JP2000013153A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2000013153A
JP2000013153A JP10174377A JP17437798A JP2000013153A JP 2000013153 A JP2000013153 A JP 2000013153A JP 10174377 A JP10174377 A JP 10174377A JP 17437798 A JP17437798 A JP 17437798A JP 2000013153 A JP2000013153 A JP 2000013153A
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storage unit
charge storage
potential
resistor
mos transistor
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Japanese (ja)
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Toshio Imai
俊雄 今井
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Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of correcting the manufacturing variation of voltage gain of an amplification MOS transistor(TR) that outputs a signal corresponding to photo charges generated from the light made incident on a photodiode receiving. SOLUTION: A source follower circuit 2 consists of an amplification MOS TR 2 and a resistor array 7 connected to a source comprising a plurality of resistors and MOS TRs each connected to each resistor in parallel. The resistance of the resistor array 7 is set under the control of a memory block 10 that has a memory cell array consisting of read only memory elements, which writes information of a resistance providing an optimum voltage gain is electrically writable only once.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光電荷検出にソー
スホロワ回路を用いる固体撮像装置に関し、不揮発性半
導体装置と組み合わせて、抵抗等の製造バラツキを補正
や動作条件の変更を行うことにより歩留まりの向上と性
能の安定化に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device using a source-follower circuit for photo-electric charge detection and, in combination with a non-volatile semiconductor device, corrects manufacturing variations such as resistance and changes operating conditions to improve the yield. Improving and stabilizing performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、NチャネルMOS(金属−酸化膜
−半導体)トランジスタを増幅素子として用いた固体撮
像装置が知られている。図5はこのような従来技術の固
体撮像装置の構成を示す図面である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a solid-state imaging device using an N-channel MOS (metal-oxide-semiconductor) transistor as an amplification element has been known. FIG. 5 is a drawing showing the configuration of such a conventional solid-state imaging device.

【0003】図5を参照すると、この光電変換セルはフ
ォトダイオード70と、このフォトダイオード70によ
り蓄積された光電荷による信号を増幅して出力電圧信号
として取り出す増幅MOSトランジスタ71と、増幅M
OSトランジスタ71のゲート電位を電位Vrに初期化
するためのリセットMOSトランジスタ74と、増幅M
OSトランジスタ71が増幅したセンサ電流に応じて検
出電圧に変換する抵抗負荷73が接続している。
Referring to FIG. 5, the photoelectric conversion cell includes a photodiode 70, an amplifying MOS transistor 71 for amplifying a signal based on photocharges accumulated by the photodiode 70 and extracting the signal as an output voltage signal, and an amplifier M.
A reset MOS transistor 74 for initializing the gate potential of the OS transistor 71 to the potential Vr;
A resistive load 73 that converts the detected current into a detection voltage according to the sensor current amplified by the OS transistor 71 is connected.

【0004】ここで、増幅MOSトランジスタ71はソ
ースホロワされている。すなわち、そのゲートがフォト
ダイオード70に接続され、ドレインが電源電圧Vdd
に接続され、そしてソースが出力端子Voutに接続さ
れるとともに、負荷抵抗73を介して接地されている。
Here, the amplification MOS transistor 71 is source-followed. That is, the gate is connected to the photodiode 70, and the drain is connected to the power supply voltage Vdd.
, And the source is connected to the output terminal Vout, and grounded via the load resistor 73.

【0005】ここでフォトダイオード70により蓄積さ
れた電荷量をQs、フォトダイオード70および増幅M
OSトランジスタ71の寄生容量の和をCpd、増幅M
OSトランジスタ71のゲート電圧の変化をΔVg、増
幅MOSトランジスタ71のソースホロワの電圧利得を
A、その伝達コンダクタンスをgm、負荷抵抗73の抵
抗値をRsとすると、出力端子Voutから出力される
信号出力ΔVは、 ΔV=A・ΔVg ={gm・Rs/(1+gm・Rs)}・(Qs/Cp
d) となり、信号出力ΔVは増幅MOSトランジスタ71の
伝達コンダクタンスgmと負荷抵抗73の抵抗値Rsに
依存する。
Here, the charge amount accumulated by the photodiode 70 is represented by Qs, the photodiode 70 and the amplification M
The sum of the parasitic capacitance of the OS transistor 71 is represented by Cpd, and the amplification M
Assuming that the change in the gate voltage of the OS transistor 71 is ΔVg, the voltage gain of the source follower of the amplifying MOS transistor 71 is A, the transfer conductance thereof is gm, and the resistance value of the load resistor 73 is Rs, the signal output ΔV output from the output terminal Vout. ΔV = A · ΔVg = {gm · Rs / (1 + gm · Rs)} · (Qs / Cp
d) The signal output ΔV depends on the transmission conductance gm of the amplification MOS transistor 71 and the resistance value Rs of the load resistor 73.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、増幅MO
Sトランジスタ71の電圧利得Aは増幅MOSトランジ
スタ71のコンダクタンスgmと負荷抵抗73の抵抗値
Rsに依存するので、これらの値は厳密に設定する必要
がある。
As described above, the amplification MO
Since the voltage gain A of the S transistor 71 depends on the conductance gm of the amplifying MOS transistor 71 and the resistance value Rs of the load resistor 73, these values need to be set strictly.

【0007】しかしながら、増幅MOSトランジスタ7
1のコンダクタンスgmと負荷抵抗73の抵抗値Rsが
製造バラツキにより変動すると、固体撮像装置間で出力
電圧にバラツキが生じてしまうことになる。
However, the amplification MOS transistor 7
If the conductance gm of 1 and the resistance value Rs of the load resistor 73 fluctuate due to manufacturing variations, the output voltage will vary between the solid-state imaging devices.

【0008】従来技術では、この出力電圧のバラツキを
解決するために、ウェハ状態でのテスティングにおい
て、出力電圧に応じてランク分けが行われた。また、こ
の増幅率を補正するために外付けで負荷抵抗を接続する
ことが行われている。
[0008] In the prior art, in order to solve this variation in output voltage, in testing in a wafer state, ranking was performed according to the output voltage. In order to correct the amplification factor, an external load resistor is connected.

【0009】[発明の目的]そこで、本発明の目的は、
上記課題を解決して、増幅MOSトランジスタ71の電
圧利得Aを外付けの負荷抵抗を付けることなく、安定し
た出力電圧を実現できる半導体装置を提供することを目
的とする。
[Object of the Invention] The object of the present invention is to
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a semiconductor device capable of realizing a stable output voltage without attaching an external load resistor to a voltage gain A of an amplification MOS transistor 71.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の半導体装置においては、下記に記載の構造を採
用する。
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention employs the following structure.

【0011】本発明の半導体装置は、入射光量に応じた
光電荷を生成する光電変換素子と、光電変換素子で生成
された光電荷を蓄積する電荷蓄積部と、電荷蓄積部の電
位を初期化するリセットスイッチと、電荷蓄積部の電位
を増幅MOSトランジスタのゲート電極への入力とし、
電荷蓄積部の電位に応じた出力信号を発生するソースホ
ロワ回路と、ソースホロワ回路の出力電圧を制御するデ
ータを記憶するためのメモリブロックとを有することを
特徴とする。
According to the semiconductor device of the present invention, a photoelectric conversion element for generating a photoelectric charge corresponding to the amount of incident light, a charge storage unit for storing the photoelectric charge generated by the photoelectric conversion element, and a potential of the charge storage unit are initialized. Reset switch and the potential of the charge storage section are input to the gate electrode of the amplification MOS transistor,
A source follower circuit for generating an output signal corresponding to the potential of the charge storage portion, and a memory block for storing data for controlling an output voltage of the source follower circuit are provided.

【0012】本発明の半導体装置は、入射光量に応じた
光電荷を生成する光電変換素子と、光電変換素子で生成
された光電荷を蓄積する電荷蓄積部と、電荷蓄積部の電
位を初期化するリセットスイッチと、電荷蓄積部の電位
を増幅MOSトランジスタのゲート電極への入力とし、
電荷蓄積部の電位に応じた出力信号を発生するソースホ
ロワ回路と、ソースホロワ回路の出力電圧を制御するデ
ータを記憶するためのメモリブロックとを備え、ソース
ホロワ回路は増幅MOSトランジスタと、増幅MOSト
ランジスタのソースに直列接続する複数の抵抗と各抵抗
に並列接続するMOSトランジスタからなる抵抗アレイ
を有し、メモリブロックは電気的に一度だけ書き込み可
能な読み出し専用の不揮発性メモリ素子を有するメモリ
セルアレイと、メモリセルアレイからの情報の読み出し
を制御するデータ読み出し制御回路とデータラッチ回路
とを有することを特徴とする。
According to the semiconductor device of the present invention, a photoelectric conversion element for generating a photoelectric charge according to the amount of incident light, a charge storage unit for storing the photoelectric charge generated by the photoelectric conversion element, and a potential of the charge storage unit are initialized. Reset switch and the potential of the charge storage section are input to the gate electrode of the amplification MOS transistor,
A source follower circuit for generating an output signal corresponding to the potential of the charge storage unit; and a memory block for storing data for controlling the output voltage of the source follower circuit. The source follower circuit includes an amplifying MOS transistor and a source of the amplifying MOS transistor. A memory cell array having a plurality of resistors connected in series to each other and a MOS transistor connected in parallel to each resistor, wherein the memory block has a read-only nonvolatile memory element which can be electrically written only once, and a memory cell array. A data read control circuit for controlling the reading of information from the memory and a data latch circuit.

【0013】本発明の半導体装置は、入射光量に応じた
光電荷を生成する光電変換素子と、光電変換素子で生成
された光電荷を蓄積する電荷蓄積部と、電荷蓄積部の電
位を初期化するリセットスイッチと、電荷蓄積部の電位
を増幅MOSトランジスタのゲート電極への入力とし、
電荷蓄積部の電位に応じた出力信号を発生するソースホ
ロワ回路と、ソースホロワ回路の出力電圧を制御するデ
ータを記憶するためのメモリブロックとを備え、ソース
ホロワ回路は増幅MOSトランジスタと、増幅MOSト
ランジスタのソースに直列接続する複数の抵抗と各抵抗
に並列接続するMOSトランジスタからなる抵抗アレイ
を有し、メモリブロックは電気的に一度だけ書き込み可
能な読み出し専用のメモリ素子であるnチャネルMOS
トランジスタと、書き込み電圧を供給する端子と、抵抗
値を比較するための抵抗とを有するメモリセルからなる
メモリセルアレイと、メモリセルアレイからの情報の読
み出しを制御するデータ読み出し制御回路とデータラッ
チ回路とを有することを特徴とする。
According to the semiconductor device of the present invention, a photoelectric conversion element for generating a photoelectric charge corresponding to the amount of incident light, a charge storage unit for storing the photoelectric charge generated by the photoelectric conversion element, and a potential of the charge storage unit are initialized. Reset switch and the potential of the charge storage section are input to the gate electrode of the amplification MOS transistor,
A source follower circuit for generating an output signal corresponding to the potential of the charge storage unit; and a memory block for storing data for controlling the output voltage of the source follower circuit. The source follower circuit includes an amplifying MOS transistor and a source of the amplifying MOS transistor. The memory block has a resistor array composed of a plurality of resistors connected in series and MOS transistors connected in parallel to each resistor, and the memory block is an n-channel MOS which is a read-only memory element that can be electrically written only once.
A memory cell array including a transistor, a terminal for supplying a write voltage, and a memory cell having a resistance for comparing a resistance value; a data read control circuit and a data latch circuit for controlling reading of information from the memory cell array; It is characterized by having.

【0014】〔作用〕本発明の半導体装置において、ソ
ースホロワ回路の出力電圧は、フォトダイオードに入射
した光により発生した電荷を増幅MOSトランジスタで
増幅して出力する。その際、増幅率は抵抗アレイの抵抗
を選択することで任意に変えることが可能である。
[Operation] In the semiconductor device of the present invention, the output voltage of the source follower circuit is output by amplifying the charge generated by the light incident on the photodiode by the amplifying MOS transistor. At that time, the amplification factor can be arbitrarily changed by selecting the resistance of the resistance array.

【0015】そこで半導体集積回路装置製造後に、半導
体装置仕様に最も合致した出力電圧を得る抵抗アレイの
選択情報をメモリブロックの不揮発性メモリに記憶させ
る。このメモリブロックに書き込んだ情報を、電源投入
時もしくは電源投入直後に、抵抗アレイを構成するMO
Sトランジスタのゲート制御信号として読み出すことに
より、ソースホロワ回路の出力電圧を最適値に設定する
ことができる。
Therefore, after the manufacture of the semiconductor integrated circuit device, the selection information of the resistor array for obtaining the output voltage most matching the semiconductor device specifications is stored in the nonvolatile memory of the memory block. The information written in this memory block is stored in the MO that constitutes the resistance array at power-on or immediately after power-on.
By reading as the gate control signal of the S transistor, the output voltage of the source follower circuit can be set to an optimum value.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の最適な実施形態に
おける半導体装置について、図面を参照しながら説明す
る。図1は本発明の実施形態における半導体装置を示す
回路ブロック図である。光電変換素子としてpn接合型
のフォトダイオードを、光電荷蓄積部としてpn接合型
ダイオードの寄生容量を、そして、リセットスイッチと
してMOSトランジスタを用いた場合を例として説明を
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor device according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit block diagram illustrating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. A description will be given of an example in which a pn junction type photodiode is used as a photoelectric conversion element, a parasitic capacitance of the pn junction type diode is used as a photocharge storage unit, and a MOS transistor is used as a reset switch.

【0017】[半導体装置の構造説明:図1]図1に示
すように、半導体装置は、光電変換素子であるpn接合
型のフォトダイオード1と、電荷蓄積部である寄生容量
8と、このフォトダイオード1に入射した光により発生
した光電荷に対応する信号を出力するソースホロワ回路
2と、このソースホロワ回路2の入力電位をリセット電
位Vrに初期化するためのリセットスイッチであるリセ
ットMOSトランジスタ3と、このソースホロワ回路2
の出力電圧を制御するデータを記憶するためのメモリブ
ロック10とにより構成する。
[Structural Description of Semiconductor Device: FIG. 1] As shown in FIG. 1, the semiconductor device has a pn junction type photodiode 1 as a photoelectric conversion element, a parasitic capacitance 8 as a charge storage part, and A source follower circuit 2 for outputting a signal corresponding to a photocharge generated by light incident on the diode 1, a reset MOS transistor 3 as a reset switch for initializing an input potential of the source follower circuit 2 to a reset potential Vr, This source follower circuit 2
And a memory block 10 for storing data for controlling the output voltage of the memory.

【0018】さらに、ソースホロワ回路2は、増幅MO
Sトランジスタ5と、抵抗アレイ7とにより構成する。
ここで、増幅MOSトランジスタ5のゲートは、フォト
ダイオード1に接続され、ドレインは電源電圧の高電位
(以下Vddと呼ぶ)に接続され、そしてソースが出力
端子6に接続されるとともに、抵抗アレイ7を介して電
源電位の低電位(以下Vssと呼ぶ)に接続されてい
る。
Further, the source follower circuit 2 includes an amplification MO
It comprises an S transistor 5 and a resistor array 7.
Here, the gate of the amplifying MOS transistor 5 is connected to the photodiode 1, the drain is connected to the high potential of the power supply voltage (hereinafter referred to as Vdd), the source is connected to the output terminal 6, and the resistance array 7 is connected. To a low power supply potential (hereinafter referred to as Vss).

【0019】メモリブロック10は、電気的に一度だけ
書き込み可能な読み出し専用のメモリセル3個からなる
3ビットのメモリセルアレイ11と、データラッチ回路
12と、データの読み出しを制御するデータ読み出し制
御回路13とより構成する。
The memory block 10 includes a 3-bit memory cell array 11 composed of three read-only memory cells that can be electrically written only once, a data latch circuit 12, and a data read control circuit 13 for controlling data read. And the configuration.

【0020】[メモリ動作説明:図2]つぎに、図1の
メモリセルアレイ11を構成するメモリセルの回路の一
部を示す図2を用いて、メモリ動作について説明する。
[Explanation of Memory Operation: FIG. 2] Next, the memory operation will be described with reference to FIG. 2 which shows a part of a circuit of a memory cell constituting the memory cell array 11 of FIG.

【0021】図2において、メモリ素子であるnチャネ
ルMOSトランジスタ(以下メモリトランジスタと呼
ぶ)20は、ドレイン21、ソース22、ゲート23、
および基板電極24から構成される。ゲート23とソー
ス22間は第1の抵抗25を接続し、ゲート23は第2
の抵抗26およびダイオード19を介してVssに接続
されている。ドレイン21はVddに接続されている。
In FIG. 2, an n-channel MOS transistor (hereinafter referred to as a memory transistor) 20 as a memory element includes a drain 21, a source 22, a gate 23,
And a substrate electrode 24. A first resistor 25 is connected between the gate 23 and the source 22, and the gate 23 is connected to the second resistor 25.
Is connected to Vss via the resistor 26 and the diode 19. Drain 21 is connected to Vdd.

【0022】さらに、情報をメモリトランジスタ20に
書き込む際、外部から負の高い書き込み電圧(以下Vp
pと呼ぶ)を供給する端子16を設け、この端子16は
ビット線17を介してソース22に接続されている。ビ
ット線17とワード線15の間は第3の抵抗18により
接続されている。
Further, when information is written to the memory transistor 20, a high negative write voltage (hereinafter referred to as Vp)
The terminal 16 is connected to a source 22 via a bit line 17. The bit line 17 and the word line 15 are connected by a third resistor 18.

【0023】情報の書き込みは、端子16にビット線1
7を介して接続されたソース22とドレイン21の電位
差Vds(Vdd−Vpp)がメモリトランジスタ20
のドレイン耐圧以上になるVppを外部電源より端子1
6に印加して、メモリトランジスタ20のドレイン−基
板間の接合破壊を発生させることにより行う。この接合
破壊によりメモリトランジスタ20のドレイン21とソ
ース22は基板電極24を通して電気的に短絡する。
To write information, the bit line 1
The potential difference Vds (Vdd-Vpp) between the source 22 and the drain 21 connected via the
From the external power supply to terminal 1
6 to cause the junction breakdown between the drain and the substrate of the memory transistor 20 to occur. Due to this junction breakdown, the drain 21 and the source 22 of the memory transistor 20 are electrically short-circuited through the substrate electrode 24.

【0024】この書き込みのとき、ソース22には負の
高い電圧Vppが印加されるので、ダイオード29は順
方向となり電流が流れる。このVssからダイオード1
9、第2の抵抗26、第1の抵抗25そしてソース22
への経路に電流が流れると、ダイオード19の持つ抵抗
の大きさは第1の抵抗25、第2の抵抗26に比べて充
分小さいので、ゲート23の電位は第1の抵抗25、第
2の抵抗26の大きさによりVss−0.6VからVp
p間の任意の値を取ることが可能である。
At the time of writing, since a high negative voltage Vpp is applied to the source 22, the diode 29 becomes forward and a current flows. From this Vss, diode 1
9, the second resistor 26, the first resistor 25 and the source 22
When a current flows in the path to the first resistor 25, the magnitude of the resistance of the diode 19 is sufficiently smaller than that of the first resistor 25 and the second resistor 26, so that the potential of the gate 23 becomes the first resistor 25 and the second resistor 25. Vss-0.6V to Vp depending on the size of resistor 26
It is possible to take any value between p.

【0025】つまりゲート23とソース22の電位差を
メモリトランジスタ20のしきい値電圧以上にすること
が可能である。したがって、メモリトランジスタ20を
オン状態で書き込みすることができる。一般的にエンハ
ンス型のnチャネルMOSトランジスタのドレイン耐圧
はドレインと基板接合のアバランシェブレークダウン、
ゲートの影響による表面での電界集中、少数キャリヤ注
入の関与した寄生バイポーラ動作により決められる。
That is, it is possible to make the potential difference between the gate 23 and the source 22 higher than the threshold voltage of the memory transistor 20. Therefore, writing can be performed with the memory transistor 20 turned on. Generally, the drain breakdown voltage of an enhanced n-channel MOS transistor is determined by the avalanche breakdown between the drain and the substrate,
It is determined by the electric field concentration on the surface due to the influence of the gate, and the parasitic bipolar operation involving the injection of minority carriers.

【0026】接合破壊自体のメカニズムは、接合破壊型
PROMと同じである。つまり書き込みにおいて、ドレ
インはドレイン耐圧より高い電圧で逆バイアスされるの
で、ブレークダウンを起こし電流が流れ出す。そして薄
い接合界面にそのほとんどの電圧が印加されるため、接
合での熱損失も大きく、不均一な接合の一部の温度が熱
暴走によって急上昇し破壊に至る。
The mechanism of the junction breakdown itself is the same as that of the junction breakdown PROM. That is, in writing, the drain is reverse-biased at a voltage higher than the drain withstand voltage, so that a breakdown occurs and a current flows. Since most of the voltage is applied to the thin junction interface, heat loss at the junction is large, and the temperature of a part of the non-uniform junction suddenly rises due to thermal runaway, leading to destruction.

【0027】ダイオードの接合を破壊する接合破壊型P
ROMはPN接合のアバランシェブレークダウンのみが
耐圧を決めるのに対し、メモリトランジスタでは前述の
ように複数の効果がドレイン耐圧を低下させる。
A junction destruction type P for destroying a diode junction
In the ROM, only the avalanche breakdown of the PN junction determines the breakdown voltage, whereas in the memory transistor, a plurality of effects reduce the drain breakdown voltage as described above.

【0028】図6のグラフに、メモリ素子としてゲート
長1.6μm、ゲート幅8μm、ゲート酸化膜厚20n
m、しきい値電圧0.5VのnチャネルMOSトランジ
スタを用いた場合における、ソースの電位を基準とし
た、ドレイン耐圧とゲート電圧の関係を示す。ゲート電
圧がドレイン電圧の約1/2であるときに、ドレイン耐
圧が11Vと最も低くなる。一方、ゲート電圧が0Vの
条件ではドレイン耐圧は18Vと最も高くなり、このド
レイン耐圧は半導体装置のpn接合の逆方向耐圧にほぼ
一致する。
FIG. 6 shows that the memory element has a gate length of 1.6 μm, a gate width of 8 μm, and a gate oxide film thickness of 20 n.
The relationship between the drain withstand voltage and the gate voltage with reference to the source potential when an n-channel MOS transistor having a threshold voltage of 0.5 m is used. When the gate voltage is about の of the drain voltage, the drain withstand voltage is 11 V, which is the lowest. On the other hand, when the gate voltage is 0 V, the drain withstand voltage is the highest at 18 V, and this drain withstand voltage substantially matches the reverse withstand voltage of the pn junction of the semiconductor device.

【0029】このように第1の抵抗25と第2の抵抗2
6の大きさの比を適切に選択し、メモリトランジスタを
オン状態にして書き込みを行えば、ドレイン耐圧が最も
低い状態で書き込みを行うことが可能である。
As described above, the first resistor 25 and the second resistor 2
By appropriately selecting the size ratio of 6 and performing writing with the memory transistor turned on, writing can be performed with the drain withstand voltage being the lowest.

【0030】[情報の読み込み動作説明:図2]次に情
報の読み込み動作について、ビット線27の電位が(V
dd−Vss)/2より高い状態を「1」、低い状態を
「0」と定義して説明する。
[Explanation of Information Reading Operation: FIG. 2] Next, in the information reading operation, the potential of the bit line 27 is set to (V).
A state higher than (dd−Vss) / 2 is defined as “1”, and a state lower than “dd−Vss) / 2 is defined as“ 0 ”.

【0031】記憶した情報の読み出しはワード線25の
電位をVssにすると、接合破壊されたメモリトランジ
スタの抵抗値は、ドレイン21とソース22が短絡して
いるため第3の抵抗18の抵抗値に比べ充分小さいの
で、「1」がビット線17から出力される。
When reading the stored information, when the potential of the word line 25 is set to Vss, the resistance value of the memory transistor whose junction has been destroyed becomes the resistance value of the third resistor 18 because the drain 21 and the source 22 are short-circuited. Since it is sufficiently small, “1” is output from the bit line 17.

【0032】それに対して、接合破壊されていない非書
き込み状態のメモリトランジスタの抵抗値は、メモリト
ランジスタ20が常にオフ状態であるため第3の抵抗1
8の抵抗値に比べ充分大きいので、「0」が情報として
読みだされる。
On the other hand, the resistance value of the memory transistor in the non-writing state in which the junction is not broken is the third resistance 1 since the memory transistor 20 is always in the off state.
Since it is sufficiently larger than the resistance value of 8, “0” is read as information.

【0033】図3の回路図に、ソースホロワ回路2にお
ける抵抗アレイ7の一実施形態を示す。抵抗アレイ7
は、8個の直列に接続した抵抗31、32、33、3
4、35、36、37、38と、これら8個の抵抗に並
列接続した8個のMOSトランジスタ41、42、4
3、44、45、46、47、48と、デコーダ30と
により構成する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing one embodiment of the resistor array 7 in the source follower circuit 2. Resistance array 7
Are eight series-connected resistors 31, 32, 33, 3
4, 35, 36, 37, 38, and eight MOS transistors 41, 42, 4 connected in parallel to these eight resistors.
3, 44, 45, 46, 47, 48 and the decoder 30.

【0034】つぎに、半導体集積回路装置製造後に、仕
様に合致した図1におけるソースホロワ回路2の出力電
圧を設定するため、メモリブロック10に書き込んだデ
ータを用いて、抵抗アレイ7における抵抗値の制御方法
について、図3と図1を用いて説明する。
Next, in order to set the output voltage of the source follower circuit 2 in FIG. 1 which conforms to the specifications after the manufacture of the semiconductor integrated circuit device, the resistance value in the resistance array 7 is controlled using the data written in the memory block 10. The method will be described with reference to FIGS.

【0035】抵抗値は、メモリブロック10のデータラ
ッチ回路12からの出力をデコーダ30に入力して、M
OSトランジスタ41、42、43、44、45、4
6、47、48のいずれかをオン状態にすることによ
り、8種類の抵抗値を選択することができる。
When the output from the data latch circuit 12 of the memory block 10 is input to the decoder 30,
OS transistors 41, 42, 43, 44, 45, 4
By turning on any of 6, 47, and 48, eight types of resistance values can be selected.

【0036】たとえば、メモリブロック10の記憶して
いるデータが(0、0、0)の場合には、このデータ
は、MOSトランジスタ41がオン状態になるようにデ
コーダ30を制御する。その結果、抵抗値は抵抗31の
抵抗値となる。
For example, when the data stored in the memory block 10 is (0, 0, 0), the data controls the decoder 30 so that the MOS transistor 41 is turned on. As a result, the resistance value becomes the resistance value of the resistor 31.

【0037】またメモリブロック10の記憶しているデ
ータが(0、1、1)の場合には、データはデコーダ3
0を介してMOSトランジスタ44をオン状態とし、抵
抗値は抵抗31と、抵抗32と、抵抗33と、抵抗34
とを加えた抵抗値になる。
If the data stored in the memory block 10 is (0, 1, 1), the data is
0, the MOS transistor 44 is turned on, and the resistance values are the resistance 31, the resistance 32, the resistance 33, and the resistance 34.
And the resistance value.

【0038】つぎに、図1における増幅MOSトランジ
スタ5のゲート電圧がホトダイオードによる光電荷の蓄
積により2.5Vから2Vへ電圧が変動した場合の電圧
利得Aと抵抗アレイ7の抵抗値Rとの関係を図4に示
す。抵抗値が増大すると電圧利得Aも増大する。抵抗ア
レイの抵抗値の組み合わせにより電圧利得Aの値を20
%以上補正することが可能である。
Next, the relationship between the voltage gain A and the resistance value R of the resistor array 7 when the gate voltage of the amplification MOS transistor 5 in FIG. 1 fluctuates from 2.5 V to 2 V due to accumulation of photocharges by the photodiode. Is shown in FIG. As the resistance value increases, the voltage gain A also increases. The value of the voltage gain A is set to 20 according to the combination of the resistance values of the resistance array.
% Can be corrected.

【0039】このように製造バラツキなどにより、増幅
MOSトランジスタの伝達コンダクタンスgmや、抵抗
値が変動しても、抵抗アレイの抵抗値を変化させること
により、電圧利得を補正することが可能である。
As described above, even if the transmission conductance gm of the amplifying MOS transistor or the resistance value fluctuates due to manufacturing variations or the like, the voltage gain can be corrected by changing the resistance value of the resistance array.

【0040】なお本発明の実施形態ではメモリブロック
10を構成するメモリ素子数を3ビットとし説明した
が、ビット数は増やしてもよい。たとえば、4ビットで
は16種類の抵抗値の選択が可能であり、ビット数を増
やすことにより、抵抗値の補正量を細かく調整すること
が可能となる。
In the embodiment of the present invention, the number of memory elements constituting the memory block 10 is 3 bits, but the number of bits may be increased. For example, with 4 bits, 16 types of resistance values can be selected, and by increasing the number of bits, the correction amount of the resistance value can be finely adjusted.

【0041】なお本発明の実施形態ではメモリ素子アレ
イ11を構成する電気的に一度だけ書き込み可能なメモ
リ素子として、nチャネルMOSトランジスタを用いた
が、ヒューズROM、アンチヒューズROMを用いても
よい。このとき図1の本発明の実施形態に変更はなく、
メモリ素子アレイ11を構成する電気的に一度だけ書き
込み可能なメモリ素子としてヒューズROM、アンチヒ
ューズROMを用いて構成するだけでよい。
In the embodiment of the present invention, an n-channel MOS transistor is used as a memory element of the memory element array 11 which can be written only once, but a fuse ROM or an anti-fuse ROM may be used. At this time, there is no change in the embodiment of the present invention in FIG.
It is only necessary to use a fuse ROM and an anti-fuse ROM as memory elements that can be written only once electrically and constitute the memory element array 11.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製造バラツキ等で変動する出力電圧値を半導体集積回路
装置ができた後に、抵抗値を補正し、増幅MOSトラン
ジスタの電圧利得を最も良い値に設定することができ
る。
As described above, according to the present invention,
After the semiconductor integrated circuit device has an output voltage value that fluctuates due to manufacturing variations or the like, the resistance value can be corrected and the voltage gain of the amplification MOS transistor can be set to the best value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態における半導体装置を示す
回路ブロック図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram illustrating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態におけるメモリセルを示す
回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a memory cell according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態における抵抗アレイを示す
回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a resistor array according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態における増幅MOSトラン
ジスタの電圧利得と抵抗値との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a voltage gain and a resistance value of the amplification MOS transistor according to the embodiment of the present invention.

【図5】従来技術における半導体装置を示す回路図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a semiconductor device according to the related art.

【図6】本発明の実施の形態におけるメモリセルの情報
の書き込み例を示しメモリトランジスタのドレイン耐圧
とゲート電圧の関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an example of writing information in a memory cell in an embodiment of the present invention and showing a relationship between a drain withstand voltage and a gate voltage of a memory transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フォトダイオード 2 ソースホロワ回路2 3 リセットMOSトランジスタ 5 増幅MOSトランジスタ 6 出力端子 7 抵抗アレイ 8 寄生容量 10 メモリーブロック REFERENCE SIGNS LIST 1 photodiode 2 source follower circuit 2 3 reset MOS transistor 5 amplifying MOS transistor 6 output terminal 7 resistor array 8 parasitic capacitance 10 memory block

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 10/26 10/14 10/04 10/06 H04N 5/335 Fターム(参考) 4M118 AA10 AB01 BA06 CA03 DD09 DD12 5C024 AA01 CA14 FA01 FA11 GA01 GA31 HA10 HA23 5J092 AA01 AA56 CA00 CA11 CA14 FA12 FA18 HA10 HA19 HA25 HA27 HA39 HA44 KA00 KA19 KA28 KA31 KA33 MA02 SA08 TA02 UL02 5K002 AA03 BA07 CA10 DA05 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04B 10/26 10/14 10/04 10/06 H04N 5/335 F-term (Reference) 4M118 AA10 AB01 BA06 CA03 DD09 DD12 5C024 AA01 CA14 FA01 FA11 GA01 GA31 HA10 HA23 5J092 AA01 AA56 CA00 CA11 CA14 FA12 FA18 HA10 HA19 HA25 HA27 HA39 HA44 KA00 KA19 KA28 KA31 KA33 MA02 SA08 TA02 UL02 5K002 AA03 BA07 CA10 DA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光量に応じた光電荷を生成する光電
変換素子と、 光電変換素子で生成された光電荷を蓄積する電荷蓄積部
と、 電荷蓄積部の電位を初期化するリセットスイッチと、 電荷蓄積部の電位を増幅MOSトランジスタのゲート電
極への入力とし、電荷蓄積部の電位に応じた出力信号を
発生するソースホロワ回路と、 ソースホロワ回路の出力電圧を制御するデータを記憶す
るためのメモリブロックとを有することを特徴とする半
導体装置。
A photoelectric conversion element for generating a photoelectric charge corresponding to an amount of incident light; a charge storage unit for storing the photoelectric charge generated by the photoelectric conversion element; a reset switch for initializing a potential of the charge storage unit; A source follower circuit for generating an output signal corresponding to the potential of the charge storage unit by using the potential of the charge storage unit as an input to the gate electrode of the amplification MOS transistor; and a memory block for storing data for controlling the output voltage of the source follower circuit And a semiconductor device comprising:
【請求項2】 入射光量に応じた光電荷を生成する光電
変換素子と、 光電変換素子で生成された光電荷を蓄積する電荷蓄積部
と、 電荷蓄積部の電位を初期化するリセットスイッチと、 電荷蓄積部の電位を増幅MOSトランジスタのゲート電
極への入力とし、電荷蓄積部の電位に応じた出力信号を
発生するソースホロワ回路と、 ソースホロワ回路の出力電圧を制御するデータを記憶す
るためのメモリブロックとを備え、 ソースホロワ回路は増幅MOSトランジスタと、増幅M
OSトランジスタのソースに直列接続する複数の抵抗と
各抵抗に並列接続するMOSトランジスタからなる抵抗
アレイを有し、 メモリブロックは電気的に一度だけ書き込み可能な読み
出し専用の不揮発性メモリ素子を有するメモリセルアレ
イと、メモリセルアレイからの情報の読み出しを制御す
るデータ読み出し制御回路とデータラッチ回路とを有す
ることを特徴とする半導体装置。
2. A photoelectric conversion element for generating a photoelectric charge according to an amount of incident light, a charge storage unit for storing the photoelectric charge generated by the photoelectric conversion element, a reset switch for initializing a potential of the charge storage unit, A source follower circuit for generating an output signal corresponding to the potential of the charge storage unit by using the potential of the charge storage unit as an input to the gate electrode of the amplification MOS transistor; and a memory block for storing data for controlling the output voltage of the source follower circuit The source follower circuit includes an amplification MOS transistor and an amplification M
A memory cell array having a resistor array composed of a plurality of resistors connected in series to the source of the OS transistor and a MOS transistor connected in parallel to each resistor, and wherein the memory block has a read-only nonvolatile memory element which can be electrically written only once. A data read control circuit for controlling reading of information from the memory cell array, and a data latch circuit.
【請求項3】 入射光量に応じた光電荷を生成する光電
変換素子と、 光電変換素子で生成された光電荷を蓄積する電荷蓄積部
と、 電荷蓄積部の電位を初期化するリセットスイッチと、 電荷蓄積部の電位を増幅MOSトランジスタのゲート電
極への入力とし、電荷蓄積部の電位に応じた出力信号を
発生するソースホロワ回路と、 ソースホロワ回路の出力電圧を制御するデータを記憶す
るためのメモリブロックとを備え、 ソースホロワ回路は増幅MOSトランジスタと、増幅M
OSトランジスタのソースに直列接続する複数の抵抗と
各抵抗に並列接続するMOSトランジスタからなる抵抗
アレイを有し、 メモリブロックは電気的に一度だけ書き込み可能な読み
出し専用のメモリ素子であるnチャネルMOSトランジ
スタと、書き込み電圧を供給する端子と、抵抗値を比較
するための抵抗とを有するメモリセルからなるメモリセ
ルアレイと、メモリセルアレイからの情報の読み出しを
制御するデータ読み出し制御回路とデータラッチ回路と
を有することを特徴とする半導体装置。
3. A photoelectric conversion element for generating a photoelectric charge according to an amount of incident light; a charge storage unit for storing the photoelectric charge generated by the photoelectric conversion element; a reset switch for initializing a potential of the charge storage unit; A source follower circuit for generating an output signal corresponding to the potential of the charge storage unit by using the potential of the charge storage unit as an input to the gate electrode of the amplification MOS transistor; and a memory block for storing data for controlling the output voltage of the source follower circuit The source follower circuit includes an amplification MOS transistor and an amplification M
The memory block has a resistor array including a plurality of resistors connected in series to the source of the OS transistor and MOS transistors connected in parallel to each resistor. A memory cell array including a memory cell having a terminal for supplying a write voltage, a resistor for comparing a resistance value, a data read control circuit for controlling reading of information from the memory cell array, and a data latch circuit. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
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