JPH04373181A - フォトカプラ - Google Patents
フォトカプラInfo
- Publication number
- JPH04373181A JPH04373181A JP3175855A JP17585591A JPH04373181A JP H04373181 A JPH04373181 A JP H04373181A JP 3175855 A JP3175855 A JP 3175855A JP 17585591 A JP17585591 A JP 17585591A JP H04373181 A JPH04373181 A JP H04373181A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photodiode
- film
- photocoupler
- layer
- light
- 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
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 20
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 10
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 10
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 abstract description 8
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 229910007277 Si3 N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 229910005091 Si3N Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＥＤと、フォトダイ
オードを含む受光ＩＣとが対向配置されてなるフォトカ
プラに関し、特にフォトダイオ−ドが透光性導電膜によ
ってシールドされているフォトカプラに関する。
オードを含む受光ＩＣとが対向配置されてなるフォトカ
プラに関し、特にフォトダイオ−ドが透光性導電膜によ
ってシールドされているフォトカプラに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、この種フォトカプラの等価回路
図である。同図に示されるように、フォトカプラはＬＥ
Ｄ１４とフォトダイオードＰＤを内蔵した受光ＩＣ１５
とが同一パッケージ内に、フォトダイオードＰＤとＬＥ
Ｄ１４とが対向するように配置して構成される。
図である。同図に示されるように、フォトカプラはＬＥ
Ｄ１４とフォトダイオードＰＤを内蔵した受光ＩＣ１５
とが同一パッケージ内に、フォトダイオードＰＤとＬＥ
Ｄ１４とが対向するように配置して構成される。
【０００３】ＬＥＤ１４から放出された光はフォトダイ
オードＰＤで受光され、その光電流は増幅器Ａ、トラン
ジスタＱで増幅された後、出力端子ＶＯＵＴ から出力
される。このようにフォトカプラでは、電気的に絶縁さ
れた２つの回路間での信号の授受が可能になされている
。
オードＰＤで受光され、その光電流は増幅器Ａ、トラン
ジスタＱで増幅された後、出力端子ＶＯＵＴ から出力
される。このようにフォトカプラでは、電気的に絶縁さ
れた２つの回路間での信号の授受が可能になされている
。
【０００４】而して、フォトダイオードＰＤとＬＥＤ１
４とは近接配置されるため、両者間には結合容量が形成
されるが、この結合容量Ｃが大きい場合、入力側にｄｖ
／ｄｔなるノイズが発生した場合、このとき発光側のＬ
ＥＤが点灯していなくとも、結合容量ＣによりＣｄｖ／
ｄｔなる電流が受光側に伝達され、受光側ではこれを光
電流と識別することができないため、出力が誤動作する
という問題がある。従来この問題を解決するために、即
ち、同相信号除去能力を高めるために、フォトダイオー
ドを透光性導電膜によってシールドし、ＬＥＤとフォト
ダイオードとの結合を弱めることが行われてきた。
４とは近接配置されるため、両者間には結合容量が形成
されるが、この結合容量Ｃが大きい場合、入力側にｄｖ
／ｄｔなるノイズが発生した場合、このとき発光側のＬ
ＥＤが点灯していなくとも、結合容量ＣによりＣｄｖ／
ｄｔなる電流が受光側に伝達され、受光側ではこれを光
電流と識別することができないため、出力が誤動作する
という問題がある。従来この問題を解決するために、即
ち、同相信号除去能力を高めるために、フォトダイオー
ドを透光性導電膜によってシールドし、ＬＥＤとフォト
ダイオードとの結合を弱めることが行われてきた。
【０００５】図４は、その対策が講じられた従来の受光
ＩＣの受光部の断面図である。同図において、１はｐ型
半導体基板、２はｎ＋ 型埋め込み層、３はフォトダイ
オードのカソード領域となるｎ− 型エピタキシャル層
、４はｎ＋ 型カソード引き出し領域、５はフォトダイ
オードのアノード領域となるｐ＋ 型拡散層、６ａはフ
ォトダイオードの周囲を囲むとともにその上表面を覆う
ＳｉＯ２ 膜、９はシールド用透光性導電膜であるポリ
シリコン層、６ｂはポリシコン層９の表面を覆うＳｉＯ
２ 膜、１０は第１層Ａｌ配線、１１は層間絶縁膜、１
２は第２層Ａｌ配線、１３はＳｉ３ Ｎ４ 膜からなる
パシベーション膜である。
ＩＣの受光部の断面図である。同図において、１はｐ型
半導体基板、２はｎ＋ 型埋め込み層、３はフォトダイ
オードのカソード領域となるｎ− 型エピタキシャル層
、４はｎ＋ 型カソード引き出し領域、５はフォトダイ
オードのアノード領域となるｐ＋ 型拡散層、６ａはフ
ォトダイオードの周囲を囲むとともにその上表面を覆う
ＳｉＯ２ 膜、９はシールド用透光性導電膜であるポリ
シリコン層、６ｂはポリシコン層９の表面を覆うＳｉＯ
２ 膜、１０は第１層Ａｌ配線、１１は層間絶縁膜、１
２は第２層Ａｌ配線、１３はＳｉ３ Ｎ４ 膜からなる
パシベーション膜である。
【０００６】ポリシリコン層９は第２層Ａｌ配線１２を
介して接地されている。従って、ポリシリコン層９はシ
ールド層として機能し、このポリシリコン層が存在する
ことによって、フォトカプラの同相信号除去能力が高め
られている。
介して接地されている。従って、ポリシリコン層９はシ
ールド層として機能し、このポリシリコン層が存在する
ことによって、フォトカプラの同相信号除去能力が高め
られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の受光Ｉ
Ｃの構成では、フォトダイオードのアノードと接地され
たポリシリコンとが薄い（１０００Å程度）ＳｉＯ２
膜を介して接しているので、ここに大きな寄生容量ＣＰ
Ｄが形成される。この寄生容量ＣＰＤは、図３の回路図
に示されるように、増幅器の入力端子と接地間に接続さ
れることになるため、フォトカプラの高速スイッチング
動作が阻害される。
Ｃの構成では、フォトダイオードのアノードと接地され
たポリシリコンとが薄い（１０００Å程度）ＳｉＯ２
膜を介して接しているので、ここに大きな寄生容量ＣＰ
Ｄが形成される。この寄生容量ＣＰＤは、図３の回路図
に示されるように、増幅器の入力端子と接地間に接続さ
れることになるため、フォトカプラの高速スイッチング
動作が阻害される。
【０００８】よって、本発明の目的とするところは、フ
ォトダイオードがシールドされた受光ＩＣを用いたフォ
トカプラにおいて、フォトダイオードと接地間の寄生容
量を低減して高速スイッチング動作を可能ならしめるこ
とである。
ォトダイオードがシールドされた受光ＩＣを用いたフォ
トカプラにおいて、フォトダイオードと接地間の寄生容
量を低減して高速スイッチング動作を可能ならしめるこ
とである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のフォトカプラで
は、上記目的を達成するために、フォトダイオードとこ
れをシールドする透光性導電膜との間に厚い絶縁膜を介
在せしめる。
は、上記目的を達成するために、フォトダイオードとこ
れをシールドする透光性導電膜との間に厚い絶縁膜を介
在せしめる。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の第１の実施例の受光ＩＣ
の受光部の断面図である。同図において、図４の従来例
の部分と同等の部分には同一の参照番号が付されている
ので、重複した説明は省略する。
て説明する。図１は、本発明の第１の実施例の受光ＩＣ
の受光部の断面図である。同図において、図４の従来例
の部分と同等の部分には同一の参照番号が付されている
ので、重複した説明は省略する。
【００１１】この実施例の受光素子を製造するには、フ
ォトダイオードの作り込まれた半導体基板をＳｉＯ２
膜６ａで覆った後、その上全面にＳｉ３ Ｎ４ 膜７と
厚いＳｉＯ２ 膜８ａとを成長させる。そして、ＳｉＯ
２ 膜８ａをｐ＋ 型拡散層５上のみに残して他をエッ
チング除去する。このとき、Ｓｉ３ Ｎ４ 膜７はスト
ッパとして機能する。その後は従来例と同様の工程を経
て本実施例の受光ＩＣが製造される。
ォトダイオードの作り込まれた半導体基板をＳｉＯ２
膜６ａで覆った後、その上全面にＳｉ３ Ｎ４ 膜７と
厚いＳｉＯ２ 膜８ａとを成長させる。そして、ＳｉＯ
２ 膜８ａをｐ＋ 型拡散層５上のみに残して他をエッ
チング除去する。このとき、Ｓｉ３ Ｎ４ 膜７はスト
ッパとして機能する。その後は従来例と同様の工程を経
て本実施例の受光ＩＣが製造される。
【００１２】上記構成において、ＳｉＯ２ 膜８ａは、
５０００〜７０００Å程度の膜厚になされる。従来、こ
こには膜厚１０００ÅのＳｉＯ２膜６ａが存在している
のみであったので、フォトダイオードの対接地容量は大
幅に削減される。例えば、フォトダイオードの面積を５
００μｍ×５００μｍとした場合、従来例で１２０ｐＦ
程度であった寄生容量ＣＰＤが２４〜１７ｐＦ程度とな
り、１０Ｍｂｐｓ程度のフォトカプラで使用される受光
ＩＣにおいては、問題にならないレベルにまで低減せし
められている。
５０００〜７０００Å程度の膜厚になされる。従来、こ
こには膜厚１０００ÅのＳｉＯ２膜６ａが存在している
のみであったので、フォトダイオードの対接地容量は大
幅に削減される。例えば、フォトダイオードの面積を５
００μｍ×５００μｍとした場合、従来例で１２０ｐＦ
程度であった寄生容量ＣＰＤが２４〜１７ｐＦ程度とな
り、１０Ｍｂｐｓ程度のフォトカプラで使用される受光
ＩＣにおいては、問題にならないレベルにまで低減せし
められている。
【００１３】図２は、本発明の第２の実施例における受
光ＩＣの受光部の断面図である。本実施例の図１に示さ
れた先の実施例と相違する点は、全面に形成するＳｉ３
Ｎ４ 膜７を用いないで、ＳｉＯ２ 膜６ａ上に直接厚
いＳｉ３ Ｎ４ 膜８ｂを形成した点である。
光ＩＣの受光部の断面図である。本実施例の図１に示さ
れた先の実施例と相違する点は、全面に形成するＳｉ３
Ｎ４ 膜７を用いないで、ＳｉＯ２ 膜６ａ上に直接厚
いＳｉ３ Ｎ４ 膜８ｂを形成した点である。
【００１４】上記構成により本実施例は先の実施例と同
様の効果を奏することができる外、薄い窒化膜を形成し
なくても済むことにより工程が先の実施例の場合より簡
素化されている。
様の効果を奏することができる外、薄い窒化膜を形成し
なくても済むことにより工程が先の実施例の場合より簡
素化されている。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、透光性
導電膜でシールドされた受光素子を有する受光ＩＣとＬ
ＥＤとを対向配置したフォトカプラにおいて、透光性導
電膜と受光素子との間に厚い絶縁膜を介在せしめたもの
であるので、本発明によれば、入出力間の結合を抑制し
つつ受光素子の寄生容量を削減することができる。した
がって、本発明によれば、同相信号除去能力が高くかつ
高速スイッチング動作が可能なフォトカプラを提供する
ことができる。
導電膜でシールドされた受光素子を有する受光ＩＣとＬ
ＥＤとを対向配置したフォトカプラにおいて、透光性導
電膜と受光素子との間に厚い絶縁膜を介在せしめたもの
であるので、本発明によれば、入出力間の結合を抑制し
つつ受光素子の寄生容量を削減することができる。した
がって、本発明によれば、同相信号除去能力が高くかつ
高速スイッチング動作が可能なフォトカプラを提供する
ことができる。
【図１】 本発明の第１の実施例の受光ＩＣの部分断
面図。
面図。
【図２】 本発明の第２の実施例の受光ＩＣの部分断
面図。
面図。
【図３】 フォトカプラの等価回路図。
【図４】 従来例の受光ＩＣの部分断面図。
１…ｐ型半導体基板、 ２…ｎ＋ 型埋め込み層
、 ３…ｎ− 型エピタキシャル層（カソード）
、 ４…ｎ＋ 型カソード引き出し領域、
５…ｐ＋ 型拡散層（アノード）、 ６ａ、６
ｂ、８ａ…ＳｉＯ２ 膜、 ７、８ｂ…Ｓｉ３Ｎ
４ 膜、 ９…ポリシリコン層、 １０…
第１層Ａｌ配線、 １１…層間絶縁膜、
１２…第２層Ａｌ配線、 １３…パシベーション
膜、 １４…ＬＥＤ、 １５…受光ＩＣ。
、 ３…ｎ− 型エピタキシャル層（カソード）
、 ４…ｎ＋ 型カソード引き出し領域、
５…ｐ＋ 型拡散層（アノード）、 ６ａ、６
ｂ、８ａ…ＳｉＯ２ 膜、 ７、８ｂ…Ｓｉ３Ｎ
４ 膜、 ９…ポリシリコン層、 １０…
第１層Ａｌ配線、 １１…層間絶縁膜、
１２…第２層Ａｌ配線、 １３…パシベーション
膜、 １４…ＬＥＤ、 １５…受光ＩＣ。
Claims (1)
- 【請求項１】 発光素子と、透光性導電膜によってシ
ールドされている受光素子を有する受光ＩＣとが対向配
置されているフォトカプラにおいて、前記受光素子と前
記透光性導電膜との間には厚い絶縁膜が介在しているこ
とを特徴とするフォトカプラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175855A JPH04373181A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | フォトカプラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175855A JPH04373181A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | フォトカプラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04373181A true JPH04373181A (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=16003380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3175855A Pending JPH04373181A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | フォトカプラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04373181A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012089796A (ja) * | 2010-10-22 | 2012-05-10 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 受光素子及び受光素子の製造方法、半導体装置 |
