JPH07122732A - 縦型フォトトライアック - Google Patents
縦型フォトトライアックInfo
- Publication number
- JPH07122732A JPH07122732A JP5266498A JP26649893A JPH07122732A JP H07122732 A JPH07122732 A JP H07122732A JP 5266498 A JP5266498 A JP 5266498A JP 26649893 A JP26649893 A JP 26649893A JP H07122732 A JPH07122732 A JP H07122732A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffusion layer
- chip
- phototriac
- light receiving
- vertical
- 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
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- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 縦型フォトトライアックの順方向および逆方
向の受光感度を等しくできるようにする。 【構成】 Ｐ拡散層４、サブストレート６、Ｐ拡散層３
およびＮ+ 拡散層２からなるＰＮＰＮスイッチおよびＰ
拡散層３、サブストレート６、Ｐ拡散層４およびＮ+ 拡
散層２からなるＰＮＰＮスイッチがチップ周辺に配置さ
れ、中央部に穴１０が設けられている。
向の受光感度を等しくできるようにする。 【構成】 Ｐ拡散層４、サブストレート６、Ｐ拡散層３
およびＮ+ 拡散層２からなるＰＮＰＮスイッチおよびＰ
拡散層３、サブストレート６、Ｐ拡散層４およびＮ+ 拡
散層２からなるＰＮＰＮスイッチがチップ周辺に配置さ
れ、中央部に穴１０が設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光半導体装置に関し、特
に縦型のフォトトライアックチップの構造に関する。
に縦型のフォトトライアックチップの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の縦型フォトトライアックは図３に
示すものが一般的で、チップ表裏よりボロン等のドーパ
ントを用いＰ拡散層３、４を２０〜５０μｍ程度熱押込
みした後に、同じく表裏よりリン等のドーパントを用い
Ｎ+ 拡散層２、５およびチャネルストッパ１を１０〜４
０μｍ熱押込みし、メタライズを行うことで作成され
る。また、図４に示す例もあり、図３のフォトトライア
ックと異なる点は、Ｐ拡散層３、Ｎ- サブストレート
６、Ｐ拡散層４Ａ、およびＮ+ 拡散層１２によって横型
のＰＮＰＮスイッチが形成され、表面補助電極１３、何
らかの配線手法および裏面補助電極１４を介してＰ拡散
層４へ導通させ、さらにチップマウント時に裏面補助電
極１４が裏面電極８と短絡するのを防止するための誘電
体１５が配置された構造となっていることで、他は図３
の例と同じである。
示すものが一般的で、チップ表裏よりボロン等のドーパ
ントを用いＰ拡散層３、４を２０〜５０μｍ程度熱押込
みした後に、同じく表裏よりリン等のドーパントを用い
Ｎ+ 拡散層２、５およびチャネルストッパ１を１０〜４
０μｍ熱押込みし、メタライズを行うことで作成され
る。また、図４に示す例もあり、図３のフォトトライア
ックと異なる点は、Ｐ拡散層３、Ｎ- サブストレート
６、Ｐ拡散層４Ａ、およびＮ+ 拡散層１２によって横型
のＰＮＰＮスイッチが形成され、表面補助電極１３、何
らかの配線手法および裏面補助電極１４を介してＰ拡散
層４へ導通させ、さらにチップマウント時に裏面補助電
極１４が裏面電極８と短絡するのを防止するための誘電
体１５が配置された構造となっていることで、他は図３
の例と同じである。
【０００３】次に、動作について説明する。図３の場
合、表面電極９がマイナスに、裏面電極８がプラスにバ
イアスされた時（以降順バイアスという）、Ｐ拡散層
４、サブストレート６、Ｐ拡散層３およびＮ+ 拡散層２
で構成されるＰＮＰＮスイッチが機能状態となり、逆バ
イアスされたサブストレート６とＰ拡散層３のジャンク
ションに広がる空乏領域内およびその周辺が受光領域と
なり、ここに入射光１１が入射し、光起電流が発生し、
これがＰＮＰＮスイッチのゲート信号として作用するた
め素子がオンする。また、逆に表面電極９がプラスに、
裏面電極８がマイナスにバイアスされた時（以降逆バイ
アスという）、Ｐ拡散層３、サブストレート６、Ｐ拡散
層４およびＮ+ 拡散層５で構成されるＰＮＰＮスイッチ
が機能状態となり、Ｐ拡散層４とサブストレート６のジ
ャンクション部が受光領域となり、素子がオンする。
合、表面電極９がマイナスに、裏面電極８がプラスにバ
イアスされた時（以降順バイアスという）、Ｐ拡散層
４、サブストレート６、Ｐ拡散層３およびＮ+ 拡散層２
