JP2653550B2

JP2653550B2 - 固体撮像素子

Info

Publication number: JP2653550B2
Application number: JP2311107A
Authority: JP
Inventors: 淳治中西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1997-09-17
Anticipated expiration: 2012-09-17
Also published as: DE69118818T2; EP0486141A2; JPH04180374A; EP0486141A3; US5208841A; EP0486141B1; DE69118818D1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、固体撮像素子に関し、特にそのテストの
容易化を図ったものに関するものである。

〔従来の技術〕

近年のシリコンLSI技術の進歩に伴い、半導体基板上
に多数の光検出器を２次元アレイ状に配し、電荷掃き寄
せ素子（Charge Sweep Device:CSD）や電荷結合素子（C
harge Coupled Device:CCD）などと組み合わせた固体撮
像素子が開発され、これを用いた固体撮像装置が既に実
用化されている。そしてその光検出器としては、ショッ
トキーバリアダイオードやPN接合を利用したフォトダイ
オードなどが用いられており、検出波長の違いによっ
て、赤外線撮像素子、可視撮像素子などと呼ばれてい
る。

こうした固体撮像装置の一例として赤外線検出素子を
シリコン基板上に配列し、その基板上の電子回路によっ
て走査を行うCSDを用いた赤外線撮像装置があり、第12
図はこのような赤外線CSD撮像装置のブロック図を示し
ている。なお、この第12図は昭和63年８月防衛技術協会
発行の雑誌「防衛技術」P42〜48から転載したものであ
る。この装置はカメラヘッド30,信号処理部31及びモニ
タTV33から構成されている。また、この装置は撮像素子
として512×512画素を集積した二次元配列構造を持つIR
CSD素子32を用いており、これは電子回路走査を行うの
で、機械的走査機構は不要であり、従って特にカメラヘ
ッド30が小型，軽量に構成できるものである。さらに、
この装置は赤外線検出素子を77゜Kに冷却するためのク
ローズドサイクルのスターリングサイクル冷凍機302を
カメラヘッド30に内蔵しているので、特別な冷却機器は
不要である。

ところで一般に、二次元素子の電荷転送にはインタラ
イン転送CCD（IL−CCD）方式がよく使われており、この
IL−CCD方式は、第13図に示すように１個の検出器に対
して１個の垂直転送用のポテンシャル井戸を持ち、いわ
ゆるバケツリレー方式で垂直及び水平方向に電荷を転送
している。ところでこのCCDは非常に低雑音の素子では
あるが、電荷転送能力に制限がある。即ち、信号電荷量
が増加して１つのバケツ内に１画素分の信号を蓄えきれ
なくなると信号の混合が起きる。混合が起きないように
するためには垂直CCDの面積を増大させる必要があり、
垂直CCDの面積を増大させることは画素サイズ一定条件
では開口率（画素面積に対する光検出器面積の割合）が
低下し、感度が低下する。また、その他の電荷転送方式
としてMOSスイッチを信号の読み出しに用いたMOS方式が
あるが、このMOS方式は他方式に比べて飽和電荷量が大
きいという利点がある反面、大きな信号線容量に起因し
た大きな雑音とMOSスイッチの特性のばらつきに起因し
た固定パターン雑音が最大の欠点となっている。小型
化，高解像度化の実現には画素サイズの縮小が必要とな
るが、これは１画素から得られる信号電荷の減少につな
がり、従ってMOS方式ではその大きな雑音が重大な問題
となっている。

これに対して第12図の載置で使用されている電荷掃き
よせ素子は新しい垂直電荷転送素子であり、このCSDを
用いることで、上述したIL−CCD方式と同程度の雑音レ
ベルを維持したまま非常に大きな飽和電荷量が得られ
る。

このCSD方式の動作について、雑誌「テレビ技術」198
5年９月号P41〜45から転載した第13図および第14図を用
いて説明する。

CSDは第13図に示すようにトランスファーゲートはそ
れぞれ独立に制御される。１垂直線内で１水平期間内に
ただ１つのトランスファーゲートが選択される。第13図
では左から２つ目のトランスファーゲートのみがONさ
れ、これに接続したフォトダイオードを信号のみがCSD
内に読み出された状態を示している。他のフォトダイオ
ードはこのときの信号の蓄積を続けている。

