JPS6011475B2 - Ｃｃｄフオトカプラ - Google Patents
ＣｃｄフオトカプラInfo
- Publication number
- JPS6011475B2 JPS6011475B2 JP51150194A JP15019476A JPS6011475B2 JP S6011475 B2 JPS6011475 B2 JP S6011475B2 JP 51150194 A JP51150194 A JP 51150194A JP 15019476 A JP15019476 A JP 15019476A JP S6011475 B2 JPS6011475 B2 JP S6011475B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- ccd
- light emitting
- photocoupler
- emitting element
- 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.)
- Expired
Links
Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は単一または複数個の発光ダイオードと電荷転送
装置（Ｃｈａｒ鉾ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ、以下Ｃ
ＣＤと略記する）とを組み合わせた信号変換機能を有す
るフオトカプラに関する。
装置（Ｃｈａｒ鉾ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ、以下Ｃ
ＣＤと略記する）とを組み合わせた信号変換機能を有す
るフオトカプラに関する。
フオトカプラは発光素子と受光素子とを光学的に結合し
た複合素子であり、フオトカプラは光を情報の伝達、処
理の媒体としているために電気と光の相互変換の機能を
果たしており、情報系の分離を良くするためや、系の電
位を変えるために用いられる。
た複合素子であり、フオトカプラは光を情報の伝達、処
理の媒体としているために電気と光の相互変換の機能を
果たしており、情報系の分離を良くするためや、系の電
位を変えるために用いられる。
第１図に従釆周知のフオトカプラの構造を示した。
本図において発光素子１と受光素子２とは互いに対向し
ており、ステム４および５の上にそれぞれ教暦固定され
ている。２個のステム４および５はスべ−サ３を挟んで
一体化されてフオトカブラを構成している。
ており、ステム４および５の上にそれぞれ教暦固定され
ている。２個のステム４および５はスべ−サ３を挟んで
一体化されてフオトカブラを構成している。
６と７，８と９はそれぞれ前記両素子１および２の外部
引出線である。
引出線である。
第１図には発光、受光素子が一対のフオトカプラを示し
たが、発光、受光素子をそれぞれアレイ状に対向配置し
て一体構成した多素子型フオトカプラも既に知られてい
る。
たが、発光、受光素子をそれぞれアレイ状に対向配置し
て一体構成した多素子型フオトカプラも既に知られてい
る。
しかしながら、このようなフオトカプラを回路や装置に
用いる場合、フオトカプラの入力と出力の関係が１対１
の関係しかないため、例えば出力信号をマイコン等で後
処理するには必ず複雑なインタフェースが必要になると
いう欠点があった。
用いる場合、フオトカプラの入力と出力の関係が１対１
の関係しかないため、例えば出力信号をマイコン等で後
処理するには必ず複雑なインタフェースが必要になると
いう欠点があった。
本発明は前述の点に鑑み、ＣＣＤと発光素子とを充分良
好な結合効率を以つて光学的に結合することができ、か
つ信号のパラレルインーシリアルアゥト変換や、この逆
のシリアルインーパラレルァウト変換などができる新規
なるＣＣＤフオトカプラを提供せんとするもので、以下
図面を用いて本発明の実施例につき詳細に説明する。第
２図は本発明に係るフオトカプラの一実施例構造を示し
たもので、１川ま多数のＰＮ接合型発光素子を配列した
アレイ、２５はＣＣＤである。
好な結合効率を以つて光学的に結合することができ、か
つ信号のパラレルインーシリアルアゥト変換や、この逆
のシリアルインーパラレルァウト変換などができる新規
なるＣＣＤフオトカプラを提供せんとするもので、以下
図面を用いて本発明の実施例につき詳細に説明する。第
２図は本発明に係るフオトカプラの一実施例構造を示し
たもので、１川ま多数のＰＮ接合型発光素子を配列した
アレイ、２５はＣＣＤである。
０発光素子アレイ１０の配列ピッチとＣＣＤ２５の感光
部のピッチとは一致せしめられている。
部のピッチとは一致せしめられている。
ＣＣＤ２５の構成材料はシリコン（Ｓｉ）であるのに対
し、発光素子アレイ１０はガリウム硯素燐（Ｇａ船Ｐ）
を材料としている。この理由は発光素５子の発光スペク
トルがＣＣＤの分光感度特性の感度極大点付近にあるよ
うにするためで、このようにすると良好な量子効率が得
られ、従って電流結合効率も良好になる。なお発光素子
アレイ１０はＮ型のＧａＡｓＰから成る基板１ １に、
所定ピッチすなわちＣＣＤ２５の感光部の配列と同一ピ
ッチを以ってアクセブタ不純物たとえば亜鉛（Ｚｎ）の
島状拡散層１２を形成したものである。該拡散層とＮ型
基板との間のＰＮ接合に順方向電流を流すことによって
発光する。１５は発光素子に対する給電用電極で、絶縁
被膜１４上に延長して形成されている。
し、発光素子アレイ１０はガリウム硯素燐（Ｇａ船Ｐ）
を材料としている。この理由は発光素５子の発光スペク
トルがＣＣＤの分光感度特性の感度極大点付近にあるよ
うにするためで、このようにすると良好な量子効率が得
られ、従って電流結合効率も良好になる。なお発光素子
アレイ１０はＮ型のＧａＡｓＰから成る基板１ １に、
所定ピッチすなわちＣＣＤ２５の感光部の配列と同一ピ
ッチを以ってアクセブタ不純物たとえば亜鉛（Ｚｎ）の
島状拡散層１２を形成したものである。該拡散層とＮ型
基板との間のＰＮ接合に順方向電流を流すことによって
発光する。１５は発光素子に対する給電用電極で、絶縁
被膜１４上に延長して形成されている。
この電極１５から発光素子に流す電流を信号で変調する
ことにより変調光が得られる。一方、受光側となるＣＣ
Ｄ２５は、本実施例ではＳｉを基板材料とし、基板表面
には２層の多結晶Ｓｉから成るゲート電極１９および２
１がゲート酸化膜２２上に形成されたものである。
ことにより変調光が得られる。一方、受光側となるＣＣ
Ｄ２５は、本実施例ではＳｉを基板材料とし、基板表面
には２層の多結晶Ｓｉから成るゲート電極１９および２
１がゲート酸化膜２２上に形成されたものである。
２川ま両電極１ ９，２ １を絶縁するためのＳｉ０２
被膜である。
被膜である。
さらにＣＣＤ２５に対し、電極上に二酸化シリコン（Ｓ
ｉ０２）薄膜１８が被着され、該Ｓｉ０２薄膜上に遮光
の目的でアルミニウムの蒸着膜１７が形成されている。
また２６は黒色吸収膜で、とくに発光素子の材料が燐化
ガリウムの場合には発光が周囲に拡がり易いからぜひ必
要である。アルミニウム（ＡＩ）黍着膜１７は、ＣＣＤ
の受光部２３上の部分だけが除去されて受光窓１６とな
っている。
ｉ０２）薄膜１８が被着され、該Ｓｉ０２薄膜上に遮光
の目的でアルミニウムの蒸着膜１７が形成されている。
また２６は黒色吸収膜で、とくに発光素子の材料が燐化
ガリウムの場合には発光が周囲に拡がり易いからぜひ必
要である。アルミニウム（ＡＩ）黍着膜１７は、ＣＣＤ
の受光部２３上の部分だけが除去されて受光窓１６とな
っている。
この受光窓１６を形成するには従来周知のフオトェツチ
ング法によればよい。またＳｉ０２薄膜１ ８は化学蒸
着法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）によって形成すればよく、厚さは約１一肌とする。
なお点線２４は基板内に生じた電位の井戸の緑を示す。
さて図に示したフオトカプラを製造するには、ＣＣＤと
発光素子アレイとを別々に作り、次いで両者を貼り合わ
せて一体化する。そのために、第３図に示すようにＣＣ
Ｄ２５上にボンディングパッド３０を、また発光素子ア
レィー川こはボンディングパッド３１をそれぞれ形成し
ておく。これらのパッドの材料としては低融点の合金た
とえば金一シリコン（Ａｕ−Ｓｉ）合金、金一錫（Ａｕ
一Ｓｎ）合金などを用いる。そして発光素子アレイ１０
と、ＣＣＤ２５とを以前に第１図に示したように精密に
位置合わせをして貼り合わせるのであるが、このために
片側の素子上に位置合わせ用のマーク３２，３３，３４
，３５を形成しておき、このマークに他方の素子の角を
一致させた状態で加熱して両者のボンディングパッドを
融着させて一体化する。一体化したフオトカプラ主体を
ケースに封入し、リード線接続等を行なえば完成した製
品となる。このような構成のＣＣＤフオトカプラはＣＣ
Ｄの自己走査機能により信号をパラレルィンーシリアル
ァゥト変換することができる。
ング法によればよい。またＳｉ０２薄膜１ ８は化学蒸
着法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）によって形成すればよく、厚さは約１一肌とする。
なお点線２４は基板内に生じた電位の井戸の緑を示す。
さて図に示したフオトカプラを製造するには、ＣＣＤと
発光素子アレイとを別々に作り、次いで両者を貼り合わ
せて一体化する。そのために、第３図に示すようにＣＣ
Ｄ２５上にボンディングパッド３０を、また発光素子ア
レィー川こはボンディングパッド３１をそれぞれ形成し
ておく。これらのパッドの材料としては低融点の合金た
とえば金一シリコン（Ａｕ−Ｓｉ）合金、金一錫（Ａｕ
一Ｓｎ）合金などを用いる。そして発光素子アレイ１０
と、ＣＣＤ２５とを以前に第１図に示したように精密に
位置合わせをして貼り合わせるのであるが、このために
片側の素子上に位置合わせ用のマーク３２，３３，３４
，３５を形成しておき、このマークに他方の素子の角を
一致させた状態で加熱して両者のボンディングパッドを
融着させて一体化する。一体化したフオトカプラ主体を
ケースに封入し、リード線接続等を行なえば完成した製
品となる。このような構成のＣＣＤフオトカプラはＣＣ
Ｄの自己走査機能により信号をパラレルィンーシリアル
ァゥト変換することができる。
以上説明した実施例では、発光素子は多数の単位素子か
ら成るアレイであったが、単一発光素子をＣＣＤに結合
する場合には一般にＣＣＤの方がはるかに大面積である
ので、ＣＣＤ上で発光素子チップを動かして位置決めし
た後固着すればよい。
ら成るアレイであったが、単一発光素子をＣＣＤに結合
する場合には一般にＣＣＤの方がはるかに大面積である
ので、ＣＣＤ上で発光素子チップを動かして位置決めし
た後固着すればよい。
このように単一の発光素子のＣＣＤの入力側の受光素子
に対向させるとともに、ＣＣＤの各ビット対応に出力部
を設ければ、シリアルインーパラレルァゥトの信号変換
が可能となる。以上、詳細に説明したように、本発明の
ＣＣＤフオトカプラは信号のパラレルインーシリアルア
ゥト変換またはシリアルインーパラレルァゥト変換など
ができるので、この後の信号処理が容易となり、従来の
ような複雑なインタフェースを必要としないという実用
的な効果を有している。
に対向させるとともに、ＣＣＤの各ビット対応に出力部
を設ければ、シリアルインーパラレルァゥトの信号変換
が可能となる。以上、詳細に説明したように、本発明の
ＣＣＤフオトカプラは信号のパラレルインーシリアルア
ゥト変換またはシリアルインーパラレルァゥト変換など
ができるので、この後の信号処理が容易となり、従来の
ような複雑なインタフェースを必要としないという実用
的な効果を有している。
第１図は従来の単一素子のフオトカプラの構造を示す断
面図、第２図は本発明に係るフオトカプラの一実施例に
おける発光ダイオードアレイと受光ＣＣＤの相対位置並
びに構造を説明するための断面図、第３図は発光ダイオ
ードアレイと受光ＣＣＤとを一体化する前の状態を説明
する斜視図である。 １：発光ダイオード、２：受光ダイオード、３：スベー
サ、４，５：ステム、６，７，８，９：リード線、１０
：発光ダイオードアレイ、１１：ＧａＡｓＰ等のＮ型発
光ダイオード基板、１２：Ｐ型拡散層、１３：発光ダイ
オード出力窓、１４：絶縁膜、１５：発光ダイオード電
極リード線（入力信号端子）、１６：ＣＣＤ受光窓、１
７：遮光膜、１８：絶縁膜（ＣＶＤによるＳｉ０２）、
１９，２１：ＣＣＤゲート電極（ポリシリコンゲート電
極）、２０：絶縁膜（Ｓｉ０２）、２２：ゲート酸化膜
（Ｓｊ０２）、２３：ＣＣＤ受光窓、２４：ＣＣＤ空乏
層、２５：受光用ＣＣＤ、２６：黒色光吸収膜、３０，
３１：ボンディングパッド、３２，３３，３４，３５：
発光ダイオードアレイと受光ＣＣＤの位置合わせマーク
。 え了函 亥Ｚ図 次Ｊ囚
面図、第２図は本発明に係るフオトカプラの一実施例に
おける発光ダイオードアレイと受光ＣＣＤの相対位置並
びに構造を説明するための断面図、第３図は発光ダイオ
ードアレイと受光ＣＣＤとを一体化する前の状態を説明
する斜視図である。 １：発光ダイオード、２：受光ダイオード、３：スベー
サ、４，５：ステム、６，７，８，９：リード線、１０
：発光ダイオードアレイ、１１：ＧａＡｓＰ等のＮ型発
光ダイオード基板、１２：Ｐ型拡散層、１３：発光ダイ
オード出力窓、１４：絶縁膜、１５：発光ダイオード電
極リード線（入力信号端子）、１６：ＣＣＤ受光窓、１
７：遮光膜、１８：絶縁膜（ＣＶＤによるＳｉ０２）、
１９，２１：ＣＣＤゲート電極（ポリシリコンゲート電
極）、２０：絶縁膜（Ｓｉ０２）、２２：ゲート酸化膜
（Ｓｊ０２）、２３：ＣＣＤ受光窓、２４：ＣＣＤ空乏
層、２５：受光用ＣＣＤ、２６：黒色光吸収膜、３０，
３１：ボンディングパッド、３２，３３，３４，３５：
発光ダイオードアレイと受光ＣＣＤの位置合わせマーク
。 え了函 亥Ｚ図 次Ｊ囚
Claims (1)
- １ 半導体基板の一主表面上に受光部と電荷転送部とを
有するＣＣＤの上記主表面において受光部以外の部分に
遮光膜を被着形成し、該構成体上に透明な絶縁物被膜を
介して発光素子を密接して配置し、発光素子の発光部位
とＣＣＤの受光部とを正対せしめ、上記発光素子の発光
に対応して上記受光素子に発生する電荷を上記電荷転送
部により転送した後信号として取り出すようにしたこと
を特徴とするＣＣＤフオトカプラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51150194A JPS6011475B2 (ja) | 1976-12-13 | 1976-12-13 | Ｃｃｄフオトカプラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51150194A JPS6011475B2 (ja) | 1976-12-13 | 1976-12-13 | Ｃｃｄフオトカプラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5373986A JPS5373986A (en) | 1978-06-30 |
| JPS6011475B2 true JPS6011475B2 (ja) | 1985-03-26 |
Family
ID=15491561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51150194A Expired JPS6011475B2 (ja) | 1976-12-13 | 1976-12-13 | Ｃｃｄフオトカプラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6011475B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6313399A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-20 | 日本建鐵株式会社 | 洗濯機等の制御ユニツトの製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5840973U (ja) * | 1981-09-12 | 1983-03-17 | 株式会社リコー | 手動型読取装置 |
| JPS5898962A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-13 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
-
1976
- 1976-12-13 JP JP51150194A patent/JPS6011475B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6313399A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-20 | 日本建鐵株式会社 | 洗濯機等の制御ユニツトの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5373986A (en) | 1978-06-30 |
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