JPS6195581A - 光結合素子 - Google Patents
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- JPS6195581A JPS6195581A JP59217103A JP21710384A JPS6195581A JP S6195581 A JPS6195581 A JP S6195581A JP 59217103 A JP59217103 A JP 59217103A JP 21710384 A JP21710384 A JP 21710384A JP S6195581 A JPS6195581 A JP S6195581A
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- 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
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- 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
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は発光素子と、この素子からの元を受けて光電変
換を行なう受光素子とを具備した光結合素子（関する。
換を行なう受光素子とを具備した光結合素子（関する。
従来から一般的に利用されているサイリスタ出力ホトカ
ブラの断面図を第５図に示す。これは、リードフレーム
１１に搭載した発光素子２と、他のリードフレーム１ｚ
ＶＣ搭載したサイリスタ素子３とを相対向させて配置し
、画素子間に透光性シリコーン樹脂４を充填して光結合
路とし、更にその外周を工？キシ樹脂５でモールドして
なるホトカプラである。このものは、発光素子２で発光
した光を効率よくサイリスタ素子３と光結合させるため
、透光性シリコーン樹脂４と工？キシ樹脂５の界面に光
反射率の高い物質をコートしたシ、エポキシ樹脂５自身
の光反射率を高くする改良も一般九行なわれている。
ブラの断面図を第５図に示す。これは、リードフレーム
１１に搭載した発光素子２と、他のリードフレーム１ｚ
ＶＣ搭載したサイリスタ素子３とを相対向させて配置し
、画素子間に透光性シリコーン樹脂４を充填して光結合
路とし、更にその外周を工？キシ樹脂５でモールドして
なるホトカプラである。このものは、発光素子２で発光
した光を効率よくサイリスタ素子３と光結合させるため
、透光性シリコーン樹脂４と工？キシ樹脂５の界面に光
反射率の高い物質をコートしたシ、エポキシ樹脂５自身
の光反射率を高くする改良も一般九行なわれている。
第６図、第７図は、このサイリスタ出力ホトカブラに使
用される従来のサイリスタ素子を示す図で、第６図はそ
の断面図、第７図は主表面から見た平面図である。即ち
Ｎ型基板６にＰ型不純物を拡散し、Ｐ型エミ、り７及び
Ｐ型ベース８を形成する。更に接合を主表面において酸
化膜で覆い、高信頼性化するため、Ｐ型アイソレーショ
ン層９を形成し、更にＮ型エミツタ層１０を拡散形成し
、主表面のＮ型エミッタ上にカソード電極１ノ、Ｐ型ベ
ース上にｒ−ト電極１２、裏面全面にアノード電極１３
を形成する。
用される従来のサイリスタ素子を示す図で、第６図はそ
の断面図、第７図は主表面から見た平面図である。即ち
Ｎ型基板６にＰ型不純物を拡散し、Ｐ型エミ、り７及び
Ｐ型ベース８を形成する。更に接合を主表面において酸
化膜で覆い、高信頼性化するため、Ｐ型アイソレーショ
ン層９を形成し、更にＮ型エミツタ層１０を拡散形成し
、主表面のＮ型エミッタ上にカソード電極１ノ、Ｐ型ベ
ース上にｒ−ト電極１２、裏面全面にアノード電極１３
を形成する。
１４は酸化膜等のパ、シペーション膜でちゃ、これらは
一般のプレーナ素子技術によりつくられる。
一般のプレーナ素子技術によりつくられる。
このサイリスタ素子は、順方向にバイアス印加され九状
態において、サイリスタ素子に光が入射されることによ
りオンされる。このときサイリスタ素子に入射した光が
すべてサイリスタ素子をオンさせるのに有効に働くわけ
ではなく、サイリスタ素子を主表面から見たとき、第７
図の左下りの斜線部分１５に入射し吸収された光だけが
有効でちり（この部分を有効受光部という）、他の部分
、特にアイソレージ、ン層９の部分に入射し吸収された
光は、はとんどサイリスク素子のオンのために寄与せず
、単に光の損失となるだけである。
態において、サイリスタ素子に光が入射されることによ
りオンされる。このときサイリスタ素子に入射した光が
すべてサイリスタ素子をオンさせるのに有効に働くわけ
ではなく、サイリスタ素子を主表面から見たとき、第７
図の左下りの斜線部分１５に入射し吸収された光だけが
有効でちり（この部分を有効受光部という）、他の部分
、特にアイソレージ、ン層９の部分に入射し吸収された
光は、はとんどサイリスク素子のオンのために寄与せず
、単に光の損失となるだけである。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、サイリスタ
素子等の受光素子に入射しても、該受光素子オンのため
に寄与しない光の１を極力減らし、受光素子オンのため
に有効な部分への光入射量を多くすることで、高感度化
を図れる光結合素子を提供しようとするものである。
素子等の受光素子に入射しても、該受光素子オンのため
に寄与しない光の１を極力減らし、受光素子オンのため
に有効な部分への光入射量を多くすることで、高感度化
を図れる光結合素子を提供しようとするものである。
サイリスタ素子で云えば、該素子に入射する光はそのほ
とんどが主表面からであシ、このうちアイソレージ、ン
層部分に入射した光は、サイリスタ素子のオンのために
寄与しない。即ち本発明は、上記アイソレージ、ン層等
の光電変換に寄与しない受光表面上を、光反射率の高い
金属膜で覆い、この部分に入射しようとする光を反射さ
せる。この反射した光は、透光性シリコーン樹脂、モー
ルド樹脂界面やリードフレーム等で再反射し、受光素子
オンのために有効な部分への入射確率が大幅に向上する
。このため従来損失となっていた光が有効に利用される
ことになり、感度が大幅に向上するようくしたものであ
る。
とんどが主表面からであシ、このうちアイソレージ、ン
層部分に入射した光は、サイリスタ素子のオンのために
寄与しない。即ち本発明は、上記アイソレージ、ン層等
の光電変換に寄与しない受光表面上を、光反射率の高い
金属膜で覆い、この部分に入射しようとする光を反射さ
せる。この反射した光は、透光性シリコーン樹脂、モー
ルド樹脂界面やリードフレーム等で再反射し、受光素子
オンのために有効な部分への入射確率が大幅に向上する
。このため従来損失となっていた光が有効に利用される
ことになり、感度が大幅に向上するようくしたものであ
る。
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第１
図は同実施例の光サイリスタ素子の断面図であるが、こ
れは前記従来例のものと対応させた場合の例であるから
、対応個所には同一符号を付して説明を省略し、特徴と
する点の説明を行なう。その特徴は、サイリスタ素子の
主表面におけるアイソレージ、ン層９上を金属膜１６で
覆い、主表面９光反射率を向上させる。
図は同実施例の光サイリスタ素子の断面図であるが、こ
れは前記従来例のものと対応させた場合の例であるから
、対応個所には同一符号を付して説明を省略し、特徴と
する点の説明を行なう。その特徴は、サイリスタ素子の
主表面におけるアイソレージ、ン層９上を金属膜１６で
覆い、主表面９光反射率を向上させる。
実際この金属膜１６は、ＰＮ接合Ｊ１ からのＮ型層６
内の少数キャリア拡散長まで覆うことが望ましい。この
金、拭膜１６は、カソード電極１ノ。
内の少数キャリア拡散長まで覆うことが望ましい。この
金、拭膜１６は、カソード電極１ノ。
ｆ−ト電極１２と同時形成するのが、工程簡単化のため
に有効である。
に有効である。
このサイリスタ素子の袈造工穆は、拡散により各半導体
層の形成が終了した半導体ウニ・・主表面の酸化膜に１
カソード及びｒ−ト電極取シ出し用コンタクト孔をあけ
、アルミニウム等の金属を蒸着後、カソード電極１ノ、
ダート電極１２及びアイソレージ、ン層９上のアルミニ
ウム膜１６を残すように、公知の写真蝕刻技術を用いれ
ばよい、またこの金属膜１６として、上記電極とは異な
る光反射率の高い金属膜例えば金膜などを用いるのは、
本発明の光反射効果を高める上で有効である。
層の形成が終了した半導体ウニ・・主表面の酸化膜に１
カソード及びｒ−ト電極取シ出し用コンタクト孔をあけ
、アルミニウム等の金属を蒸着後、カソード電極１ノ、
ダート電極１２及びアイソレージ、ン層９上のアルミニ
ウム膜１６を残すように、公知の写真蝕刻技術を用いれ
ばよい、またこの金属膜１６として、上記電極とは異な
る光反射率の高い金属膜例えば金膜などを用いるのは、
本発明の光反射効果を高める上で有効である。
第２図は第１図のサイリスタ素子を用いたホトカプラの
作用説明図を示す。発光素子２から発光した光の一部は
、直接サイリスタ素子３の有効受光部へ入る。他の光の
一部１７１は、リードフレームやモールド樹脂面で反射
後、上記有効受光部に入射する。また他の光の一部１７
スは、第１図の金ＩＦ４膜１６で反射し、再度リードフ
レームやモールド樹脂面で反射後、上記有効受光部へ入
射する。このように、従来くばない光の経路をつクラ、
有効受光部への光入射量を増加させるものである。
作用説明図を示す。発光素子２から発光した光の一部は
、直接サイリスタ素子３の有効受光部へ入る。他の光の
一部１７１は、リードフレームやモールド樹脂面で反射
後、上記有効受光部に入射する。また他の光の一部１７
スは、第１図の金ＩＦ４膜１６で反射し、再度リードフ
レームやモールド樹脂面で反射後、上記有効受光部へ入
射する。このように、従来くばない光の経路をつクラ、
有効受光部への光入射量を増加させるものである。
第１図に示す如きサイリスタ素子のアイソレーション層
上（全主表面積の５０％）を金属膜１６で覆った素子と
、そうでない素子（第６図参照）を比較した結果、サイ
リスタ出力ホトカブラの感度について約２５％の向上が
見られた。
上（全主表面積の５０％）を金属膜１６で覆った素子と
、そうでない素子（第６図参照）を比較した結果、サイ
リスタ出力ホトカブラの感度について約２５％の向上が
見られた。
なおモールド樹脂５け、光反射率の高い白色モールド樹
脂で白色に着色するため、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）
を５％添加したエポキシ系樹脂を用いた。
脂で白色に着色するため、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）
を５％添加したエポキシ系樹脂を用いた。
第３図は本発明の他の実施例で、受光素子をホトトラン
ジスタとした場合の例である。ここでＮ＋型層２１、Ｎ
型層２２はコレクタを形成し、Ｐ型層２３はベースを形
成し、１層２４はエミッタを形成する。２５はチャネル
カット層、２６は酸化膜、２７はコレクタ電極、２８は
エミッタ電極である。この場合も光反射性金属膜１６は
、受光素子の光電変換に寄与しない素子表面上、実際は
ＰＮ接合Ｊ２からのＮ型層２２内の少数キャリア拡散長
上までを覆うとよい。
ジスタとした場合の例である。ここでＮ＋型層２１、Ｎ
型層２２はコレクタを形成し、Ｐ型層２３はベースを形
成し、１層２４はエミッタを形成する。２５はチャネル
カット層、２６は酸化膜、２７はコレクタ電極、２８は
エミッタ電極である。この場合も光反射性金属膜１６は
、受光素子の光電変換に寄与しない素子表面上、実際は
ＰＮ接合Ｊ２からのＮ型層２２内の少数キャリア拡散長
上までを覆うとよい。
第４図は本発明の更に他の実施例で、受光素子をホトダ
イオードとした場合の例である。ここでｒ型層３ノ、Ｎ
型層３２けカソード層を形成し、Ｐ型層３３はアノード
層を形成する。３４は酸化膜、３５けカソード電極、３
６はアノード電標である。
イオードとした場合の例である。ここでｒ型層３ノ、Ｎ
型層３２けカソード層を形成し、Ｐ型層３３はアノード
層を形成する。３４は酸化膜、３５けカソード電極、３
６はアノード電標である。
なお本発明は実施例のみに限られることなく種々の応用
が可能である。例えば前記実施例においては、発光素子
と受光素子とが対面配置の光結合素子の例を示したが、
発光素子の発光面と受光素子の受光面とが略同−面とな
るように横方向配置とした光結合素子にも、本発明が適
用できる。
が可能である。例えば前記実施例においては、発光素子
と受光素子とが対面配置の光結合素子の例を示したが、
発光素子の発光面と受光素子の受光面とが略同−面とな
るように横方向配置とした光結合素子にも、本発明が適
用できる。
以上説明した如く本発明によれば、発光素子から発光し
た光のサイリスタ素子の有効受光部以外での光吸収を少
なくでき、有効受光部への光入射をよ）多くすることが
できる。よって光結合素子の高感度化が実現できるもの
である。
た光のサイリスタ素子の有効受光部以外での光吸収を少
なくでき、有効受光部への光入射をよ）多くすることが
できる。よって光結合素子の高感度化が実現できるもの
である。
第１図は本発明の一実施例の受光素子の断面図、第２図
は同実施例の作用を説明するための断面図、第３図、第
４図は本発明の他の実施例の受光素子の断面図、第５図
は従来の光結合素子を示す断面図、第６図は同素子の受
光素子の断面図、第７図は同受光素子の平面図である。 １、．１１ ・・・リードフレーム、２・・・発光素子
、３・・・受光素子、５・・・モールド樹脂、６・・・
Ｎ型基板、７・・Ｐ型エミッタ層、８・・・Ｐ型ベース
層、９・・・Ｐ型アイソレーション層、１０・・・Ｎ型
エミツタ層、１６・・・金属膜。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 第４図
は同実施例の作用を説明するための断面図、第３図、第
４図は本発明の他の実施例の受光素子の断面図、第５図
は従来の光結合素子を示す断面図、第６図は同素子の受
光素子の断面図、第７図は同受光素子の平面図である。 １、．１１ ・・・リードフレーム、２・・・発光素子
、３・・・受光素子、５・・・モールド樹脂、６・・・
Ｎ型基板、７・・Ｐ型エミッタ層、８・・・Ｐ型ベース
層、９・・・Ｐ型アイソレーション層、１０・・・Ｎ型
エミツタ層、１６・・・金属膜。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (2)
- （１）発光素子と、該素子からの光を受けて光電変換を
行なう受光素子と、該受光素子の光電変換に寄与しない
該素子の受光側表面の大部分を覆う光反射性金属膜とを
具備したことを特徴とする光結合素子。 - （２）発光素子と、第１導電型エミッタ層、第２導電型
ベース層、第１導電型ベース層、第２導電型エミッタ層
の四層からなり前記第２導電型ベース層が第１導電型エ
ミッタ層及びこれと同一導電型のアイソレーション層に
より囲まれた光サイリスタ素子と、前記サイリスタ素子
の主表面に現われるアイソレーション層上を覆う光反射
性金属膜とを具備したことを特徴とする光結合素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59217103A JPS6195581A (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | 光結合素子 |
| EP85107837A EP0178383B1 (en) | 1984-10-16 | 1985-06-25 | Photocoupler device |
| DE8585107837T DE3570020D1 (en) | 1984-10-16 | 1985-06-25 | Photocoupler device |
| US06/749,382 US4712017A (en) | 1984-10-16 | 1985-06-27 | Photocoupler device having reflecting surface enhance signal transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59217103A JPS6195581A (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | 光結合素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6195581A true JPS6195581A (ja) | 1986-05-14 |
| JPH0224389B2 JPH0224389B2 (ja) | 1990-05-29 |
Family
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