(57)【要約】【課題】光結合装置の入出力間に過渡的に高電圧のＤＣバイアスが印加され、封止部に残留分極が保持されても、受光素子の表面に掛かる電界を低く抑制でき、受光素子の電流波形が歪みにくくして、ｔｐＨＬ応答特性の遅延を改善できる光結合装置を提供すること。【解決手段】光結合装置は、発光素子（１）と、受光素子（２）と、発光素子（１）と受光素子（２）とを一体に封止する封止部（３）と、受光素子（２）上に形成された第１保護膜（１３）と、第１保護膜（１３）上であって受光素子（２）の受光領域の外側に形成されると共に、接地電位に接続されたメタル層（１４）と、第１保護膜（１３）とメタル層（１４）とを覆うように形成された第２保護膜（１６）とを備える。第２保護膜（１６）の表面とメタル層（１４）との間の抵抗値は、発光素子（１）と第２保護膜（１６）の表面との間の抵抗値よりも小さい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
上記発光素子に対向するように配置されると共に上記発光素子から出力された光を受光する受光素子と、
上記発光素子と上記受光素子とを一体に封止する封止部と、
上記受光素子上に形成された第１保護膜と、
上記第１保護膜上であって上記受光素子の受光領域の外側に形成されると共に、接地電位に接続されたメタル層と、
上記第１保護膜と上記メタル層とを覆うように形成された第２保護膜と
を備え、
上記第２保護膜の表面と上記メタル層との間の抵抗値は、上記発光素子と上記第２保護膜の表面との間の抵抗値よりも小さいことを特徴とする光結合装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光結合装置において、
上記第２保護膜の表面と上記メタル層との間の抵抗値は、上記発光素子と上記第２保護膜の表面との間の抵抗値の１／１０以下であることを特徴とする光結合装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光結合装置において、
上記第２保護膜は、上記メタル層の少なくとも一部と接触していることを特徴とする光結合装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光結合装置において、
上記メタル層と上記第２保護膜との間であって上記メタル層上に形成された第３保護膜を備え、
上記第３保護膜は、開口部を有し、
上記開口部を介して、上記第２保護膜は、上記メタル層と接触していることを特徴とする光結合装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の光結合装置において、
上記第２保護膜は、ポリイミドからなっていることを特徴とする光結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光結合装置としては、特開２００５−１２３４６７号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この光結合装置は、発光素子と、受光素子と、発光素子と上記受光素子とを一体に封止する半透明のエポキシ樹脂とを備える。発光素子と受光素子とは、同一光軸上に対向するように配置され、発光素子と受光素子とをエポキシ樹脂によって電気的に絶縁している。
【０００３】
光結合装置は、入力側に入力された電気信号を発光素子によって光信号に変換し、この光信号を出力側の受光素子に送る事により電気信号を入力側から出力側に伝達するデバイスである。このように、光結合装置は、光によって一方向に電気信号を伝搬できると共に入出力間の絶縁耐圧が高いデバイスである。このため、光結合装置は、例えば、独立した高電圧電源駆動回路と低電圧電源駆動回路との間の絶縁性を維持しながら高電圧電源駆動回路から低電源電圧駆動回路へ電気信号を伝達する回路間インターフェースとして多用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２３４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の光結合装置では、入出力間に過渡的に高電圧のＤＣバイアスが印加されると、エポキシ樹脂が分極し、電圧の印加が解除されてもエポキシ樹脂の残留分極が保持される。このため、受光素子の表面に高電界が掛かったまま保持され、受光素子の電流波形が歪んで光結合装置のｔｐＨＬ出力特性が遅延するという問題があった。