| JP2015056590A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 株式会社東芝 | 受光素子および光結合型信号絶縁装置 |
| JP2019216270A (ja) * | 2014-04-23 | 2019-12-19 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 撮像装置 |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP3175855A patent/JPH04373181A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012089796A (ja) * | 2010-10-22 | 2012-05-10 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 受光素子及び受光素子の製造方法、半導体装置 |
| JP2015056590A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 株式会社東芝 | 受光素子および光結合型信号絶縁装置 |
| US9379272B2 (en) | 2013-09-13 | 2016-06-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light receiving element and optically coupled insulating device |
| JP2019216270A (ja) * | 2014-04-23 | 2019-12-19 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 撮像装置 |
| JP2020077889A (ja) * | 2014-04-23 | 2020-05-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100460404B1 (ko) | 회로내장 감광 장치 | |
| US5177581A (en) | Light receiving PN junction semiconductor device with silicon nitride film | |
| JPH0467789B2 (ja) | ||
| JPH0691228B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH04373181A (ja) | フォトカプラ | |
| JP2005129689A (ja) | 半導体受光素子及び光受信モジュール | |
| JP4083553B2 (ja) | 光半導体装置 | |
| US5942749A (en) | Photodetector having means for processing optical input signals | |
| JPH07120761B2 (ja) | 受光素子内蔵型半導体集積回路 | |
| JPH02238664A (ja) | 回路内蔵受光素子 | |
| JP3504114B2 (ja) | 回路内蔵受光素子 | |
| JP2670634B2 (ja) | 回路内蔵受光素子 | |
| JP3794606B2 (ja) | 受光素子用接合容量 | |
| JP4459472B2 (ja) | 光検出器 | |
| JP2003008048A (ja) | フォトダイオード | |
| JP2852222B2 (ja) | 光半導体集積回路装置 | |
| JPH03161970A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH09293847A (ja) | ホトダイオード内蔵集積回路 | |
| JP4100474B2 (ja) | 光半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH05145051A (ja) | 光半導体装置 | |
| JPH0369173A (ja) | ホトカプラ | |
| JP2898810B2 (ja) | 回路内蔵受光素子およびその製造方法 | |
| JPS63254736A (ja) | 光半導体装置 | |
| JPH0394478A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH09321265A (ja) | 半導体装置 |