JPH0151112B2 - - Google Patents

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JPH0151112B2
JPH0151112B2 JP59256160A JP25616084A JPH0151112B2 JP H0151112 B2 JPH0151112 B2 JP H0151112B2 JP 59256160 A JP59256160 A JP 59256160A JP 25616084 A JP25616084 A JP 25616084A JP H0151112 B2 JPH0151112 B2 JP H0151112B2
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JP
Japan
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photoelectric conversion
conversion cell
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time
series
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JP59256160A
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JPS61134188A (ja
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Toshiro Usami
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は、冗長回路を備えた撮像用半導体装
置に関する。
[発明の技術的背景] 一般に撮像用半導体装置は例えば第6図に示す
ように構成されている。第6図において、11,
11,…は光電変換セルで、これら光電変換セル
11,11,…はマトリツクス状に配置される。
上記光電変換セル11,11,…には、各列毎に
垂直CCD121,122,…12nが設けられてそ
の出力が各列毎に時系列化される。上記垂直
CCD121,122,…12nの出力は水平CCD1
3に供給されて各列間の信号が時系列化され、こ
の水平CCD13から画像情報OUTを得る。上記
光電変換セル11,11,…は、フオトダイオー
ドD1、ドレイン用コントロールトランジスタQ
1および信号用コントロールトランジスタQ2と
から成り、上記信号用コントロールトランジスタ
Q2は、第7図に示すような周期S=1/60sec、
パルス幅D=2msecの信号φPで制御される。な
お、VG、VDは、直流成分で与えられる。
第8図は、上記第6図における一点鎖線14で
囲んだ領域の断面構成を示している。15はP形
の半導体基板、16はN+形の不純物拡散領域で、
上記半導体基板15を不純物拡散領域16とでフ
オトダイオードD1が構成される。17は上記垂
直CCDを構成するN形の不純物拡散領域、18
は転送用ゲート、19は信号用コントロールゲー
トで、このコントロールゲート19と上記不純物
拡散領域16,17で上記信号用コントロールト
ランジスタQ2が構成される。また、20はN+
形の不純物拡散領域、21はドレイン用コントロ
ールゲートで、このコントロールゲート21と、
上記拡散領域16,20とで上記ドレイン用コン
トロールトランジスタQ1が構成される。なお、
22はSiO2膜、P+形の不純物拡散領域23,2
4はチヤネルストツパである。
[背景技術の問題点] ところで、上述した従来の撮像用半導体装置に
おいては、チツプ面積に対して素子活性領域の面
積が非常に大きいのが通例である。これは、画像
を処理するためセル数が多く(現在のテレビジヨ
ン画像では約20万セル)、しかも光学的に感度が
高いことが望まれないことから、光電変換部の面
積を縮小できないためである。そして、上記撮像
用半導体装置を製作した場合、画面上に白点傷を
見出すことが多かつた(1983年テレビジヨン学会
予稿、P42)。この白点傷の原因は、半導体基板
上にできた結晶欠陥であり、電気的にはキヤリア
生成の中心となるものである。この様な結晶欠陥
は、記憶素子等の半導体装置においても発生し、
結晶欠陥が素子活性領域にできると素子特性が悪
化して不良品となる。上記結晶欠陥による歩留り
の低下を防止するため、高集積化した半導体記憶
装置(例えば256KビツトのダイナミツクRAM、
東芝レビユー38巻11号、1983、P.1023)では、予
め冗長用のセルを形成しておき、製造の最終段階
で各セルの検査を行なつて、不良セルが見出され
た時には上記冗長用のセルでこれを補うように配
線をし直している。
しかし、撮像用半導体装置の場合には、画面を
構成することから不良セルの代替を位置的に離れ
たセルに行なわせることができず、上記半導体記
憶装置のような冗長回路技術を適用することが困
難であつた。このため、1個の不良セルの存在で
装置全体が不良となつていた。また、前述したよ
うに素子活性領域の面積が大きいため、欠陥の発
生が素子特性に影響を及ぼす確率も高くなり歩留
が低い欠点がある。
[発明の目的] この発明は、上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、結晶欠点が
発生した不良セルがあつてもこれを救済でき、歩
留りの向上を図れる撮像用半導体装置を提供する
ことである。
[発明の概要] すなわち、この発明においては、上記の目的を
達成するために、冗長用の光電変換セル列および
このセル列に対応する冗長用の垂直CCDを設け
るとともに、入射光の光路をシフトする光路シフ
タを設け、不良が発生したセル列を選択的に切離
し、この不良セル列に入射されるべき光信号を上
記光路シフタによつて順次シフトして上記冗長用
光電変換セル列に入射するように構成したもので
ある。
[発明の実施例] 以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。第1図において前記第6図と同一
構成部分には同じ符号を付してその説明は省略す
る。すなわち、垂直CCD12nに隣接して、冗
長用光電変換セル15,15,…および冗長用の
垂直CCD16をそれぞれ設けている。また、前
記垂直CCD121,122,…12nの出力端と前
記水平CCD13の入力端間にはそれぞれ、不良
光電変換セルに対応した垂直CCDあるいは不良
垂直CCDの切離した手段としてのヒユーズFa1,
Fa2,…Fanが設けられるとともに、前記CCD
122,…12nおよび冗長用垂直CCD16の出
力端と前記水平CCD13の前段の入力端間には、
切換え手段としてのヒユーズFb1,Fb2,…
Fbnがそれぞれ設けられて成る。
上記のような構成において、上記ヒユーズFa
1,Fa2,…FanおよびFb1,Fb2,…Fbnに、
例えばレーザ光線を選択的に照射して溶断するこ
とにより不良の救済を行なう。すなわち、不良が
発生しなかつた場合には、ヒユーズFb1,Fb2,
…Fbnを溶断することにより、前記第6図の場合
と同一構成となり通常動作が行われる。一方、例
えば垂直CCD122、あるいはこの垂直CCD122
に出力を供給する光電変換セル11,11,…に
不良が発生した場合は、ヒユーズFb1およびFa
2〜Fanを溶断する。これによつて、垂直CCD1
2が水平CCD13から切離され、水平CCD13
には垂直CCD121,123〜12nおよび冗長用
垂直CCD16の出力が供給される。この状態で
は、光学的な救済をしていないので、第2図に示
すようにして光路のシフトを行なう。
第2図において、17は半導体基板、181
188,191〜198はそれぞれ光電変換セルお
よび垂直CCDを簡略化して示しており、20,
21は冗長用の垂直CCDをそれぞれ示している。
これら光電変換セルおよび垂直CCDは前記第8
図と同一構成となつている。また、22,22,
…はアルミニウム層から成るマスク、23は
SiO2膜、241〜246は光路をシフトする光路シ
フタである。ここでは、光電変換セル185ある
いは垂直CCD195が不良である。場合を示しお
り、光電変換セル185に入射されるべき光は、
光路シフタ241の傾斜部241aの表面で反射さ
れ、光路シフタ242に入射される。そして、こ
の光路シフタ242の傾斜部242aの内面で反射
されて光電変換186に入射される。同様にして、
光電変換セル186に入射されるべき光は、光路
シフタ243を介して光電変換セル187に入射さ
れる。このように入射された光が光路シフタ24
〜246によつて順次隣接する光電変換セルにシ
フトされ、光電変換セル188に入射されるべき
光が冗長用光電変換セル20に供給される。これ
によつて、光学的にも不良救済が行われる。
第3図a〜iはそれぞれ、上記光路シフタの製
造工程を示しており、上記第2図における一点鎖
線25で囲んだ領域に対応している。a図に示す
CVD SiO2膜23上には、CVD SiO2膜26が5μ
mの厚さで積層形成され、b図に示すようにな
る。上記SiO2膜26上には、c図に示すように
BPSG膜27が5μmの厚さで積層形成される。上
記BPSG膜27上には、フオトレジスト28が塗
布され、このフオトレジスト28がパターニング
されてd図に示すようになる。そして、RIEエツ
チングが施され、e図に示すようにCVD SiO2
26およびBPSG膜27が選択的に除去される。
次に、上記フオトレジスト28が除去され、再び
フオトレジスト29が塗布されて、このフオトレ
ジスト29がf図に示すようにパターニングされ
てNH4Fによるエツチングが行われる。このエツ
チングの際、BPSGとCVD SiO2のエツチングレ
ートの差から、g図に示すようなテーパ状のエツ
チングが可能となる。次にアルミニウム層30の
蒸着が行われてh図に示すようになる。そしてレ
ジスト29を剥離することにより、i図に示すよ
うな光路シフタが得られる。
第4図は、上記光路シフタの他の構成例を示す
もので、光の屈折を利用して光路をシフトするよ
うにしている。第4図における31は所定の傾斜
角θを有するCVD SiO2層で、この傾斜はRIEエ
ツチングによつて形成される。上記SiO2層31
上には、不良が発生した光電変換セル185ある
いは垂直CCD195への光を次段へシフトするた
めの屈折率の高いガラス層32がCVD法により
形成される。これによる光のシフト量は、ガス層
32膜厚をT、屈折率N、SiO2層32の傾斜角
をθとすると、「T・tanθ・(N−1)」である。
このような構成においても前記第2図の場合と同
様な効果が得られる。
第5図はこの発明の他の実施例を示すもので、
前記第1図においては、ヒユーズの溶断によつて
不良光電変換セルあるいは垂直CCDの切離しと
接続の切換えを行なつたが、不良部分の切離しの
みをヒユーズの溶断によつて行ない、タイミング
発生回路によつて欠陥のある列の信号を除いた画
像情報を得るようにしたものである。第5図にお
いて前記第1図と同一構成部には同じ符号を付し
てその説明は省略する。タイミング発生回路33
はEPROMを内蔵しており、水平CCD13を駆動
する際に選択的に一列分のスキツプが可能になつ
ている。このような構成では、不良が発生した光
電変換セルあるいは垂直CCDに対応するヒユー
ズを溶断し、タイミング発生回路33のEPROM
にこの列をスキツプするようにデータの書込みを
行なうことにより、水平CCD13から所望の画
像情報が得られる。
なお、タイミング発生回路を設けず、上記水平
CCD13から出力される画像情報OUTから必要
とする情報のみを抽出するようにしても良いのは
もちろんである。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明によれば、結晶
欠陥が発生した不良セルがあつてもこれを救済で
き、歩留りの向上を図れる撮像用半導体装置が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれこの発明の一実
施例に係わる撮像用半導体装置を説明するための
図、第3図は上記第2図における光路シフタの製
造方法を説明するための図、第4図は上記第2図
における光路シフタの他の構成例を説明するため
の図、第5図はこの発明の他の実施例を説明する
ための図、第6図は従来の撮像用半導体装置を説
明するための図、第7図は上記第6図の撮像用半
導体装置を駆動する信号を示す図、第8図は上記
第6図における光電変換セルおよび垂直CCDの
一部の構成例を説明するための図である。 11,11,… ……光電変換セル、121
122,…12n……垂直CCD(垂直時系列化手
段)、13……水平CCD(水平時系列化手段)、1
5,15,… ……冗長用光電変換セル、16…
…冗長用垂直CCD(冗長用垂直時系列化手段)、
241,246……光路シフタ(光学的手段)、Fa
1〜Fan……ヒユーズ(切離し手段)、Fb1〜
Fbn……ヒユーズ(切換え手段)、OUT……画像
情報。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 マトリツクス状に配置され光信号を電気信号
    に変換する光電変換セル群と、 上記光電変換セル群の各光電変換セル列にそれ
    ぞれ隣接して設けられ、各光電変換セル列から得
    られる信号配列を各列毎に時系列化する複数の垂
    直時系列化手段と、 上記光電変換セル群に隣接して設けられる冗長
    用の光電変換セル列と、 上記冗長用の光電変換セル列に隣接して設けら
    れ、この冗長用の光電変換セル列から得られる信
    号配列を時系列化する冗長用の垂直時系列化手段
    と、 冗長用を除く上記垂直時系列化手段の数と同じ
    入力ビツト数を持ち、上記複数の各垂直時系列化
    手段もしくは冗長用の垂直時系列化手段から得ら
    れる各列間の信号を時系列化する水平時系列化手
    段と、 上記光電変換セル群に発生した不良セルを含む
    光電変換セル列に隣接して設けられた垂直時系列
    化手段もしくは不良の発生した垂直時系列化手段
    を除いて、上記複数の垂直時系列化手段及び冗長
    用の垂直時系列化手段の出力を上記水平時系列化
    手段に供給せしめる切替え手段と、 上記光電変換セル群に発生した不良セルを含む
    光電変換セル列もしくは不良の発生した垂直時系
    列化手段で時系列化すべき信号配列を発生する光
    電変換セル列及びこの光電変換セル列と上記冗長
    用の光電変換セル列との間に存在する全ての光電
    変換セル列に入射されるべき光を、上記光電変換
    セル群に発生した不良セルを含む光電変換セル列
    もしくは不良の発生した垂直時系列化手段で時系
    列化すべき信号配列を発生する光電変換セル列と
    上記冗長用の光電変換セル列との間に存在する光
    電変換セル列及び冗長用の光電変換セル列に対し
    順次シフトして入射せしめる光学手段と を具備したことを特徴とする撮像用半導体装置。 2 前記垂直時系列化手段及び冗長用の垂直時系
    列化手段並びに水平時列化手段がそれぞれCCD
    からなる特許請求の範囲第1項記載の撮像用半導
    体装置。 3 前記切替え手段がポリシリコンヒユーズで構
    成されている特許請求の範囲第1項記載の撮像用
    半導体装置。 4 マトリツクス状に配置され光信号を電気信号
    に変換する光電変換セル群と、 上記光電変換セル群の各光電変換セル列にそれ
    ぞれ隣接して設けられ、各光電変換セル列から得
    られる信号配列を各列毎に時系列化する複数の垂
    直時系列化手段と、 上記光電変換セル群に隣接して設けられる冗長
    用の光電変換セル列と、 上記冗長用の光電変換セル列に隣接して設けら
    れ、この冗長用の光電変換セル列から得られる信
    号配列を時系列化する冗長用の垂直時系列化手段
    と、 上記複数の各垂直時系列化手段もしくは冗長用
    の垂直時系列化手段から得られる各列間の信号を
    時系列化する水平時系列化手段と、 上記光電変換セル群に発生した不良セルを含む
    光電変換セル列に隣接して設けられた垂直時系列
    化手段もしくは不良の発生した垂直時系列化手段
    を上記水平時系列化手段から切離す切離し手段
    と、 上記光電変換セル群に発生した不良セルを含む
    光電変換セル列もしくは不良の発生した垂直時系
    列化手段で時系列化すべき信号配列を発生する光
    電変換セル列及びこの光電変換セル列と上記冗長
    用の光電変換セル列との間に存在する全ての光電
    変換セル列に入射されるべき光を、上記光電変換
    セル群に発生した不良セルを含む光電変換セル列
    もしくは不良の発生した垂直時系列化手段で時系
    列化すべき信号配列を発生する光電変換セル列と
    上記冗長用の光電変換セル列との間に存在する光
    電変換セル列及び冗長用の光電変換セル列に対し
    順次シフトして入射せしめる光学手段と、 上記水平時系列化手段において、この水平時系
    列化手段から切離された垂直時系列化手段で得ら
    れるべき入力をスキツプさせて水平時系列化制御
    を行なわせる制御手段と を具備したことを特徴とする撮像用半導体装置。 5 前記垂直時系列化手段及び冗長用の垂直時系
    列化手段並びに水平時系列化手段がそれぞれ
    CCDからなる特許請求の範囲第4項記載の撮像
    用半導体装置。 6 前記切離し手段がポリシリコンヒユーズで構
    成されている特許請求の範囲第4項記載の撮像用
    半導体装置。
JP59256160A 1984-12-04 1984-12-04 撮像用半導体装置 Granted JPS61134188A (ja)

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