JPS59222973A - 半導体光結合装置 - Google Patents
半導体光結合装置Info
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- JPS59222973A JPS59222973A JP58097301A JP9730183A JPS59222973A JP S59222973 A JPS59222973 A JP S59222973A JP 58097301 A JP58097301 A JP 58097301A JP 9730183 A JP9730183 A JP 9730183A JP S59222973 A JPS59222973 A JP S59222973A
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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】
本発明は半導体光結合装置に関し、特に発光素子、およ
び受光素子とを単一の半導体ペレット内に別個に形成し
、その半導体ベレット上に光路となる透光性の樹脂を被
チした半導体光結合装置に関する。
び受光素子とを単一の半導体ペレット内に別個に形成し
、その半導体ベレット上に光路となる透光性の樹脂を被
チした半導体光結合装置に関する。
従来、半導体光結合装置の構造は第１図に示すように各
々個別のリードフレーム１５、および１６にマウントさ
れた発光側ペレッ）１１、および受光側ベレット１２を
一定間隔に対向させ、該発光側ペレット１１および該受
光側ペレット１２の間隙に透光性のシリコン系樹脂１３
ｉうめ、これを通常使用されているエポキシ系樹脂等の
モールド樹脂１４で封止したものである。これは第１図
から明らかなように２枚の別々のリードフレームを組み
合わせていることから、組立方法が複雑となり、樹脂封
止も２重になっているために一定の限度以上に小型化す
ることは困難である。ベレットも発光側ベレットと受光
側ベレットに分かれているため、各々独立にマウント作
業が必要となり、各ベレットの対向精度も±１００μ以
下にすることは困難である。また組立に要する工数も多
大である。そこで２枚のリードフレームの組合せをせず
、組立を簡略化した半導体光結合装置が考えられた。
々個別のリードフレーム１５、および１６にマウントさ
れた発光側ペレッ）１１、および受光側ベレット１２を
一定間隔に対向させ、該発光側ペレット１１および該受
光側ペレット１２の間隙に透光性のシリコン系樹脂１３
ｉうめ、これを通常使用されているエポキシ系樹脂等の
モールド樹脂１４で封止したものである。これは第１図
から明らかなように２枚の別々のリードフレームを組み
合わせていることから、組立方法が複雑となり、樹脂封
止も２重になっているために一定の限度以上に小型化す
ることは困難である。ベレットも発光側ベレットと受光
側ベレットに分かれているため、各々独立にマウント作
業が必要となり、各ベレットの対向精度も±１００μ以
下にすることは困難である。また組立に要する工数も多
大である。そこで２枚のリードフレームの組合せをせず
、組立を簡略化した半導体光結合装置が考えられた。
第２図にその断面構造を示す。これは同一平面上のリー
ドフレーム２５に発光側ペレット２１、および受光側ベ
レット２２ｔ−マウントし、金ネヲボンディングした後
、透光性のシリコン系樹脂２３で発光側、受光側ベレッ
トともに被覆してこれを光路とし、さらに通常使用され
ているエポキシ系樹脂等のモールド樹脂２４で封止した
ものである。
ドフレーム２５に発光側ペレット２１、および受光側ベ
レット２２ｔ−マウントし、金ネヲボンディングした後
、透光性のシリコン系樹脂２３で発光側、受光側ベレッ
トともに被覆してこれを光路とし、さらに通常使用され
ているエポキシ系樹脂等のモールド樹脂２４で封止した
ものである。
これは２枚のリードフレームを用いていないため、組立
が容易であるという利点を有するが、発光側、受光側と
もに個別のベレットを用いていることから、各々個別の
ベレットマウント作業が依然として必要である。また小
型化に対して第１図に示した構造の場合と比較すると有
利ではあるが、内部樹脂の体積低減にも限度があり、こ
のために小型化に対する制約が解消されるには至ってい
ない。
が容易であるという利点を有するが、発光側、受光側と
もに個別のベレットを用いていることから、各々個別の
ベレットマウント作業が依然として必要である。また小
型化に対して第１図に示した構造の場合と比較すると有
利ではあるが、内部樹脂の体積低減にも限度があり、こ
のために小型化に対する制約が解消されるには至ってい
ない。
以上のような構造に対して発光側、受光側双方のベレッ
トを一体化し、集積度を上げた半導体光結合装置が提案
されている二これは第３図７に示すようにＧ ａ Ａ
ｓ受光素子３１の上に半絶縁性のクロムドープＧａＡｓ
３２を成長させ、さらにこの上にＧａＡｓ３３に成長
させ、発光ダイオードを形成したものである。このよう
な構造においてはベレット作成にあたり、何層ものエビ
成長が必要であであること、および結合特性が良好でな
いことなどの不具合があり、実用化される迄には至って
いない。
トを一体化し、集積度を上げた半導体光結合装置が提案
されている二これは第３図７に示すようにＧ ａ Ａ
ｓ受光素子３１の上に半絶縁性のクロムドープＧａＡｓ
３２を成長させ、さらにこの上にＧａＡｓ３３に成長
させ、発光ダイオードを形成したものである。このよう
な構造においてはベレット作成にあたり、何層ものエビ
成長が必要であであること、および結合特性が良好でな
いことなどの不具合があり、実用化される迄には至って
いない。
本発明の目的は上記のような欠点を改良し、実用化可能
な半導体光結合装＃を提供することＫある。
な半導体光結合装＃を提供することＫある。
本発明によれば、発光素子および受光素子とを単一の半
導体ベレット内に別個に形成し、これを電気的に絶縁せ
しめ、この半導体ベレット上に透光性の樹脂を被覆し、
上記発光素子から代られた光を透光性樹脂を光路として
受光素子に導くことを特徴とした半導体光結合装置が得
られる。
導体ベレット内に別個に形成し、これを電気的に絶縁せ
しめ、この半導体ベレット上に透光性の樹脂を被覆し、
上記発光素子から代られた光を透光性樹脂を光路として
受光素子に導くことを特徴とした半導体光結合装置が得
られる。
本発明によれば、発光側、受光側のベレットをているた
め、マウント作業が簡単で省力化が容易な半導体光結合
装置が得られる。また本発明によれば発光素子、受光素
子間の寸法精度が良好であり、電流伝達特性のバラツキ
も少く良好な特性の半導体光結合装置が得られる。さら
に本発明によれば発光側、受光側の素子を単一のベレッ
ト内に形成するため、集積化が容易であり、超小型の半
導体光結合装置が得られる。
め、マウント作業が簡単で省力化が容易な半導体光結合
装置が得られる。また本発明によれば発光素子、受光素
子間の寸法精度が良好であり、電流伝達特性のバラツキ
も少く良好な特性の半導体光結合装置が得られる。さら
に本発明によれば発光側、受光側の素子を単一のベレッ
ト内に形成するため、集積化が容易であり、超小型の半
導体光結合装置が得られる。
以下に本発明の詳側を実施例に基づき、第４図〜第５図
に従って説明する。
に従って説明する。
第４図は本発明の実施例に用いた半導体光結合装置の断
面を示している。第４図中、参照数字４１は半絶縁性Ｇ
ａ Ａ ｓ基板であり、４２は発光素子側のＰ型Ｇａ
Ａｓノｉ、４３はｎ型ＧａＡｓ１，４４はＰ型ＧａＡｓ
側の電極とフ出し用亜鉛拡散最、４５は表面保護用５ｉ
ｓＮ４１％、４６はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ側の電極、４７
はＰ現Ｇ ａ Ａ Ｓ側の電極、５０は絶縁用切込溝、
５１は受光素子（ホトトランジスタ）側のコレクタでＰ
型ＵａＡｓｉ、５２はベースでｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層、
５３は：” ＜ ｙ ９ テＰ型ＧａＡｓ層、５４はコ
レクタ電極とシ出し用の亜鉛拡散層、５５は表面保護用
５ｉｅＮ４膜、５６はエミッタ９ｖＩ電極、５７はコレ
クタ側電極、５８は透光性樹脂、５９はそれぞれ外部リ
ード取シ出し用の金線である。第５図は本発明の実施例
に用いた半導体光結合装置の上面図を示している。第５
図中、参照数字６１はＰ側電極、６２はｎ側電極、６３
は表面保摂用の８ｉ １１Ｎ４ ｆｇ、 ６４はコレク
タ電極、６５はエミッタ電極、６６は表面保護用８ｒｎ
Ｎ＋膜、６７は絶縁用切込溝である。
面を示している。第４図中、参照数字４１は半絶縁性Ｇ
ａ Ａ ｓ基板であり、４２は発光素子側のＰ型Ｇａ
Ａｓノｉ、４３はｎ型ＧａＡｓ１，４４はＰ型ＧａＡｓ
側の電極とフ出し用亜鉛拡散最、４５は表面保護用５ｉ
ｓＮ４１％、４６はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ側の電極、４７
はＰ現Ｇ ａ Ａ Ｓ側の電極、５０は絶縁用切込溝、
５１は受光素子（ホトトランジスタ）側のコレクタでＰ
型ＵａＡｓｉ、５２はベースでｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層、
５３は：” ＜ ｙ ９ テＰ型ＧａＡｓ層、５４はコ
レクタ電極とシ出し用の亜鉛拡散層、５５は表面保護用
５ｉｅＮ４膜、５６はエミッタ９ｖＩ電極、５７はコレ
クタ側電極、５８は透光性樹脂、５９はそれぞれ外部リ
ード取シ出し用の金線である。第５図は本発明の実施例
に用いた半導体光結合装置の上面図を示している。第５
図中、参照数字６１はＰ側電極、６２はｎ側電極、６３
は表面保摂用の８ｉ １１Ｎ４ ｆｇ、 ６４はコレク
タ電極、６５はエミッタ電極、６６は表面保護用８ｒｎ
Ｎ＋膜、６７は絶縁用切込溝である。
本発明による実施例は次のように作成される。
クロムがドープされた半絶縁性のＧ ａ Ａ ｓ基板４
１の上に亜鉛をドープしてＰ型ＧａＡｓ層をエビ成長さ
せた後、テルルをドープしたｎ型Ｇ ａ Ａ ８層を成
長させる。その後成長層表面をＳ ｉ ８Ｎ４ ｉ４で
マスクし、発光素子側のＰ型Ｇ ａ Ａ ８層の電極と
り出し、および受光素子側のコレクタとなるＰ型ＧａＡ
ｓ層の電極とり出しのため第４図のように亜鉛の拡散層
４４．５４を形成する。次いで５ｉｓＮ４％を除去した
後、再び５ｉｓＮ＊膜で全表面をマスクし、受光素子側
のエミッタに相当する部分を除去して亜鉛を浅く選択拡
散し、エミッタ５３′ｆ：形成した後５ｉａＮ＋膜を除
去する。この後再び全面を５ｉｓＮ４Ｊｌｑで優った後
発光素子、受光素子クリ双方の各電極に相当する部分を
エツチングし窓を開け、金属？ｌｒ、極を形成する。Ｐ
型Ｇ ａＡ Ｓ側電極としてニッケル、亜鉛、アルミニ
ウムを、ｎ型Ｇ ａ Ａ Ｓ側電極としては金、ゲルマ
ニウム、ニッケル、金を順次層状に蒸着し、シンターを
行って形成する。この後に発光素子、受光素子を電気的
に分離するために発光素子、受光素子間を２００μｍの
間隔で深さ１５０μｍダイシングし、さらにエツチング
して切断時の残滓金除去する。
１の上に亜鉛をドープしてＰ型ＧａＡｓ層をエビ成長さ
せた後、テルルをドープしたｎ型Ｇ ａ Ａ ８層を成
長させる。その後成長層表面をＳ ｉ ８Ｎ４ ｉ４で
マスクし、発光素子側のＰ型Ｇ ａ Ａ ８層の電極と
り出し、および受光素子側のコレクタとなるＰ型ＧａＡ
ｓ層の電極とり出しのため第４図のように亜鉛の拡散層
４４．５４を形成する。次いで５ｉｓＮ４％を除去した
後、再び５ｉｓＮ＊膜で全表面をマスクし、受光素子側
のエミッタに相当する部分を除去して亜鉛を浅く選択拡
散し、エミッタ５３′ｆ：形成した後５ｉａＮ＋膜を除
去する。この後再び全面を５ｉｓＮ４Ｊｌｑで優った後
発光素子、受光素子クリ双方の各電極に相当する部分を
エツチングし窓を開け、金属？ｌｒ、極を形成する。Ｐ
型Ｇ ａＡ Ｓ側電極としてニッケル、亜鉛、アルミニ
ウムを、ｎ型Ｇ ａ Ａ Ｓ側電極としては金、ゲルマ
ニウム、ニッケル、金を順次層状に蒸着し、シンターを
行って形成する。この後に発光素子、受光素子を電気的
に分離するために発光素子、受光素子間を２００μｍの
間隔で深さ１５０μｍダイシングし、さらにエツチング
して切断時の残滓金除去する。
このようにして発光素子、受光素子が一体となったペレ
ットをリードフレームにマウントし、発光素子側ペレッ
トのＰ側、ｎ側および受光素子側ペレットのエミッタ、
コレクタ双方に各々金Ｍ５９をボンディングした後シリ
コン系の透光性を有する樹脂５８をポツティングし、こ
れを通常使用されるエポキシ樹脂によシ封止するもので
ある。
ットをリードフレームにマウントし、発光素子側ペレッ
トのＰ側、ｎ側および受光素子側ペレットのエミッタ、
コレクタ双方に各々金Ｍ５９をボンディングした後シリ
コン系の透光性を有する樹脂５８をポツティングし、こ
れを通常使用されるエポキシ樹脂によシ封止するもので
ある。
本発明による半導体光結合装置の動作は以下のように行
われる。発光素子側、Ｐ型側電極４７に正電圧を印加し
、発光させ、これを透光性の樹脂５８を光路として受光
素子側に導く。受光素子側はエミッタ側′ａ極５６に正
電圧を、コレクタ側電極５７に負電圧を印加しておき、
透光性樹脂５８を光路として到達した光により電子がベ
ースのｎ型ＧａＡｓ層５２内で誘起され、増巾されてコ
レクタ側電極５７よりと９出される。
われる。発光素子側、Ｐ型側電極４７に正電圧を印加し
、発光させ、これを透光性の樹脂５８を光路として受光
素子側に導く。受光素子側はエミッタ側′ａ極５６に正
電圧を、コレクタ側電極５７に負電圧を印加しておき、
透光性樹脂５８を光路として到達した光により電子がベ
ースのｎ型ＧａＡｓ層５２内で誘起され、増巾されてコ
レクタ側電極５７よりと９出される。
本発明の実施例によれば、ペレットのサイズをＬｘ＝ｆ
！、ＱＱ）ｔｍ、Ｌｓ＝９ＱＱｐｍ、Ｌ８＝３９□μｍ
。
！、ＱＱ）ｔｍ、Ｌｓ＝９ＱＱｐｍ、Ｌ８＝３９□μｍ
。
Ｌ４＝＝４ＱＱμｍとしており、切込床さＬ５＝＝ｌＱ
Ｑμｍとしているため、発光素子、受光素子間は十分に
高抵抗であシ、１０ Ω以上は確保される。また各素子
の位置精度が従来の構造と比較して良好であり、電流伝
達効率が高効率でバラツキの少ない半導体光結合装置が
得られる。ま之組立に際してもマウント作業による位置
精度に全く影響されず、高速マウント、高速ボンディン
グが可能で、刀１つマウント作業も１回で済み、透光性
樹脂５８のボッティング作業も容易になシリードフレー
ムの組み合せも不要となり大巾な省力化が可能である。
Ｑμｍとしているため、発光素子、受光素子間は十分に
高抵抗であシ、１０ Ω以上は確保される。また各素子
の位置精度が従来の構造と比較して良好であり、電流伝
達効率が高効率でバラツキの少ない半導体光結合装置が
得られる。ま之組立に際してもマウント作業による位置
精度に全く影響されず、高速マウント、高速ボンディン
グが可能で、刀１つマウント作業も１回で済み、透光性
樹脂５８のボッティング作業も容易になシリードフレー
ムの組み合せも不要となり大巾な省力化が可能である。
また本発明によれば、ペレットサイズを小型化でき、透
光性樹脂量も微少で済むため、それほど高耐圧を必要と
しない超小型の半導体光結合装置として好適である。
光性樹脂量も微少で済むため、それほど高耐圧を必要と
しない超小型の半導体光結合装置として好適である。
以上、図面により詳細に説明したように本発明によれば
、省力化が容易で、超小型であり、かつ電流電達特性が
良好な半導体光結合装置が得られる。また本実施例にお
いては木材としてＧａ Ａ Ｓを用いて説明したが、Ｇ
ａＡｓに限らず、広く変形応用させ得るものである。
、省力化が容易で、超小型であり、かつ電流電達特性が
良好な半導体光結合装置が得られる。また本実施例にお
いては木材としてＧａ Ａ Ｓを用いて説明したが、Ｇ
ａＡｓに限らず、広く変形応用させ得るものである。
第１図は従来例の断面図、第２図は従来例の断面図、第
３図は従来例の断面図、第４図は、本発明の断面図、第
５図は本発明の上面図。 １１．２１は発光側ペレット、１２．２２は受光側ペレ
ット、１３．２３は透光性樹脂、１４゜２４はエポキシ
樹脂、１５．２５は発光側リードフレーム、１６．２６
は受光側リードフレーム、３１は受光素子、３２はクロ
ムドープＧ ａ Ａ ８層、３３は発光素子、４１は半
絶縁性ＧａＡｓ基板、４２はＰ ｉ ＧａＡｓ層、４３
はｎ型ｕａ Ａ ｓ層、４４はＰ型Ｇ ａ Ａ Ｓ側の
亜鉛拡散層、４５はＳ ｉ ａＮｓ膜、４６はｎ型Ｇａ
Ａｓ側の電極、４７はＰ ｍＵａＡｓ側の電極、５０は
絶縁用切込溝、５１は受光素子のコレクタ、５２は受光
素子のベース、５３は受光素子のエミッタ、５４はコレ
クタ電極用亜鉛拡散層、５５は５ｉａＮ＋膜、５６はエ
ミッタ電極、５７はコレクタ電極、５８は透光性樹脂、
５９は金＋Ｖ’ｉ−，６１は発光素子のＰ側電極、６２
は発ブＣ素子のＩＩ側電極、６３は５ｌｌｌＮ４膜、６
４はコレクタ電極、６５はエミッタ電極、６６はＳ ｉ
ｌｌＮ４膜、６７は絶縁用切込溝。 箔１図 箔２図 筋汀
３図は従来例の断面図、第４図は、本発明の断面図、第
５図は本発明の上面図。 １１．２１は発光側ペレット、１２．２２は受光側ペレ
ット、１３．２３は透光性樹脂、１４゜２４はエポキシ
樹脂、１５．２５は発光側リードフレーム、１６．２６
は受光側リードフレーム、３１は受光素子、３２はクロ
ムドープＧ ａ Ａ ８層、３３は発光素子、４１は半
絶縁性ＧａＡｓ基板、４２はＰ ｉ ＧａＡｓ層、４３
はｎ型ｕａ Ａ ｓ層、４４はＰ型Ｇ ａ Ａ Ｓ側の
亜鉛拡散層、４５はＳ ｉ ａＮｓ膜、４６はｎ型Ｇａ
Ａｓ側の電極、４７はＰ ｍＵａＡｓ側の電極、５０は
絶縁用切込溝、５１は受光素子のコレクタ、５２は受光
素子のベース、５３は受光素子のエミッタ、５４はコレ
クタ電極用亜鉛拡散層、５５は５ｉａＮ＋膜、５６はエ
ミッタ電極、５７はコレクタ電極、５８は透光性樹脂、
５９は金＋Ｖ’ｉ−，６１は発光素子のＰ側電極、６２
は発ブＣ素子のＩＩ側電極、６３は５ｌｌｌＮ４膜、６
４はコレクタ電極、６５はエミッタ電極、６６はＳ ｉ
ｌｌＮ４膜、６７は絶縁用切込溝。 箔１図 箔２図 筋汀
Claims (1)
- 発光素子および受光素子を単一の半導体ペレット内に別
個に形成し、該発光素子および該受光素子を電気的に絶
縁せしめ、該半導体ベレット上に透光性の樹脂を被覆し
、前記該発光素子から得られた光ｆ、該透光性樹脂を光
路として前記該受光素子に導くことを特徴とする半導体
光結合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58097301A JPS59222973A (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 半導体光結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58097301A JPS59222973A (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 半導体光結合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59222973A true JPS59222973A (ja) | 1984-12-14 |
Family
ID=14188662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58097301A Pending JPS59222973A (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 半導体光結合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59222973A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6031251A (en) * | 1993-06-07 | 2000-02-29 | Motorola, Inc. | Linear integrated optocoupler and method for forming the same |
| JP2010278239A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Kyocera Corp | 受発光素子及びその製造方法、並びに受発光素子を備えた光センサ装置 |
-
1983
- 1983-06-01 JP JP58097301A patent/JPS59222973A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6031251A (en) * | 1993-06-07 | 2000-02-29 | Motorola, Inc. | Linear integrated optocoupler and method for forming the same |
| JP2010278239A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Kyocera Corp | 受発光素子及びその製造方法、並びに受発光素子を備えた光センサ装置 |
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