JPS5837977A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS5837977A JPS5837977A JP56135725A JP13572581A JPS5837977A JP S5837977 A JPS5837977 A JP S5837977A JP 56135725 A JP56135725 A JP 56135725A JP 13572581 A JP13572581 A JP 13572581A JP S5837977 A JPS5837977 A JP S5837977A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- light emitting
- light
- wiring
- integrated circuit
- 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
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 3
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (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
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体集積回路を塔載した半導体層が絶縁分離
さ扛て多層に積層された構造を有する半導体装置におい
て、上記各半導体層間に亘る情報伝達手段を提供する構
造に関するものであり、情報伝達手段として光を用いる
ことにより、各層間の情報伝達のための構造を簡単にす
るとともに、特性劣化を防止でき、集積回路の多層積層
化の実現に寄与するものである。
さ扛て多層に積層された構造を有する半導体装置におい
て、上記各半導体層間に亘る情報伝達手段を提供する構
造に関するものであり、情報伝達手段として光を用いる
ことにより、各層間の情報伝達のための構造を簡単にす
るとともに、特性劣化を防止でき、集積回路の多層積層
化の実現に寄与するものである。
従来より半導体集積回路を形成した半導体層を回路は、
低温工程等の導入により実現さｎつつあるが、各半導体
層間の情報伝達手段は、同一半導体層上の素子間の接続
と同様に電気的伝達即ち通常の金属あるいは半導体によ
る配線によって行なわれている。
低温工程等の導入により実現さｎつつあるが、各半導体
層間の情報伝達手段は、同一半導体層上の素子間の接続
と同様に電気的伝達即ち通常の金属あるいは半導体によ
る配線によって行なわれている。
たとえば半導体集積回路を２層積層する場合について第
１図に従って説明する。半導体基板１の上に、拡散層等
から成る能動素子２や相互配線３を通常の工程で形成し
たのち、絶縁膜４によって絶縁分離してその上に第２の
半導体層６を形成し、該第２の半導体層５上に能動素子
６や相互配線７を形成する。半導体基板１に形成した集
積回路と第２の半導体層２に形成した集積回路間の相互
接続は、半導体基′板１に設けられた端子部８と第２の
半導体層５に設けらＣた端子部９を電気的に接続される
配線１０によって行なわれる。なお、第１図においてた
とえば素子２．６はＭＯＳ）ランジスタであり、１１．
１２は絶縁膜である。
１図に従って説明する。半導体基板１の上に、拡散層等
から成る能動素子２や相互配線３を通常の工程で形成し
たのち、絶縁膜４によって絶縁分離してその上に第２の
半導体層６を形成し、該第２の半導体層５上に能動素子
６や相互配線７を形成する。半導体基板１に形成した集
積回路と第２の半導体層２に形成した集積回路間の相互
接続は、半導体基′板１に設けられた端子部８と第２の
半導体層５に設けらＣた端子部９を電気的に接続される
配線１０によって行なわれる。なお、第１図においてた
とえば素子２．６はＭＯＳ）ランジスタであり、１１．
１２は絶縁膜である。
しかるにこの第１図の構造は、実際に相互配線１０ｉ形
成する場合、絶縁膜４に開孔部を窄ち、そののちに金属
等の配線導体を形成し配線１ｏとしさらに第２の半導体
層上の端子部９に接続させる訳であるが、平坦にしかも
確実に絶縁膜４の一部に配線１ｏを形成することは非常
に困難であり、この層間相互配線の技術が多層化素子へ
の大きな障壁になっている０ 本発明は半導体集積回路を絶縁分離して多層に積層して
高密度、高性能化を図る場合の各絶縁分離された半導体
層間の情報伝達を光によって行い、従来のごとく電気的
な導体による配線を無くすものであり、全く新し７い素
子の構造、構成を提供するものである。
成する場合、絶縁膜４に開孔部を窄ち、そののちに金属
等の配線導体を形成し配線１ｏとしさらに第２の半導体
層上の端子部９に接続させる訳であるが、平坦にしかも
確実に絶縁膜４の一部に配線１ｏを形成することは非常
に困難であり、この層間相互配線の技術が多層化素子へ
の大きな障壁になっている０ 本発明は半導体集積回路を絶縁分離して多層に積層して
高密度、高性能化を図る場合の各絶縁分離された半導体
層間の情報伝達を光によって行い、従来のごとく電気的
な導体による配線を無くすものであり、全く新し７い素
子の構造、構成を提供するものである。
以下に第２図に従って本発明の実施例の１つとして、半
導体基板上に集積回路を形成し、次に絶縁分離した第２
の半導体層上に集積回路が形成さ但し、３層以上の多層
構造の場合も全く同様である。
導体基板上に集積回路を形成し、次に絶縁分離した第２
の半導体層上に集積回路が形成さ但し、３層以上の多層
構造の場合も全く同様である。
第２図に示す如く、半導体基板１０１上に従来の通常の
方法によって、能動素子１０２や配線０３および外部か
ら接続可能な電源端子、入出力端子を少なくとも有して
構成された第１の集積回路を形成し、上層部の集積回路
との情報伝達のために、受光素子１発光素子等から成る
光電変換素子の第１の端子部１０４（たとえば発光部）
を形成しておく。次にＳ ｉ Ｏ２等の絶縁膜１０６を
形成し、続いて、その土に半導体層１０６を形成する。
方法によって、能動素子１０２や配線０３および外部か
ら接続可能な電源端子、入出力端子を少なくとも有して
構成された第１の集積回路を形成し、上層部の集積回路
との情報伝達のために、受光素子１発光素子等から成る
光電変換素子の第１の端子部１０４（たとえば発光部）
を形成しておく。次にＳ ｉ Ｏ２等の絶縁膜１０６を
形成し、続いて、その土に半導体層１０６を形成する。
このとき第１の集積回路や第１の端子部の特性を損なわ
ないように成るべく低温工程で形成する方が望ましい。
ないように成るべく低温工程で形成する方が望ましい。
次に半導体層１ｏ６上に能動素子１０７や配線１０８お
よび外部から接続可能な電源端子、入出力端子を少なく
とも含んで形成さｎ＊第２の集積回路を構成する。次に
下層部の集積回路との情報伝達のために受光素子１発光
素子等から成る光電変換素子の第２の端子部１ｏ９（た
とえば受光部）を形成する。このとき第１の端子部１０
４にある発光素子からの光はＳ ｉＯ２等の透明な絶縁
膜１０５の少なくとも一部を介して第２の端子部の受光
素子に入射するように構成しておく。又、この逆も同様
に構成しておく。１１１．１１２は絶縁膜である。
よび外部から接続可能な電源端子、入出力端子を少なく
とも含んで形成さｎ＊第２の集積回路を構成する。次に
下層部の集積回路との情報伝達のために受光素子１発光
素子等から成る光電変換素子の第２の端子部１ｏ９（た
とえば受光部）を形成する。このとき第１の端子部１０
４にある発光素子からの光はＳ ｉＯ２等の透明な絶縁
膜１０５の少なくとも一部を介して第２の端子部の受光
素子に入射するように構成しておく。又、この逆も同様
に構成しておく。１１１．１１２は絶縁膜である。
なお、第２図において、半導体基板１０１はたとえばシ
リコン半導体基板又は化合物半導体基板でもよく、この
基板に直接発光又は受光素子を形成してもよいし、基板
１０１上の絶縁膜上にシリコン又は化合物等の半導体層
を形成しこの半導体層に発光又は受光素子を形成しても
よい。また、上層の半導体層１０６もシリコン又は化合
物半導体よりなる層を用いることができる。
リコン半導体基板又は化合物半導体基板でもよく、この
基板に直接発光又は受光素子を形成してもよいし、基板
１０１上の絶縁膜上にシリコン又は化合物等の半導体層
を形成しこの半導体層に発光又は受光素子を形成しても
よい。また、上層の半導体層１０６もシリコン又は化合
物半導体よりなる層を用いることができる。
第２図のような構成によればたとえば基板１０１の第１
の集積回路から上層の第２の集積回路へ情報を送る場合
は次のようになる。第１の集積回路の第２の集積回路へ
送るべき電気信号を第１の端子部の光電変換素子と発光
素子により元信号に変換し、絶縁膜１０５の一部を導波
路として伝送さ扛る光を第２の端子部にある受光素子で
受光し、光電変換により電気信号として第２の集積回路
へ送る。
の集積回路から上層の第２の集積回路へ情報を送る場合
は次のようになる。第１の集積回路の第２の集積回路へ
送るべき電気信号を第１の端子部の光電変換素子と発光
素子により元信号に変換し、絶縁膜１０５の一部を導波
路として伝送さ扛る光を第２の端子部にある受光素子で
受光し、光電変換により電気信号として第２の集積回路
へ送る。
以上のように、本発明を集積回路を絶縁分離して多層に
形成する高密度、高性能集積回路に適用することにより
、より容易にしかも確実に実現できるものであり、多層
間の信号伝達が極めて容易となりその効果は大なるもの
である。勿論、本発明の構造において、従来よりの配線
などによる情報伝達や電源電圧供給の配線を併用し、工
程の合理化や効果の最適化を行い得ることは云うまでも
ない。
形成する高密度、高性能集積回路に適用することにより
、より容易にしかも確実に実現できるものであり、多層
間の信号伝達が極めて容易となりその効果は大なるもの
である。勿論、本発明の構造において、従来よりの配線
などによる情報伝達や電源電圧供給の配線を併用し、工
程の合理化や効果の最適化を行い得ることは云うまでも
ない。
第１図は従来の多層構造半導体装置の概略構造断面図、
第２図は本発明の一実施例にかかる半導体装置の概略構
造断面図である。 １０１・・・１・半導体基板、１０２，１０７・−−・
・能動素子、１０２，１０７・・・・・・能動素子、１
ｏ４．１ｏ９・・・・・・光電変換素子の端子部、１０
５・・・・・・絶縁膜、１０６・・・・・・半導体層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
第２図は本発明の一実施例にかかる半導体装置の概略構
造断面図である。 １０１・・・１・半導体基板、１０２，１０７・−−・
・能動素子、１０２，１０７・・・・・・能動素子、１
ｏ４．１ｏ９・・・・・・光電変換素子の端子部、１０
５・・・・・・絶縁膜、１０６・・・・・・半導体層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (2)
- （１） 半導体集積回路を塔載した半導体層の少なく
ことを特徴とする半導体装置。 - （２） 各半導体層には受光部及び発光部から成る光
電変換素子を有しており、絶縁分離用の絶縁体膜の少な
くとも一部が情報伝達のための光の導波路となっている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56135725A JPS5837977A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56135725A JPS5837977A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5837977A true JPS5837977A (ja) | 1983-03-05 |
Family
ID=15158416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56135725A Pending JPS5837977A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5837977A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59175758A (ja) * | 1983-03-26 | 1984-10-04 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| US4888625A (en) * | 1986-09-30 | 1989-12-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Optoelectronic coupling element, and method of making same |
| JPH03164816A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-16 | Mitsubishi Electric Corp | 情報処理装置 |
| JP2003332560A (ja) * | 2002-05-13 | 2003-11-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びマイクロプロセッサ |
| JP2004247405A (ja) * | 2003-02-12 | 2004-09-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
-
1981
- 1981-08-28 JP JP56135725A patent/JPS5837977A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59175758A (ja) * | 1983-03-26 | 1984-10-04 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| US4888625A (en) * | 1986-09-30 | 1989-12-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Optoelectronic coupling element, and method of making same |
| JPH03164816A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-16 | Mitsubishi Electric Corp | 情報処理装置 |
| JP2003332560A (ja) * | 2002-05-13 | 2003-11-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びマイクロプロセッサ |
| JP2004247405A (ja) * | 2003-02-12 | 2004-09-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| JP4574118B2 (ja) * | 2003-02-12 | 2010-11-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置及びその作製方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4199777A (en) | Semiconductor device and a method of manufacturing the same | |
| JPS63308386A (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
| JPS5837977A (ja) | 半導体装置 | |
| KR900008665A (ko) | 고밀도 반도체 구조물 및 그의 제작방법 | |
| JPH0529483A (ja) | 半導体集積装置 | |
| JPS60140850A (ja) | 積層集積型半導体回路装置の製法 | |
| JPS6257259B2 (ja) | ||
| JPS5890755A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS5893268A (ja) | 光結合集積回路 | |
| JP2597750B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH04343265A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH05218036A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS60244045A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS62262458A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JPH05335532A (ja) | 光半導体装置 | |
| JPS5839078A (ja) | 光動作装置 | |
| EP0278065A2 (en) | Semiconductor integrated circuit latch-up preventing apparatus | |
| JPH073835B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPS59208750A (ja) | 半導体装置の配線構造 | |
| JPS60137051A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH02170462A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH01109739A (ja) | 半導体集積回路 | |
| JPS5892256A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS5740968A (en) | Semiconductor device | |
| JPS63156373A (ja) | フオトダイオ−ドアレイの製法 |