JPS5893267A - 光結合集積回路 - Google Patents
光結合集積回路Info
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- JPS5893267A JPS5893267A JP56190623A JP19062381A JPS5893267A JP S5893267 A JPS5893267 A JP S5893267A JP 56190623 A JP56190623 A JP 56190623A JP 19062381 A JP19062381 A JP 19062381A JP S5893267 A JPS5893267 A JP S5893267A
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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
- H01L31/16—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 the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
- H01L31/167—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 the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers
- H01L31/173—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 the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers formed in, or on, a common substrate
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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】
発明の属する技術分野
本発明は、半導体層と絶縁層との積層構造よりなる光結
合集積回路に関する。
合集積回路に関する。
従来技術とその問題点
平面寸法の幾何学的縮小（二よる集積度向上《−加えて
、半導体層と絶縁層との積層構造を採用することによシ
集積回路素子の集積度を飛躍的《＝増大させることが可
能となっている。集積度の向上は同時（；新らだな機能
の造出、多機能の集積をもたらす。新らたな機能の造出
は種々の動作形態の異る回路の集積を、また多機能の集
積（＝は、異種の或いは多くの独立した回路システムと
の結合を前提とする。動作形態の異る回路は異る動作電
圧または異る電源を必要とし、また独立した回路システ
ムの結合（二は接地電位の不一致という問題が起き易い
。これらを解決するものとしては従来は発光素子と受光
素子とを所定の幾例学的関係の下に同一容器パッケージ
内（＝固定封入した光結合回路素子を用いていたが、発
光素子と受光素子とを所定幾何学的関係の下の固定封入
という手段をとるため発光素子から受光素子への信号伝
達のチャネルの数は極めて限られたもので、積層構造採
用（二より実現した高集積素子の多量の信号処理能力を
活かすため（＝は適用不可であった。
、半導体層と絶縁層との積層構造を採用することによシ
集積回路素子の集積度を飛躍的《＝増大させることが可
能となっている。集積度の向上は同時（；新らだな機能
の造出、多機能の集積をもたらす。新らたな機能の造出
は種々の動作形態の異る回路の集積を、また多機能の集
積（＝は、異種の或いは多くの独立した回路システムと
の結合を前提とする。動作形態の異る回路は異る動作電
圧または異る電源を必要とし、また独立した回路システ
ムの結合（二は接地電位の不一致という問題が起き易い
。これらを解決するものとしては従来は発光素子と受光
素子とを所定の幾例学的関係の下に同一容器パッケージ
内（＝固定封入した光結合回路素子を用いていたが、発
光素子と受光素子とを所定幾何学的関係の下の固定封入
という手段をとるため発光素子から受光素子への信号伝
達のチャネルの数は極めて限られたもので、積層構造採
用（二より実現した高集積素子の多量の信号処理能力を
活かすため（＝は適用不可であった。
発明の目的
本発明は、異種動作形態の回路の集積を可能とする、ま
た独立した他の回路シスチムとの結合を可能とする半導
体層と絶縁層との積層構造素子を提供すること（二ある
。
た独立した他の回路シスチムとの結合を可能とする半導
体層と絶縁層との積層構造素子を提供すること（二ある
。
発明の概要
本発明は、半導体層と絶縁層の積層構造において電気的
に相互に絶縁された領域の境界の一部或いは全面に、一
方には発光素子を他方には発光素子を相対するように配
置することを特徴とするものである。
に相互に絶縁された領域の境界の一部或いは全面に、一
方には発光素子を他方には発光素子を相対するように配
置することを特徴とするものである。
発明の効果
本発明（＝よれば、異る動作形態の回路を含む高機能の
高集積素子の実現が、また独立した多くの回路システム
との自由な結合を可能とする多機能集積素子の実現が可
能となる。
高集積素子の実現が、また独立した多くの回路システム
との自由な結合を可能とする多機能集積素子の実現が可
能となる。
発明の実施例
本発明を実施例を用いて説明する。
半導体層と絶縁層の積層構造が回路的にもっとも特徴を
発揮するもののひとつが並列演算回路である。第１図は
並列演算回路の一例の概念図である。入力１から時系シ
：！のデータが入って演算処理（二必要な順序にデコー
ダ２で配列され並列演算部４とインタフェース３を通じ
て並列演算部４（＝入る。並列演算部４は単位演算素子
回路５が並列がつ階層的（二ならび複数の最上層に位置
する単位演算素子Ｃ二人った信号は一括して次段の単位
演算素子層（＝入る。このような信号の演算処理が次々
と次段（二進み最下層で出力６となる。多数データの一
括処理が進行するため（二実効的（二並列演算部の信号
処理速度は極めて高速となる。それ故素子全させるデコ
ーダ部の高速性が必要となる。また並列演算部は多数の
単位演算素子の集合であるためその構成素子に必要とさ
れる特性は高速性もさることながら低消費電力が大きな
要素となる。このため半導体基板７例えばシリコン基板
（二信号処理プロセッサをＭＢ８ＦＥＩＴを基本素子と
して形成した後絶縁層８例えばシリコン酸化膜を介して
半導体層９例えばシリコン層を形成する。このシリコン
層の形成（二は、絶縁層８の一部Ｃ二後に半導体層９（
−形成される５６０ＭｇｓｒｇＴを中心とする単位演算
素子回路との電気的接続経路となるべき開口部を形成し
てから非晶質或いは多結晶シリコンを全面に堆積した後
下層であるシリコン基板にすで（二形成されている電気
回路（１悪影響を及はさないような手段、例えばレーザ
ビームや電子ビームを用いた瞬時アニールを施し、結晶
性シリコン層を得る方法を採用する。この時開口部は嘔
気的接続経路と同時に上層と下層の結晶的整合性を維持
する盤の目のよう（＝５０ｘ５０の規模で二次元的（１
配列形成した後シリコン基板上（＝第一層目の半導体層
９ならびに該層への電気回路形成と同様の操作を９回繰
返し９層のフーリエ変換並列演算層１０を路を具備させ
て堆積さらに非晶質或いは多結晶シリコン層を堆積させ
従前と同様の同様の方法でその結晶性シリコン層１２と
した後ショットキー型のフォトダイオードアレー１３を
形成する。この時、ひとつのフォトダイオードはその直
下の単位演算素子回路（二接続されてその信号入力部と
なる。
発揮するもののひとつが並列演算回路である。第１図は
並列演算回路の一例の概念図である。入力１から時系シ
：！のデータが入って演算処理（二必要な順序にデコー
ダ２で配列され並列演算部４とインタフェース３を通じ
て並列演算部４（＝入る。並列演算部４は単位演算素子
回路５が並列がつ階層的（二ならび複数の最上層に位置
する単位演算素子Ｃ二人った信号は一括して次段の単位
演算素子層（＝入る。このような信号の演算処理が次々
と次段（二進み最下層で出力６となる。多数データの一
括処理が進行するため（二実効的（二並列演算部の信号
処理速度は極めて高速となる。それ故素子全させるデコ
ーダ部の高速性が必要となる。また並列演算部は多数の
単位演算素子の集合であるためその構成素子に必要とさ
れる特性は高速性もさることながら低消費電力が大きな
要素となる。このため半導体基板７例えばシリコン基板
（二信号処理プロセッサをＭＢ８ＦＥＩＴを基本素子と
して形成した後絶縁層８例えばシリコン酸化膜を介して
半導体層９例えばシリコン層を形成する。このシリコン
層の形成（二は、絶縁層８の一部Ｃ二後に半導体層９（
−形成される５６０ＭｇｓｒｇＴを中心とする単位演算
素子回路との電気的接続経路となるべき開口部を形成し
てから非晶質或いは多結晶シリコンを全面に堆積した後
下層であるシリコン基板にすで（二形成されている電気
回路（１悪影響を及はさないような手段、例えばレーザ
ビームや電子ビームを用いた瞬時アニールを施し、結晶
性シリコン層を得る方法を採用する。この時開口部は嘔
気的接続経路と同時に上層と下層の結晶的整合性を維持
する盤の目のよう（＝５０ｘ５０の規模で二次元的（１
配列形成した後シリコン基板上（＝第一層目の半導体層
９ならびに該層への電気回路形成と同様の操作を９回繰
返し９層のフーリエ変換並列演算層１０を路を具備させ
て堆積さらに非晶質或いは多結晶シリコン層を堆積させ
従前と同様の同様の方法でその結晶性シリコン層１２と
した後ショットキー型のフォトダイオードアレー１３を
形成する。この時、ひとつのフォトダイオードはその直
下の単位演算素子回路（二接続されてその信号入力部と
なる。
この上に絶縁膜１４を堆積させその表面（二規則的間隔
を有した条溝を形成してから非晶質の燐化ガリウムを蒸
着してからレーザビームを照射して況ゆるグラフオエピ
タキシー（二よシ結晶性燐化ガリウム層１５とする。こ
の結晶性燐化ガリウム層口選択的（＝亜鉛をイオン注入
し発光ダイオードを形成する。この時この発光ダイオー
ドアレイ１６はダイオードアレーと電気的（′″−−接
続だめの電気的経路と燐化ガリウム層１４と結晶整合性
を維持するための経路となるべき開口部を有した絶縁膜
１７を堆積さら（二非晶質或は多結晶シリコン層を堆積
従前と同様レーザビーム或いは電子ビームを用いたアニ
ール（二より結晶性シリコン層１８を形成する。この最
上層のシリコン層（二はバイポーラトランジスタを主と
する高速デコーダ回路１９を形成する。なお、この高速
デコーン回路の電源および信号の入力端子は最上層表面
（二装置する。またＭｇ５ＦＩｉ！Ｔを主体とする並列
演算部１０ならびに基板７に形成した信号処理プロセッ
サの電源入力・信号出力端子は基板７上（＝設ける。こ
のような積層構造の並列演算素子１′−よシ比較的大き
な電源電流の高速デコーダ（＝影響されることなく論理
振幅が小さく動作点設定精度の厳しいＭＥ８ＦＢＴ回路
が安定し動作し、時系列入力の５０Ｘ５０の二次元デー
タのフーリエ変換を１ＭＨｚの速度で行なうことができ
る。尚、第２図で１点鎖線２０は電気的絶縁境界線を示
す。
を有した条溝を形成してから非晶質の燐化ガリウムを蒸
着してからレーザビームを照射して況ゆるグラフオエピ
タキシー（二よシ結晶性燐化ガリウム層１５とする。こ
の結晶性燐化ガリウム層口選択的（＝亜鉛をイオン注入
し発光ダイオードを形成する。この時この発光ダイオー
ドアレイ１６はダイオードアレーと電気的（′″−−接
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を維持するための経路となるべき開口部を有した絶縁膜
１７を堆積さら（二非晶質或は多結晶シリコン層を堆積
従前と同様レーザビーム或いは電子ビームを用いたアニ
ール（二より結晶性シリコン層１８を形成する。この最
上層のシリコン層（二はバイポーラトランジスタを主と
する高速デコーダ回路１９を形成する。なお、この高速
デコーン回路の電源および信号の入力端子は最上層表面
（二装置する。またＭｇ５ＦＩｉ！Ｔを主体とする並列
演算部１０ならびに基板７に形成した信号処理プロセッ
サの電源入力・信号出力端子は基板７上（＝設ける。こ
のような積層構造の並列演算素子１′−よシ比較的大き
な電源電流の高速デコーダ（＝影響されることなく論理
振幅が小さく動作点設定精度の厳しいＭＥ８ＦＢＴ回路
が安定し動作し、時系列入力の５０Ｘ５０の二次元デー
タのフーリエ変換を１ＭＨｚの速度で行なうことができ
る。尚、第２図で１点鎖線２０は電気的絶縁境界線を示
す。
発明の他の実施例
第２図では、発光素子を含む回路が受光素子を含む回路
の上に載っている例を示したが、第３図のよう（二発光
素子を含む回路が受光素子を含む回路を構成している半
導体層と同一のレベルでかつ電気的（一完全（二絶縁さ
れている半導体層を含む場合、また逆（＝第４図のよう
（＝受光素子を含む回路が発光素子を含む回路、、を構
成している半導体層と１ 同一のレベルでかつ電気的に完全１＝絶縁されている半
導体層を含む場合、また第２図の実施例では発光・受光
ダイオードは上下方向に対向している例を述べたが第５
図のよう（＝積層構造の同一レベルの半導体層を電気的
（＝絶縁層離し、その対向する一端（二発光素子を形成
し他端（二受光素子を形成してもやはり同様の効果を得
られる。
の上に載っている例を示したが、第３図のよう（二発光
素子を含む回路が受光素子を含む回路を構成している半
導体層と同一のレベルでかつ電気的（一完全（二絶縁さ
れている半導体層を含む場合、また逆（＝第４図のよう
（＝受光素子を含む回路が発光素子を含む回路、、を構
成している半導体層と１ 同一のレベルでかつ電気的に完全１＝絶縁されている半
導体層を含む場合、また第２図の実施例では発光・受光
ダイオードは上下方向に対向している例を述べたが第５
図のよう（＝積層構造の同一レベルの半導体層を電気的
（＝絶縁層離し、その対向する一端（二発光素子を形成
し他端（二受光素子を形成してもやはり同様の効果を得
られる。
また第２図の実施例ではシリコンの例（二ついて心
述べＶが、ゲルマニウム、砒化ガリウム等の他のｌ−■
族化合物半導体を用いてもやはり同様の効果が得られる
。
族化合物半導体を用いてもやはり同様の効果が得られる
。
また第２図の実施例では発光素子として燐化ガリウムの
例を述べたが、受光半導体のバンドギャップと同等又は
それ以上のバンドギャップを有する半導体の発光素子を
用いてもやはシ同様の効果が得られるのは言うまでもな
い。
例を述べたが、受光半導体のバンドギャップと同等又は
それ以上のバンドギャップを有する半導体の発光素子を
用いてもやはシ同様の効果が得られるのは言うまでもな
い。
また絶縁層として第２図ではシリコン酸化膜の例（二つ
いて述べたが、絶縁性の半導体層または鰐電体結晶層を
用いてもやはシ同様の効果が得られるＯ
いて述べたが、絶縁性の半導体層または鰐電体結晶層を
用いてもやはシ同様の効果が得られるＯ
第１図は実施例を説明する為の図、第２図は本発明構造
の実施例の断面図、第３図、第４図及び第５図は本発明
構造（＝よる他の実施例の断面図である。 図（＝於いて、 ９．１２．１５．１８・・・半導体層 ８．１１，１４．１７・・・絶縁層 １９・・磁気回路
素子１６・・・発光素子 １３・・・受光素子２
０・・電気的絶縁境界線 （７３１７） 代理人 弁理士 則 近 憲 右 （
＃１か１名）第 １ 図 第４図
の実施例の断面図、第３図、第４図及び第５図は本発明
構造（＝よる他の実施例の断面図である。 図（＝於いて、 ９．１２．１５．１８・・・半導体層 ８．１１，１４．１７・・・絶縁層 １９・・磁気回路
素子１６・・・発光素子 １３・・・受光素子２
０・・電気的絶縁境界線 （７３１７） 代理人 弁理士 則 近 憲 右 （
＃１か１名）第 １ 図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）半導体層と絶縁層との層状構造よりなり、半導体層
（−はその内部または表面（二電気回路素子を含み、絶
縁層には半導体層間（＝信号を伝える経路を含み、一部
の半導体層（＝は発光素子、他の一部の半導体層；二は
受光素子が形成され、該発光素子を含む電気回路と、該
受光素子を含む電気回路とが電気的（一完全３＝絶縁さ
れていることを特徴とする光結合誓安誉集積回路。 ２）受光素子および発光素子はそれぞれアレーを形成し
ていることを特徴とする特許 範囲第１項記載の光結合集積回路。 ３）半導体は８ｉ（＝よって形成されることを特徴とす
る前記特許請求の範囲第１項記載の光結合集積回路。 ４）半導体は８ｉおよびｌ−Ｖ族などの化合物半導体１
二よって形成されることを特徴とする前記特許請求の範
囲第１項記載の光結合集積回路。 ５）発光素子を含む半導体層と受光素子を含む半導体層
が上下に平行して対向していることを特徴とする前記特
許請求の範囲第１項記載の光結合集積回路。 ６）発光素子を含む半導体層と受光素子を含む半導体層
とが同一平面内｛二構成され、画素子はそれぞれの端部
《二あって対向していることを特徴とする前記特許請求
の範囲第１項記載の光結合集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56190623A JPS5893267A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 光結合集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56190623A JPS5893267A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 光結合集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5893267A true JPS5893267A (ja) | 1983-06-02 |
Family
ID=16261144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56190623A Pending JPS5893267A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 光結合集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5893267A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61255047A (ja) * | 1985-05-07 | 1986-11-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光集積回路 |
| US5200631A (en) * | 1991-08-06 | 1993-04-06 | International Business Machines Corporation | High speed optical interconnect |
| JP2016208028A (ja) * | 2015-04-17 | 2016-12-08 | アズール スペース ソーラー パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＡＺＵＲ ＳＰＡＣＥ Ｓｏｌａｒ Ｐｏｗｅｒ ＧｍｂＨ | 積層形フォトカプラモジュール |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP56190623A patent/JPS5893267A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61255047A (ja) * | 1985-05-07 | 1986-11-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光集積回路 |
| JPH0543190B2 (ja) * | 1985-05-07 | 1993-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
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