JP2778956B2 - カプラ - Google Patents
カプラInfo
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- JP2778956B2 JP2778956B2 JP62021775A JP2177587A JP2778956B2 JP 2778956 B2 JP2778956 B2 JP 2778956B2 JP 62021775 A JP62021775 A JP 62021775A JP 2177587 A JP2177587 A JP 2177587A JP 2778956 B2 JP2778956 B2 JP 2778956B2
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- Japan
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- light
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- reflecting
- elements
- region
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
この発明は１つ以上の光受光素子を含むカプラに関す
る。 （従来の技術） MOSトランジスタを光で駆動する方法の１つとして直
列に結線された複数個のフォトダイオードに光を照射
し、連結したフォトダイオードの数に比例して大きくな
る光起電力をMOSトランジスタのゲートに印加し、それ
を駆動する方法がある。こゝで用いられるフォトダイオ
ードアレイには、周囲を絶縁膜で分離されたシリコンの
pn接合ダイオードが用いられている（例:Electronic D
es−ign,May27,1982）。これまでは素子間を分離する領
域で吸収される光は光電変換に寄与することなく、有効
に利用されていなかった。 （発明が解決しようとする問題点） フォトダイオードアレイの光起電力および短絡電流は
素子の面積に依らないので素子をできるだけ小さくし、
集光した光を照射することが経済的である。素子を小型
化すると、素子間を分離するための領域が無視できなく
なり、この領域で消滅する入射光の割合が増大する。し
たがって、同じ出力を得るためには光源の電力を大きく
しなければならず、光源の寿命が短縮されるなど経済的
損失が出てくる。 そこで本発明は、素子間の分離領域の上に光反射膜を
形成し、入射光を反射させてその光を光電変換する領域
に導くことによって入射 を有効に利用することができ
るカプラを提供するものである。 〔発明の構成〕 本発明のカプラは、発光素子と；シリコン基板上のSi
O2膜上で互いに誘電体分離されかつ直列に結線された複
数の受光素子と、これらの受光素子間を誘電体分離する
領域の上に形成された光反射膜とを備えた受光素子アレ
イと；前記発光素子および前記受光素子アレイの外側に
形成されかつ前記光反射膜で反射された光をさらに反射
して前記受光素子に導く光反射面とを具備したことを特
徴とするものである。 （作用） 光源として発光ダイオードLEDを用いて、LEDとフォト
ダイオードアレイとを一体化したカプラは、LEDとフォ
トダイオードアレイとを透明樹脂で固着し、その外側を
白色樹脂でモールドしている。すなわち白色樹脂の内側
は、白色樹脂の壁が光反射面となって光を蓄える空洞容
器となっている。したがって、本発明のようにフォトダ
イオードアレイの素子間を分離する領域に光反射膜を設
けることにより無効となる光を反射し、白色樹脂の壁で
再び反射させて光電変換に寄与する領域に導くことがで
きる。光反射膜としては配線用のAl蒸着膜が使用できる
ので、この膜の形成は配線形成と同時に行うことがで
き、試作工程の追加は要らない。 （実施例） 本発明による実施例を第１図によって説明する。第１
図は、誘電体分離されたシリコン・フォトダイオード・
アレイの一部分の断面図である。支持基板となるシリコ
ンウエハ１と、表面を熱酸化したシリコンウエハ３とを
ウエハ接合技術を用いて接着し、ウエハ３の表面を研磨
して３の厚さを約70μｍとする。次に素子間を分離する
ためのＶ形溝４を形成し、表面にSiO2膜を形成した後、
厚さ約80μｍのポリシリコン６を堆積し、Ｖ溝を充填す
る。３の表面を再び研磨し、３の厚さを50μｍとして表
面を平坦化する。この表面はSiO2膜７を形成してパッシ
ベーションを行う。これで周囲絶縁膜で囲まれたシリコ
ン単結晶の島３が形成される。次に、通常用いられてい
る選択拡散技術によって絶縁分離された単結晶の島の中
にpn接合ダイオードを形成する。複数個のpn接合フォト
ダイオードを直列結合するAl配線を行う際に、素子間を
分離するＶ溝の上部にもAl膜11を設け、光の反射板とし
た。 Ｖ溝の斜面と基板面との角度は約55゜であるから、厚
さ50μｍの素子を分離するために必要なＶ溝の開口部の
巾は約100μｍとなる。したがってフォトダイオードの
ピッチを300μｍとした場合、Ｖ溝が占める平面図上の
面積は約55％にもなる。Ｖ溝上に光反射膜を設けること
により、光電流を50％以上増大させることができる。 他の実施例として、第２図と第３図を示した。第２図
は金属膜の配線を２層にして、光反射膜21と配線用金属
および10とを平面図上で重ね合わせた構造で、両者のす