また、上記動作を第14図を用いて詳しく説明すると、
CSDにおける信号電荷の転送は、掃きよせ動作によって
行われる。この掃きよせ動作は第14図（ｂ）〜（ｄ）の
ようにポテンシャルの壁を水平CCD側へ押していくこと
によって行われる。水平CCDとCSDの間には図に示したよ
うに蓄積ゲートがあり、掃きよせられた信号電荷はこの
蓄積ゲートに集められる（第14図（ｅ）参照）。この掃
きよせ動作は１水平期間内に完了し、蓄積ゲートに集め
られた信号電荷は水平帰線期間に水平CCDに転送され、
順次読み出される（第14図（ｆ）参照）。

従ってCSDにおけるポテンシャル井戸は１垂直転送素
子全体を１つとして、この中に１つのフォトダイオード
からの信号電荷のみが出力されるようにしているので、
チャネルを狭くしても十分な転送電荷量が得られる。

次に、このような各種の固体撮像素子の一例として、
第９図にショットキーバリアダイオードを光検出器とし
て用い、垂直電荷転送回路にCSD、水平電荷転送回路にC
CDを用いた従来の赤外線固体撮像素子の構成を示す。ま
た、第10図は光検出器としてショットキーバリアダイオ
ードを用い、信号電荷の読み出しをMOS方式で行う、従
来の赤外線固体撮像素子の構成を示す。さらに、第11図
に光検出器としてショットキーバリアダイオードを用
い、垂直および水平電荷転送回路にCCDを用いた従来の
赤外線固体撮像素子の構成を示す。

第９図において、１はPtSi/Siショットキーバリアダ
イオードなどの赤外線検出器、２は信号電荷を転送する
ためのCSDからなる垂直電荷転送回路、３はCSDを駆動す
るためのCSDスキャナ回路、４は赤外線検知器１から垂
直電荷転送回路２への電荷転送を制御するためのトラン
スファーゲート（TG）、５はトランスファーゲート４を
駆動するためのTGスキャナ回路、６はトランスファーゲ
ート４とTGスキャナ回路５とを接続するバスライン、７
は信号電荷を転送するためのCCDからなる水平電荷転送
回路、８はCCDを駆動するためのCCDスキャナ回路、９は
出力アンプである。

第10図において、１はPtSi/Siショットキーバリアダ
イオードなどの赤外線検出器、10は信号電荷読み出し用
の垂直MOSトランジスタ、11は垂直MOSトランジスタ10の
開閉を制御するための垂直スキャナ回路、12は垂直MOS
トランジスタ10と垂直スキャナ回路11と接続するバスラ
イン、13は信号電荷読み出し用の水平MOSトランジス
タ、14は水平MOSトランジスタ13の開閉を制御するため
の水平スキャナ回路、15は水平MOSトランジスタ13と水
平スキャナ回路14とを接続するバスライン、９は出力ア
ンプである。

さらに、第11図において、１はPtSi/Siショットキー
バリアダイオードなどの赤外線検出器、13は信号電荷を
転送するためのCCDからなる垂直電荷転送回路、14はCCD
を駆動するためのCCDスキャナ回路、４は赤外線検知器
１から垂直電荷転送回路13への電荷転送を制御するため
のトランスファーゲート（TG）、15はトランスファーゲ
ート４を駆動するクロック信号を入力するための入力ピ
ン、６はトランスファーゲート４と入力ピン15とを接続
するバスライン、７は信号電荷を転送するためのCCDか
らなる水平電荷転送回路、８はCCDを駆動するためのCCD
スキャナ回路、９は出力アンプである。

