JP6579774B2 - 固体撮像装置およびカメラ - Google Patents
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Description
図12には、本発明の第6実施形態の固体撮像装置1の構成が示されている。第6実施形態は、ラッチアップの発生を信号処理によって検出する。第6実施形態は、抵抗素子を使ってラッチアップを検出する方法に比べて、電源電圧消費が小さい、ラッチアップの発生に対する検出の応答性が速いこと、などが期待される。
Claims (22)
- 複数の画素を有する画素アレイと、前記画素アレイから信号を読み出す読出部と、電圧供給部とを備える固体撮像装置であって、
前記画素アレイ、前記読出部および前記電圧供給部は、半導体基板に配置され、前記半導体基板は、互いに異なる第1領域および第2領域を含み、前記複数の画素のそれぞれは、前記第1領域に配置された光電変換素子を含み、
前記読出部は、前記第2領域に配置された複数の回路ブロックを含み、前記複数の回路ブロックのそれぞれの少なくとも一部分は、前記半導体基板において互いに電気的に分離された複数の領域にそれぞれ配置され、
前記電圧供給部は、前記複数の回路ブロックのうちの一部の回路ブロックでラッチアップが発生した場合に、前記複数の領域のうち当該一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断し、その後に当該一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を行い、
前記電圧供給部は、当該一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断している間に、前記複数の領域のうちラッチアップが発生していない回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対して電源電圧を供給する、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記半導体基板は、第1領域と、前記第1領域とは異なる第2領域とを含み、前記画素アレイは、前記第1領域に配置され、前記読出部は、前記第2領域に配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記半導体基板に配置され、前記複数の領域のそれぞれにおけるラッチアップの発生を検出する複数の検出部を更に備える、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像装置。 - 前記複数の検出部のそれぞれは、電源電圧が供給されている電源ラインから前記複数の領域のうち対応する領域に対して流れる電流に基づいてラッチアップの発生を検出する、
ことを特徴とする請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記複数の検出部のそれぞれは、抵抗素子を含み、前記抵抗素子における電圧の降下を検出することによって前記ラッチアップの発生を検出する、
ことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記電圧供給部は、前記複数の回路ブロックのうちラッチアップが発生した回路ブロックの電源ラインに対して接地電圧を供給する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記複数の領域のそれぞれは、互いに電気的に分離されたウェルを含む、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記ウェルはn型であり、
接地電圧を前記ウェルに供給することで、ラッチアップが発生した前記一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断し、
前記ウェルには電源電圧として前記接地電圧より高い電圧が供給される、
ことを特徴とする請求項7に記載の固体撮像装置。 - 前記ウェルはp型であり、
前記ウェルには電源電圧として接地電圧が供給され、
前記接地電圧より高い電圧を前記ウェルに供給することで、ラッチアップが発生した前記一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断する、
ことを特徴とする請求項7に記載の固体撮像装置。 - 複数の画素を有する画素アレイと、前記画素アレイから信号を読み出す読出部と、電圧供給部とを備える固体撮像装置であって、
前記画素アレイ、前記読出部および前記電圧供給部は、半導体基板に配置され、
前記読出部は、複数の回路ブロックを含み、前記複数の回路ブロックのそれぞれの少なくとも一部分は、前記半導体基板において互いに電気的に分離された複数の領域にそれぞれ配置され、
前記電圧供給部は、前記複数の回路ブロックのうちの一部の回路ブロックでラッチアップが発生した場合に、前記複数の領域のうち当該一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断し、その後に当該一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を行い、
前記電圧供給部は、当該一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断している間に、前記複数の領域のうちラッチアップが発生していない回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対して電源電圧を供給し、
前記複数の領域のそれぞれは、互いに電気的に分離されたn型のウェルを含み、
前記電圧供給部は、接地電圧を前記ウェルに供給することで、ラッチアップが発生した前記一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断し、
前記電圧供給部が前記ウェルに供給する電源電圧は、前記接地電圧より高い電圧である、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 複数の画素を有する画素アレイと、前記画素アレイから信号を読み出す読出部と、電圧供給部とを備える固体撮像装置であって、
前記画素アレイ、前記読出部および前記電圧供給部は、半導体基板に配置され、
前記読出部は、複数の回路ブロックを含み、前記複数の回路ブロックのそれぞれの少なくとも一部分は、前記半導体基板において互いに電気的に分離された複数の領域にそれぞれ配置され、
前記電圧供給部は、前記複数の回路ブロックのうちの一部の回路ブロックでラッチアップが発生した場合に、前記複数の領域のうち当該一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断し、その後に当該一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を行い、
前記電圧供給部は、当該一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断している間に、前記複数の領域のうちラッチアップが発生していない回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対して電源電圧を供給し、
前記複数の領域のそれぞれは、互いに電気的に分離されたp型のウェルを含み、
前記電圧供給部が前記ウェルに供給する電源電圧は、接地電圧であり、
前記電圧供給部は、前記接地電圧より高い電圧を前記ウェルに供給することで、ラッチアップが発生した前記一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断する、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記複数の領域のそれぞれは、n型ウェルを含み、前記n型ウェルの中にp型ウェルが配置され、
前記電圧供給部は、前記複数の回路ブロックのうちラッチアップが発生していない回路ブロックが配置された前記領域の前記n型ウェルおよび当該n型ウェルに形成されたPMOSトランジスタのソースに対して電源電圧を供給し、前記複数の回路ブロックのうちラッチアップが発生した回路ブロックが配置された前記領域のn型ウェルおよび当該n型ウェルに形成されたPMOSトランジスタのソースに対して、ラッチアップを停止させるための電圧を供給する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 複数の画素を有する画素アレイと、前記画素アレイから信号を読み出す読出部と、電圧供給部とを備える固体撮像装置であって、
前記画素アレイ、前記読出部および前記電圧供給部は、半導体基板に配置され、
前記読出部は、複数の回路ブロックを含み、前記複数の回路ブロックのそれぞれの少なくとも一部分は、前記半導体基板において互いに電気的に分離された複数の領域にそれぞれ配置され、
前記電圧供給部は、前記複数の回路ブロックのうちの一部の回路ブロックでラッチアップが発生した場合に、前記複数の領域のうち当該一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断し、その後に当該一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を行い、
前記電圧供給部は、当該一部の回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断している間に、前記複数の領域のうちラッチアップが発生していない回路ブロックの少なくとも一部分が配置された領域に対して電源電圧を供給し、
前記複数の領域のそれぞれは、n型ウェルを含み、前記n型ウェルの中にp型ウェルが配置され、
前記電圧供給部は、前記複数の回路ブロックのうちラッチアップが発生していない回路ブロックが配置された前記領域の前記n型ウェルおよび当該n型ウェルに形成されたPMOSトランジスタのソースに対して電源電圧を供給し、前記複数の回路ブロックのうちラッチアップが発生した回路ブロックが配置された前記領域のn型ウェルおよび当該n型ウェルに形成されたPMOSトランジスタのソースに対して、ラッチアップを停止させるための電圧を供給する、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記ラッチアップを停止させるための電圧は、前記複数の領域のそれぞれの前記p型ウェルに供給される電圧である、
ことを特徴とする請求項12又は13に記載の固体撮像装置。 - 前記ラッチアップを停止させるための電圧は、接地電圧である、
ことを特徴とする請求項12又は13に記載の固体撮像装置。 - 前記電圧供給部は、前記複数の回路ブロックがそれぞれ配置された前記複数の領域とは異なる領域に配置されている、
ことを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記電圧供給部は、タイマー部を含み、ラッチアップが発生した前記回路ブロックの少なくとも一部分が配置された前記領域に対する電源電圧の供給を一時的に遮断した後に前記タイマー部の出力に基づいて電源電圧の供給を再開する、
ことを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記タイマー部は、前記複数の回路ブロックと同数のタイマーを含む、
ことを特徴とする請求項17に記載の固体撮像装置。 - 前記タイマー部は、前記複数の回路ブロックの数よりも少ない数のタイマーを含み、
前記電圧供給部は、ラッチアップが発生した前記回路ブロックに対して前記タイマーを割り当て、当該割り当てられたタイマーの出力に基づいて、ラッチアップが発生した前記回路ブロックの少なくとも一部分が配置された前記領域に対する電源電圧の供給を再開する、
ことを特徴とする請求項17に記載の固体撮像装置。 - 前記複数の回路ブロックのそれぞれがAD変換器を含む、
ことを特徴とする請求項1乃至19のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 複数の画素を有する画素アレイと、前記画素アレイから信号を読み出す読出部と、電圧供給部とを備える固体撮像装置であって、
前記画素アレイ、前記読出部および前記電圧供給部は、半導体基板に配置され、前記半導体基板は、互いに異なる第1領域および第2領域を含み、前記複数の画素のそれぞれは、前記第1領域に配置された光電変換素子を含み、
前記読出部は、前記第2領域において互いに電気的に分離された複数の領域に分かれて配置された複数の回路ブロックを含み、
前記電圧供給部は、前記複数の回路ブロックのうちの一部の回路ブロックでラッチアップが発生した場合に、前記複数の領域のうち当該一部の回路ブロックが配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断し、その後に当該一部の回路ブロックの配置された領域に対する電源電圧の供給を行い、
前記電圧供給部は、当該一部の回路ブロックが配置された領域に対する電源電圧の供給を遮断している間に、前記複数の領域のうちラッチアップが発生していない回路ブロックが配置された領域に対して電源電圧を供給する、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項1乃至21のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部と、
を備えることを特徴とするカメラ。
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