き間をなくし、光の損失を低減させている。 〔発明の効果〕 （１）素子間の分離領域に入射した光を有効に光電変換
のために利用できる。 （２）光源の電力を増大させることなく、フォトダイオ
ード・アレイの素子を小型化することが可能である。 （３）光源に余分な負担がかゝらず、光源の寿命を長く
すると同時に余分な発熱も防止できる。 （４）従来用いられている試作工程の中で改善ができ
る。
る。 （従来の技術） MOSトランジスタを光で駆動する方法の１つとして直
列に結線された複数個のフォトダイオードに光を照射
し、連結したフォトダイオードの数に比例して大きくな
る光起電力をMOSトランジスタのゲートに印加し、それ
を駆動する方法がある。こゝで用いられるフォトダイオ
ードアレイには、周囲を絶縁膜で分離されたシリコンの
pn接合ダイオードが用いられている（例:Electronic D
es−ign,May27,1982）。これまでは素子間を分離する領
域で吸収される光は光電変換に寄与することなく、有効
に利用されていなかった。 （発明が解決しようとする問題点） フォトダイオードアレイの光起電力および短絡電流は
素子の面積に依らないので素子をできるだけ小さくし、
集光した光を照射することが経済的である。素子を小型
化すると、素子間を分離するための領域が無視できなく
なり、この領域で消滅する入射光の割合が増大する。し
たがって、同じ出力を得るためには光源の電力を大きく
しなければならず、光源の寿命が短縮されるなど経済的
損失が出てくる。 そこで本発明は、素子間の分離領域の上に光反射膜を
形成し、入射光を反射させてその光を光電変換する領域
に導くことによって入射 を有効に利用することができ
るカプラを提供するものである。 〔発明の構成〕 本発明のカプラは、発光素子と；シリコン基板上のSi
O2膜上で互いに誘電体分離されかつ直列に結線された複
数の受光素子と、これらの受光素子間を誘電体分離する
領域の上に形成された光反射膜とを備えた受光素子アレ
イと；前記発光素子および前記受光素子アレイの外側に
形成されかつ前記光反射膜で反射された光をさらに反射
して前記受光素子に導く光反射面とを具備したことを特
徴とするものである。 （作用） 光源として発光ダイオードLEDを用いて、LEDとフォト
ダイオードアレイとを一体化したカプラは、LEDとフォ
トダイオードアレイとを透明樹脂で固着し、その外側を
白色樹脂でモールドしている。すなわち白色樹脂の内側
は、白色樹脂の壁が光反射面となって光を蓄える空洞容
器となっている。したがって、本発明のようにフォトダ
イオードアレイの素子間を分離する領域に光反射膜を設
けることにより無効となる光を反射し、白色樹脂の壁で
再び反射させて光電変換に寄与する領域に導くことがで
きる。光反射膜としては配線用のAl蒸着膜が使用できる
ので、この膜の形成は配線形成と同時に行うことがで
き、試作工程の追加は要らない。 （実施例） 本発明による実施例を第１図によって説明する。第１
図は、誘電体分離されたシリコン・フォトダイオード・
アレイの一部分の断面図である。支持基板となるシリコ
ンウエハ１と、表面を熱酸化したシリコンウエハ３とを
ウエハ接合技術を用いて接着し、ウエハ３の表面を研磨
して３の厚さを約70μｍとする。次に素子間を分離する
ためのＶ形溝４を形成し、表面にSiO2膜を形成した後、
厚さ約80μｍのポリシリコン６を堆積し、Ｖ溝を充填す
る。３の表面を再び研磨し、３の厚さを50μｍとして表
面を平坦化する。この表面はSiO2膜７を形成してパッシ
ベーションを行う。これで周囲絶縁膜で囲まれたシリコ
ン単結晶の島３が形成される。次に、通常用いられてい
る選択拡散技術によって絶縁分離された単結晶の島の中
にpn接合ダイオードを形成する。複数個のpn接合フォト
ダイオードを直列結合するAl配線を行う際に、素子間を
分離するＶ溝の上部にもAl膜11を設け、光の反射板とし
た。 Ｖ溝の斜面と基板面との角度は約55゜であるから、厚
さ50μｍの素子を分離するために必要なＶ溝の開口部の
巾は約100μｍとなる。したがってフォトダイオードの
ピッチを300μｍとした場合、Ｖ溝が占める平面図上の
面積は約55％にもなる。Ｖ溝上に光反射膜を設けること
により、光電流を50％以上増大させることができる。 他の実施例として、第２図と第３図を示した。第２図
は金属膜の配線を２層にして、光反射膜21と配線用金属
および10とを平面図上で重ね合わせた構造で、両者のす
き間をなくし、光の損失を低減させている。 〔発明の効果〕 （１）素子間の分離領域に入射した光を有効に光電変換
のために利用できる。 （２）光源の電力を増大させることなく、フォトダイオ
ード・アレイの素子を小型化することが可能である。 （３）光源に余分な負担がかゝらず、光源の寿命を長く
すると同時に余分な発熱も防止できる。 （４）従来用いられている試作工程の中で改善ができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明による実施例の断面図、第２図はこの
発明による他の実施例の断面図である。 １、３……単結晶シリコン、２、５、７……SiO2、４…
…Ｖ形溝、６……ポリシリコン、９、10……配線用Al、
11、21……光反射膜。
発明による他の実施例の断面図である。 １、３……単結晶シリコン、２、５、７……SiO2、４…
…Ｖ形溝、６……ポリシリコン、９、10……配線用Al、
11、21……光反射膜。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭58−201381（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−133132（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−12567（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−226972（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−151090（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−146681（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．発光素子と； シリコン基板上のSiO2膜上で互いに誘導体分離されかつ
直列に結線された複数個の受光素子と、これらの受光素
子間を誘電体分離する領域の上に形成された光反射膜と
を備えた受光素子アレイと； 前記発光素子および前記受光素子アレイの外側に形成さ
れかつ前記光反射膜で反射された光をさらに反射して前
記受光素子に導く光反射面と を具備したことを特徴とするカプラ。 ２．前記光反射膜はAl薄膜であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のカプラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62021775A JP2778956B2 (ja) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | カプラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62021775A JP2778956B2 (ja) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | カプラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190388A JPS63190388A (ja) | 1988-08-05 |
| JP2778956B2 true JP2778956B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=12064441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62021775A Expired - Lifetime JP2778956B2 (ja) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | カプラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2778956B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2562569Y2 (ja) * | 1990-09-28 | 1998-02-10 | 株式会社島津製作所 | フオトダイオード |
| US7288825B2 (en) * | 2002-12-18 | 2007-10-30 | Noble Peak Vision Corp. | Low-noise semiconductor photodetectors |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4227098A (en) * | 1979-02-21 | 1980-10-07 | General Electric Company | Solid state relay |
| JPS5673479A (en) * | 1979-11-07 | 1981-06-18 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Photodiode array |
| JPS59182949U (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-06 | 日本ビクター株式会社 | 固体撮像板装置 |
| JPS6134971A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-19 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体装置 |
| JPS61139061A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-26 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体光検出装置 |
-
1987
- 1987-02-03 JP JP62021775A patent/JP2778956B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63190388A (ja) | 1988-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |