JPS63229426A - Semiconductor device and method for optical wiring between semiconductor elements - Google Patents
Semiconductor device and method for optical wiring between semiconductor elementsInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
本発明は、半導体装置及び半導体素子間の光配線方法に
おいて、半導体装置を構成する半導体素子の出力電気信
号を電気光学物質によって光学的に出力するようにし、
これを受光素子を介して他の半導体素子に入力できる率
うにしたことにより、半導体素子間の光配線を実現し、
高速で並列的なデータ転送を可能にしたものである。[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention provides an optical wiring method between a semiconductor device and a semiconductor element, in which an output electrical signal of a semiconductor element constituting the semiconductor device is optically outputted using an electro-optic material. ,
By making it possible to input this to other semiconductor devices via the photodetector, we have realized optical wiring between semiconductor devices.
This enables high-speed, parallel data transfer.
本発明は、半導体素子間の光配線が可能な半導体装置、
およびその光配線方法に関する。The present invention provides a semiconductor device capable of optical wiring between semiconductor elements;
and its optical wiring method.
従来、半導体装置（例えば半導体ＩＣ等）内の各半導体
素子間の配線は、電気的に行われるのが通常である。と
ころが、このような電気的配線では複数のデータを並列
的に転送しようとすると配線等が複雑になるため、並列
転送は実際には行なわれていない。そのため、データ転
送に多（の時間を要することになった。そこで最近では
、各素子に光出力部と受光部とを設けることによってデ
ータ転送を光学的に行う、いわゆる光配線の各種方法が
提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, wiring between semiconductor elements in a semiconductor device (for example, a semiconductor IC, etc.) is usually electrically connected. However, with such electrical wiring, attempting to transfer a plurality of data in parallel would complicate the wiring, so parallel transfer is not actually performed. As a result, it takes a long time to transfer data.Recently, various methods of so-called optical wiring have been proposed, in which data is transferred optically by providing a light output section and a light reception section in each element. has been done.
ところが、受光部に関しては、各半導体素子上に受光素
子を設けることによって実現が容易ではあるが、もう一
方の光出力部に関しては、未だに有望な手段は提案され
ていない。However, although the light receiving section can be easily realized by providing a light receiving element on each semiconductor element, no promising means has yet been proposed for the other light output section.
本発明は、上記問題点に漏み、半導体素子間の並列的な
データ転送を可能にする半導体装置及び光配線方法を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the above problems and provide a semiconductor device and an optical wiring method that enable parallel data transfer between semiconductor elements.
本発明の半導体装置は、その構成要素である少なくとも
１個の半導体素子の出力端子に、一対の電極のうちの一
方の電極を接続すると共に、上記一対の電極間に電気光
学物質を設けて光出力部とし、この光出力部に照射され
た光を、上記半導体素子の出力電気信号に応じた変調光
にして出力するようにしたことを特徴とするものである
。In the semiconductor device of the present invention, one electrode of a pair of electrodes is connected to the output terminal of at least one semiconductor element that is a component thereof, and an electro-optic material is provided between the pair of electrodes to provide light. The present invention is characterized in that it is an output section, and the light irradiated onto the light output section is output as modulated light according to the output electrical signal of the semiconductor element.
また、本発明の半導体素子間の光配線方法は、半導体素
子の出力端子に一対の電極のうちの一方の電極を接続し
、上記一対の電極間に電気光学物質を設けて光出力部と
すると共に、他の半導体素子の入力端子に受光素子を接
続して受光部とし、上記光出力部に光を照射して、この
光を上記半導体素子の出力電気信号に応じて変調して出
力し、その変調光を上記受光部で受けて光電変換し、そ
の電気信号を上記他の半導体素子に入力することを特ｉ
Ｔｈとするものである。Further, in the optical wiring method between semiconductor elements of the present invention, one electrode of a pair of electrodes is connected to the output terminal of the semiconductor element, and an electro-optic material is provided between the pair of electrodes to form a light output section. At the same time, a light receiving element is connected to the input terminal of another semiconductor element to form a light receiving part, and the light output part is irradiated with light, and the light is modulated according to the output electric signal of the semiconductor element and outputted, The modulated light is received by the light receiving section, photoelectrically converted, and the electrical signal is inputted to the other semiconductor element.
Th.
［作 用］
本発明では、光出力部を、一対の電極およびその間に設
けられた電気光学物質で構成している。[Function] In the present invention, the light output section is composed of a pair of electrodes and an electro-optic material provided between them.
このような構成の光出力部では、上記電極間に小さな電
圧（例えば５Ｖ程度）が印加されただけで、電気光学物
質に十分な電気光学効果が生じる。よって、上述したよ
うにして半導体素子の出力電気信号を上記電極間に印加
すれば、電気光学物質に照射された光は、変調されて出
力されることになる。In the light output section having such a configuration, a sufficient electro-optic effect is produced in the electro-optic material simply by applying a small voltage (for example, about 5 V) between the electrodes. Therefore, if the output electrical signal of the semiconductor element is applied between the electrodes as described above, the light irradiated onto the electro-optic material will be modulated and output.
このような変調光を受光部で光電変換すれば、上記出力
電気信号に対応する電気信号が得られるので、この電気
信号を他の半導体素子に入力することにより、半導体素
子間の光配線が実現する。If such modulated light is photoelectrically converted in the light receiving section, an electrical signal corresponding to the above output electrical signal can be obtained.By inputting this electrical signal to another semiconductor element, optical wiring between semiconductor elements can be realized. do.
このような光配線は、複数の半導体素子間であっても容
易に実現されるので、並列的なデータ転送が可能になる
。Such optical wiring can be easily realized even between a plurality of semiconductor elements, and thus enables parallel data transfer.
［実 施 例］
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。[Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は、本発明の一実施例を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
本実施例は、半導体ＩＣである半導体メモリｌおよびＣ
ＰＵ２を構成している複数（ＮＸＭ個）ノエレメント１
１．２１間の光配線を実現したものであり、第１図ｆａ
）は半導体メモリ１がらＣＰＵ２へのデータ転送を示し
、同図（ｂ）はＣＰＵ２がら半導体メモリ１へのデータ
転送を示している。なお、半導体メモリ１のエレメント
１１は、例えば「１」、「０」記憶の最小単位であるメ
モリエレメントであり、ＣＰＵ２のエレメント２１は、
例えば論理回路の１もしくは２以上のゲートが組合わさ
った演算エレメントである。In this embodiment, semiconductor memories L and C, which are semiconductor ICs, are used.
Multiple (NXM) elements 1 making up PU2
This realizes optical wiring between 1.21 and 21, as shown in Figure 1.
) shows data transfer from the semiconductor memory 1 to the CPU 2, and (b) in the same figure shows data transfer from the CPU 2 to the semiconductor memory 1. Note that the element 11 of the semiconductor memory 1 is a memory element that is the minimum unit for storing "1" and "0", for example, and the element 21 of the CPU 2 is
For example, it is an arithmetic element that is a combination of one or more gates of a logic circuit.
半導体メモリ１の具体的な構成を第３図に示す。A specific configuration of the semiconductor memory 1 is shown in FIG.
４［体メモＩＪ １ ハ、ＩＣＣ基板ｌ上上複数のエレ
メント（メモリエレメント）１１が形成されており、そ
のそれぞれの上面に光出力部１２および受光部１３を共
に備えている。光出力部１２は、具体的には第４図（ａ
）に示すように、エレメント１１上に眉間絶縁及び遮光
膜１４を介して一対の電極１２ａ、１２ｂを形成して、
その一方の電極１２ａをエレメント１１の出力電極１５
に接続し、もう一方の電極１２ｂを共通電極として接地
すると共に、電極１２ａ、１２ｂ間に電気光学物質１２
ｃを膜状に形成することによって構成されている。受光
部１３は、エレメント１１上に層間絶縁及び遮光膜１４
を介して電極１３ａを形成し、この電極１３ａをエレメ
ント１１の入力電極１６に接続すると共に、電極１３ａ
上に受光素子１３ｃを設け、この上に更に透明電極１３
ｂを形成して共通電極として接地することによって構成
されている。なお、眉間絶縁及び遮光膜１４としては、
例えば、光吸収を有するポリマーや、ポリマーを加えた
金属膜等を用いることができる。眉間絶縁膜内部に金属
反射膜を挿入することにより、遮光板と反射板を兼ね備
えることもできる。透明電極１３ｂは、ＩＴＯ，ＳｎＯ
２、半透明金属等で形成することができる。4 [Body Memo IJ 1 C) A plurality of elements (memory elements) 11 are formed on the ICC board l, each of which has a light output section 12 and a light reception section 13 on its upper surface. Specifically, the light output section 12 is shown in FIG.
), a pair of electrodes 12a and 12b are formed on the element 11 via the glabella insulating and light-shielding film 14,
One electrode 12a is the output electrode 15 of the element 11.
and the other electrode 12b is grounded as a common electrode, and an electro-optic material 12 is connected between the electrodes 12a and 12b.
c is formed into a film shape. The light receiving section 13 has an interlayer insulation and light shielding film 14 on the element 11.
The electrode 13a is connected to the input electrode 16 of the element 11, and the electrode 13a is connected to the input electrode 16 of the element 11.
A light receiving element 13c is provided on top, and a transparent electrode 13 is further provided on top of the light receiving element 13c.
b is formed and grounded as a common electrode. In addition, as the glabella insulation and light shielding film 14,
For example, a light-absorbing polymer, a metal film added with a polymer, or the like can be used. By inserting a metal reflective film inside the glabella insulating film, it can serve as both a light shielding plate and a reflecting plate. The transparent electrode 13b is made of ITO, SnO
2. It can be made of semi-transparent metal or the like.
また、光出力部１２は、第４図（ｂｌに示すように、エ
レメント１１の出力電極１５に接続されて光反射ミラー
としても作用する一方の電極１２ａ′と、これと対向し
て配置された共通電極である透明電極１２ｂ′とで、上
下から電気光学物質１２ｃを挟み込む構成としてもよい
。更にまた、第４図（Ｃ）に示すように受光部１３上に
光出力部１２を積層して形成してもよく、このようにす
ればエレメント１１上における面積の有効利用が図れる
。Further, as shown in FIG. 4 (bl), the light output section 12 is arranged opposite to one electrode 12a' which is connected to the output electrode 15 of the element 11 and also acts as a light reflecting mirror. The electro-optical material 12c may be sandwiched between the transparent electrode 12b' which is a common electrode from above and below.Furthermore, the light output section 12 may be stacked on the light receiving section 13 as shown in FIG. 4(C). In this way, the area on the element 11 can be used effectively.
上記第３図および第４図では、半導体メモリ１について
示したが、ＣＰＵ２についてもこれと同様にして光出力
部２２および受光部２３を構成することができる。ただ
し第１図では、ＣＰＵ２における光出力部２２と受光部
２３との形成位置関係が、半導体メモリ１における光出
力部１２と受光部１３との形成位置関係とは逆転するよ
うにしである。Although the semiconductor memory 1 is shown in FIGS. 3 and 4 above, the light output section 22 and the light receiving section 23 can be constructed in the same manner for the CPU 2 as well. However, in FIG. 1, the positional relationship between the light output section 22 and the light receiving section 23 in the CPU 2 is reversed from the positional relationship between the light output section 12 and the light receiving section 13 in the semiconductor memory 1.
次に、第１図（ａ）において、半導体メモリ１からＣＰ
Ｕ２へのデータ転送について説明する。Next, in FIG. 1(a), from the semiconductor memory 1 to the CP
Data transfer to U2 will be explained.
半導体メモリＩの光出力部１２では、第４図に示した構
成により、エレメント１１内のデータ「１」、「０」に
応じて、出力電極１５を介して一対の電極１２ａ、１２
ｂ（１２ａ’、１２ｂ’）間の電気光学物質１２ｃに、
それぞれ５■、０■の電圧が印加される。そこで、この
ような半導体メモリ１の全面に光（偏光）Ｌｏを照射す
る。すると、電気光学物質１２ｃの電気光学効果により
、上記データの「１」、ｒＯＪに応じて、光Ｌ０の偏光
状態が変調される。In the light output section 12 of the semiconductor memory I, a pair of electrodes 12a and 12 are outputted via an output electrode 15 according to the data "1" and "0" in the element 11, according to the configuration shown in FIG.
In the electro-optic material 12c between b (12a', 12b'),
A voltage of 5■ and 0■ is applied, respectively. Therefore, the entire surface of such a semiconductor memory 1 is irradiated with light (polarized light) Lo. Then, due to the electro-optic effect of the electro-optic material 12c, the polarization state of the light L0 is modulated according to the data "1" and rOJ.
このようにして半導体メモリ１の各エレメント１１から
出力された変調光Ｌ１を、偏光板３１を介し、集光系３
２ａ、３２ｂによって、上記各エレメントＩＩと対応す
るＣＰＵ２の各エレメント２１上に投射する。すると、
各エレメント１１のデータ「１」、「０」に応じた偏光
状態の変調が、強度変調となって、各エレメント２１上
の受光部２３で検知される。この受光部２３は、第４図
に示した受光部１３と同様な構成であり、受光素子で光
電変換して得られた電気信号を、入力電極を介してエレ
メント２１に入力する。The modulated light L1 outputted from each element 11 of the semiconductor memory 1 in this way is passed through the polarizing plate 31 to the condensing system 3.
2a and 32b, it is projected onto each element 21 of the CPU 2 corresponding to each of the above-mentioned elements II. Then,
Modulation of the polarization state according to the data "1" and "0" of each element 11 becomes intensity modulation, which is detected by the light receiving section 23 on each element 21. This light receiving section 23 has a similar configuration to the light receiving section 13 shown in FIG. 4, and inputs an electrical signal obtained by photoelectric conversion using a light receiving element to the element 21 via an input electrode.
以上のようにして、半導体メモリ１内の複数のデータが
、ＣＰＵＺ内に並列転送される。第１図（ｂｌに示した
ＣＰＵ２から半導体メモリ１への並列データ転送も、上
記と同様にして実現できる。よって、半導体メモリ１と
ＣＰＵ２との間のデータ転送を繰返すようにすることも
容易である。As described above, a plurality of pieces of data in the semiconductor memory 1 are transferred in parallel into the CPUZ. The parallel data transfer from the CPU 2 to the semiconductor memory 1 shown in FIG. be.
なお、上記のような偏光板３１を用いる代りに、半導体
メモリ１における光出力部１２および受光部１３の表面
、もしくはＣＰＵ２における光出力部２２および受光部
２３の表面に、偏光膜をコーティングしてもよい。この
ようにすれば、光学系が一層簡単になる。Note that instead of using the polarizing plate 31 as described above, the surfaces of the light output section 12 and the light receiving section 13 in the semiconductor memory 1 or the surfaces of the light output section 22 and the light receiving section 23 in the CPU 2 may be coated with a polarizing film. Good too. In this way, the optical system becomes even simpler.
また、第１図に示した実施例では、互いに異なる種類の
２つの半導体ＩＣ間の光配線を行うようにしたものであ
るが、互いに同種類の２つの半導体ＩＣ間（例えば２つ
の半導体メモリ間または２つのＣＰＵ間）の光配線であ
ってもよく、あるいは１つの半導体ＩＣ中における互い
に異なるエレメント間の配線であってもよい。Further, in the embodiment shown in FIG. 1, optical wiring is performed between two semiconductor ICs of different types, but optical wiring is performed between two semiconductor ICs of the same type (for example, between two semiconductor memories). or between two CPUs), or between different elements in one semiconductor IC.
第２図に、１つの半導体ＩＣ（同図では半導体メモリ１
）中で行う光配線の一例を示す。このような場合は、デ
ータ転送元のエレメント１１’とデータ転送先のエレメ
ント１１“とで、それらの光出力部１２′、１２″と受
光部１３’、１３″との形成位置関係を逆転させてお（
。そして、データ転送元のエレメント１１′の領域に選
択的に光を照射し、その変調光をミラー３３によってデ
ータ転送先の各エレメント１１″に投射するようにする
。このようにして、１つの半導体ＩＣ内での並列データ
転送が可能になる。In Fig. 2, one semiconductor IC (in the figure, semiconductor memory 1
) shows an example of optical wiring performed inside. In such a case, the formation positional relationship of the light output sections 12', 12'' and the light receiving sections 13', 13'' of the data transfer source element 11' and the data transfer destination element 11'' should be reversed. Te(
. Then, light is selectively irradiated onto the region of the element 11' that is the data transfer source, and the modulated light is projected by the mirror 33 onto each element 11'' that is the data transfer destination. Parallel data transfer within the IC becomes possible.
尚、本発明は直列データの転送にも適用できることはも
ちろんである。It goes without saying that the present invention can also be applied to serial data transfer.
上述した電気光学物質としては、第５図に分子式で表し
たような材料、例えばＭＮＡ、ＤＡＮ、ＭＮＭＡ、ＰＡ
Ｎ、ＮＰＰ、、ＰＮＰ、ＳＰＣＤ（Ｓｔｙｒｙｌｐｙｒ
ｉｄｉｎｉｕｍ Ｃｙａｎｉｎｅ Ｄｙｅ）等の有機単
結晶、またはＳＰＣＤ、メロシアニン色素、ＤＡＮＳ等
を）、ト加したポリマー、あるいはＩＩ−ＶＩ族、ＩＩ
Ｉ−Ｖ族のＭＱＷ （多重量子井戸）等を用いることが
できる。上記有機単結晶の薄膜は、溶媒蒸発法、溶融法
、ＬＢ（ラングミュア−プロジェット）法、蒸着法等で
作製でき、上記ＭＱＷの薄膜は、ＭＢＥ （Ｍｏｌｅｃ
ｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＭＯＣＶＤ
法、Ａ Ｌ Ｅ （Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｐｉ
ｔａｘｙ）法等で作製できる。The above-mentioned electro-optical materials include materials shown in the molecular formula in FIG. 5, such as MNA, DAN, MNMA, and PA.
N,NPP,,PNP,SPCD(Styrylpyr
organic single crystals such as idinium cyanine dye), or polymers added with SPCD, merocyanine dyes, DANS, etc.), or II-VI group, II
An IV group MQW (multiple quantum well) or the like can be used. The organic single crystal thin film can be produced by a solvent evaporation method, a melting method, an LB (Langmuir-Prodgett) method, a vapor deposition method, etc.
ular beam epitaxy) method, MOCVD
Law, ALE (Atomic Layer Epi
It can be produced by the taxi method etc.
また、受光素子としては、Ｓｉ単結晶、ＧａＡｓ単結晶
、ａ−３ｉ系材料等を用いたフォトダイオードや太陽電
池、あるいはａ −５ｉ ： Ｈ，ＣｄＳ等の光導電体
を用いることができる。Further, as the light receiving element, a photodiode or solar cell using Si single crystal, GaAs single crystal, a-3i type material, etc., or a photoconductor such as a-5i: H, CdS, etc. can be used.
本発明によれば、半導体素子上に、電気光学物質による
光変調を利用した光出力部を設けたことにより、複数の
半導体素子間の光配線が可能になり、よって並列的な高
速のデータ転送を実現することができる。According to the present invention, by providing an optical output section that utilizes optical modulation using an electro-optic material on a semiconductor element, optical wiring between multiple semiconductor elements becomes possible, and therefore parallel high-speed data transfer is possible. can be realized.
第１図（ａｌおよび（ｂ）は本発明の一実施例（互いに
異なる半導体ＩＣにおけるエレメント間の配線）を示す
概略構成図、
第２図は本発明の他の実施例（１つの半導体ＩＣにおけ
る互いに異なるエレメント間の配線）を示す概略構成図
、
第３図は半導体メモリ１の具体的な構成を示す斜視図、
第４図（ａ）〜（Ｃ）は光出力部１２および受光部１３
の具体的な構成の一例を示す拡大断面図、第５図（ａ）
〜＋ｋ）は電気光学物質として使用される材料を表わす
分子式の一例を示す図である。
１・・・半導体メモリ、
２・・・ＣＰＵ。
１工、１１′、１１“・・・エレメント（メモリエレメ
ント）、
１２．１２′、１２“・・・光出力部、１２ａ、１２ｂ
、１２ａ’、１２ｂ′
・・・電極、
１２ｃ・・・電気光学物質、
１３．１３′、１３＃・・・受光部、
１３ａ、１３ｂ・・・電極、
１３ｃ・・・受光素子、
１５・・・出力電極、
１６・・・入力電極、
２１・・・エレメント（演算エレメント）、２２・・・
光出力部、
２３・・・受光部、
３１・・・偏光板、
３２ａ、３２ｂ・・・集光系。Figures 1 (al and b) are schematic configuration diagrams showing one embodiment of the present invention (wiring between elements in different semiconductor ICs), and Figure 2 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the present invention (wiring between elements in one semiconductor IC). FIG. 3 is a perspective view showing a specific configuration of the semiconductor memory 1, and FIGS. 4(a) to (C) are a schematic configuration diagram showing the wiring between different elements; FIG.
FIG. 5(a) is an enlarged sectional view showing an example of a specific configuration of
~+k) is a diagram showing an example of a molecular formula representing a material used as an electro-optical substance. 1... Semiconductor memory, 2... CPU. 1, 11', 11"...Element (memory element), 12.12', 12"...Light output section, 12a, 12b
, 12a', 12b'...electrode, 12c...electro-optical material, 13.13', 13#...light receiving section, 13a, 13b...electrode, 13c...light receiving element, 15...・Output electrode, 16... Input electrode, 21... Element (calculation element), 22...
Light output section, 23... Light receiving section, 31... Polarizing plate, 32a, 32b... Condensing system.
Claims (1)
る半導体装置において、 前記半導体素子（１１）の出力端子（１５）に、一対の
電極（１２ａ、１２ｂ）のうちの一方の電極（１２ａ）
を接続すると共に、該一対の電極間に電気光学物質（１
２ｃ）を設けて光出力部（１２）とし、該光出力部に照
射された光を、前記半導体素子（１１）の出力電気信号
に応じた変調光にして出力するようにしたことを特徴と
する半導体装置。 ２）前記半導体素子（１１）の入力端子（１６）に受光
素子（１３ｃ）を接続して受光部（１３）とし、該受光
部に入射した変調光を光電変換して前記半導体素子（１
１）に入力するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の半導体装置。 ３）前記受光部（１３）の受光面に偏光膜を設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体装置。 ４）前記光出力部（１２）の光出力面に偏光膜を設けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のい
ずれか１つに記載の半導体装置。 ５）前記少なくとも１個の半導体素子は、半導体ＩＣを
構成する複数のエレメントであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１つに記載の半
導体装置。６）前記光出力部（１２）および前記受光部
（１３）を前記エレメント（１１）上にそれぞれ積層し
て設けたことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
半導体装置。 ７）前記半導体ＩＣは半導体メモリ（１）であり、前記
エレメントは該半導体メモリにおけるメモリエレメント
（１１）であることを特徴とする特許請求の範囲第５項
または第６項記載の半導体装置。 ８）前記半導体ＩＣはＣＰＵ（２）であり、前記エレメ
ントは該ＣＰＵにおける演算エレメント（２１）である
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項または第６項記
載の半導体装置。 ９）前記電気光学物質（１２ｃ）は、ＭＮＡ、ＤＡＮ、
ＭＮＭＡ、ＰＡＮ、ＮＰＰ、ＰＮＰ、ＳＰＣＤのいずれ
か１つからなる有機単結晶であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか１つに記載の半
導体装置。 １０）前記電気光学物質（１２ｃ）は、ＳＰＣＤ、メロ
シアニン色素、ＤＡＮＳのいずれか１つを添加したポリ
マーであることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
第８項のいずれか１つに記載の半導体装置。 １１）前記電気光学物質（１２ｃ）は、II−VI族の多重
量子井戸であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
乃至第８項のいずれか１つに記載の半導体装置。 １２）前記電気光学物質（１２ｃ）は、III−Ｖ族の多
重量子井戸であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第８項のいずれか１つに記載の半導体装置。 １３）半導体装置を構成する半導体素子（１１）の出力
端子（１５）に一対の電極（１２ａ、１２ｂ）のうちの
一方の電極（１２ａ）を接続し、該一対の電極間に電気
光学物質（１２ｃ）を設けて光出力部（１２）とすると
共に、他の半導体素子（２１）の入力端子に受光素子を
接続して受光部（２３）とし、前記光出力部（１２）に
光を照射して、該光を前記半導体素子（１１）の出力電
気信号に応じて変調して出力し、その変調光を前記受光
部（２３）で受けて光電変換し、その電気信号を前記他
の半導体素子（２１）に入力することを特徴とする半導
体素子間の光配線方法。 １４）前記光出力部（１２）と前記受光部（２３）との
間に偏向板（３１）を設け、前記変調光を該偏光板（３
１）を介して前記受光部（２３）に入射させることを特
徴とする特許請求の範囲第１３項記載の半導体素子間の
光配線方法。 １５）前記光出力部（１２）の光出力面に偏向膜を設け
、前記変調光を該偏光膜を介して前記受光部（２３）に
入射させることを特徴とする特許請求の範囲第１３項記
載の半導体素子間の光配線方法。 １６）前記受光部（２３）の受光面に偏光膜を設け、前
記変調光を該偏光膜を介して前記受光部（２３）に入射
させることを特徴とする特許請求の範囲第１３項記載の
半導体素子間の光配線方法。 １７）前記半導体素子（１１）は、半導体ＩＣを構成す
るエレメントであり、前記他の半導体素子（２１）は、
半導体ＩＣを構成する他のエレメントであることを特徴
とする特許請求の範囲第１３項乃至第１６項のいずれか
１つに記載の半導体素子間の光配線方法。 １８）前記エレメントと前記他のエレメントはそれぞれ
複数個あり、該複数のエレメントのデータを該複数の他
のエレメントに対して並列に転送することを特徴とする
特許請求の範囲第１７項記載の半導体素子間の光配線方
法。 １９）前記エレメントと前記他のエレメントとは、互い
に同一の半導体ＩＣ内にあることを特徴とする特許請求
の範囲第１８項記載の半導体素子間の光配線方法。 ２０）前記同一の半導体ＩＣは半導体メモリ（１）であ
って、前記エレメントおよび前記他のエレメントは該半
導体メモリにおけるメモリエレメントであることを特徴
とする特許請求の範囲第１９項記載の半導体素子間の光
配線方法。 ２１）前記同一の半導体ＩＣはＣＰＵ（２）であって、
前記エレメントおよび前記他のエレメントは該ＣＰＵに
おける演算エレメントであることを特徴とする特許請求
の範囲第１９項記載の半導体素子間の光配線方法。 ２２）前記エレメントと前記他のエレメントとは、互い
に異なる半導体ＩＣ内にあることを特徴とする特許請求
の範囲第１８項記載の半導体素子間の光配線方法。 ２３）前記異なる半導体ＩＣは半導体メモリ（１）とＣ
ＰＵ（２）であって、前記エレメント（１１）は該半導
体メモリにおけるメモリエレメントであり、前記他のエ
レメント（２１）は該ＣＰＵにおける演算エレメントで
あることを特徴とする特許請求の範囲第２２項記載の半
導体素子間の光配線方法。 ２４）前記異なる半導体ＩＣはＣＰＵと半導体メモリで
あって、前記エレメントは該ＣＰＵにおける演算エレメ
ントであり、前記他のエレメントは該半導体メモリにお
けるメモリエレメントであることを特徴とする特許請求
の範囲第２２項記載の半導体素子間の光配線方法。 ２５）前記メモリエレメント（１１）および前記演算エ
レメント（２１）はいずれも前記光出力部（１２、２２
）および前記受光部（１３、２３）を共に備え、該メモ
リエレメント（１１）のデータを該演算エレメント（２
１）に対して並列に転送すると共に、該演算エレメント
（２１）による演算後のデータを該メモリエレメント（
１１）に並列に転送し、これらエレメント間の転送を繰
返すことを特徴とする特許請求の範囲第２３項または第
２４項記載の半導体素子間の光配線方法。 ２６）共に備わった前記光出力部（１２、２２）および
前記受光部（１３、２３）の形成位置は、前記メモリエ
レメント（１１）と前記演算エレメント（２１）とで互
いに逆転していることを特徴とする特許請求の範囲第２
５項記載の半導体素子間の光配線方法。 ２７）前記電気光学物質（１２ｃ）は、ＭＮＡ、ＤＡＮ
、ＭＮＭＡ、ＰＡＮ、ＮＰＰ、ＰＮＰ、ＳＰＣＤのいず
れか１つからなる有機単結晶であることを特徴とする特
許請求の範囲第１３項乃至第２６項のいずれか１つに記
載の半導体素子間の光配線方法。 ２８）前記電気光学物質（１２ｃ）は、ＳＰＣＤ、メロ
シアニン色素、ＤＡＮＳのいずれか１つを添加したポリ
マーであることを特徴とする特許請求の範囲第１３項乃
至第２６項のいずれか１つに記載の半導体素子間の光配
線方法。 ２９）前記電気光学物質（１２ｃ）は、II−VI族の多重
量子井戸であることを特徴とする特許請求の範囲第１３
項乃至第２６項のいずれか１つに記載の半導体素子間の
光配線方法。 ３０）前記電気光学物質（１２ｃ）は、III−Ｖ族の多
重量子井戸であることを特徴とする特許請求の範囲第１
３項乃至第２６項のいずれか１つに記載の半導体素子間
の光配線方法。 ３１）前記受光素子（１３ｃ）は、フォトダイオード、
太陽電池、光導電体のいずれか１つであることを特徴と
する特許請求の範囲第１３項乃至第３０項のいずれか１
つに記載の半導体素子間の光配線方法。[Claims] 1) In a semiconductor device composed of at least one semiconductor element (11), one of a pair of electrodes (12a, 12b) is connected to an output terminal (15) of the semiconductor element (11). One electrode (12a)
and an electro-optic material (1) between the pair of electrodes.
2c) as a light output section (12), and the light irradiated to the light output section is output as modulated light according to the output electrical signal of the semiconductor element (11). semiconductor devices. 2) A light receiving element (13c) is connected to the input terminal (16) of the semiconductor element (11) to form a light receiving part (13), and the modulated light incident on the light receiving part is photoelectrically converted to the semiconductor element (11).
1) The semiconductor device according to claim 1, wherein: 3) The semiconductor device according to claim 2, characterized in that a polarizing film is provided on the light receiving surface of the light receiving section (13). 4) The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a polarizing film is provided on the light output surface of the light output section (12). 5) The semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the at least one semiconductor element is a plurality of elements constituting a semiconductor IC. 6) The semiconductor device according to claim 5, wherein the light output section (12) and the light receiving section (13) are provided in a stacked manner on the element (11), respectively. 7) The semiconductor device according to claim 5 or 6, wherein the semiconductor IC is a semiconductor memory (1), and the element is a memory element (11) in the semiconductor memory. 8) The semiconductor device according to claim 5 or 6, wherein the semiconductor IC is a CPU (2), and the element is an arithmetic element (21) in the CPU. 9) The electro-optic material (12c) is MNA, DAN,
9. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is an organic single crystal made of any one of MNMA, PAN, NPP, PNP, and SPCD. 10) According to any one of claims 1 to 8, the electro-optical material (12c) is a polymer added with any one of SPCD, merocyanine dye, and DANS. The semiconductor device described. 11) The semiconductor device according to any one of claims 1 to 8, wherein the electro-optical material (12c) is a II-VI group multiple quantum well. 12) Claim 1, wherein the electro-optical material (12c) is a III-V group multiple quantum well.
9. The semiconductor device according to any one of items 8 to 8. 13) One electrode (12a) of the pair of electrodes (12a, 12b) is connected to the output terminal (15) of the semiconductor element (11) constituting the semiconductor device, and an electro-optic material ( 12c) to serve as a light output section (12), and a light receiving element is connected to the input terminal of another semiconductor element (21) to serve as a light receiving section (23), which irradiates light to the light output section (12). The light is modulated and output according to the output electric signal of the semiconductor element (11), the modulated light is received by the light receiving section (23) and photoelectrically converted, and the electric signal is transmitted to the other semiconductor element. An optical wiring method between semiconductor elements, characterized in that an input is made to an element (21). 14) A polarizing plate (31) is provided between the light output section (12) and the light receiving section (23), and the modulated light is directed to the polarizing plate (3).
14. The method of optical interconnection between semiconductor elements according to claim 13, wherein the light is made incident on the light receiving section (23) via the light receiving section (23). 15) A polarizing film is provided on the light output surface of the light outputting section (12), and the modulated light is made to enter the light receiving section (23) via the polarizing film. The optical wiring method between semiconductor elements described above. 16) A polarizing film is provided on the light receiving surface of the light receiving section (23), and the modulated light is made to enter the light receiving section (23) via the polarizing film. Optical wiring method between semiconductor elements. 17) The semiconductor element (11) is an element constituting a semiconductor IC, and the other semiconductor element (21) is
17. The optical wiring method between semiconductor elements according to claim 13, wherein the optical wiring is another element constituting a semiconductor IC. 18) The semiconductor according to claim 17, wherein there are a plurality of each of the element and the other element, and data of the plurality of elements is transferred in parallel to the plurality of other elements. Optical wiring method between elements. 19) The optical wiring method between semiconductor elements according to claim 18, wherein the element and the other element are located in the same semiconductor IC. 20) The method according to claim 19, wherein the same semiconductor IC is a semiconductor memory (1), and the element and the other element are memory elements in the semiconductor memory. optical wiring method. 21) The same semiconductor IC is a CPU (2),
20. The optical wiring method between semiconductor devices according to claim 19, wherein the element and the other element are arithmetic elements in the CPU. 22) The optical wiring method between semiconductor elements according to claim 18, wherein the element and the other element are located in mutually different semiconductor ICs. 23) The different semiconductor ICs are semiconductor memory (1) and C
22. A PU (2), wherein the element (11) is a memory element in the semiconductor memory, and the other element (21) is an arithmetic element in the CPU. The optical wiring method between semiconductor elements described above. 24) Claim 22, wherein the different semiconductor ICs are a CPU and a semiconductor memory, the element is an arithmetic element in the CPU, and the other element is a memory element in the semiconductor memory. Optical interconnection method between semiconductor elements as described in 2. 25) Both the memory element (11) and the calculation element (21) are connected to the light output section (12, 22).
) and the light receiving section (13, 23), and the data in the memory element (11) is transferred to the arithmetic element (2).
1) in parallel, and the data after the calculation by the calculation element (21) is transferred to the memory element (21) in parallel.
25. The method of optical interconnection between semiconductor elements according to claim 23 or 24, characterized in that data is transferred in parallel to elements 11) and the transfer between these elements is repeated. 26) The formation positions of the light output section (12, 22) and the light reception section (13, 23) provided together are reversed between the memory element (11) and the calculation element (21). Characteristic Claim 2
The optical wiring method between semiconductor elements according to item 5. 27) The electro-optic material (12c) is MNA, DAN
, MNMA, PAN, NPP, PNP, SPCD, between the semiconductor elements according to any one of claims 13 to 26, characterized in that Optical wiring method. 28) The electro-optical substance (12c) is a polymer added with any one of SPCD, merocyanine dye, and DANS, according to any one of claims 13 to 26. The optical wiring method between semiconductor elements described above. 29) Claim 13, wherein the electro-optical material (12c) is a group II-VI multiple quantum well.
27. The optical interconnection method between semiconductor devices according to any one of items 26 to 26. 30) Claim 1, wherein the electro-optical material (12c) is a III-V group multiple quantum well.
The optical wiring method between semiconductor elements according to any one of Items 3 to 26. 31) The light receiving element (13c) is a photodiode,
Any one of claims 13 to 30, characterized in that it is either a solar cell or a photoconductor.
The optical wiring method between semiconductor elements described in .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62061086A JPS63229426A (en) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | Semiconductor device and method for optical wiring between semiconductor elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62061086A JPS63229426A (en) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | Semiconductor device and method for optical wiring between semiconductor elements |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63229426A true JPS63229426A (en) | 1988-09-26 |
Family
ID=13160939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62061086A Pending JPS63229426A (en) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | Semiconductor device and method for optical wiring between semiconductor elements |
Country Status (1)
| Country | Link |
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