固体撮像装置及びその検査方法
【課題】 行方向及び列方向に隣接する画素間のリーク電流を簡単な構成で高精度に検出可能な固体撮像装置及びその検査方法を提供する。
【解決手段】 ３または４種類の光電変換画素Ｅを備える２行２列の単位画素グループＥＵを行方向及び列方向にマトリクス状に配列してなる固体撮像素子部１０と、テストモード時に、第１画素と第１画素に行方向に隣接する第２画素の電圧の差分値を示す第１差分検出信号を出力する第１差分検出信号生成回路Ａ１と、第２画素に第１画素とは反対側に行方向に隣接する第３画素と、第３画素に行方向に隣接する画素の電圧の差分値を示す第２差分検出信号を出力する第２差分検出信号生成回路Ａ２を備える第１差分検出回路６０と、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を示す第１判定信号を出力する第２差分検出回路７０と、第１判定信号を所定の判定基準値と比較して固体撮像素子部１０の良否判定を行う判定回路８０を備える。
【解決手段】 ３または４種類の光電変換画素Ｅを備える２行２列の単位画素グループＥＵを行方向及び列方向にマトリクス状に配列してなる固体撮像素子部１０と、テストモード時に、第１画素と第１画素に行方向に隣接する第２画素の電圧の差分値を示す第１差分検出信号を出力する第１差分検出信号生成回路Ａ１と、第２画素に第１画素とは反対側に行方向に隣接する第３画素と、第３画素に行方向に隣接する画素の電圧の差分値を示す第２差分検出信号を出力する第２差分検出信号生成回路Ａ２を備える第１差分検出回路６０と、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を示す第１判定信号を出力する第２差分検出回路７０と、第１判定信号を所定の判定基準値と比較して固体撮像素子部１０の良否判定を行う判定回路８０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置及びその検査方法、特に、３種類または４種類の光電変換画素を備える２行２列の単位画素グループを、行方向及び列方向にマトリクス状に配列してなる固体撮像素子部を備える固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサ等、光信号を画素毎に電気信号に変換する固体撮像素子部を備える固体撮像装置では、一般的に、カラーフィルタを用いてカラー画像データを生成している。具体的には、例えば、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３原色フィルタや、Ｃ（シアン）Ｍ（マゼンタ）Ｙ（イエロー）Ｇ（緑）４色のフィルタを用いている。特に、３原色フィルタの場合は、一般的に、ベイヤ（Ｂａｙｅｒ）配列に従ってカラーフィルタを配置している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の一般的な固体撮像装置の構成について、図９を基に簡単に説明する。ここで、図９は、従来の一般的な固体撮像装置の一構成例を示す概略部分ブロック図であり、固体撮像装置３００の撮像動作に係る構成を部分的に示している。
【０００４】
図９に示すように、従来技術に係る固体撮像装置３００は、異なる波長域に感度を有する３種類または４種類の光電変換画素を備える２行２列の単位画素グループＥＵを、行方向及び列方向にマトリクス状に配列してなる固体撮像素子部１０、撮像動作により光電変換画素Ｅに蓄積された電荷の読み出し処理を行う行を選択する垂直走査回路２０、垂直走査回路２０及びラインメモリ５０の動作タイミングを生成するタイミング発生回路３０、固体撮像素子部１０から画素毎に出力される電気信号をデジタルデータに変換する変換回路ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を、固体撮像素子部１０の列毎に備えてなるＡＤ変換部４０、及び、ＡＤ変換部４０で変換された画素毎のデジタルデータを該デジタルデータ単位で記憶可能な単位記憶領域を固体撮像素子部１０の列毎に備えて構成され、ＡＤ変換部４０から受け付けたデジタルデータを該デジタルデータ単位で出力するラインメモリ５０を備えて構成されている。
【０００５】
尚、図９に示す固体撮像装置３００は、ここでは、行単位で読み出し処理を行うように構成されており、垂直走査回路２０により、読み出し処理の対象となる行が順次選択される。ＡＤ変換部４０は、垂直走査回路２０によって選択された行に配置されている画素から出力される電気信号をデジタルデータに変換する。
【０００６】
より具体的には、ここでの固体撮像素子部１０は、図９に示すように、ｍ×ｎ個の単位画素グループＥＵを備えて構成されている。ここで、図９（ｂ）は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３種類の画素を用いて構成された単位画素グループＥＵにおける各画素の配置例を示している。図９（ｂ）に示す単位画素グループＥＵは、Ｇ（緑）の波長域に感度を有する画素ＥＧ１、ＥＧ２、Ｒ（赤）の波長域に感度を有する画素ＥＲ、Ｂ（青）の波長域に感度を有する画素ＥＢが、ベイヤ（Ｂａｙｅｒ）配列に従って配置されている。即ち、図９（ｂ）に示すように、画素ＥＧ１に列方向及び行方向に隣接して画素ＥＲ及び画素ＥＢが配置され、画素ＥＧ１と斜め方向に隣接して画素ＥＧ２が配置されている。
【０００７】
光電変換画素Ｅは、図９（ａ）に示すように、入射光を光電変換するフォトダイオード、フォトダイオードから出力される電気信号（電荷）を増幅する増幅回路、増幅回路から出力される電気信号の出力可否を制御する出力制御用トランジスタを備えて構成され、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３原色フィルタにより、感度を有する波長域が設定される。また、同一行に配置されている画素夫々の出力制御用トランジスタの制御ゲートを互いに接続して行選択線を構成し、同一列に配置されている出力制御用トランジスタのドレインを互いに接続して、電気信号をＡＤ変換部４０に出力するためのカラム線を構成している。これにより、垂直走査回路２０によって選択された行に配置された画素の電気信号のみがＡＤ変換部４０の変換回路ＡＤＣに出力される。
【０００８】
ところで、従来の固体撮像装置３００では、固体撮像素子部１０の良否判定のために、例えば、固体撮像素子部１０のテストモード時に、固体撮像素子部１０に対し白色光を基準とする光学的データ若しくはモノクロパターンの光学的データを与え、固体撮像素子部１０から画素毎に出力される電気信号から得られる被検査画像データを読み出し、被検査画像データに対する検査を実施している。
【０００９】
固体撮像装置の固体撮像素子部の良否判定に係る技術として、例えば、隣接画素間にリーク電流が発生しているか否かを検出するために、検査対象の固体撮像素子部の画素に対し直接電荷を注入し、固体撮像素子部から被検査画像データを読み出す固体撮像装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
この固体撮像装置では、固体撮像素子部に光学的データを与える撮像動作に代えて、撮像動作より短い時間で実行可能な固体撮像素子部の各画素への直接的な電荷注入を実行するので、被検査画像データの取得に係る時間を短縮できる。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１７７９９４号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
固体撮像装置の製造工程中の検査工程では、固体撮像素子部において、行方向または列方向に隣接する隣接画素間にリーク電流が発生しているか否かを判定し、リーク電流が発生している場合には、不良であると判定する。リーク電流の発生の有無は、隣接画素間の電圧差を求め解析することで検出可能になる。
【００１３】
しかしながら、図９に示す従来の固体撮像装置３００における固体撮像素子部１０の良否判定は、上述したように、一般的に、テスタが、固体撮像装置３００に白色光を基準とする光学的データ等を撮像させて被検査画像データを取得し、取得した被検査画像データに対し画像処理等を実施して隣接画素間の電圧差（輝度の差）等を求めることにより、良否判定を実行している。固体撮像素子部１０に白色光を基準とする光学的データを与えても、行方向または列方向に互いに隣接する隣接画素間で電圧差が生じ難く、被検査画像データの輝度値（電圧レベル）に差が生じ難いため、従来の白色光を基準とする光学的データを与える良否判定では、隣接画素間のリーク電流を判定することが困難となっている。
【００１４】
これに対し、上記特許文献２に記載の固体撮像装置では、各画素に直接電荷を注入する構成であるため、隣接画素間に電圧差を生じさせることが可能であるが、電荷注入量を画素毎に制御する必要があり、制御手順が複雑になる。更に、各画素に直接電荷を注入可能にするための専用の電荷注入回路を構築するために、固体撮像装置の設計にかかる手間が増大する。
【００１５】
更に、図９に示す従来技術に係る固体撮像装置３００、及び、上記特許文献２に記載の固体撮像装置では、テスタ側において、ソフトウェア処理により、リーク電流の発生の有無を検査する。具体的には、例えば、テスタにおいて、固体撮像装置から固体撮像素子部の各画素の電圧レベルを判定可能な被検査画像データを取得し、取得した被検査画像データに対し、画像処理等を実行してリーク電流の発生の有無を判定する。このため、従来の固体撮像素子部の良否判定は、特に、固体撮像素子部の画素数が多い場合には、テスタに相当の負荷がかかる。
【００１６】
尚、特に、近年、画質向上等のために固体撮像素子部の画素数が増加する傾向にあり、例えば、携帯電話用の固体撮像装置では、当初は３０万画素程度の固体撮像素子部を用いられていたのに対し、近年では、５００万画素以上の固体撮像素子部が用いられている。このため、テスタにおいて、隣接画素間の電圧レベルの差の算出時間が飛躍的に増大し、テスタ側の負荷が更に増加する虞がある。
【００１７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、行方向及び列方向に隣接する隣接画素間のリーク電流を簡単な構成で高精度に検出可能な固体撮像装置を提供する点にある。また、行方向及び列方向に隣接する隣接画素間のリーク電流を簡単な構成で高精度に検出可能な固体撮像装置の検査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための本発明に係る固体撮像装置は、異なる波長域に感度を有する３種類または４種類の光電変換画素を備える２行２列の単位画素グループを、行方向及び列方向にマトリクス状に配列してなる固体撮像素子部を備え、前記単位画素グループが、３種類の前記画素を備える場合に、第１種類の前記画素に列方向及び行方向に隣接して第２種類及び第３種類の前記画素を配置し、前記第１種類の前記画素と斜め方向に隣接して前記第１種類の前記画素を配置してなる固体撮像装置であって、テストモード時に、前記固体撮像素子部の所定の第１画素から出力される電気信号と、前記第１画素に行方向に隣接する第２画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す第１差分検出信号を出力する第１差分検出信号生成回路と、前記第２画素に行方向に隣接する前記画素の内、前記第１画素とは反対側に隣接する第３画素から出力される電気信号と、前記第３画素に行方向に隣接する前記画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す第２差分検出信号を出力する第２差分検出信号生成回路を備えて構成される第１差分検出回路と、前記テストモード時に、前記第１差分検出信号と前記第２差分検出信号の差分値を求め、前記第１差分検出信号と前記第２差分検出信号の差分値を示す第１判定信号を出力する第２差分検出回路と、前記テストモード時に、前記第１判定信号を所定の判定基準値と比較して前記固体撮像素子部の良否判定を行う判定回路と、を備えることを第１の特徴とする。
【００１９】
上記特徴の本発明に係る固体撮像装置は、前記第１差分検出信号生成回路が、前記第２画素から出力される電気信号と、前記第３画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す第３差分検出信号を出力可能に構成され、前記第２差分検出信号生成回路が、前記第３画素から出力される電気信号と、前記第３画素に行方向に隣接する前記画素の内、前記第２画素とは反対側に隣接する第４画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す信号を前記第２差分検出信号として出力し、前記第４画素から出力される電気信号と、前記第４画素に行方向に隣接する画素の内、前記第３画素とは反対側に隣接する第５画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す前記第４差分検出信号を出力可能に構成され、前記第１差分検出回路が、前記テストモード時に、前記第１差分検出信号生成回路の出力を前記第１差分検出信号と前記第３差分検出信号の間で切り替えると共に、前記第１差分検出信号生成回路が前記第１差分検出信号を出力する場合に前記第２差分検出信号生成回路が前記第２差分検出信号を出力し、前記第１差分検出信号生成回路が前記第３差分検出信号を出力する場合に前記第２差分検出信号生成回路が前記第４差分検出信号を出力するように、前記第２差分検出信号生成回路の設定を切り替える切り替え回路を備え、前記第２差分検出回路が、前記テストモード時に、前記第３差分検出信号と前記第４差分検出信号の差分値を求め、前記第３差分検出信号と前記第４差分検出信号の差分値を示す第２判定信号を出力可能に構成され、前記判定回路が、前記第１判定信号及び前記第２判定信号を前記判定基準値と比較して前記固体撮像素子部の良否判定を行うことを第２の特徴とする。
【００２０】
上記第１の特徴の本発明に係る固体撮像装置は、前記固体撮像素子部から前記画素毎に出力される電気信号をデジタルデータに変換する変換回路を、前記固体撮像素子部の列毎に備えてなるＡＤ変換部と、前記デジタルデータを保持する単位格納領域を４以上備えてなるシフトレジスタと、前記固体撮像素子部の前記画素を行方向に順次選択し、選択された前記画素の前記デジタルデータを前記シフトレジスタに対し順次入力するシフトレジスタ制御回路と、を備え、前記第１差分検出信号生成回路が、前記シフトレジスタにおいて所定の第１単位格納領域に格納された前記デジタルデータと、前記第１単位格納領域に隣接する第２単位格納領域に格納された前記デジタルデータの差分値を求めて前記第１差分検出信号を生成し、前記第２差分検出信号生成回路が、前記第２単位格納領域に隣接する前記単位格納領域の内、前記第１単位格納領域とは反対側に隣接する第３単位格納領域に格納された前記デジタルデータと、前記第３単位格納領域に隣接する前記単位格納領域の内、前記第２単位格納領域とは反対側に隣接する第４単位格納領域に格納された前記デジタルデータの差分値を求めて前記第２差分検出信号を生成することを第３の特徴とする。
【００２１】
上記第１の特徴の本発明に係る固体撮像装置は、前記固体撮像素子部から前記画素毎に出力される電気信号をデジタルデータに変換する変換回路を、前記固体撮像素子部の列毎に備えてなるＡＤ変換部と、前記固体撮像素子部の一行分の前記画素の前記デジタルデータを格納可能な４つのラインメモリと、前記テストモード時に、前記固体撮像素子部の所定の第１選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の第１ラインメモリに格納し、前記第１選択行に隣接する第２選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の第２ラインメモリに格納し、前記第２選択行に隣接する行の内、前記第１選択行とは反対側に隣接する第３選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の前記第３ラインメモリに格納し、前記第３選択行に隣接する行の内、前記第２選択行とは反対側に隣接する第４選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の前記第４ラインメモリに格納するラインメモリ制御回路と、前記テストモード時に、前記第１ラインメモリに記憶された前記デジタルデータと、前記第２ラインメモリに記憶された前記デジタルデータの差分値を求め、前記差分値を示す第５差分検出信号を出力する第３差分検出信号生成回路と、前記第３ラインメモリに記憶された前記デジタルデータと、前記第４ラインメモリに記憶された前記デジタルデータの差分値を求め、前記差分値を示す第６差分検出信号を出力する第４差分検出信号生成回路を備えて構成される第３差分検出回路と、前記テストモード時に、前記第５差分検出信号と前記第６差分検出信号の差分値を求め、前記第５差分検出信号と前記第６差分検出信号の差分値を示す第３判定信号を出力する第４差分検出回路と、前記判定回路が、前記第３判定信号を前記判定基準値と比較した結果を用いて前記固体撮像素子部の良否判定を行うことを第４の特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するための本発明に係る固体撮像装置の検査方法は、上記何れかの特徴の固体撮像装置において、前記固体撮像素子部の良否判定を行うための検査方法であって、前記テストモード時に、前記単位画素グループにおいて、行方向に隣接配置された２つの前記画素から出力される電気信号の電圧差の夫々、及び、列方向に隣接配置された２つの前記画素から出力される電気信号の電圧差の夫々が、所定の判定用電圧差以上となる所定の波長分布を有する光信号を前記固体撮像素子部に与える撮像工程と、前記固体撮像装置を前記テストモードに設定するテストモード設定工程と、前記テストモード時に、前記固体撮像装置の前記判定回路から判定結果を取得する判定結果取得工程と、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