【０００６】
具体的に説明すると、図７の光結合装置の模式断面図に示すように、発光素子である赤外発光ダイオード５０１と、受光素子であるフォトダイオード５０２とは、同一光軸上に対向するように距離Ｌをおいて配置されている。赤外発光ダイオード５０１とフォトダイオード５０２とは、半透明のエポキシ樹脂５０３によって封止されると共に電気的に絶縁されている。ここで、距離Ｌは、例えば５００μｍである。
【０００７】
フォトダイオード５０２は、ｐ型シリコン基板５０４上にｎ＋型埋め込み拡散層５０５、ｎ型エピタキシャル層５０６、ｐ＋型分離拡散層５０７、ｎ＋型コレクタ補償拡散層５０８、ｐ＋型ベース拡散層５０９、およびｎ＋型エミッタ拡散層５１０が形成されている。ｐ＋型ベース拡散層５０９は、フォトダイオード５０２の受光領域となるアノードとして使用される。ｎ＋型埋め込み拡散層５０５、ｎ型エピタキシャル層５０６、ｎ＋型コレクタ補償拡散層５０８およびｎ＋型エミッタ拡散層５１０は、フォトダイオード５０２のカソードとして使用される。
【０００８】
ｎ型エピタキシャル層５０６、ｐ＋型分離拡散層５０７、ｐ＋型ベース拡散層５０９およびｎ＋型エミッタ拡散層５１０の表面には、各拡散層形成時の熱拡散処理を通じて生成された熱酸化膜５１１が形成されている。この熱酸化膜５１１は、上記アノードおよび上記カソードの電極取出しのための複数の開口部を有し、これらの開口部内には、第１メタル層５１２が形成されている。
【０００９】
熱酸化膜５１１上および第１メタル層５１２上には、電気的に絶縁性の高いＰ−ＳｉＯ層間膜５１３が形成されている。このＰ−ＳｉＯ層間膜５１３上には、第２メタル層５１４が形成されている。この第２メタル層５１４は、赤外発光ダイオード５０１の光が周辺回路に入射されないように、フォトダイオード５０２の受光領域であるｐ＋型ベース拡散層５０９の外周囲を覆い尽くすように選択的に形成されている。第２メタル層５１４は、回路側ＧＮＤと電気的に接続され、ＧＮＤ電位に接地されている。第２メタル層５１４上には、Ｐ−ＳｉＯ保護膜５１５とポリイミド保護膜５１６とが形成されている。
【００１０】
図８は、図７の構造の等価回路を説明する図である。図８に示すように、上記構造の入出力間は、赤外発光ダイオード５０１とポリイミド保護膜５１６の表面上の点Ａとの間の抵抗Ｒ１の抵抗値と、上記点Ａと第２メタル層５１４との間の抵抗Ｒ２の抵抗値との直列抵抗の等価回路で表わされる。
【００１１】
エポキシ樹脂５０３は、距離Ｌ（厚さ）が５００μｍ、体積抵抗率が８×１０１２Ωｃｍである。このため、抵抗Ｒ１の抵抗値は、４×１０１１Ωである。
【００１２】
一方、抵抗Ｒ２は、ポリイミド保護膜５１６の抵抗とＰ−ＳｉＯ保護膜５１５の抵抗とからなっている。ポリイミド保護膜５１６は、厚さが２μｍで、体積抵抗率が１．５×１０１４Ωｃｍである。このため、ポリイミド保護膜５１６の抵抗値は、３×１０１０Ωである。これに対して、Ｐ−ＳｉＯ保護膜５１５は、厚さが１μｍで、体積抵抗率が１×１０１７Ωｃｍである。このため、Ｐ−ＳｉＯ保護膜５１５の抵抗値は、１×１０１３Ωである。このように、Ｐ−ＳｉＯ保護膜５１５の抵抗値が、ポリイミド保護膜５１６の抵抗値よりもはるかに大きい。したがって、抵抗Ｒ２の抵抗値は、Ｐ−ＳｉＯ保護膜５１５の抵抗値と略等しく、１×１０１３Ωである。
【００１３】
ここで、光結合装置の入出力間に、例えば１ｋＶのＤＣバイアスが過渡的に印加されると、抵抗Ｒ１の分圧Ｖ１は３８Ｖになり、抵抗Ｒ２の分圧Ｖ２は９６２Ｖになる。つまり、上記点Ａの電位は、９６２Ｖになる。
【００１４】
エポキシ樹脂５０３は、高電圧のＤＣバイアスが印加されると分極し、電圧の印加が解除されてもエポキシ樹脂５０３中に分極が残留するという特性を有している。エポキシ樹脂５０３中の残留分極によってフォトダイオード５０２の表面が９６２Ｖの高電界に保持されるため、フォトダイオード５０２の電流波形が歪み、ｔＰＨＬ出力特性が遅延する。
【００１５】
エポキシ樹脂５０３中の残留分極によりｔＰＨＬ出力特性が遅延するまでの過程について以下に説明する。
【００１６】
図９に示すように、入出力間に１ｋＶのＤＣバイアスが印加されると、エポキシ樹脂５０３は、その樹脂特性から分極し、電圧印加が解除されてもエポキシ樹脂５０３中には分極が残留する。このため、フォトダイオード５０２の表面には、９６２Ｖの高電界が印加された状態が持続する。このとき、フォトダイオード５０２の受光領域であるｐ＋型ベース拡散層５０９の表面ポテンシャル（電位）が変動して、ｐ＋型ベース拡散層５０９の表面に正孔トラップ層５１７が生成される。
【００１７】
図１０、図１２および図１３に示すように、ｐ＋型ベース拡散層５０９の表面に正孔トラップ層５１７が生成された状態で、入力側に電気信号が伝搬され、赤外発光ダイオード５０１が光ＯＮ状態になると、フォトダイオード５０２の受光領域であるｐ＋型ベース拡散層５０９に光が入射される。この入射光によって生成された電子５１８は、ｐ＋型ベース拡散層５０９の表面に生成された正孔トラップ層５１７に捕獲され、余剰な電子５１８の電荷蓄積が起きる。
【００１８】
図１１〜図１３に示すように、入力側の電気信号が遮断されると、赤外発光ダイオード５０１は光ＯＦＦ状態になる。そして、ｐ＋型ベース拡散層５０９に発生した電子５１８は、フォトダイオード５０２のカソードとなるｎ型エピタキシャル層５０６に放出されるが、余剰に蓄積された電子５１８は、遅れながら放出される。この余剰に蓄積された電子５１８が遅れながら放出されることにより、光ＯＦＦ時のフォトダイオード５０２の電流波形が歪み、ｔｐＨＬ応答特性が遅延する。
【００１９】
そこで、本発明の課題は、光結合装置の入出力間に過渡的に高電圧のＤＣバイアスが印加されても、受光素子の表面に掛かる電界を低く抑えることができ、受光素子の電流波形が歪みにくくして、ｔｐＨＬ応答特性の遅延を改善できる光結合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するため、本発明の光結合装置は、
発光素子と、
上記発光素子に対向するように配置されると共に上記発光素子から出力された光を受光する受光素子と、
上記発光素子と上記受光素子とを一体に封止する封止部と、
上記受光素子上に形成された第１保護膜と、
上記第１保護膜上であって上記受光素子の受光領域の外側に形成されると共に、接地電位に接続されたメタル層と、
上記第１保護膜と上記メタル層とを覆うように形成された第２保護膜と
を備え、
上記第２保護膜の表面と上記メタル層との間の抵抗値は、上記発光素子と上記第２保護膜の表面との間の抵抗値よりも小さいことを特徴とする。
【００２１】
また、一実施形態の光結合装置では、
上記第２保護膜の表面と上記メタル層との間の抵抗値は、上記発光素子と上記第２保護膜の表面との間の抵抗値の１／１０以下である。
【００２２】
また、一実施形態の光結合装置では、
上記第２保護膜は、上記メタル層の少なくとも一部と接触している。
【００２３】
また、一実施形態の光結合装置では、
上記メタル層と上記第２保護膜との間であって上記メタル層上に形成された第３保護膜を備え、
上記第３保護膜は、開口部を有し、
上記開口部を介して、上記第２保護膜は、上記メタル層と接触している。
【００２４】
また、一実施形態の光結合装置では、
上記第２保護膜は、ポリイミドからなっている。
【発明の効果】
【００２５】
以上より明らかなように、本発明によれば、第２保護膜の表面とメタル層との間の抵抗値は、発光素子と第２保護膜の表面との間の抵抗値よりも小さいので、光結合装置の入出力間に過渡的に高電圧のＤＣバイアスが印加されても、受光素子の表面に掛かる電界を低く抑えることができ、受光素子の電流波形が歪みにくくして、ｔｐＨＬ応答特性の遅延を改善できる光結合装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は本発明の第１実施形態の光結合装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は上記光結合装置の等価回路を説明する図である。
【図３】図３は上記光結合装置の構造を示す模式断面図である。
【図４】図４は図３の構造の等価回路を説明する図である。
【図５】図５は本発明の第２実施形態の光結合装置の受光素子の構造を示す模式断面図である。
【図６】図６は本発明の第３実施形態の光結合装置の受光素子の構造を示す模式断面図である。
【図７】図７は従来の光結合装置の発光素子と受光素子との間の構造を示す模式断面図である。
【図８】図８は図７の構造の等価回路を説明する図である。
【図９】図９は光結合装置のｔｐＨＬ応答特性の遅延メカニズムを説明する図である。
【図１０】図１０は光結合装置のｔｐＨＬ応答特性の遅延メカニズムを説明する図である。
【図１１】図１１は光結合装置のｔｐＨＬ応答特性の遅延メカニズムを説明する図である。
【図１２】図１２は光結合装置の発光素子の電圧波形を示す図である。
【図１３】図１３は光結合装置の受光素子の電流波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の光結合装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の光結合装置の構成を概略的に示している。
【００２９】
この実施形態の光結合装置は、図１に示すように、発光素子としての赤外発光ダイオード１と、受光素子としてのフォトダイオード２と、封止部としてのエポキシ樹脂３と、リードフレーム５１，５２と、黒色エポキシ樹脂５３とを備えている。フォトダイオード２は、同一光軸上に赤外発光ダイオード１と対向するように配置され、赤外発光ダイオード１から出力された光を受光するようになっている。赤外発光ダイオード１には、入力側のリードフレーム５１が接続されている。また、フォトダイオード２には、出力側のリードフレーム５２が接続されている。
【００３０】
エポキシ樹脂３は、赤外発光ダイオード１とフォトダイオード２とを一体に封止し、赤外発光ダイオード１とフォトダイオード２とを電気的に絶縁している。エポキシ樹脂３の周囲は、黒色エポキシ樹脂５３で覆われている。黒色エポキシ樹脂５３は、光結合装置の外部からフォトダイオード２に入る光を遮断している。
【００３１】
図２は、上記光結合装置の等価回路を説明する図である。
【００３２】
図２に示すように、赤外発光ダイオード１は、入力側に入力された電気信号を光信号に変換し、この光信号をフォトダイオード２に送るようになっている。一方、フォトダイオード２は、光信号を電気信号に変換して、出力側に出力するようになっている。
【００３３】
図３は、上記光結合装置の構造を詳細に示す模式断面図である。
【００３４】
図３に示すように、フォトダイオード２のｐ型シリコン基板上４にはｎ＋型埋め込み拡散層５、ｎ型エピタキシャル層６、ｐ＋型分離拡散層７、ｎ＋型コレクタ補償拡散層８、ｐ＋型ベース拡散層９、ｎ＋型エミッタ拡散層１０が形成されている。ｐ＋型ベース拡散層９はフォトダイオード２の受光領域となるアノードとして使用される。ｎ＋型埋め込み拡散層５、ｎ型エピタキシャル層６、ｎ＋型コレクタ補償拡散層８、ｎ＋型エミッタ拡散層１０は、フォトダイオード２のカソード領域として使用される。
【００３５】
ｎ型エピタキシャル層６上およびｐ＋型分離拡散層７上には、拡散層形成時の熱拡散処理を通じて生成された熱酸化膜１１が形成されている。上記アノードおよび上記カソードの電極取出しのため、熱酸化膜１１が選択的に除去され、開口している。この開口内には複数の第１メタル層１２が形成されている。第１メタル層１２上、ｐ＋型ベース拡散層９上、および熱酸化膜１１上には、第１保護膜としてのＰ−ＳｉＯ層間膜１３が形成されている。Ｐ−ＳｉＯ層間膜１３は、厚さが１μｍで、体積抵抗率が１×１０１７Ωｃｍである。
【００３６】
Ｐ−ＳｉＯ層間膜１３上には、第２メタル層１４が形成されている。この第２メタル層１４上には、第３保護膜としてのＰ−ＳｉＯ保護膜１５が形成されている。そして、Ｐ−ＳｉＯ保護膜１５上、第２メタル層１４上、およびＰ−ＳｉＯ層間膜１３上には、第２保護膜としてのポリイミド保護膜１６が形成されている。ポリイミド保護膜１６は、第２メタル層１４の一部と接触している。
【００３７】
以上、これらは周知とされる標準的なバイポーラＩＣの製造方法によって形成されるものである。
【００３８】
第２メタル層１４は、赤外発光ダイオード１の光がフォトダイオード２の周辺の回路に入射されないように、上記受光領域の外側を覆っている。また、第２メタル層１４は、Ｐ−ＳｉＯ層間膜１３の開口部（図示せず）を介して第１メタル層１２と電気的に接続されている。ここで、第１メタル層１２は、回路側のＧＮＤ電位に接続されている。このため、第１メタル層１２を介して、第２メタル層１４は、ＧＮＤ電位に接地されている。
【００３９】
Ｐ−ＳｉＯ層間膜１３およびＰ−ＳｉＯ保護膜１５は、ポリイミド保護膜１６よりも電気的に絶縁性が高くなっている。また、ポリイミド保護膜１６は、エポキシ樹脂３との密着性に優れている。
【００４０】
図４は、図３の構造の等価回路を説明する図である。
【００４１】
図４に示すように、上記構造の入出力間は、赤外発光ダイオード１とポリイミド保護膜１６の表面との間の抵抗Ｒ１と、ポリイミド保護膜１６の表面と第２メタル層１４との間の抵抗Ｒ２との直列抵抗の等価回路で表わされる。
【００４２】
エポキシ樹脂３は、厚さが５００μｍで、体積抵抗率が８×１０１２Ωｃｍである。このため、抵抗Ｒ１の抵抗値は、４×１０１１Ωである。一方、ポリイミド保護膜１６は、厚さが２μｍで、体積抵抗率が１．５×１０１４Ωｃｍである。このため、抵抗Ｒ２の抵抗値は、３×１０１０Ωである。したがって、ポリイミド保護膜１６の表面と第２メタル層１４との間の抵抗Ｒ２の抵抗値は、赤外発光ダイオード１とポリイミド保護膜１６の表面との間の抵抗Ｒ１の抵抗値の１／１０以下である。
【００４３】
ここで、光結合装置の入出力間に、例えば１ｋＶのＤＣバイアスが過渡的に印加されると、抵抗Ｒ１の分圧Ｖ１は９３０Ｖになり、抵抗Ｒ２の分圧Ｖ２は７０Ｖになる。つまり、フォトダイオード２の表面の電位は７０Ｖになる。
【００４４】
上記構成の光結合装置によれば、ポリイミド保護膜１６の表面と第２メタル層１４との間の抵抗値は、赤外発光ダイオード１とポリイミド保護膜１６の表面との間の抵抗値よりも小さいので、例えば光結合装置の入出力間に過渡的に高電圧のＤＣバイアスが印加され、エポキシ樹脂３が分極し、残留しても、ポリイミド保護膜１６の表面、つまり、フォトダイオード２の表面に掛かる電界を低減できる。したがって、フォトダイオード２の電流波形が歪みにくくして、ｔＰＨＬ応答特性の遅延を改善できる。
【００４５】
また、ポリイミド保護膜１６の表面と上記第２メタル層１４との間の抵抗値は、発光素子１とポリイミド保護膜１６の表面との間の抵抗値の１／１０以下であるので、光結合装置の入出力間に高電圧のＤＣバイアスが印加されても、上記受光素子２の表面に掛かる電界を大幅に抑制できる。
【００４６】
また、ポリイミド保護膜１６は、第２メタル層１４の一部と接触しているので、ポリイミド保護膜１６は、第２メタル層１４の一部と接触して接触していない場合に比べて、ポリイミド保護膜１６の表面と第２メタル層１４との間の抵抗値を低減できる。
【００４７】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態の光結合装置のフォトダイオード１０２の構造を示す模式断面図である。
【００４８】
この第２の実施形態のフォトダイオード１０２は、Ｐ−ＳｉＯ保護膜１１５が第２メタル層１４を覆うと共に開口部１１５Ａを有し、この開口部１１５Ａを介して、ポリイミド保護膜１１６が第２メタル層１４と接触している点のみが上記第１の実施形態のフォトダイオード２と相違する。この相違する構成について以下に説明する。
【００４９】
なお、この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成を示しているため、その説明を省略する。
【００５０】
図５に示すように、Ｐ−ＳｉＯ層間膜１３上および第２メタル層１４上には、Ｐ−ＳｉＯ保護膜１１５が形成されている。このＰ−ＳｉＯ保護膜１５上には、ポリイミド保護膜１１６が形成されている。Ｐ−ＳｉＯ保護膜１１５は、第２メタル層１４上において、一部が除去され、開口部１１５Ａを有している。この開口部１１５Ａを介して、ポリイミド保護膜１１６が第２メタル層１４と接触している。
【００５１】
この第２の実施形態によれば、Ｐ−ＳｉＯ保護膜１１５が第２メタル層１４とポリイミド保護膜１１６との間で第２メタル層１４を覆うように形成され、Ｐ−ＳｉＯ保護膜１１５の開口部１１５Ａを介して、ポリイミド保護膜１１６が第２メタル層１４と接触している。したがって、第２メタル層１４をＰ−ＳｉＯ保護膜１１５およびポリイミド保護膜１１６で覆うことにより、光結合装置の保護機能を向上できる。
【００５２】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態の光結合装置のフォトダイオード２０２の構造を示す模式断面図である。
【００５３】
この第３の実施形態のフォトダイオード２０２は、第２メタル層１４上にＰ−ＳｉＯ保護膜１５が形成されていない点のみが上記第１の実施形態のフォトダイオード２と相違する。
【００５４】
なお、この第３の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成を示しているため、その説明を省略する。
【００５５】
図６に示すように、Ｐ−ＳｉＯ層間膜１３上および第２メタル層１４上には、ポリイミド保護膜２１６が形成されている。このポリイミド保護膜２１６は、厚さが２μｍで、体積抵抗率が１．５×１０１４Ωｃｍである。
【００５６】
この第３の実施形態によれば、第２メタル層１４上には、ポリイミド保護膜２１６のみが形成されているだけなので、チップ保護機能が第１の実施形態の場合に比べて劣るが、製造コストを抑制でき、第１の実施形態の場合と同様の効果で、ｔＰＨＬ応答特性の遅延を改善できる。
【００５７】
なお、上記第１〜３の実施形態では、ポリイミド保護膜１６，１１６，２１６の表面と第２メタル層１４との間の抵抗Ｒ２の抵抗値は、赤外発光ダイオード１とポリイミド保護膜１６，１１６，２１６の表面との間の抵抗Ｒ１の抵抗値の１／１０以下であったが、これに限らず、例えば、Ｒ２の抵抗値がＲ１の抵抗値の１／２，１／３，１／５等、Ｒ２の抵抗値がＲ１の抵抗値よりも小さければよい。
【００５８】
また、上記第１〜３の実施形態では、第２メタル層１４上およびＰ−ＳｉＯ層間膜１３上には、第２保護膜としてポリイミド保護膜１６が形成されていたが、これに限らず、第２保護膜は、ポリイミド以外の樹脂等の絶縁体からなっていてもよい。
【００５９】
上記第１〜３の実施形態で述べた構成要素は、適宜、組み合わせてもよく、また、適宜、選択、置換、あるいは、削除してもよいのは、勿論である。
【００６０】
本発明および実施形態を纏めると、次のようになる。
【００６１】
本発明の光結合装置は、
発光素子１と、
上記発光素子１に対向するように配置されると共に上記発光素子１から出力された光を受光する受光素子２，１０２，２０２と、
上記発光素子１と上記受光素子２，１０２，２０２とを一体に封止する封止部３と、
上記受光素子２，１０２，２０２上に形成された第１保護膜１３と、
上記第１保護膜１３上であって上記受光素子２，１０２，２０２の受光領域の外側に形成されると共に、接地電位に接続されたメタル層１４と、
上記第１保護膜１３と上記メタル層１４とを覆うように形成された第２保護膜１６，１１６，２１６と
を備え、
上記第２保護膜１６，１１６，２１６の表面と上記メタル層１４との間の抵抗値は、上記発光素子１と上記第２保護膜１６，１１６，２１６の表面との間の抵抗値よりも小さいことを特徴とする。
【００６２】
上記構成によれば、上記第２保護膜１６，１１６，２１６の表面と上記メタル層１４との間の抵抗値は、上記発光素子１と上記第２保護膜１６，１１６，２１６の表面との間の抵抗値よりも小さいので、例えば光結合装置の入出力間に過渡的に高電圧のＤＣバイアスが印加され、上記封止部３が分極し、残留しても、上記第２保護膜１６，１１６，２１６の表面に掛かる電界を抑制できる。したがって、受光素子２，１０２，２０２の表面に掛かる電界を抑制でき、受光素子２，１０２，２０２の電流波形が歪みにくくして、ｔＰＨＬ応答特性の遅延を改善できる。
【００６３】
また、一実施形態の光結合装置では、
上記第２保護膜１６，１１６，２１６の表面と上記メタル層１４との間の抵抗値は、上記発光素子１と上記第２保護膜１６，１１６，２１６の表面との間の抵抗値の１／１０以下である。
【００６４】
上記実施形態によれば、上記第２保護膜１６，１１６，２１６の表面と上記メタル層１４との間の抵抗値は、上記発光素子１と上記第２保護膜１６，１１６，２１６の表面との間の抵抗値の１／１０以下であるので、光結合装置の入出力間に高電圧のＤＣバイアスが印加されても、上記受光素子２，１０２，２０２の表面に掛かる電界を大幅に抑制できる。
【００６５】
また、一実施形態の光結合装置では、
上記第２保護膜１６，１１６，２１６は、上記メタル層１４の少なくとも一部と接触している。
【００６６】
上記実施形態によれば、上記第２保護膜は、上記メタル層１４の少なくとも一部と接触しているので、第２保護膜がメタル層１４とが接触していない場合に比べて、第２保護膜１６，１１６，２１６の表面とメタル層１４との間の抵抗値を低減できる。
【００６７】
また、一実施形態の光結合装置では、
上記メタル層１４と上記第２保護膜１６，１１６，２１６との間であって上記メタル層１４上に形成された第３保護膜１５，１１５を備え、
上記第３保護膜１５，１１５は、開口部１１５Ａを有し、
上記開口部１１５Ａを介して、上記第２保護膜１６，１１６，２１６は、上記メタル層１４と接触している。
【００６８】
上記実施形態によれば、上記第３保護膜１５，１１５が上記メタル層１４と上記第２保護膜１６，１１６，２１６との間に上記メタル層１４を覆うように形成され、上記第３保護膜１５，１１５の上記開口部１１５Ａを介して、第２保護膜１６，１１６，２１６がメタル層１４と接触している。したがって、メタル層１４を第２保護膜１６，１１６，２１６および第３保護膜１５，１１５で覆うことにより、光結合装置の保護機能を向上できる。
【００６９】
また、一実施形態の光結合装置では、
上記第２保護膜１６，１１６，２１６は、ポリイミドからなっている。
【００７０】
上記実施形態によれば、上記第２保護膜１６，１１６，２１６は、体積抵抗率が比較的低いポリイミドからなるので、第２保護膜１６，１１６，２１６の抵抗をより小さくすることができる。これにより、例えば光結合装置の入出力間に高電圧のＤＣバイアスが印加されても、上記受光素子２，１０２，２０２の表面に掛かる電界をさらに抑制できる。
【符号の説明】
【００７１】
１…赤外発光ダイオード
２，１０２，２０２…フォトダイオード
３…エポキシ樹脂
１３…Ｐ−ＳｉＯ層間膜
１４…第２メタル層
１５，１１５…Ｐ−ＳｉＯ保護膜
１６，１１６，２１６…ポリイミド保護膜
１１５Ａ…開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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