で構成されるＰＮＰＮスイッチが機能状態となり、逆バ
イアスされたサブストレート６とＰ拡散層３のジャンク
ションに広がる空乏領域内およびその周辺が受光領域と
なり、ここに入射光１１が入射し、光起電流が発生し、
これがＰＮＰＮスイッチのゲート信号として作用するた
め素子がオンする。また、逆に表面電極９がプラスに、
裏面電極８がマイナスにバイアスされた時（以降逆バイ
アスという）、Ｐ拡散層３、サブストレート６、Ｐ拡散
層４およびＮ+ 拡散層５で構成されるＰＮＰＮスイッチ
が機能状態となり、Ｐ拡散層４とサブストレート６のジ
ャンクション部が受光領域となり、素子がオンする。
【０００４】図４の場合、順方向バイアス時には図３の
フォトトライアックと同じ動作となるが、逆バイアス時
にはＰ拡散層４とサブストレート６のジャンクション部
で発生する起電流が素子をオンさせるよりも早く前述の
横型に作成されたＰＮＰＮスイッチがオンすることで表
面電極９からこのＰＮＰＮスイッチおよび表裏補助電極
１３、１４を介してＰ拡散層４にゲート信号が流入し、
素子がオンする（例えば特開昭５９−９４８６９号）。
フォトトライアックと同じ動作となるが、逆バイアス時
にはＰ拡散層４とサブストレート６のジャンクション部
で発生する起電流が素子をオンさせるよりも早く前述の
横型に作成されたＰＮＰＮスイッチがオンすることで表
面電極９からこのＰＮＰＮスイッチおよび表裏補助電極
１３、１４を介してＰ拡散層４にゲート信号が流入し、
素子がオンする（例えば特開昭５９−９４８６９号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図３に示す従来の縦型
フォトトライアックでは、光を吸収するジャンクション
の深さが順方向と逆方向では異なり、このため順方向、
逆方向の受光感度が異なってしまい、順方向と逆方向の
波形の制御幅が異なってしまうという欠点があった。
フォトトライアックでは、光を吸収するジャンクション
の深さが順方向と逆方向では異なり、このため順方向、
逆方向の受光感度が異なってしまい、順方向と逆方向の
波形の制御幅が異なってしまうという欠点があった。
【０００６】また、図４はこの欠点を補うために横型の
フォトサイリスタを別個に構成しているが、表面および
裏面の補助電極１３、１４の導通は大変困難であり、コ
スト高となり、かつ量産性には不向きという欠点があっ
た。
フォトサイリスタを別個に構成しているが、表面および
裏面の補助電極１３、１４の導通は大変困難であり、コ
スト高となり、かつ量産性には不向きという欠点があっ
た。
【０００７】さらに、図５に対向型フォトカプラの断面
図を示しているが、この場合入射光はチップ全面に当
り、ＬＥＤ１６直下の部分の光１１の発光強度が最大と
なるが、従来の縦型フォトトライアック（受光チップ１
９）では中央部が表面電極によっておおわれているため
受光できず、受光の効率が悪いという欠点があった。な
お、図５中、１７はボンディングワイヤー、１８はリー
ドフレームである。
図を示しているが、この場合入射光はチップ全面に当
り、ＬＥＤ１６直下の部分の光１１の発光強度が最大と
なるが、従来の縦型フォトトライアック（受光チップ１
９）では中央部が表面電極によっておおわれているため
受光できず、受光の効率が悪いという欠点があった。な
お、図５中、１７はボンディングワイヤー、１８はリー
ドフレームである。
【０００８】本発明の目的は、順方向および逆方向の受
光感度を同一とすることが可能な縦型フォトトライアッ
クを提供することにある。
光感度を同一とすることが可能な縦型フォトトライアッ
クを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の縦型フォトトラ
イアックは入射光を受光する受光面に穴が開けられてい
る。
イアックは入射光を受光する受光面に穴が開けられてい
る。
【００１０】
【作用】受光部に穴が無い従来の縦型フォトトライアッ
クでは順バイアス時には受光領域が比較的表面に近いた
め高い量子効率となるが、逆バイアス時には受光領域が
比較的深いためにその直上のシリコン結晶が光吸収媒体
となってしまい、量子効率は低くなってしまう。このた
めチップ表面に穴を設けることでシリコン結晶（光吸収
媒体）を除き、逆バイアス時の量子効率を向上させ、
順、逆バイアス時の受光感度を一致させる。
クでは順バイアス時には受光領域が比較的表面に近いた
め高い量子効率となるが、逆バイアス時には受光領域が
比較的深いためにその直上のシリコン結晶が光吸収媒体
となってしまい、量子効率は低くなってしまう。このた
めチップ表面に穴を設けることでシリコン結晶（光吸収
媒体）を除き、逆バイアス時の量子効率を向上させ、
順、逆バイアス時の受光感度を一致させる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照に
説明する。
説明する。
【００１２】図１（Ａ）は本発明の一実施例の縦型フォ
トトライアックのチップ断面図、図１（Ｂ）はチップ表
面図である。
トトライアックのチップ断面図、図１（Ｂ）はチップ表
面図である。
【００１３】本実施例の縦型フォトトライアックは、受
光面に穴１０が開けられている。
光面に穴１０が開けられている。
【００１４】このチップ製造にあたっては、比抵抗５０
〜１００Ω・ｃｍ、長さ２００μｍ程度のＮ- サブスト
レート６の表裏面よりボロン等のドーパントを用い深さ
４０μｍ程度のＰ拡散層３、４を作り、次に表裏面より
リン等のドーパントを用いて深さ３５μｍ程度のＮ+ 拡
散層２、５およびチャネルストッパ１を作成する。この
後、チップセンター付近にフッ酸系薬品を用い深さ５０
〜１００μｍ程度の穴１０を作成し、ＣＶＤ等により表
面に酸化膜を１μｍ程度積層し、最後は表裏面のメタラ
イズを行うことにより製造する。
〜１００Ω・ｃｍ、長さ２００μｍ程度のＮ- サブスト
レート６の表裏面よりボロン等のドーパントを用い深さ
４０μｍ程度のＰ拡散層３、４を作り、次に表裏面より
リン等のドーパントを用いて深さ３５μｍ程度のＮ+ 拡
散層２、５およびチャネルストッパ１を作成する。この
後、チップセンター付近にフッ酸系薬品を用い深さ５０
〜１００μｍ程度の穴１０を作成し、ＣＶＤ等により表
面に酸化膜を１μｍ程度積層し、最後は表裏面のメタラ
イズを行うことにより製造する。
【００１５】Ｐ拡散層４、サブストレート６、Ｐ拡散層
３およびＮ+ 拡散層２により順バイアス時のＰＮＰＮス
イッチ、またＰ拡散層３、サブストレート６、Ｐ拡散層
４およびＮ+ 拡散層５により逆バイアス時のＰＮＰＮス
イッチを構成し、受光領域はおよそ次のような範囲であ
る。
３およびＮ+ 拡散層２により順バイアス時のＰＮＰＮス
イッチ、またＰ拡散層３、サブストレート６、Ｐ拡散層
４およびＮ+ 拡散層５により逆バイアス時のＰＮＰＮス
イッチを構成し、受光領域はおよそ次のような範囲であ
る。
【００１６】順方向および逆方向バイアス時にはそれぞ
れＪ2 ２１、Ｊ1 ２０が逆バイアスされ、バイアス電圧
が５０Ｖ程度の時３０μｍ程度の空乏領域ができ、これ
にキャリアの拡散長分のうち有効受光領域の約２０μｍ
を加えた５０μｍ程度の領域が受光領域となる。
れＪ2 ２１、Ｊ1 ２０が逆バイアスされ、バイアス電圧
が５０Ｖ程度の時３０μｍ程度の空乏領域ができ、これ
にキャリアの拡散長分のうち有効受光領域の約２０μｍ
を加えた５０μｍ程度の領域が受光領域となる。
【００１７】入射光１１のチップ表面での強度分布より
ＰＮＰＮスイッチと穴１０の距離、穴１０の深さ等を適
切に設定することで、順、逆方向の受光感度を同一とす
ることが可能である。この時、従来の縦型フォトトライ
アックに対し、負荷電流流通体積が減少し、オン電圧が
上昇するので、次に説明する第２の実施例でこれを解決
する。
ＰＮＰＮスイッチと穴１０の距離、穴１０の深さ等を適
切に設定することで、順、逆方向の受光感度を同一とす
ることが可能である。この時、従来の縦型フォトトライ
アックに対し、負荷電流流通体積が減少し、オン電圧が
上昇するので、次に説明する第２の実施例でこれを解決
する。
【００１８】図２（Ａ）は第２の実施例のチップ断面
図、図２（Ｂ）はチップ表面図である。第１の実施例と
の相違点は穴１０の数とＰＮＰＮスイッチ対の数が増え
ていることであり、これにより負荷電流の流通体積が増
加し、オン電圧を低下させることができる。子のでＰ拡
散層３は穴１０の境界まで延びているが、ベベル構造と
なるため耐圧の低下は問題ない。
図、図２（Ｂ）はチップ表面図である。第１の実施例と
の相違点は穴１０の数とＰＮＰＮスイッチ対の数が増え
ていることであり、これにより負荷電流の流通体積が増
加し、オン電圧を低下させることができる。子のでＰ拡
散層３は穴１０の境界まで延びているが、ベベル構造と
なるため耐圧の低下は問題ない。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、受光面に
穴を開けることにより、以下に示す効果がある。 （１）縦型フォトトライアックの順方向および逆方向の
受光感度を等しくできるため、負荷波形の制御幅も順方
向と逆方向で等しくできる。 （２）また、従来の技術の図４のように表裏補助電極の
結線が不要となり、安価に製造することが可能である。 （３）さらに、フォトカプラ用受光チップとして用いた
時は、光の受光部４が５０％以上向上する。この時耐
圧、耐ノイズ性等の特性は従来レベルＶDRM ≧６００
Ｖ、ｄＶ／ｄｔ≧５００Ｖ／μｓが維持できる。
穴を開けることにより、以下に示す効果がある。 （１）縦型フォトトライアックの順方向および逆方向の
受光感度を等しくできるため、負荷波形の制御幅も順方
向と逆方向で等しくできる。 （２）また、従来の技術の図４のように表裏補助電極の
結線が不要となり、安価に製造することが可能である。 （３）さらに、フォトカプラ用受光チップとして用いた
時は、光の受光部４が５０％以上向上する。この時耐
圧、耐ノイズ性等の特性は従来レベルＶDRM ≧６００
Ｖ、ｄＶ／ｄｔ≧５００Ｖ／μｓが維持できる。
【図１】本発明の第１の実施例の縦型フォトトライアッ
クのチップ断面図とチップ表面図である。
クのチップ断面図とチップ表面図である。
