DE4320313A1 - CCD-Abbildner Bildwiedergabevorrichtung mit einer Teststruktur - Google Patents
CCD-Abbildner Bildwiedergabevorrichtung mit einer TeststrukturInfo
- Publication number
- DE4320313A1 DE4320313A1 DE4320313A DE4320313A DE4320313A1 DE 4320313 A1 DE4320313 A1 DE 4320313A1 DE 4320313 A DE4320313 A DE 4320313A DE 4320313 A DE4320313 A DE 4320313A DE 4320313 A1 DE4320313 A1 DE 4320313A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- photodetectors
- test
- imaging
- line
- exposure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
- H04N17/002—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ladungs
speicherelement (CCD) Abbildner mit einer eingebauten
Teststruktur und insbesondere auf einen CCD-Abbildner
oder Bildwiedergabevorrichtung mit einer Teststruktur,
die das optische Einführen eines Testsignals verwendet,
das unabhängig ist von Schwellenwertverschiebungen von
Elementen oder Einrichtungen, was es in einer Herstel
lungsumgebung nützlich macht, wo robuste Testtechniken
benötigt werden.
Die beste Leistungscharakteristik eines CCD-Abbildners
ist seine Modulationstransferfunktion (MTF). Die effek
tive MTF eines CCD-Abbildsystems ist abhängig von vielen
Parametern oder Bauteilen der Abbild - oder Bildwieder
gabe- und Signalverarbeitungspfade. Für elektronische Ab
bildanwendungen besitzen CCD-Abbildner drei inhärende
MTF-leistungslimitierende Charakteristiken: Blenden oder
Öffnungs MTF, Ladungstransfer MTF und Diffusion MTF. Die
Blenden-MTF ist eine Funktion des Zellenaufbaus und der
Blendengröße und kann leicht berechnet werden. Die La
dungstransfer-MTF ist eine Funktion der Ladungstrans
fereffizienz (CTE) und der Anzahl von Transfers oder
Übertragungen, die das Abbildsignal sieht. Die CTE eines
Elements oder einer Vorrichtung kann sowohl durch den
Aufbau, den Vorgang und durch Fehler oder Fehlstellen li
mitiert oder eingeschränkt sein. Diffusions-MTF ist auch
eine Funktion des Zellenaufbaus und -größe, ist aber ab
hängig von der Verarbeitung, was das Startmaterial, das
Gettern, sowie Oxid- und Dotierschichtdicken umfaßt. Die
Veränderbarkeit von sowohl CTE und Diffusionsparametern
bezüglich der Verarbeitung führt einen dazu, diese auf
einer wiederkehrenden Basis insbesondere in der Pro
duktherstellung zu testen.
Die CTE wird typischerweise durch den Einschluß einer
"Füll- und Überlauf" (fill and spill) Injektionsschaltung
gemessen, die an einem Ende des CCD Schiebe- oder Shift
registers eingebaut ist. Eine solche Schaltung ist in dem
Artikel von M. F. Tompsett "Surface Potential Equilibra
tion Method of Setting Charge in Charge Coupled Devices"
veröffentlicht in IEEE Transactions on Electron Devices,
22. Ausgabe, Nr. 16, Juni 1975, Seite 305. Dieses Ver
fahren zum Testen von CTE benötigt einen elektrischen
Eingangsimpuls, der an eine Injektionsdiode angelegt wird
und der in dem Element oder der Vorrichtung gemessene La
dungspegel wird festgestellt durch die Differenz zwischen
zwei benachbarte Elektroden. Dieses Testverfahren benö
tigt drei Verbindungen, die Erzeugung eines gesteuerten
Impulses für die Diode, und das demgemäße Einstellen der
Pegel an den Elektroden für die Größe des gewünschten in
jizierten oder eingeführten Signals. Jede Veränderung in
den Schwellenwerten der Elektroden von Vorrichtung zu
Vorrichtung macht eine Neueinstellung der potentialen
Spannungsdifferenz in dem Verhältnis der Spannungen oder
Potentiale der Elektroden notwendig und vielleicht eine
Einstellung des Diodenimpulspegels, um eine Signal mit
einer ähnlichen Amplitude zurückzugewinnen. Somit kann
automatisches Testen in einer Herstellungsbetriebsart
hinderlich sein, wenn viele Vorrichtungen ausgewertet
werden müssen.
Ein Testverfahren, das besser geeignet ist zur Herstel
lung ist in einem Artikel von S. P. Emmons et al, mit dem
Titel "A Low Noise Input With Reduced Sensitivity to
Threshold Voltage" veröffentlicht in Technical Digest of
IEDM, Washington, D. C., Dezember 1974, Seite 233, be
schrieben. Dieses Verfahren kompensiert die Schwellen
wertänderungen oder -variationen in den Ladungsmeßgates.
Die Schaltung für dieses Testverfahren umfaßt eine
gemeinsame Elektrode zum Laden und Entladen einer Kapazi
tanz oder Kapazität, die mit einer schwebenden Diffusion
assoziiert ist. Ein Paar von Schaltern koppeln die Span
nung oder das Potential der gemeinsamen Elektrode mit
entweder Vsig oder Vref, während ein dritter Schalter mit
einer Injektionsdiode gekoppelt ist und den Ladestrom
vorsieht. Während die Schwellenwerttoleranz dieser Struk
tur attraktiv aussieht, so kommt sie doch mit dem zu
gefügten Aufwand von zwei zusätzlichen getakteten Steuersignalen
und einer zusätzliche Gleichstrom (DC) Vorspan
nung. Weiterhin überträgt sich die auf einem Chip befind
liche Schaltung, in einen zusätzlichen Bereich für lokale
Verbindungen und Verbindungskissen oder -punkte, sowie
zusätzliche Packungsstifte, die alle Schaltungs
plattenraum benötigen.
