電圧調整回路、電圧調整方法および固体撮像装置
【課題】低消費電力で、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定している電圧調整回路を提供する。
【解決手段】半導体基板上に形成され、発生する電圧を調整するための回路であって、直列に接続された複数の抵抗体（抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆ）と、複数の抵抗体の接続点のそれぞれに一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された第１組の複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇと、共通に接続された第１組の複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端に接続された第１の出力端子２とを備える。
【解決手段】半導体基板上に形成され、発生する電圧を調整するための回路であって、直列に接続された複数の抵抗体（抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆ）と、複数の抵抗体の接続点のそれぞれに一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された第１組の複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇと、共通に接続された第１組の複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端に接続された第１の出力端子２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生する電圧を調整するための電圧調整回路、電圧調整方法およびその電圧調整回路を備える固体撮像装置に関し、特に、ヒューズを備えた電圧調整回路および電圧調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４にヒューズを備えた従来の電圧調整回路の一例を示す。
【０００３】
この電圧調整回路２００では、多結晶シリコン膜で形成された抵抗１３ａ〜１３ｆとヒューズ３１ａ〜３１ｆとが並列に接続された６対の回路が直列に接続されている。直列に接続された抵抗１３ａ〜１３ｆの一端（抵抗１３ａの一端）は抵抗１１を介して接地電位に、他端（抵抗１３ｆの一端）は抵抗１２を介して電源端子（電圧ＶＤＤ）１に接続されている。各ヒューズ３１ａ〜３１ｆの両端にはパッド３が接続されており、また抵抗１３ｃと抵抗１３ｄとの接続点が出力端子２に接続されている。
【０００４】
ヒューズ３１ａ〜３１ｆのうち、任意のヒューズを、その両端に接続されたパッド３間に所定の電圧を印加することによって、切断し、出力端子２に出力される電圧（ＶＢ）を調整することが可能となる。この例では、６個のヒューズ３１ａ〜３１ｆうちの切断するヒューズの組合せによって所望の電圧を発生させることができる。なお、接地電位に接続された抵抗１１および電源端子１に接続された抵抗１２は、ヒューズ３１ａ〜３１ｆに流れる電流を制限したり、電圧調整範囲を設定するためのものである。
【０００５】
図１５にヒューズを備えた従来の電圧調整回路の別の例を示す。
【０００６】
図１５に示された電圧調整回路２０１が図１４に示される電圧調整回路２００と異なるのは、直列接続された抵抗体として、多結晶シリコン膜などの抵抗ではなく、ゲートとドレインとを接続したＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆで形成していることである。接地側および電源端子１側にも、ゲートとドレインとを接続したＭＯＳトランジスタ２１および２２を接続しており、ヒューズ３１ａ〜３１ｆに流れる電流を制限したり、電圧調整範囲を設定したりしている。このように、抵抗体をＭＯＳトランジスタで構成することによって、多結晶シリコン膜の抵抗で抵抗体を構成する場合に比べて、より小型化を実現している。また、ヒューズを電圧の印加ではなく、レーザーを照射して切断することによって、パッドが不要となり、電圧調整回路のさらなる小型化が可能となる。この例でも、切断するヒューズの組合せによって所望の電圧を発生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２９４５８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１４および図１５に示した従来の電圧調整回路２００および２０１では、全てのヒューズが切断された場合に抵抗を流れる電流Ｉは次式で表される最小の値となるが、それ以外の場合にはこれより大きな電流が流れる。つまり、従来の電圧調整回路２００および２０１では、調整の内容（ヒューズの切断状態）によっては、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。
【０００９】
Ｉ＝ＶＤＤ／（Ｒｂ＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒｔ）
【００１０】
また、このような電圧調整回路２００および２０１によって得られた電圧の供給を受ける負荷回路毎に調整が必要な場合には、その負荷回路によってヒューズの切断状態が異なり、その結果、電圧調整回路２００および２０１の抵抗に流れる電流も異なることになる。そのために、電圧調整回路２００および２０１およびその負荷回路毎に消費電流や発熱が異なり、それらの回路間で特性ばらつきが生じうる。つまり、従来の電圧調整回路２００および２０１では、発生させる電圧に依存して消費電力が異なるという問題がある。
【００１１】
また、複数の電圧が必要な場合には、それらの複数の電圧のそれぞれに応じた複数の電圧調整回路が必要となるため、回路全体の小型化が困難となる。つまり、従来の電圧調整回路２００および２０１では、複数の異なる電圧を発生させる必要がある場合には、回路全体の小型化が困難になるという問題ある。
【００１２】
そこで、本発明は、低消費電力で、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定している電圧調整回路等を提供することを第一の目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、上記目的に加えて、回路全体の小型化を可能にする電圧調整回路等を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記第一の目的を達成するために、本発明に係る電圧調整回路の一形態は、半導体基板上に形成され、発生する電圧を調整するための電圧調整回路であって、直列に接続された複数の抵抗体と、前記複数の抵抗体の直列接続における接続点のそれぞれに一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された第１組の複数のヒューズと、共通に接続された前記第１組の複数のヒューズの他端に接続された第１の出力端子とを備える。これにより、直列に接続された複数の抵抗体の合成抵抗値は、ヒューズの切断状態に依存することなく一定であり、かつ、従来技術における最大抵抗値に相当する。よって、低消費電力で、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定している電圧調整回路が実現される。
【００１５】
ここで、さらに、前記複数の抵抗体の直列接続における接続点に一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された少なくとも第２組の複数のヒューズと、共通に接続された前記第２組の複数のヒューズの他端に接続された第２の出力端子とを備えてもよい。これにより、少なくとも２組のヒューズの切断状態に依存することなく、各接続点における電圧が固定化されているので、１個の電圧調整回路から、独立して、２つの異なる電圧を取り出すことができる。よって、複数の異なる電圧を発生させる必要がある場合であっても、１個の電圧調整回路で済むので、回路全体の小型化が可能になり、上記第二の目的が達成される。
【００１６】
なお、抵抗体としては、前記複数の抵抗体は多結晶シリコンで形成されていてもよいし、前記複数の抵抗体はＭＯＳトランジスタで構成されていてもよい。
【００１７】
また、前記複数の抵抗体のうち、両端に前記ヒューズの一端が接続された前記抵抗体の抵抗値は等しくてもよい。これにより、電圧調整のステップ（電圧幅）が等間隔になり、発生電圧を容易に設定することができる。
【００１８】
また、さらに、前記複数のヒューズの一端および他端のそれぞれに接続された複数のパッドを備えてもよい。これにより、複数のヒューズのそれぞれに対して独立したパッドが設けられているので、複数のヒューズに異なる電圧を印加して同時に切断することが可能になる。
【００１９】
また、さらに、前記複数のヒューズの一端のそれぞれに接続された複数のパッドと、前記複数のヒューズの他端に対して共通に接続されたパッドとを備えてもよい。これにより、複数のヒューズの他端に接続されるパッドが共通化されているので、パッドの数が削減され、電圧調整回路の回路規模が縮小される。
【００２０】
また、上記第一の目的を達成するために、本発明に係る電圧調整方法の一形態は、発生する電圧を調整するための電圧調整方法であって、上記電圧調整回路が備える第１組の複数のヒューズから一つを特定する特定ステップと、前記第１組の複数のヒューズのうち、特定された前記一つのヒューズを除くヒューズを切断する切断ステップとを含む。これにより、消費電力が低く、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定している電圧調整回路を用いた電圧調整方法が実現される。
【００２１】
ここで、前記電圧調整回路が第２組の複数のヒューズを備える場合には、前記特定ステップではさらに、前記第２組の複数のヒューズから一つを特定し、前記切断ステップではさらに、前記第２組の複数のヒューズのうち、特定された前記一つのヒューズを除くヒューズを切断してもよい。これにより、２組のヒューズの切断状態に依存することなく、各接続点における電圧が固定化されているので、１個の電圧調整回路から、独立して、２つの異なる電圧を取り出すことができる。よって、複数の異なる電圧を発生させる必要がある場合であっても、１個の電圧調整回路で済むので、回路全体の小型化が可能になり、上記第二の目的が達成される。
【００２２】
ここで、ヒューズの切断方法として、前記切断ステップでは、切断の対象となる前記ヒューズのそれぞれについて、当該ヒューズの両端のそれぞれに接続された２つのパッド間に電圧を印加することで、当該ヒューズを切断してもよいし、前記切断ステップでは、レーザーを用いて前記ヒューズを切断してもよい。
【００２３】
なお、本発明は、電圧調整回路および電圧調整方法として実現できるだけでなく、上記電圧調整回路を備える固定撮像装置として実現することもできる。その固体撮像装置の一形態は、半導体基板上に形成された固体撮像装置であって、２次元に配置されたフォトダイオードと、前記フォトダイオードから読み出した信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送部から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、前記水平転送部の最終端に設けられた出力ゲートと、前記水平転送部から出力ゲートを介して転送される電荷を受け取る浮遊拡散層と、所定の電圧が印加されたリセットドレインと、前記浮遊拡散層に転送された電荷を前記リセットドレインに排出するリセットゲートと、前記水平転送部で転送されてきた信号電荷に基づく電圧を出力する出力アンプと、前記リセットゲート、前記半導体基板、前記出力ゲートおよび前記出力アンプの少なくとも一つにバイアス電圧を供給するバイアス回路とを備え、前記バイアス回路は、上記電圧調整回路を有する。
【００２４】
これにより、低消費電力で、かつ、暗時出力などの特性ばらつきが発生しない特徴を有する小型の固体撮像装置が実現される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、消費電力が低く、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定している電圧調整回路および電圧調整方法が実現される。
【００２６】
また、複数組のヒューズを設けることで、上記効果に加えて、さらに回路全体の小型化を可能にする電圧調整回路および電圧調整方法も実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態における電圧調整回路の回路図
【図２】本発明の第１の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路の回路図
【図３】本発明の第２の実施形態における電圧調整回路の回路図
【図４】本発明の第２の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路の回路図
【図５】本発明の第３の実施形態における電圧調整回路の回路図
【図６】本発明の第３の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路の回路図
【図７】本発明の第４の実施形態における電圧調整回路の回路図
【図８】本発明の第４の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路の回路図
【図９】本発明の第５の実施形態における電圧調整回路の回路図
【図１０】本発明の第６の実施形態における固体撮像装置の平面構成図
【図１１】本発明の第１の実施形態を図１０の固体撮像装置に応用した一例を示す図
【図１２】本発明の第４の実施形態を図１０の固体撮像装置に応用した別の例を示す図
【図１３】本発明の第５の実施形態を図１０の固体撮像装置に応用した一例を示す図
【図１４】従来の電圧調整回路の例を示す回路図
【図１５】従来の電圧調整回路の別の例を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る電圧調整回路および電圧調整方法の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する実施形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００２９】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。
【００３０】
図１は本発明による第１の実施形態における電圧調整回路１１０の回路図である。この電圧調整回路１１０は、半導体基板上に形成され、発生する電圧を調整するための回路であって、その主要部として、直列に接続された複数の抵抗体（ここでは、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆ）と、複数の抵抗体の直列接続における接続点のそれぞれに一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された第１組の複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇと、共通に接続された第１組の複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端に接続された第１の出力端子２とを備える。なお、本実施形態では、複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇの一端および他端のそれぞれに接続された複数のパッドが設けられている。以下、この電圧調整回路１１０について、詳細に説明する。
【００３１】
図１において、例えば多結晶シリコン膜で形成された抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆが直列に接続されている。抵抗１３ａは抵抗１１を介して接地電位に、抵抗１３ｆは抵抗１２を介して電源端子（電圧ＶＤＤ）１に接続されている。抵抗１３ａ〜１３ｆの両端（つまり、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆの直列接続における接続点）のそれぞれには、ヒューズ３１ａ〜３１ｇの一端が接続されており、各ヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端はお互いに共通に接続されて出力端子２に接続されている。また、各ヒューズ３１ａ〜３１ｇの両端には、それぞれパッド３および４が接続されている。なお、抵抗１１および抵抗１２は、ヒューズ３１ａ〜３１ｇを通して出力端子２に流れる電流を制限してヒューズ３１ａ〜３１ｇを保護したり、電圧調整範囲の上限や下限を設定したりするためのものである。
【００３２】
発生する電圧を調整する場合には、上記複数の接続点（言い換えると、ヒューズ３１ａ〜３１ｇ）のうち、必要とされる電圧に対応する一つの接続点（言い換えると、一つのヒューズ）を特定し（特定ステップ）、いま特定した一つのヒューズを除くヒューズを、その両端に接続されたパッド３および４間に所定の電圧を印加することによって、切断する（切断ステップ）。このように、どのヒューズを切断せずに残すかによって、発生する電圧を調整することが可能であり、本例では、７種類の電圧から選択することができる。
【００３３】
本実施形態では、出力端子２に接続される負荷回路が容量性負荷である場合など、出力端子２を流れる電流が無視できるほど小さい場合には、ヒューズの切断状態によらず直列接続された抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆを流れる電流Ｉは、電源端子１の電源電圧をＶＤＤ、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆの抵抗値をそれぞれＲｂ、Ｒｔ、Ｒ１〜Ｒ６とすると、
Ｉ＝ＶＤＤ／（Ｒｂ＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒｔ）
で一定となる。本実施形態と図１４に示した従来例とで抵抗値Ｒｂ、Ｒ１〜Ｒ６、Ｒｔがそれぞれ等しい場合には、本実施形態での電流Ｉは、図１４の従来例での電流Ｉの最小値と常に等しいことになり、消費電流が低減される。
【００３４】
また、負荷回路ごとに異なる電圧が必要になる場合において、負荷回路ごとに本実施形態における電圧調整回路１１０を設けたとしても、各電圧調整回路１１０におけるヒューズ３１ａ〜３１ｇの切断状態に依存することなく、各電圧調整回路１１０における消費電流は一定である。よって、本実施形態における電圧調整回路１１０によれば、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定しており、異なる電圧の供給を受ける負荷回路間で特性のばらつきが生じない。
【００３５】
また、本実施形態では、複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇのそれぞれに対して独立したパッド３および４が設けられているので、複数のヒューズに異なる電圧を印加して同時に切断することが可能になる。
【００３６】
なお、本実施形態では、抵抗体は、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆで構成されたが、これに代えて、ＭＯＳトランジスタで構成されてもよい。抵抗体がＭＯＳトランジスタで構成される電圧調整回路について、第１の実施形態の別の例（変形例）として、以下に説明する。
【００３７】
図２は本発明による第１の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路１１１の回路図である。本変形例における電圧調整回路１１１が図１に示される第１の実施形態と異なるのは、抵抗体を多結晶シリコン膜で形成する代わりにドレインとゲートとを接続したＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆで構成している点であり、それ以外の構成は第１の実施形態と同一である。一般に、ＭＯＳトランジスタの占める面積は多結晶シリコン膜で形成した抵抗より小さくできるため、この変形例によれば、第１の実施形態に比べて電圧調整回路１１１の小型化が可能となる。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００３９】
図３は本発明による第２の実施形態における電圧調整回路１２０の回路図である。この電圧調整回路１２０は、第１の実施形態と比べ、複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇの一端のそれぞれに接続された複数のパッド３と、複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端に対して共通に接続された１個のパッド４とを備える点だけが異なる。以下、この電圧調整回路１２０について、詳細に説明する。
【００４０】
図３において、例えば多結晶シリコン膜で形成された抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆが直列に接続されている。抵抗１３ａは抵抗１１を介して接地電位に、抵抗１３ｆは抵抗１２を介して電源端子（電圧ＶＤＤ）１に接続されている。抵抗１３ａ〜１３ｆの両端（つまり、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆの直列接続における接続点）のそれぞれには、ヒューズ３１ａ〜３１ｇの一端が接続されており、各ヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端はお互いに共通に接続されて出力端子２およびパッド４に接続されている。また、各ヒューズ３１ａ〜３１ｇの一端（抵抗１３ａ〜１３ｆと接続されている端子）側にそれぞれパッド３が接続されている。なお、抵抗１１および抵抗１２は、ヒューズ３１ａ〜３１ｇを通して出力端子２に流れる電流を制限してヒューズを保護したり、電圧調整範囲の上限や下限を設定したりするためのものである。
【００４１】
発生する電圧を調整する場合には、上記複数の接続点（言い換えると、ヒューズ３１ａ〜３１ｇ）のうち、必要とされる電圧に対応する一つの接続点（言い換えると、一つのヒューズ）を特定し（特定ステップ）、いま特定した一つのヒューズを除くヒューズを、各ヒューズの一端（抵抗１３ａ〜１３ｆと接続されている端子）側に接続されたパッド３と出力端子２に接続されたパッド４との間に所定の電圧を印加することによって、切断する（切断ステップ）。このように、どのヒューズを切断せずに残すかによって、発生する電圧を調整することが可能であり、本例では７種類の電圧から選択することができる。
【００４２】
本実施形態では、図１に示される第１の実施形態と同様に、図１４に示される従来技術に比べて消費電流が低減されるのに加えて、パッドの数が第１の実施形態に比べて削減されるために、その分、電圧調整回路１２０の縮小が可能となる。
【００４３】
なお、本実施形態における電圧調整回路１２０によれば、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定しており、異なる電圧の供給を受ける負荷回路間で特性のばらつきが生じない点は、第１の実施形態と同様である。
【００４４】
図４は本発明による第２の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路１２１の回路図である。本変形例における電圧調整回路１２１が図３に示される第２の実施形態と異なるのは、抵抗体を多結晶シリコン膜で形成する代わりにドレインとゲートとを接続したＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆで構成している点であり、それ以外の構成は第２の実施形態と同一である。このように、図２に示される第１の実施形態の変形例と同様に、抵抗体をＭＯＳトランジスタで構成することにより、第２の実施形態に比べて電圧調整回路１２１の小型化が可能となる。
【００４５】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００４６】
図５は本発明による第３の実施形態における電圧調整回路１３０の回路図である。この電圧調整回路１３０は、第１の実施形態と比べ、パッド３および４を備えない点だけが異なる。以下、この電圧調整回路１３０について、詳細に説明する。
【００４７】
図５において、例えば多結晶シリコン膜で形成された抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆが直列に接続されている。抵抗１３ａは抵抗１１を介して接地電位に、抵抗１３ｆは抵抗１２を介して電源端子（電圧ＶＤＤ）１に接続されている。抵抗１３ａ〜１３ｆの両端（つまり、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆの直列接続における接続点）のそれぞれにはヒューズ３１ａ〜３１ｇの一端が接続されており、各ヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端はお互いに共通に接続されて出力端子２に接続されている。なお、抵抗１１および抵抗１２は、ヒューズ３１ａ〜３１ｇを通して出力端子２に流れる電流を制限してヒューズを保護したり、電圧調整範囲の上限や下限を設定したりするためのものである。
【００４８】
発生する電圧を調整する場合には、上記複数の接続点（言い換えると、ヒューズ３１ａ〜３１ｇ）のうち、必要とされる電圧に対応する一つの接続点（言い換えると、一つのヒューズ）を特定し（特定ステップ）、いま特定した一つのヒューズを除くヒューズを、レーザーを照射することよって、切断する（切断ステップ）。このように、どのヒューズを切断せずに残すかによって、発生する電圧を調整することが可能であり、本例では７種類の電圧から選択することができる。
【００４９】
本実施形態では、図１に示される第１の実施形態と同様に、図１４に示される従来技術に比べて消費電流が低減されるのに加えて、パッドが不要になるために、その分、電圧調整回路１３０の縮小が可能となる。
【００５０】
なお、本実施形態における電圧調整回路１３０によれば、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定しており、異なる電圧の供給を受ける負荷回路間で特性のばらつきが生じない点は、第１の実施形態と同様である。
【００５１】
図６は本発明による第３の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路１３１の回路図である。本変形例における電圧調整回路１３１が図５に示される第３の実施形態と異なるのは、抵抗体を多結晶シリコン膜で形成する代わりにドレインとゲートとを接続したＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆで構成している点であり、それ以外の構成は第３の実施形態と同一である。図２に示される第１の実施形態の変形例および図４に示される第２の実施形態の変形例と同様に、抵抗体をＭＯＳトランジスタで構成することにより、第３の実施形態に比べて電圧調整回路１３１の小型化が可能となる。
【００５２】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を説明する。
【００５３】
図７は本発明による第４の実施形態における電圧調整回路１４０の回路図である。
【００５４】
本実施形態における電圧調整回路１４０の構成は、基本的には、図５に示される実施形態３と同一であるが、実施形態３と異なるのは抵抗１３ａ〜１３ｆの抵抗値を全て同一にしている点である。つまり、電圧調整回路１４０が備える複数の抵抗体のうち、両端にヒューズの一端が接続された抵抗体の抵抗値は等しい。抵抗１３ａ〜１３ｆを多結晶シリコン膜で形成する場合には、抵抗１３ａ〜１３ｆの配線長および配線幅を同一のパターンにすることで、それらの抵抗値を全て同一にすることを実現できる。出力端子２に接続される負荷回路が容量性負荷である場合など、出力端子２を流れる電流が無視できるほど小さい場合には、ヒューズの切断状態によらず直列接続された抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆを流れる電流Ｉは、電源端子１の電源電圧をＶＤＤ、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆの抵抗値をそれぞれＲｂ、Ｒｔ、Ｒとすると、
Ｉ＝ＶＤＤ／（Ｒｂ＋６×Ｒ＋Ｒｔ）
で表される。よって、各抵抗１３ａ〜１３ｆの両端に発生する電圧はいずれも、
Ｉ×Ｒ
となる。このことから、電圧調整のステップ（電圧幅）を等間隔にすることができ、電圧設定が容易となる。
【００５５】
なお、本実施形態における電圧調整回路１４０によれば、低消費電力であり、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定しており、異なる電圧の供給を受ける負荷回路間で特性のばらつきが生じない点は、第１の実施形態と同様である。
【００５６】
図８は本発明による第４の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路１４１の回路図である。本変形例における電圧調整回路１４１が図７に示される第４の実施形態と異なるのは、抵抗体を多結晶シリコン膜で形成する代わりにドレインとゲートとを接続したＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆで構成している点であり、それ以外の構成は第４の実施形態と同一である。本変形例でも、第４の実施形態と同様に、ＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆの抵抗値を全て同一にしている。これは、ＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆのチャネル長およびチャネル幅を同一に設計することで実現できる。
【００５７】
その結果、この変形例によれば、第４の実施形態と同様に、電圧調整のステップ（電圧幅）を等間隔にすることが可能であり、かつ、第４の実施形態に比べて電圧調整回路１４１の小型化が可能となる。
【００５８】
また、本実施形態およびその変形例では、第３の実施形態およびその変形例と同様にレーザーでヒューズ３１ａ〜３１ｇを切断する例を示したが、第１および第２の実施形態およびそれらの変形例と同様に、ヒューズ３１ａ〜３１ｇの両端にパッドを設けて電圧を印加してヒューズを切断する構成も可能である。
【００５９】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態を説明する。
【００６０】
図９は本発明による第５の実施形態における電圧調整回路１５０の回路図である。この電圧調整回路１５０は、半導体基板上に形成され、発生する電圧を調整するための回路であって、その主要部として、直列に接続された複数の抵抗体（ここでは、ＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆ）と、複数の抵抗体の直列接続における接続点のそれぞれに一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された第１組の複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇと、共通に接続された第１組の複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端に接続された第１の出力端子（出力端子２Ａ）と、複数の抵抗体の直列接続における接続点に一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された少なくとも第２組の複数のヒューズ４１ａ〜４１ｇと、共通に接続された第２組の複数のヒューズ４１ａ〜４１ｇの他端に接続された第２の出力端子（出力端子２Ｂ）とを備える。以下、この電圧調整回路１５０について、詳細に説明する。
【００６１】
図９において、ドレインとゲートとを接続したＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆが直列に接続されている。ＭＯＳトランジスタ２３ａはＭＯＳトランジスタ２１を介して接地電位に、ＭＯＳトランジスタ２３ｆはＭＯＳトランジスタ２２を介して電源端子（電圧ＶＤＤ）１に接続されている。ＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆの両端には２組のヒューズ３１ａ〜３１ｇおよび４１ａ〜４１ｇの一端が接続されており、第１組のヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端はお互いに共通に接続されて出力端子２Ａに、第２組のヒューズ４１ａ〜４１ｇの他端はお互いに共通に接続されて出力端子２Ｂに接続されている。なお、ＭＯＳトランジスタ２１および２２は、ヒューズを通して出力端子に流れる電流を制限してヒューズを保護したり、電圧調整範囲の上限や下限を設定したりするためのものである。
【００６２】
出力端子２Ａに発生する電圧を調整する場合には、上記第１組の複数の接続点（言い換えると、第１組のヒューズ３１ａ〜３１ｇ）のうち、必要とされる電圧に対応する一つの接続点（言い換えると、一つのヒューズ）を特定し（特定ステップ）、いま特定した一つのヒューズを除くヒューズを、レーザーを照射することよって、切断する（切断ステップ）。どのヒューズを切断せずに残すかによって出力端子２Ａに発生する電圧ＶＢ１を調整することが可能であり、本例では７種類の電圧から選択することができる。同様に、出力端子２Ｂに発生する電圧を調整する場合には、上記第２組の複数の接続点（言い換えると、第２組のヒューズ４１ａ〜４１ｇ）のうち、必要とされる電圧に対応する一つの接続点（言い換えると、一つのヒューズ）を特定し（特定ステップ）、いま特定した一つのヒューズを除くヒューズを、レーザーを照射することよって、切断する（切断ステップ）。どのヒューズを切断せずに残すかによって出力端子２Ｂに発生する電圧ＶＢ２を調整することが可能であり、本例では７種類の電圧から選択することができる。
【００６３】
本実施形態では、出力端子２Ａおよび２Ｂに接続される負荷回路が容量性負荷である場合など、出力端子２Ａおよび２Ｂを流れる電流が無視できるほど小さい場合には、ヒューズの切断状態によらず直列接続された抵抗を流れる電流Ｉは、電源端子１の電源電圧をＶＤＤ、ＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆの抵抗値をそれぞれＲｂ、Ｒｔ、Ｒ１〜Ｒ６とすると、
Ｉ＝ＶＤＤ／（Ｒｂ＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒｔ）
で決定されるため、出力端子２Ａおよび２Ｂに出力される出力電圧ＶＢ１およびＶＢ２を独立に設定することが可能となる。
【００６４】
図１５に示される従来技術では、ＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆと並列にヒューズ３１ａ〜３１ｆが接続されているため、１個の電圧調整回路２０１で発生する電圧は１種類のみに限定され、２つの電圧を発生させるには２つの電圧調整回路が必要となる。一方、本実施形態では、第１組のヒューズ３１ａ〜３１ｇおよび第２組の４１ａ〜４１ｇの切断状態に依存することなく各接続点における電圧が固定化されているので、１個の電圧調整回路１５０で２つの電圧を発生させることができ、回路全体の小型化が可能となる。
【００６５】
なお、本実施形態における電圧調整回路１５０によれば、低消費電力であり、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定しており、異なる電圧の供給を受ける負荷回路間で特性のばらつきが生じない点は、第１の実施形態と同様である。
【００６６】
また、図８に示される第４の実施形態の変形例と同様に、ＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆの抵抗値Ｒ１〜Ｒ６が等しくなるようにＭＯＳトランジスタを設計すれば、電圧調整のステップ（電圧幅）を等間隔にすることができ、電圧設定が容易となる。
【００６７】
また、本実施形態では、抵抗体として、ＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆで構成し、ヒューズをレーザーで切断する例を示したが、抵抗体としては、例えば多結晶シリコン膜で形成したり、ヒューズの両端にパッドを設けて電圧を印加して切断したりする構成も可能である。
【００６８】
さらに本実施形態では第１組のヒューズ３１ａ〜３１ｇおよび第２組の４１ａ〜４１ｇが同数の例を示したが、第１組と第２組とでヒューズの数が異なる構成とすることも可能である。
【００６９】
また本実施形態では、２組のヒューズ３１ａ〜３１ｇおよび４１ａ〜４１ｇを配置した例を示したが、可能であれば３組以上のヒューズを配置することも可能である。これにより、１個の電圧調整回路で任意の個数の異なる電圧を供給することができ、回路全体のさらなる小型化が可能になる。
【００７０】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態を説明する。
【００７１】
以下に前述の実施形態を固体撮像装置に応用した例を、第６の実施形態として、説明する。
【００７２】
図１０はインターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像装置（ＣＣＤチップ）５１の構成の一例を示す。このＣＣＤ固体撮像装置５１は、半導体基板上に形成され、２次元に配置されたフォトダイオード５２、フォトダイオード５２の信号電荷を読み出す読み出し領域５３、および、読み出した信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部の一例である垂直ＣＣＤ５４を備えた画素領域５５と、垂直ＣＣＤ５４から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部の一例である水平ＣＣＤ５６と、水平ＣＣＤ５６の最終端に設けられた出力ゲート５７と、水平ＣＣＤ５６から出力ゲート５７を介して転送される電荷を受け取る浮遊拡散層５８と、所定の電圧が印加されたリセットドレイン６０と、浮遊拡散層５８に転送された電荷をリセットドレイン６０に排出するリセットゲート５９と、浮遊拡散層５８に転送された電荷に基づく電圧Ｖｏｕｔを出力する、例えば２段ソースフォロワ回路で構成された出力アンプ６１とを備える１チップの半導体装置である。なお、出力アンプ６１は、水平ＣＣＤ５６で転送されてきた信号電荷に基づく電圧を出力するアンプである。
【００７３】
また、このＣＣＤ固体撮像装置５１は、さらに、上記第１〜第５の実施形態における電圧調整回路のいずれかから構成されるバイアス回路６２〜６５、および、外部接続パッド６６〜７８を備える。なお、図示されていないが、画素領域５５の一部と水平ＣＣＤ５６の転送チャネルを覆いグランドレベルに接続された遮光膜が設けられている。
【００７４】
垂直ＣＣＤ５４は外部接続パッド７５〜７８に印加される４相のパルスで駆動され、水平ＣＣＤ５６は外部接続パッド７３および７４に印加される２相のパルスで駆動される。出力ゲート５７および出力アンプ６１のロードトランジスタのゲートにはバイアス回路６２および６３からそれぞれ所定のＤＣ電圧（バイアス電圧）が印加される。リセットゲート５９には、バイアス回路６４から供給される一定の電圧ＶＲＧ（バイアス電圧）に、外部接続パッド６６を介して供給されるパルスφＲが重畳された電圧が印加される。また、基板端子（図示なし）には、バイアス回路６５から供給される一定電圧Ｖｓｕｂ（バイアス電圧）に、必要に応じて外部接続パッド７２を介して供給されるパルスφｓｕｂが重畳された電圧が印加される。
【００７５】
図１１は図１に示した第１の実施形態における電圧調整回路１１０を、図１０の固体撮像装置５１のリセットゲート５９用のバイアス回路６４に応用した例を示す回路図である。リセットパルスφＲをバイアス電圧ＶＲＧに重畳するためにクランプダイオード６が追加されている以外は図１と同じ構成である。ただし、本例では抵抗１３ａ〜１３ｆの抵抗値を全て等しくしている。なお、この図１１で、点線で表わされた、ヒューズ３１ｄ以外のヒューズ３１ａ〜３１ｃおよび３１ｅ〜３１ｆは切断されている。このバイアス回路６４におけるバイアス電圧ＶＲＧは、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆの抵抗値をそれぞれＲｂ、Ｒｔ、Ｒとすると
ＶＲＧ＝ＶＤＤ×（Ｒｂ＋３×Ｒ）／（Ｒｂ＋６×Ｒ＋Ｒｔ）
となる。
【００７６】
図１２は図８に示した第４の実施形態の変形例における電圧調整回路１４１を、図１０の固体撮像装置５１の基板端子用のバイアス回路６５に応用した例を示す回路図である。基板パルスφｓｕｂをバイアス電圧Ｖｓｕｂに重畳するためにクランプダイオード６が追加されている以外は図８と同じ構成である。ヒューズ３１ｅ以外のヒューズ３１ａ〜３１ｄおよび３１ｆ〜３１ｇが切断されている。このバイアス回路６５におけるバイアス電圧Ｖｓｕｂは、
Ｖｓｕｂ＝ＶＤＤ×（Ｒｂ＋４×Ｒ）／（Ｒｂ＋６×Ｒ＋Ｒｔ）
となる。
【００７７】
図１３は図９に示した第５の実施形態における電圧調整回路１５０を、図１０の固体撮像装置５１の出力ゲート５７用のバイアス回路６２と出力アンプ６１のロードトランジスタのゲート用のバイアス回路６３に応用した例である。ただし、本例ではＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆの抵抗値を全て等しくしている。出力ゲート５７および出力アンプ６１のロードトランジスタのゲートは容量性負荷であり、これらに流れる電流は無視できるため、ＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆを流れる電流Ｉはヒューズの切断の状態によらず、
Ｉ＝ＶＤＤ／（Ｒｂ＋６×Ｒ＋Ｒｔ）
で表される。
【００７８】
出力ゲート５７側のヒューズ３１ａ〜３１ｇについては、ヒューズ３１ｆ以外のヒューズ３１ａ〜３１ｅおよび３１ｇが切断されている。よって、出力端子２Ａに出力されるバイアス電圧ＶＯＧは、
ＶＯＧ＝ＶＤＤ×（Ｒｂ＋５×Ｒ）／（Ｒｂ＋６×Ｒ＋Ｒｔ）
となる。
【００７９】
また、出力アンプ６１のロードトランジスタ側のヒューズ４１ａ〜４１ｇについては、ヒューズ４１ｃ以外のヒューズ４１ａ〜４１ｂおよび４１ｄ〜４１ｇが切断されている。よって、出力端子２Ｂに出力されるバイアス電圧ＶＬＧは、
ＶＬＧ＝ＶＤＤ×（Ｒｂ＋２×Ｒ）／（Ｒｂ＋６×Ｒ＋Ｒｔ）
となる。
【００８０】
小型携帯機器や内視鏡などに用いられる固体撮像装置では、小型化や低消費電量化が望まれる。そのような用途の固体撮像装置に、図１１〜図１３に示した本実施形態における電圧調整回路を適用することにより、従来技術の電圧調整回路２００および２０１を使用した場合に比べて、固体撮像装置の小型化および低消費電力が実現できる。また電圧調整回路の抵抗体を流れる電流は、どのヒューズを切断するかの条件（切断状態）によらず一定であり、これにより、例えば、固体撮像装置において暗時出力などの特性ばらつきが発生しない効果も得られる。また、１個の電圧調整回路で２つ以上の電圧を発生させることができ、固体撮像装置の小型化が可能となる。また、電圧調整回路を構成する、直列に接続した多結晶シリコン膜の抵抗やＭＯＳトランジスタの抵抗値を等しくすることによって、電圧調整のステップ（電圧幅）を等間隔にすることができ、バイアス回路における電圧設定が容易となる効果も得られる。
【００８１】
なお、本実施形態におけるＣＣＤ固体撮像装置５１は、第１の実施形態における電圧調整回路１１０、第４の実施形態の変形例における電圧調整回路１４１、および、第５の実施形態における電圧調整回路１５０が適用されたバイアス回路を備えたが、他の実施形態および変形例における電圧調整回路が適用されたバイアス回路を備えてもよい。
【００８２】
また、本実施形態では、本発明に係る電圧調整回路が、リセットゲート５９用のバイアス回路６４、基板端子用のバイアス回路６５、出力ゲート５７用のバイアス回路６２、および、出力アンプ６１のロードトランジスタのゲート用のバイアス回路６３に適用された例が示されたが、必ずしも、本発明に係る電圧調整回路がこれら全てのバイアス回路６２〜６５に適用される必要はなく、少なくとも一つのバイアス回路に適用されればよい。
【００８３】
以上、本発明に係る電圧調整回路、電圧調整方法および固体撮像装置について、第１〜第６の実施の形態および変形例に基づいて説明したが、本発明は、このような実施の形態および変形例に限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせて得られる形態も、本発明に含まれる。
【００８４】
たとえば、以上に説明した実施形態および変形例では多結晶シリコン膜の抵抗あるいはＭＯＳトランジスタを６個とヒューズを７個配置した例を示したが、本発明の適用範囲はこの個数に限定されるものではない。また、接地電位側に抵抗１１あるいはＭＯＳトランジスタ２１、電源端子側に抵抗１２あるいはＭＯＳトランジスタ２２を配置した例を示したが、これらは本発明の構成に必須のものではなく、そのどちらかあるいは両方を削除した構成としても良い。
【００８５】
また、上記実施形態では、電圧調整回路を構成する複数の抵抗体は、いずれも、抵抗またはＭＯＳトランジスタであったが、抵抗とＭＯＳトランジスタが混在していてもよい。つまり、１個の電圧調整回路を構成する複数の抵抗体の一部が抵抗で構成され、残りがＭＯＳトランジスタで構成されてもよい。また、複数の電圧調整回路のうち、一部の電圧調整回路の抵抗体が抵抗で構成され、他の電圧調整回路の抵抗体がＭＯＳトランジスタで構成されてもよい。
【００８６】
また、電圧調整回路を構成する複数のヒューズは、いずれも、両端にパッドが接続されるか、あるいは、レーザーが照射される構成を備えていたが、これらの構造が混在していてもよい。つまり、１個の電圧調整回路を構成する複数のヒューズの一部を電圧印加によって切断し、残りをレーザーで切断してもよい。また、複数の電圧調整回路のうち、一部の電圧調整回路のヒューズを電圧印加によって切断し、他の電圧調整回路のヒューズをレーザーで切断してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、発生する電圧を調整するための電圧調整回路、その方法および電圧調整回路を備える固定撮像装置として、特に、低消費電力で、かつ、回路間での特性ばらつきを生じさせない電圧調整回路および固体撮像装置として、例えば、小型携帯機器や内視鏡などに用いられる固体撮像装置およびそのバイアス回路等として、利用できる。
【符号の説明】
【００８８】
１ 電源端子
２、２Ａ、２Ｂ 出力端子
３、４、５ パッド
６ クランプダイオード
１１、１２、１３ａ〜１３ｆ 抵抗
２１、２２、２３ａ〜２３ｆ ＭＯＳトランジスタ
３１ａ〜３１ｇ、４１ａ〜４１ｇ ヒューズ
５１ ＣＣＤ固体撮像装置（ＣＣＤチップ）
５２ フォトダイオード
５３ 読み出し領域
５４ 垂直ＣＣＤ
５５ 画素領域
５６ 水平ＣＣＤ
５７ 出力ゲート
５８ 浮遊拡散層
５９ リセットゲート
６０ リセットドレイン
６１ 出力アンプ
６２〜６５ バイアス回路
６６〜７８ 外部接続パッド
１１０、１１１、１２０、１２１、１３０、１３１、１４０、１４１、１５０、２００、２０１ 電圧調整回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生する電圧を調整するための電圧調整回路、電圧調整方法およびその電圧調整回路を備える固体撮像装置に関し、特に、ヒューズを備えた電圧調整回路および電圧調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４にヒューズを備えた従来の電圧調整回路の一例を示す。
【０００３】
この電圧調整回路２００では、多結晶シリコン膜で形成された抵抗１３ａ〜１３ｆとヒューズ３１ａ〜３１ｆとが並列に接続された６対の回路が直列に接続されている。直列に接続された抵抗１３ａ〜１３ｆの一端（抵抗１３ａの一端）は抵抗１１を介して接地電位に、他端（抵抗１３ｆの一端）は抵抗１２を介して電源端子（電圧ＶＤＤ）１に接続されている。各ヒューズ３１ａ〜３１ｆの両端にはパッド３が接続されており、また抵抗１３ｃと抵抗１３ｄとの接続点が出力端子２に接続されている。
【０００４】
ヒューズ３１ａ〜３１ｆのうち、任意のヒューズを、その両端に接続されたパッド３間に所定の電圧を印加することによって、切断し、出力端子２に出力される電圧（ＶＢ）を調整することが可能となる。この例では、６個のヒューズ３１ａ〜３１ｆうちの切断するヒューズの組合せによって所望の電圧を発生させることができる。なお、接地電位に接続された抵抗１１および電源端子１に接続された抵抗１２は、ヒューズ３１ａ〜３１ｆに流れる電流を制限したり、電圧調整範囲を設定するためのものである。
【０００５】
図１５にヒューズを備えた従来の電圧調整回路の別の例を示す。
【０００６】
図１５に示された電圧調整回路２０１が図１４に示される電圧調整回路２００と異なるのは、直列接続された抵抗体として、多結晶シリコン膜などの抵抗ではなく、ゲートとドレインとを接続したＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆで形成していることである。接地側および電源端子１側にも、ゲートとドレインとを接続したＭＯＳトランジスタ２１および２２を接続しており、ヒューズ３１ａ〜３１ｆに流れる電流を制限したり、電圧調整範囲を設定したりしている。このように、抵抗体をＭＯＳトランジスタで構成することによって、多結晶シリコン膜の抵抗で抵抗体を構成する場合に比べて、より小型化を実現している。また、ヒューズを電圧の印加ではなく、レーザーを照射して切断することによって、パッドが不要となり、電圧調整回路のさらなる小型化が可能となる。この例でも、切断するヒューズの組合せによって所望の電圧を発生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２９４５８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１４および図１５に示した従来の電圧調整回路２００および２０１では、全てのヒューズが切断された場合に抵抗を流れる電流Ｉは次式で表される最小の値となるが、それ以外の場合にはこれより大きな電流が流れる。つまり、従来の電圧調整回路２００および２０１では、調整の内容（ヒューズの切断状態）によっては、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。
【０００９】
Ｉ＝ＶＤＤ／（Ｒｂ＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒｔ）
【００１０】
また、このような電圧調整回路２００および２０１によって得られた電圧の供給を受ける負荷回路毎に調整が必要な場合には、その負荷回路によってヒューズの切断状態が異なり、その結果、電圧調整回路２００および２０１の抵抗に流れる電流も異なることになる。そのために、電圧調整回路２００および２０１およびその負荷回路毎に消費電流や発熱が異なり、それらの回路間で特性ばらつきが生じうる。つまり、従来の電圧調整回路２００および２０１では、発生させる電圧に依存して消費電力が異なるという問題がある。
【００１１】
また、複数の電圧が必要な場合には、それらの複数の電圧のそれぞれに応じた複数の電圧調整回路が必要となるため、回路全体の小型化が困難となる。つまり、従来の電圧調整回路２００および２０１では、複数の異なる電圧を発生させる必要がある場合には、回路全体の小型化が困難になるという問題ある。
【００１２】
そこで、本発明は、低消費電力で、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定している電圧調整回路等を提供することを第一の目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、上記目的に加えて、回路全体の小型化を可能にする電圧調整回路等を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記第一の目的を達成するために、本発明に係る電圧調整回路の一形態は、半導体基板上に形成され、発生する電圧を調整するための電圧調整回路であって、直列に接続された複数の抵抗体と、前記複数の抵抗体の直列接続における接続点のそれぞれに一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された第１組の複数のヒューズと、共通に接続された前記第１組の複数のヒューズの他端に接続された第１の出力端子とを備える。これにより、直列に接続された複数の抵抗体の合成抵抗値は、ヒューズの切断状態に依存することなく一定であり、かつ、従来技術における最大抵抗値に相当する。よって、低消費電力で、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定している電圧調整回路が実現される。
【００１５】
ここで、さらに、前記複数の抵抗体の直列接続における接続点に一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された少なくとも第２組の複数のヒューズと、共通に接続された前記第２組の複数のヒューズの他端に接続された第２の出力端子とを備えてもよい。これにより、少なくとも２組のヒューズの切断状態に依存することなく、各接続点における電圧が固定化されているので、１個の電圧調整回路から、独立して、２つの異なる電圧を取り出すことができる。よって、複数の異なる電圧を発生させる必要がある場合であっても、１個の電圧調整回路で済むので、回路全体の小型化が可能になり、上記第二の目的が達成される。
【００１６】
なお、抵抗体としては、前記複数の抵抗体は多結晶シリコンで形成されていてもよいし、前記複数の抵抗体はＭＯＳトランジスタで構成されていてもよい。
【００１７】
また、前記複数の抵抗体のうち、両端に前記ヒューズの一端が接続された前記抵抗体の抵抗値は等しくてもよい。これにより、電圧調整のステップ（電圧幅）が等間隔になり、発生電圧を容易に設定することができる。
【００１８】
また、さらに、前記複数のヒューズの一端および他端のそれぞれに接続された複数のパッドを備えてもよい。これにより、複数のヒューズのそれぞれに対して独立したパッドが設けられているので、複数のヒューズに異なる電圧を印加して同時に切断することが可能になる。
【００１９】
また、さらに、前記複数のヒューズの一端のそれぞれに接続された複数のパッドと、前記複数のヒューズの他端に対して共通に接続されたパッドとを備えてもよい。これにより、複数のヒューズの他端に接続されるパッドが共通化されているので、パッドの数が削減され、電圧調整回路の回路規模が縮小される。
【００２０】
また、上記第一の目的を達成するために、本発明に係る電圧調整方法の一形態は、発生する電圧を調整するための電圧調整方法であって、上記電圧調整回路が備える第１組の複数のヒューズから一つを特定する特定ステップと、前記第１組の複数のヒューズのうち、特定された前記一つのヒューズを除くヒューズを切断する切断ステップとを含む。これにより、消費電力が低く、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定している電圧調整回路を用いた電圧調整方法が実現される。
【００２１】
ここで、前記電圧調整回路が第２組の複数のヒューズを備える場合には、前記特定ステップではさらに、前記第２組の複数のヒューズから一つを特定し、前記切断ステップではさらに、前記第２組の複数のヒューズのうち、特定された前記一つのヒューズを除くヒューズを切断してもよい。これにより、２組のヒューズの切断状態に依存することなく、各接続点における電圧が固定化されているので、１個の電圧調整回路から、独立して、２つの異なる電圧を取り出すことができる。よって、複数の異なる電圧を発生させる必要がある場合であっても、１個の電圧調整回路で済むので、回路全体の小型化が可能になり、上記第二の目的が達成される。
【００２２】
ここで、ヒューズの切断方法として、前記切断ステップでは、切断の対象となる前記ヒューズのそれぞれについて、当該ヒューズの両端のそれぞれに接続された２つのパッド間に電圧を印加することで、当該ヒューズを切断してもよいし、前記切断ステップでは、レーザーを用いて前記ヒューズを切断してもよい。
【００２３】
なお、本発明は、電圧調整回路および電圧調整方法として実現できるだけでなく、上記電圧調整回路を備える固定撮像装置として実現することもできる。その固体撮像装置の一形態は、半導体基板上に形成された固体撮像装置であって、２次元に配置されたフォトダイオードと、前記フォトダイオードから読み出した信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送部から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、前記水平転送部の最終端に設けられた出力ゲートと、前記水平転送部から出力ゲートを介して転送される電荷を受け取る浮遊拡散層と、所定の電圧が印加されたリセットドレインと、前記浮遊拡散層に転送された電荷を前記リセットドレインに排出するリセットゲートと、前記水平転送部で転送されてきた信号電荷に基づく電圧を出力する出力アンプと、前記リセットゲート、前記半導体基板、前記出力ゲートおよび前記出力アンプの少なくとも一つにバイアス電圧を供給するバイアス回路とを備え、前記バイアス回路は、上記電圧調整回路を有する。
【００２４】
これにより、低消費電力で、かつ、暗時出力などの特性ばらつきが発生しない特徴を有する小型の固体撮像装置が実現される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、消費電力が低く、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定している電圧調整回路および電圧調整方法が実現される。
【００２６】
また、複数組のヒューズを設けることで、上記効果に加えて、さらに回路全体の小型化を可能にする電圧調整回路および電圧調整方法も実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態における電圧調整回路の回路図
【図２】本発明の第１の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路の回路図
【図３】本発明の第２の実施形態における電圧調整回路の回路図
【図４】本発明の第２の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路の回路図
【図５】本発明の第３の実施形態における電圧調整回路の回路図
【図６】本発明の第３の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路の回路図
【図７】本発明の第４の実施形態における電圧調整回路の回路図
【図８】本発明の第４の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路の回路図
【図９】本発明の第５の実施形態における電圧調整回路の回路図
【図１０】本発明の第６の実施形態における固体撮像装置の平面構成図
【図１１】本発明の第１の実施形態を図１０の固体撮像装置に応用した一例を示す図
【図１２】本発明の第４の実施形態を図１０の固体撮像装置に応用した別の例を示す図
【図１３】本発明の第５の実施形態を図１０の固体撮像装置に応用した一例を示す図
【図１４】従来の電圧調整回路の例を示す回路図
【図１５】従来の電圧調整回路の別の例を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る電圧調整回路および電圧調整方法の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する実施形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００２９】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。
【００３０】
図１は本発明による第１の実施形態における電圧調整回路１１０の回路図である。この電圧調整回路１１０は、半導体基板上に形成され、発生する電圧を調整するための回路であって、その主要部として、直列に接続された複数の抵抗体（ここでは、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆ）と、複数の抵抗体の直列接続における接続点のそれぞれに一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された第１組の複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇと、共通に接続された第１組の複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端に接続された第１の出力端子２とを備える。なお、本実施形態では、複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇの一端および他端のそれぞれに接続された複数のパッドが設けられている。以下、この電圧調整回路１１０について、詳細に説明する。
【００３１】
図１において、例えば多結晶シリコン膜で形成された抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆが直列に接続されている。抵抗１３ａは抵抗１１を介して接地電位に、抵抗１３ｆは抵抗１２を介して電源端子（電圧ＶＤＤ）１に接続されている。抵抗１３ａ〜１３ｆの両端（つまり、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆの直列接続における接続点）のそれぞれには、ヒューズ３１ａ〜３１ｇの一端が接続されており、各ヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端はお互いに共通に接続されて出力端子２に接続されている。また、各ヒューズ３１ａ〜３１ｇの両端には、それぞれパッド３および４が接続されている。なお、抵抗１１および抵抗１２は、ヒューズ３１ａ〜３１ｇを通して出力端子２に流れる電流を制限してヒューズ３１ａ〜３１ｇを保護したり、電圧調整範囲の上限や下限を設定したりするためのものである。
【００３２】
発生する電圧を調整する場合には、上記複数の接続点（言い換えると、ヒューズ３１ａ〜３１ｇ）のうち、必要とされる電圧に対応する一つの接続点（言い換えると、一つのヒューズ）を特定し（特定ステップ）、いま特定した一つのヒューズを除くヒューズを、その両端に接続されたパッド３および４間に所定の電圧を印加することによって、切断する（切断ステップ）。このように、どのヒューズを切断せずに残すかによって、発生する電圧を調整することが可能であり、本例では、７種類の電圧から選択することができる。
【００３３】
本実施形態では、出力端子２に接続される負荷回路が容量性負荷である場合など、出力端子２を流れる電流が無視できるほど小さい場合には、ヒューズの切断状態によらず直列接続された抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆを流れる電流Ｉは、電源端子１の電源電圧をＶＤＤ、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆの抵抗値をそれぞれＲｂ、Ｒｔ、Ｒ１〜Ｒ６とすると、
Ｉ＝ＶＤＤ／（Ｒｂ＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒｔ）
で一定となる。本実施形態と図１４に示した従来例とで抵抗値Ｒｂ、Ｒ１〜Ｒ６、Ｒｔがそれぞれ等しい場合には、本実施形態での電流Ｉは、図１４の従来例での電流Ｉの最小値と常に等しいことになり、消費電流が低減される。
【００３４】
また、負荷回路ごとに異なる電圧が必要になる場合において、負荷回路ごとに本実施形態における電圧調整回路１１０を設けたとしても、各電圧調整回路１１０におけるヒューズ３１ａ〜３１ｇの切断状態に依存することなく、各電圧調整回路１１０における消費電流は一定である。よって、本実施形態における電圧調整回路１１０によれば、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定しており、異なる電圧の供給を受ける負荷回路間で特性のばらつきが生じない。
【００３５】
また、本実施形態では、複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇのそれぞれに対して独立したパッド３および４が設けられているので、複数のヒューズに異なる電圧を印加して同時に切断することが可能になる。
【００３６】
なお、本実施形態では、抵抗体は、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆで構成されたが、これに代えて、ＭＯＳトランジスタで構成されてもよい。抵抗体がＭＯＳトランジスタで構成される電圧調整回路について、第１の実施形態の別の例（変形例）として、以下に説明する。
【００３７】
図２は本発明による第１の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路１１１の回路図である。本変形例における電圧調整回路１１１が図１に示される第１の実施形態と異なるのは、抵抗体を多結晶シリコン膜で形成する代わりにドレインとゲートとを接続したＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆで構成している点であり、それ以外の構成は第１の実施形態と同一である。一般に、ＭＯＳトランジスタの占める面積は多結晶シリコン膜で形成した抵抗より小さくできるため、この変形例によれば、第１の実施形態に比べて電圧調整回路１１１の小型化が可能となる。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００３９】
図３は本発明による第２の実施形態における電圧調整回路１２０の回路図である。この電圧調整回路１２０は、第１の実施形態と比べ、複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇの一端のそれぞれに接続された複数のパッド３と、複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端に対して共通に接続された１個のパッド４とを備える点だけが異なる。以下、この電圧調整回路１２０について、詳細に説明する。
【００４０】
図３において、例えば多結晶シリコン膜で形成された抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆが直列に接続されている。抵抗１３ａは抵抗１１を介して接地電位に、抵抗１３ｆは抵抗１２を介して電源端子（電圧ＶＤＤ）１に接続されている。抵抗１３ａ〜１３ｆの両端（つまり、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆの直列接続における接続点）のそれぞれには、ヒューズ３１ａ〜３１ｇの一端が接続されており、各ヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端はお互いに共通に接続されて出力端子２およびパッド４に接続されている。また、各ヒューズ３１ａ〜３１ｇの一端（抵抗１３ａ〜１３ｆと接続されている端子）側にそれぞれパッド３が接続されている。なお、抵抗１１および抵抗１２は、ヒューズ３１ａ〜３１ｇを通して出力端子２に流れる電流を制限してヒューズを保護したり、電圧調整範囲の上限や下限を設定したりするためのものである。
【００４１】
発生する電圧を調整する場合には、上記複数の接続点（言い換えると、ヒューズ３１ａ〜３１ｇ）のうち、必要とされる電圧に対応する一つの接続点（言い換えると、一つのヒューズ）を特定し（特定ステップ）、いま特定した一つのヒューズを除くヒューズを、各ヒューズの一端（抵抗１３ａ〜１３ｆと接続されている端子）側に接続されたパッド３と出力端子２に接続されたパッド４との間に所定の電圧を印加することによって、切断する（切断ステップ）。このように、どのヒューズを切断せずに残すかによって、発生する電圧を調整することが可能であり、本例では７種類の電圧から選択することができる。
【００４２】
本実施形態では、図１に示される第１の実施形態と同様に、図１４に示される従来技術に比べて消費電流が低減されるのに加えて、パッドの数が第１の実施形態に比べて削減されるために、その分、電圧調整回路１２０の縮小が可能となる。
【００４３】
なお、本実施形態における電圧調整回路１２０によれば、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定しており、異なる電圧の供給を受ける負荷回路間で特性のばらつきが生じない点は、第１の実施形態と同様である。
【００４４】
図４は本発明による第２の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路１２１の回路図である。本変形例における電圧調整回路１２１が図３に示される第２の実施形態と異なるのは、抵抗体を多結晶シリコン膜で形成する代わりにドレインとゲートとを接続したＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆで構成している点であり、それ以外の構成は第２の実施形態と同一である。このように、図２に示される第１の実施形態の変形例と同様に、抵抗体をＭＯＳトランジスタで構成することにより、第２の実施形態に比べて電圧調整回路１２１の小型化が可能となる。
【００４５】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００４６】
図５は本発明による第３の実施形態における電圧調整回路１３０の回路図である。この電圧調整回路１３０は、第１の実施形態と比べ、パッド３および４を備えない点だけが異なる。以下、この電圧調整回路１３０について、詳細に説明する。
【００４７】
図５において、例えば多結晶シリコン膜で形成された抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆが直列に接続されている。抵抗１３ａは抵抗１１を介して接地電位に、抵抗１３ｆは抵抗１２を介して電源端子（電圧ＶＤＤ）１に接続されている。抵抗１３ａ〜１３ｆの両端（つまり、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆの直列接続における接続点）のそれぞれにはヒューズ３１ａ〜３１ｇの一端が接続されており、各ヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端はお互いに共通に接続されて出力端子２に接続されている。なお、抵抗１１および抵抗１２は、ヒューズ３１ａ〜３１ｇを通して出力端子２に流れる電流を制限してヒューズを保護したり、電圧調整範囲の上限や下限を設定したりするためのものである。
【００４８】
発生する電圧を調整する場合には、上記複数の接続点（言い換えると、ヒューズ３１ａ〜３１ｇ）のうち、必要とされる電圧に対応する一つの接続点（言い換えると、一つのヒューズ）を特定し（特定ステップ）、いま特定した一つのヒューズを除くヒューズを、レーザーを照射することよって、切断する（切断ステップ）。このように、どのヒューズを切断せずに残すかによって、発生する電圧を調整することが可能であり、本例では７種類の電圧から選択することができる。
【００４９】
本実施形態では、図１に示される第１の実施形態と同様に、図１４に示される従来技術に比べて消費電流が低減されるのに加えて、パッドが不要になるために、その分、電圧調整回路１３０の縮小が可能となる。
【００５０】
なお、本実施形態における電圧調整回路１３０によれば、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定しており、異なる電圧の供給を受ける負荷回路間で特性のばらつきが生じない点は、第１の実施形態と同様である。
【００５１】
図６は本発明による第３の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路１３１の回路図である。本変形例における電圧調整回路１３１が図５に示される第３の実施形態と異なるのは、抵抗体を多結晶シリコン膜で形成する代わりにドレインとゲートとを接続したＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆで構成している点であり、それ以外の構成は第３の実施形態と同一である。図２に示される第１の実施形態の変形例および図４に示される第２の実施形態の変形例と同様に、抵抗体をＭＯＳトランジスタで構成することにより、第３の実施形態に比べて電圧調整回路１３１の小型化が可能となる。
【００５２】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を説明する。
【００５３】
図７は本発明による第４の実施形態における電圧調整回路１４０の回路図である。
【００５４】
本実施形態における電圧調整回路１４０の構成は、基本的には、図５に示される実施形態３と同一であるが、実施形態３と異なるのは抵抗１３ａ〜１３ｆの抵抗値を全て同一にしている点である。つまり、電圧調整回路１４０が備える複数の抵抗体のうち、両端にヒューズの一端が接続された抵抗体の抵抗値は等しい。抵抗１３ａ〜１３ｆを多結晶シリコン膜で形成する場合には、抵抗１３ａ〜１３ｆの配線長および配線幅を同一のパターンにすることで、それらの抵抗値を全て同一にすることを実現できる。出力端子２に接続される負荷回路が容量性負荷である場合など、出力端子２を流れる電流が無視できるほど小さい場合には、ヒューズの切断状態によらず直列接続された抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆを流れる電流Ｉは、電源端子１の電源電圧をＶＤＤ、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆの抵抗値をそれぞれＲｂ、Ｒｔ、Ｒとすると、
Ｉ＝ＶＤＤ／（Ｒｂ＋６×Ｒ＋Ｒｔ）
で表される。よって、各抵抗１３ａ〜１３ｆの両端に発生する電圧はいずれも、
Ｉ×Ｒ
となる。このことから、電圧調整のステップ（電圧幅）を等間隔にすることができ、電圧設定が容易となる。
【００５５】
なお、本実施形態における電圧調整回路１４０によれば、低消費電力であり、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定しており、異なる電圧の供給を受ける負荷回路間で特性のばらつきが生じない点は、第１の実施形態と同様である。
【００５６】
図８は本発明による第４の実施形態の別の例（変形例）における電圧調整回路１４１の回路図である。本変形例における電圧調整回路１４１が図７に示される第４の実施形態と異なるのは、抵抗体を多結晶シリコン膜で形成する代わりにドレインとゲートとを接続したＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆで構成している点であり、それ以外の構成は第４の実施形態と同一である。本変形例でも、第４の実施形態と同様に、ＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆの抵抗値を全て同一にしている。これは、ＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆのチャネル長およびチャネル幅を同一に設計することで実現できる。
【００５７】
その結果、この変形例によれば、第４の実施形態と同様に、電圧調整のステップ（電圧幅）を等間隔にすることが可能であり、かつ、第４の実施形態に比べて電圧調整回路１４１の小型化が可能となる。
【００５８】
また、本実施形態およびその変形例では、第３の実施形態およびその変形例と同様にレーザーでヒューズ３１ａ〜３１ｇを切断する例を示したが、第１および第２の実施形態およびそれらの変形例と同様に、ヒューズ３１ａ〜３１ｇの両端にパッドを設けて電圧を印加してヒューズを切断する構成も可能である。
【００５９】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態を説明する。
【００６０】
図９は本発明による第５の実施形態における電圧調整回路１５０の回路図である。この電圧調整回路１５０は、半導体基板上に形成され、発生する電圧を調整するための回路であって、その主要部として、直列に接続された複数の抵抗体（ここでは、ＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆ）と、複数の抵抗体の直列接続における接続点のそれぞれに一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された第１組の複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇと、共通に接続された第１組の複数のヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端に接続された第１の出力端子（出力端子２Ａ）と、複数の抵抗体の直列接続における接続点に一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された少なくとも第２組の複数のヒューズ４１ａ〜４１ｇと、共通に接続された第２組の複数のヒューズ４１ａ〜４１ｇの他端に接続された第２の出力端子（出力端子２Ｂ）とを備える。以下、この電圧調整回路１５０について、詳細に説明する。
【００６１】
図９において、ドレインとゲートとを接続したＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆが直列に接続されている。ＭＯＳトランジスタ２３ａはＭＯＳトランジスタ２１を介して接地電位に、ＭＯＳトランジスタ２３ｆはＭＯＳトランジスタ２２を介して電源端子（電圧ＶＤＤ）１に接続されている。ＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆの両端には２組のヒューズ３１ａ〜３１ｇおよび４１ａ〜４１ｇの一端が接続されており、第１組のヒューズ３１ａ〜３１ｇの他端はお互いに共通に接続されて出力端子２Ａに、第２組のヒューズ４１ａ〜４１ｇの他端はお互いに共通に接続されて出力端子２Ｂに接続されている。なお、ＭＯＳトランジスタ２１および２２は、ヒューズを通して出力端子に流れる電流を制限してヒューズを保護したり、電圧調整範囲の上限や下限を設定したりするためのものである。
【００６２】
出力端子２Ａに発生する電圧を調整する場合には、上記第１組の複数の接続点（言い換えると、第１組のヒューズ３１ａ〜３１ｇ）のうち、必要とされる電圧に対応する一つの接続点（言い換えると、一つのヒューズ）を特定し（特定ステップ）、いま特定した一つのヒューズを除くヒューズを、レーザーを照射することよって、切断する（切断ステップ）。どのヒューズを切断せずに残すかによって出力端子２Ａに発生する電圧ＶＢ１を調整することが可能であり、本例では７種類の電圧から選択することができる。同様に、出力端子２Ｂに発生する電圧を調整する場合には、上記第２組の複数の接続点（言い換えると、第２組のヒューズ４１ａ〜４１ｇ）のうち、必要とされる電圧に対応する一つの接続点（言い換えると、一つのヒューズ）を特定し（特定ステップ）、いま特定した一つのヒューズを除くヒューズを、レーザーを照射することよって、切断する（切断ステップ）。どのヒューズを切断せずに残すかによって出力端子２Ｂに発生する電圧ＶＢ２を調整することが可能であり、本例では７種類の電圧から選択することができる。
【００６３】
本実施形態では、出力端子２Ａおよび２Ｂに接続される負荷回路が容量性負荷である場合など、出力端子２Ａおよび２Ｂを流れる電流が無視できるほど小さい場合には、ヒューズの切断状態によらず直列接続された抵抗を流れる電流Ｉは、電源端子１の電源電圧をＶＤＤ、ＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆの抵抗値をそれぞれＲｂ、Ｒｔ、Ｒ１〜Ｒ６とすると、
Ｉ＝ＶＤＤ／（Ｒｂ＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒｔ）
で決定されるため、出力端子２Ａおよび２Ｂに出力される出力電圧ＶＢ１およびＶＢ２を独立に設定することが可能となる。
【００６４】
図１５に示される従来技術では、ＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆと並列にヒューズ３１ａ〜３１ｆが接続されているため、１個の電圧調整回路２０１で発生する電圧は１種類のみに限定され、２つの電圧を発生させるには２つの電圧調整回路が必要となる。一方、本実施形態では、第１組のヒューズ３１ａ〜３１ｇおよび第２組の４１ａ〜４１ｇの切断状態に依存することなく各接続点における電圧が固定化されているので、１個の電圧調整回路１５０で２つの電圧を発生させることができ、回路全体の小型化が可能となる。
【００６５】
なお、本実施形態における電圧調整回路１５０によれば、低消費電力であり、かつ、発生する電圧に依存することなく消費電力が一定しており、異なる電圧の供給を受ける負荷回路間で特性のばらつきが生じない点は、第１の実施形態と同様である。
【００６６】
また、図８に示される第４の実施形態の変形例と同様に、ＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆの抵抗値Ｒ１〜Ｒ６が等しくなるようにＭＯＳトランジスタを設計すれば、電圧調整のステップ（電圧幅）を等間隔にすることができ、電圧設定が容易となる。
【００６７】
また、本実施形態では、抵抗体として、ＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆで構成し、ヒューズをレーザーで切断する例を示したが、抵抗体としては、例えば多結晶シリコン膜で形成したり、ヒューズの両端にパッドを設けて電圧を印加して切断したりする構成も可能である。
【００６８】
さらに本実施形態では第１組のヒューズ３１ａ〜３１ｇおよび第２組の４１ａ〜４１ｇが同数の例を示したが、第１組と第２組とでヒューズの数が異なる構成とすることも可能である。
【００６９】
また本実施形態では、２組のヒューズ３１ａ〜３１ｇおよび４１ａ〜４１ｇを配置した例を示したが、可能であれば３組以上のヒューズを配置することも可能である。これにより、１個の電圧調整回路で任意の個数の異なる電圧を供給することができ、回路全体のさらなる小型化が可能になる。
【００７０】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態を説明する。
【００７１】
以下に前述の実施形態を固体撮像装置に応用した例を、第６の実施形態として、説明する。
【００７２】
図１０はインターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像装置（ＣＣＤチップ）５１の構成の一例を示す。このＣＣＤ固体撮像装置５１は、半導体基板上に形成され、２次元に配置されたフォトダイオード５２、フォトダイオード５２の信号電荷を読み出す読み出し領域５３、および、読み出した信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部の一例である垂直ＣＣＤ５４を備えた画素領域５５と、垂直ＣＣＤ５４から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部の一例である水平ＣＣＤ５６と、水平ＣＣＤ５６の最終端に設けられた出力ゲート５７と、水平ＣＣＤ５６から出力ゲート５７を介して転送される電荷を受け取る浮遊拡散層５８と、所定の電圧が印加されたリセットドレイン６０と、浮遊拡散層５８に転送された電荷をリセットドレイン６０に排出するリセットゲート５９と、浮遊拡散層５８に転送された電荷に基づく電圧Ｖｏｕｔを出力する、例えば２段ソースフォロワ回路で構成された出力アンプ６１とを備える１チップの半導体装置である。なお、出力アンプ６１は、水平ＣＣＤ５６で転送されてきた信号電荷に基づく電圧を出力するアンプである。
【００７３】
また、このＣＣＤ固体撮像装置５１は、さらに、上記第１〜第５の実施形態における電圧調整回路のいずれかから構成されるバイアス回路６２〜６５、および、外部接続パッド６６〜７８を備える。なお、図示されていないが、画素領域５５の一部と水平ＣＣＤ５６の転送チャネルを覆いグランドレベルに接続された遮光膜が設けられている。
【００７４】
垂直ＣＣＤ５４は外部接続パッド７５〜７８に印加される４相のパルスで駆動され、水平ＣＣＤ５６は外部接続パッド７３および７４に印加される２相のパルスで駆動される。出力ゲート５７および出力アンプ６１のロードトランジスタのゲートにはバイアス回路６２および６３からそれぞれ所定のＤＣ電圧（バイアス電圧）が印加される。リセットゲート５９には、バイアス回路６４から供給される一定の電圧ＶＲＧ（バイアス電圧）に、外部接続パッド６６を介して供給されるパルスφＲが重畳された電圧が印加される。また、基板端子（図示なし）には、バイアス回路６５から供給される一定電圧Ｖｓｕｂ（バイアス電圧）に、必要に応じて外部接続パッド７２を介して供給されるパルスφｓｕｂが重畳された電圧が印加される。
【００７５】
図１１は図１に示した第１の実施形態における電圧調整回路１１０を、図１０の固体撮像装置５１のリセットゲート５９用のバイアス回路６４に応用した例を示す回路図である。リセットパルスφＲをバイアス電圧ＶＲＧに重畳するためにクランプダイオード６が追加されている以外は図１と同じ構成である。ただし、本例では抵抗１３ａ〜１３ｆの抵抗値を全て等しくしている。なお、この図１１で、点線で表わされた、ヒューズ３１ｄ以外のヒューズ３１ａ〜３１ｃおよび３１ｅ〜３１ｆは切断されている。このバイアス回路６４におけるバイアス電圧ＶＲＧは、抵抗１１、１２、１３ａ〜１３ｆの抵抗値をそれぞれＲｂ、Ｒｔ、Ｒとすると
ＶＲＧ＝ＶＤＤ×（Ｒｂ＋３×Ｒ）／（Ｒｂ＋６×Ｒ＋Ｒｔ）
となる。
【００７６】
図１２は図８に示した第４の実施形態の変形例における電圧調整回路１４１を、図１０の固体撮像装置５１の基板端子用のバイアス回路６５に応用した例を示す回路図である。基板パルスφｓｕｂをバイアス電圧Ｖｓｕｂに重畳するためにクランプダイオード６が追加されている以外は図８と同じ構成である。ヒューズ３１ｅ以外のヒューズ３１ａ〜３１ｄおよび３１ｆ〜３１ｇが切断されている。このバイアス回路６５におけるバイアス電圧Ｖｓｕｂは、
Ｖｓｕｂ＝ＶＤＤ×（Ｒｂ＋４×Ｒ）／（Ｒｂ＋６×Ｒ＋Ｒｔ）
となる。
【００７７】
図１３は図９に示した第５の実施形態における電圧調整回路１５０を、図１０の固体撮像装置５１の出力ゲート５７用のバイアス回路６２と出力アンプ６１のロードトランジスタのゲート用のバイアス回路６３に応用した例である。ただし、本例ではＭＯＳトランジスタ２３ａ〜２３ｆの抵抗値を全て等しくしている。出力ゲート５７および出力アンプ６１のロードトランジスタのゲートは容量性負荷であり、これらに流れる電流は無視できるため、ＭＯＳトランジスタ２１、２２、２３ａ〜２３ｆを流れる電流Ｉはヒューズの切断の状態によらず、
Ｉ＝ＶＤＤ／（Ｒｂ＋６×Ｒ＋Ｒｔ）
で表される。
【００７８】
出力ゲート５７側のヒューズ３１ａ〜３１ｇについては、ヒューズ３１ｆ以外のヒューズ３１ａ〜３１ｅおよび３１ｇが切断されている。よって、出力端子２Ａに出力されるバイアス電圧ＶＯＧは、
ＶＯＧ＝ＶＤＤ×（Ｒｂ＋５×Ｒ）／（Ｒｂ＋６×Ｒ＋Ｒｔ）
となる。
【００７９】
また、出力アンプ６１のロードトランジスタ側のヒューズ４１ａ〜４１ｇについては、ヒューズ４１ｃ以外のヒューズ４１ａ〜４１ｂおよび４１ｄ〜４１ｇが切断されている。よって、出力端子２Ｂに出力されるバイアス電圧ＶＬＧは、
ＶＬＧ＝ＶＤＤ×（Ｒｂ＋２×Ｒ）／（Ｒｂ＋６×Ｒ＋Ｒｔ）
となる。
【００８０】
小型携帯機器や内視鏡などに用いられる固体撮像装置では、小型化や低消費電量化が望まれる。そのような用途の固体撮像装置に、図１１〜図１３に示した本実施形態における電圧調整回路を適用することにより、従来技術の電圧調整回路２００および２０１を使用した場合に比べて、固体撮像装置の小型化および低消費電力が実現できる。また電圧調整回路の抵抗体を流れる電流は、どのヒューズを切断するかの条件（切断状態）によらず一定であり、これにより、例えば、固体撮像装置において暗時出力などの特性ばらつきが発生しない効果も得られる。また、１個の電圧調整回路で２つ以上の電圧を発生させることができ、固体撮像装置の小型化が可能となる。また、電圧調整回路を構成する、直列に接続した多結晶シリコン膜の抵抗やＭＯＳトランジスタの抵抗値を等しくすることによって、電圧調整のステップ（電圧幅）を等間隔にすることができ、バイアス回路における電圧設定が容易となる効果も得られる。
【００８１】
なお、本実施形態におけるＣＣＤ固体撮像装置５１は、第１の実施形態における電圧調整回路１１０、第４の実施形態の変形例における電圧調整回路１４１、および、第５の実施形態における電圧調整回路１５０が適用されたバイアス回路を備えたが、他の実施形態および変形例における電圧調整回路が適用されたバイアス回路を備えてもよい。
【００８２】
また、本実施形態では、本発明に係る電圧調整回路が、リセットゲート５９用のバイアス回路６４、基板端子用のバイアス回路６５、出力ゲート５７用のバイアス回路６２、および、出力アンプ６１のロードトランジスタのゲート用のバイアス回路６３に適用された例が示されたが、必ずしも、本発明に係る電圧調整回路がこれら全てのバイアス回路６２〜６５に適用される必要はなく、少なくとも一つのバイアス回路に適用されればよい。
【００８３】
以上、本発明に係る電圧調整回路、電圧調整方法および固体撮像装置について、第１〜第６の実施の形態および変形例に基づいて説明したが、本発明は、このような実施の形態および変形例に限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせて得られる形態も、本発明に含まれる。
【００８４】
たとえば、以上に説明した実施形態および変形例では多結晶シリコン膜の抵抗あるいはＭＯＳトランジスタを６個とヒューズを７個配置した例を示したが、本発明の適用範囲はこの個数に限定されるものではない。また、接地電位側に抵抗１１あるいはＭＯＳトランジスタ２１、電源端子側に抵抗１２あるいはＭＯＳトランジスタ２２を配置した例を示したが、これらは本発明の構成に必須のものではなく、そのどちらかあるいは両方を削除した構成としても良い。
【００８５】
また、上記実施形態では、電圧調整回路を構成する複数の抵抗体は、いずれも、抵抗またはＭＯＳトランジスタであったが、抵抗とＭＯＳトランジスタが混在していてもよい。つまり、１個の電圧調整回路を構成する複数の抵抗体の一部が抵抗で構成され、残りがＭＯＳトランジスタで構成されてもよい。また、複数の電圧調整回路のうち、一部の電圧調整回路の抵抗体が抵抗で構成され、他の電圧調整回路の抵抗体がＭＯＳトランジスタで構成されてもよい。
【００８６】
また、電圧調整回路を構成する複数のヒューズは、いずれも、両端にパッドが接続されるか、あるいは、レーザーが照射される構成を備えていたが、これらの構造が混在していてもよい。つまり、１個の電圧調整回路を構成する複数のヒューズの一部を電圧印加によって切断し、残りをレーザーで切断してもよい。また、複数の電圧調整回路のうち、一部の電圧調整回路のヒューズを電圧印加によって切断し、他の電圧調整回路のヒューズをレーザーで切断してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、発生する電圧を調整するための電圧調整回路、その方法および電圧調整回路を備える固定撮像装置として、特に、低消費電力で、かつ、回路間での特性ばらつきを生じさせない電圧調整回路および固体撮像装置として、例えば、小型携帯機器や内視鏡などに用いられる固体撮像装置およびそのバイアス回路等として、利用できる。
【符号の説明】
【００８８】
１ 電源端子
２、２Ａ、２Ｂ 出力端子
３、４、５ パッド
６ クランプダイオード
１１、１２、１３ａ〜１３ｆ 抵抗
２１、２２、２３ａ〜２３ｆ ＭＯＳトランジスタ
３１ａ〜３１ｇ、４１ａ〜４１ｇ ヒューズ
５１ ＣＣＤ固体撮像装置（ＣＣＤチップ）
５２ フォトダイオード
５３ 読み出し領域
５４ 垂直ＣＣＤ
５５ 画素領域
５６ 水平ＣＣＤ
５７ 出力ゲート
５８ 浮遊拡散層
５９ リセットゲート
６０ リセットドレイン
６１ 出力アンプ
６２〜６５ バイアス回路
６６〜７８ 外部接続パッド
１１０、１１１、１２０、１２１、１３０、１３１、１４０、１４１、１５０、２００、２０１ 電圧調整回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成され、発生する電圧を調整するための電圧調整回路であって、
直列に接続された複数の抵抗体と、
前記複数の抵抗体の直列接続における接続点のそれぞれに一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された第１組の複数のヒューズと、
共通に接続された前記第１組の複数のヒューズの他端に接続された第１の出力端子と
を備える電圧調整回路。
【請求項２】
さらに、
前記複数の抵抗体の直列接続における接続点に一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された少なくとも第２組の複数のヒューズと、
共通に接続された前記第２組の複数のヒューズの他端に接続された第２の出力端子と
を備える請求項１記載の電圧調整回路。
【請求項３】
前記複数の抵抗体は、多結晶シリコンで形成されている
請求項１または２記載の電圧調整回路。
【請求項４】
前記複数の抵抗体は、ＭＯＳトランジスタで構成されている
請求項１または２記載の電圧調整回路。
【請求項５】
前記複数の抵抗体のうち、両端に前記ヒューズの一端が接続された前記抵抗体の抵抗値は、等しい
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電圧調整回路。
【請求項６】
さらに、前記複数のヒューズの一端および他端のそれぞれに接続された複数のパッドを備える
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電圧調整回路。
【請求項７】
さらに、前記複数のヒューズの一端のそれぞれに接続された複数のパッドと、前記複数のヒューズの他端に対して共通に接続されたパッドとを備える
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電圧調整回路。
【請求項８】
発生する電圧を調整するための電圧調整方法であって、
請求項１〜７のいずれか１項に記載された電圧調整回路が備える第１組の複数のヒューズから一つを特定する特定ステップと、
前記第１組の複数のヒューズのうち、特定された前記一つのヒューズを除くヒューズを切断する切断ステップと
を含む電圧調整方法。
【請求項９】
前記電圧調整回路が第２組の複数のヒューズを備える場合には、
前記特定ステップではさらに、前記第２組の複数のヒューズから一つを特定し、
前記切断ステップではさらに、前記第２組の複数のヒューズのうち、特定された前記一つのヒューズを除くヒューズを切断する
請求項８記載の電圧調整方法。
【請求項１０】
前記切断ステップでは、切断の対象となる前記ヒューズのそれぞれについて、当該ヒューズの両端のそれぞれに接続された２つのパッド間に電圧を印加することで、当該ヒューズを切断する
請求項８または９記載の電圧調整方法。
【請求項１１】
前記切断ステップでは、レーザーを用いて前記ヒューズを切断する
請求項８または９記載の電圧調整方法。
【請求項１２】
半導体基板上に形成された固体撮像装置であって、
２次元に配置されたフォトダイオードと、
前記フォトダイオードから読み出した信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、
前記垂直転送部から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、
前記水平転送部の最終端に設けられた出力ゲートと、
前記水平転送部から出力ゲートを介して転送される電荷を受け取る浮遊拡散層と、
所定の電圧が印加されたリセットドレインと、
前記浮遊拡散層に転送された電荷を前記リセットドレインに排出するリセットゲートと、
前記水平転送部で転送されてきた信号電荷に基づく電圧を出力する出力アンプと、
前記リセットゲート、前記半導体基板、前記出力ゲートおよび前記出力アンプの少なくとも一つにバイアス電圧を供給するバイアス回路とを備え、
前記バイアス回路は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電圧調整回路を有する
固体撮像装置。
【請求項１】
半導体基板上に形成され、発生する電圧を調整するための電圧調整回路であって、
直列に接続された複数の抵抗体と、
前記複数の抵抗体の直列接続における接続点のそれぞれに一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された第１組の複数のヒューズと、
共通に接続された前記第１組の複数のヒューズの他端に接続された第１の出力端子と
を備える電圧調整回路。
【請求項２】
さらに、
前記複数の抵抗体の直列接続における接続点に一端が接続され、他端がお互いに共通に接続された少なくとも第２組の複数のヒューズと、
共通に接続された前記第２組の複数のヒューズの他端に接続された第２の出力端子と
を備える請求項１記載の電圧調整回路。
【請求項３】
前記複数の抵抗体は、多結晶シリコンで形成されている
請求項１または２記載の電圧調整回路。
【請求項４】
前記複数の抵抗体は、ＭＯＳトランジスタで構成されている
請求項１または２記載の電圧調整回路。
【請求項５】
前記複数の抵抗体のうち、両端に前記ヒューズの一端が接続された前記抵抗体の抵抗値は、等しい
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電圧調整回路。
【請求項６】
さらに、前記複数のヒューズの一端および他端のそれぞれに接続された複数のパッドを備える
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電圧調整回路。
【請求項７】
さらに、前記複数のヒューズの一端のそれぞれに接続された複数のパッドと、前記複数のヒューズの他端に対して共通に接続されたパッドとを備える
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電圧調整回路。
【請求項８】
発生する電圧を調整するための電圧調整方法であって、
請求項１〜７のいずれか１項に記載された電圧調整回路が備える第１組の複数のヒューズから一つを特定する特定ステップと、
前記第１組の複数のヒューズのうち、特定された前記一つのヒューズを除くヒューズを切断する切断ステップと
を含む電圧調整方法。
【請求項９】
前記電圧調整回路が第２組の複数のヒューズを備える場合には、
前記特定ステップではさらに、前記第２組の複数のヒューズから一つを特定し、
前記切断ステップではさらに、前記第２組の複数のヒューズのうち、特定された前記一つのヒューズを除くヒューズを切断する
請求項８記載の電圧調整方法。
【請求項１０】
前記切断ステップでは、切断の対象となる前記ヒューズのそれぞれについて、当該ヒューズの両端のそれぞれに接続された２つのパッド間に電圧を印加することで、当該ヒューズを切断する
請求項８または９記載の電圧調整方法。
【請求項１１】
前記切断ステップでは、レーザーを用いて前記ヒューズを切断する
請求項８または９記載の電圧調整方法。
【請求項１２】
半導体基板上に形成された固体撮像装置であって、
２次元に配置されたフォトダイオードと、
前記フォトダイオードから読み出した信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、
前記垂直転送部から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、
前記水平転送部の最終端に設けられた出力ゲートと、
前記水平転送部から出力ゲートを介して転送される電荷を受け取る浮遊拡散層と、
所定の電圧が印加されたリセットドレインと、
前記浮遊拡散層に転送された電荷を前記リセットドレインに排出するリセットゲートと、
前記水平転送部で転送されてきた信号電荷に基づく電圧を出力する出力アンプと、
前記リセットゲート、前記半導体基板、前記出力ゲートおよび前記出力アンプの少なくとも一つにバイアス電圧を供給するバイアス回路とを備え、
前記バイアス回路は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電圧調整回路を有する
固体撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−２１２４４（Ｐ２０１３−２１２４４Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５５３０６（Ｐ２０１１−１５５３０６）
【出願日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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