上記特徴の固体撮像装置によれば、テストモード時に、第１差分検出回路により第１画素と第２画素の電圧の差分値と第３画素とその隣接画素の電圧の差分値を求め、第２差分検出回路により２つの差分値を比較するように構成したので、正常時は２つの差分値の差が小さく、第１画素と第２画素の間または第３画素とその隣接画素の間でリーク電流が発生した場合は、２つの差分値の差が大きくなることを利用して、固体撮像素子部の隣接画素間のリーク電流を簡単な構成で高精度に検出することが可能になる。
【００２４】
また、上記特徴の固体撮像装置によれば、固体撮像装置側でリーク電流の検出を行うので、リーク電流の検出のために、テスタにおいて被検査画像データに対する画像処理等を行う必要がなくなり、テスタの負荷を低減することが可能になる。
【００２５】
ところで、一般的に、固体撮像装置では、シェーディング等の影響により、仮に固体撮像素子部に完全に一様な光学的データを与えたとしても、固体撮像素子部から出力される被検査画像データの輝度値等にバラツキが生じる。より具体的には、シェーディングの影響により、被検査画像データの輝度値は、中央部ほど高く周辺部に向かうほど低くなる。つまり、正常な隣接画素間の電圧差が中央部ほど大きく周辺部に向かうほど小さくなるため、中央部における正常な隣接画素間の電圧差と周辺部における正常な隣接画素間の電圧差は、正常な隣接画素同士であっても相当値が異なると考えられる。従って、隣接画素間の電圧差を特定の基準値と比較する場合は、誤判定を防止するために、シェーディングの影響を別途取り除く必要が生じる。
【００２６】
尚、固体撮像素子部がシェーディングの影響を受ける場合でも、比較的近い位置に配置されている画素については、シェーディングの影響の程度が同程度であると考えられる。従って、上記特徴の固体撮像装置の如く、第１画素と第２画素の電圧の差分値と、第２画素に隣接する第３画素とその隣接画素の電圧の差分値を求め、これらを比較する構成、即ち、シェーディングの影響の程度が同程度であると考えられる画素の差分値を求めて比較して、相対的な評価を行う構成とすることで、シェーディングの影響の程度に拘わらず、シェーディングの影響を取り除く処理を実施する必要なく、簡単な構成で、正確にリーク電流の発生の有無の判定を行うことが可能になる。
【００２７】
同様に、他のノイズ等の影響についても、比較的近い位置に配置される画素については、その影響が同程度である（画素の特性差が小さい）可能性が高いと考えられる。従って、上記特徴の固体撮像装置によれば、簡単な構成で、ノイズ等の影響に拘わらず、正確にリーク電流の発生の有無の判定を行うことが可能になる。
【００２８】
上記第２の特徴の固体撮像装置によれば、切り替え回路により、第１差分検出回路の出力を、第１画素と第２画素の電圧差を示す第１差分検出信号及び第３画素と第４画素の電圧差を示す第２差分検出信号から、第２画素と第３画素の電圧差を示す第３差分検出信号及び第４画素と第５画素の電圧差を示す第４差分検出信号に切り替えるように構成したので、装置構成を複雑化することなく、小規模な回路の追加のみで、行方向の全ての隣接画素間のリーク電流を検出することが可能になる。
【００２９】
上記第３の特徴の固体撮像装置によれば、４つ以上の画素のデジタルデータを保持するシフトレジスタを備え、固体撮像素子部の画素を行方向に順次選択し、選択された画素のデジタルデータをシフトレジスタに対し順次入力し、シフトレジスタに格納された４つの画素のデジタルデータからリーク電流の検出を行うように構成したので、リーク電流の検出のために設ける専用の回路の規模を小さく抑えることができ、チップ面積の増大を抑えることが可能になる。
【００３０】
また、上記第３の特徴の固体撮像装置によれば、デジタルデータをシフトレジスタに格納し、固体撮像素子部の画素を行方向に順次選択し、選択された画素のデジタルデータをシフトレジスタに対し順次入力するように構成したので、デジタルデータの値を順次シフトさせるだけで、切り替え回路を構築しなくても、全ての隣接画素間のリーク電流の検出を容易に行うことが可能になる。
【００３１】
上記第４の特徴の固体撮像装置によれば、４つのラインメモリを設け、１つのラインメモリに１行分の画素のデジタルデータの値を記憶するように構成したので、行方向だけでなく列方向についても、リーク電流を簡単な構成で高精度に検出することが可能になる。
【００３２】
上記第５の特徴の固体撮像装置によれば、テストモード時に、単位画素グループにおいて、行方向に隣接配置された２つの画素から出力される電気信号の電圧差の夫々、及び、列方向に隣接配置された２つの画素から出力される電気信号の電圧差の夫々が、所定の判定用電圧差以上となる所定の波長分布を有する光信号を固体撮像素子部に与えるように構成したので、全ての正常な隣接画素間で電圧差を生じさせることが可能になる。
【００３３】
より具体的には、例えば、図９（ｂ）に示すＲＧＢ３原色フィルタを用いた固体撮像装置では、テストモード時に、例えば、緑色の光を固体撮像素子部に与えると、正常な隣接画素間では、画素ＥＧ１、ＥＧ２から出力される電気信号の電圧値が大きく、画素ＥＲ、ＥＢから出力される電気信号の電圧値が小さくなる。また、例えば、紫色（赤色＋青色）の光を固体撮像素子部に与えると、正常な隣接画素間では、画素ＥＧ１、ＥＧ２から出力される電気信号の電圧値が小さく、画素ＥＲ、ＥＢから出力される電気信号の電圧値が大きくなる。これによって、行方向または列方向に隣接する全ての正常な隣接画素間で電圧差を生じさせることが可能になり、リーク電流の検出のための撮像工程を１回に抑えることができるので、検査時間の増大を効果的に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明に係る固体撮像装置（以下、適宜「本発明装置」と略称する）及び固体撮像装置の検査方法（以下、適宜「本発明方法」と略称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
〈第１実施形態〉
本発明装置及び本発明方法の第１実施形態について、図１〜図４を基に説明する。
【００３６】
先ず、本発明装置１の構成について図１及び図２を基に説明する。ここで、図１は、本実施形態の本発明装置１Ａにおいて、リーク検出回路ＬＡとその周辺装置についての部分構成例を、図２は、本実施形態におけるリーク検出回路ＬＡの構成の具体例について示している。
【００３７】
図１に示すように、本発明装置１Ａは、固体撮像素子部１０、垂直走査回路２０、タイミング発生回路３０、ＡＤ変換部４０、ラインメモリ５０、及び、リーク検出回路ＬＡを備えて構成されている。尚、垂直走査回路２０、タイミング発生回路３０、ＡＤ変換部４０、及び、ラインメモリ５０の構成は、従来技術と同じである。更に、本発明装置１Ａは、通常備えている電源端子Ｖｃｃ及びＧＮＤ、クロック入力端子ＣＬＫに加え、リーク検査のために、テストモードの設定を行うモード設定端子（図示せず、図４のＴＥＳＴ端子に相当）と、リーク検査の判定結果を出力するための出力端子Ｓｄを備えて構成されている。また、本実施形態の本発明装置１Ａは、図９に示す従来技術に係る固体撮像装置３００の場合と同様に、行単位で固体撮像素子部１０の画素毎に出力される電気信号の読み出し処理を行うように構成されており、垂直走査回路２０により、読み出し処理の対象となる行が順次選択される。
【００３８】
固体撮像素子部１０は、本実施形態では、図１及び図２に示すように、異なる波長域に感度を有する３種類または４種類の光電変換画素Ｅを備える２行２列の単位画素グループＥＵを、行方向及び列方向にマトリクス状に配列して構成されている。本実施形態では、固体撮像素子部１０は、ｍ×ｎ個の単位画素グループＥＵを備えて構成されている。単位画素グループＥＵは、本実施形態では、３種類の画素Ｅを備え、第１種類の画素Ｅに列方向及び行方向に隣接して第２種類及び第３種類の画素Ｅを配置し、第１種類の画素Ｅと斜め方向に隣接して第１種類の画素Ｅを配置して構成されている。
【００３９】
より詳細には、本実施形態の単位画素グループＥＵは、従来技術の場合と同様に、図９（ｂ）に示すように、Ｇ（緑）の波長域に感度を有する画素ＥＧ１、ＥＧ２、Ｒ（赤）の波長域に感度を有する画素ＥＲ、Ｂ（青）の波長域に感度を有する画素ＥＢを備え、これらの画素がベイヤ（Ｂａｙｅｒ）配列に従って配置されている。つまり、図９（ｂ）に示すように、画素ＥＧ１に列方向及び行方向に隣接して画素ＥＲ及び画素ＥＢが配置され、画素ＥＧ１と斜め方向に隣接して画素ＥＧ２が配置されている。
【００４０】
尚、各画素Ｅの構成は、図９（ａ）に示す従来技術の場合と同様に、入射光を光電変換するフォトダイオード、フォトダイオードから出力される電気信号を増幅する増幅回路、増幅回路から出力される電気信号の出力可否を制御する出力制御用トランジスタを備えて構成され、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３原色フィルタを用いることにより、感度を有する波長域が設定される。また、同一行に配置された画素Ｅの出力制御用トランジスタの制御ゲートが行選択線に、同一列に配置された画素の出力がカラム線に接続されている。
【００４１】
リーク検出回路ＬＡは、図２に示すように、テストモード時に、固体撮像素子部１０の所定の第１画素Ｅから出力される電気信号と、第１画素Ｅに行方向に隣接する第２画素Ｅから出力される電気信号の電圧の差分値を求め、差分値を示す第１差分検出信号を出力する第１差分検出信号生成回路Ａ１と、第２画素Ｅに行方向に隣接する画素Ｅの内、第１画素Ｅとは反対側に隣接する第３画素Ｅから出力される電気信号と、第３画素Ｅに行方向に隣接する画素Ｅから出力される電気信号の電圧の差分値を求め、差分値を示す第２差分検出信号を出力する第２差分検出信号生成回路Ａ２を備えて構成される第１差分検出回路６０と、テストモード時に、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を求め、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を示す第１判定信号を出力する第２差分検出回路７０と、テストモード時に、第１判定信号を所定の判定基準値と比較して固体撮像素子部１０の良否判定を行う判定回路８０と、を備えて構成されている。
【００４２】
第１差分検出回路６０は、本実施形態では、図２に示すように、切り替え回路Ｓｗ、第１差分検出信号生成回路Ａ１、及び、第２差分検出信号生成回路Ａ２を備え、固体撮像素子部１０から直接、画素Ｅ毎の電気信号（アナログ信号）を受け付けるように構成されている。尚、この電気信号は、タイミング発生回路３０によって設定された動作タイミングで出力開始及び出力停止が規定されるため、本発明装置１Ａに専用の電気信号の保持手段を設ける必要はない。
【００４３】
第１差分検出信号生成回路Ａ１は、本実施形態では、入力された２つの電気信号の電圧の差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、第１画素Ｅから出力される電気信号と第２画素Ｅから出力される電気信号の電圧の差分値を第１差分検出信号として出力可能に、第２画素Ｅから出力される電気信号と第３画素Ｅから出力される電気信号の電圧の差分値を求め、差分値を示す第３差分検出信号を出力可能に構成されている。
【００４４】
より具体的には、例えば、図２において、第１差分検出回路６１では、第１差分検出信号生成回路Ａ１１は、単位画素グループＥＵｉ１（ｉ＝１〜２ｍ）の左下の画素Ｅ１からの電気信号と右下の画素Ｅ２からの電気信号が差分増幅回路に入力されているときは、第１差分検出信号を出力する。この場合において、画素Ｅ２からの電気信号と単位画素グループＥＵｉ２の左下の画素Ｅ３からの電気信号が差分増幅回路に入力されているときは、第３差分検出信号を出力する。
【００４５】
第２差分検出信号生成回路Ａ２は、本実施形態では、入力された２つの電気信号の電圧の差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されている。また、本実施形態の第２差分検出信号生成回路Ａ２は、第３画素Ｅから出力される電気信号と、第３画素Ｅに行方向に隣接する画素Ｅの内、第２画素Ｅとは反対側に隣接する第４画素Ｅから出力される電気信号の電圧の差分値を求め、差分値を示す信号を第２差分検出信号として出力し、第４画素Ｅから出力される電気信号と、第４画素Ｅに行方向に隣接する画素Ｅの内、第３画素Ｅとは反対側に隣接する第５画素Ｅから出力される電気信号の電圧の差分値を求め、差分値を示す第４差分検出信号を出力可能に構成されている。
【００４６】
より具体的には、例えば、図２において、第１差分検出回路６１では、第２差分検出信号生成回路Ａ２１は、画素Ｅ３からの電気信号と単位画素グループＥＵｉ２の右下の画素Ｅ４からの電気信号が差分増幅回路に入力されているときは、第２差分検出信号を出力する。この場合において、画素Ｅ４からの電気信号と単位画素グループＥＵｉ３の左下の画素Ｅ５からの電気信号が差分増幅回路に入力されているときは、第４差分検出信号を出力する。
【００４７】
切り替え回路Ｓｗは、テストモード時に、第１差分検出信号生成回路Ａ１の出力を第１差分検出信号と第３差分検出信号の間で切り替えると共に、第１差分検出信号生成回路Ａ１が第１差分検出信号を出力する場合に第２差分検出信号生成回路Ａ２が第２差分検出信号を出力し、第１差分検出信号生成回路Ａ１が第３差分検出信号を出力する場合に第２差分検出信号生成回路Ａ２が第４差分検出信号を出力するように、第２差分検出信号生成回路Ａ２の設定を切り替える。
【００４８】
より具体的には、本実施形態の切り替え回路Ｓｗは、図２に示すように、複数の入力切り替え用トランジスタを備えて構成されており、入力切り替え用トランジスタに制御線を介して入力される入力切り替え信号Ｓ１及びＳ２の設定により、第１差分検出信号生成回路Ａ１及び第２差分検出信号生成回路Ａ２の入力を切り替える。
【００４９】
例えば、図２において、第１差分検出回路６１では、入力切り替え信号Ｓ１が選択され、入力切り替え信号Ｓ２が非選択のときは、第１差分検出信号生成回路Ａ１に画素Ｅ１及び画素Ｅ２から出力される電気信号が、第２差分検出信号生成回路Ａ２に画素Ｅ３及び画素Ｅ４から出力される電気信号が夫々入力される。入力切り替え信号Ｓ２が選択され、入力切り替え信号Ｓ１が非選択のときは、第１差分検出信号生成回路Ａ１に画素Ｅ２及び画素Ｅ３から出力される電気信号が、第２差分検出信号生成回路Ａ２に画素Ｅ４及び画素Ｅ５から出力される電気信号が夫々入力される。
【００５０】
第２差分検出回路７０は、本実施形態では、入力された２つの電気信号の電圧の差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されている。本実施形態の第２差分検出回路７０は、テストモード時に、第３差分検出信号と第４差分検出信号の差分値を求め、第３差分検出信号と第４差分検出信号の差分値を示す第２判定信号を出力可能に構成されている。ここでは、第１差分検出回路６０の切り替え回路Ｓｗの設定により、第１判定信号または第２判定信号が出力される。
【００５１】
判定回路８０は、本実施形態では、入力された２つの信号の大小を比較するコンパレータを備えて構成されており、第１判定信号及び第２判定信号を判定基準値と比較して固体撮像素子部１０の良否判定を行う。判定基準値は、本実施形態では、電圧ＶＲであり、第２差分検出回路７０から出力される第１判定信号が電圧ＶＲより大きい場合、または、第２判定信号が電圧ＶＲより大きい場合に、リーク電流の発生を判定する。尚、本実施形態では、判定回路８０から出力される結果信号の論理和を結果として出力する。
【００５２】
ここで、図２（ｂ）は、リーク電流が発生している場合の判定回路８０の出力（電圧パルス）の一例を示している。具体的には、期間Ｔｒ１は、固体撮像素子部１０を構成する全画素Ｅに対するリーク検出の実行期間であり、期間Ｔｄ１においてリーク電流の発生を示すリーク検出パルスが出力されている。ＡＤ変換部４０は、タイミング発生回路３０で生成された動作タイミングに同期して、行単位でデジタルデータを出力することから、リーク検出パルスの発生タイミングを検証することで、リーク電流の発生した２つの隣接画素Ｅが配置されている行を特定することが可能である。尚、リーク検出パルスは、パルス幅が相当短くなる可能性が高いため、リーク電流の検出を行う場合には、パルス幅の短いパルスを良好に検出可能なテスタを用いることが望ましい。
