JP3413358B2 - 固体撮像装置及びその特性検査方法 - Google Patents
固体撮像装置及びその特性検査方法Info
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Description
その特性検査方法に関するものである。
CD」という)において、入力信号は光信号のみであ
り、オーバーフロードレイン(以下、「OFD」とい
う)電圧やブルーミング特性を測定するため、以下の測
定フローを用いていた。
が転送可能な電荷の数百から数千倍の過剰電荷を発生さ
せるために、高輝度の光信号を図5及び図6に示すCC
Dの受光部21のフォトダイオード27に照射し、フォ
トダイオード27にて光電変換効果により光量を電荷量
に変換し蓄積する。
オーバーフロードレインゲートから排出する。残りの信
号電荷のみを垂直転送部23へ送り、CCD垂直転送信
号により、順次水平転送部24に転送する。垂直転送部
23から転送された電荷は水平転送部24で水平転送パ
ルスにて、CCD出力部25に転送される。CCD出力
部25では電荷量が電圧に変換され、出力端子を介して
出力レベルを測定することにより、信号電荷量を等価的
に測定する。また、CCD転送部から溢れた電荷によ
る、図5のオプティカルブラック部(OB部)22にお
ける転送電荷量を測定する。
を求めている。
バーフロードレインゲートの制御電圧を変化させ、オー
バーフロードレインゲートから排出される電荷量を調整
することにより、CCD部へ転送可能な電荷量以上の電
荷が転送された場合、OB部22のフォトダイオード2
7においては、転送された電荷がないにも拘わらず、受
光部21のフォトダイオード27に対応したCCD転送
部から溢れた電荷が、OB部22に対応したCCD転送
電荷として測定される。そして、このOB部22に対応
したCCD転送電荷として測定された、漏れ電荷量が基
準以下になるOFD電圧をサーチすることにより、高輝
度時の最適OFD電圧を求めている。
件で有るが、より強い光を当てて、CCD転送部への信
号電荷の漏れを測定するブルーミング測定時も同様に高
輝度の光信号を入力し、光が当たらないOB部に相当す
る転送電荷量を測定することにより、ブルーミング特性
を測定している。TVなどの画面では強いスポット光を
当てたとき、光の当たっていない部分にも光信号(偽信
号)が現れる。ブルーミング特性の測定とOFD電圧の
設定とは密接に関係がある。別の言い方をすると、ブル
ーミングが生じないような電圧に、OFD電圧を設定す
るようにしている。
近傍に、任意の電圧を加えるようにした先行技術として
は、特開平5−29600号公報がある。
像素子のOFD電圧等を測定する場合は、標準光量の5
00倍、1000倍と高輝度の光信号を必要とし、光源
の機能として、1ルクス以下の低照度から数1000ル
クスの高照度までの非常に広範囲な照度の光信号を発生
・制御する機能が必要となり、ランプの制御やレンズの
大口径・NDフィルタの増加等により、光源装置が高価
格化になる、機構が複雑となり、条件設定に時間がかか
る、絶対光量の管理のためキャリブレーションが必要な
る等の課題がある。
の固体撮像装置は、光信号を電気信号に変換する受光部
と、遮光メタルにより光が当たらないように形成された
オプティカルブラック部とを有する固体撮像装置におい
て、上記オプティカルブラック部が、受光部における第
1フォトダイオードと同じ構造の複数の第2フォトダイ
オードを有し、且つ、上記遮光メタルと少なくとも1つ
の上記第2フォトダイオードとを電気的に接続し、且
つ、上記遮光メタルに所望量の電荷を電気的に注入する
電荷注入手段を有することを特徴とするものである。
装置の特性検査方法は、上記オプティカルブラック部の
第2フォトダイオードに電荷を注入し、オーバーフロー
ドレインゲート制御電圧の調整又はブルーミング特性測
定を行う、請求項1に記載の固体撮像装置の特性検査方
法において、所望の輝度信号に相当する電荷量を印加電
流及び印加時間で制御することにより、上記第2フォト
ダイオードに注入することを特徴とするものである。
本発明について詳細に説明する。
置の構成図であり、図2は図1のオプティカルブラック
部2における第1フォトダイオード部8の断面図であ
り、図3は図1のオプティカルブラック部2における第
2フォトダイオード部9の断面図であり、図4は図1の
受光部1におけるフォトダイオード部7の断面図であ
る。図1乃至図4において、1は受光部、2はオプティ
カルブラック部、3は垂直転送部、4は水平転送部、5
は出力部、6は電荷・電圧変換回路、7は受光部におけ
るフォトダイオード部、8はオプティカルブラック部に
おける第1フォトダイオード部、9はオプティカルブラ
ック部おける第2フォトダイオード部、10はP型半導
体基板、11はオーバーフロードレイン、12はP-ウ
エル、13はフォトダイオードとなるN-層、14は垂
直転送部となるN-層、15は絶縁膜、16はポリシリ
コンゲート、17は遮光メタル、18は遮光メタルとの
接続部分となるN+層、19は遮光メタル端子を示す。
撮像素子において、受光部1と隣接するように設けられ
た基準レベル用のオプティカルブラック部(以下、「O
B部」という)2を利用し、図3に示すようなフォトダ
イオードとなるN-層13と遮光メタル17とが絶縁膜
15で電気的に絶縁された従来の構造から、図2に示す
ようにフォトダイオードとなるN-層13に電荷を注入
するために、遮光メタル17とフォトダイオードとなる
N-層13とが接続部分となるN+層18を介して電気的
に接続されている構造とすることで、OB部2の遮光メ
タル17から、外部より与えられた、光により光電変換
された電荷と同等の電荷を注入することが可能となり、
OFD電圧測定に必要な高輝度時の光信号に相当する電
荷を電気的に注入することができる。
定やブルーミング特性において、OB領域を利用して、
高輝度な信号を使用しないで測定することが可能とな
る。
タル17を介して電荷を注入できる構造のフォトダイオ
ードの構成を示す。
遮光メタル17とフォトダイオードとなるN-層13を
電気的に接続するため、フォトダイオード上部の絶縁膜
15に窓を開け、且つ、窓開け部分とのコンタクト部に
高濃度のN+層18を設ける。
の構造は、従来のオプティカルブラック部のフォトダイ
オード部9の構造と比べて、遮光メタル17がN-層1
3と接続されているか否か以外は同じ構造であり、容易
に実現できる。
定時に、本実施の形態では、OB部の遮光メタル17か
ら光信号によりOFD電圧測定やブルーミング測定に必
要な高輝度測定条件で光電変換される電荷に相当する電
荷量を、 電荷量Q[C]=印加電流量I[A]×時間T[S] の関係から、印加電流と印加時間で制御し、遮光メタル
端子19から、フォトダイオードとなるN-層13へN+
層18を介して電荷を注入する。この電荷を、受光部の
フォトダイオードからの電荷と同様、読み出し信号に
て、垂直転送部3、水平転送部4、出力部5及び電荷・
電圧変換回路6を介して読み出す。
ードレインゲートの制御電圧(OFD電圧)を変化させ
ることにより、オーバーフロードレインゲートから排出
される電荷量を変化させ、オーバーフロードレインゲー
トから排出される電荷量を調整する。これにより、フォ
トダイオード8からCCD部へ転送可能な電荷量以上の
電荷が転送された場合、従来のOB部2におけるフォト
ダイオード9からの転送された電荷がないにも拘わら
ず、本発明を施したOB部2のフォトダイオード8に対
応したCCD転送部から電荷が溢れ、従来構造のフォト
ダイオード9に対応したCCD転送部にも漏れ出してく
る。
対応したCCD転送電荷を測定し、漏れ電荷量が基準以
下になるOFD電圧をサーチすることにより、高輝度時
に相当する最適OFD電圧を求めることができる。
の光信号の代わりに、OB部遮光メタル端子から電流を
印加し、光が当たらないOB部に相当する従来構造のフ
ォトダイオードに対応した転送電荷量を測定することに
より、高輝度時映像のブルーミング特性を測定すること
ができる。
よれば、高輝度の光信号が必要な測定をすべて電気的に
行えるため、高輝度の光源が不要となる。また、光源を
使用しないので、光源設定時に発生するフィルタ等の機
械的な制御時間が省略でき、検査時間の短縮となる。ま
た、一般的に照度の維持・制御は電気的信号に比べて困
難であり、精度も低いため、光信号を電気的信号に置き
換えることにより、測定精度を向上させることができ
る。
使用し測定するため、受光部とOB部とで異なる測定項
目を並列に測定でき、さらに検査時間の短縮が可能とな
る等の効果がある。
である。
ォトダイオードの断面図である。
ォトダイオードの断面図である。
図である。
ある。
ード部 9 オプティカルブラック部における第2フォトダイオ
ード部 10 P型半導体基板 11 オーバーフロードレイン 12 P-ウエル 13 フォトダイオードとなるN-層 14 垂直転送部となるN-層 15 絶縁膜 16 ポリシリコンゲート 17 遮光メタル 18 遮光メタルとの接続部分となるN+層 19 遮光メタル端子
Claims (2)
- 【請求項1】 光信号を電気信号に変換する受光部と、
遮光メタルにより光が当たらないように形成されたオプ
ティカルブラック部とを有する固体撮像装置において、 上記オプティカルブラック部が、受光部における第1フ
ォトダイオードと同じ構造の複数の第2フォトダイオー
ドを有し、且つ、上記遮光メタルと少なくとも1つの上
記第2フォトダイオードとを電気的に接続し、且つ、上
記遮光メタルに所望量の電荷を電気的に注入する電荷注
入手段を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項2】 上記オプティカルブラック部の第2フォ
トダイオードに電荷を注入し、オーバーフロードレイン
ゲート制御電圧の調整又はブルーミング特性測定を行
う、請求項1に記載の固体撮像装置の特性検査方法にお
いて、 所望の輝度信号に相当する電荷量を印加電流及び印加時
間で制御することにより、上記第2フォトダイオードに
注入することを特徴とする、固体撮像装置の特性検査方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18346298A JP3413358B2 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 固体撮像装置及びその特性検査方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP18346298A JP3413358B2 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 固体撮像装置及びその特性検査方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000022123A JP2000022123A (ja) | 2000-01-21 |
JP3413358B2 true JP3413358B2 (ja) | 2003-06-03 |
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ID=16136213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP18346298A Expired - Fee Related JP3413358B2 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 固体撮像装置及びその特性検査方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3413358B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9508766B2 (en) | 2014-07-31 | 2016-11-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensors and methods of fabricating the same |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5216259B2 (ja) * | 2007-07-02 | 2013-06-19 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像素子および撮像装置 |
-
1998
- 1998-06-30 JP JP18346298A patent/JP3413358B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US9508766B2 (en) | 2014-07-31 | 2016-11-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensors and methods of fabricating the same |
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