DE1614471A1 - Optoelectronic component - Google Patents
Optoelectronic componentInfo
- Publication number
- DE1614471A1 DE1614471A1 DE19671614471 DE1614471A DE1614471A1 DE 1614471 A1 DE1614471 A1 DE 1614471A1 DE 19671614471 DE19671614471 DE 19671614471 DE 1614471 A DE1614471 A DE 1614471A DE 1614471 A1 DE1614471 A1 DE 1614471A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- photodiode
- diode
- coupling medium
- optoelectronic component
- shaped
- 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
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 title claims description 14
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 24
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 24
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- 239000005387 chalcogenide glass Substances 0.000 claims description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 claims description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 3
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 2
- GZCWPZJOEIAXRU-UHFFFAOYSA-N tin zinc Chemical compound [Zn].[Sn] GZCWPZJOEIAXRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 claims 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000005283 halide glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000207 majorite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
- H01L31/16—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
- H01L31/167—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by at least one potential or surface barrier
Description
Optoelektronisches BauelementOptoelectronic component
Die Erfindung "betrifft ein optoelektronisches Bauelement, enthaltend eine scheibenförmige Lumineszenzdiode, insbesondere eine G-aAs-Lumineszenzdiode, eine scheibenförmige Fotodiode, insbesondere eine Silizium-Planar-Fotodiode, sowie ein die parallel zueinander angeordneten Dioden mechanisch miteinander verbindendes und elektrisch gut gegeneinander isolierendes Koppelmedium aus einem die Strahlung der lumineszenzdiode gut durchlässigen Material aus der Gruppe der Chalkogenide mit hohem Brechungsindex, wobei das Koppel-The invention "relates to an optoelectronic component, containing a disk-shaped light emitting diode, in particular a G-aAs light emitting diode, a disc-shaped photodiode, in particular a silicon planar photodiode, and one that mechanically connects the diodes arranged in parallel to one another and coupling medium, which insulates well against one another electrically, from a radiation from the luminescent diode permeable material from the group of chalcogenides with a high refractive index, whereby the coupling
Rb/RlRb / Rl
009822/0618009822/0618
PA ■ g/493/859 ' ■ ■ 1 6 -H 4PA ■ g / 493/859 '■ ■ 1 6 -H 4
ftft
medium den durch, eine, insbesondere aus SiOp gebildete Isolierschicht geschützten Rand des pn-Übergangs der Fotodiode überdeckt und an die in Kichtung der Fotodiode strahlende Fläche der Lumineszenzdiode optisch anschließt.medium by, one formed, in particular from SiOp Insulating layer covered the edge of the pn junction of the photodiode and attached to the in Kichtung of the photodiode radiating surface of the light emitting diode optically connects.
Ss ist bereits bekannt, eine zur Lichtemission befähigte Lumineszenzdiode, insbesondere eine G-alliumarsenid-Lumineszenzdiode, mit einer strahlungsempfindlichen Fotodiode, insbesondere einer Silisium-Planar-Fotodiode, über ein Koppelmedium miteinander zu verbinden. Dieses PCoppe!medium muß bekanntlich eine gute mechanische-Verbindung der Lumineszenzdiode mit der Fotodiode und eine.f; mö'glichst hohe optische Kopplung beider Halbleiterbauelemente gewährleisten und außerdem beide Dioden gut gegeneinander isolieren, so daß Sende- und Empfängerdiode elektrisch entkoppelt sind. :Ss is already known to be capable of emitting light Light emitting diode, in particular a G-allium arsenide light emitting diode, with a radiation-sensitive photodiode, in particular a silicon planar photodiode, to be connected to each other via a coupling medium. As is well known, this PCoppe! Medium must a good mechanical connection of the light emitting diode with the photodiode and a.f; the highest possible optical quality Ensure coupling of the two semiconductor components and also insulate both diodes well from one another so that the transmitter and receiver diodes are electrically decoupled are. :
Die erwünschte gute optische Kopplung macht die Verwendung eines Koppelmediums erforderlich, dessen Material eine hohe Durchlässigkeit des von der Lumineszenzdiode emittierten Lichtes aufweist und dessen Brechungsindex zur Herabsetzung der Reflexionsverluste dieses Lichtes den Brechungsindices der- koehbrechenden Materialien der Sende- und Empfängerdiode möglichst angeglichen ist.The desired good optical coupling makes the use of a coupling medium is required, the material has a high transmittance of light emitted from the light emitting diode light and the refractive index of this light refractive indices DER koehbrechenden materials of the transmitter and receiver diode is made equal as possible to reduce the reflection losses.
BADBATH
009822/0616009822/0616
. - ■ -ν- .■' ■ .-■ - ■■■-■■. -■■-*■.. - ■ -ν-. ■ '■ .- ■ - ■■■ - ■■. - ■■ - * ■.
Es hat sich herausgestellt, daß die Verwendung von hochbrechenden Gläsern" aus Ohalkogeniden (Verbindungen von Elementen der VI. 'Gruppe des periodischen Systems mit Metallen) als Koppelmedium besonders; vorteilhaft ist. ."" . --ν -" - ".' . ;It has been found that the use of high-refractive glasses "made of ohalogenides (compounds of elements of the VI. 'Group of the periodic system with metals) as a coupling medium in particular; advantageous is. . "". --ν - "-". ' . ;
Derartige Gläser weisen neben ihrem hohen Brechixngöindex und der guten Durchlassigkeit für das von der Lumineszenzdiode emittierte< licht einen niedrigen Schmelzpunkt auf, ihr 3rv;eiGhungsbe,reich liegt bei Temperaturen unter 200 0C.Such glasses have in addition to their high Brechixngöindex and good permeability for the light emitted from the light emitting diode <light to a low melting point, it 3RV; eiGhungsbe rich is at temperatures below 200 0 C.
Zum 3rsielen exiles hohen externen Wirkungsgrades eines optoelektronischen Bauelements ist es notwendig, daß das Koppelmedium bis - 65 0G optischen Kontakt mit den Kristalloberflachen hat. Das Bedeutet, daß sich höchstens ein Spalt von weniger als einer halben Lichtwellenlänge des von der .-Lunineszenzdiode emittierten Lichtes in der Lichtstrecke zwischen Lunineszenzdiode und Fotodiode bilden darf, damit es nicht zur Reflexion des erzeugten Lichtes gegen Luft kommen kann. ChalkogenidgläsGr haben jedoch einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der sieh etwa um den Paktor 10 von den des Siliziums der j?otodiode bzw. dem des Gallilimarsenids der TjUmineszenzdiode unterscheidet. Daher ist ein Haften von : Chalkogenid-Gläsern an den zu koppelnden Diodenoberflachen nur dann gewähr1eistet, wenn eine gewisseIn order to achieve high external efficiency of an optoelectronic component, it is necessary that the coupling medium has up to -65 0 G optical contact with the crystal surfaces. This means that at most a gap of less than half a light wavelength of the light emitted by the luninescent diode may form in the light path between the luninescent diode and the photodiode, so that the light generated cannot be reflected against the air. Chalcogenide glasses, however, have a coefficient of thermal expansion which differs from that of the silicon of the jotodiode or that of the gallilimararsenide of the Tjuminescent diode by approximately the factor 10. Therefore, the adhesion of : chalcogenide glasses to the diode surfaces to be coupled is only guaranteed if a certain
009822/0616 '009822/0616 '
Plastizität in dem Temperaturbereich erhalten bleibt, in dem das optoelektronische Bauelement betrieben werden soll. Dieser Bereich erstreckt sich von etwa -Λ0 0C bis + 100 0O. Das macht es erforderlich, Ohalkogenid-Gläser mit einem niedrigen Erweichungspunkt auszuwählen.Plasticity is retained in the temperature range in which the optoelectronic component is to be operated. This range extends from about -Λ0 0 C to + 100 0 O. This makes it necessary to select halide glasses with a low softening point.
Versuche haben jedoch gezeigt, daß sich bei der Verwendung von Chalkogenidgläsern als Koppelmedium, die auch bei niedrigen Temperaturen noch die gewünschte Plastizität aufweisen, der Sperrstrom der Fotodiode vom Erweichungspunkt des Glases ab erhöht. Das ist aber unerwünscht, denn damit verringert sich der geforderte hohe externe Wirkungsgrad des optoelektronischen Bauelements aufgrund eines ungünstigeren Signal-Rauschverhältnisses.However, tests have shown that when using chalcogenide glasses as a coupling medium, which still have the desired plasticity even at low temperatures, the reverse current of the Photodiode increased from the softening point of the glass. But that is undesirable because it reduces the required high external efficiency of the optoelectronic component due to a less favorable Signal-to-noise ratio.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein optoelektronisches Bauelement mit hohem externen Wirkungsgrad anzugeben, daß die Verwendung von Chalkogenidgläsern gestattet, die auch bei niedrigen Temperaturen: noch plastisch an den optisch zu koppelnden •Diodenoberflächen haften, ohne- daß sich bei deren Verwendung bei höheren Temperaturen, die über dem. Erweichungspunkt de3 Glasen liegen, der Sperz^strom der Fotodiode erhöht.The invention is therefore based on the object Optoelectronic component with high external efficiency indicate that the use of chalcogenide glasses allowed, which, even at low temperatures: still adhere plastically to the optically coupled • diode surfaces, without affecting themselves when they are used at higher temperatures above the. The softening point of the 3 glasses, the blocking current the photodiode increases.
• - BAD ORlCINAL• - BAD ORlCINAL
009822/0616009822/0616
Gemäß der vorliegendenErfindung v/ird daher ein optoelektronisches Bauelement vorgeschlagen, enthaltend eine scheibenförmige Lumineszenzdiode, insbesondere; eine GaAs-Lumineszensdiode, eine scheibenförmige Fotodiode, insbesondere eine Silizium-Planar—Fotodiode, sowie ein die parallel zueinander angeordneten Dioden mechanisch miteinander verbindendes und elektrisch gut gegeneinander isolierendes Koppelmedium aus einem die Strahlung der Lumineszenzdiode gut durchlässigen Material aus der Gruppe der Chalkogenide mit hohem Brechungsindex, wo:bei das Koppelmedium den durch eine, insbesondere aus SiOp gebildete Isolierschicht geschützten Rand des pn-Übergahgs der Fotodiode : überdeckt» bei dem das Koppelmedium 3 auch bei niedrigen Betriebstemperaturen noch plastisch an den Oberflächen der Dioden 1,2 haftet und beidem die Entstehung eines Kanals entgegengesetzter Leitfähigkeit an dor Oberfläche des dotierten Grundliiaterials der Fotodiode 2 im elektrischen Feld durch Induktion infolge der Ionenbildung im plastischen Material des Koppeljacdiuiab- durch einen den pnübergang der Fotodiode 2 ringförmig im Abstand der Breite, der Raumladungszo:ne umgebenden mit einer durch die Isolierschicht hindurchgehenden Metallschicht versehenen Bereich erhöhter MajOritätsträgerkonzentration verhindert ist.According to the present invention, therefore, a Proposed optoelectronic component containing a disk-shaped luminescent diode, in particular; a GaAs luminescent diode, a disc-shaped photodiode, in particular a silicon planar photodiode, as well as one of the diodes arranged parallel to one another Mechanically connecting and electrically insulating coupling medium from one the radiation of the light-emitting diode well-permeable material from the group of chalcogenides with high Refractive index, where: in the coupling medium, the insulating layer formed by an insulating layer, in particular made of SiOp protected edge of the pn transition of the photodiode: covered »in which the coupling medium 3 also with low operating temperatures still plastically adheres to the surfaces of the diodes 1,2 and both the emergence of a canal opposite Conductivity on the surface of the doped base material the photodiode 2 in the electric field by induction as a result of the formation of ions in the plastic Material of the Koppeljacdiuiab- through a pnübergang the photodiode 2 ring-shaped at a distance of the width, the Raumladungszo: ne surrounding with a through the insulating layer through the metal layer provided area of increased majority carrier concentration is prevented.
Zur v/eiteren 3rläuterung der Erfindung sei auf die'For a further explanation of the invention, reference is made to the '
Figuren 1 und 2 vervaesen. :: ■ -Figures 1 and 2 vervaesen. : ■ -
009822/0818009822/0818
■■■'■■■.' ■■ - . ■' - '-. ■"". '-■■. -■■ = - 6 .■■■ '■■■.' ■■ -. ■ '-' -. ■ "". '- ■■. - ■■ = - 6.
P-A 9/493/839. -J61 44P-A 9/493/839. -J61 44
Figur 1 zeigt schematiseh ein Schiiittbild einer Ladungsverteilung einer Siliaium-Planar-Diode (Fotodiode 2) bei einer Betriebstemperatur von etwa + 70 0G. Die Diode ist in Sperrichtung gepolt und mit Chalkogenidglas mit.niedrigem Erweichungspunkt, das als Koppelmedium dient, bedeckt.1 shows a schematiseh Schiiittbild a charge distribution of a Siliaium planar diode (photodiode 2) biased at an operating temperature of about + 70 0 G. The diode is reverse biased and mit.niedrigem with chalcogenide glass softening point, which serves as a coupling medium covered.
Beim Erweichen des Qhalkogenidglases brechen Molekülketten oder andere im Glase ,vorhandenen netzwerke auf. (Siehe z.B. Krebs, H.: Über den strukturellen Aufbau von Gläsern, Angew.Chemie, 78. Jahrg. (1966) Fr. 11 S. 577-587). Dadurch v/erden örtlich Ionen, frei, die sich im elektrischen Feld der Fotodiode 2 so gegenüber der Oberfläche der Diode anordnen, daß unter der isolierenden SiO -Schicht 4 ein Kanal mit gegenüber dem Grundmaterial der Diode entgegengesetzter Leitfähigkeit induziert wird, der zu der unerwünschten Erhöhung des Sperrsfcroraes der Fotodiode 2 führt.When softening the Qhalkogenidglases break molecular chains or other in the cup, existing networks on. (See, for example, Krebs, H .: On the structural structure of glasses, Angew.Chemie, 78th year (1966) Fr. 11 pp. 577-587). This releases ions locally, which are arranged in the electric field of the photodiode 2 opposite the surface of the diode in such a way that under the insulating SiO layer 4 a channel with the opposite conductivity to the base material of the diode is induced, which is the undesired one Increase of the Sperrsfcroraes the photodiode 2 leads.
In dem in Figur 1 dargestellten Beispiel ist in η-dotiertes Siliziumgrundmaterial zur Herstellung des pn-Übergangs einer Silizium-Planar-Diode eine p-Zono eindiffundiert. Die Diode ist in Sperrichtung gepolt und es ordnen sich daher im Glas entstandene negative Ionen in einem bestimmten Abstand vom mit der p-Zone verbundenen negativen Pol so an, daß unter dor SiOp-Schicht 4 an der Oberfläche des n-doticrtenIn the example shown in FIG. 1, η-doped silicon base material is used for production of the pn junction of a silicon planar diode diffused into a p zono. The diode is in the reverse direction polarized and therefore negative ions created in the glass are arranged at a certain distance from the negative pole connected to the p-zone so that under the SiOp layer 4 on the surface of the n-doticrten
009822/0616 bad009822/0616 bathroom
Grundmaterials positive Ladungsträger induziert werden, und von der p-dötiert"en Zone ausgehend sich - J an der Oberfläche des η-dotierten Grundmaterials " ein Kanal des entgegengesetzten Eeitfähigkeltötyps ausbilden kann, in diesem Beispiel also ein Kanal mit p-Tjeitfähigkeit, der zu einer^ erhöhung des Sperrstromes der Diode führt. Mr den Pail, daß p-dotiertes Siliziumgrundmateriül verwendet wird, gilt die Betrachtimg %n analoger Weise: 3s tritt ein VorzeichenwechDel der Polung in Sperrichtung ein und für das Induzieren eines Kanals rait n-Ljeitfähiglreit sind iir. erweichten Glas entstandene positive Ionen ver-Base material positive charge carriers are induced, and starting from the p-doped "en zone - J on the surface of the η-doped base material" a channel of the opposite type of conductivity can form, in this example a channel with p-conductivity that leads to a ^ increases the reverse current of the diode leads. Mr to Pail that p-doped Siliziumgrundmateriül is used, the Betrachtimg% n applies analogously: 3s enters VorzeichenwechDel the polarity in the reverse direction and Rait for inducing a channel n-Ljeitfähiglreit are iir. the positive ions produced by softening the glass
Figur 2 zeigt schematisch ein Schnittbild einer Iiadungsverteilung einer in Sperrichtung gepolten Potodiode 2 bei der gleichen Betriebstemperatur von + 70 G. Bei dieser Diode ist das Induzieren eines Kanals entgegen-" gesetzter Leitfähigkeit an der durch eine SiO^-Schicht:4 geschützten Oberfläche des dotierten, in diesem Beispiel η-dotierten, Grundmaterials der j?otodiode 2 verhindert durch einen den pn-tJbergang ringförmig im Abstand der Raumladüngszone umgebenden Bereich erhöhterFIG. 2 schematically shows a sectional view of a charge distribution a reverse biased potentiometer 2 at the same operating temperature of + 70 G. With this diode, the induction of a channel is contrary- " Conductivity set by a SiO ^ layer: 4 protected surface of the doped, in this example η-doped, base material of the j? otodiode 2 prevented by a ring-shaped pn-j transition in the The area surrounding the space charge area is increased
"I.Iajoritiltsträgerkonzentratioh, In diesem Beispiel " also 31ektronenkonzentration η und eirier liletallschicht ,in der dargestellten Weise. Das Pluszeichen am Buchstaben *'n" soll die sehr hohe Dotierung dlesos Be^-"I. Iajoritiltsträgerkonzentratioh, In this example" hence the electron concentration η and a purple metal layer , in the manner shown. The plus sign on the letter * 'n "should be the very high doping dlesos Be ^ -
reiches kennzeichnen. ~feature rich. ~
,.. ."' .'=■., - - ■ ,'.- ,-.--■,. 'BAD ORIGINAL 009822/0616 ' ■ , ... "'.' = ■., - - ■, '.-, -.-- ■ ,.' BAD ORIGINAL 009822/0616 '■
Ist das Grundmaterial p-dotiert, dann gilt auch hier wiederum analog zur obigen Betrachtung, daß eine Vorzeichenumkehr sowohl in der Polung als auch im Leitfähigkeitstyp vorzunehmen ist. Der den pn-übergang ringförmig mit Abo.band umgebende Bereich erhöhter Ladungsträgerkonzentration ist in diesem Falle also ein Bereich erhöhter Löcherkonzentration ρ .If the base material is p-doped, then the same applies here again analogous to the above consideration that a sign reversal both in the polarity and in the Conductivity type is to be made. The pn junction In this case, the area of increased charge carrier concentration surrounding the subscription band is ring-shaped thus an area of increased hole concentration ρ.
Realisiert wird ein derartiger Bereich erhöhter Majoritätsträgerkonzentration zweckmäßig durch Eindiffusion von vorzugsweise Phosphor in n-dotiertes Siliziumgrundmaterial bzw. von vorzugsweise Bor in p-dotiertes Siliziumgrundmaterial. Die Metallschicht besteht vorzugsweise aus Aluminium. Die SiOg-Schutzschicht 4 ist über der hochdotierten Zone ausgespart, so daß das Metall diese Zone bedecken kann und aufgrund der hohen Ladungsträgerkonsentration einen guten ohmschen Kontakt mit dem Halbleiter bildet. Außerdem ist in dem Gebiet der hohen Ladungsträgerkonzentration die Bildung einer breiten Verarmungsschicht vermieden. Bs ist durch -diese Maßnahme verhindert, daß sich oberhalb der I.Ietallschicht 5 ansammelnde, im Ohalkogenidglas gebildete Ionen weder in dem die Fotodiode ringförmig mit Abstand umgebenden Bereich erhöhter Majoritätstragerkonzentrntion noch an &Gr Oberfläche des niedriger dotierten Silisiumgründmaterials einen Kanal de3 entgegengesetzten LeitfUhigkeit3typs induzieren und damitSuch an area of increased majority carrier concentration is expediently realized through Diffusion of preferably phosphorus into n-doped silicon base material or of preferably boron into p-doped silicon base material. The metal layer is preferably made of aluminum. The SiOg protective layer 4 is recessed over the highly doped zone so that the metal covers this zone can and due to the high concentration of charge carriers forms a good ohmic contact with the semiconductor. It is also in the area of high carrier concentration the formation of a wide depletion layer avoided. Bs is through this measure prevents ions formed in the ohalogenide glass from accumulating above the first metal layer 5 neither in the area of increased majority carrier concentration surrounding the photodiode at a distance still on & Gr surface of the lower doped silicon base material a channel de3 opposite Induce conductivity type and thus
009822/0616009822/0616
ist eine Erhöhung des Sperratromeo der Diode unter- ■ bunden.is an increase in the Sperratromeo of the diode under ■ bound.
Das als Koppelmedium 3 verwendete Chalkogenidgläs soll, wie bereits dargelegi;, einen niedrigen, Erweichungspunkt besitzen. Bevorzugt kann ein Chalkögenid glas der Zusammensetzung 15 1P As und 85 $> Se vervvendet werden. Ghalkogenidglaser^ die einen relativ hohen Schmelzpunkt haben, sind dann als Koppel— : ißediuin 3 geeignet, wenn sie mit einem schmelzpunkterniedrigenden Halogenzusatz, insbesondere JodzusatZ) versehen sind und vorzvigsvreise die Zusammensetzung . 2S5&-AS, 40 fo S und 32 ?° J aufweisen.--The chalcogenide glass used as coupling medium 3 should, as already explained, have a low softening point. A chalcogenide glass of the composition 15 1 P As and 85 $> Se can preferably be used. Ghalkogenidglaser ^ have a relatively high melting point, are then used as coupling: Suitable ißediuin 3, when compared with a melting point-halogen additive, in particular the addition of iodine) are provided and vorzvigsvreise the composition. 2S5 & -AS, 40 fo S and 32 ? ° J -
Der Vorteil der Verwendung niedrigschmelzender- Glaser als Koppelnediun besteht auch darin, daß IfUmineszenzdioden zum Herstollen des-optoelektroniochen Bauelements verwendet werden können, die einen mittels einer Zinn-Zink-Legierung hergestellten pn-übergang besitzen. Denn die Legierung darf beim Aufbringen des Glases nicht schmelzen. Diese Gefahr besteht jedoch nicht bei der Verwendung von hier vorgeschlagenen Ghalkogenidgläsern mit einem Srweiehungsbereich, der unter einer Temperatur von 200 G liegt.The advantage of using low-melting-point glasses as a coupling function there is also that IfUmineszenzdioden can be used to manufacture the optoelectronic component that has a means a tin-zinc alloy have a pn junction. Because the alloy is allowed to be applied when it is applied of the glass do not melt. However, there is a risk not with the use of halide glasses proposed here with a range that is below a temperature of 200 G.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschrie bung eines in derFigur 3 gezeigten Ausführungs-Further details of the invention can be found in the description exercise of an embodiment shown in FIG.
0 0982ti0S160 0982 ti 0S16
PA 9/493/839 ■ 1CiZZT-TPA 9/493/839 ■ 1CiZZT-T
/O/O
beispiele hervor. .examples. .
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines optoelektronischen Bauelements gemäß der Srfindung, enthaltend eine scheibenförmige Lumineszenzdiode 1, insbesondere eine GaAs-Lumineszenzdiode, eine scheibenförmige Fotodiode 2, insbesondere eine Silizium-Planar-Fotodiode, sowie ein die parallel zueinander, ΊFIG. 3 shows a schematic representation of an optoelectronic component according to the invention, containing a disk-shaped light emitting diode 1, in particular a GaAs light emitting diode, a disk-shaped one Photodiode 2, in particular a silicon planar photodiode, and one that are parallel to one another, Ί
zweckmäßig in einem Abstand von etwa 150 /um 3»expediently at a distance of about 150 / around 3 »
angeordneten Dioden mechanisch miteinander verbindendes -■■ und elektrisch gut gegeneinander isolierendes Koppelmedium 3» das aus einem hochbrechenden, optisch gut durchlässigen Chalkogenidglas besteht, das auch bei niedrigen Betriebstemperaturen noch gut an den Oberflächen der Dioden 1,2 haftet. *arranged diodes mechanically interconnecting - ■■ and electrically well insulating against each other coupling medium 3 »which consists of a highly refractive, optically permeable chalcogenide glass that still adheres well to the surfaces of the diodes 1, 2 even at low operating temperatures. *
Die Entstehung eines Kanals entgegengesetzter Leitfähigkeit (hier p-Leitfähigkeit) an der Oberfläche des dotierten (hier η-dotierten) Grundmaterials der Fotodiode 2, der durch im erweichten Glas gebildete, *The creation of a channel of opposite conductivity (here p-conductivity) on the surface of the doped (here η-doped) base material of the Photodiode 2, formed by *
sich im elektrischen Feld der Diode 2 anprdnende " t rf<" t rf <
Ionen induziert wird, ist verhindert. Dies geschieht durch einen den pn-übergang der Diode 2 ring- ''"^Ions is induced is prevented. This is done by the pn junction of the diode 2 ring- '' "^
förmig, gegebenenfalls kreisförmig, im Abstand der t / shaped, possibly circular, at a distance of t /
Breite der Raumladungszone umschließenden ein- *Width of the space charge zone enclosing one *
diffundierten Bereich erhöhter Majoritätstrügerkonzentrntion (hier η -Konzentration), der mit einerdiffused area of increased majority carrier concentration (here η concentration), which with a
Metallschicht 5 versehen ist. Diese vorzugsweise Λ·Metal layer 5 is provided. This preferably Λ
BAD G7%K BATH G7% K
009822/0616 _009822/0616 _
PA 9/493/839 1ß1//71 PA 9/493/839 1ß1 // 71
M/ 1814471 M / 1814471
aus Aluminium bestehende Metallschicht 5 verläuft in einer Aussparung der SiOp-Schutzschicht 4 über dem Bereich erhöhter Majöritlitsträgerkonzentration η und hat mit diesem Bereich guten elektrischen Kontakt.Metal layer 5 made of aluminum runs in a recess of the SiOp protective layer 4 over the area of increased majorite carrier concentration η and has good electrical contact with this area.
Lumineszenzdiode 1, Koppelmedium 3 und Fotodiode 2 sitzen auf einer vergoldeten Metallgrundplatte 6, deren Unterteil 7 mit einem isolierenden Normalglas ausgefüllt ist. Die Lumineszenzdiode 1 ist über die Kontakte 9,10 in Plußrichtung, die Fotodiode 2 über die Kontakte 11,12 in Sperr!chtung gepolt. Die Metallkontakte 9,10,11,12 sind über d so.·'1, Glaskörper8 gegen die Metallgrundplatte 6 isoliert.Luminescent diode 1, coupling medium 3 and photodiode 2 sit on a gold-plated metal base plate 6, the lower part 7 of which is filled with an insulating normal glass. The luminescent diode 1 is polarized in the positive direction via the contacts 9, 10, and the photodiode 2 in the blocking direction via the contacts 11, 12. The metal contacts are 9,10,11,12 d so on. · '1, Glaskörper8 against the metal base plate 6 is isolated.
IXit dem vorgeschlagenen optoelektronischen Bauelement wird eine sehr gute optische Kopplung einer Lumines-. zenzdiode mit einer Fotodiode in einem Temperaturbereich von - 40 bis + 100 C gewährleistet.Bei einer Sperrspannung von 80 -100 YoIt ist der Sperr- : ström der Fotodiode kleiner als 1 /u A. 'IX with the proposed optoelectronic component becomes a very good optical coupling of a Lumines-. zenzdiode with a photodiode in a temperature range from - 40 to + 100 C. With a reverse voltage of 80 -100 YoIt is the reverse: current of the photodiode is less than 1 / u A. '
3 l^atentansprüche
3 Figuren3 l ^ ate entitlements
3 figures
009822/0616009822/0616
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES0109118 | 1967-03-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1614471A1 true DE1614471A1 (en) | 1970-05-27 |
Family
ID=7529299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19671614471 Pending DE1614471A1 (en) | 1967-03-31 | 1967-03-31 | Optoelectronic component |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1614471A1 (en) |
| FR (1) | FR1562359A (en) |
| GB (1) | GB1204269A (en) |
| NL (1) | NL6716613A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3633251A1 (en) * | 1986-09-30 | 1988-03-31 | Siemens Ag | OPTOELECTRONIC COUPLING ELEMENT |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1432697A (en) * | 1973-05-04 | 1976-04-22 | Standard Telephones Cables Ltd | Optically coupled semiconductive switching devices |
| GB1557685A (en) * | 1976-02-02 | 1979-12-12 | Fairchild Camera Instr Co | Optically coupled isolator device |
-
1967
- 1967-03-31 DE DE19671614471 patent/DE1614471A1/en active Pending
- 1967-12-06 NL NL6716613A patent/NL6716613A/xx unknown
-
1968
- 1968-03-25 FR FR1562359D patent/FR1562359A/fr not_active Expired
- 1968-03-29 GB GB1519968A patent/GB1204269A/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3633251A1 (en) * | 1986-09-30 | 1988-03-31 | Siemens Ag | OPTOELECTRONIC COUPLING ELEMENT |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR1562359A (en) | 1969-04-04 |
| GB1204269A (en) | 1970-09-03 |
| NL6716613A (en) | 1968-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102012106687B4 (en) | ridge lasers | |
| EP2559076B1 (en) | Light-emitting diode chip with current spreading layer | |
| DE2723414A1 (en) | SEMICONDUCTOR WAVE CONDUCTOR COMPONENT | |
| DE2458745A1 (en) | FROM A LIGHT-EMITTING DIODE AND A SEMI-CONDUCTOR DEVICE CONTAINING THIS OPTICALLY COUPLED WITH THIS | |
| DE2624348A1 (en) | HETEROUE TRANSITION PN DIODE PHOTODETECTOR | |
| DE2165006A1 (en) | Semiconductor body with an active area | |
| DE102008020158A1 (en) | Beveled LED chip with transparent substrate | |
| DE102007008524A1 (en) | Radiation emitting chip with at least one semiconductor body | |
| DE1764639B1 (en) | Integrated electro-optical component and process for its manufacture | |
| DE102008024327A1 (en) | Optoelectronic semiconductor chip with a reflective layer | |
| DE19542241C2 (en) | Optoelectronic component in II-VI semiconductor material | |
| DE3300132A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING OPTICAL WAVE GUIDES IN SEMICONDUCTORS | |
| DE2065245A1 (en) | ELECTROLUMINESCENT DEVICE WITH A PN TRANSITION | |
| DE2626775A1 (en) | DIODE LASER WITH HETEROUE TRANSITION | |
| DE2160005A1 (en) | Semiconductor injection laser | |
| DE102011010503A1 (en) | Optoelectronic semiconductor chip | |
| DE2554626A1 (en) | SHIELD ELECTRODES | |
| DE2534945A1 (en) | LIGHT DIODE AND METHOD OF MANUFACTURING IT | |
| DE102009047791B4 (en) | RGB laser light source | |
| DE1614471A1 (en) | Optoelectronic component | |
| EP2338182A1 (en) | Optoelectronic semiconductor component | |
| DE2752107A1 (en) | ELECTROLUMINESC ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING IT | |
| EP1269553A1 (en) | Semiconductor polymers, method for the production thereof and an optoelectronic component | |
| DE102011010504A1 (en) | Optoelectric semiconductor chip | |
| DE3823546A1 (en) | AVALANCHE PHOTODETECTOR |