(57)【要約】【課題】受光素子を使用する増幅回路の特性の検査に加え、当該受光素子の特性の検査を行なうことを可能とする。【解決手段】テスト回路１００は、受光素子ＰＤ１の特性と同等の特性を有するダミー受光素子ＰＤ＿Ｄを供える。カレントミラー回路１１０は、バイポーラトランジスタＱ２を利用して、増幅回路１０の特性を検査するための検査電流を、増幅回路１０において生じさせる。カレントミラー回路１１０のバイポーラトランジスタＱ１は、バイポーラトランジスタＱ１内に電流を流さない状態になることにより、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの特性を検査するための電流をダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ内に生じさせる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射される光の量に応じた電流である光電流を発生する受光素子が発生した前記光電流に応じた電圧を出力する増幅回路の特性を検査するためのテスト回路であって、
前記テスト回路は、
第１バイポーラトランジスタと、前記受光素子と電気的に接続される第２バイポーラトランジスタとを使用して構成されるカレントミラー回路と、
前記受光素子と同じ素子であって、前記受光素子の特性と同等の特性を有するダミー受光素子と、
前記第１バイポーラトランジスタおよび前記ダミー受光素子と電気的に接続されるテスト端子とを備え、
前記カレントミラー回路は、前記第２バイポーラトランジスタを利用して、前記増幅回路の特性を検査するための検査電流を前記増幅回路において生じさせ、
前記カレントミラー回路の前記第１バイポーラトランジスタは、該第１バイポーラトランジスタ内に電流を流さない状態になることにより、前記ダミー受光素子の特性を検査するための電流を前記ダミー受光素子内に生じさせる、
テスト回路。
【請求項２】
前記第１バイポーラトランジスタは、ＮＰＮ型トランジスタであり、
前記ＮＰＮ型トランジスタは、Ｐ型基板において形成され、
前記ダミー受光素子は、前記ＮＰＮ型トランジスタにおけるコレクタ領域としてのＮ型拡散領域と前記Ｐ型基板とにより形成される、
請求項１に記載のテスト回路。
【請求項３】
前記ダミー受光素子において光を受けるための領域である第１受光領域の面積は、前記受光素子において光を受けるための領域である第２受光領域の面積以上の面積である、
請求項１または２に記載のテスト回路。
【請求項４】
前記ダミー受光素子の前記第１受光領域は、該第１受光領域に光が照射されないように遮光膜で覆われる、
請求項１〜３のいずれかに記載のテスト回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のテスト回路を含む受光増幅回路を含む、
光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光素子を使用した増幅回路の特性を検査するためのテスト回路および光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクに対し処理を行う光ディスク装置には、当該光ディスクから反射された光（以下、反射光という）を受光し、反射光に基づいて光電変換を行う受光増幅装置が用いられている。当該光ディスクは、例えば、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＢＤ（Blu-ray Disk）等のディスクである。また、光ディスク装置が光ディスクに対し行う処理は、光ディスクに記録されたデータの読み出し処理、光ディスクへのデータの書き込み処理等である。
【０００３】
近年、半導体集積回路の高集積化、高機能化及び高速化に伴って、半導体集積回路の大規模化が進んでいる。そのため、半導体集積回路における、機能回路の検査が複雑化している。
【０００４】
ＩＣ（Integrated Circuit）の製造工程では、一般的に、ＩＣ内の内部回路、素子等の動作チェックが行われる。例えば、受光増幅装置に使用される光電変換素子（フォトダイオード）の動作チェックについては、本来ならば、当該光電変換素子に直接光を照射して、当該光電変換素子の動作チェックが行われるのが望ましい。以下、光電変換素子を、受光素子ともいう。
【０００５】
しかしながら、受光素子の大きさは数１０μｍ程度と小さい。そのため、実際に、所定の光量の光を、受光素子に照射することは非常に困難であるという問題がある。
【０００６】
そこで、上記問題を解決し、受光素子を使用する増幅回路の特性を、電気的に精度よく検査するためのテスト回路が特許文献１に開示されている。
【０００７】
図１１は、受光素子を使用する増幅回路のテスト回路の構成を示す図である。
【０００８】
以下、図１１を用いて、特許文献１に示されるテスト回路について説明する。
【０００９】
図１１において、受光素子ＰＤ１は、照射される光の量に応じた電流を発生するフォトダイオードである。受光素子ＰＤ１のカソードは、ノードＮ１と電気的に接続される。受光素子ＰＤ１のアノードは、接地電位に接続される。
【００１０】
以下においては、対象物Ａが対象物Ｂと電気的に接続されている状態を説明する場合、単に、対象物Ａが対象物Ｂと接続されているという記載をする。
【００１１】
増幅回路１０は、受光素子ＰＤ１が発生した電流に応じた電圧を出力電圧Ｖｏとして出力する。
【００１２】
増幅回路１０は、変換抵抗Ｒｇ＿ａと、増幅器１１とを含む。変換抵抗Ｒｇ＿ａは、所定の抵抗値を有する抵抗である。増幅器１１はオペアンプである。増幅器１１の反転入力端子と、増幅器１１の出力端子との間には、変換抵抗Ｒｇ＿ａが設けられる。
【００１３】
増幅器１１の非反転入力端子には、抵抗Ｒｒｅｆ＿ａを介して、基準電位Ｖｒｅｆが印加される。
【００１４】
増幅回路１０は、受光素子ＰＤ１に照射された光により生じる電流（以下、光電流ともいう）を、変換抵抗Ｒｇ＿ａにより電圧に変換し、当該変換された電圧を、出力電圧Ｖｏとして出力する。出力電圧Ｖｏのレベルは、変換抵抗Ｒｇ＿ａの抵抗値と、基準電位Ｖｒｅｆとによって決まる。
【００１５】
テスト回路１０００は、増幅回路１０の特性（動作）を検査するための回路である。
【００１６】
テスト回路１０００は、カレントミラー回路１１０と、抵抗Ｒ３，Ｒ４と、テスト端子ＴＰとを含む。カレントミラー回路１１０は、バイポーラトランジスタＱ１，Ｑ２と、抵抗Ｒ１，Ｒ２とを含む。
【００１７】
バイポーラトランジスタＱ１，Ｑ２の各々は、ＮＰＮ型のトランジスタである。バイポーラトランジスタＱ２のコレクタ端子は、ノードＮ１と接続される。バイポーラトランジスタＱ２のエミッタ端子は、抵抗Ｒ２と接続される。バイポーラトランジスタＱ２のベース端子は、バイポーラトランジスタＱ１のベース端子と接続される。
【００１８】
バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子は、抵抗Ｒ３と接続される。バイポーラトランジスタＱ１のエミッタ端子は、抵抗Ｒ１と接続される。抵抗Ｒ１の抵抗値は、抵抗Ｒ２の抵抗値と同じである。
【００１９】
テスト端子ＴＰは、抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ３と接続される。
【００２０】
テスト端子ＴＰにテスト電圧が印加された場合、当該テスト電圧は、バイポーラトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧（Ｖｂｅ）と、抵抗Ｒ３とにより定まる電流Ｉａに変換される。すなわち、この場合、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子には、電流Ｉａが流れる。
【００２１】
この場合、同じ抵抗値の抵抗Ｒ１，Ｒ２を有するカレントミラー回路１１０により、バイポーラトランジスタＱ２のコレクタ端子にも、電流Ｉａの電流値と同じ電流値の電流Ｉｂが流れる。すなわち、電流Ｉｂが、増幅器１１の反転入力端子から、バイポーラトランジスタＱ２のコレクタ端子へ流れる。すなわち、増幅器１１の反転入力端子から、電流Ｉｂが引き抜かれる。この場合、増幅回路１０は、電流Ｉｂに応じた電圧を、出力電圧Ｖｏとして出力する。
【００２２】
しかしながら、特許文献１に記載のテスト回路では、受光素子と増幅回路とを接続している配線に不具合（例えば、断線）があった場合、当該不具合を検出できない。
【００２３】
そのため、特許文献２には、受光素子と増幅回路とを接続している配線の断線を検出することができるテスト回路が開示されている。
【００２４】
図１２は、特許文献２に示されるテスト回路の構成を示す図である。
【００２５】
以下、図１２を参照しながら、テスト回路について説明する。
【００２６】
図１２に示される増幅回路１０は、図１１の増幅回路１０と同様な構成および機能を有するので詳細な説明は繰り返さない。
【００２７】
図１２において、受光素子ＰＤ２は、照射される光の量に応じた電流を発生するフォトダイオードである。受光素子ＰＤ２は、カソードに端子Ｔ１，Ｔ２を有する。端子Ｔ１は、増幅器１１の非反転入力端子と接続される。端子Ｔ２は、テスト回路１１００に接続される。
【００２８】
テスト回路１１００は、受光素子ＰＤ２と増幅回路１０とを接続している配線の不具合を検出することが可能なテスト回路である。
【００２９】
テスト回路１１００は、テスト端子ＴＰと、スイッチ回路１１１０と、定電流回路１１２０と、ＯＮ／ＯＦＦ回路１１３０とを含む。
【００３０】
スイッチ回路１１１０の状態は、外部からの制御により、オン状態およびオフ状態のいずれかに設定される。スイッチ回路１１１０の状態がオン状態になると、端子Ｔ２と、定電流回路１１２０とが電気的に接続される。スイッチ回路１１１０の状態がオフ状態になると、端子Ｔ２と定電流回路１１２０とが電気的に非接続とされる。
【００３１】
ＯＮ／ＯＦＦ回路１１３０は、スイッチ回路１１１０の状態を、オン状態およびオフ状態のいずれかに設定する。
【００３２】
図１２に示される回路において、増幅器１１とテスト回路１１００との間に流れる電流は、必ず、受光素子ＰＤ２と増幅器１１とを接続する配線、および、受光素子ＰＤ２の端子Ｔ２を経由する。
【００３３】
そのため、受光素子ＰＤ２と増幅器１１とを接続する配線に断線などの不具合が発生している場合、テスト回路１１００は、増幅器１１の非反転入力端子へ電流を与えることができない。そのため、増幅回路１０の出力電圧Ｖｏが変化しないことにより、受光素子ＰＤ２と増幅器１１とを接続する配線に不具合（例えば、断線）があることが検出できる。
【００３４】
特許文献１，２に開示されている技術を使用すれば、実際に、光を半導体基板上の受光素子（フォトダイオード）に照射することなく、半導体基板上に設けられたテスト端子ＴＰに直流電圧を印加するだけで、ＤＣ的な光を照射した場合と同様の増幅回路の特性の検査（テスト）が可能となり、短時間に簡単にテストが完了する。従って、その経済的な効果は大きく、安価なＩＣまたは半導体集積回路を供給することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特開平８−１２９０４６号公報
【特許文献２】特開平１０−２８４７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
しかしながら、特許文献１，２に開示されているテスト回路は、受光素子を使用する増幅回路の特性の検査（テスト）はできるが、当該受光素子の特性を検査することはできない。
【００３７】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、受光素子を使用する増幅回路の特性の検査に加え、当該受光素子の特性の検査を行なうことを可能とするテスト回路等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
上述の課題を解決するために、この発明のある局面に従うテスト回路は、照射される光の量に応じた電流である光電流を発生する受光素子が発生した光電流に応じた電圧を出力する増幅回路の特性を検査するための回路である。テスト回路は、第１バイポーラトランジスタと、受光素子と電気的に接続される第２バイポーラトランジスタとを使用して構成されるカレントミラー回路と、受光素子と同じ素子であって、受光素子の特性と同等の特性を有するダミー受光素子と、第１バイポーラトランジスタおよびダミー受光素子と電気的に接続されるテスト端子とを備える。カレントミラー回路は、第２バイポーラトランジスタを利用して、増幅回路の特性を検査するための検査電流を増幅回路において生じさせる。カレントミラー回路の第１バイポーラトランジスタは、該第１バイポーラトランジスタ内に電流を流さない状態になることにより、ダミー受光素子の特性を検査するための電流をダミー受光素子内に生じさせる。
【００３９】
すなわち、テスト回路は、受光素子の特性と同等の特性を有するダミー受光素子を供える。カレントミラー回路は、第２バイポーラトランジスタを利用して、増幅回路の特性を検査するための検査電流を、受光素子が発生した光電流に応じた電圧を出力する増幅回路において生じさせる。カレントミラー回路の第１バイポーラトランジスタは、該第１バイポーラトランジスタ内に電流を流さない状態になることにより、ダミー受光素子の特性を検査するための電流をダミー受光素子内に生じさせる。なお、ダミー受光素子は、受光素子の特性と同等の特性を有する。
【００４０】
したがって、受光素子を使用する増幅回路の特性の検査に加え、当該受光素子の特性の検査を行なうことができる。
【００４１】
また、第１バイポーラトランジスタは、ＮＰＮ型トランジスタであり、ＮＰＮ型トランジスタは、Ｐ型基板において形成され、ダミー受光素子は、ＮＰＮ型トランジスタにおけるコレクタ領域としてのＮ型拡散領域とＰ型基板とにより形成されてもよい。
【００４２】
すなわち、第１バイポーラトランジスタとダミー受光素子とは、一体して形成される。したがって、テスト回路の小型化を実現できる。
【００４３】
また、ダミー受光素子において光を受けるための領域である第１受光領域の面積は、受光素子において光を受けるための領域である第２受光領域の面積以上の面積であってもよい。
【００４４】
また、ダミー受光素子の第１受光領域は、該第１受光領域に光が照射されないように遮光膜で覆われてもよい。
【００４５】
これにより、ダミー受光素子に向かって光が照射されたとしても、ダミー受光素子には光が照射されない。したがって、受光素子の特性の検査の精度を上げることができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明により、受光素子を使用する増幅回路の特性の検査に加え、当該受光素子の特性の検査を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１の実施の形態における受光増幅回路の構成を示す図である。
【図２】受光増幅回路の動作モードが第１テストモードである場合の受光増幅回路の動作を説明するための図である。
【図３】出力電圧とテスト電流との関係を示す特性線を示す図である。
【図４】受光増幅回路の動作モードが第２テストモードである場合の受光増幅回路の動作を説明するための図である。
【図５】ダミー受光素子の特性を説明するための図である。
【図６】従来技術を用いて、基板に受光増幅回路の回路構成を形成した場合における当該基板の断面図である。
【図７】第１の実施の形態におけるバイポーラトランジスタおよびダミー受光素子の断面図である。
【図８】第１の実施の形態の変形例におけるバイポーラトランジスタおよびダミー受光素子の断面図である。
【図９】第１の実施の形態の変形例におけるバイポーラトランジスタおよびダミー受光素子の上面図である。
【図１０】光ディスク装置の構成の一例を示す図である。
【図１１】受光素子を使用する増幅回路のテスト回路の構成を示す図である。
【図１２】特許文献２に示されるテスト回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００４９】
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態における受光増幅回路１０１の構成を示す図である。
【００５０】
図１を参照して、受光増幅回路１０１は、増幅回路１０と、抵抗Ｒｒｅｆ＿ａと、受光素子ＰＤ１と、テスト回路１００とを含む。
【００５１】
図１の増幅回路１０は、図１１の増幅回路１０と同様な構成および機能を有するので詳細な説明は繰り返さない。以下、増幅回路１０について簡単に説明する。増幅回路１０に含まれる増幅器１１の反転入力端子と、増幅器１１の出力端子との間には、変換抵抗Ｒｇ＿ａが設けられる。増幅器１１の非反転入力端子には、抵抗Ｒｒｅｆ＿ａが接続される。抵抗Ｒｒｅｆ＿ａは、インピーダンス整合抵抗である。増幅器１１の非反転入力端子には、抵抗Ｒｒｅｆ＿ａを介して、基準電位Ｖｒｅｆが印加される。
【００５２】
図１の受光素子ＰＤ１は、図１１の受光素子ＰＤ１と同じ素子なので詳細な説明は繰り返さない。以下、受光素子ＰＤ１について簡単に説明する。受光素子ＰＤ１は、照射される光の量に応じた電流を発生するフォトダイオードである。受光素子ＰＤ１のカソードは、増幅器１１の反転入力端子と接続される。受光素子ＰＤ１のアノードは、接地電位に接続される。
【００５３】
テスト回路１００は、図１１のテスト回路１０００と比較して、抵抗Ｒ３，Ｒ４を含まない点と、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄをさらに含む点とが異なる。それ以外は、テスト回路１０００と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
【００５４】
以下、テスト回路１００について簡単に説明する。テスト回路１００内のカレントミラー回路１１０に含まれるバイポーラトランジスタＱ１，Ｑ２の各々は、ＮＰＮ型のトランジスタである。バイポーラトランジスタＱ２のコレクタ端子は、受光素子ＰＤ１のカソードと接続される。なお、バイポーラトランジスタＱ２のコレクタ端子は、カレントミラー回路１１０の出力端子でもある。
【００５５】
バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子は、テスト端子ＴＰと接続される。なお、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子は、カレントミラー回路１１０の入力端子でもある。
【００５６】
バイポーラトランジスタＱ１のエミッタ端子と接地電位との間には、抵抗Ｒ１が設けられる。バイポーラトランジスタＱ２のエミッタ端子と接地電位との間には、抵抗Ｒ２が設けられる。
【００５７】
ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄは、フォトダイオードである。ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの電気的特性は、受光素子ＰＤ１の電気的特性と同じである。ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄおよび受光素子ＰＤ１は、製造工程において、同一工程で形成される。
【００５８】
バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子は、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄのカソードと接続される。ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄのアノードは接地電位と接続される。
【００５９】
なお、カレントミラー回路１１０は、ＮＰＮ型のトランジスタに限定されることなく、２個のＰＮＰ型のトランジスタを使用して構成されてもよい。
【００６０】
次に受光増幅回路１０１の動作を説明する。受光増幅回路１０１は、動作モードとして、通常動作モードと、第１テストモードと、第２テストモードとを有する。第１テストモードは、増幅回路１０の特性（動作）を検査（テスト）するためのモードである。第２テストモードは、受光素子ＰＤ１の特性を検査（テスト）するためのモードである。
【００６１】
受光増幅回路１０１の動作モードが通常動作モードである場合、受光素子ＰＤ１に光が照射されることにより、受光素子ＰＤ１は、照射される光の量に応じた電流（以下、光電流という）を発生する。ここで、受光素子ＰＤ１が発生した光電流をＩｉｎとする。この場合、増幅器１１の反転入力端子から、受光素子ＰＤ１に向かって光電流Ｉｉｎが流れる。
【００６２】
この場合、増幅回路１０の出力電圧Ｖｏは、以下の式１で表される。
【００６３】
Ｖｏ＝Ｒｇ＿ａ×Ｉｉｎ      ・・・(式１)
【００６４】
なお、受光増幅回路１０１の動作モードが通常動作モードである場合、テスト端子ＴＰには電圧が印加されない。そのため、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子に電流は流れない。
【００６５】
次に、受光増幅回路１０１の動作モードが第１テストモードである場合の受光増幅回路１０１の動作について説明する。
【００６６】
図２は、受光増幅回路１０１の動作モードが第１テストモードである場合の受光増幅回路１０１の動作を説明するための図である。
【００６７】
この場合、増幅回路１０の特性（動作）を検査（テスト）するために、テスト電流（以下、検査電流ともいう）Ｉ１が、テスト端子ＴＰを介して、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子に向かって流れるように、外部から、テスト端子ＴＰにテスト電圧が印加される。ここで、一例として、抵抗Ｒ１の抵抗値は抵抗Ｒ２の抵抗値と同じであるとする。
【００６８】
この場合、カレントミラー回路１１０により、バイポーラトランジスタＱ２のコレクタ端子にも、テスト電流Ｉ１の電流値と同じ電流値の電流Ｉ１ａが流れる。すなわち、カレントミラー回路１１０は、バイポーラトランジスタＱ２を利用して、テスト端子ＴＰとバイポーラトランジスタＱ１との間に流れる電流の値と同等の値の電流であって、増幅回路１０の特性を検査するための検査電流を増幅回路１０において生じさせる。
【００６９】
この場合、増幅回路１０の出力電圧Ｖｏは、以下の式２で表される電圧である。
【００７０】
Ｖｏ＝Ｒｇ＿ａ×Ｉ１ａ      ・・・(式２)
【００７１】
また、この場合、出力電圧Ｖｏとテスト電流Ｉ１との関係は、以下の特性線Ｌ１で示される。
【００７２】
図３は、出力電圧Ｖｏとテスト電流Ｉ１との関係を示す特性線Ｌ１を示す図である。
【００７３】
領域Ｒ１では出力電圧Ｖｏはテスト電流Ｉ１ａに比例して大きくなっている。領域Ｒ１において、特性線Ｌ１の傾きは、Ｒｇ＿ａである。領域Ｒ２では、増幅器１１が飽和領域で動作するため、出力電圧Ｖｏの値は一定である。
【００７４】
そのため、増幅器１１を飽和領域で動作させているときに、テスト電流Ｉ１を変化させる（スイープする）ことにより、増幅器１１のゲインＲｇ＿ａが所定の値となっているかを検査（テスト）することができる。また、領域Ｒ２における出力電圧Ｖｏの電位が低くなって、大信号振幅が得られなくなるか否かを検査することができる。すなわち、増幅回路１０（増幅器１１）の特性（動作）を検査することができる。
【００７５】
次に、受光増幅回路１０１の動作モードが第２テストモードである場合の受光増幅回路１０１の動作について説明する。
【００７６】
図４は、受光増幅回路１０１の動作モードが第２テストモードである場合の受光増幅回路１０１の動作を説明するための図である。
【００７７】
この場合、受光素子ＰＤ１の特性（動作）を検査（テスト）するために、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄから、テスト端子ＴＰに向かって、テスト電流（以下、検査電流ともいう）Ｉ２が流れるように、外部から、テスト端子ＴＰにテスト電圧（例えば、負の電圧）が印加される。以下においては、テスト端子ＴＰに印加されるテスト電圧を、テスト端子電圧ともいう。
【００７８】
この場合、バイポーラトランジスタＱ１の状態は、コレクタからエミッタへ電流を流さないオフ状態になる。そのため、テスト電流Ｉ２は、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄのカソードからエミッタに向けてながれる。すなわち、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ内を、テスト電流Ｉ２が流れる。ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄは、フォトダイオードである。そのため、テスト電流Ｉ２は、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄに対し順方向に流れる。そのため、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの特性を検査することができる。
【００７９】
すなわち、カレントミラー回路１１０のバイポーラトランジスタＱ１は、該バイポーラトランジスタＱ１内に電流を流さない状態になることにより、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの特性を検査するための電流をダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ内に生じさせる。
【００８０】
図５は、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの特性を説明するための図である。
【００８１】
図５は、テスト端子電圧とテスト電流Ｉ２との関係を示す特性線Ｌ２，Ｌ２Ａが示される。特性線Ｌ２，Ｌ２Ａの各々は、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの順方向特性を示す特性線である。
【００８２】
特性線Ｌ２は、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄに対し等価的に存在する直列抵抗成分の値が正常である場合の特性線である。すなわち、特性線Ｌ２は、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの特性が正常である場合の特性線である。以下においては、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄに対し等価的に存在する直列抵抗成分の値を、直列抵抗成分値という。
【００８３】
この場合、例えば、テスト端子電圧がＶＴＰである場合の点Ａにおける特性線Ｌ２の傾きを算出することにより、直列抵抗成分値を算出することができる。
【００８４】
特性線Ｌ２は、直列抵抗成分値の値が正常値より大きい場合の特性線である。この場合においても、テスト端子電圧がＶＴＰである場合の点Ｂにおける特性線Ｌ２Ａの傾きを算出することにより、直列抵抗成分値を算出することができる。
【００８５】
なお、受光増幅回路１０１の動作モードが第２テストモードである場合、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの特性が検査される。前述したように、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの電気的特性は、受光素子ＰＤ１の電気的特性と同じである。そのため、受光素子ＰＤ１の代替としてダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの特性を検査することにより、受光素子ＰＤ１の特性を検査することができる。
【００８６】
また、検査時において、サージ電圧によりテスト回路が破壊されないように、一般にテスト端子ＴＰと接地端子との間にはサージ保護ダイオードが設けられる。しかしながら、本実施の形態における受光増幅回路１０１内のダミー受光素子ＰＤ＿Ｄは、サージ保護ダイオードの働きも兼ねている。そのため、本実施の形態においては、サージ保護ダイオードは不要となり、受光増幅回路１０１のチップサイズがサージ保護ダイオードの分だけ余分に大きくなることを防ぐことができる。
【００８７】
また、詳細は後述するが、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの上部は、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄに光が照射されないように、遮光膜で覆われる。遮光膜は、例えば、配線として用いる金属膜である。これにより、検査時に迷光がダミー受光素子ＰＤ＿Ｄに向かって照射されたとしても、当該迷光により生じる電流（以下、迷光電流という）による検査の誤差が生じない。したがって、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ（受光素子ＰＤ１）の特性の検査の精度を上げることができる。
【００８８】
次に、本発明のポイントとなる回路の小型化について説明する。
【００８９】
図６は、従来技術を用いて、基板に受光増幅回路１０１の回路構成を形成した場合における当該基板の断面図である。
【００９０】
図６において、バイポーラトランジスタＱ１およびダミー受光素子ＰＤ＿Ｄは、Ｐ型基板５０内に形成される。
【００９１】
バイポーラトランジスタＱ１は、エミッタ端子Ｅ１と、ベース端子Ｂ１と、コレクタ端子Ｃ１と、エミッタ領域５１と、ベース領域５２と、コレクタ領域５３とから構成される。エミッタ領域５１、ベース領域５２およびコレクタ領域５３は、それぞれ、Ｎ＋型拡散領域、Ｐ型拡散領域およびＮ型拡散領域である。
【００９２】
なお、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ抵抗を下げるために、コレクタ領域５３とＰ型基板５０との間には、一般的に、Ｎ＋型拡散領域（以下、Ｎ＋埋め込み層ともいう）５４が形成される。
【００９３】
従来技術を用いて形成されたダミー受光素子ＰＤ＿Ｄは、アノード端子Ａ１と、カソード端子Ｋ１と、アノード領域５５と、Ｐウエル５６と、カソード領域５７と、Ｐ＋型拡散領域５８と、Ｐウエル５９とから構成される。アノード領域５５およびカソード領域５７は、それぞれ、Ｐ＋型拡散領域およびＮ型拡散領域である。
【００９４】
図６に示されるように、一般に、従来技術を用いて、受光増幅回路内に、本発明の図１のテスト回路１００を形成する場合、バイポーラトランジスタＱ１と、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄとが隣接するようにＰ型基板５０にバイポーラトランジスタＱ１およびダミー受光素子ＰＤ＿Ｄが形成される。この場合、受光増幅回路のチップサイズが大きくなるという問題が生じる。
【００９５】
そこで、本発明の発明者はＮＰＮ型トランジスタとしてのバイポーラトランジスタＱ１の層構造に着目し、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ領域５３とＰ型基板５０との間に形成される寄生ダイオードを、ダミー受光素子として活用することを見出した。
【００９６】
図７は、第１の実施の形態におけるバイポーラトランジスタＱ１およびダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの断面図である。
【００９７】
図７において、図６と同一の符号が付されてあるものは、図６と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
【００９８】
図７において、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ領域５３における不純物濃度は、図６に示されるダミー受光素子ＰＤ＿Ｄのカソード領域５７における不純物濃度と同一にされる。
【００９９】
これにより、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ領域５３とＰ型基板５０との間に形成される寄生ダイオードＤ１におけるコレクタ領域５３の構造を、図６に示されるダミー受光素子ＰＤ＿Ｄにおけるカソード領域５７の構造と同等とすることができる。
【０１００】
したがって、寄生ダイオードＤ１を、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄとして使用することができる。この場合、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄとしての寄生ダイオードＤ１は、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ領域５３としてのＮ型拡散領域とＰ型基板５０とにより形成される。この場合、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ領域５３は、寄生ダイオードＤ１（ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ）のカソード領域としても使用される。すなわち、本実施の形態においては、バイポーラトランジスタＱ１とダミー受光素子ＰＤ＿Ｄとを一体形成できる。
【０１０１】
なお、この場合、コレクタ端子Ｃ１は、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄのカソード端子としても使用される。
【０１０２】
なお、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄとしての寄生ダイオードＤ１において光を受けるための領域（以下、受光領域という）は、当該受光領域に光が照射されないように、受光領域の上部に遮光膜６１が形成される。すなわち、受光領域は、遮光膜６１で覆われる。遮光膜６１は、例えば、配線として用いる金属膜である。
【０１０３】
これにより、検査時に迷光がダミー受光素子ＰＤ＿Ｄに向かって照射されたとしても、当該迷光により生じる電流（以下、迷光電流という）による検査の誤差が生じない。したがって、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ（受光素子ＰＤ１）の特性の検査の精度を上げることができる。
【０１０４】
以上説明したように、本実施の形態におけるテスト回路１００は、受光素子ＰＤ１を使用する増幅回路１０の特性の検査に加え、受光素子ＰＤ１（ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ）の特性（直列抵抗成分値）の検査を行なうことができる。
【０１０５】
この直列抵抗成分値が大きいと増幅器１１と受光素子ＰＤ１との間に大きな抵抗があることになるので、増幅器１１の高周波特性の劣化を招く。近年、ＢＤ（Blu-ray Disk）に代表されるように、高速な光ディスクの記録再生が求められており、それに伴って受光増幅装置の高周波特性が求められているが、受光素子ＰＤ１（ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ）の特性の検査により、高周波特性が所定値を満たしていない（劣化している）増幅器１１（ＩＣ）を、容易に検出することができる。
【０１０６】
また、バイポーラトランジスタＱ１とダミー受光素子ＰＤ＿Ｄとを一体形成できるので、バイポーラトランジスタＱ１およびダミー受光素子ＰＤ＿Ｄを含むテスト回路１００のチップ面積を小さくできる。したがって、テスト回路１００を含む受光増幅回路１０１を小型化できる。その結果、受光増幅回路１０１を低コスト化することができる。
【０１０７】
（第１の実施の形態の変形例）
本実施の形態の変形例では、第１の実施の形態より、テスト回路１００をさらに小型化するための構造を示す。また、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの大きさを、受光素子ＰＤ１の大きさと同等以上とすることにより、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄと、受光素子ＰＤ１との特性差を小さくする。
【０１０８】
前述したように、図７において、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ抵抗を下げるために、コレクタ領域５３とＰ型基板５０との間には、一般的に、Ｎ＋型拡散領域（以下、Ｎ＋埋め込み層ともいう）５４が形成される。
【０１０９】
そのため、第１の実施の形態において、図７に示されるダミー受光素子ＰＤ＿Ｄとしての寄生ダイオードＤ１の構造と、図６のダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの構造は異なる。そのため、Ｎ＋型拡散領域５４がある部分は、ダミー受光素子として使用できない。
【０１１０】
しかしながら、本発明の目的は、受光素子ＰＤ１（ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ）の特性（直列抵抗成分値）の検査をすることである。そのため、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ抵抗が高くても、テスト回路としてなんら問題は無い。したがって、本実施の形態の変形例では、Ｎ＋型拡散領域５４を形成しない構造とする。
【０１１１】
図８は、第１の実施の形態の変形例におけるバイポーラトランジスタＱ１およびダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの断面図である。
【０１１２】
図８において、図７と同一の符号が付されてあるものは、図７と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
【０１１３】
図８では、コレクタ領域５３とＰ型基板５０との間には、Ｎ＋型拡散領域５４が形成されない。これにより、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄにおける、アノード-カソード間の寄生容量を減らすことができる。
【０１１４】
なお、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄとしての寄生ダイオードＤ１において光を受けるための領域（以下、受光領域という）は、当該受光領域に光が照射されないように、受光領域の上部に遮光膜６１が形成される。すなわち、受光領域は、遮光膜６１で覆われる。
【０１１５】
また、バイポーラトランジスタＱ１およびダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの構成を、図８に示される構成とすることで、バイポーラトランジスタＱ１とダミー受光素子ＰＤ＿Ｄとの共用面積を大きくすることができる。そのため、第１の実施の形態の変形例では、第１の実施の形態よりも、テスト回路１００のチップ面積をさらに小さくできる。
【０１１６】
その結果、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの大きさ（後述の第１受光領域の面積）を、受光素子ＰＤ１の大きさ（後述の第２受光領域の面積）と同等以上としても、第１の実施の形態の変形例におけるテスト回路１００を含む受光増幅回路１０１を小型化でき、精度の高い検査をすることができる。
【０１１７】
図９は、第１の実施の形態の変形例におけるバイポーラトランジスタＱ１およびダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの上面図である。
【０１１８】
図９において、図８と同一の符号が付されてあるものは、図８と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
【０１１９】
図９に示されるように、第１の実施の形態の変形例では、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄにおいて光を受けるための領域（以下、第１受光領域という）の面積が、受光素子ＰＤ１において光を受けるための領域（以下、第２受光領域という）の面積以上の面積となるように、コレクタ領域５３の面積が大きくされる。
【０１２０】
図９において、「ＰＤ＿Ｄ専用部分」は、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄのみが形成されている部分である。なお、コレクタ領域５３のうち、「ＰＤ＿Ｄ専用部分」に対応する部分の上部には、前述した遮光膜６１が形成される。
【０１２１】
また、「Ｑ１とＰＤ＿Ｄとの共有部分」は、バイポーラトランジスタＱ１と、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄの一部とが共有して形成されている部分である。
【０１２２】
したがって、「Ｑ１とＰＤ＿Ｄとの共有部分」の面積分だけ、テスト回路１００のチップ面積を小さくできる。
【０１２３】
なお、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ領域５３における不純物濃度を、図６のダミー受光素子ＰＤ＿Ｄのカソード領域５７における不純物濃度と同一にする処理は、一般に、同一の拡散工程において、バイポーラトランジスタＱ１およびダミー受光素子ＰＤ＿Ｄを形成することで行われる。
【０１２４】
なお、本発明は、上記構造に限定されず、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ（寄生ダイオードＤ１）が受光素子ＰＤ１に隣接して配置される構造であってもよい。また、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ（寄生ダイオードＤ１）の大きさを、受光素子ＰＤ１の大きさと同等としてもよい。これにより、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ（寄生ダイオードＤ１）と、受光素子ＰＤ１との性能差を小さくできるのは言うまでもない。
【０１２５】
また、第１の実施の形態の変形例においては、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ領域５３において光を受けるための領域（以下、受光領域という）は、当該受光領域に光が照射されないように、受光領域の上部に遮光膜６１が形成される。すなわち、受光領域は、遮光膜６１で覆われる。遮光膜６１は、例えば、配線として用いる金属膜である。
【０１２６】
これにより、検査時に迷光がダミー受光素子ＰＤ＿Ｄに向かって照射されたとしても、当該迷光により生じる電流（以下、迷光電流という）による検査の誤差が生じない。したがって、ダミー受光素子ＰＤ＿Ｄ（受光素子ＰＤ１）の特性の検査精度を上げることができる。
【０１２７】
＜第２の実施の形態＞
次に、第１の実施の形態または第１の実施の形態の変形例の受光増幅回路１０１を利用した光ディスク装置５００について説明する。
【０１２８】
図１０は、光ディスク装置５００の構成の一例を示す図である。なお、図１０には、説明のために、光ディスク装置５００に含まれない光ディスクＤＣ１０も示される。光ディスクＤＣ１０は、例えば、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＢＤ（Blu-ray Disk）等のディスクである。
【０１２９】
図１０を参照して、光ディスク装置５００は、レーザーダイオード５１０と、光学部５２０と、受光増幅回路１０１と、光ディスクコントローラー５３０とを含む。
【０１３０】
レーザーダイオード５１０は、回折格子５２１と、ビームスプリッタ５２２と、コリメートレンズ５２３と、立上げミラー５２４と、対物レンズ５２５と、検出レンズ５２６とを含む。
【０１３１】
レーザーダイオード５１０より発せられたビームは、回折格子５２１により３つのビームに分離される。分離された３つのビームは、ビームスプリッタ５２２およびコリメートレンズ５２３を介して、立上げミラー５２４に照射される。
【０１３２】
立上げミラー５２４は、照射された３つのビームを反射することにより、当該３つのビームを対物レンズ５２５に向けて照射する。対物レンズ５２５は照射された３つのビームを集光し、集光した３つのビームを光ディスクＤＣ１０に照射する。
【０１３３】
光ディスクＤＣ１０に照射された３つのビームは、光ディスクＤＣ１０により反射される。光ディスクＤＣ１０により反射された３つのビームは、対物レンズ５２５、立上げミラー５２４およびコリメートレンズ５２３を介して、ビームスプリッタ５２２に照射される。
【０１３４】
ビームスプリッタ５２２は、照射された３つのビームを反射することにより、当該３つのビームを、検出レンズ５２６へ照射する。検出レンズ５２６は、照射された３つのビームを、受光増幅回路１０１の受光部（図示せず）に照射する。受光増幅回路１０１の受光部は、例えば、受光素子ＰＤ１である。
【０１３５】
照射されたビームに含まれる光信号は、受光増幅回路１０１により光電変換される。当該光電変換により、光信号は電気信号に変換される。そして、受光増幅回路１０１は、電気信号を、光ディスクコントローラー５３０へ送信する。
【０１３６】
光ディスクコントローラー５３０は、ＲＦ信号処理回路５３１を含む。ＲＦ信号処理回路５３１は、受光増幅回路１０１から受信した電気信号に対し、波形を整える処理、信号処理等を行う。
【０１３７】
以上説明したように、本発明の受光増幅回路１０１を用いた光ディスク装置５００は、光ディスクＤＣ１０に対して、高速なデータアクセス（記録再生）を実現することができる。また、前述したように、受光増幅回路１０１の小型化が可能である。そのため、受光増幅回路１０１を用いた光ディスク装置５００は小型化できる。したがって、光ディスク装置５００の光学設計に自由度を確保できるだけでなく、光ディスク装置５００全体の信頼度を向上させることができる。
【０１３８】
また、小型化された光ディスク装置５００は、モバイルパソコン等で使用されるスリム型光ドライブに搭載することも可能となる。
【０１３９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明は受光素子を使用した増幅回路のテスト回路として有用である。また、本発明は、光ディスクに対して、高速なデータアクセスが必要な場合において有用である。
【符号の説明】
【０１４１】
ＰＤ１  受光素子
ＰＤ＿Ｄ  ダミー受光素子
Ｑ１，Ｑ２  バイポーラトランジスタ
ＴＰ  テスト端子
１０  増幅回路
１１  増幅器
１００  テスト回路
１０１  受光増幅回路
１１０  カレントミラー回路
５００  光ディスク装置
【図１】
2010263566.tif 000003
【図２】
2010263566.tif 000004
【図３】
2010263566.tif 000005
【図４】
2010263566.tif 000006
【図５】
2010263566.tif 000007
【図６】
2010263566.tif 000008
【図７】
2010263566.tif 000009
【図８】
2010263566.tif 000010
【図９】
2010263566.tif 000011
【図１０】
2010263566.tif 000012
【図１１】
2010263566.tif 000013
【図１２】
2010263566.tif 000014