次に第９図の構成による従来の赤外線撮像素子の動作
について説明する。被写体から放射された赤外線は２次
元アレイ状に配された検出器１に入射し、検出器１にお
いて光電変換される。このとき生じた信号電荷は、トラ
ンスファーゲート４を開くことにより垂直電荷転送回路
２へと移される。トランスファーゲート４の開閉は、バ
スライン６で接続されているTGスキャナ回路５によって
制御される。次いでCSDスキャナ回路３を動作させるこ
とにより、垂直電荷転送回路２へ移された信号電荷は、
回路２中を同図下方に転送され、水平電荷転送回路７へ
と移される。次にCCDスキャナ回路８を動作させること
により、水平電荷転送回路７へ移された信号電荷は、回
路７中を同図右方に転送され、出力アンプ９を通じて外
部へ取り出される。２次元アレイ状に配した検出器１か
らの信号が順に読みだされることにより、素子に入射し
た赤外線の強度分布が赤外画像として表示される。

次に第10図の構成による従来の赤外線撮像素子の動作
について説明する。被写体から放射された赤外線が検出
器１に入射し光電変換される動作は、第９図の場合と同
様である。信号電荷の読み出しはMOS方式で行われ、垂
直スキャナ回路11で選択された１本の横方向のバスライ
ン12と水平スキャナ回路14で選択された１本の縦方向の
バスライン15との交点にある検出器１からの信号電荷
が、出力アンプ９を通じて外部へ取り出される。２次元
アレイ状に配した検出器１からの信号が順に読みだされ
ることにより、素子に入射した赤外線の強度分布が赤外
画像として表示される。

次に、第11図の構成による従来の赤外線撮像素子の動
作について説明する。第11図の赤外線撮像素子は、上記
第９図の赤外線撮像素子において垂直方向の電荷転送に
CSDを用いた代わりに、CCDを採用している点だけが異な
っている。したがってその動作は、CSDとCCSとの違いを
除けば、基本的に同等のものである。すなわち、トラン
スファーゲート４の開閉が入力ピン15に印加するクロッ
ク信号によって制御される点と、CCDから成る垂直電荷
転送回路13がCCDスキャナ回路14によって制御される点
だけが第９図の赤外線撮像素子と異なっており、その他
の動作は上記第９図の場合と同様である。

〔発明が解決しようとする課題〕

第９図および第10図および第11図に示した赤外線撮像
素子などの固体撮像素子はシリコンLSIプロセスを用い
て製作されるが、プロセス途中で、バスライン６、12、
15のAl配線の断線が発生することがある。

第９図および第11図の赤外線撮像素子においてバスラ
イン６が断線すると、断線箇所より同図右方にあるトラ
ンスファーゲート４が開くことが不可能となり、その部
分の検出器１からの信号電荷は読み出せない。その結
果、バスラインの断線を含んだ固体撮像素子では、出力
画像において第15図に示すような横方向に不感部分が連
続した画像欠陥Ａが発生する。

同様にして、第10図の赤外線撮像素子においてバスラ
イン12、15が断線すると、出力画像において横方向もし
くは縦方向に不感部分が連続した画像欠陥ＡもしくはＢ
が発生する。また、ダイオードが不良になった場合ある
いはトランスファーゲートのコンタクト部分がオープン
になった場合は黒点欠陥Ｃが発生する。

このような不良を判別する方法として、従来は、アセ
ンブリされた素子を実動作させて出力画像を判定する方
法が取られていた。このため、上記不良を含んだ素子で
も、ウエハテスト工程やアセンブリ工程を経ることにな
り、各工程にかかる負担が大きくなっていた。

また、他の不良を判定する手段として、ウエハテスト
で素子を実動作させる方法も考えられるが、特にショッ
トキーバリアダイオードを用いた赤外線撮像素子の場合
には、検出器を動作させるために77゜K程度の低温に冷
却する必要があり、この温度でのウエハテストは技術的
に極めて困難である。

