JPS6158281A - ホトカプラ - Google Patents
ホトカプラInfo
- Publication number
- JPS6158281A JPS6158281A JP59182084A JP18208484A JPS6158281A JP S6158281 A JPS6158281 A JP S6158281A JP 59182084 A JP59182084 A JP 59182084A JP 18208484 A JP18208484 A JP 18208484A JP S6158281 A JPS6158281 A JP S6158281A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- chip
- photodiode
- photo diode
- epitaxial layer
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/22—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes
- H10F30/221—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier being a PN homojunction
Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (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】
く技術分野〉
本発明は特に高速応答を要求されるホトカプラの受光チ
ップの構造の改良に関するものである。
ップの構造の改良に関するものである。
〈従来技術〉
従来、ホトカプラは発光素子と受光素子の組み合わせに
よって構成され、パルストランスに替わる信号インター
フェイス用の素子として発展してきた。又、近年のマイ
コンの普及によりその用途は拡大し、高速応答、低電流
、駆動の機能が要求されている〇 一般にホトカプラにおける受光素子の光電流はＤｒｉｆ
ｔ成分とＤｉｆｕｓｉｏｎ成分からなる。受光素子とし
てホトダイオードを使った場合の充電流応答特性を第２
図に示す。同図（ａ）が発光素子に印加される駆動パル
ス、同図（ｂ）が受光素子の充電流波形である。ここで
、低電流駆動（すなわち、高感度）の高速応答が要求さ
れるホトカプラにおいては第２図（ｂ）のＤｉｆｕｓｉ
ｏｎ成分である寿命時間の長い光電流が応答特性の遅れ
の原因となる。第３図は従来の受光素子（ホトダイオー
ド）の構造を示す。
よって構成され、パルストランスに替わる信号インター
フェイス用の素子として発展してきた。又、近年のマイ
コンの普及によりその用途は拡大し、高速応答、低電流
、駆動の機能が要求されている〇 一般にホトカプラにおける受光素子の光電流はＤｒｉｆ
ｔ成分とＤｉｆｕｓｉｏｎ成分からなる。受光素子とし
てホトダイオードを使った場合の充電流応答特性を第２
図に示す。同図（ａ）が発光素子に印加される駆動パル
ス、同図（ｂ）が受光素子の充電流波形である。ここで
、低電流駆動（すなわち、高感度）の高速応答が要求さ
れるホトカプラにおいては第２図（ｂ）のＤｉｆｕｓｉ
ｏｎ成分である寿命時間の長い光電流が応答特性の遅れ
の原因となる。第３図は従来の受光素子（ホトダイオー
ド）の構造を示す。
同図において１はＰ型基板、２はＮ型エピタキシャル層
、３はＰアイソレーシヲン層、４は透明な絶縁層である
。この構造においては、ホトダイオード周辺部において
多くのＤｉｆｕｓｉｏｎ成分の光電流を発生させる光子
を遮断する手段をもっていない。一方、第４図は前面光
に対しチップ周辺部にメタル等により遮光手段５を設け
て上記欠点をカバーしたホトダイオードの構造を示す。
、３はＰアイソレーシヲン層、４は透明な絶縁層である
。この構造においては、ホトダイオード周辺部において
多くのＤｉｆｕｓｉｏｎ成分の光電流を発生させる光子
を遮断する手段をもっていない。一方、第４図は前面光
に対しチップ周辺部にメタル等により遮光手段５を設け
て上記欠点をカバーしたホトダイオードの構造を示す。
しかし、第４図の構造のものにおいても、ホトダイオー
ドを半導体テップエツジに隣接して配置した構造を採用
する場合、チップ側面に照射された光による光子をひろ
う為にＤｉｆｕｓｉｏｎ成分の光電流を遮断することが
できなかった。この問題を解決する為には、チップの側
面壁にＡｇペースト等の遮光材料を配置する等の方法が
考えられるが、材料費のアップ、製造工数のアンプある
いは歩留まりの低下等の要因があり、コスト高につなが
ってしまう。
ドを半導体テップエツジに隣接して配置した構造を採用
する場合、チップ側面に照射された光による光子をひろ
う為にＤｉｆｕｓｉｏｎ成分の光電流を遮断することが
できなかった。この問題を解決する為には、チップの側
面壁にＡｇペースト等の遮光材料を配置する等の方法が
考えられるが、材料費のアップ、製造工数のアンプある
いは歩留まりの低下等の要因があり、コスト高につなが
ってしまう。
く目 的〉
本発明は上記欠点を解消する為になされたものであシ、
チップ側面よシ光子をひろい発生したＤｉｆｕｓｉｏｎ
成分の光電流を信号検出用ホトダイオードに影響しない
ようにした構造を提案するものである。
チップ側面よシ光子をひろい発生したＤｉｆｕｓｉｏｎ
成分の光電流を信号検出用ホトダイオードに影響しない
ようにした構造を提案するものである。
〈実施例〉
第１図は本発明に係るホトカプラの一実施例の受光素子
の構造を示すもので同図（ａ）は一部側断面図、同図（
ｂ）は一部平面図を示す。同図において１はＰ型基板、
２はＮＷエピタキシャル層、３はＰ＋アイソレージコン
層、４は透明な絶縁層である。
の構造を示すもので同図（ａ）は一部側断面図、同図（
ｂ）は一部平面図を示す。同図において１はＰ型基板、
２はＮＷエピタキシャル層、３はＰ＋アイソレージコン
層、４は透明な絶縁層である。
６はチップの周辺部に設けられたＮ型エピタキシャル層
であシ、上記Ｐ型基板１とＮ型エピタキシャル層２との
ＰＮ接合からなる信号検出用の第１のホトダイオードと
は別個に、上記Ｐ型基板１及びＰアイソレーン４フ層３
とＮ型エピタキシャル層６とのＰＮ接合からなる第２の
ホトダイオードが形成される。７はメタル等による遮光
手段であシ、該遮光手段７によシ前面からの光によるＤ
ｉｆｕｓｉｏｎ成分を防止している。
であシ、上記Ｐ型基板１とＮ型エピタキシャル層２との
ＰＮ接合からなる信号検出用の第１のホトダイオードと
は別個に、上記Ｐ型基板１及びＰアイソレーン４フ層３
とＮ型エピタキシャル層６とのＰＮ接合からなる第２の
ホトダイオードが形成される。７はメタル等による遮光
手段であシ、該遮光手段７によシ前面からの光によるＤ
ｉｆｕｓｉｏｎ成分を防止している。
第５図に以上の受光素子の等何回路を示す。同図に示す
如く信号検出用の第１のホトダイオード８とは別個に第
２のホトダイオード９が形成され、該第２のホトダイオ
ード９のアノード及びカソードは基板電位（アース）と
している。この構造の為にはエミッタ拡散（Ｎ ）とア
ース配線メタルとのコンタクトを取ればよい。
如く信号検出用の第１のホトダイオード８とは別個に第
２のホトダイオード９が形成され、該第２のホトダイオ
ード９のアノード及びカソードは基板電位（アース）と
している。この構造の為にはエミッタ拡散（Ｎ ）とア
ース配線メタルとのコンタクトを取ればよい。
以上の構造の受光素子においてチップ側面に照射された
光によって励起された光電流は第１のホトダイオード８
に到達することなく、第２のホトダイオード９により吸
収されてしまう。すなわち、チップ側面からのＤｉｆｕ
ｓｉｏｎ成分は第１のホトダイオード８の出力に影響し
なくなる。つｔｂ前面光に対しては、メタル等による遮
光手段７を用い、側面光に対しては第２のホトダイオー
ド９による吸収手段を用いることにより、光電流のＤｉ
ｆｕｓｉｏｎ成分を極力おさえることが可能となる０第
６図に以上の受光素子を組み込んでなるホト−カプラの
構造を示す。同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側断面
図、同図（ｃ）は正面断面図である。１０は赤外発光ダ
イオードチップ、１１は受光素子チップであり、これら
は同一平面上に設置される０１１ａは受光素子チップ１
１内に設けられた信号検出用の第１のホトダイオードで
あり、ｌｌｂは上記赤外発光ダイオードチップ１０と第
１のホトダイオードｌｌａの間に配置され、チップ側面
からのＤｉｆｕｓｉｏｎ成分の混入を防止する為の第２
のホトダイオードである。又１２は透光性樹脂、１３は
ヒートシンクである。尚、受光素子チップ１１はホトダ
イ−オードと、増幅・波形整形等の信号処理回路を１チ
ツプに集積化した素子（ＯＰＩＣ化受光床受光素子る。
光によって励起された光電流は第１のホトダイオード８
に到達することなく、第２のホトダイオード９により吸
収されてしまう。すなわち、チップ側面からのＤｉｆｕ
ｓｉｏｎ成分は第１のホトダイオード８の出力に影響し
なくなる。つｔｂ前面光に対しては、メタル等による遮
光手段７を用い、側面光に対しては第２のホトダイオー
ド９による吸収手段を用いることにより、光電流のＤｉ
ｆｕｓｉｏｎ成分を極力おさえることが可能となる０第
６図に以上の受光素子を組み込んでなるホト−カプラの
構造を示す。同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側断面
図、同図（ｃ）は正面断面図である。１０は赤外発光ダ
イオードチップ、１１は受光素子チップであり、これら
は同一平面上に設置される０１１ａは受光素子チップ１
１内に設けられた信号検出用の第１のホトダイオードで
あり、ｌｌｂは上記赤外発光ダイオードチップ１０と第
１のホトダイオードｌｌａの間に配置され、チップ側面
からのＤｉｆｕｓｉｏｎ成分の混入を防止する為の第２
のホトダイオードである。又１２は透光性樹脂、１３は
ヒートシンクである。尚、受光素子チップ１１はホトダ
イ−オードと、増幅・波形整形等の信号処理回路を１チ
ツプに集積化した素子（ＯＰＩＣ化受光床受光素子る。
同図の如き赤外発光ダイオードチップ１０と受光素子チ
ップ１１とが同一平面上に設置される構造のホトカプラ
では受光素子チップ１１の側面からの光の影響が強く、
本発明に係る構造が極めて有利である。
ップ１１とが同一平面上に設置される構造のホトカプラ
では受光素子チップ１１の側面からの光の影響が強く、
本発明に係る構造が極めて有利である。
く効 果〉
本発明によれば高感度で高速応答のホトカプラを得るこ
とができる。
とができる。
第１図は本発明に係るホトカプラの一実施例の受光素子
の構造を示し、同図（ａ）は一部側断面図、同図（ｂ）
は一部平面図、第２図は従来のホトカプラの充電流応答
特性を示す波形図、第３図及び第４図は従来の受光素子
の側断面図、第５図は本発明に係るホトカプラの一実施
例の受光素子の等価回路図、第６図は本発明に係るホト
カプラの一実施例の構造を示し、同図（ａ）は平面図、
同図（ｂ）は側断面図、同図（ｃ）は正面断面図を示す
。 図中 １＝Ｐ型基板 ２：Ｎ型エピタキシャル層 ３：
Ｐアインレーション層 ４：絶縁層５：遮光手段 ６：
Ｎｆｆ１エピタキシャル層７：遮光手段 ８：第１のホ
トダイオード ９：第２のホトダイオード １０：赤外
発光夕°イオードチノプ １１：受光素子チノフ。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（（ｔ！ｘ２名）第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図
の構造を示し、同図（ａ）は一部側断面図、同図（ｂ）
は一部平面図、第２図は従来のホトカプラの充電流応答
特性を示す波形図、第３図及び第４図は従来の受光素子
の側断面図、第５図は本発明に係るホトカプラの一実施
例の受光素子の等価回路図、第６図は本発明に係るホト
カプラの一実施例の構造を示し、同図（ａ）は平面図、
同図（ｂ）は側断面図、同図（ｃ）は正面断面図を示す
。 図中 １＝Ｐ型基板 ２：Ｎ型エピタキシャル層 ３：
Ｐアインレーション層 ４：絶縁層５：遮光手段 ６：
Ｎｆｆ１エピタキシャル層７：遮光手段 ８：第１のホ
トダイオード ９：第２のホトダイオード １０：赤外
発光夕°イオードチノプ １１：受光素子チノフ。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（（ｔ！ｘ２名）第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- １．受光素子チップの、発光素子側のチップ側面近傍に
信号検出用ホトダイオードとは別個のホトダイオードを
設けたことを特徴とするホトカプラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182084A JPS6158281A (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | ホトカプラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182084A JPS6158281A (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | ホトカプラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6158281A true JPS6158281A (ja) | 1986-03-25 |
| JPH0224386B2 JPH0224386B2 (ja) | 1990-05-29 |
Family
ID=16112077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59182084A Granted JPS6158281A (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | ホトカプラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6158281A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114784131A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-22 | 西安微电子技术研究所 | 一种光敏二极管、一种光敏运放电路及一种光敏芯片 |
-
1984
- 1984-08-29 JP JP59182084A patent/JPS6158281A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114784131A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-22 | 西安微电子技术研究所 | 一种光敏二极管、一种光敏运放电路及一种光敏芯片 |
| CN114784131B (zh) * | 2022-04-11 | 2023-05-16 | 西安微电子技术研究所 | 一种光敏二极管、一种光敏运放电路及一种光敏芯片 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0224386B2 (ja) | 1990-05-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |