JP3270874B2 - リニアセンサ - Google Patents

リニアセンサ

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JP3270874B2
JP3270874B2 JP25943993A JP25943993A JP3270874B2 JP 3270874 B2 JP3270874 B2 JP 3270874B2 JP 25943993 A JP25943993 A JP 25943993A JP 25943993 A JP25943993 A JP 25943993A JP 3270874 B2 JP3270874 B2 JP 3270874B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体式のイメージセ
ンサ(撮像素子)に関し、特に横一線だけの線の明暗を
電気信号にするリニアセンサの構成に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、ファクシミリやバーコードなど
の縞模様の読み取り、あるいは工業用の制御や計測に
は、半導体式のリニアセンサが使用されている。このリ
ニアセンサは、通常、半導体単結晶の基板からなるチッ
プ上に、横一列に連続して配置された多数のフォトダイ
オードからなる受光部を備えており、これらのフォトダ
イオードからの各電気的出力は、トランスファーゲート
(蓄積部+シフトゲート)を介してシフトレジスタによ
って順々に拾い出されてゆき、横一線の明暗の縞模様を
電気信号に変換して外部に出力するようになっている。
【0003】このシフトレジスタは、例えばP型シリコ
ン単結晶基板上にシリコン酸化膜を被覆させ、更にその
上にアルミ蒸着膜よりなる多数の電極を配置したもので
あって、その作動にあたっては、チップ側あるいはパッ
ケージ側に設けられた駆動回路より各電極に連続してパ
ルス電圧をかけることにより、単結晶基板内に空乏層を
次々と形成し、フォトダイオードからの電荷をその長手
方向に順々にシフトできるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、リニアセン
サのうち、チップ内にシフトレジスタの駆動回路を内蔵
するタイプのものは、図4に示したように、チップ40
の表面に、シフトレジスタ駆動回路42への電源配線4
4とグラウンド(アース)配線46をチップ長手方向に
沿って配線しており、駆動回路42への電源は、これら
配線44、46の一端に外部電源(図示せず)を接続
し、かつ各配線44、46と各駆動回路42とをそれぞ
れ接続することによりなされている。
【0005】しかしながら、チップ40にこのような電
源配線44とグラウンド配線46を一体的に設ける場
合、各配線44、46は、通常チップ40上にアルミニ
ウムを蒸着することによって形成されるため、矢印Aで
示したチップ長手方向の寸法が大きくなって配線44,
46自体の抵抗値が大きくなり、各駆動回路42にかか
る電圧値に差が生じ、CCDシフトレジスタ48の各電
極に印加するパルス電圧値が異なることになり、その出
力特性に悪影響を与える恐れがある。
【0006】加えて、このようなチップ40の両側方に
電源配線44及びグラウンド配線46を並置するものに
おいては、1配線分のアルミ蒸着膜の幅がそれぞれ10
0μmを越えるため、これに応じてチップ40の幅方向
寸法が増加し、チップ製造時のシリコン単結晶基板のス
ライス面積が大きくなり、製造コストが高くなる問題が
あった。
【0007】本発明は、このような問題点に鑑み、チッ
プ上の複数の駆動回路に共通の外部電源から電源供給す
る場合に生ずるリニアセンサの配線抵抗、すなわち電源
配線およびグラウンド配線の抵抗に起因する電圧値の差
による出力特性への影響を軽減するとともに、チップ面
積を減じて製造コストを低減できるリニアセンサを提供
することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、半導体基板上に形成された、横一
列に並置された多数のフォトダイオードからなる受光部
と、同受光部の側方に設けられ前記フォトダイオードか
らの各電気的出力を順々に拾い出し一連の電気信号に変
換するシフトレジスタと、前記受光部と前記シフトレジ
スタ間に挟まれて設けられ前記受光部からの電気的出力
を前記シフトレジスタに伝達するトランスファーゲート
と、前記シフトレジスタの側方に位置して設けられ前記
シフトレジスタの各電極に対して順にパルス電圧を印加
する複数の駆動回路とによりチップを構成するととも
に、同チップの前記半導体基板上の前記複数の駆動回路
の近傍に各々の駆動回路の電源端子およびグラウンド端
子をなすパッドを並置して設け、前記各駆動回路に対す
る電源供給およびグラウンドを独立させてなることを特
徴とするリニアアセンサが提供される。
【0009】好ましい実施例においては、前記パッド
を、前記半導体基板の長手方向に沿って横一列に配置し
たものであり、前記チップ構造を収納する為のパッケー
ジを有し、又前記パッドはパッケージ側の配線とワイヤ
ボンディングにより電気的に接続されていることを特徴
としている。
【0010】
【作用】チップの半導体基板上の複数のシフトレジスタ
駆動回路の近傍に、各駆動回路への電源端子およびグラ
ウンド端子をなすパッドを並置するようにしたため、
ップを収納するパッケージ側に形成される配線に対し
て、前記パッドとの間でワイヤボンディングすることに
より電気的に接続することができ、各駆動回路に対する
電源供給およびグラウンドを独立して行うことができ
る。また、上記のようにパッドを並置することにより
ップの半導体基板上に電源配線、グラウンド配線用領域
を確保する必要がなくなり、その分だけチップ面積を減
させることができる。
【0011】
【実施例】図面を参照しながら本発明の一実施例を以下
に説明する。図1は、本発明のリニアセンサを構成する
チップの概略構成図である。リニアセンサのチップ10
は、半導体単結晶基板11の中央部に横一列に並べられ
た多数のミニPNフォトダイオードからなる受光部12
を備えている。このミニPNフォトダイオードは、光が
当たるとそれに応じて電流が発生する一種のダイオード
として構成される。
【0012】受光部12を挟み、その幅方向両側には受
光部12で発生した電荷を運ぶためのトランスファーゲ
ート14が設けられ、更にその外側にはトランスファー
ゲート14からの電荷を順々に拾い出し、一連の電気信
号に変換するCCDシフトレジスタ16が設けられる。
このCCDシフトレジスタ16は、半導体単結晶基板1
1の表面に絶縁膜を被覆させ、更にその上に、例えばア
ルミ蒸着膜からなる電極を多数並べたものであり、いわ
ゆるMOS構造のコンデンサを多数並置したような構造
であり、更にその一端には、連続した電気信号を外部に
出力するための出力回路18が設けられる。
【0013】CCDシフトレジスタ16の側方には、
フトレジスタ16の各電極に対して順々にパルス電圧を
印加し、その電極下方の基板部分に電荷を入れるための
空乏層を形成する複数の駆動回路20が設けられる。こ
の駆動回路20は、外部からのパルス電圧を1つの電極
に対して接続オンオフを繰り返す、一種のスイッチング
回路として構成され、トランスファーゲート14からの
電荷を順序よく出力回路18にシフトさせるものであ
る。
【0014】以上のように構成されるリニアセンサのチ
ップ10において、本実施例によれば、各々の駆動回路
20の近傍の半導体単結晶基板11上には、駆動回路
20の電源端子およびグラウンド端子を構成するボンデ
ィングパッド22が、チップ10の長手方向(矢印A方
向)に沿って横一列に設けられる。これは、チップ10
より駆動回路20への電源配線およびグラウンド配線
を無くし、できるだけチップ10の幅方向寸法Wを縮
め、チップ10全体の面積を減少させる目的達成のため
に構成されたものである。
【0015】しかして、チップ10の側縁部に横一列に
並設されているこれらボンディングパッド22は、チッ
プ10を半導体パッケージ24に組み込む際、図2に示
したように、半導体パッケージ24側の厚膜配線部26
に対して、例えばAu線28などのワイヤボンディング
によって電気的に接続される。図3は、ボンディングパ
ッド22の各々を互いに独立した各厚膜配線部26に接
続した半導体パッケージ24の部分外観図である。この
半導体パッケージ24側との接続に当たっては、図3に
示した接続形態の他に、パッケージ側で電源側及びグラ
ウンド側となる各厚膜配線部を1つにまとめ、これに対
してボンディングパッド22との間でワイヤボンディン
グするようにしてもよい。
【0016】このように本実施例によれば、リニアセン
サのチップ10上に、各駆動回路20に対して各々電源
端子およびグラウンド端子となる2つのボンディングパ
ッド22を設け、ワイヤボンディングにより半導体パッ
ケージ24側の電源配線部分と接続するようにしたた
め、従来のものにおけるチップ10上の電源およびグラ
ウンド配線を排除した分に相当だけ低い抵抗で各駆動回
路20に電源供給することができる。加えて、チップ
に電源およびグラウンドの配線領域を確保する必要が
なくなるため、チッブ10自体の面積を減少することが
でき、その分だけ製造時のシリコン単結晶基板のスライ
ス面積を減少できることに伴い、製造コストを低減する
ことができる。
【0017】なお、図示した実施例では、受光部12の
両側にCCDシフトレジスタ16を設けるものである
が、本発明のチップ構造は、片側のみにCCDシフトレ
ジスタを配置するリニアセンサにおいても同様に適用可
能である。
【0018】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、チップ上の複数のシフトレジスタ駆動回路の近傍
に、各駆動回路への電源端子およびグラウンド端子をな
すパッドを並置して設け、各駆動回路に対する電源供給
およびグラウンドを独立にしているため、チップ自体が
長いものであっても、電気的抵抗値を小さくし各駆動回
路にかかる電圧値を一定にして安定した電源供給がで
き、シフトレジスタの各電極に印加されるパルス電圧値
を一定にし、その出力特性への影響を軽減して安定した
出力特性のリニアセンサを得ることができる
【0019】加えて、これらパッドの設置により、チッ
プの半導体基板上に電源配線およびグラウンド配線用の
領域を確保する必要がなくなるため、その分チップ面積
を減少でき、半導体単結晶基板のスライス面積を減少さ
せて製造コストの大幅ダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるチップ構造の概略的構成図であ
る。
【図2】 図1のチップをパッケージ側に装着した断面
図である。
【図3】 図2の部分的外観斜視図である。
【図4】 従来のチップ構造の構成図である。
【符号の説明】
10…チップ 11…半導体基板 12…受光部(フォトダイオード) 14…トランスファーゲート 16…CCDシフトレジスタ 20…駆動回路 22…ボンディングパッド 24…半導体パッケージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/14

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成された、横一列に並
    置された多数のフォトダイオードからなる受光部と、
    受光部の側方に設けられ前記フォトダイオードからの各
    電気的出力を順々に拾い出し一連の電気信号に変換する
    シフトレジスタと、前記受光部と前記シフトレジスタ
    に挟まれて設けられ前記受光部からの電気的出力を前記
    シフトレジスタに伝達するトランスファーゲートと、
    記シフトレジスタの側方に位置して設けられ前記シフト
    レジスタの各電極に対して順にパルス電圧を印加する複
    数の駆動回路とによりチップを構成するとともに、同チ
    ップの前記半導体基板上の前記複数の駆動回路の近傍に
    各々の駆動回路の電源端子およびグラウンド端子をなす
    パッドを並置して設け、前記各駆動回路に対する電源供
    給およびグラウンドを独立させてなることを特徴とする
    リニアセンサ。
  2. 【請求項2】 前記パッドを、前記半導体基板の長手方
    向に沿って横一列に配置したことを特徴とする請求項1
    に記載のリニアセンサ。
  3. 【請求項3】 前記チップ構造を収納するパッケージを
    有することを特徴とする請求項1に記載のリニアセン
    サ。
  4. 【請求項4】 前記パッドは、前記パッケージ側の配線
    とワイヤボンディングにより電気的に接続されることを
    特徴とする請求項3に記載のリニアセンサ。
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JP4587642B2 (ja) * 2003-01-21 2010-11-24 ルネサスエレクトロニクス株式会社 リニアイメージセンサ
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