Die vorliegende Erfindung ist auf einen CCD-Abbildner
(Bildwiedergabevorrichtung) gerichtet, der folgendes auf
weist:
eine Linie von Abbildungsphotodetektoren, ein CCD-Shift
register, das sich entlang der Linie von Abbildungspho
todetektoren erstreckt, einen Belichtungsablauf oder
Drainbereich benachbart zu jedem der Abbildungsphoto
detektoren, ein Belichtungssteuergate zwischen den Ab
bildungsphotodetektoren und ihren entsprechenden Belich
tungsdrains und eine Teststruktur. Die Teststruktur weist
folgendes auf: eine Vielzahl von Testphotodetektoren in
der Linie der Abbildungsphotodetektoren, einen Belich
tungsdrainbereich benachbart zu jedem Testphotodetektor
und ein Testbelichtungssteuergate zwischen den Testphoto
detektoren und ihren entsprechenden Belichtungsdrainbe
reichen. Das Testbelichtungssteuergate ist separat von
dem Belichtungssteuergate für die Abbildungsphotodetek
toren.
Die vorliegende Erfindung ist also auf ein Verfahren zum
Testen eines CCD-Abbildungssensors gerichtet, der eine
Linie einer Vielzahl von Photodetektoren besitzt. Das
Verfahren weist folgendes auf: das Belichten der Photo
detektoren zum Erzeugen von Ladungen darinnen, das Ab
laufenlassen (draining) der Ladungen einiger Photodetek
toren, die darinnen erzeugt wurden, und das Ablesen der
Ladungen der restlichen Photodetektoren zum Feststellen
einer bestimmten Modulationstransferfunktion des CCD-
Abbildners.
Die Erfindung ist besser durch die folgende detaillierte
Beschreibung zusammen mit der Zeichnung und den Ansprü
chen zu verstehen.
In der Zeichnung zeigt;
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines
typischen linearen CCD-Abbildners, indem die
Testvorrichtung in der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines
linearen CCD-Abbildners, der die Teststruktur der
vorliegenden Erfindung beinhaltet,
Fig. 3 ein Balkendiagramm, das die Ladung in jedem der
Photodetektoren einer Anordnung von N+4 Photode
tektoren zeigt, wobei nur die in der Mitte
befindlichen N+2 Photodetektoren während ihres
Betriebs aufgedeckt werden;
Fig. 4 ein Balkendiagramm, das die Ladung in jedem der
Photodetektoren der Teststruktur während der Ab
bildbetriebsart der Teststruktur darstellt; und
Fig. 5 ein Balkendiagramm, das die Veränderung in jedem
der Photodetektoren der Teststruktur in der CTE-
Betriebsart der Teststruktur darstellt.
Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise im Maßstab.
Gemäß Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht auf einen
CCD-Abbildner oder Bildwiedergabevorrichtung 10 gezeigt,
in dem die Teststruktur der vorliegenden Erfindung ver
wendet werden kann. Ein CCD-Abbildner 10 umfaßt einen
Körper 12 eines Halbleitermaterials, der darinnen eine
Vielzahl von Abbildungsphotodetektoren 14 aufweist. Wie
gezeigt ist, sind die Abbildungsphotodetektoren in einer
Anordnung einer Reihe oder Linie für eine lineare Anord
nung angeordnet. Die Photodetektoren 14 können jedoch in
einer Anordnung von Zeilen (Reihen) und Spalten für eine
Flächenanordnung angeordnet sein. Jede der Abbildungs
photodetektoren 14 kann ein bekannter Typ eines Photode
tektors sein, wie zum Beispiel eine Photodiode oder ein
Photokondensator, der Photonen aufnimmt und die Photonen
in Elektronen umwandelt. Entlang einer Seite der Reihe
oder Linie von Abbildungsphotodetektoren 14 befindet sich
ein CCD-Shiftregister (CCD-Schieberegister) 16. Das CCD-
Shiftregister 16 weist einen Kanalbereich 18 auf, der
sich entlang und beabstandet von der Linie der Photode
tektoren 14 erstreckt. Wenn der Kanalbereich 18 ein ver
grabener Kanal (buried channel) ist, ist es ein Bereich
eines Leitfähigkeitstyps entgegengesetzt zu dem des Kör
pers 12 innerhalb des Körpers 12. Eine Vielzahl von
ersten Gatter- oder Gateelektroden 20 sind über und
isoliert von dem Kanalbereich 18 angeordnet. Die ersten
Gateelektroden 20 sind beabstandet entlang des
Kanalbereichs angeordnet, wobei jede der ersten Gate
elektroden 20 benachbart zu einem separaten Abbildungs
photodetektor 14 angeordnet ist. Eine Vielzahl von
zweiten Gateelektroden 22 befinden sich über und sind
isoliert von dem Kanalbereich 18. Die zweiten Gate
elektroden 22 sind in einer abwechselnden Beziehung mit
den ersten Gateelektroden 20 angeordnet, wobei jede der
zweiten Gateelektroden 22 benachbart zu einem separaten
Abbildungsphotodetektor 14 angeordnet ist. Somit gibt es
zwei Gateelektroden, eine erste Gateelektrode 20 und eine
zweite Gateelektrode 22 benachbart zu jedem Abbildungs
photodetektor 14, um ein Zweiphasen CCD-Shiftregister 16
zu bilden. Die Gateelektroden 20 und 22 sind aus einem
leitenden Material, wie zum Beispiel einem leitenden
polykristallinen Silicium und sie sind von dem Kanal
bereich 18 durch eine Schicht eines isolierenden Ma
terials (nicht gezeigt) isoliert, das typischerweise Si
liciumdioxid ist. Die ersten Gateelektroden 20 sind alle
mit einer ersten Taktphase 01 verbunden und die zweiten
Gateelektroden sind alle mit einer zweiten Taktphase 02
verbunden.
Ein Transfergate 24 erstreckt sich über und ist isoliert
von dem Körper 12, und zwar zwischen den Abbildungsphoto
detektoren 14 und dem Kanalbereich 18 des CCD-Shiftregis
ters 16. Das Transfergate 24 erstreckt sich über Trans
ferbereiche, die nicht gezeigt sind, die sich zwischen
den Abbildungsphotodetektoren 14 und dem Kanalbereich 18
erstrecken. Eine Spannung oder ein Potential, das an das
Transfergate 24 angelegt wird, bewirkt, daß sich in den
Abbildungsphotodetektoren 16 erzeugte Ladungsträger von
den Photodetektoren 16 zu dem Kanalbereich 18 unter jeder
der ersten Gateelektroden 20 transferieren oder bewegen,
wie dies durch die Pfeile 26 gezeigt ist. An einem Ende
des Shiftregisters 16 ist eine Ausgangsschaltung 28
vorgesehen, die einen Ausgangsdetektor 30 und einen
Pufferverstärker 32 aufweist. Die Ladungsträger, die in
den Kanalbereich 18 des CCD-Shiftregisters 16 von den
Abbildungsphotodetektoren 14 übertragen werden, werden
entlang des Kanalbereichs 18 durch abwechselndes Takten
der Gateelektroden 20 und 22 übertragen, bis die Ladungs
träger in die Ausgangsschaltung 28 geleitet werden.
Ein separater Belichtungsdrain oder Ablaufbereich 34 ist
in dem Körper 12 benachbart zu, aber beabstandet von der
Seite jedes Abbildungsphotodetektors 14 vorgesehen, und
zwar entgegengesetzt zu dem CCD-Shiftregister 16. Die
Drain- oder Ablaufbereiche 34 sind Bereiche eines Leit
fähigkeitstyp, entgegen dem des Körpers 12, und zwar
hochdotiert, um hochleitend zu sein. Ein Belichtungs
steuergate 36 erstreckt sich über und ist isoliert von
dem Körper 12, und zwar zwischen den Abbildungsphotode
tektoren 14 und den Belichtungsdrainregionen 34. Eine
Spannung wird an das Belichtungssteuergate 36 angelegt,
und zwar während eines Teils des Startens einer Integra
tionsperiode, was die Spannungsbarrierenhöhe zwischen den
Abbildungsphotodetektoren 14 und den Belichtungsdrain
bereichen 34 verringert. Während die Spannung angelegt
ist, fließen alle Ladungsträger, die in den Photodetek
toren 14 erzeugt wurden, in die Belichtungsausdrainberei
che 34, wo sie weggeführt werden. Nach einer gewünschten
Periode wird die Spannung an dem Belichtungssteuergate 36
verringert, was ein Sperr- oder Barrierenpotential zwi
schen den Abbildungsphotodetektoren 14 und den Belich
tungsdrainbereichen 34 bildet. Dies ermöglicht, daß La
dung in den Photodetektoren 14 für den Rest der Integra
tionsperiode gesammelt wird. Somit ist die effektive Be
lichtungszeit auf die Dauer beschränkt, während der das
Belichtungssteuergatepotential herabgesetzt ist.
Nun wird auf die Fig 2 Bezug genommen. In der Fig. 2 ist
eine schematische Draufsicht auf eine Teststruktur 38 ge
mäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, die in dem in
Fig. 1 gezeigten CCD-Sensor 10 verwendet werden kann. Die
Teststruktur 38 ist in den CCD-Sensor 10 eingebaut oder
aufgenommen, und zwar an einer Stelle daran entlang beab
standet von der Ausgangsschaltung 28 des CCD-Sensors 10
in Fig. 1. Die Teststruktur 38 weist eine Vielzahl von
Testphotodetektoren 40 auf, die identisch sind mit und
sich entlang der Linie der Abbildungsphotodetektoren 14
erstrecken. Die Anzahl der Photodetektoren 40 ist N+4.
Einige der Abbildungsphotodetektoren 14 sind benachbart
zu jedem Ende der Linie von Testphotodetektoren 40 ange
ordnet. Das CCD-Shiftregister 16 erstreckt sich entlang
der Reihe oder Linie der Photodetektoren 40, und zwar mit
einem Paar von den Gateelektroden, wobei eine der ersten
Gateelektroden 20 und eine der zweiten Gateelektroden 22
benachbart ist zu jedem der Testphotodetektoren 40. Das
Transfergate 24 erstreckt sich auch entlang der Linie von
Testphotodetektoren 40, und zwar zwischen den Testphoto
detektoren 40 und dem Kanalbereich 18 des CCD-Shiftregi
sters 16. Ein Belichtungsdrainbereich 34 ist benachbart
zu, aber beabstandet von jedem der Testphotodetektoren 40
angeordnet, und zwar auf der gegenüberliegenden Seite des
CCD-Shiftregisters 16. Die Belichtungsdrainbereiche 34
der Testphotodetektoren 40 sind elektrisch verbunden mit
den Belichtungsdrainbereichen 34 der Photodetektoren 14.
Ein Belichtungssteuergate 37 erstreckt sich zwischen je
dem der Kanten- oder Randphotodetektoren -1,0 und N+1,
N+2 und den Belichtungsdrainbereichen 34. Diese Belich
tungssteuergates 37 sind entweder elektrisch verbunden
mit oder eine Verlängerung oder Fortsetzung der Belich
tungssteuergates 36 für die Abbildungsanordnung 10. Alle
Testpixel (Photodetektoren 40) sind aufgedeckt mit der
Ausnahme der Pixel 40a (-1 und N+2), die von Licht abge
schirmt sind. Ein weiteres Belichtungssteuergate 42 er
streckt sich zwischen den mittigen N Testphotodetektoren
40 und ihren entsprechenden Belichtungsablaufbereichen.
Dieses Testbelichtungssteuergate 42 ist separat von dem
Belichtungssteuergate 36 und ist mit einer separaten
Spannungsquelle über eine Leitung 44 verbunden.
Idealerweise, wenn man eine Gruppe von N+2 Photodetek
toren 40 beleuchtet, die an jeder Seite durch einen ab
gedeckten lichtabgeschirmten Photodetektor 40a begrenzt
sind, dann wird beim Ablesen ein gleichförmiges Aus
gangssignal mit einer N+2 Pixellänge beobachtet. Infolge
der Diffusions-MTF besitzt jedoch jeder der Photodetek
toren beim Beleuchten einen mit ihnen assoziierten Dif
fusionsfluß (Flux). Dies bewirkt den Verlust von etwas
Ladung von jedem der Photodetektoren an die Photodetek
toren an jeder Seite. Da jeder Photodetektor mit einem
anderen Photodetektor an jeder seiner Seiten von seinem
benachbarten Photodetektoren so viel Flux oder Fluß auf
nimmt, wie er selbst verliert, ist die Nettoflußänderung
in irgendeinem der beleuchteten Photodetektoren Null, da
jeder der Photodetektoren die gleiche Apertur oder Blende
und Struktur besitzt. Dies trifft für alle Photodetekto
ren zu mit der Ausnahme der Photodetektoren an den Enden
der Gruppen benachbart zu den lichtabgeschirmten Photo
detektoren 40a. Für solche Photodetektoren ist der
nächste Fluß negativ, da keine Beleuchtung in den benach
barten (lichtabgeschirmten) Photodetektoren 40a absor
biert ist.
Nun wird auf die Fig. 3 Bezug genommen. In der Fig. 3 ist
ein Balkendiagramm gezeigt, das die Ladung in einem sol
chen Fall darstellt. Wie in der Fig. 3 zu sehen ist, ist
die Ladung in den Endphotodetektoren (Photodetektoren o
und N+1) geringer als die Ladung in den N Photodetekto
ren, die sich dazwischen befinden, und zwar infolge des
Verlustes des Flusses oder Fluxes. Die abgedeckten Photo
detektoren (-1 und N+2) nächst zu einem offenen Photode
tektor sammeln auch eine geringe Menge der Ladung, welche
der Flußverlust von den offenen Photodetektoren (Photode
tektoren O und N+1) ist.
Wenn der CCD-Abbildner 10 in der normalen oder "Abbil
dungs"-Betriebsart beleuchtet wird, dann wird das Poten
tial an dem Belichtungssteuergate 42 auf einen Pegel
eingestellt, so daß die Ladungen in den Testphotodetek
toren 40 (Photodetektoren 1 bis N) zu ihren Belichtungs
drains 34 abgelassen (drained) wird. Die Photodetektoren
40 benachbart zu den Enden der Reihe von Photodetektoren
40 (Photodetektoren Q und N+1) empfangen jedoch eine
normale Beleuchtung und werden darauf Ladungen erzeugen,
und zwar abhängig von dieser Beleuchtung. Ein Teil der
Ladungen in den Photodetektoren 40 benachbart zu den
Enden der Testphotodetektoren (Photodetektoren Q und N+1)
wird jedoch in die nächsten benachbarten Photodetekoren
40a (Photodetektoren -1 bzw. N+2) diffundieren, und zwar
infolge eines Diffusionsverlustes.
Nun wird auf die Fig. 4 Bezug genommen. In der Fig. 4 ist
ein Balkendiagramm der Ladungen in unterschiedlichen Pho
todetektoren 40 unter diesen Zuständen gezeigt. Das Dia
gramm oder der Graph in Fig. 4 zeigt, daß es keine Ladung
in den mittleren Testphotodetektoren 40 (Photodetektoren
1 bis N) gibt, wogegen die nächsten benachbarten Photode
tektoren 40 (Photodetektoren O und N+1) eine volle Ladung
weniger einer geringen Menge, die durch Diffusion verlo
ren wurde, besitzen und die nächsten Photodetektoren 40a
(Photodetektoren -1 und N+2) eine geringe Ladung besit
zen, und zwar gleich der diffundierten Ladung. Von den
Ladungen in den Photodetektoren 40 benachbart zu den En
den der Testphotodetektoren 40 kann die Diffusions-MTF
des CCD-Abbildners 10 berechnet werden.
In der Testbetriebsart ist das Potential auf dem Belich
tungssteuergate 42 der Teststruktur 38 herabgesetzt, um
eine Ladungssammlung in den N Testphotodetektoren 40 zu
ermöglichen. Zur selben Zeit wird das Potential an dem
Belichtungssteuergate 36 angehoben, und zwar auf einem
"Hoch" oder "Ein-" Pegel, um die gesamte photoerzeugte
Ladung in den Abbildungsphotodetektoren 14 zu ihren ent
sprechenden Überfließdrainbereichen 34 abzulassen. Die
Photodetektoren 40 (O und N+1) benachbart zu den Endtest
photodetektoren 40 werden jedoch auch beleuchtet und
erzeugen dadurch darinnen eine Diffusionsladung. Somit
gibt es eine Fluß- oder Fluxströmung zwischen den Photo
detektoren 40 (Photodetektoren O und N+1), die benachbart
zu den Endtestphotodetektoren 40 (Photodetektoren 1 und
N) liegen. Dies sieht eine gleichförmige Ladung in allen
der Testphotodetektoren 40 vor.
Nun wird auf die Fig. 5 Bezug genommen. In der Fig. 5 ist
ein Balkendiagramm gezeigt, das die Ladung in diesem Fall
darstellt. Wie in der Fig. 5 zu sehen ist, ist die Ladung
in allen der Testphotodetektoren 40 (1-N) von einer
gleichförmigen Intensität.
Das Transfergate 24 wird dann gepulst oder getaktet, so
daß die Ladung von allen der N Testphotodetektoren 40,
die einen gleichförmigen Pegel besitzen, auf das CCD-
Shiftregister 16 zum Takten der Ausgangsschaltung 28
übertragen werden. An der Ausgangsschaltung 28 wird eine
Messung des Impulszuges durchgeführt. Die Verzerrung der
Wellenform ermöglicht das Herausziehen des CTE-Wertes,
und zwar in der in dem Artikel von R.W. Brodersen et al.,
"Experimental Characterization of Transfer Efficiency in
Charge-Coupled Devices", veröffentlicht in "IEEE Trans
actions on Electron Devices", 22. Ausgabe, Februar 1975,
Seite 40, beschriebenen Art und Weise.
Die Teststruktur 38 ermöglicht somit die Feststellung von
entweder dem CTE oder der Diffusions MTF des CCD-Abbild
ners 10. Die Teststruktur 38 ist nur ein Teil des CCD-Ab
bildners 10 mit dem einzigen Zusatz des Testüberfluß
transfergates 42 und der Eingangsleitung zu den Test
überflußtransfergates (overflow transfer gate) 42. Dies
ermöglicht, daß die Teststruktur 38 leicht in den CCD-
Abbildner 10 aufgenommen werden kann. Was noch wichtiger
ist, ist, daß die Teststruktur 38 einfach durch binäre
"Ein"- oder "Aus"-Pegel an den Steuergates aktiviert wird
und von einer gleichförmigen Quelle beleuchtet werden
kann, die keine spezielle optische Hardware oder akkurate
Positionierung benötigt. Der Pegel des Testsignals wird
gemessen durch den Beleuchtungspegel oder durch die Dauer
der Belichtungssteuergates, die in ihrem "Aus" oder "Ein"
Zustand gehalten werden. Die Beleuchtungsquelle würde
typischerweise die verfügbare Quelle sein, die verwendet
wird zum Verifizieren der Abbildungsfunktionalität und
der Fehlstellen oder Fehlerpegel, und zwar als Teil eines
allgemeinen Testplanes für den CCD-Abbildner 10. Die
Teststruktur 38 kann somit leicht verwendet werden
während der Herstellung des CCD-Abbildner 10, um die CTE-
oder Diffusions MTF des CCD-Abbildners 10 festzustellen.
Es sei bemerkt, daß die spezifischen Ausführungsbeispiele
der Erfindung nur die allgemeinen Prinzipien der Erfin
dung darstellen sollen. Zahlreiche Modifikationen können
durchgeführt werden, die mit den dargestellten Prinzipien
übereinstimmen. Zum Beispiel können verschiedene Arten
von Photodetektoren verwendet werden, und die Teststruk
tur kann irgendwo entlang der Reihe von Photodetektoren
angeordnet sein.
Zusammenfassend ist die vorliegende Erfindung darauf
gerichtet, eine optisch betätigte Teststruktur für einen
CCD-Abbildner zum Testen von bestimmten Bauteilen oder
Komponenten der Abbildnermodulationstransferfunktion
vorzusehen. Der CCD-Abbildner weist eine Linie von Ab
bildungsphotodetektoren und ein CCD-Shiftregister, das
sich entlang der Linie von Abbildungsphotodetektoren er
streckt auf. Ein separater Belichtungsdrain oder Ablauf
bereich ist benachbart zu jedem Abbildungsphotodetektor
vorgesehen und ein Belichtungssteuergate erstreckt sich
zwischen den Abbildungsphotodetektoren und ihren ent
sprechenden Belichtungsdrainbereichen. Eine Vielzahl von
Testphotodetektoren ist in der Linie von Abbildungsphoto
detektoren vorgesehen, wobei mindestens ein Abbildungs
photodetektor an jedem Ende der Testphotodetektoren vor
gesehen ist. Jeder der Testphotodetektoren besitzt einen
Belichtungsdrainbereich benachbart dazu und ein Testbe
lichtungssteuergate erstreckt sich zwischen den Test
photodetektoren und ihren entsprechenden Belichtungs
drainbereichen. Das Testbelichtungssteuergate ist ge
trennt oder separat von dem Belichtungssteuergate für die
Abbildungsphotodetektoren vorgesehen.
Claims (20)
1. Eine Teststruktur in einem CCD-Abbild- oder Bildsen
sor, der folgendes aufweist:
eine Vielzahl von Abbildungsphotodetektoren in einer Linie oder Reihe, ein CCD-Shiftregister, das sich entlang einer Seite der Linie von Abildungsphotode tektoren erstreckt, ein separater Belichtungsabfluß oder Drain benachbart zu jedem Abbildungsphotode tektor, und zwar auf der Seite des Photodetektors, die dem CCD-Shiftregister gegenüberliegt, ein Be lichtungssteuergate zwischen den Abbildungsphotode tektoren und den Belichtungsdrainbereichen, wobei die Teststruktur folgendes aufweist:
eine Vielzahl von Testphotodetektoren in der Linie von Abbildungsphotodetektoren;
ein separater Belichtungsablaß oder Drainbereich benachbart zu jedem der Testphotodetektoren; und ein separates Belichtungssteuergate zwischen min destens einem der Testphotodetektoren und den be nachbarten Belichtungsdrainbereichen.
eine Vielzahl von Abbildungsphotodetektoren in einer Linie oder Reihe, ein CCD-Shiftregister, das sich entlang einer Seite der Linie von Abildungsphotode tektoren erstreckt, ein separater Belichtungsabfluß oder Drain benachbart zu jedem Abbildungsphotode tektor, und zwar auf der Seite des Photodetektors, die dem CCD-Shiftregister gegenüberliegt, ein Be lichtungssteuergate zwischen den Abbildungsphotode tektoren und den Belichtungsdrainbereichen, wobei die Teststruktur folgendes aufweist:
eine Vielzahl von Testphotodetektoren in der Linie von Abbildungsphotodetektoren;
ein separater Belichtungsablaß oder Drainbereich benachbart zu jedem der Testphotodetektoren; und ein separates Belichtungssteuergate zwischen min destens einem der Testphotodetektoren und den be nachbarten Belichtungsdrainbereichen.