【００５３】
続いて、本実施形態の本発明装置１Ａに対するリーク検査を実行するためのテスタ２００の構成について、図４を基に簡単に説明する。ここで、図４は、テスタ２００のリーク検査に係る部分の概略構成を示す概略ブロック図である。
【００５４】
テスタ２００は、本実施形態では、４つの本発明装置１を同時に測定可能に構成されており、本発明装置１に電源電圧を供給する電源供給回路、本発明装置１にクロック信号を供給するクロック信号供給回路２０１、本発明装置１の通常動作モード及びテストモードの設定を行う制御信号を出力するドライバ回路２０２、本発明装置１毎に設置され、本発明装置１Ｄ〜１Ｇからの出力を受け付ける判定結果取得回路２１１〜２１４を備えて構成されている。
【００５５】
次に、本実施形態における本発明方法の処理手順について図３を基に説明する。
【００５６】
本実施形態では、本発明装置１Ａの各種検査を行うテスタ２００において、先ず、単位画素グループＥＵにおいて、行方向に隣接配置された２つの画素Ｅから出力される電気信号の電圧差の夫々、及び、列方向に隣接配置された２つの画素Ｅから出力される電気信号の電圧差の夫々が、所定の判定用電圧差以上となる所定の波長分布を有する光信号を固体撮像素子部１０に与える（ステップ＃２０１、撮像工程）。
【００５７】
具体的には、本実施形態では、固体撮像素子部１０の単位画素グループＥＵが、図９（ｂ）に示すＲＧＢの３原色フィルタを用いて構成されているので、緑色を利用する。緑色の光学的データを与えた場合は、Ｇ（緑）の波長域に感度を有する画素ＥＧから出力される電気信号の電圧値が高くなり、Ｒ（赤）の波長域に感度を有する画素ＥＲ及びＢ（青）の波長域に感度を有する画素ＥＢから出力される電気信号の電圧値が低くなる。つまり、緑色の光学的データを与えることで、行方向及び列方向に隣接する隣接画素間の全てにおいて、電圧差を生じさせることが可能になる。
【００５８】
続いて、テスタ２００により、本発明装置１Ａをテストモードに設定する（ステップ＃２０２、テストモード設定工程）。本発明装置１Ａは、テストモードに設定されると、光学的データの撮像を行い（ステップ＃１０１）、リーク電流の発生の有無を判定し、その結果を出力する（ステップ＃１０２）。
【００５９】
ここで、本実施形態では、図２において、固体撮像素子部１０の画素Ｅ１及び画素Ｅ２の間、画素Ｅ３及び画素Ｅ４の間にリーク電流が発生していないとすると、画素Ｅ１と画素Ｅ２の電圧の差分値と画素Ｅ３と画素Ｅ４の電圧の差分値はほぼ等しくなるため、第１差分検出信号生成回路Ａ１から出力される第１差分検出信号の値と、第２差分検出信号生成回路Ａ２から出力される第２差分検出信号の値の差は、ほぼ０となる。これによって、第２差分検出回路７０の出力はほぼ０となる。
【００６０】
これに対し、画素Ｅ３及び画素Ｅ４の間にリーク電流が発生している場合、画素Ｅ３及び画素Ｅ４の電圧の差分値はほぼ０、または、リーク電流に応じて正常な電圧値より低下した値となるが、画素Ｅ１と画素Ｅ２の間には、一定の電圧差が生じている。これにより、第２差分検出回路７０に入力される画素Ｅ１と画素Ｅ２の差分値を示す第１差分検出信号の値と、画素Ｅ３と画素Ｅ４の差分値を示す第２差分検出信号の値には差が生じる。これによって、第２差分検出回路７０の出力は、一定の値となる。
【００６１】
即ち、リーク電流が発生していない場合は、第２差分検出回路７０の出力がほぼ０に、リーク電流が発生している場合は、第２差分検出回路７０の出力がリーク電流に応じた値になるため、判定基準値ＶＲを、ノイズマージン等を考慮して、リーク電流が発生しているときの第２差分検出回路７０の出力と、リーク電流が発生していないときの第２差分検出回路７０の出力の間に設定することで、リーク電流の発生の有無を判定することが可能になる。
【００６２】
テスタ２００は、本発明装置１Ａの判定回路８０から判定結果を取得する（ステップ＃２０３、判定結果取得工程）。ここでは、図２（ｂ）に示すリーク検出パルスが検出されたときに、本発明装置１の固体撮像素子部１０を不良であると判定する。
【００６３】
尚、本実施形態では、固体撮像素子部１０に緑色の光学的データを与えたが、これに限るものではない。例えば、図９（ｂ）に示すＲＧＢ３原色フィルタを用いた固体撮像素子部１０の場合は、紫色の光学的データを与えても良い。紫色の光学的データを与えた場合は、Ｒ（赤）の波長域に感度を有する画素ＥＲ及びＢ（青）の波長域に感度を有する画素ＥＢから出力される電気信号の電圧値が高くなり、Ｇ（緑）の波長域に感度を有する画素ＥＧから出力される電気信号の電圧値が低くなる。行方向及び列方向に隣接する隣接画素間の全てにおいて、電圧差を生じさせることが可能になる。
【００６４】
更に、本実施形態の本発明装置１は、図４に示すように、通常備えている電源端子Ｖｃｃ及びＧＮＤ、クロック入力端子ＣＬＫに加え、リーク検査のために、テストモードの設定を行うモード設定端子ＴＥＳＴと、リーク検査の判定結果を出力するための出力端子Ｓｄを備えて構成されている。本実施形態では、リーク検査のために利用する端子を２つに抑えることができるので、追加する端子数を少なくすることができ、テスタ２００において、本発明装置１の並行検査を実施し易くなる。尚、リーク検査のためのモード設定端子ＴＥＳＴと出力端子Ｓｄを、他の検査用の端子と兼用する構成にすれば、端子を追加することなく本発明装置１を構成することができる。
【００６５】
〈第２実施形態〉
本発明装置１及び本発明方法の第２実施形態について、図５及び図６を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１実施形態とは、リーク検出回路の構成が異なる場合について説明する。詳細には、上記第１実施形態では、固体撮像素子部１０から画素毎に出力される電気信号を用いてリーク電流の検出を行う場合について説明したが、本実施形態では、電気信号を変換した複数ビット構成のデジタルデータを用いてリーク電流の検出を行う場合について説明する。
【００６６】
先ず、本発明装置１Ｂの構成について図５及び図６を基に説明する。ここで、図５は、本実施形態の本発明装置１Ｂにおいて、リーク検出回路ＬＢとその周辺装置についての部分構成例を、図６は、本実施形態におけるリーク検出回路ＬＢの構成の具体例について示している。
【００６７】
図５に示すように、本発明装置１Ｂは、固体撮像素子部１０、垂直走査回路２０、タイミング発生回路３０、ＡＤ変換部４０、ラインメモリ５０、及び、リーク検出回路ＬＢを備えて構成されている。尚、固体撮像素子部１０、垂直走査回路２０、タイミング発生回路３０、ＡＤ変換部４０、ラインメモリ５０、及び、各端子の構成は、上記第１実施形態の構成と同じである。また、本実施形態の本発明装置１Ｂは、上記第１実施形態の場合と同様に、行単位で読み出し処理を行うように構成されている。
【００６８】
リーク検出回路ＬＢは、図６に示すように、複数ビット（例えば、１０ビット）構成のデジタルデータを保持する４つの単位格納領域Ｒ１〜Ｒ４を備えてなるシフトレジスタ９０と、固体撮像素子部１０の画素を行方向に順次選択し、選択された画素のデジタルデータをシフトレジスタ９０に対し順次入力するシフトレジスタ制御回路１００と、シフトレジスタ９０に格納されたデジタルデータ用いて第１差分検出信号を生成する第１差分検出信号生成回路Ｄ１及び第２差分検出信号を生成する第２差分検出信号生成回路Ｄ２を備える第１差分検出回路１１０と、テストモード時に、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を求め、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を示す第１判定信号を出力する第２差分検出回路１２０と、テストモード時に、第１判定信号を判定基準値ＤＲと比較して固体撮像素子部１０の良否判定を行う判定回路８０を備えて構成されている。
【００６９】
より具体的には、シフトレジスタ９０は、ＡＤ変換部４０において変換された画素毎のデジタルデータを、１デジタルデータ単位で格納可能な単位格納領域Ｒ１〜Ｒ４を備えて構成されている。更に、シフトレジスタ９０は、ラインメモリ５０の出力側に接続され、シフトレジスタ制御回路１００からの制御信号に同期して、シフト動作を行うと共に、ラインメモリ５０からのデジタルデータを受け付け、入力側の単位格納領域Ｒ４に記憶する。シフト動作では、単位格納領域Ｒ２のデジタルデータを単位格納領域Ｒ１に、単位格納領域Ｒ３のデジタルデータを単位格納領域Ｒ２に、単位格納領域Ｒ４のデジタルデータを単位格納領域Ｒ３にシフトさせる。
【００７０】
シフトレジスタ制御回路１００は、シフトレジスタ９０におけるラインメモリ５０から出力されるデジタルデータの受け付け、及び、シフト動作を制御するための制御信号を生成し、シフトレジスタ９０に対して出力する。
【００７１】
第１差分検出回路１１０は、本実施形態では、第１差分検出信号生成回路Ｄ１が、入力された２つのデジタルデータの差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、シフトレジスタ９０において単位格納領域Ｒ１に格納されたデジタルデータと、単位格納領域Ｒ１に隣接する単位格納領域Ｒ２に格納されたデジタルデータの差分値を求めて第１差分検出信号を生成する。また、第２差分検出信号生成回路Ｄ２が、入力された２つのデジタルデータの差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、単位格納領域Ｒ２に隣接する単位格納領域の内、単位格納領域Ｒ１とは反対側に隣接する単位格納領域Ｒ３に格納されたデジタルデータと、単位格納領域Ｒ３に隣接する単位格納領域の内、単位格納領域Ｒ２とは反対側に隣接する単位格納領域Ｒ４に格納されたデジタルデータの差分値を求めて第２差分検出信号を生成する。
【００７２】
第２差分検出回路１２０は、本実施形態では、入力された２つのデジタルデータの差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、テストモード時に、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を求め、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を示す第１判定信号を出力する。
【００７３】
判定回路８０は、本実施形態では、第２差分検出信号生成回路Ｄ２が、入力された２つのデジタルデータの大小を比較するコンパレータを備えて構成されており、第２差分検出回路１２０から出力された第１判定信号を、デジタルデータの判定基準値ＤＲと比較する。判定回路８０は、本実施形態では、第２差分検出回路１２０から出力される第１判定信号が判定基準値ＤＲより大きい場合に、リーク電流の発生を判定する。尚、判定基準値ＤＲは、固体撮像素子部１０の特性やノイズマージン等を考慮して適切に設定する。
【００７４】
ここで、図６（ｂ）は、リーク電流が発生している場合の判定回路８０の出力（電圧パルス）の一例を示している。具体的には、期間Ｔｒ２は、固体撮像素子部１０の１行分のデジタルデータに対するリーク検出の実行期間であり、期間Ｔｄ２においてリーク電流の発生を示すリーク検出パルスが出力されている。ラインメモリ５０は、タイミング発生回路３０で生成された動作タイミングに同期して、１行分のデジタルデータを画素単位で順に出力することから、リーク検出パルスの発生タイミングを検証することで、リーク電流の発生箇所を特定することが可能である。尚、リーク検出パルスは、パルス幅が相当短くなる可能性が高いため、上記第１実施形態と同様に、リーク電流の検出を行う場合には、パルス幅の短いパルスを良好に検出可能なテスタを用いることが望ましい。
【００７５】
次に、本実施形態におけるリーク検出回路ＬＢの動作について簡単に説明する。
【００７６】
尚、ここでは、ラインメモリ５０から、第１画素のデジタルデータ、第１画素に行方向に隣接する第２画素のデジタルデータ、第２画素に行方向に隣接する画素の内、第１画素とは反対側に隣接する第３画素のデジタルデータ、第３画素に行方向に隣接する画素の内、第２画素とは反対側に隣接する第４画素のデジタルデータ、第４画素に行方向に隣接する画素の内、第３画素とは反対側に隣接する第５画素のデジタルデータが、この順に出力される場合について説明する。この場合、単位格納領域Ｒ１に第１画素のデジタルデータが格納されているときは、単位格納領域Ｒ２に第２画素のデジタルデータが、単位格納領域Ｒ３に第３画素のデジタルデータが、単位格納領域Ｒ４に第４画素のデジタルデータが格納されることとなる。
【００７７】
リーク検出回路ＬＢは、第１差分検出回路１１０により、シフトレジスタ９０の単位格納領域Ｒ１のデジタルデータと単位格納領域Ｒ２のデジタルデータを比較することで、互いに行方向に隣接配置された第１画素と第２画素の間のリーク電流の有無を検出でき、単位格納領域Ｒ３のデジタルデータと単位格納領域Ｒ４のデジタルデータを比較することで、互いに行方向に隣接配置された第３画素と第４画素の間のリーク電流の有無を検出できる。
【００７８】
より詳細には、例えば、第１画素と第２画素の間、及び、第３画素と第４画素の間にリーク電流が発生していない場合、第１画素と第２画素の差分値と第３画素と第４画素の差分値はほぼ等しくなり、第２差分検出回路１２０の出力はほぼ０となる。これに対し、例えば、第３画素と第４画素の間にリーク電流が発生しているとすると、リーク電流の発生していない第１画素と第２画素の差分値は大きい値となるが、リーク電流の発生している第３画素及び第４画素の差分値はほぼ０、または、リーク電流に応じて正常な電圧値より低下した値となる。これを第２差分検出回路１２０で比較すると、第１画素と第２画素の差分値に応じた値、または、第１画素と第２画素の差分値とリーク電流に応じて正常な電圧値より低下した第３画素及び第４画素の差分値の差に応じた値が出力される。第２差分検出回路１２０の出力を判定基準値ＤＲと比較することにより、リーク電流の発生の有無を検出できる。
【００７９】
続いて、シフトレジスタ９０をシフト動作させると、単位格納領域Ｒ１に第２画素のデジタルデータが、単位格納領域Ｒ２に第３画素のデジタルデータが、単位格納領域Ｒ３に第４画素のデジタルデータが、単位格納領域Ｒ４に第５画素のデジタルデータが格納されることとなる。このとき、リーク検出回路ＬＢは、第１差分検出回路１１０により、シフトレジスタ９０の単位格納領域Ｒ１のデジタルデータと単位格納領域Ｒ２のデジタルデータを比較することで、互いに行方向に隣接配置された第２画素と第３画素の間のリーク電流の有無を検出でき、単位格納領域Ｒ３のデジタルデータと単位格納領域Ｒ４のデジタルデータを比較することで、互いに行方向に隣接配置された第４画素と第５画素の間のリーク電流の有無を検出できる。
【００８０】
同様にして、ラインメモリ５０からデジタルデータが出力される毎に、シフト動作と、リーク検出動作を繰り返し実行することで、行方向に隣接する全ての隣接画素間におけるリーク電流の検出が可能になる。
【００８１】
尚、本実施形態では、シフトレジスタ９０が４つの単位格納領域Ｒ１〜Ｒ４を備える場合について説明したが、これに限るものではなく、単位格納領域の数は４以上であれば良い。また、複数のシフトレジスタ９０を互いに接続して、実質的に単位格納領域の数が４以上のシフトレジスタ９０として動作するように構成する等しても良い。
【００８２】
〈第３実施形態〉
本発明装置１及び本発明方法の第３実施形態について、図７及び図８を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１及び第２実施形態とは、リーク検出回路の構成が異なる場合について説明する。詳細には、上記第１及び第２実施形態では、行方向に隣接する隣接画素間のリーク電流の検出を行う場合について説明したが、本実施形態では、列方向に隣接する隣接画素間のリーク電流の検出を行う場合について説明する。
【００８３】
先ず、本発明装置１Ｃの構成について図７及び図８を基に説明する。ここで、図７は、本実施形態の本発明装置１Ｃにおいて、リーク検出回路ＬＣとその周辺装置についての部分構成例を、図８は、本実施形態におけるリーク検出回路ＬＣの構成の具体例について示している。
【００８４】
図７に示すように、本発明装置１Ｃは、固体撮像素子部１０、垂直走査回路２０、タイミング発生回路３０、ＡＤ変換部４０、及び、リーク検出回路ＬＣを備えて構成されている。尚、固体撮像素子部１０、垂直走査回路２０、タイミング発生回路３０、ＡＤ変換部４０、及び、各端子の構成は、上記第１及び第２実施形態の構成と同じである。また、本実施形態の本発明装置１Ｃは、上記第１及び第２実施形態の場合と同様に、行単位で読み出し処理を行うように構成されている。
【００８５】
リーク検出回路ＬＣは、図８に示すように、固体撮像素子部１０の一行分の画素のデジタルデータを格納可能な４つのラインメモリ５１〜５４と、ラインメモリ５１〜５４のシフト動作等の制御を行うラインメモリ制御回路１５０と、第５差分検出信号を生成する第３差分検出信号生成回路Ｄ３、及び、第６差分検出信号を生成する第４差分検出信号生成回路Ｄ４を備えて構成される第３差分検出回路１３０と、第５差分検出信号と第６差分検出信号の差分値を求め、第５差分検出信号と第６差分検出信号の差分値を示す第３判定信号を出力する第４差分検出回路１４０と、第３判定信号を判定基準値ＤＲＬと比較した結果を用いて固体撮像素子部１０の良否判定を行う判定回路８０を備えて構成されている。
【００８６】
ラインメモリ５１〜５４は、全て同じ構成であり、１つのデジタルデータを記憶可能な単位記憶領域を同一行に配置された画素数ｋ（ｋ＝２ｎ）分備えて構成されている。また、ラインメモリ５１〜５４は、ラインメモリ制御回路１５０からの制御信号に基づいて、ラインメモリ５２に記憶したデジタルデータをラインメモリ５１に、ラインメモリ５３に記憶したデジタルデータをラインメモリ５２に、ラインメモリ５４に記憶したデジタルデータをラインメモリ５３にシフトさせるシフト動作を実行可能に構成されている。更に、ラインメモリ５４は、ＡＤ変換部４０と接続され、ＡＤ変換部４０から行単位でデジタルデータを受け付け可能に構成されている。
【００８７】
ラインメモリ制御回路１５０は、ラインメモリ５１〜５４の間のシフト動作、ＡＤ変換部４０からのデジタルデータの受け付け及びラインメモリ５４への記憶を制御する。より詳細には、ラインメモリ制御回路１５０は、テストモード時に、固体撮像素子部１０の所定の第１選択行に配置された全ての画素夫々についてのデジタルデータを、ラインメモリ５１に格納し、第１選択行に隣接する第２選択行に配置された全ての画素夫々についてのデジタルデータを、ラインメモリ５２に格納し、第２選択行に隣接する行の内、第１選択行とは反対側に隣接する第３選択行に配置された全ての画素夫々についてのデジタルデータを、ラインメモリ５３に格納し、第３選択行に隣接する行の内、第２選択行とは反対側に隣接する第４選択行に配置された全ての画素夫々についてのデジタルデータを、ラインメモリ５４に格納する。
【００８８】
第３差分検出回路１３０は、テストモード時に、ラインメモリ５１に記憶されたデジタルデータと、ラインメモリ５２に記憶されたデジタルデータの差分値を求め、差分値を示す第５差分検出信号を出力する第３差分検出信号生成回路Ｄ３と、ラインメモリ５３に記憶されたデジタルデータと、ラインメモリ５４に記憶されたデジタルデータの差分値を求め、差分値を示す第６差分検出信号を出力する第４差分検出信号生成回路Ｄ４を備えて構成されている。
【００８９】
また、第３差分検出回路１３０は、本実施形態では、第３差分検出信号生成回路Ｄ３及び第４差分検出信号生成回路Ｄ４が、入力された２つのデジタルデータの差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、本発明装置１の列毎に設置されている。また、本実施形態では、第４差分検出信号生成回路Ｄ４が、入力された２つのデジタルデータの差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、本発明装置１の列毎に設置されている。
【００９０】
第４差分検出回路１４０は、入力された２つのデジタルデータの差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、本発明装置１の列毎に設置されている。第４差分検出回路１４０は、テストモード時に、第３差分検出信号生成回路Ｄ３から出力される第５差分検出信号と第４差分検出信号生成回路Ｄ４から出力される第６差分検出信号の差分値を求め、第５差分検出信号と第６差分検出信号の差分値を示す第３判定信号を出力する。
【００９１】
判定回路８０は、上記第２実施形態と同様に、入力された２つの信号の大小を比較するコンパレータを備えて構成されている。判定回路８０は、本実施形態では、第４差分検出回路１４０から出力される第３判定信号が、判定基準値ＤＲＬより大きい場合にリーク電流の発生を判定する。尚、判定基準値ＤＲＬは、固体撮像素子部１０の特性やノイズマージン等を考慮して適切に設定する。また、本実施形態では、判定回路８０から出力される結果信号の論理和を結果として出力する。
【００９２】
ここで、図８（ｂ）は、リーク電流が発生している場合の判定回路８０の出力（電圧パルス）の一例を示している。具体的には、期間Ｔｒ３は、固体撮像素子部１０を構成する全画素に対するリーク検出の実行期間であり、期間Ｔｄ３においてリーク電流が発生していることを示すリーク検出パルスが出力されている。本実施形態のラインメモリ５１〜５４は、タイミング発生回路３０で生成された動作タイミングに同期して行単位でシフト動作を行うことから、リーク検出パルスの発生タイミングを検証することで、リーク電流の発生した２つの隣接画素が配置されている行を特定することが可能である。尚、リーク検出パルスは、パルス幅が相当短くなる可能性が高いため、上記第１及び第２実施形態と同様に、リーク電流の検出を行う場合には、パルス幅の短いパルスを良好に検出可能なテスタを用いることが望ましい。
【００９３】
〈別実施形態〉
〈１〉上記第１〜第３実施形態では、固体撮像素子部１０において、ＲＧＢ３原色フィルタを用い、ベイヤ配列に従って３種類の画素が配置されている場合について説明したが、これに限るものではない。
【００９４】
例えば、単位画素グループＥＵが、Ｒ（赤）の波長域に感度を有する画素ＥＲ、または、Ｂ（青）の波長域に感度を有する画素ＥＢを２つ備える構成にしても良い。画素ＥＲを２つ備える場合には、２つの画素ＥＲを図９（ｂ）における画素ＥＧの位置に、画素ＥＢを２つ備える場合には、２つの画素ＥＢを図９（ｂ）における画素ＥＧの位置に配置する。また、例えば、図９（ｃ）に示すように、Ｃ（シアン）Ｍ（マゼンタ）Ｙ（イエロー）Ｇ（緑）の４色の補色フィルタを用いても良い。
【００９５】
固体撮像素子部１０の構成は、テストモード時の撮像工程において、行方向に隣接配置された２つの画素から出力される電気信号の電圧差の夫々、及び、列方向に隣接配置された２つの画素から出力される電気信号の電圧差の夫々が、判定用電圧差以上となる波長分布を有する光信号を与えることができる構成であれば良い。
【００９６】
尚、上述したように、図９（ｂ）とは異なる配列のＲＧＢ３原色フィルタや、ＲＧＢ３原色フィルタ以外のカラーフィルタを利用する場合には、単位画素グループＥＵの構成に応じて、固体撮像素子部１０に与える光学的データ（光信号）を設定する。具体的には、固体撮像素子部１０において、行方向に隣接配置された２つの画素から出力される電気信号の電圧差の夫々、及び、列方向に隣接配置された２つの画素から出力される電気信号の電圧差の夫々が、所定の判定用電圧差以上となるように光信号を設定する。
【００９７】
〈２〉上記第１〜第３実施形態では、第１差分検出回路及び第２差分検出回路を構成する差動増幅回路は、入力される２つの電気信号の電圧差の絶対値を出力するものを用いたが、これに限るものではない。尚、上記別実施形態で説明したように、固体撮像素子部１０と差動増幅回路の接続関係や、固体撮像素子部１０に与える光学的データの種類によっては、入力される２つの電気信号の電圧差が正負どちらの値も取り得るため、差同増幅回路は、絶対値を出力するものが望ましいが、差同増幅回路の出力を絶対値にする回路を設けるように構成しても良い。
【００９８】
〈３〉上記第１及び第２実施形態では、行方向に隣接する隣接画素間のリーク電流の検出を行う場合について、上記第３実施形態では、列方向に隣接する隣接画素間のリーク電流の検出を行う場合について説明したが、上記第３実施形態の各構成と、上記第１または第２実施形態の各構成を組み合わせて、行方向に隣接する隣接画素間のリーク電流の検出と、列方向に隣接する隣接画素間のリーク電流の検出を同時に実行できるように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の第１実施形態における部分構成例を示す概略部分ブロック図
【図２】本発明に係る固体撮像装置の第１実施形態における部分構成例を示す概略部分ブロック図
【図３】本発明に係る固体撮像装置の検査方法の処理手順を示すフローチャート
【図４】テスタの概略構成例を示す概略部分ブロック図
【図５】本発明に係る固体撮像装置の第２実施形態における部分構成例を示す概略部分ブロック図
【図６】本発明に係る固体撮像装置の第２実施形態における部分構成例を示す概略部分ブロック図
【図７】本発明に係る固体撮像装置の第３実施形態における部分構成例を示す概略部分ブロック図
【図８】本発明に係る固体撮像装置の第３実施形態における部分構成例を示す概略部分ブロック図
【図９】従来技術に係る固体撮像装置の一構成例を示す概略部分ブロック図
【符号の説明】
【０１００】
１ 本発明に係る固体撮像装置
１Ａ 本発明に係る固体撮像装置
１Ｂ 本発明に係る固体撮像装置
１Ｃ 本発明に係る固体撮像装置
１０ 固体撮像素子部
２０ 垂直走査回路
３０ タイミング発生回路
４０ ＡＤ変換部
５０ ラインメモリ
５１ ラインメモリ
５２ ラインメモリ
５３ ラインメモリ
５４ ラインメモリ
６０ 第１差分検出回路
７０ 第２差分検出回路
８０ 判定回路
９０ シフトレジスタ
１００ シフトレジスタ制御回路
１１０ 第１差分検出回路
１２０ 第２差分検出回路
１３０ 第３差分検出回路
１４０ 第４差分検出回路
１５０ ラインメモリ制御回路
２００ テスタ
２０１ クロック信号供給回路
２０２ ドライバ回路
２１０ 判定結果取得回路
２１１ 判定結果取得回路
２１２ 判定結果取得回路
２１３ 判定結果取得回路
２１４ 判定結果取得回路
３００ 従来技術に係る固体撮像装置
ＬＡ リーク検出回路
ＬＢ リーク検出回路
ＬＣ リーク検出回路
ＥＵ 単位画素グループ
Ｅ 画素
ＡＤＣ ＡＤ変換回路
Ａ１ 第１差分検出信号生成回路
Ａ２ 第２差分検出信号生成回路
Ｄ１ 第１差分検出信号生成回路
Ｄ２ 第２差分検出信号生成回路
Ｄ３ 第３差分検出信号生成回路
Ｄ４ 第４差分検出信号生成回路
Ｓｗ 切り替え回路
Ｒ１ 第１単位格納領域
Ｒ２ 第２単位格納領域
Ｒ３ 第３単位格納領域
Ｒ４ 第４単位格納領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置及びその検査方法、特に、３種類または４種類の光電変換画素を備える２行２列の単位画素グループを、行方向及び列方向にマトリクス状に配列してなる固体撮像素子部を備える固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサ等、光信号を画素毎に電気信号に変換する固体撮像素子部を備える固体撮像装置では、一般的に、カラーフィルタを用いてカラー画像データを生成している。具体的には、例えば、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３原色フィルタや、Ｃ（シアン）Ｍ（マゼンタ）Ｙ（イエロー）Ｇ（緑）４色のフィルタを用いている。特に、３原色フィルタの場合は、一般的に、ベイヤ（Ｂａｙｅｒ）配列に従ってカラーフィルタを配置している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の一般的な固体撮像装置の構成について、図９を基に簡単に説明する。ここで、図９は、従来の一般的な固体撮像装置の一構成例を示す概略部分ブロック図であり、固体撮像装置３００の撮像動作に係る構成を部分的に示している。
【０００４】
図９に示すように、従来技術に係る固体撮像装置３００は、異なる波長域に感度を有する３種類または４種類の光電変換画素を備える２行２列の単位画素グループＥＵを、行方向及び列方向にマトリクス状に配列してなる固体撮像素子部１０、撮像動作により光電変換画素Ｅに蓄積された電荷の読み出し処理を行う行を選択する垂直走査回路２０、垂直走査回路２０及びラインメモリ５０の動作タイミングを生成するタイミング発生回路３０、固体撮像素子部１０から画素毎に出力される電気信号をデジタルデータに変換する変換回路ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を、固体撮像素子部１０の列毎に備えてなるＡＤ変換部４０、及び、ＡＤ変換部４０で変換された画素毎のデジタルデータを該デジタルデータ単位で記憶可能な単位記憶領域を固体撮像素子部１０の列毎に備えて構成され、ＡＤ変換部４０から受け付けたデジタルデータを該デジタルデータ単位で出力するラインメモリ５０を備えて構成されている。
【０００５】
尚、図９に示す固体撮像装置３００は、ここでは、行単位で読み出し処理を行うように構成されており、垂直走査回路２０により、読み出し処理の対象となる行が順次選択される。ＡＤ変換部４０は、垂直走査回路２０によって選択された行に配置されている画素から出力される電気信号をデジタルデータに変換する。
【０００６】
より具体的には、ここでの固体撮像素子部１０は、図９に示すように、ｍ×ｎ個の単位画素グループＥＵを備えて構成されている。ここで、図９（ｂ）は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３種類の画素を用いて構成された単位画素グループＥＵにおける各画素の配置例を示している。図９（ｂ）に示す単位画素グループＥＵは、Ｇ（緑）の波長域に感度を有する画素ＥＧ１、ＥＧ２、Ｒ（赤）の波長域に感度を有する画素ＥＲ、Ｂ（青）の波長域に感度を有する画素ＥＢが、ベイヤ（Ｂａｙｅｒ）配列に従って配置されている。即ち、図９（ｂ）に示すように、画素ＥＧ１に列方向及び行方向に隣接して画素ＥＲ及び画素ＥＢが配置され、画素ＥＧ１と斜め方向に隣接して画素ＥＧ２が配置されている。
【０００７】
光電変換画素Ｅは、図９（ａ）に示すように、入射光を光電変換するフォトダイオード、フォトダイオードから出力される電気信号（電荷）を増幅する増幅回路、増幅回路から出力される電気信号の出力可否を制御する出力制御用トランジスタを備えて構成され、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３原色フィルタにより、感度を有する波長域が設定される。また、同一行に配置されている画素夫々の出力制御用トランジスタの制御ゲートを互いに接続して行選択線を構成し、同一列に配置されている出力制御用トランジスタのドレインを互いに接続して、電気信号をＡＤ変換部４０に出力するためのカラム線を構成している。これにより、垂直走査回路２０によって選択された行に配置された画素の電気信号のみがＡＤ変換部４０の変換回路ＡＤＣに出力される。
【０００８】
ところで、従来の固体撮像装置３００では、固体撮像素子部１０の良否判定のために、例えば、固体撮像素子部１０のテストモード時に、固体撮像素子部１０に対し白色光を基準とする光学的データ若しくはモノクロパターンの光学的データを与え、固体撮像素子部１０から画素毎に出力される電気信号から得られる被検査画像データを読み出し、被検査画像データに対する検査を実施している。
【０００９】
固体撮像装置の固体撮像素子部の良否判定に係る技術として、例えば、隣接画素間にリーク電流が発生しているか否かを検出するために、検査対象の固体撮像素子部の画素に対し直接電荷を注入し、固体撮像素子部から被検査画像データを読み出す固体撮像装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
この固体撮像装置では、固体撮像素子部に光学的データを与える撮像動作に代えて、撮像動作より短い時間で実行可能な固体撮像素子部の各画素への直接的な電荷注入を実行するので、被検査画像データの取得に係る時間を短縮できる。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１７７９９４号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
固体撮像装置の製造工程中の検査工程では、固体撮像素子部において、行方向または列方向に隣接する隣接画素間にリーク電流が発生しているか否かを判定し、リーク電流が発生している場合には、不良であると判定する。リーク電流の発生の有無は、隣接画素間の電圧差を求め解析することで検出可能になる。
【００１３】
しかしながら、図９に示す従来の固体撮像装置３００における固体撮像素子部１０の良否判定は、上述したように、一般的に、テスタが、固体撮像装置３００に白色光を基準とする光学的データ等を撮像させて被検査画像データを取得し、取得した被検査画像データに対し画像処理等を実施して隣接画素間の電圧差（輝度の差）等を求めることにより、良否判定を実行している。固体撮像素子部１０に白色光を基準とする光学的データを与えても、行方向または列方向に互いに隣接する隣接画素間で電圧差が生じ難く、被検査画像データの輝度値（電圧レベル）に差が生じ難いため、従来の白色光を基準とする光学的データを与える良否判定では、隣接画素間のリーク電流を判定することが困難となっている。
【００１４】
これに対し、上記特許文献２に記載の固体撮像装置では、各画素に直接電荷を注入する構成であるため、隣接画素間に電圧差を生じさせることが可能であるが、電荷注入量を画素毎に制御する必要があり、制御手順が複雑になる。更に、各画素に直接電荷を注入可能にするための専用の電荷注入回路を構築するために、固体撮像装置の設計にかかる手間が増大する。
【００１５】
更に、図９に示す従来技術に係る固体撮像装置３００、及び、上記特許文献２に記載の固体撮像装置では、テスタ側において、ソフトウェア処理により、リーク電流の発生の有無を検査する。具体的には、例えば、テスタにおいて、固体撮像装置から固体撮像素子部の各画素の電圧レベルを判定可能な被検査画像データを取得し、取得した被検査画像データに対し、画像処理等を実行してリーク電流の発生の有無を判定する。このため、従来の固体撮像素子部の良否判定は、特に、固体撮像素子部の画素数が多い場合には、テスタに相当の負荷がかかる。
【００１６】
尚、特に、近年、画質向上等のために固体撮像素子部の画素数が増加する傾向にあり、例えば、携帯電話用の固体撮像装置では、当初は３０万画素程度の固体撮像素子部を用いられていたのに対し、近年では、５００万画素以上の固体撮像素子部が用いられている。このため、テスタにおいて、隣接画素間の電圧レベルの差の算出時間が飛躍的に増大し、テスタ側の負荷が更に増加する虞がある。
【００１７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、行方向及び列方向に隣接する隣接画素間のリーク電流を簡単な構成で高精度に検出可能な固体撮像装置を提供する点にある。また、行方向及び列方向に隣接する隣接画素間のリーク電流を簡単な構成で高精度に検出可能な固体撮像装置の検査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための本発明に係る固体撮像装置は、異なる波長域に感度を有する３種類または４種類の光電変換画素を備える２行２列の単位画素グループを、行方向及び列方向にマトリクス状に配列してなる固体撮像素子部を備え、前記単位画素グループが、３種類の前記画素を備える場合に、第１種類の前記画素に列方向及び行方向に隣接して第２種類及び第３種類の前記画素を配置し、前記第１種類の前記画素と斜め方向に隣接して前記第１種類の前記画素を配置してなる固体撮像装置であって、テストモード時に、前記固体撮像素子部の所定の第１画素から出力される電気信号と、前記第１画素に行方向に隣接する第２画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す第１差分検出信号を出力する第１差分検出信号生成回路と、前記第２画素に行方向に隣接する前記画素の内、前記第１画素とは反対側に隣接する第３画素から出力される電気信号と、前記第３画素に行方向に隣接する前記画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す第２差分検出信号を出力する第２差分検出信号生成回路を備えて構成される第１差分検出回路と、前記テストモード時に、前記第１差分検出信号と前記第２差分検出信号の差分値を求め、前記第１差分検出信号と前記第２差分検出信号の差分値を示す第１判定信号を出力する第２差分検出回路と、前記テストモード時に、前記第１判定信号を所定の判定基準値と比較して前記固体撮像素子部の良否判定を行う判定回路と、を備えることを第１の特徴とする。
【００１９】
上記特徴の本発明に係る固体撮像装置は、前記第１差分検出信号生成回路が、前記第２画素から出力される電気信号と、前記第３画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す第３差分検出信号を出力可能に構成され、前記第２差分検出信号生成回路が、前記第３画素から出力される電気信号と、前記第３画素に行方向に隣接する前記画素の内、前記第２画素とは反対側に隣接する第４画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す信号を前記第２差分検出信号として出力し、前記第４画素から出力される電気信号と、前記第４画素に行方向に隣接する画素の内、前記第３画素とは反対側に隣接する第５画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す前記第４差分検出信号を出力可能に構成され、前記第１差分検出回路が、前記テストモード時に、前記第１差分検出信号生成回路の出力を前記第１差分検出信号と前記第３差分検出信号の間で切り替えると共に、前記第１差分検出信号生成回路が前記第１差分検出信号を出力する場合に前記第２差分検出信号生成回路が前記第２差分検出信号を出力し、前記第１差分検出信号生成回路が前記第３差分検出信号を出力する場合に前記第２差分検出信号生成回路が前記第４差分検出信号を出力するように、前記第２差分検出信号生成回路の設定を切り替える切り替え回路を備え、前記第２差分検出回路が、前記テストモード時に、前記第３差分検出信号と前記第４差分検出信号の差分値を求め、前記第３差分検出信号と前記第４差分検出信号の差分値を示す第２判定信号を出力可能に構成され、前記判定回路が、前記第１判定信号及び前記第２判定信号を前記判定基準値と比較して前記固体撮像素子部の良否判定を行うことを第２の特徴とする。
【００２０】
上記第１の特徴の本発明に係る固体撮像装置は、前記固体撮像素子部から前記画素毎に出力される電気信号をデジタルデータに変換する変換回路を、前記固体撮像素子部の列毎に備えてなるＡＤ変換部と、前記デジタルデータを保持する単位格納領域を４以上備えてなるシフトレジスタと、前記固体撮像素子部の前記画素を行方向に順次選択し、選択された前記画素の前記デジタルデータを前記シフトレジスタに対し順次入力するシフトレジスタ制御回路と、を備え、前記第１差分検出信号生成回路が、前記シフトレジスタにおいて所定の第１単位格納領域に格納された前記デジタルデータと、前記第１単位格納領域に隣接する第２単位格納領域に格納された前記デジタルデータの差分値を求めて前記第１差分検出信号を生成し、前記第２差分検出信号生成回路が、前記第２単位格納領域に隣接する前記単位格納領域の内、前記第１単位格納領域とは反対側に隣接する第３単位格納領域に格納された前記デジタルデータと、前記第３単位格納領域に隣接する前記単位格納領域の内、前記第２単位格納領域とは反対側に隣接する第４単位格納領域に格納された前記デジタルデータの差分値を求めて前記第２差分検出信号を生成することを第３の特徴とする。
【００２１】
上記第１の特徴の本発明に係る固体撮像装置は、前記固体撮像素子部から前記画素毎に出力される電気信号をデジタルデータに変換する変換回路を、前記固体撮像素子部の列毎に備えてなるＡＤ変換部と、前記固体撮像素子部の一行分の前記画素の前記デジタルデータを格納可能な４つのラインメモリと、前記テストモード時に、前記固体撮像素子部の所定の第１選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の第１ラインメモリに格納し、前記第１選択行に隣接する第２選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の第２ラインメモリに格納し、前記第２選択行に隣接する行の内、前記第１選択行とは反対側に隣接する第３選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の前記第３ラインメモリに格納し、前記第３選択行に隣接する行の内、前記第２選択行とは反対側に隣接する第４選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の前記第４ラインメモリに格納するラインメモリ制御回路と、前記テストモード時に、前記第１ラインメモリに記憶された前記デジタルデータと、前記第２ラインメモリに記憶された前記デジタルデータの差分値を求め、前記差分値を示す第５差分検出信号を出力する第３差分検出信号生成回路と、前記第３ラインメモリに記憶された前記デジタルデータと、前記第４ラインメモリに記憶された前記デジタルデータの差分値を求め、前記差分値を示す第６差分検出信号を出力する第４差分検出信号生成回路を備えて構成される第３差分検出回路と、前記テストモード時に、前記第５差分検出信号と前記第６差分検出信号の差分値を求め、前記第５差分検出信号と前記第６差分検出信号の差分値を示す第３判定信号を出力する第４差分検出回路と、前記判定回路が、前記第３判定信号を前記判定基準値と比較した結果を用いて前記固体撮像素子部の良否判定を行うことを第４の特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するための本発明に係る固体撮像装置の検査方法は、上記何れかの特徴の固体撮像装置において、前記固体撮像素子部の良否判定を行うための検査方法であって、前記テストモード時に、前記単位画素グループにおいて、行方向に隣接配置された２つの前記画素から出力される電気信号の電圧差の夫々、及び、列方向に隣接配置された２つの前記画素から出力される電気信号の電圧差の夫々が、所定の判定用電圧差以上となる所定の波長分布を有する光信号を前記固体撮像素子部に与える撮像工程と、前記固体撮像装置を前記テストモードに設定するテストモード設定工程と、前記テストモード時に、前記固体撮像装置の前記判定回路から判定結果を取得する判定結果取得工程と、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
上記特徴の固体撮像装置によれば、テストモード時に、第１差分検出回路により第１画素と第２画素の電圧の差分値と第３画素とその隣接画素の電圧の差分値を求め、第２差分検出回路により２つの差分値を比較するように構成したので、正常時は２つの差分値の差が小さく、第１画素と第２画素の間または第３画素とその隣接画素の間でリーク電流が発生した場合は、２つの差分値の差が大きくなることを利用して、固体撮像素子部の隣接画素間のリーク電流を簡単な構成で高精度に検出することが可能になる。
【００２４】
また、上記特徴の固体撮像装置によれば、固体撮像装置側でリーク電流の検出を行うので、リーク電流の検出のために、テスタにおいて被検査画像データに対する画像処理等を行う必要がなくなり、テスタの負荷を低減することが可能になる。
【００２５】
ところで、一般的に、固体撮像装置では、シェーディング等の影響により、仮に固体撮像素子部に完全に一様な光学的データを与えたとしても、固体撮像素子部から出力される被検査画像データの輝度値等にバラツキが生じる。より具体的には、シェーディングの影響により、被検査画像データの輝度値は、中央部ほど高く周辺部に向かうほど低くなる。つまり、正常な隣接画素間の電圧差が中央部ほど大きく周辺部に向かうほど小さくなるため、中央部における正常な隣接画素間の電圧差と周辺部における正常な隣接画素間の電圧差は、正常な隣接画素同士であっても相当値が異なると考えられる。従って、隣接画素間の電圧差を特定の基準値と比較する場合は、誤判定を防止するために、シェーディングの影響を別途取り除く必要が生じる。
【００２６】
尚、固体撮像素子部がシェーディングの影響を受ける場合でも、比較的近い位置に配置されている画素については、シェーディングの影響の程度が同程度であると考えられる。従って、上記特徴の固体撮像装置の如く、第１画素と第２画素の電圧の差分値と、第２画素に隣接する第３画素とその隣接画素の電圧の差分値を求め、これらを比較する構成、即ち、シェーディングの影響の程度が同程度であると考えられる画素の差分値を求めて比較して、相対的な評価を行う構成とすることで、シェーディングの影響の程度に拘わらず、シェーディングの影響を取り除く処理を実施する必要なく、簡単な構成で、正確にリーク電流の発生の有無の判定を行うことが可能になる。
【００２７】
同様に、他のノイズ等の影響についても、比較的近い位置に配置される画素については、その影響が同程度である（画素の特性差が小さい）可能性が高いと考えられる。従って、上記特徴の固体撮像装置によれば、簡単な構成で、ノイズ等の影響に拘わらず、正確にリーク電流の発生の有無の判定を行うことが可能になる。
【００２８】
上記第２の特徴の固体撮像装置によれば、切り替え回路により、第１差分検出回路の出力を、第１画素と第２画素の電圧差を示す第１差分検出信号及び第３画素と第４画素の電圧差を示す第２差分検出信号から、第２画素と第３画素の電圧差を示す第３差分検出信号及び第４画素と第５画素の電圧差を示す第４差分検出信号に切り替えるように構成したので、装置構成を複雑化することなく、小規模な回路の追加のみで、行方向の全ての隣接画素間のリーク電流を検出することが可能になる。
【００２９】
上記第３の特徴の固体撮像装置によれば、４つ以上の画素のデジタルデータを保持するシフトレジスタを備え、固体撮像素子部の画素を行方向に順次選択し、選択された画素のデジタルデータをシフトレジスタに対し順次入力し、シフトレジスタに格納された４つの画素のデジタルデータからリーク電流の検出を行うように構成したので、リーク電流の検出のために設ける専用の回路の規模を小さく抑えることができ、チップ面積の増大を抑えることが可能になる。
【００３０】
また、上記第３の特徴の固体撮像装置によれば、デジタルデータをシフトレジスタに格納し、固体撮像素子部の画素を行方向に順次選択し、選択された画素のデジタルデータをシフトレジスタに対し順次入力するように構成したので、デジタルデータの値を順次シフトさせるだけで、切り替え回路を構築しなくても、全ての隣接画素間のリーク電流の検出を容易に行うことが可能になる。
【００３１】
上記第４の特徴の固体撮像装置によれば、４つのラインメモリを設け、１つのラインメモリに１行分の画素のデジタルデータの値を記憶するように構成したので、行方向だけでなく列方向についても、リーク電流を簡単な構成で高精度に検出することが可能になる。
【００３２】
上記第５の特徴の固体撮像装置によれば、テストモード時に、単位画素グループにおいて、行方向に隣接配置された２つの画素から出力される電気信号の電圧差の夫々、及び、列方向に隣接配置された２つの画素から出力される電気信号の電圧差の夫々が、所定の判定用電圧差以上となる所定の波長分布を有する光信号を固体撮像素子部に与えるように構成したので、全ての正常な隣接画素間で電圧差を生じさせることが可能になる。
【００３３】
より具体的には、例えば、図９（ｂ）に示すＲＧＢ３原色フィルタを用いた固体撮像装置では、テストモード時に、例えば、緑色の光を固体撮像素子部に与えると、正常な隣接画素間では、画素ＥＧ１、ＥＧ２から出力される電気信号の電圧値が大きく、画素ＥＲ、ＥＢから出力される電気信号の電圧値が小さくなる。また、例えば、紫色（赤色＋青色）の光を固体撮像素子部に与えると、正常な隣接画素間では、画素ＥＧ１、ＥＧ２から出力される電気信号の電圧値が小さく、画素ＥＲ、ＥＢから出力される電気信号の電圧値が大きくなる。これによって、行方向または列方向に隣接する全ての正常な隣接画素間で電圧差を生じさせることが可能になり、リーク電流の検出のための撮像工程を１回に抑えることができるので、検査時間の増大を効果的に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明に係る固体撮像装置（以下、適宜「本発明装置」と略称する）及び固体撮像装置の検査方法（以下、適宜「本発明方法」と略称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
〈第１実施形態〉
本発明装置及び本発明方法の第１実施形態について、図１〜図４を基に説明する。
【００３６】
先ず、本発明装置１の構成について図１及び図２を基に説明する。ここで、図１は、本実施形態の本発明装置１Ａにおいて、リーク検出回路ＬＡとその周辺装置についての部分構成例を、図２は、本実施形態におけるリーク検出回路ＬＡの構成の具体例について示している。
【００３７】
図１に示すように、本発明装置１Ａは、固体撮像素子部１０、垂直走査回路２０、タイミング発生回路３０、ＡＤ変換部４０、ラインメモリ５０、及び、リーク検出回路ＬＡを備えて構成されている。尚、垂直走査回路２０、タイミング発生回路３０、ＡＤ変換部４０、及び、ラインメモリ５０の構成は、従来技術と同じである。更に、本発明装置１Ａは、通常備えている電源端子Ｖｃｃ及びＧＮＤ、クロック入力端子ＣＬＫに加え、リーク検査のために、テストモードの設定を行うモード設定端子（図示せず、図４のＴＥＳＴ端子に相当）と、リーク検査の判定結果を出力するための出力端子Ｓｄを備えて構成されている。また、本実施形態の本発明装置１Ａは、図９に示す従来技術に係る固体撮像装置３００の場合と同様に、行単位で固体撮像素子部１０の画素毎に出力される電気信号の読み出し処理を行うように構成されており、垂直走査回路２０により、読み出し処理の対象となる行が順次選択される。
【００３８】
固体撮像素子部１０は、本実施形態では、図１及び図２に示すように、異なる波長域に感度を有する３種類または４種類の光電変換画素Ｅを備える２行２列の単位画素グループＥＵを、行方向及び列方向にマトリクス状に配列して構成されている。本実施形態では、固体撮像素子部１０は、ｍ×ｎ個の単位画素グループＥＵを備えて構成されている。単位画素グループＥＵは、本実施形態では、３種類の画素Ｅを備え、第１種類の画素Ｅに列方向及び行方向に隣接して第２種類及び第３種類の画素Ｅを配置し、第１種類の画素Ｅと斜め方向に隣接して第１種類の画素Ｅを配置して構成されている。
【００３９】
より詳細には、本実施形態の単位画素グループＥＵは、従来技術の場合と同様に、図９（ｂ）に示すように、Ｇ（緑）の波長域に感度を有する画素ＥＧ１、ＥＧ２、Ｒ（赤）の波長域に感度を有する画素ＥＲ、Ｂ（青）の波長域に感度を有する画素ＥＢを備え、これらの画素がベイヤ（Ｂａｙｅｒ）配列に従って配置されている。つまり、図９（ｂ）に示すように、画素ＥＧ１に列方向及び行方向に隣接して画素ＥＲ及び画素ＥＢが配置され、画素ＥＧ１と斜め方向に隣接して画素ＥＧ２が配置されている。
【００４０】
尚、各画素Ｅの構成は、図９（ａ）に示す従来技術の場合と同様に、入射光を光電変換するフォトダイオード、フォトダイオードから出力される電気信号を増幅する増幅回路、増幅回路から出力される電気信号の出力可否を制御する出力制御用トランジスタを備えて構成され、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３原色フィルタを用いることにより、感度を有する波長域が設定される。また、同一行に配置された画素Ｅの出力制御用トランジスタの制御ゲートが行選択線に、同一列に配置された画素の出力がカラム線に接続されている。
【００４１】
リーク検出回路ＬＡは、図２に示すように、テストモード時に、固体撮像素子部１０の所定の第１画素Ｅから出力される電気信号と、第１画素Ｅに行方向に隣接する第２画素Ｅから出力される電気信号の電圧の差分値を求め、差分値を示す第１差分検出信号を出力する第１差分検出信号生成回路Ａ１と、第２画素Ｅに行方向に隣接する画素Ｅの内、第１画素Ｅとは反対側に隣接する第３画素Ｅから出力される電気信号と、第３画素Ｅに行方向に隣接する画素Ｅから出力される電気信号の電圧の差分値を求め、差分値を示す第２差分検出信号を出力する第２差分検出信号生成回路Ａ２を備えて構成される第１差分検出回路６０と、テストモード時に、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を求め、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を示す第１判定信号を出力する第２差分検出回路７０と、テストモード時に、第１判定信号を所定の判定基準値と比較して固体撮像素子部１０の良否判定を行う判定回路８０と、を備えて構成されている。
【００４２】
第１差分検出回路６０は、本実施形態では、図２に示すように、切り替え回路Ｓｗ、第１差分検出信号生成回路Ａ１、及び、第２差分検出信号生成回路Ａ２を備え、固体撮像素子部１０から直接、画素Ｅ毎の電気信号（アナログ信号）を受け付けるように構成されている。尚、この電気信号は、タイミング発生回路３０によって設定された動作タイミングで出力開始及び出力停止が規定されるため、本発明装置１Ａに専用の電気信号の保持手段を設ける必要はない。
【００４３】
第１差分検出信号生成回路Ａ１は、本実施形態では、入力された２つの電気信号の電圧の差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、第１画素Ｅから出力される電気信号と第２画素Ｅから出力される電気信号の電圧の差分値を第１差分検出信号として出力可能に、第２画素Ｅから出力される電気信号と第３画素Ｅから出力される電気信号の電圧の差分値を求め、差分値を示す第３差分検出信号を出力可能に構成されている。
【００４４】
より具体的には、例えば、図２において、第１差分検出回路６１では、第１差分検出信号生成回路Ａ１１は、単位画素グループＥＵｉ１（ｉ＝１〜２ｍ）の左下の画素Ｅ１からの電気信号と右下の画素Ｅ２からの電気信号が差分増幅回路に入力されているときは、第１差分検出信号を出力する。この場合において、画素Ｅ２からの電気信号と単位画素グループＥＵｉ２の左下の画素Ｅ３からの電気信号が差分増幅回路に入力されているときは、第３差分検出信号を出力する。
【００４５】
第２差分検出信号生成回路Ａ２は、本実施形態では、入力された２つの電気信号の電圧の差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されている。また、本実施形態の第２差分検出信号生成回路Ａ２は、第３画素Ｅから出力される電気信号と、第３画素Ｅに行方向に隣接する画素Ｅの内、第２画素Ｅとは反対側に隣接する第４画素Ｅから出力される電気信号の電圧の差分値を求め、差分値を示す信号を第２差分検出信号として出力し、第４画素Ｅから出力される電気信号と、第４画素Ｅに行方向に隣接する画素Ｅの内、第３画素Ｅとは反対側に隣接する第５画素Ｅから出力される電気信号の電圧の差分値を求め、差分値を示す第４差分検出信号を出力可能に構成されている。
【００４６】
より具体的には、例えば、図２において、第１差分検出回路６１では、第２差分検出信号生成回路Ａ２１は、画素Ｅ３からの電気信号と単位画素グループＥＵｉ２の右下の画素Ｅ４からの電気信号が差分増幅回路に入力されているときは、第２差分検出信号を出力する。この場合において、画素Ｅ４からの電気信号と単位画素グループＥＵｉ３の左下の画素Ｅ５からの電気信号が差分増幅回路に入力されているときは、第４差分検出信号を出力する。
【００４７】
切り替え回路Ｓｗは、テストモード時に、第１差分検出信号生成回路Ａ１の出力を第１差分検出信号と第３差分検出信号の間で切り替えると共に、第１差分検出信号生成回路Ａ１が第１差分検出信号を出力する場合に第２差分検出信号生成回路Ａ２が第２差分検出信号を出力し、第１差分検出信号生成回路Ａ１が第３差分検出信号を出力する場合に第２差分検出信号生成回路Ａ２が第４差分検出信号を出力するように、第２差分検出信号生成回路Ａ２の設定を切り替える。
【００４８】
より具体的には、本実施形態の切り替え回路Ｓｗは、図２に示すように、複数の入力切り替え用トランジスタを備えて構成されており、入力切り替え用トランジスタに制御線を介して入力される入力切り替え信号Ｓ１及びＳ２の設定により、第１差分検出信号生成回路Ａ１及び第２差分検出信号生成回路Ａ２の入力を切り替える。
【００４９】
例えば、図２において、第１差分検出回路６１では、入力切り替え信号Ｓ１が選択され、入力切り替え信号Ｓ２が非選択のときは、第１差分検出信号生成回路Ａ１に画素Ｅ１及び画素Ｅ２から出力される電気信号が、第２差分検出信号生成回路Ａ２に画素Ｅ３及び画素Ｅ４から出力される電気信号が夫々入力される。入力切り替え信号Ｓ２が選択され、入力切り替え信号Ｓ１が非選択のときは、第１差分検出信号生成回路Ａ１に画素Ｅ２及び画素Ｅ３から出力される電気信号が、第２差分検出信号生成回路Ａ２に画素Ｅ４及び画素Ｅ５から出力される電気信号が夫々入力される。
【００５０】
第２差分検出回路７０は、本実施形態では、入力された２つの電気信号の電圧の差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されている。本実施形態の第２差分検出回路７０は、テストモード時に、第３差分検出信号と第４差分検出信号の差分値を求め、第３差分検出信号と第４差分検出信号の差分値を示す第２判定信号を出力可能に構成されている。ここでは、第１差分検出回路６０の切り替え回路Ｓｗの設定により、第１判定信号または第２判定信号が出力される。
【００５１】
判定回路８０は、本実施形態では、入力された２つの信号の大小を比較するコンパレータを備えて構成されており、第１判定信号及び第２判定信号を判定基準値と比較して固体撮像素子部１０の良否判定を行う。判定基準値は、本実施形態では、電圧ＶＲであり、第２差分検出回路７０から出力される第１判定信号が電圧ＶＲより大きい場合、または、第２判定信号が電圧ＶＲより大きい場合に、リーク電流の発生を判定する。尚、本実施形態では、判定回路８０から出力される結果信号の論理和を結果として出力する。
【００５２】
ここで、図２（ｂ）は、リーク電流が発生している場合の判定回路８０の出力（電圧パルス）の一例を示している。具体的には、期間Ｔｒ１は、固体撮像素子部１０を構成する全画素Ｅに対するリーク検出の実行期間であり、期間Ｔｄ１においてリーク電流の発生を示すリーク検出パルスが出力されている。ＡＤ変換部４０は、タイミング発生回路３０で生成された動作タイミングに同期して、行単位でデジタルデータを出力することから、リーク検出パルスの発生タイミングを検証することで、リーク電流の発生した２つの隣接画素Ｅが配置されている行を特定することが可能である。尚、リーク検出パルスは、パルス幅が相当短くなる可能性が高いため、リーク電流の検出を行う場合には、パルス幅の短いパルスを良好に検出可能なテスタを用いることが望ましい。
【００５３】
続いて、本実施形態の本発明装置１Ａに対するリーク検査を実行するためのテスタ２００の構成について、図４を基に簡単に説明する。ここで、図４は、テスタ２００のリーク検査に係る部分の概略構成を示す概略ブロック図である。
【００５４】
テスタ２００は、本実施形態では、４つの本発明装置１を同時に測定可能に構成されており、本発明装置１に電源電圧を供給する電源供給回路、本発明装置１にクロック信号を供給するクロック信号供給回路２０１、本発明装置１の通常動作モード及びテストモードの設定を行う制御信号を出力するドライバ回路２０２、本発明装置１毎に設置され、本発明装置１Ｄ〜１Ｇからの出力を受け付ける判定結果取得回路２１１〜２１４を備えて構成されている。
【００５５】
次に、本実施形態における本発明方法の処理手順について図３を基に説明する。
【００５６】
本実施形態では、本発明装置１Ａの各種検査を行うテスタ２００において、先ず、単位画素グループＥＵにおいて、行方向に隣接配置された２つの画素Ｅから出力される電気信号の電圧差の夫々、及び、列方向に隣接配置された２つの画素Ｅから出力される電気信号の電圧差の夫々が、所定の判定用電圧差以上となる所定の波長分布を有する光信号を固体撮像素子部１０に与える（ステップ＃２０１、撮像工程）。
【００５７】
具体的には、本実施形態では、固体撮像素子部１０の単位画素グループＥＵが、図９（ｂ）に示すＲＧＢの３原色フィルタを用いて構成されているので、緑色を利用する。緑色の光学的データを与えた場合は、Ｇ（緑）の波長域に感度を有する画素ＥＧから出力される電気信号の電圧値が高くなり、Ｒ（赤）の波長域に感度を有する画素ＥＲ及びＢ（青）の波長域に感度を有する画素ＥＢから出力される電気信号の電圧値が低くなる。つまり、緑色の光学的データを与えることで、行方向及び列方向に隣接する隣接画素間の全てにおいて、電圧差を生じさせることが可能になる。
【００５８】
続いて、テスタ２００により、本発明装置１Ａをテストモードに設定する（ステップ＃２０２、テストモード設定工程）。本発明装置１Ａは、テストモードに設定されると、光学的データの撮像を行い（ステップ＃１０１）、リーク電流の発生の有無を判定し、その結果を出力する（ステップ＃１０２）。
【００５９】
ここで、本実施形態では、図２において、固体撮像素子部１０の画素Ｅ１及び画素Ｅ２の間、画素Ｅ３及び画素Ｅ４の間にリーク電流が発生していないとすると、画素Ｅ１と画素Ｅ２の電圧の差分値と画素Ｅ３と画素Ｅ４の電圧の差分値はほぼ等しくなるため、第１差分検出信号生成回路Ａ１から出力される第１差分検出信号の値と、第２差分検出信号生成回路Ａ２から出力される第２差分検出信号の値の差は、ほぼ０となる。これによって、第２差分検出回路７０の出力はほぼ０となる。
【００６０】
これに対し、画素Ｅ３及び画素Ｅ４の間にリーク電流が発生している場合、画素Ｅ３及び画素Ｅ４の電圧の差分値はほぼ０、または、リーク電流に応じて正常な電圧値より低下した値となるが、画素Ｅ１と画素Ｅ２の間には、一定の電圧差が生じている。これにより、第２差分検出回路７０に入力される画素Ｅ１と画素Ｅ２の差分値を示す第１差分検出信号の値と、画素Ｅ３と画素Ｅ４の差分値を示す第２差分検出信号の値には差が生じる。これによって、第２差分検出回路７０の出力は、一定の値となる。
【００６１】
即ち、リーク電流が発生していない場合は、第２差分検出回路７０の出力がほぼ０に、リーク電流が発生している場合は、第２差分検出回路７０の出力がリーク電流に応じた値になるため、判定基準値ＶＲを、ノイズマージン等を考慮して、リーク電流が発生しているときの第２差分検出回路７０の出力と、リーク電流が発生していないときの第２差分検出回路７０の出力の間に設定することで、リーク電流の発生の有無を判定することが可能になる。
【００６２】
テスタ２００は、本発明装置１Ａの判定回路８０から判定結果を取得する（ステップ＃２０３、判定結果取得工程）。ここでは、図２（ｂ）に示すリーク検出パルスが検出されたときに、本発明装置１の固体撮像素子部１０を不良であると判定する。
【００６３】
尚、本実施形態では、固体撮像素子部１０に緑色の光学的データを与えたが、これに限るものではない。例えば、図９（ｂ）に示すＲＧＢ３原色フィルタを用いた固体撮像素子部１０の場合は、紫色の光学的データを与えても良い。紫色の光学的データを与えた場合は、Ｒ（赤）の波長域に感度を有する画素ＥＲ及びＢ（青）の波長域に感度を有する画素ＥＢから出力される電気信号の電圧値が高くなり、Ｇ（緑）の波長域に感度を有する画素ＥＧから出力される電気信号の電圧値が低くなる。行方向及び列方向に隣接する隣接画素間の全てにおいて、電圧差を生じさせることが可能になる。
【００６４】
更に、本実施形態の本発明装置１は、図４に示すように、通常備えている電源端子Ｖｃｃ及びＧＮＤ、クロック入力端子ＣＬＫに加え、リーク検査のために、テストモードの設定を行うモード設定端子ＴＥＳＴと、リーク検査の判定結果を出力するための出力端子Ｓｄを備えて構成されている。本実施形態では、リーク検査のために利用する端子を２つに抑えることができるので、追加する端子数を少なくすることができ、テスタ２００において、本発明装置１の並行検査を実施し易くなる。尚、リーク検査のためのモード設定端子ＴＥＳＴと出力端子Ｓｄを、他の検査用の端子と兼用する構成にすれば、端子を追加することなく本発明装置１を構成することができる。
【００６５】
〈第２実施形態〉
本発明装置１及び本発明方法の第２実施形態について、図５及び図６を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１実施形態とは、リーク検出回路の構成が異なる場合について説明する。詳細には、上記第１実施形態では、固体撮像素子部１０から画素毎に出力される電気信号を用いてリーク電流の検出を行う場合について説明したが、本実施形態では、電気信号を変換した複数ビット構成のデジタルデータを用いてリーク電流の検出を行う場合について説明する。
【００６６】
先ず、本発明装置１Ｂの構成について図５及び図６を基に説明する。ここで、図５は、本実施形態の本発明装置１Ｂにおいて、リーク検出回路ＬＢとその周辺装置についての部分構成例を、図６は、本実施形態におけるリーク検出回路ＬＢの構成の具体例について示している。
【００６７】
図５に示すように、本発明装置１Ｂは、固体撮像素子部１０、垂直走査回路２０、タイミング発生回路３０、ＡＤ変換部４０、ラインメモリ５０、及び、リーク検出回路ＬＢを備えて構成されている。尚、固体撮像素子部１０、垂直走査回路２０、タイミング発生回路３０、ＡＤ変換部４０、ラインメモリ５０、及び、各端子の構成は、上記第１実施形態の構成と同じである。また、本実施形態の本発明装置１Ｂは、上記第１実施形態の場合と同様に、行単位で読み出し処理を行うように構成されている。
【００６８】
リーク検出回路ＬＢは、図６に示すように、複数ビット（例えば、１０ビット）構成のデジタルデータを保持する４つの単位格納領域Ｒ１〜Ｒ４を備えてなるシフトレジスタ９０と、固体撮像素子部１０の画素を行方向に順次選択し、選択された画素のデジタルデータをシフトレジスタ９０に対し順次入力するシフトレジスタ制御回路１００と、シフトレジスタ９０に格納されたデジタルデータ用いて第１差分検出信号を生成する第１差分検出信号生成回路Ｄ１及び第２差分検出信号を生成する第２差分検出信号生成回路Ｄ２を備える第１差分検出回路１１０と、テストモード時に、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を求め、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を示す第１判定信号を出力する第２差分検出回路１２０と、テストモード時に、第１判定信号を判定基準値ＤＲと比較して固体撮像素子部１０の良否判定を行う判定回路８０を備えて構成されている。
【００６９】
より具体的には、シフトレジスタ９０は、ＡＤ変換部４０において変換された画素毎のデジタルデータを、１デジタルデータ単位で格納可能な単位格納領域Ｒ１〜Ｒ４を備えて構成されている。更に、シフトレジスタ９０は、ラインメモリ５０の出力側に接続され、シフトレジスタ制御回路１００からの制御信号に同期して、シフト動作を行うと共に、ラインメモリ５０からのデジタルデータを受け付け、入力側の単位格納領域Ｒ４に記憶する。シフト動作では、単位格納領域Ｒ２のデジタルデータを単位格納領域Ｒ１に、単位格納領域Ｒ３のデジタルデータを単位格納領域Ｒ２に、単位格納領域Ｒ４のデジタルデータを単位格納領域Ｒ３にシフトさせる。
【００７０】
シフトレジスタ制御回路１００は、シフトレジスタ９０におけるラインメモリ５０から出力されるデジタルデータの受け付け、及び、シフト動作を制御するための制御信号を生成し、シフトレジスタ９０に対して出力する。
【００７１】
第１差分検出回路１１０は、本実施形態では、第１差分検出信号生成回路Ｄ１が、入力された２つのデジタルデータの差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、シフトレジスタ９０において単位格納領域Ｒ１に格納されたデジタルデータと、単位格納領域Ｒ１に隣接する単位格納領域Ｒ２に格納されたデジタルデータの差分値を求めて第１差分検出信号を生成する。また、第２差分検出信号生成回路Ｄ２が、入力された２つのデジタルデータの差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、単位格納領域Ｒ２に隣接する単位格納領域の内、単位格納領域Ｒ１とは反対側に隣接する単位格納領域Ｒ３に格納されたデジタルデータと、単位格納領域Ｒ３に隣接する単位格納領域の内、単位格納領域Ｒ２とは反対側に隣接する単位格納領域Ｒ４に格納されたデジタルデータの差分値を求めて第２差分検出信号を生成する。
【００７２】
第２差分検出回路１２０は、本実施形態では、入力された２つのデジタルデータの差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、テストモード時に、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を求め、第１差分検出信号と第２差分検出信号の差分値を示す第１判定信号を出力する。
【００７３】
判定回路８０は、本実施形態では、第２差分検出信号生成回路Ｄ２が、入力された２つのデジタルデータの大小を比較するコンパレータを備えて構成されており、第２差分検出回路１２０から出力された第１判定信号を、デジタルデータの判定基準値ＤＲと比較する。判定回路８０は、本実施形態では、第２差分検出回路１２０から出力される第１判定信号が判定基準値ＤＲより大きい場合に、リーク電流の発生を判定する。尚、判定基準値ＤＲは、固体撮像素子部１０の特性やノイズマージン等を考慮して適切に設定する。
【００７４】
ここで、図６（ｂ）は、リーク電流が発生している場合の判定回路８０の出力（電圧パルス）の一例を示している。具体的には、期間Ｔｒ２は、固体撮像素子部１０の１行分のデジタルデータに対するリーク検出の実行期間であり、期間Ｔｄ２においてリーク電流の発生を示すリーク検出パルスが出力されている。ラインメモリ５０は、タイミング発生回路３０で生成された動作タイミングに同期して、１行分のデジタルデータを画素単位で順に出力することから、リーク検出パルスの発生タイミングを検証することで、リーク電流の発生箇所を特定することが可能である。尚、リーク検出パルスは、パルス幅が相当短くなる可能性が高いため、上記第１実施形態と同様に、リーク電流の検出を行う場合には、パルス幅の短いパルスを良好に検出可能なテスタを用いることが望ましい。
【００７５】
次に、本実施形態におけるリーク検出回路ＬＢの動作について簡単に説明する。
【００７６】
尚、ここでは、ラインメモリ５０から、第１画素のデジタルデータ、第１画素に行方向に隣接する第２画素のデジタルデータ、第２画素に行方向に隣接する画素の内、第１画素とは反対側に隣接する第３画素のデジタルデータ、第３画素に行方向に隣接する画素の内、第２画素とは反対側に隣接する第４画素のデジタルデータ、第４画素に行方向に隣接する画素の内、第３画素とは反対側に隣接する第５画素のデジタルデータが、この順に出力される場合について説明する。この場合、単位格納領域Ｒ１に第１画素のデジタルデータが格納されているときは、単位格納領域Ｒ２に第２画素のデジタルデータが、単位格納領域Ｒ３に第３画素のデジタルデータが、単位格納領域Ｒ４に第４画素のデジタルデータが格納されることとなる。
【００７７】
リーク検出回路ＬＢは、第１差分検出回路１１０により、シフトレジスタ９０の単位格納領域Ｒ１のデジタルデータと単位格納領域Ｒ２のデジタルデータを比較することで、互いに行方向に隣接配置された第１画素と第２画素の間のリーク電流の有無を検出でき、単位格納領域Ｒ３のデジタルデータと単位格納領域Ｒ４のデジタルデータを比較することで、互いに行方向に隣接配置された第３画素と第４画素の間のリーク電流の有無を検出できる。
【００７８】
より詳細には、例えば、第１画素と第２画素の間、及び、第３画素と第４画素の間にリーク電流が発生していない場合、第１画素と第２画素の差分値と第３画素と第４画素の差分値はほぼ等しくなり、第２差分検出回路１２０の出力はほぼ０となる。これに対し、例えば、第３画素と第４画素の間にリーク電流が発生しているとすると、リーク電流の発生していない第１画素と第２画素の差分値は大きい値となるが、リーク電流の発生している第３画素及び第４画素の差分値はほぼ０、または、リーク電流に応じて正常な電圧値より低下した値となる。これを第２差分検出回路１２０で比較すると、第１画素と第２画素の差分値に応じた値、または、第１画素と第２画素の差分値とリーク電流に応じて正常な電圧値より低下した第３画素及び第４画素の差分値の差に応じた値が出力される。第２差分検出回路１２０の出力を判定基準値ＤＲと比較することにより、リーク電流の発生の有無を検出できる。
【００７９】
続いて、シフトレジスタ９０をシフト動作させると、単位格納領域Ｒ１に第２画素のデジタルデータが、単位格納領域Ｒ２に第３画素のデジタルデータが、単位格納領域Ｒ３に第４画素のデジタルデータが、単位格納領域Ｒ４に第５画素のデジタルデータが格納されることとなる。このとき、リーク検出回路ＬＢは、第１差分検出回路１１０により、シフトレジスタ９０の単位格納領域Ｒ１のデジタルデータと単位格納領域Ｒ２のデジタルデータを比較することで、互いに行方向に隣接配置された第２画素と第３画素の間のリーク電流の有無を検出でき、単位格納領域Ｒ３のデジタルデータと単位格納領域Ｒ４のデジタルデータを比較することで、互いに行方向に隣接配置された第４画素と第５画素の間のリーク電流の有無を検出できる。
【００８０】
同様にして、ラインメモリ５０からデジタルデータが出力される毎に、シフト動作と、リーク検出動作を繰り返し実行することで、行方向に隣接する全ての隣接画素間におけるリーク電流の検出が可能になる。
【００８１】
尚、本実施形態では、シフトレジスタ９０が４つの単位格納領域Ｒ１〜Ｒ４を備える場合について説明したが、これに限るものではなく、単位格納領域の数は４以上であれば良い。また、複数のシフトレジスタ９０を互いに接続して、実質的に単位格納領域の数が４以上のシフトレジスタ９０として動作するように構成する等しても良い。
【００８２】
〈第３実施形態〉
本発明装置１及び本発明方法の第３実施形態について、図７及び図８を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１及び第２実施形態とは、リーク検出回路の構成が異なる場合について説明する。詳細には、上記第１及び第２実施形態では、行方向に隣接する隣接画素間のリーク電流の検出を行う場合について説明したが、本実施形態では、列方向に隣接する隣接画素間のリーク電流の検出を行う場合について説明する。
【００８３】
先ず、本発明装置１Ｃの構成について図７及び図８を基に説明する。ここで、図７は、本実施形態の本発明装置１Ｃにおいて、リーク検出回路ＬＣとその周辺装置についての部分構成例を、図８は、本実施形態におけるリーク検出回路ＬＣの構成の具体例について示している。
【００８４】
図７に示すように、本発明装置１Ｃは、固体撮像素子部１０、垂直走査回路２０、タイミング発生回路３０、ＡＤ変換部４０、及び、リーク検出回路ＬＣを備えて構成されている。尚、固体撮像素子部１０、垂直走査回路２０、タイミング発生回路３０、ＡＤ変換部４０、及び、各端子の構成は、上記第１及び第２実施形態の構成と同じである。また、本実施形態の本発明装置１Ｃは、上記第１及び第２実施形態の場合と同様に、行単位で読み出し処理を行うように構成されている。
【００８５】
リーク検出回路ＬＣは、図８に示すように、固体撮像素子部１０の一行分の画素のデジタルデータを格納可能な４つのラインメモリ５１〜５４と、ラインメモリ５１〜５４のシフト動作等の制御を行うラインメモリ制御回路１５０と、第５差分検出信号を生成する第３差分検出信号生成回路Ｄ３、及び、第６差分検出信号を生成する第４差分検出信号生成回路Ｄ４を備えて構成される第３差分検出回路１３０と、第５差分検出信号と第６差分検出信号の差分値を求め、第５差分検出信号と第６差分検出信号の差分値を示す第３判定信号を出力する第４差分検出回路１４０と、第３判定信号を判定基準値ＤＲＬと比較した結果を用いて固体撮像素子部１０の良否判定を行う判定回路８０を備えて構成されている。
【００８６】
ラインメモリ５１〜５４は、全て同じ構成であり、１つのデジタルデータを記憶可能な単位記憶領域を同一行に配置された画素数ｋ（ｋ＝２ｎ）分備えて構成されている。また、ラインメモリ５１〜５４は、ラインメモリ制御回路１５０からの制御信号に基づいて、ラインメモリ５２に記憶したデジタルデータをラインメモリ５１に、ラインメモリ５３に記憶したデジタルデータをラインメモリ５２に、ラインメモリ５４に記憶したデジタルデータをラインメモリ５３にシフトさせるシフト動作を実行可能に構成されている。更に、ラインメモリ５４は、ＡＤ変換部４０と接続され、ＡＤ変換部４０から行単位でデジタルデータを受け付け可能に構成されている。
【００８７】
ラインメモリ制御回路１５０は、ラインメモリ５１〜５４の間のシフト動作、ＡＤ変換部４０からのデジタルデータの受け付け及びラインメモリ５４への記憶を制御する。より詳細には、ラインメモリ制御回路１５０は、テストモード時に、固体撮像素子部１０の所定の第１選択行に配置された全ての画素夫々についてのデジタルデータを、ラインメモリ５１に格納し、第１選択行に隣接する第２選択行に配置された全ての画素夫々についてのデジタルデータを、ラインメモリ５２に格納し、第２選択行に隣接する行の内、第１選択行とは反対側に隣接する第３選択行に配置された全ての画素夫々についてのデジタルデータを、ラインメモリ５３に格納し、第３選択行に隣接する行の内、第２選択行とは反対側に隣接する第４選択行に配置された全ての画素夫々についてのデジタルデータを、ラインメモリ５４に格納する。
【００８８】
第３差分検出回路１３０は、テストモード時に、ラインメモリ５１に記憶されたデジタルデータと、ラインメモリ５２に記憶されたデジタルデータの差分値を求め、差分値を示す第５差分検出信号を出力する第３差分検出信号生成回路Ｄ３と、ラインメモリ５３に記憶されたデジタルデータと、ラインメモリ５４に記憶されたデジタルデータの差分値を求め、差分値を示す第６差分検出信号を出力する第４差分検出信号生成回路Ｄ４を備えて構成されている。
【００８９】
また、第３差分検出回路１３０は、本実施形態では、第３差分検出信号生成回路Ｄ３及び第４差分検出信号生成回路Ｄ４が、入力された２つのデジタルデータの差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、本発明装置１の列毎に設置されている。また、本実施形態では、第４差分検出信号生成回路Ｄ４が、入力された２つのデジタルデータの差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、本発明装置１の列毎に設置されている。
【００９０】
第４差分検出回路１４０は、入力された２つのデジタルデータの差分値を絶対値で出力する差動増幅回路で構成されており、本発明装置１の列毎に設置されている。第４差分検出回路１４０は、テストモード時に、第３差分検出信号生成回路Ｄ３から出力される第５差分検出信号と第４差分検出信号生成回路Ｄ４から出力される第６差分検出信号の差分値を求め、第５差分検出信号と第６差分検出信号の差分値を示す第３判定信号を出力する。
【００９１】
判定回路８０は、上記第２実施形態と同様に、入力された２つの信号の大小を比較するコンパレータを備えて構成されている。判定回路８０は、本実施形態では、第４差分検出回路１４０から出力される第３判定信号が、判定基準値ＤＲＬより大きい場合にリーク電流の発生を判定する。尚、判定基準値ＤＲＬは、固体撮像素子部１０の特性やノイズマージン等を考慮して適切に設定する。また、本実施形態では、判定回路８０から出力される結果信号の論理和を結果として出力する。
【００９２】
ここで、図８（ｂ）は、リーク電流が発生している場合の判定回路８０の出力（電圧パルス）の一例を示している。具体的には、期間Ｔｒ３は、固体撮像素子部１０を構成する全画素に対するリーク検出の実行期間であり、期間Ｔｄ３においてリーク電流が発生していることを示すリーク検出パルスが出力されている。本実施形態のラインメモリ５１〜５４は、タイミング発生回路３０で生成された動作タイミングに同期して行単位でシフト動作を行うことから、リーク検出パルスの発生タイミングを検証することで、リーク電流の発生した２つの隣接画素が配置されている行を特定することが可能である。尚、リーク検出パルスは、パルス幅が相当短くなる可能性が高いため、上記第１及び第２実施形態と同様に、リーク電流の検出を行う場合には、パルス幅の短いパルスを良好に検出可能なテスタを用いることが望ましい。
【００９３】
〈別実施形態〉
〈１〉上記第１〜第３実施形態では、固体撮像素子部１０において、ＲＧＢ３原色フィルタを用い、ベイヤ配列に従って３種類の画素が配置されている場合について説明したが、これに限るものではない。
【００９４】
例えば、単位画素グループＥＵが、Ｒ（赤）の波長域に感度を有する画素ＥＲ、または、Ｂ（青）の波長域に感度を有する画素ＥＢを２つ備える構成にしても良い。画素ＥＲを２つ備える場合には、２つの画素ＥＲを図９（ｂ）における画素ＥＧの位置に、画素ＥＢを２つ備える場合には、２つの画素ＥＢを図９（ｂ）における画素ＥＧの位置に配置する。また、例えば、図９（ｃ）に示すように、Ｃ（シアン）Ｍ（マゼンタ）Ｙ（イエロー）Ｇ（緑）の４色の補色フィルタを用いても良い。
【００９５】
固体撮像素子部１０の構成は、テストモード時の撮像工程において、行方向に隣接配置された２つの画素から出力される電気信号の電圧差の夫々、及び、列方向に隣接配置された２つの画素から出力される電気信号の電圧差の夫々が、判定用電圧差以上となる波長分布を有する光信号を与えることができる構成であれば良い。
【００９６】
尚、上述したように、図９（ｂ）とは異なる配列のＲＧＢ３原色フィルタや、ＲＧＢ３原色フィルタ以外のカラーフィルタを利用する場合には、単位画素グループＥＵの構成に応じて、固体撮像素子部１０に与える光学的データ（光信号）を設定する。具体的には、固体撮像素子部１０において、行方向に隣接配置された２つの画素から出力される電気信号の電圧差の夫々、及び、列方向に隣接配置された２つの画素から出力される電気信号の電圧差の夫々が、所定の判定用電圧差以上となるように光信号を設定する。
【００９７】
〈２〉上記第１〜第３実施形態では、第１差分検出回路及び第２差分検出回路を構成する差動増幅回路は、入力される２つの電気信号の電圧差の絶対値を出力するものを用いたが、これに限るものではない。尚、上記別実施形態で説明したように、固体撮像素子部１０と差動増幅回路の接続関係や、固体撮像素子部１０に与える光学的データの種類によっては、入力される２つの電気信号の電圧差が正負どちらの値も取り得るため、差同増幅回路は、絶対値を出力するものが望ましいが、差同増幅回路の出力を絶対値にする回路を設けるように構成しても良い。
【００９８】
〈３〉上記第１及び第２実施形態では、行方向に隣接する隣接画素間のリーク電流の検出を行う場合について、上記第３実施形態では、列方向に隣接する隣接画素間のリーク電流の検出を行う場合について説明したが、上記第３実施形態の各構成と、上記第１または第２実施形態の各構成を組み合わせて、行方向に隣接する隣接画素間のリーク電流の検出と、列方向に隣接する隣接画素間のリーク電流の検出を同時に実行できるように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の第１実施形態における部分構成例を示す概略部分ブロック図
【図２】本発明に係る固体撮像装置の第１実施形態における部分構成例を示す概略部分ブロック図
【図３】本発明に係る固体撮像装置の検査方法の処理手順を示すフローチャート
【図４】テスタの概略構成例を示す概略部分ブロック図
【図５】本発明に係る固体撮像装置の第２実施形態における部分構成例を示す概略部分ブロック図
【図６】本発明に係る固体撮像装置の第２実施形態における部分構成例を示す概略部分ブロック図
【図７】本発明に係る固体撮像装置の第３実施形態における部分構成例を示す概略部分ブロック図
【図８】本発明に係る固体撮像装置の第３実施形態における部分構成例を示す概略部分ブロック図
【図９】従来技術に係る固体撮像装置の一構成例を示す概略部分ブロック図
【符号の説明】
【０１００】
１ 本発明に係る固体撮像装置
１Ａ 本発明に係る固体撮像装置
１Ｂ 本発明に係る固体撮像装置
１Ｃ 本発明に係る固体撮像装置
１０ 固体撮像素子部
２０ 垂直走査回路
３０ タイミング発生回路
４０ ＡＤ変換部
５０ ラインメモリ
５１ ラインメモリ
５２ ラインメモリ
５３ ラインメモリ
５４ ラインメモリ
６０ 第１差分検出回路
７０ 第２差分検出回路
８０ 判定回路
９０ シフトレジスタ
１００ シフトレジスタ制御回路
１１０ 第１差分検出回路
１２０ 第２差分検出回路
１３０ 第３差分検出回路
１４０ 第４差分検出回路
１５０ ラインメモリ制御回路
２００ テスタ
２０１ クロック信号供給回路
２０２ ドライバ回路
２１０ 判定結果取得回路
２１１ 判定結果取得回路
２１２ 判定結果取得回路
２１３ 判定結果取得回路
２１４ 判定結果取得回路
３００ 従来技術に係る固体撮像装置
ＬＡ リーク検出回路
ＬＢ リーク検出回路
ＬＣ リーク検出回路
ＥＵ 単位画素グループ
Ｅ 画素
ＡＤＣ ＡＤ変換回路
Ａ１ 第１差分検出信号生成回路
Ａ２ 第２差分検出信号生成回路
Ｄ１ 第１差分検出信号生成回路
Ｄ２ 第２差分検出信号生成回路
Ｄ３ 第３差分検出信号生成回路
Ｄ４ 第４差分検出信号生成回路
Ｓｗ 切り替え回路
Ｒ１ 第１単位格納領域
Ｒ２ 第２単位格納領域
Ｒ３ 第３単位格納領域
Ｒ４ 第４単位格納領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長域に感度を有する３種類または４種類の光電変換画素を備える２行２列の単位画素グループを、行方向及び列方向にマトリクス状に配列してなる固体撮像素子部を備え、
前記単位画素グループが、３種類の前記画素を備える場合に、第１種類の前記画素に列方向及び行方向に隣接して第２種類及び第３種類の前記画素を配置し、前記第１種類の前記画素と斜め方向に隣接して前記第１種類の前記画素を配置してなる固体撮像装置であって、
テストモード時に、前記固体撮像素子部の所定の第１画素から出力される電気信号と、前記第１画素に行方向に隣接する第２画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す第１差分検出信号を出力する第１差分検出信号生成回路と、前記第２画素に行方向に隣接する前記画素の内、前記第１画素とは反対側に隣接する第３画素から出力される電気信号と、前記第３画素に行方向に隣接する前記画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す第２差分検出信号を出力する第２差分検出信号生成回路を備えて構成される第１差分検出回路と、
前記テストモード時に、前記第１差分検出信号と前記第２差分検出信号の差分値を求め、前記第１差分検出信号と前記第２差分検出信号の差分値を示す第１判定信号を出力する第２差分検出回路と、
前記テストモード時に、前記第１判定信号を所定の判定基準値と比較して前記固体撮像素子部の良否判定を行う判定回路と、を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記第１差分検出信号生成回路が、前記第２画素から出力される電気信号と、前記第３画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す第３差分検出信号を出力可能に構成され、
前記第２差分検出信号生成回路が、前記第３画素から出力される電気信号と、前記第３画素に行方向に隣接する前記画素の内、前記第２画素とは反対側に隣接する第４画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す信号を前記第２差分検出信号として出力し、前記第４画素から出力される電気信号と、前記第４画素に行方向に隣接する画素の内、前記第３画素とは反対側に隣接する第５画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す前記第４差分検出信号を出力可能に構成され、
前記第１差分検出回路が、前記テストモード時に、前記第１差分検出信号生成回路の出力を前記第１差分検出信号と前記第３差分検出信号の間で切り替えると共に、前記第１差分検出信号生成回路が前記第１差分検出信号を出力する場合に前記第２差分検出信号生成回路が前記第２差分検出信号を出力し、前記第１差分検出信号生成回路が前記第３差分検出信号を出力する場合に前記第２差分検出信号生成回路が前記第４差分検出信号を出力するように、前記第２差分検出信号生成回路の設定を切り替える切り替え回路を備え、
前記第２差分検出回路が、前記テストモード時に、前記第３差分検出信号と前記第４差分検出信号の差分値を求め、前記第３差分検出信号と前記第４差分検出信号の差分値を示す第２判定信号を出力可能に構成され、
前記判定回路が、前記第１判定信号及び前記第２判定信号を前記判定基準値と比較して前記固体撮像素子部の良否判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記固体撮像素子部から前記画素毎に出力される電気信号をデジタルデータに変換する変換回路を、前記固体撮像素子部の列毎に備えてなるＡＤ変換部と、
前記デジタルデータを保持する単位格納領域を４以上備えてなるシフトレジスタと、
前記固体撮像素子部の前記画素を行方向に順次選択し、選択された前記画素の前記デジタルデータを前記シフトレジスタに対し順次入力するシフトレジスタ制御回路と、を備え、
前記第１差分検出信号生成回路が、前記シフトレジスタにおいて所定の第１単位格納領域に格納された前記デジタルデータと、前記第１単位格納領域に隣接する第２単位格納領域に格納された前記デジタルデータの差分値を求めて前記第１差分検出信号を生成し、
前記第２差分検出信号生成回路が、前記第２単位格納領域に隣接する前記単位格納領域の内、前記第１単位格納領域とは反対側に隣接する第３単位格納領域に格納された前記デジタルデータと、前記第３単位格納領域に隣接する前記単位格納領域の内、前記第２単位格納領域とは反対側に隣接する第４単位格納領域に格納された前記デジタルデータの差分値を求めて前記第２差分検出信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記固体撮像素子部から前記画素毎に出力される電気信号をデジタルデータに変換する変換回路を、前記固体撮像素子部の列毎に備えてなるＡＤ変換部と、
前記固体撮像素子部の一行分の前記画素の前記デジタルデータを格納可能な４つのラインメモリと、
前記テストモード時に、前記固体撮像素子部の所定の第１選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の第１ラインメモリに格納し、前記第１選択行に隣接する第２選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の第２ラインメモリに格納し、前記第２選択行に隣接する行の内、前記第１選択行とは反対側に隣接する第３選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の前記第３ラインメモリに格納し、前記第３選択行に隣接する行の内、前記第２選択行とは反対側に隣接する第４選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の前記第４ラインメモリに格納するラインメモリ制御回路と、
前記テストモード時に、前記第１ラインメモリに記憶された前記デジタルデータと、前記第２ラインメモリに記憶された前記デジタルデータの差分値を求め、前記差分値を示す第５差分検出信号を出力する第３差分検出信号生成回路と、前記第３ラインメモリに記憶された前記デジタルデータと、前記第４ラインメモリに記憶された前記デジタルデータの差分値を求め、前記差分値を示す第６差分検出信号を出力する第４差分検出信号生成回路を備えて構成される第３差分検出回路と、
前記テストモード時に、前記第５差分検出信号と前記第６差分検出信号の差分値を求め、前記第５差分検出信号と前記第６差分検出信号の差分値を示す第３判定信号を出力する第４差分検出回路と、
前記判定回路が、前記第３判定信号を前記判定基準値と比較した結果を用いて前記固体撮像素子部の良否判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の固体撮像装置において、前記固体撮像素子部の良否判定を行うための検査方法であって、
前記テストモード時に、前記単位画素グループにおいて、行方向に隣接配置された２つの前記画素から出力される電気信号の電圧差の夫々、及び、列方向に隣接配置された２つの前記画素から出力される電気信号の電圧差の夫々が、所定の判定用電圧差以上となる所定の波長分布を有する光信号を前記固体撮像素子部に与える撮像工程と、
前記固体撮像装置を前記テストモードに設定するテストモード設定工程と、
前記テストモード時に、前記固体撮像装置の前記判定回路から判定結果を取得する判定結果取得工程と、を実行することを特徴とする固体撮像装置の検査方法。
【請求項１】
異なる波長域に感度を有する３種類または４種類の光電変換画素を備える２行２列の単位画素グループを、行方向及び列方向にマトリクス状に配列してなる固体撮像素子部を備え、
前記単位画素グループが、３種類の前記画素を備える場合に、第１種類の前記画素に列方向及び行方向に隣接して第２種類及び第３種類の前記画素を配置し、前記第１種類の前記画素と斜め方向に隣接して前記第１種類の前記画素を配置してなる固体撮像装置であって、
テストモード時に、前記固体撮像素子部の所定の第１画素から出力される電気信号と、前記第１画素に行方向に隣接する第２画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す第１差分検出信号を出力する第１差分検出信号生成回路と、前記第２画素に行方向に隣接する前記画素の内、前記第１画素とは反対側に隣接する第３画素から出力される電気信号と、前記第３画素に行方向に隣接する前記画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す第２差分検出信号を出力する第２差分検出信号生成回路を備えて構成される第１差分検出回路と、
前記テストモード時に、前記第１差分検出信号と前記第２差分検出信号の差分値を求め、前記第１差分検出信号と前記第２差分検出信号の差分値を示す第１判定信号を出力する第２差分検出回路と、
前記テストモード時に、前記第１判定信号を所定の判定基準値と比較して前記固体撮像素子部の良否判定を行う判定回路と、を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記第１差分検出信号生成回路が、前記第２画素から出力される電気信号と、前記第３画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す第３差分検出信号を出力可能に構成され、
前記第２差分検出信号生成回路が、前記第３画素から出力される電気信号と、前記第３画素に行方向に隣接する前記画素の内、前記第２画素とは反対側に隣接する第４画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す信号を前記第２差分検出信号として出力し、前記第４画素から出力される電気信号と、前記第４画素に行方向に隣接する画素の内、前記第３画素とは反対側に隣接する第５画素から出力される電気信号の電圧の差分値を求め、前記差分値を示す前記第４差分検出信号を出力可能に構成され、
前記第１差分検出回路が、前記テストモード時に、前記第１差分検出信号生成回路の出力を前記第１差分検出信号と前記第３差分検出信号の間で切り替えると共に、前記第１差分検出信号生成回路が前記第１差分検出信号を出力する場合に前記第２差分検出信号生成回路が前記第２差分検出信号を出力し、前記第１差分検出信号生成回路が前記第３差分検出信号を出力する場合に前記第２差分検出信号生成回路が前記第４差分検出信号を出力するように、前記第２差分検出信号生成回路の設定を切り替える切り替え回路を備え、
前記第２差分検出回路が、前記テストモード時に、前記第３差分検出信号と前記第４差分検出信号の差分値を求め、前記第３差分検出信号と前記第４差分検出信号の差分値を示す第２判定信号を出力可能に構成され、
前記判定回路が、前記第１判定信号及び前記第２判定信号を前記判定基準値と比較して前記固体撮像素子部の良否判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記固体撮像素子部から前記画素毎に出力される電気信号をデジタルデータに変換する変換回路を、前記固体撮像素子部の列毎に備えてなるＡＤ変換部と、
前記デジタルデータを保持する単位格納領域を４以上備えてなるシフトレジスタと、
前記固体撮像素子部の前記画素を行方向に順次選択し、選択された前記画素の前記デジタルデータを前記シフトレジスタに対し順次入力するシフトレジスタ制御回路と、を備え、
前記第１差分検出信号生成回路が、前記シフトレジスタにおいて所定の第１単位格納領域に格納された前記デジタルデータと、前記第１単位格納領域に隣接する第２単位格納領域に格納された前記デジタルデータの差分値を求めて前記第１差分検出信号を生成し、
前記第２差分検出信号生成回路が、前記第２単位格納領域に隣接する前記単位格納領域の内、前記第１単位格納領域とは反対側に隣接する第３単位格納領域に格納された前記デジタルデータと、前記第３単位格納領域に隣接する前記単位格納領域の内、前記第２単位格納領域とは反対側に隣接する第４単位格納領域に格納された前記デジタルデータの差分値を求めて前記第２差分検出信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記固体撮像素子部から前記画素毎に出力される電気信号をデジタルデータに変換する変換回路を、前記固体撮像素子部の列毎に備えてなるＡＤ変換部と、
前記固体撮像素子部の一行分の前記画素の前記デジタルデータを格納可能な４つのラインメモリと、
前記テストモード時に、前記固体撮像素子部の所定の第１選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の第１ラインメモリに格納し、前記第１選択行に隣接する第２選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の第２ラインメモリに格納し、前記第２選択行に隣接する行の内、前記第１選択行とは反対側に隣接する第３選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の前記第３ラインメモリに格納し、前記第３選択行に隣接する行の内、前記第２選択行とは反対側に隣接する第４選択行に配置された全ての前記画素夫々についての前記デジタルデータを、前記ラインメモリの内の前記第４ラインメモリに格納するラインメモリ制御回路と、
前記テストモード時に、前記第１ラインメモリに記憶された前記デジタルデータと、前記第２ラインメモリに記憶された前記デジタルデータの差分値を求め、前記差分値を示す第５差分検出信号を出力する第３差分検出信号生成回路と、前記第３ラインメモリに記憶された前記デジタルデータと、前記第４ラインメモリに記憶された前記デジタルデータの差分値を求め、前記差分値を示す第６差分検出信号を出力する第４差分検出信号生成回路を備えて構成される第３差分検出回路と、
前記テストモード時に、前記第５差分検出信号と前記第６差分検出信号の差分値を求め、前記第５差分検出信号と前記第６差分検出信号の差分値を示す第３判定信号を出力する第４差分検出回路と、
前記判定回路が、前記第３判定信号を前記判定基準値と比較した結果を用いて前記固体撮像素子部の良否判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の固体撮像装置において、前記固体撮像素子部の良否判定を行うための検査方法であって、
前記テストモード時に、前記単位画素グループにおいて、行方向に隣接配置された２つの前記画素から出力される電気信号の電圧差の夫々、及び、列方向に隣接配置された２つの前記画素から出力される電気信号の電圧差の夫々が、所定の判定用電圧差以上となる所定の波長分布を有する光信号を前記固体撮像素子部に与える撮像工程と、
前記固体撮像装置を前記テストモードに設定するテストモード設定工程と、
前記テストモード時に、前記固体撮像装置の前記判定回路から判定結果を取得する判定結果取得工程と、を実行することを特徴とする固体撮像装置の検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−３００９０５（Ｐ２００８−３００９０５Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４１３０１（Ｐ２００７−１４１３０１）
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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