JP2000114586A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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- JP2000114586A JP2000114586A JP27800298A JP27800298A JP2000114586A JP 2000114586 A JP2000114586 A JP 2000114586A JP 27800298 A JP27800298 A JP 27800298A JP 27800298 A JP27800298 A JP 27800298A JP 2000114586 A JP2000114586 A JP 2000114586A
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- JP
- Japan
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- light
- semiconductor device
- light receiving
- semiconductor chip
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Abstract
(57)【要約】
【課題】小型化及び薄形化された光半導体装置を提供す
る。 【解決手段】第１の半導体チップ１３から発光された第
１の赤外線光は、Ｖ字の溝１７上の反射面１６ａで反射
され、レンズ１８を介して、つまり樹脂封止体の側面か
ら射出される。また、第２の半導体チップ１４から発光
された第２の赤外線光は、反射面１６ｂで反射され、レ
ンズ１８を介して樹脂封止体の側面から射出される。さ
らに、第１及び第２半導体チップ１３及び１４を別々の
電源電圧で駆動させている。
る。 【解決手段】第１の半導体チップ１３から発光された第
１の赤外線光は、Ｖ字の溝１７上の反射面１６ａで反射
され、レンズ１８を介して、つまり樹脂封止体の側面か
ら射出される。また、第２の半導体チップ１４から発光
された第２の赤外線光は、反射面１６ｂで反射され、レ
ンズ１８を介して樹脂封止体の側面から射出される。さ
らに、第１及び第２半導体チップ１３及び１４を別々の
電源電圧で駆動させている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体装置に関
するもので、特にこれらの構造を薄くし、この薄い側面
から光を射出させるものであり、これらを用いた機器の
小型化・薄型化を実現するものである。
するもので、特にこれらの構造を薄くし、この薄い側面
から光を射出させるものであり、これらを用いた機器の
小型化・薄型化を実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、サブノートパソコン、携帯情報端
末、電子スチルカメラ等のマルチメディア機器がめざま
しい発展を遂げている。
末、電子スチルカメラ等のマルチメディア機器がめざま
しい発展を遂げている。
【０００３】しかも携帯機器は、年間７００万台も販売
され、約８割がＩｒＤＡ(InfraredData Association)規
格の赤外線方式を採用している。つまり外部機器と本体
との赤外線信号を介した送受信が必要で、そこには、赤
外線を発光する発光素子、赤外線を受光する受光素子が
必要となってくる。
され、約８割がＩｒＤＡ(InfraredData Association)規
格の赤外線方式を採用している。つまり外部機器と本体
との赤外線信号を介した送受信が必要で、そこには、赤
外線を発光する発光素子、赤外線を受光する受光素子が
必要となってくる。
【０００４】またＭＤやＣＤ等の光学式記録再生装置で
用いられる光学ヘッドは、光学記録媒体をビームで照射
して光学記録媒体からの変調されたビームを検出するこ
とにより、情報の記録や再生を行う。やはりここでも発
光素子、受光素子が必要となってくる。しかしこれら発
光素子、受光素子は、小型化が実現されていない。例え
ば、図３は、特公平７−２８０８５号公報の技術を説明
するもので、半導体レーザ１が半導体基板２に直接接続
され、断面形状が台形のプリズム３が半導体基板２に固
定されている。なお図番４は、光学記録媒体である。半
導体レーザ１と対向しているプリズム３の傾斜面５は半
透過反射面で、半導体基板２と対接しているプリズム面
６は、光検出器（受光素子）７以外の部分が、また面６
と対向しているプリズム面８は、共に反射面となってい
る。
用いられる光学ヘッドは、光学記録媒体をビームで照射
して光学記録媒体からの変調されたビームを検出するこ
とにより、情報の記録や再生を行う。やはりここでも発
光素子、受光素子が必要となってくる。しかしこれら発
光素子、受光素子は、小型化が実現されていない。例え
ば、図３は、特公平７−２８０８５号公報の技術を説明
するもので、半導体レーザ１が半導体基板２に直接接続
され、断面形状が台形のプリズム３が半導体基板２に固
定されている。なお図番４は、光学記録媒体である。半
導体レーザ１と対向しているプリズム３の傾斜面５は半
透過反射面で、半導体基板２と対接しているプリズム面
６は、光検出器（受光素子）７以外の部分が、また面６
と対向しているプリズム面８は、共に反射面となってい
る。
【０００５】半導体レーザ１から発光され、傾斜面５か
らプリズム３に入射したビーム９は、反射面６と８で反
射されてから、光検出器７で検出される。
らプリズム３に入射したビーム９は、反射面６と８で反
射されてから、光検出器７で検出される。
【０００６】一方、図４は、特開平１０−７０３０４号
公報に開示される如き、従来の光半導体装置の例として
の赤外線データ通信モジュールで、赤外線ＬＥＤ、ＬＥ
Ｄドライバ、ＰＩＮフォトダイオード、アンプ等が内蔵
されたモジュールＭである。例えばモジュール内部に形
成された基板に前記ＬＥＤが実装され、ここから射出さ
れる光は、上面に取り付けられたレンズＬ１を介して外
部へ放出され、前記基板に実装されたフォトダイオード
は、上面に取り付けられたレンズＬ２を介してモジュー
ルＭ内に入射される。このようなモジュールを任意の回
路が形成されたプリント基板に装着して動作をさせてい
た。
公報に開示される如き、従来の光半導体装置の例として
の赤外線データ通信モジュールで、赤外線ＬＥＤ、ＬＥ
Ｄドライバ、ＰＩＮフォトダイオード、アンプ等が内蔵
されたモジュールＭである。例えばモジュール内部に形
成された基板に前記ＬＥＤが実装され、ここから射出さ
れる光は、上面に取り付けられたレンズＬ１を介して外
部へ放出され、前記基板に実装されたフォトダイオード
は、上面に取り付けられたレンズＬ２を介してモジュー
ルＭ内に入射される。このようなモジュールを任意の回
路が形成されたプリント基板に装着して動作をさせてい
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図３及び図４のモジュ
ールに於いて、半導体基板上に光学機器が実装され、ま
た半導体基板がモールドされたモジュールの上に更にレ
ンズが実装されたりするため、これらを組み込んだセッ
トには、小型化が実現できない問題があった。
ールに於いて、半導体基板上に光学機器が実装され、ま
た半導体基板がモールドされたモジュールの上に更にレ
ンズが実装されたりするため、これらを組み込んだセッ
トには、小型化が実現できない問題があった。
【０００８】また、図４のモジュールは、レンズが上面
に取り付けられているため、プリント基板に対して垂直
方向のみにしか光の出し入れができず、上述した携帯機
器などに組み込む際に、光の入出方向に対して垂直にプ
リント基板を接地する必要があり、機器の小型化を困難
にしていた。また、薄型に形成された携帯機器の場合、
携帯機器の側面から光の出し入れをすることが困難であ
った。
に取り付けられているため、プリント基板に対して垂直
方向のみにしか光の出し入れができず、上述した携帯機
器などに組み込む際に、光の入出方向に対して垂直にプ
リント基板を接地する必要があり、機器の小型化を困難
にしていた。また、薄型に形成された携帯機器の場合、
携帯機器の側面から光の出し入れをすることが困難であ
った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１電源電圧
で駆動され、上面を発光面とする発光素子のみが半導体
基板上に集積化された第１の半導体チップと、第２電源
電圧で駆動されると共に、少なくとも、上面を受光面と
する受光素子、受光素子の出力信号を信号処理する信号
処理回路及び前記発光素子を駆動する発光駆動回路が、
同一の半導体基板上に集積化された第２の半導体チップ
と、受光面及び発光面を上にして前記第１及び第２半導
体チップを封止するとともに、所定の光の波長に対して
透明な樹脂封止体と、前記第１及び第２半導体チップの
上部の樹脂封止体に形成され、発光面及び受光面の垂線
と所定の角度で交差する反射面とから成り、前記樹脂封
止体の側面で光を射出及び入射させることを特徴とす
る。
で駆動され、上面を発光面とする発光素子のみが半導体
基板上に集積化された第１の半導体チップと、第２電源
電圧で駆動されると共に、少なくとも、上面を受光面と
する受光素子、受光素子の出力信号を信号処理する信号
処理回路及び前記発光素子を駆動する発光駆動回路が、
同一の半導体基板上に集積化された第２の半導体チップ
と、受光面及び発光面を上にして前記第１及び第２半導
体チップを封止するとともに、所定の光の波長に対して
透明な樹脂封止体と、前記第１及び第２半導体チップの
上部の樹脂封止体に形成され、発光面及び受光面の垂線
と所定の角度で交差する反射面とから成り、前記樹脂封
止体の側面で光を射出及び入射させることを特徴とす
る。
【００１０】また、前記信号処理回路は、少なくとも前
記受光素子の出力電流を電圧変換する電流電圧変換回路
であることを特徴とする。前記第１及び第２電源電圧が
印加されるリードを各々独立して設けることを特徴とす
る。
記受光素子の出力電流を電圧変換する電流電圧変換回路
であることを特徴とする。前記第１及び第２電源電圧が
印加されるリードを各々独立して設けることを特徴とす
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に図１
を参照しながら説明する。図は理解の為に、二つの図を
一体にしたもので、上が光半導体装置の平面図、下が前
記平面図のＡ−Ａ´線における断面図である。
を参照しながら説明する。図は理解の為に、二つの図を
一体にしたもので、上が光半導体装置の平面図、下が前
記平面図のＡ−Ａ´線における断面図である。
【００１２】まず、リードフレームがある。このリード
フレームは、アイランド１１とリード１２とにより構成
され、ここではＣｕより成り、この上に受光素子１４、
電流電圧変換回路１５となる信号処理回路及び後述の発
光素子を駆動する発光用駆動回路１６を含む半導体チッ
プ１７、発光素子１８を含む半導体チップ１９が半田等
の固着手段を介して固定されている。
フレームは、アイランド１１とリード１２とにより構成
され、ここではＣｕより成り、この上に受光素子１４、
電流電圧変換回路１５となる信号処理回路及び後述の発
光素子を駆動する発光用駆動回路１６を含む半導体チッ
プ１７、発光素子１８を含む半導体チップ１９が半田等
の固着手段を介して固定されている。
【００１３】また、半導体チップ１３、１４にボンディ
ングパッド（図示せず）が形成され、これに対応してチ
ップの周囲から外部へ複数のリード１２が延在され、チ
ップ１３及び１４との間を金属細線（図示せず）で接続
されている。
ングパッド（図示せず）が形成され、これに対応してチ
ップの周囲から外部へ複数のリード１２が延在され、チ
ップ１３及び１４との間を金属細線（図示せず）で接続
されている。
【００１４】上記のリードの先端及び半導体チップを所
定の波長に対して透明な樹脂封止体２０で封止されてい
る。この封止体２０には、光が反射される面２１を有す
る溝２２が設けられている。そして、面２１のおいて
は、界面の両側の空気と樹脂の屈折率の違いにより反射
面となる。
定の波長に対して透明な樹脂封止体２０で封止されてい
る。この封止体２０には、光が反射される面２１を有す
る溝２２が設けられている。そして、面２１のおいて
は、界面の両側の空気と樹脂の屈折率の違いにより反射
面となる。
【００１５】半導体チップ１９の上部から発光された光
は、実線の如く、樹脂封止体２０中を上方向に進み、光
は面２１で反射され図１の右方向に進むようになり、樹
脂封止体１５の側面Ｅから射出される。また、樹脂封止
体２０の側面Ｅに入射された光は、一点鎖線の如く面２
１で反射され、下向きに入射光が進み、第２半導体チッ
プ１７の受光素子１４に受光される。反射膜１８によ
り、入射された時の光の強度で受光用半導体チップ２４
に受光される。よって、反射膜となる膜２１を有する溝
を第１及び第２半導体チップ上に形成することにより、
樹脂封止体１５の側面で光の出し入れが可能になる。
は、実線の如く、樹脂封止体２０中を上方向に進み、光
は面２１で反射され図１の右方向に進むようになり、樹
脂封止体１５の側面Ｅから射出される。また、樹脂封止
体２０の側面Ｅに入射された光は、一点鎖線の如く面２
１で反射され、下向きに入射光が進み、第２半導体チッ
プ１７の受光素子１４に受光される。反射膜１８によ
り、入射された時の光の強度で受光用半導体チップ２４
に受光される。よって、反射膜となる膜２１を有する溝
を第１及び第２半導体チップ上に形成することにより、
樹脂封止体１５の側面で光の出し入れが可能になる。
【００１６】ところで、図１においては、発光素子１８
を駆動する発光用駆動回路１６を、発光用の第２半導体
チップ１９とは別チップとなる受光側の第１半導体チッ
プ１７に含めている。以下、これらの回路動作について
図２を用いて説明する。第１半導体チップ１７中に形成
された受光素子１４（例えば、ホトダイオード等）に、
例えば赤外線等の光が照射されると、受光素子１４から
出力電流が発生し、同じく第１半導体チップ１７中に形
成された電流電圧変換回路１５で電圧変換される。電圧
変換された出力電圧は、受信信号として、リード１２を
介して外部の後段回路に伝送される。また、送信すべき
入力信号が他のリード１２を介して第１半導体チップ１
７に形成される発光用駆動回路１６に印加されると、前
記入力信号に応じて、発光用駆動回路１６は駆動信号を
発生する。駆動信号は第２半導体チップ１９に形成され
た発光素子（例えば、ＬＥＤ等）に伝送され、発光素子
１８が駆動されることにより例えば赤外線光が射出され
る。
を駆動する発光用駆動回路１６を、発光用の第２半導体
チップ１９とは別チップとなる受光側の第１半導体チッ
プ１７に含めている。以下、これらの回路動作について
図２を用いて説明する。第１半導体チップ１７中に形成
された受光素子１４（例えば、ホトダイオード等）に、
例えば赤外線等の光が照射されると、受光素子１４から
出力電流が発生し、同じく第１半導体チップ１７中に形
成された電流電圧変換回路１５で電圧変換される。電圧
変換された出力電圧は、受信信号として、リード１２を
介して外部の後段回路に伝送される。また、送信すべき
入力信号が他のリード１２を介して第１半導体チップ１
７に形成される発光用駆動回路１６に印加されると、前
記入力信号に応じて、発光用駆動回路１６は駆動信号を
発生する。駆動信号は第２半導体チップ１９に形成され
た発光素子（例えば、ＬＥＤ等）に伝送され、発光素子
１８が駆動されることにより例えば赤外線光が射出され
る。
【００１７】本発明の特徴は、第１及び第２半導体チッ
プ１７及び１９を異なる電源電圧Ｖｃｃ１及びＶｃｃ２
で駆動させることにある。例えば、ＬＥＤ等の発光素子
は一般にＩＶ−Ｖ族（例えば、ＧａＡｓ）で構成され、
駆動回路系や電流電圧変換回路系の回路構成はＳｉ基板
上に集積化されることが一般的である。このように半導
体基板が異なるので、駆動電圧も異なる。そこで、各々
の半導体基板に対して異なる電源電圧Ｖｃｃを印加する
ことによって、発光用及び受光用の半導体チップ１７及
び１９を効率的に駆動させることができる。例えば１つ
の電源電圧から２つの基準電圧を生成するような回路な
どが不必要となり、回路構成を簡略化できる。
プ１７及び１９を異なる電源電圧Ｖｃｃ１及びＶｃｃ２
で駆動させることにある。例えば、ＬＥＤ等の発光素子
は一般にＩＶ−Ｖ族（例えば、ＧａＡｓ）で構成され、
駆動回路系や電流電圧変換回路系の回路構成はＳｉ基板
上に集積化されることが一般的である。このように半導
体基板が異なるので、駆動電圧も異なる。そこで、各々
の半導体基板に対して異なる電源電圧Ｖｃｃを印加する
ことによって、発光用及び受光用の半導体チップ１７及
び１９を効率的に駆動させることができる。例えば１つ
の電源電圧から２つの基準電圧を生成するような回路な
どが不必要となり、回路構成を簡略化できる。
【００１８】ところで、発光用駆動回路１６は、発光素
子１８とは異なる他の半導体基板上である受光用の第１
半導体チップ１７に集積化される。これは、上記のよう
に半導体基板の材料が異なるため、同一半導体基板上
に、発光用駆動回路１６と発光素子１８とを集積化する
ことはできないからである。そこで、発光用駆動回路１
６を第１半導体チップ１６に集積化することによって、
発光用の回路と受光用の回路とを、たった２つの半導体
チップで構成することができ、かつ、発光及び受光系統
を有するモジュールを効率的に１パッケージに収容でき
る。
子１８とは異なる他の半導体基板上である受光用の第１
半導体チップ１７に集積化される。これは、上記のよう
に半導体基板の材料が異なるため、同一半導体基板上
に、発光用駆動回路１６と発光素子１８とを集積化する
ことはできないからである。そこで、発光用駆動回路１
６を第１半導体チップ１６に集積化することによって、
発光用の回路と受光用の回路とを、たった２つの半導体
チップで構成することができ、かつ、発光及び受光系統
を有するモジュールを効率的に１パッケージに収容でき
る。
【００１９】尚、受光側の回路として、図１においては
電流電圧変換回路１５を一例として示したが、実際には
これに限らず、他に増幅器、フィルタ、波形整形回路や
バッファ回路等を構成しても良い。
電流電圧変換回路１５を一例として示したが、実際には
これに限らず、他に増幅器、フィルタ、波形整形回路や
バッファ回路等を構成しても良い。
【００２０】図２は、他の実施の形態を示す図である。
図１が樹脂封止体２０の上面に溝２２を形成することで
反射面２１を構成するものに対して、図２はリードが形
成される樹脂封止体２０の側面の高さと、光が入射及び
射出される側面の高さとを異なるようにし、光が入射及
び射出される側面側を凸部に成すことによって、反射面
を形成するものである。よって、樹脂封止体２０に溝２
２を形成することなく、面２１を形成することができ
る。尚、図２において、光の入射及び射出については、
図１と同一であるので、説明を省略する。
図１が樹脂封止体２０の上面に溝２２を形成することで
反射面２１を構成するものに対して、図２はリードが形
成される樹脂封止体２０の側面の高さと、光が入射及び
射出される側面の高さとを異なるようにし、光が入射及
び射出される側面側を凸部に成すことによって、反射面
を形成するものである。よって、樹脂封止体２０に溝２
２を形成することなく、面２１を形成することができ
る。尚、図２において、光の入射及び射出については、
図１と同一であるので、説明を省略する。
【００２１】
【発明の効果】本発明に依れば、樹脂封止体に反射面を
持つ溝を形成したことにより樹脂封止体の側面から光を
射出することができるので、小型化及び薄形化された光
半導体装置を提供することができ、さらにはそれを使用
したセット機器の小型化や薄形化を図ることができる。
加えて、発光用駆動回路を受光用の第１半導体チップに
集積化するので、発光及び受光系統を有するモジュール
を効率的に１パッケージに収容できる。
持つ溝を形成したことにより樹脂封止体の側面から光を
射出することができるので、小型化及び薄形化された光
半導体装置を提供することができ、さらにはそれを使用
したセット機器の小型化や薄形化を図ることができる。
加えて、発光用駆動回路を受光用の第１半導体チップに
集積化するので、発光及び受光系統を有するモジュール
を効率的に１パッケージに収容できる。
【図１】本発明の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図３】従来例を示す図である。
【図４】従来例を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 智 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 国井 秀雄 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 高田 清 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 落合 公 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 井野口 浩 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F088 AA01 BA15 BB01 EA09 JA02 JA06 5F089 AA01 AA02 AA03 AC10 AC11 AC13 AC15 CA20 DA08 5K002 AA05 AA07 BA02 BA07 BA14 BA21 FA03 GA06
Claims (3)
- 【請求項１】 第１電源電圧で駆動され、上面を発光面
とする発光素子のみが半導体基板上に集積化された第１
の半導体チップと、 第２電源電圧で駆動されると共に、少なくとも、上面を
受光面とする受光素子、受光素子の出力信号を信号処理
する信号処理回路及び前記発光素子を駆動する発光駆動
回路が、同一の半導体基板上に集積化された第２の半導
体チップと、 受光面及び発光面を上にして前記第１及び第２半導体チ
ップを封止するとともに、所定の光の波長に対して透明
な樹脂封止体と、 前記第１及び第２半導体チップの上部の樹脂封止体に形
成され、発光面及び受光面の垂線と所定の角度で交差す
る反射面とから成り、前記樹脂封止体の側面で光を射出
及び入射させることを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項２】前記信号処理回路は、少なくとも前記受光
素子の出力電流を電圧変換する電流電圧変換回路である
ことを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。 - 【請求項３】 前記第１及び第２電源電圧が印加される
リードを各々独立して設けることを特徴とする請求項１
または２記載の光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27800298A JP2000114586A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27800298A JP2000114586A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000114586A true JP2000114586A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=17591269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27800298A Pending JP2000114586A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000114586A (ja) |
-
1998
- 1998-09-30 JP JP27800298A patent/JP2000114586A/ja active Pending
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