本発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので、素子を実動作させることなく、ウエハテストに
よって横黒ライン不良（縦黒ライン不良）、即ちバスラ
インの断線を判定することのできる固体撮像素子を得る
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る固体撮像素子は、半導体基板上に２次
元アレイ状に形成された複数の光検出器と、信号電荷を
垂直方向および水平方向に転送するための２組の電荷転
送回路と、光検出器から１組の電荷転送回路への電荷転
送を制御するための複数のトランスファーゲートと、該
トランスファーゲートの開閉を制御するためのスキャナ
回路と、上記トランスファーゲートとスキャナ回路を接
続するための複数のバスラインとを備えた固体撮像素子
において、上記各バスラインに直列に接続された複数の
トランジスタと、このトランジスタを介して上記バスラ
インに接続されるテスト用パッドと、トランジスタの開
閉を制御するための電圧印加用パッドとからなるバスラ
イン断線チェック手段を備えるようにしたものである。

また、半導体基板上に２次元アレイ状に形成された複
数の光検出器と、該各光検出器に接続された複数の信号
電荷読み出し用MOSトランジスタと、信号電荷の読み出
しを制御するための垂直および水平方向の２組のスキャ
ナ回路と、信号電荷読み出し用MOSトランジスタとスキ
ャナ回路を接続するための垂直および水平方向の複数の
バスラインとを備えたMOS方式の固体撮像素子におい
て、上記各バスラインに直列に接続された複数のトラン
ジスタと、このトランジスタを介して上記バスラインに
接続されるテスト用パッドと、トランジスタの開閉を制
御するための電圧印加用パッドとからなるバスライン断
線チェック手段を、垂直方向用と水平方向用の少なくと
も一組備えるようにしたものである。

さらに、半導体基板上に２次元アレイ状に形成された
複数の光検出器と、信号電荷を垂直方向および水平方向
に読み出すための２組の信号電荷読み出し回路と、光検
出器から信号電荷読み出し回路への電荷転送を制御する
ための複数のゲートトランジスタと、ゲートトランジス
タの開閉を制御するためのスキャナ回路もしくは外部ク
ロック入力ピンと、ゲートトランジスタとスキャナ回路
もしくは外部クロック入力ピンを接続するための複数の
バスラインとを備えた固体撮像素子において、横方向も
しくは縦方向の各バスラインを直列に接続するための複
数の接続トランジスタと、この接続トランジスタを介し
て接続されたバスラインの両端に設けられた２個のテス
ト用パッドと、この接続トランジスタの開閉を制御する
ためのゲート電圧印加用パッドとからなるバスライン断
線チェック手段を、少なくとも１組備えるように構成し
たものである。

〔作用〕

この発明による固体撮像素子は、素子上にバスライン
の断線を判定する断線チェック回路を設けたため、素子
を実動作させることなく、室温のウエハテストによって
バスラインの断線を判定することが可能となる。

〔実施例〕

以下この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の第１の実施例によるCSD方式で読
み出しを行う赤外線撮像素子の構成を示す。また第２図
はこの発明のバスライン断線チェック回路の基本構成の
概略を示す。さらに、第３図はこの発明の第２の実施例
によるMOS方式で読み出しを行う赤外線撮像素子の構成
を示す。

第１図において、１〜９は第９図に示した従来の赤外
線撮像素子と同様のものである。また16は外部から横方
向の断線チェックをするためのパッド、17は各バスライ
ンとパッド16とを接続するためのトランジスタ、18はト
ランジスタ17の開閉を制御するために設けられたゲート
電圧印加用パッドである。この発明で新たに付け加えら
れた16〜18の部分がバスラインの断線チェック回路を構
成している。

第３図において、１および９〜15は、第10図に示した
従来の赤外線撮像素子と同様のものである。また19は外
部から横方向のバスライン12の断線をチェックするため
のパッド、20は横方向の各バスラインとパッド19とを接
続するためのトランジスタ、21はトランジスタ20の開閉
を制御するために設けられたゲート電圧印加用パッド、
22は外部から縦方向のバスライン15の断線をチェックす
るためのパッド、23は縦方向の各バスラインとパッド22
とを接続するためのトランジスタ、24はトランジスタ23
の開閉を制御するために設けられたゲート電圧印加用パ
ッドである。19〜21の部分が横方向のバスラインの断線
チェック回路を構成しており、22〜24の部分が縦方向の
バスラインの断線チェック回路を構成している。

次に第１図に示した赤外線撮像素子の動作およびその
テスト方法について説明する。

まず素子の実動作時には、パッド18と基板とショート
するなどしてトランジスタ17をオフにする。この時、断
線チェック回路はバスライン６と電気的に切り離され、
第９図に示した従来の赤外線撮像素子と同様の動作によ
って赤外画像が得られる。

バスラインの断線を判定する場合は、以下の方法によ
りウエハテストを行う。まず、パッド18にゲート電圧を
印加してトランジスタ17をオンし、パッド16とバスライ
ン６を接続する。この状態でTGスキャナ回路５を動作さ
せ、スキャナ回路５によって各バスライン６に与えられ
るパルス電圧を、パッド16からモニタする。TGスキャナ
回路５は通常、素子の実動作時においては、１本の選択
バスラインにハイレベル、残りの非選択バスラインにロ
ウレベルを与えるものであるが、断線チェック回路を接
続した状態ではこの回路を通じて選択バスラインから非
選択バスラインへ電流が流れ、正常なスキャナ動作が行
われない。そこで、このテストの際には、非選択のバス
ラインにロウレベルを与える代わりに、これらのバスラ
インをオープンとしておく。パッド16からモニタされる
パルスは、バスラインの断線がなければスキャナ回路５
から送られるパルスがそのまま観測されるが、バスライ
ンが断線している場合には断線の本数に応じてパルスの
欠落が生じる。これにより、バスラインの断線を判定す
ることができる。

次に、第３図に示した赤外線撮像素子の動作およびテ
スト方法について説明する。

第３図に示す赤外線撮像素子において新たに付加され
た２組の断線チェック回路19〜21および22〜24は、どち
らも第１図に示す赤外線撮像素子に付加された断線チェ
ック回路16〜18と全く同じ構成をしている。従って、上
記で説明した第１図の場合と同様の方法でテストが行え
る。

すわなち、素子の動作時には、パッド21、24を基板と
ショートするなどしてトランジスタ20、23をオフにす
る。この時、２つの断線チェック回路はバスライン12、
15と電気的に切り離され、第10図に示した従来の赤外線
撮像素子と同様の動作によって赤外画像が得られる。

また、横方向のバスラインの断線を判定する場合に
は、第１図と同様の方法によって垂直スキャナ回路11か
らのパルスをパッド19よりモニタし、縦方向のバスライ
ンの断線を判定する場合には、水平スキャナ回路14から
のパルスをパッド22よりモニタすれば良い。

第１の実施例と第２の実施例においては、どのバスラ
インが断線しているかを判定する場合に適しており、以
下に示す第３ないし第５の実施例は単に断線しているか
どうかを判定する場合のチェック回路である。このよう
な第３ないし第５の実施例について説明する。

まず、第４図はこの発明の第３の実施例によるCSD方
式で読み出しを行う赤外線撮像素子の構成を示す。また
第５図および第６図はこの発明のバスライン断線チェッ
ク回路の基本構成の概略図を示す。また第７図はこの発
明の第４の実施例によるCCD方式で読み出しを行う赤外
線撮像素子の構成を示す。さらに第８図はこの発明の第
５の実施例によるMOS方式で読み出しを行う赤外線撮像
素子の構成を示す。

第４図において、１〜９は第９図に示した従来のCSD
方式の赤外線撮像素子の場合と同様のものである。ま
た、10は外部からバスラインの断線をチェックするため
の２個パッド、11は全バスライン６と２個のパッド10と
を直列に接続するための接続トランジスタ、12は接続ト
ランジスタ11の開閉を制御するために設けられたゲート
電圧印加用パッドである。この実施例で新たに付け加え
られた10〜12の部分が、バスラインの断線チェック回路
を構成している。

第５図および第６図は、このバスライン断線チェック
回路を抜き出して示したもので、同図において、６はｎ
本のバスライン、10〜12は第４図の場合と同様のもので
ある。

また、第７図において１、４、６〜９および13〜15は
第11図に示した従来のCCD方式の赤外線撮像素子の場合
と同様のものである。また、10〜12は第５図に示した断
線チェック回路であり、16は横方向の各バスライン６と
入力ピン15とを接続するための接続トランジスタ、17は
接続トランジスタ16の開閉を制御するために設けられた
ゲート電圧印加用パッドである。

さらに、第８図において１、6a、6b、９および18〜21
は、第10図に示した従来のMOS方式の赤外線撮像素子の
場合と同様のものである。また、10a〜12aおよび10b〜1
2bはそれぞれ第５図に示した断線チェック回路である。

次に、第４図に示したCSD方式の赤外線撮像素子の動
作およびテスト方法について説明する。

まず素子の実動作時には、パッド12を基板とショート
するなどしてトランジスタ11をオフにする。この時、断
線チェック回路はバスライン６と電気的に切り離され、
第９図に示した従来の赤外線撮像素子と同様の動作によ
って赤外画像が得られる。

バスラインの断線を判定する場合は、以下の方法によ
りウエハテストを行う。まず、CSDスキャナ回路３およ
びTGスキャナ回路５を電気的に切り離しておく。この状
態では、第４図の回路は第５図に示した回路と電気的に
等価である。第５図において、パッド12にゲート電圧を
印加して接続トランジスタ11をオンし、２個のパッド10
とｎ本のバスライン６を直列に接続する。この状態で、
２個のパッド10の間の導通をチェックすることによりバ
スラインの断線を判別できる。

第５図では、ｎ本のバスライン６に対して（ｎ＋１）
個の接続トランジスタ11を用いて断線チェック回路を構
成しているが、第４図に示すように、両端の２個を除い
た（ｎ−１）個の接続トランジスタ11によって断線チェ
ック回路を構成することも可能である。

次に、第７図に示したCCD方式の赤外線撮像素子の動
作およびテスト方法について説明する。

まず素子の実動作時には、パッド12を基板とショート
するなどしてトランジスタ11をオフにして、断線チェッ
ク回路をバスライン６と電気的に切り離す。さらに、パ
ッド17にゲート電圧を印加して接続トランジスタ16をオ
ンし、クロック入力ピン15と各バスライン６とを並列に
接続する。この状態で、第７図の回路は第11図に示した
従来の赤外線撮像素子と電気的に等価となり、第11図と
同様の動作によって赤外画像が得られる。

また、バスラインの断線を判定する場合は、パッド17
を基板とショートするなどして接続トランジスタ16をオ
フにして各バスラインの並列接続を切り、さらに、CCD
スキャナ回路14を電気的に切り離しておく。この状態
で、第７図の回路は第５図に示した回路と電気的に等価
となり、第５図と同様の方法によりバスラインの断線を
判定できる。

次に、第８図に示したMOS方式の赤外線撮像素子の動
作およびテスト方法について説明する。

MOS方式の赤外線撮像素子は、横方向と縦方向の２組
のバスライン6aおよび6bを持っている。そこで、第８図
に示した赤外線撮像素子は、第10図の従来のMOS方式の
赤外線撮像素子に、第５図に示した断線チェック回路を
横方向と縦方向の２組付加した構成としている。素子の
実動作には、２組の断線チェック回路10a〜12aおよび10
b〜12bの接続を切れば、第10図と同様の動作により赤外
画像が得られる。また、垂直スキャナ回路19および水平
スキャナ回路21の電気的接続を切れば、第８図の回路は
第５図に示した断線チェック回路が２組あるのと等価と
なり、各方向について第５図と同様の方法によりバスラ
インの断線を判別できる。

上記の説明は検出器１としてショットキーバリアダイ
オードを用いた赤外線撮像素子について行ったが、他の
検出器を用いた赤外線撮像素子および可視撮像素子でも
同様の効果がある。