【図２】本発明の第２の実施例の縦型フォトトライアッ
クのチップ断面図とチップ表面図である。
クのチップ断面図とチップ表面図である。
【図３】縦型フォトトライアックの従来例のチップ断面
図である。
図である。
【図４】縦型フォトトライアックの他の従来例のチップ
断面図である。
断面図である。
【図５】対向型フォトカプラの断面図である。
１ チャネルストッパ ２ Ｎ+ 拡散層 ３、４ Ｐ拡散層 ５、１２ Ｎ+ 拡散層 ６ サブストレート ７ 酸化膜 ８ 裏面電極 ９ 表面電極 １０ 穴 １１ 入射光 １３ 表面補助電極 １４ 裏面補助電極 １５ 誘電体 １６ ＬＥＤ １７ ボンディングワイヤー １８ リードフレーム １９ 受光チップ ２０ Ｊ1 ２１ Ｊ2
Claims (2)
- 【請求項１】 縦型フォトトライアックにおいて、入射
光を受光する受光面に穴が開けられていることを特徴と
する縦型フォトトライアック。 - 【請求項２】 前記穴がチップ表面に複数個形成されて
いる請求項１記載の縦型フォトトライアック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5266498A JPH07122732A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 縦型フォトトライアック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5266498A JPH07122732A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 縦型フォトトライアック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07122732A true JPH07122732A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=17431761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5266498A Pending JPH07122732A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 縦型フォトトライアック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07122732A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2026464A1 (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-18 | BITRON S.p.A. | A control circuit for the motor of a motorized hydraulic valve, particularly for boilers and the like |
| JP2013510428A (ja) * | 2009-11-05 | 2013-03-21 | ザ・ボーイング・カンパニー | プラスチック光ファイバーネットワークの検波器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5187978A (ja) * | 1975-01-31 | 1976-07-31 | Hitachi Ltd | |
| JPS58118148A (ja) * | 1982-01-05 | 1983-07-14 | Toshiba Corp | 光点弧形双方向サイリスタ |
-
1993
- 1993-10-25 JP JP5266498A patent/JPH07122732A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5187978A (ja) * | 1975-01-31 | 1976-07-31 | Hitachi Ltd | |
| JPS58118148A (ja) * | 1982-01-05 | 1983-07-14 | Toshiba Corp | 光点弧形双方向サイリスタ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2026464A1 (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-18 | BITRON S.p.A. | A control circuit for the motor of a motorized hydraulic valve, particularly for boilers and the like |
| JP2013510428A (ja) * | 2009-11-05 | 2013-03-21 | ザ・ボーイング・カンパニー | プラスチック光ファイバーネットワークの検波器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |