース抵抗の影響を受けなく、エミッタ周辺での電
流集中効果によるトランジスタ特性の悪化が生じない効
果も有する。
領域部に入射された光も有効に吸収され、光電流として
ベースに注入される。このためチップサイズを小さくし
ても良好な特性が得られる効果がある。また、光電流
は、コレクタ領域部から直接ベース領域に注入されるの
で、ベース抵抗の影響を受けなく、エミッタ周辺での電
流集中効果によるトランジスタ特性の悪化が生じない効
果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施例の光半導体装置の構
造を示す図、（ｂ）は本発明の光半導体装置の動作を説
明する図。
造を示す図、（ｂ）は本発明の光半導体装置の動作を説
明する図。
【図２】本発明の第２の実施例の光半導体装置の構造を
示す図。
示す図。
【図３】（ａ）は従来の光半導体装置の構造を示す図、
（ｂ）は従来の光半導体装置の動作を説明する図。
（ｂ）は従来の光半導体装置の動作を説明する図。
１１，２１，３１ コレクタ領域を形成する半導体層 １２，２２，３２ ベース領域を形成する半導体層 １３，２３，３３ エミッタ領域を形成する半導体層 １４，２４，３４ 電極 １５，２５ 光の入射窓 １６，２６，３５ 裏面電極 １７，２７，３６ 表面保護膜 １８，３７ 光 ２８ａ ダイオード部に入射する光 ２８ｂ トランジスタ部に入射する光 １９，３８ 光電流 ３９ エミッタ周辺の電流集中領域
Claims (2)
- 【請求項１】 ＮＰＮまたはＰＮＰ型のバイポーラトラ
ンジスタを有する半導体装置において、該パイポーラト
ランジスタのエミッタ領域部に接続して形成された電極
の少なくとも一部に光入射窓を有することを特徴とする
光半導体装置。 - 【請求項２】 発光素子と受光素子が同一パッケージ内
に内蔵されたフォトカプラまたはフォトインタラプタ型
光半導体装置において、受光素子が請求項１に該当する
光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23753991A JPH0575159A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23753991A JPH0575159A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0575159A true JPH0575159A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=17016836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23753991A Pending JPH0575159A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0575159A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011059115A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | National Central Univ | 生体分子を測定するための蛍光検出システム、方法、およびデバイス |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4942294A (ja) * | 1972-03-03 | 1974-04-20 | ||
| JPS5994476A (ja) * | 1983-10-03 | 1984-05-31 | Sharp Corp | 光結合半導体装置 |
-
1991
- 1991-09-18 JP JP23753991A patent/JPH0575159A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4942294A (ja) * | 1972-03-03 | 1974-04-20 | ||
| JPS5994476A (ja) * | 1983-10-03 | 1984-05-31 | Sharp Corp | 光結合半導体装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011059115A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | National Central Univ | 生体分子を測定するための蛍光検出システム、方法、およびデバイス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980324 |