また、信号の読みだし方式として、CSD方式,CCD方式,
MOS方式の３種について説明を行ったが、これ以外の読
みだし方式をとる固体撮像素子においても、横方向ある
いは縦方向のバスラインを有するものであれば、第５図
もしくは第６図の断線チェック回路を用いてバスライン
の断線をチェックできる効果がある。

このように本実施例では、素子上にバスラインの断線
を判定する断線チェック回路を設けたので、素子を実動
作させることなく、ウエハテストによって、第１および
第２の実施例ではどのバスラインが断線しているかを判
定することができるとともに、第３ないし第４の実施例
では単にバスラインの断線を判定することができ、ウエ
ハテスト工程やアセンブリ工程の負担が低減され、さら
に上記のテストによって断線しているバスラインの同定
を行うことができ、不良解析にも有効である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る固体撮像素子によれ
ば、半導体基板上に２次元アレイ状に形成された複数の
光検出器と、信号電荷を垂直方向および水平方向に転送
するための２組の電荷転送回路と、光検出器から１組の
電荷転送回路への電荷転送を制御するための複数のトラ
ンスファーゲートと、該トランスファーゲートの開閉を
制御するためのスキャナ回路と、上記トランスファーゲ
ートとスキャナ回路を接続するための複数のバスライン
とを備えた固体撮像素子において、上記各バスラインに
直列に接続された複数のトランジスタと、このトランジ
スタを介して上記バスラインに接続されるテスト用パッ
ドと、トランジスタの開閉を制御するための電圧印加用
パッドとからなるバスライン断線チェック手段を備える
ように構成するか、あるいは、半導体基板上に２次元アレイ状に形成され
た複数の光検出器と、該各光検出器に接続された複数の
信号電荷読み出し用MOSトランジスタと、信号電荷の読
み出しを制御するための垂直および水平方向の２組のス
キャナ回路と、信号電荷読み出し用MOSトランジスタと
スキャナ回路を接続するための垂直および水平方向の複
数のバスラインとを備えたMOS方式の固体撮像素子にお
いて、上記各バスラインに直列に接続された複数のトラ
ンジスタと、このトランジスタを介して上記バスライン
に接続されるテスト用パッドと、トランジスタの開閉を
制御するための電圧印加用パッドとからなるバスライン
断線チェック手段を、垂直方向用と水平方向用の少なく
とも一組備えるように構成するか、あるいは、半導体基板上に２次元アレイ状に形成され
た複数の光検出器と、信号電荷を垂直方向および水平方
向に読み出すための２組の信号電荷読み出し回路と、光
検出器から信号電荷読み出し回路への電荷転送を制御す
るための複数のゲートトランジスタと、ゲートトランジ
スタの開閉を制御するためのスキャナ回路もしくは外部
クロック入力ピンと、ゲートトランジスタとスキャナ回
路もしくは外部クロック入力ピンを接続するための複数
のバスラインとを備えた固体撮像素子において、横方向
もしくは縦方向の各バスラインを直列に接続するための
複数の接続トランジスタと、この接続トランジスタを介
して接続されたバスラインの両端に設けられた２個のテ
スト用パッドと、この接続トランジスタの開閉を制御す
るためのゲート電圧印加用パッドとからなるバスライン
断線チェック手段を、少なくとも１組備えるように構成
したので、素子を実動作させることなく、ウエハテスト
によってバスラインの断線を判定することが可能とな
り、ウエハテスト工程やアセンブリ工程の負担が低減さ
れるなどの効果がある。さらに上記のテストによって断
線しているバスラインの同定を行うことができ、不良解
析にも有効であるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例によるCSD方式で読み
出しを行う赤外線撮像素子の構成を示す構成図、第２図
はこの発明の第１の実施例によるバスライン断線チェッ
ク回路の基本構成の概略を示す概略図、第３図はこの発
明の第２の実施例によるMOS方式で読み出しを行う赤外
線撮像素子の構成を示す構成図、第４図はこの発明の第
３の実施例によるCSD方式で読み出しを行う赤外線撮像
素子の構成を示す構成図、第５図および第６図はこの発
明のバスライン断線チェック回路の基本構成の概略を示
す概略図、第７図はこの発明の第４の実施例によるCCD
方式の赤外線撮像素子の構成を示す構成図、第８図はこ
の発明の第５の実施例によるMOS方式の赤外線撮像素子
の構成を示す構成図、第９図は従来例によるCSD方式の
赤外線撮像素子の構成図、第10図は従来例によるMOS方
式の赤外線撮像素子の構成を示す構成図、第11図は従来
例によるCCD方式の赤外線撮像素子の構成を示す構成
図、第12図は赤外線撮像装置のブロックを示すブロック
図、第13図はCSD方式による信号電荷の転送を示す図、
第14図はCSD方式による信号電荷の転送を示す図、第15
図は出力画像の画像欠陥を示す図である。図において、１はPtSi/Siショットキーバリアダイオー
ドなどの赤外線検出器、２はCSDから成る垂直電荷転送
回路、３はCSDスキャナ回路、４はトランスファーゲー
ト、５はTGスキャナ回路、６はバスライン、７はCCDか
ら成る水平電荷転送回路、８はCCDスキャナ回路、９は
出力アンプ、10は垂直MOSトランジスタ、11は垂直スキ
ャナ回路、12はバスライン、13は水平MOSトランジス
タ、14は水平スキャナ回路、15はバスライン、16は断線
チェック用パッド、17は接続用トランジスタ、18はゲー
ト電圧印加用パッド、19は断線チェック用パッド、20は
接続用トランジスタ、21はゲート電圧印加用パッド、22
は断線チェック用パッド、23は接続用トランジスタ、24
はゲート電圧印加用パッド、25はクロック入力ピンであ
る。なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に２次元アレイ状に形成され
た複数の光検出器と、信号電荷を垂直方向および水平方向に転送するための２
組の電荷転送回路と、光検出器から１組の電荷転送回路への電荷転送を制御す
るための複数のトランスファーゲートと、該トランスファーゲートの開閉を制御するためのスキャ
ナ回路と、上記トランスファーゲートとスキャナ回路を接続するた
めの複数のバスラインとを備えた固体撮像素子におい
て、上記各バスラインに直列に接続された複数のトランジス
タと、このトランジスタを介して上記バスラインに接続
されるテスト用パッドと、トランジスタの開閉を制御す
るための電圧印加用パッドとからなるバスライン断線チ
ェック手段を備えたことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】半導体基板上に２次元アレイ状に形成され
た複数の光検出器と、該各光検出器に接続された複数の信号電荷読み出し用MO
Sトランジスタと、信号電荷の読み出しを制御するための垂直および水平方
向の２組のスキャナ回路と、信号電荷読み出し用MOSトランジスタとスキャナ回路を
接続するための垂直および水平方向の複数のバスライン
とを備えたMOS方式の固体撮像素子において、上記各バスラインに直列に接続された複数のトランジス
タと、このトランジスタを介して上記バスラインに接続
されるテスト用パッドと、トランジスタの開閉を制御す
るための電圧印加用パッドとからなるバスライン断線チ
ェック手段を、垂直方向用と水平方向用の少なくとも一
組備えたことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項３】半導体基板上に２次元アレイ状に形成され
た複数の光検出器と、信号電荷を垂直方向および水平方向に読み出すための２
組の信号電荷読み出し回路と、光検出器から信号電荷読み出し回路への電荷転送を制御
するための複数のゲートトランジスタと、ゲートトランジスタの開閉を制御するためのスキャナ回
路もしくは外部クロック入力ピンと、ゲートトランジス
タとスキャナ回路もしくは外部クロック入力ピンを接続
するための複数のバスラインとを備えた固体撮像素子に
おいて、横方向もしくは縦方向の各バスラインを直列に接続する
ための複数の接続トランジスタと、この接続トランジス
タを介して接続されたバスラインの両端に設けられた２
個のテスト用パッドと、この接続トランジスタの開閉を
制御するためのゲート電圧印加用パッドとからなるバス
ライン断線チェック手段を、少なくとも１組備えたこと
を特徴とする固体撮像素子。