2. CCD-Abbildner nach Anspruch 1, wobei es mindestens
einen Abbildungsphotodetektor an jedem Ende der Li
nie von Testphotodetektoren gibt, wobei ein Belich
tungsdrain benachbart zu jedem der Abbildungs
photodetektoren an den Enden der Linie von Testpho
todetektoren liegt und wobei Belichtungssteuergate
zwischen den Abbildungsphotodetektoren an den Enden
der Linientestphotodetektoren und ihren entspre
chenden Belichtungsdrainbereichen liegen, wobei die
Belichtungssteuergates für die Abbildungsphotodetek
toren an den Enden der Linie von Testphotodetektoren
elektrisch verbunden sind mit einer gemeinsamen
Potentialquelle und getrennt von dem Testbe
lichtungssteuergate sind.
3. Teststruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei es min
destens N+4-Testphotodetektoren gibt, wobei sich ein
Belichtungssteuergate zwischen den zwei Testphoto
detektoren an jedem Ende der Linie von Testphotode
tektoren und ihren entsprechenden Belichtungsdrains
erstreckt und elektrisch verbunden ist mit dem
Belichtungssteuergate für die Abbildungspho
todetektoren.
4. Teststruktur nach einem oder mehreren der vorherge
henden Ansprüche, wobei der Testphotodetektor an je
dem Ende der Linie von Testphotodetektoren abge
schirmt ist, so daß er nicht beleuchtet wird.
5. CCD-Abbildner nach einem oder mehreren der vorherge
henden Ansprüche, wobei das CCD-Shiftregister fol
gendes aufweist:
einen Kanalbereich, der sich entlang, aber beab standet von der Linie von Abbildungsphotodetektoren und Testphotodetektoren erstreckt, eine Vielzahl von Gateelektroden entlang des Kanalbereichs, wobei die Gateelektroden sich über den und isoliert von dem Kanalbereich erstrecken, wobei mindestens eine der Gateelektroden benachbart zu jedem der Photo detektoren angeordnet ist, und ein Transfergate zwischen den Photodetektoren und dem Kanalbereich.
einen Kanalbereich, der sich entlang, aber beab standet von der Linie von Abbildungsphotodetektoren und Testphotodetektoren erstreckt, eine Vielzahl von Gateelektroden entlang des Kanalbereichs, wobei die Gateelektroden sich über den und isoliert von dem Kanalbereich erstrecken, wobei mindestens eine der Gateelektroden benachbart zu jedem der Photo detektoren angeordnet ist, und ein Transfergate zwischen den Photodetektoren und dem Kanalbereich.
6. CCD-Abbildner nach einem oder mehreren der vorherge
henden Ansprüche, wobei es zwei Gateelektroden be
nachbart zu jedem der Photodetektoren gibt.
7. CCD-Abbildner nach einem oder mehreren der vorherge
henden Ansprüche, wobei weiterhin eine Ausgangs
schaltung an dem Ende des CCD-Shiftregisters vorge
sehen ist, die in der Lage ist, Ladungen, die ent
lang des Kanalbereichs von den Testphotodetektoren
der Abbildungsphotodetektoren (den Abbildungs- und
Testphotodetektoren) übertragen wurden, zu empfangen
und zu analysieren.
8. Einen CCD-Abbildner, der folgendes aufweist:
einen Körper eines Halbleitermaterials;
eine Vielzahl von Abbildungsphotodetektoren in dem Körper, die sich entlang einer Linie erstrecken;
eine Vielzahl von Testphotodetektoren in der Linie von Abbildungsphotodetektoren;
ein CCD-Shiftregister, das sich entlang der Linie von Abbildungsphotodetektoren und Testphotodetek toren erstreckt;
ein separater Belichtungsdrainbereich in dem Körper benachbart zu jedem Abbildungsphotodetektor und Testphotodetektor;
ein Belichtungssteuergate zwischen den Abbil dungsphotodetektoren und ihren entsprechenden Be lichtungsdrainbereichen; und
ein separates Belichtungssteuergate zwischen den Testphotodetektoren und ihren entsprechenden Be lichtungsdrainbereichen.
einen Körper eines Halbleitermaterials;
eine Vielzahl von Abbildungsphotodetektoren in dem Körper, die sich entlang einer Linie erstrecken;
eine Vielzahl von Testphotodetektoren in der Linie von Abbildungsphotodetektoren;
ein CCD-Shiftregister, das sich entlang der Linie von Abbildungsphotodetektoren und Testphotodetek toren erstreckt;
ein separater Belichtungsdrainbereich in dem Körper benachbart zu jedem Abbildungsphotodetektor und Testphotodetektor;
ein Belichtungssteuergate zwischen den Abbil dungsphotodetektoren und ihren entsprechenden Be lichtungsdrainbereichen; und
ein separates Belichtungssteuergate zwischen den Testphotodetektoren und ihren entsprechenden Be lichtungsdrainbereichen.
9. CCD-Abbildner nach Anspruch 8, wobei es mindestens
einen Abbildungsphotodetektor an jedem Ende der Li
nie von Testphotodetektoren gibt.
10. CCD-Abbildner nach Anspruch, 9, wobei es mindestens
N+4 Testphotodetektoren gibt, wobei sich ein Belich
tungssteuergate zwischen den zwei Testphotodetekto
ren an jedem Ende der Linie von Testphotodetektoren
und ihren entsprechenden Belichtungsdrainbereichen
erstreckt und elektrisch verbunden ist mit dem Be
lichtungssteuergate für die Abbildungs
photodetektoren.
11. CCD-Abbildner nach Anspruch 10, wobei die Testphoto
detektoren an jedem Ende der Linie von Testphoto
detektoren abgeschirmt sind, so daß sie nicht be
leuchtet werden.
12. CCD-Abbildner nach Anspruch 11, wobei das CCD-Shift
register folgendes aufweist:
einen Kanalbereich in dem Körper und sich entlang, aber mit Abstand von der Linie der Abbildungspho todetektoren und Testphotodetektoren ersteckend, eine Vielzahl von Gateelektroden entlang des Kanalbereichs, wobei die Gateelektroden sich über den und isoliert von dem Kanalbereich erstrecken, wobei mindestens eines der Gates benachbart zu jedem der Photodetektoren angeordnet ist, und ein Transfergate sich zwischen den Photodetektoren und dem Kanalbereich erstreckend.
einen Kanalbereich in dem Körper und sich entlang, aber mit Abstand von der Linie der Abbildungspho todetektoren und Testphotodetektoren ersteckend, eine Vielzahl von Gateelektroden entlang des Kanalbereichs, wobei die Gateelektroden sich über den und isoliert von dem Kanalbereich erstrecken, wobei mindestens eines der Gates benachbart zu jedem der Photodetektoren angeordnet ist, und ein Transfergate sich zwischen den Photodetektoren und dem Kanalbereich erstreckend.
13. CCD-Abbildner nach Anspruch 12, wobei es zwei
Gateelektroden benachbart zu jedem Photodetektor
gibt.
14. CCD-Abbildner nach Anspruch 13, der weiterhin fol
gendes aufweist:
eine Ausgangsschaltung an dem Ende des CCD-Shiftre gisterkanalbereiches, die in der Lage ist, Ladungen aufzunehmen und zu analysieren, die entlang des Ka nalbereichs von den Abbildungsphotodetektoren und den Testphotodetektoren übertragen werden.
eine Ausgangsschaltung an dem Ende des CCD-Shiftre gisterkanalbereiches, die in der Lage ist, Ladungen aufzunehmen und zu analysieren, die entlang des Ka nalbereichs von den Abbildungsphotodetektoren und den Testphotodetektoren übertragen werden.
15. Ein Verfahren zum Testen eines CCD-Abbildners für be
stimmte Modulationstransferfunktionen, wobei der Ab
bildner eine Vielzahl von Photodetektoren in einer
Linie aufweist, wobei das Verfahren die folgenden
Schritte aufweist:
Belichten der Photodetektoren, um diese zu be leuchten;
Ablaufenlassen (draining) der Ladungen eines Teils der Photodetektoren, die darinnen durch die Beleuchtung erzeugt wurden; und
Ablesen der erzeugten Ladung in den verbleibenden Photodetektoren, um die gewünschte Modulations transferfunktion festzustellen.
Belichten der Photodetektoren, um diese zu be leuchten;
Ablaufenlassen (draining) der Ladungen eines Teils der Photodetektoren, die darinnen durch die Beleuchtung erzeugt wurden; und
Ablesen der erzeugten Ladung in den verbleibenden Photodetektoren, um die gewünschte Modulations transferfunktion festzustellen.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Ablaufenlassen
der Photodetektoren durch Übertragen der darin be
findlichen Ladungen an die Belichtungsdrainbereiche
durchgeführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Photodetektoren
abgelesen werden durch Übertragen der Ladung in den
verbleibenden Photodetektoren an ein CCD-Shiftregi
ster und durch Übertragen der Ladung entlang des
CCD-Shiftregisters an eine Ausgangsschaltung.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der CCD-Abbildner
in der Linie von Photodetektoren eine Vielzahl von
Abbildungsphotodetektoren und eine Vielzahl von
Testphotodetektoren aufweist, wobei mindestens ein
Abbildungsphotodetektor an jedem Ende der Linie von
Testphotodetektoren vorgesehen ist.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die in den Abbil
dungsphotodetektoren erzeugten Ladungen abgelassen
werden und die Ladungen in den Testphotodetektoren
aus- oder abgelesen werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Testphoto
detektoren und alle der Abbildungsphotodetektoren
mit der Ausnahme derer, die benachbart zu den Enden
der Linie von Photodetektoren von ihren darin er
zeugten Ladungen abgelassen werden und die Ladungen
in den Abbildungsphotodetektoren an den Enden der
Linie von Testphotodetektoren abgelesen werden.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/902,148 US5369357A (en) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | CCD imager with test structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4320313A1 true DE4320313A1 (de) | 1993-12-23 |
Family
ID=25415376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4320313A Withdrawn DE4320313A1 (de) | 1992-06-18 | 1993-06-18 | CCD-Abbildner Bildwiedergabevorrichtung mit einer Teststruktur |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5369357A (de) |
JP (1) | JPH0661471A (de) |
DE (1) | DE4320313A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1152599A2 (de) | 2000-04-28 | 2001-11-07 | Eastman Kodak Company | Eingebaute Selbsttestsignale für Spaltenausgangsschaltungen in einem X-Y adressierbaren Bildsensor |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1272872B (it) * | 1995-01-10 | 1997-07-01 | Savio Macchine Tessili Srl | Dispositivo per il posizionamento controllato delle spole in una stazione di una roccatrice automatica |
US5818572A (en) * | 1996-04-24 | 1998-10-06 | Northrop Grumman Corporation | Two-dimensional modulation transfer function measurement technique |
US6407770B1 (en) * | 1999-08-19 | 2002-06-18 | General Electric Company | Apparatus and method for detecting defects in a discrete picture element detector circuit |
US6803960B2 (en) * | 1999-12-22 | 2004-10-12 | Eastman Kodak Company | Optical test structure for measuring charge-transfer efficiency |
JP4513229B2 (ja) * | 2001-05-02 | 2010-07-28 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子及びその検査方法 |
JP2007027456A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Nec Electronics Corp | 撮像装置 |
JP5130905B2 (ja) * | 2007-12-21 | 2013-01-30 | ソニー株式会社 | アナログスキャン回路およびデータ処理装置 |
KR20100103506A (ko) | 2007-12-21 | 2010-09-27 | 소니 주식회사 | 아날로그 스캔 회로, 아날로그 플립플롭 및 데이터 처리 장치 |
CN102239672A (zh) | 2008-10-14 | 2011-11-09 | 索尼公司 | 接口电路、模拟触发器和数据处理器 |
US20110043541A1 (en) * | 2009-08-20 | 2011-02-24 | Cok Ronald S | Fault detection in electroluminescent displays |
US8259095B2 (en) * | 2009-08-20 | 2012-09-04 | Global Oled Technology Llc | Optically testing chiplets in display device |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4196389A (en) * | 1978-07-13 | 1980-04-01 | International Business Machines Corporation | Test site for a charged coupled device (CCD) array |
US4511838A (en) * | 1982-03-31 | 1985-04-16 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method for determining the point of zero zeta potential of semiconductor |
US4605849A (en) * | 1984-10-31 | 1986-08-12 | Polaroid Corporation | Photosensitive devices having enhanced blue light response |
US4641963A (en) * | 1985-05-02 | 1987-02-10 | Rca Corporation | Back-illuminated CCD imager adapted for contrast transfer function measurements thereon |
US5034903A (en) * | 1989-01-30 | 1991-07-23 | Alfano Robert R | Apparatus and method for measuring the time evolution of carriers propogating within submicron and micron electronic devices |
US5066994A (en) * | 1989-03-31 | 1991-11-19 | Eastman Kodak Company | Image sensor |
US4942357A (en) * | 1989-08-07 | 1990-07-17 | Eastman Kodak Company | Method of testing a charge-coupled device |
FR2653626A1 (fr) * | 1989-10-24 | 1991-04-26 | Thomson Composants Militaires | Capteur photosensible a temps d'integration programmable. |
-
1992
- 1992-06-18 US US07/902,148 patent/US5369357A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-06-18 DE DE4320313A patent/DE4320313A1/de not_active Withdrawn
- 1993-06-18 JP JP5147862A patent/JPH0661471A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1152599A2 (de) | 2000-04-28 | 2001-11-07 | Eastman Kodak Company | Eingebaute Selbsttestsignale für Spaltenausgangsschaltungen in einem X-Y adressierbaren Bildsensor |
EP1152599A3 (de) * | 2000-04-28 | 2008-03-26 | Eastman Kodak Company | Eingebaute Selbsttestsignale für Spaltenausgangsschaltungen in einem X-Y adressierbaren Bildsensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5369357A (en) | 1994-11-29 |
JPH0661471A (ja) | 1994-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69606147T2 (de) | Schaltung, Bildelement, Vorrichtung und Verfahren zur Verminderung des Rauschens örtlich unveränderlicher Muster in Festkörperbildaufnahmevorrichtungen | |
DE3856221T2 (de) | Photovoltaischer Wandler | |
DE102016208347B4 (de) | Optische Sensorvorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Laufzeitsensors | |
DE69231482T2 (de) | Für einen CCD-Bildsensor mit kleiner Bildpunktgrösse geeigneter Ladungsvervielfachungsdetektor (CMD) | |
DE3689409T2 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Festkörperbildsensors. | |
DE68907017T2 (de) | Photoempfindliche vorrichtung mit signalverstaerkung im bereich der photoempfindlichen punkte. | |
DE2736878C2 (de) | Photoelektrisches Element fpr eine monolithische Bildaufnahmeeinrichtung | |
DE69821442T2 (de) | Schaltungsanordnung zur Erkennung leckender Zugriffsschalter in CMOS-Bildaufnehmerpixels | |
DE69737701T2 (de) | Photorezeptor für geringe Lichtintensität | |
DE19637790A1 (de) | Pixelsensorzelle | |
DE102011076635B3 (de) | Detektor zur Detektion elektromagnetischer Strahlung mit Transfersteuerelektrode und Abflusssteuerelektrode | |
DE69935895T2 (de) | Architektur eines aktiven pixelsensors mit drei transistoren und korrelierter doppelabtastung | |
DE3003992A1 (de) | Festkoerper-abbildungsvorrichtung | |
DE10240471A1 (de) | Hochdichte Zwischen-Chip-Zwischenverbindungsstruktur | |
DE19641305A1 (de) | Aktive Pixelsensorzelle | |
DE10105071A1 (de) | CMOS-Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE69738645T2 (de) | Aktiver Pixelsensor mit Durchbruch-Rücksetzstruktur und Unterdrückung des Übersprechsignales | |
DE4320313A1 (de) | CCD-Abbildner Bildwiedergabevorrichtung mit einer Teststruktur | |
DE3513436A1 (de) | Festkoerper-bildsensor | |
DE2804466C3 (de) | Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung | |
DE68925946T2 (de) | Festkörperbildmatrix, Vorrichtung und Bildherstellungsverfahren | |
DE3234044A1 (de) | Festkoerper-abbildungsvorrichtung | |
DE3521917A1 (de) | Festkoerper-bildsensor | |
DE60038584T2 (de) | Festkörperbildaufnahmevorrichtung | |
DE102018100571B4 (de) | Lichtlaufzeitpixel und Verfahren zum Betreiben eines solchen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |