JPS6018976A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS6018976A JPS6018976A JP58127279A JP12727983A JPS6018976A JP S6018976 A JPS6018976 A JP S6018976A JP 58127279 A JP58127279 A JP 58127279A JP 12727983 A JP12727983 A JP 12727983A JP S6018976 A JPS6018976 A JP S6018976A
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- JP
- Japan
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- film
- semiconductor
- light
- polysilicon
- shielding
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H10F55/20—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
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/30—Coatings
- H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
- H10F77/331—Coatings for devices having potential barriers for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
- H10F77/334—Coatings for devices having potential barriers for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers or cold shields for infrared detectors
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】
〔発明の技術分野〕
この発明は光結合アイソレータ等の １半導体装置に関
する。
する。
光結合アイソレータ等の光結合素子は、入力電気信号を
発光素子により光信号に変換し、この光信号を出力側の
受光素子が電気信号に変換するもので、入力電気信号と
出力電気信号とは電気的に絶縁することを目的としたデ
パイヌである。第１図の断面図にはこの光結合アイソレ
ータの代表的な構造を示し、第２図にその等価回路の一
例をパッケージの平面図に重ねて示す。
発光素子により光信号に変換し、この光信号を出力側の
受光素子が電気信号に変換するもので、入力電気信号と
出力電気信号とは電気的に絶縁することを目的としたデ
パイヌである。第１図の断面図にはこの光結合アイソレ
ータの代表的な構造を示し、第２図にその等価回路の一
例をパッケージの平面図に重ねて示す。
図において、発光素子１１および喪光素子１２はリード
１３の素子基台部上にそれぞれ相対向するように配置さ
れ光透過性絶縁樹脂１４１および光不透過性絶縁樹脂１
４２により樹脂モールドされた構造をしている。
１３の素子基台部上にそれぞれ相対向するように配置さ
れ光透過性絶縁樹脂１４１および光不透過性絶縁樹脂１
４２により樹脂モールドされた構造をしている。
ところで、第１図から類椎できるように光結合アイソレ
ータは絶縁物を挾んで電極が設けられたコンデンサの形
をしておシ、入力端子および出力端子間に同相のノイズ
が回り込んで、データ信号の正確な色違が妨害されるこ
とがしばしばあった。
ータは絶縁物を挾んで電極が設けられたコンデンサの形
をしておシ、入力端子および出力端子間に同相のノイズ
が回り込んで、データ信号の正確な色違が妨害されるこ
とがしばしばあった。
このため、従来は第２図に示すように光結合アイソレー
タの入出力端子間にノイズ吸収用のバイパスコンデンサ
Ｃを外付けすることによりノイズを低減させることがな
されていたが上記バイパスコンデンサを外付けする対策
は使用上煩雑である。
タの入出力端子間にノイズ吸収用のバイパスコンデンサ
Ｃを外付けすることによりノイズを低減させることがな
されていたが上記バイパスコンデンサを外付けする対策
は使用上煩雑である。
このような対策の他に、受光素子１２の上面に出力側の
例えば接地電源に電気的接続したＳｎＯ或いはＩｎ２Ｏ
３等いわゆるＩＴＯ膜と呼はれる十分に透明であり、且
つ導電性の高いシールド膜を被着し、受光素子１２の周
囲から回り込むノイズを上記接地電源に落とすようにす
る場合もある。
例えば接地電源に電気的接続したＳｎＯ或いはＩｎ２Ｏ
３等いわゆるＩＴＯ膜と呼はれる十分に透明であり、且
つ導電性の高いシールド膜を被着し、受光素子１２の周
囲から回り込むノイズを上記接地電源に落とすようにす
る場合もある。
しかしながら、とのＩＴＯ膜を用いる方法は、ＳｎＯ＋
ＩｎＯ２が通常の半導体プロセスにおいてはシリコン
等への汚染源となる物質であり、その汚染を防止するた
め、ＳｎＯ２膜或いはＩ ｎＯｓ膜形成工程を他の工程
とは分離するように、専用の製造装置および専用の製造
ヌペースを用意する必要があって生産性の悪いものであ
った。
ＩｎＯ２が通常の半導体プロセスにおいてはシリコン
等への汚染源となる物質であり、その汚染を防止するた
め、ＳｎＯ２膜或いはＩ ｎＯｓ膜形成工程を他の工程
とは分離するように、専用の製造装置および専用の製造
ヌペースを用意する必要があって生産性の悪いものであ
った。
この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、使用
上の煩雑さを招くことなく、周囲からのノイズを効果的
に除去でき、製造も容易に行うことのできる半＝ｑ、
（４ｉｐ； ｊｌ−＋を提供することを目的とする。
上の煩雑さを招くことなく、周囲からのノイズを効果的
に除去でき、製造も容易に行うことのできる半＝ｑ、
（４ｉｐ； ｊｌ−＋を提供することを目的とする。
すなわちこの発明に係る半導体装置では、所定の受光機
能を有するＰＮ接合部を有する半導体部を形成し、更に
この半導体部が所定の機能を果たすように半導体部上に
上部膜として例えばシリコン酸化膜等の第１絶縁膜、ポ
リシリコン配線層および第２絶縁膜を形成し、この上部
膜土に所定電位に設定されたシールド用ポリシリコン膜
を被着する。そして、さらにこのような半導体上に？ン
デイングパッド部等を含む金屑配線層を形成したもので
ある。尚、ここで上記シールド用ポリシリコンルＡＫは
、例えば半導体部に形成された接地側位源等の基準電位
源領域から、例えば上記ｉ５ リシリコン配線層或いは
金属配線部を介して所定電位を与えるようにしてもよい
し、コンタクトホールを介し直接基準電位源領域と接続
してもよく、寸だ、装置に所定電位源と接続する外部端
子を設け、この外部端子から所定電位を与えるようにし
てもよい。
能を有するＰＮ接合部を有する半導体部を形成し、更に
この半導体部が所定の機能を果たすように半導体部上に
上部膜として例えばシリコン酸化膜等の第１絶縁膜、ポ
リシリコン配線層および第２絶縁膜を形成し、この上部
膜土に所定電位に設定されたシールド用ポリシリコン膜
を被着する。そして、さらにこのような半導体上に？ン
デイングパッド部等を含む金屑配線層を形成したもので
ある。尚、ここで上記シールド用ポリシリコンルＡＫは
、例えば半導体部に形成された接地側位源等の基準電位
源領域から、例えば上記ｉ５ リシリコン配線層或いは
金属配線部を介して所定電位を与えるようにしてもよい
し、コンタクトホールを介し直接基準電位源領域と接続
してもよく、寸だ、装置に所定電位源と接続する外部端
子を設け、この外部端子から所定電位を与えるようにし
てもよい。
以下図面を参照してこの発明の一実施例につき説明する
。第３図において、半導体基板２１に不純物を選択拡散
し、受光領域２２および図示しない充電流増幅用トラン
ジヌタの各領域を形成する。次いで、この半導体基板２
ノ土にシリコン酸化膜等の第１の絶縁膜２３を形成し基
板２ノとの接続部に開口部を形成した後、半導体部分が
所定の回路機能を果たすように上記基板２ノ土に第１の
ポリシリコン膜を被着しパターニングして、半導体基板
２１の所定の領域とオーミック接触したポリシリコン配
線層２４を形成する。
。第３図において、半導体基板２１に不純物を選択拡散
し、受光領域２２および図示しない充電流増幅用トラン
ジヌタの各領域を形成する。次いで、この半導体基板２
ノ土にシリコン酸化膜等の第１の絶縁膜２３を形成し基
板２ノとの接続部に開口部を形成した後、半導体部分が
所定の回路機能を果たすように上記基板２ノ土に第１の
ポリシリコン膜を被着しパターニングして、半導体基板
２１の所定の領域とオーミック接触したポリシリコン配
線層２４を形成する。
次に、・この基板２ノ上に例えばシリコン酸化膜からな
る第２の絶縁膜２５を被着しコンタクトホールを開口す
る。
る第２の絶縁膜２５を被着しコンタクトホールを開口す
る。
その後、この半導体基板２１土にりんＰをドー７０した
膜厚が例えば３０００ Ｘ、シート抵抗がｆ’ｌｌえば
２０ ｒＶＤの第２のポリシリコン膜２６を形成し、適
宜ポンディングパッド形成予定領賊上の第２のポリシリ
コン膜２６をパターニングにより除去する。
膜厚が例えば３０００ Ｘ、シート抵抗がｆ’ｌｌえば
２０ ｒＶＤの第２のポリシリコン膜２６を形成し、適
宜ポンディングパッド形成予定領賊上の第２のポリシリ
コン膜２６をパターニングにより除去する。
ここで、この第２のポリシリコン膜２６は、シールド用
のポリシリコン膜となるもので、第２（ンＩの等価回路
で示せは出力１１１！素子（受光側素子）の最低基準電
位源（通常Ｖ」接地電位源）の端子７．９ＧＫ接続する
ポリシリコン配イψ層２４とコンタクトホール２５ｈを
介して接続させる。
のポリシリコン膜となるもので、第２（ンＩの等価回路
で示せは出力１１１！素子（受光側素子）の最低基準電
位源（通常Ｖ」接地電位源）の端子７．９ＧＫ接続する
ポリシリコン配イψ層２４とコンタクトホール２５ｈを
介して接続させる。
次いで、この基板１１土にアルミニウム等の金属膜２７
を被着しパターニングすることによす、ホンディングパ
ッド部および下層の、Ｉ？リシリコン配線層２４に接続
する金属配線部および遮光用のマスク等を形成して基本
的な受光素子を完成する。尚、上記第１および第２の絶
縁膜やポリシリコン配線層等は、半導体基板（半導休部
）２１が所定の機能を有するように形成すればよいもの
で、適宜その檜成を変更してよい。
を被着しパターニングすることによす、ホンディングパ
ッド部および下層の、Ｉ？リシリコン配線層２４に接続
する金属配線部および遮光用のマスク等を形成して基本
的な受光素子を完成する。尚、上記第１および第２の絶
縁膜やポリシリコン配線層等は、半導体基板（半導休部
）２１が所定の機能を有するように形成すればよいもの
で、適宜その檜成を変更してよい。
次いで、１対のリードフレームの一力ＫＩＪＤ等の発光
素子を、他方に上記のようにして力く成した受光素子を
それぞれマウントし、これらの素子が一定間隔離間した
状態で相対向するように固定し、光透過性絶縁樹脂で一
次封止して光路を形成し、さらにその周囲を光不透過性
ｆゼ１．縁樹脂で二次封止し、適宜仕上けを行って製品
が完成する。尚、勿論外囲器は、このような４−’Ｊ脂
モールド型のもの以外に例えばキャンシール城のもの等
を用いてよい。
素子を、他方に上記のようにして力く成した受光素子を
それぞれマウントし、これらの素子が一定間隔離間した
状態で相対向するように固定し、光透過性絶縁樹脂で一
次封止して光路を形成し、さらにその周囲を光不透過性
ｆゼ１．縁樹脂で二次封止し、適宜仕上けを行って製品
が完成する。尚、勿論外囲器は、このような４−’Ｊ脂
モールド型のもの以外に例えばキャンシール城のもの等
を用いてよい。
次に上記のようにして形成した光アイソレータと、従来
のものとのシールド効果について述べる。
のものとのシールド効果について述べる。
シールド効果評価試験回路を示す第４μＩにおいて、３
０は光結合アイソレータで、シールド膜３１を有さない
ものの、受光佃の素子の接地端子Ｇに接続された膜厚３
００人、シート抵抗５０Ω／口のＳ ｎｏ ２膜からな
るシールド膜３ノを備えたもの■、本発明による膜厚３
０００Ｘ、シート抵抗２０Ω／口のポリシリコン層から
なるシールド膜３ノを（、Ｍえたもの■の３種について
次の評価状、験を行った。
０は光結合アイソレータで、シールド膜３１を有さない
ものの、受光佃の素子の接地端子Ｇに接続された膜厚３
００人、シート抵抗５０Ω／口のＳ ｎｏ ２膜からな
るシールド膜３ノを備えたもの■、本発明による膜厚３
０００Ｘ、シート抵抗２０Ω／口のポリシリコン層から
なるシールド膜３ノを（、Ｍえたもの■の３種について
次の評価状、験を行った。
まず、出力側のフォトダイオードのカソードとなる電源
端子Ｖｃｃに正電源を接続し第５図の波形図に示すよう
にＬＥＤ ３２側の入力アノードＡおよびカソードに間
に入力電流ＩＩＮを流し、フォトトランジスタ３３をオ
ン状態に設定する。
端子Ｖｃｃに正電源を接続し第５図の波形図に示すよう
にＬＥＤ ３２側の入力アノードＡおよびカソードに間
に入力電流ＩＩＮを流し、フォトトランジスタ３３をオ
ン状態に設定する。
このとき、フォトトランジスタ３３のコレクタ端子ｖＯ
から接地端子Ｇへは出力電流ｌ０ＵＴが流れコレクタ端
電圧Ｖｏは下がった状態となる。
から接地端子Ｇへは出力電流ｌ０ＵＴが流れコレクタ端
電圧Ｖｏは下がった状態となる。
この状態を保ちながら、カソードにと接地端子０間にあ
る電圧勾配（電圧／時間）を有する電圧ｖＮを印加する
。ここで、この電圧ｖＮの電圧勾配を大きくしてゆくと
７オトトランノヌタ３３が第５図のａで示すように誤動
作する。この誤動作は、出力のフォトトランジスタ３３
をオフ状態に設定した場合でも同様に生じ、光結合アイ
ソレータのシールド状態が悪い程、低いへ正勾配でも生
じる。
る電圧勾配（電圧／時間）を有する電圧ｖＮを印加する
。ここで、この電圧ｖＮの電圧勾配を大きくしてゆくと
７オトトランノヌタ３３が第５図のａで示すように誤動
作する。この誤動作は、出力のフォトトランジスタ３３
をオフ状態に設定した場合でも同様に生じ、光結合アイ
ソレータのシールド状態が悪い程、低いへ正勾配でも生
じる。
表１には上記３種の光結合アイソレークが誤動作を開始
する電圧勾配（ｖ／／／ｊｓ）を示す。
する電圧勾配（ｖ／／／ｊｓ）を示す。
また、表２には波長９４０ｎｍ、および波長７００ｎｍ
の光に対する膜厚３００ＸのＳ ｎＯ２Ｐ＋Ｑおよび膜
厚３０００Ｘのポリシリコン膜それぞれの透過率を示す
。尚、通常光結合アイソレータの発光素子としては発光
波長が９４Ｏｒ＋ｍのＧａＡｓＬＥＤ 、高速応答の要
求されるものでは発光波長が７００ｎｍのＧａＡｓＰ
ＬＥＤが使用されている。
の光に対する膜厚３００ＸのＳ ｎＯ２Ｐ＋Ｑおよび膜
厚３０００Ｘのポリシリコン膜それぞれの透過率を示す
。尚、通常光結合アイソレータの発光素子としては発光
波長が９４Ｏｒ＋ｍのＧａＡｓＬＥＤ 、高速応答の要
求されるものでは発光波長が７００ｎｍのＧａＡｓＰ
ＬＥＤが使用されている。
＜ｆ４２＞
表１および表２から明らかなように、本発明によるポリ
シリコン膜からなるシールド膜を出力側の半導体チップ
に設けたものは、シールド膜のないものおよびＳｎ０２
ｆｌｕ Ｋよるシールド膜を有する従来のものに比べ
、同相ノイズに対する高いシールド効果を有している。
シリコン膜からなるシールド膜を出力側の半導体チップ
に設けたものは、シールド膜のないものおよびＳｎ０２
ｆｌｕ Ｋよるシールド膜を有する従来のものに比べ
、同相ノイズに対する高いシールド効果を有している。
加えて、ポリシリコン膜はＳ ｎＯ２膜に比べ通常のデ
ータ信号伝達用のＬＥＤの光に対して高い透過率を有し
１、シールド用のポリシリコン膜による受光感度の低下
を招く恐れもない。
ータ信号伝達用のＬＥＤの光に対して高い透過率を有し
１、シールド用のポリシリコン膜による受光感度の低下
を招く恐れもない。
また、ポリシリコンは、一般の半導体装置の配線一層と
して使用されでいるように、半導体ゾロセヌで多用され
ているもので、特にポリシリコン膜形成のために専用の
装置およびヌベーヌを用意する必要もない。従って、本
発明によるシールド用ポリシリコン膜を有する半導体素
子の形成は非常に容易々ものである。
して使用されでいるように、半導体ゾロセヌで多用され
ているもので、特にポリシリコン膜形成のために専用の
装置およびヌベーヌを用意する必要もない。従って、本
発明によるシールド用ポリシリコン膜を有する半導体素
子の形成は非常に容易々ものである。
尚、上記実施例では装置が光結合アイソレータである場
合につき述べたが、本発明は光結合素子に限らず、周囲
からのノイズの回り込みの問題となる受光機能を有する
装置であれは、例えばフォトトランジスタ等の他の装置
６にも適用できる。また所定電位に設定された外部瑞子
からシールド用ポリシリコン膜へ電位を与えるようにし
てもよい。
合につき述べたが、本発明は光結合素子に限らず、周囲
からのノイズの回り込みの問題となる受光機能を有する
装置であれは、例えばフォトトランジスタ等の他の装置
６にも適用できる。また所定電位に設定された外部瑞子
からシールド用ポリシリコン膜へ電位を与えるようにし
てもよい。
以上のようにこの発明によれば、周囲からのノイズを効
果的に低減され製造も容易に行うことのできる高い生産
性を有する半導体Ｆ−ｎ’ｉ゛を提供することができる
。
果的に低減され製造も容易に行うことのできる高い生産
性を有する半導体Ｆ−ｎ’ｉ゛を提供することができる
。
第１図は光結合アイソレータのむ・Ｖ造を示す断面図、
第２図はその等価回路図、第３図はこの発明の〜実施例
に係る半導体装置の摺成を示す断面図、第４図はシール
ド効果計測試験回路を分波形を示す図である。 ２１・・・半導体基板、２２・・・受光領域、２３・・
・第１の絶縁ＢＬ２４・・・ポリシリコン配線層、２５
・・？Ｒ２の絶１陣膜、２６・・・冑）２のポリシリコ
ン脱、２７・・・金属Ｈ々。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第３図 第４図 、２３１ − ＶＮ − 第５図
第２図はその等価回路図、第３図はこの発明の〜実施例
に係る半導体装置の摺成を示す断面図、第４図はシール
ド効果計測試験回路を分波形を示す図である。 ２１・・・半導体基板、２２・・・受光領域、２３・・
・第１の絶縁ＢＬ２４・・・ポリシリコン配線層、２５
・・？Ｒ２の絶１陣膜、２６・・・冑）２のポリシリコ
ン脱、２７・・・金属Ｈ々。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第３図 第４図 、２３１ − ＶＮ − 第５図
Claims (3)
- （１）所定の受光機能を有するＰＮ接合部を備えた半導
体部と、この半導体部の上記ＰＮ接合部を覆って設けら
れ所定の電位を与えられるシールド用ポリシリコン膜と
を具備することを特徴とする半導体装置。 - （２）上記所定の電位は上記半導体部の基準電位源領域
から与えられていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の半導体装置。 - （３）上記シールド用ポリシリコン膜は上記半導体部表
面とは上部膜を介し分離されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127279A JPS6018976A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127279A JPS6018976A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6018976A true JPS6018976A (ja) | 1985-01-31 |
Family
ID=14956043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58127279A Pending JPS6018976A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6018976A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1146568A3 (en) * | 2000-04-12 | 2003-10-08 | Infineon Technologies North America Corp. | Electrically-conductive grid shield for semiconductors |
| JP2015056651A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 株式会社東芝 | 受光素子と光結合型絶縁装置 |
-
1983
- 1983-07-13 JP JP58127279A patent/JPS6018976A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1146568A3 (en) * | 2000-04-12 | 2003-10-08 | Infineon Technologies North America Corp. | Electrically-conductive grid shield for semiconductors |
| JP2015056651A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 株式会社東芝 | 受光素子と光結合型絶縁装置 |
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