(57)【要約】【課題】受光素子の出力部と電流電圧変換回路の入力部とを接続する配線の抵抗値も検査でき、チップコストを低くすることが可能な受光増幅回路のテスト回路、及びこれを用いた光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】複数の受光増幅回路１００、１５０のそれぞれに含まれる受光素子の出力部にカレントミラー回路２３０の出力部を構成するＮＰＮバイポーラトランジスタ２１２、２１３をそれぞれ接続し、カレントミラー回路２３０の入力部を構成するＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１は抵抗２１４を介してテスト端子２０１に接続した第１のテスト回路２１０と、ダミー受光素子２２１の出力部は複数の導電層を介してテスト端子２０１に接続した第２のテスト回路２２０とを備える。【選択図】図１
2010266296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された複数の受光増幅回路のテストに用いられるテスト回路であって、
前記複数の受光増幅回路のそれぞれは、
入射光量に応じて光電流を出力する受光素子と、
前記光電流を電圧に変換増幅する電流電圧変換回路と、
前記基板上の複数の配線層に設けられた配線とコンタクトとで構成され、前記受光素子の出力部と前記電流電圧変換回路の入力部とを接続する接続配線と
を有し、
前記テスト回路は、
テスト端子と、
複数の出力部を有するカレントミラー回路及び抵抗を含み、前記カレントミラー回路の入力部は前記抵抗を介して前記テスト端子に接続され、前記カレントミラー回路のそれぞれの出力部は相異なる前記受光増幅回路の受光素子の出力部に接続されている第１のテスト回路と、
ダミー受光素子及び前記基板上の複数の配線層に設けられた配線とコンタクトとで構成された第２の接続配線を含み、前記ダミー受光素子の出力部は前記第２の接続配線を介して前記テスト端子に接続されている第２のテスト回路と
を備えることを特徴とする受光増幅回路のテスト回路。
【請求項２】
前記カレントミラー回路の入力部に接続された前記抵抗の抵抗値は２ｋΩ以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の受光増幅回路のテスト回路。
【請求項３】
前記第１のテスト回路において、前記カレントミラー回路の入力部と前記抵抗との間にＮチャンネルＭＯＳトランジスタが挿入され、前記ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのソースは前記カレントミラー回路の入力部に接続され、前記ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのゲート及びドレインは前記抵抗の一端に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の受光増幅回路のテスト回路。
【請求項４】
前記第２のテスト回路において、前記第２の接続配線と前記テスト端子との間にＰチャンネルＭＯＳトランジスタが挿入され、前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタのソースは前記第２の接続配線に接続され、前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタのゲート及びドレインは前記テスト端子に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の受光増幅回路のテスト回路。
【請求項５】
前記各受光増幅回路において、前記受光素子の出力部と前記電流電圧変換回路の入力部との間を断続するスイッチ素子が、前記第１の接続配線と直列に挿入されている
ことを特徴とする請求項１に記載の受光増幅回路のテスト回路。
【請求項６】
前記ダミー受光素子は遮光膜で覆われている
ことを特徴とする請求項１に記載の受光増幅回路のテスト回路。
【請求項７】
前記遮光膜は前記複数の配線層のうちの最上層に設けられた金属膜である
ことを特徴とする請求項６に記載の受光増幅回路のテスト回路。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の受光増幅回路のテスト回路を備える
ことを特長とする光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項１に記載の受光増幅回路のテスト回路を用いて行われるテスト方法であって、
前記テスト回路内に設けられているテスト端子に所定のテスト電流を注入する設定ステップと、
前記テスト回路内に設けられているカレントミラー回路が前記テスト電流と等量の電流を生成し、テスト対象である受光増幅回路内に設けられている電流電圧変換回路が前記カレントミラー回路で生成された電流を電圧に変換して出力する動作ステップと、
前記電流電圧変換回路から出力された電圧を測定し、前記測定した電圧値から前記電流電圧変換回路が正常であるか否かを判定する判定ステップと
を含むことを特徴とする受光増幅回路のテスト方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の受光増幅回路のテスト回路を用いて行われるテスト方法であって、
前記テスト回路内に設けられているテスト端子から所定のテスト電流を引き抜く設定ステップと、
前記引き抜いた電流が、前記テスト回路内に設けられているダミー受光素子及び第２の接続配線を介して接地から前記テスト端子へ流れ出る動作ステップと、
前記テスト端子の電圧を測定し、前記測定した電圧値から前記テスト回路内に設けられている第２の接続配線の抵抗値が正常であるか否かを判定する判定ステップと、
判定された結果から、前記第２の接続配線と同様に構成され、テスト対象である受光増幅回路内に設けられている第１の接続配線が正常であるか否かを推定する推定ステップと
を含むことを特徴とする受光増幅回路のテスト方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光増幅回路のテスト回路に関し、特に複数の異なるテストを共通のテスト端子を用いて行う受光増幅回路のテスト回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路装置の高集積化、高機能化及び高速化に伴って、回路の大規模化が進み、機能回路の検査が複雑化している。
【０００３】
光ピックアップ装置用の受光増幅回路は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、更にはＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）の各々に使用されるレーザ光を光ディスク媒体へ照射し、反射光を複数の受光素子で受光して光電流を電圧に変換して出力する数チャンネルのアンプから構成されている。
【０００４】
また、ＣＤには赤外レーザ素子、ＤＶＤには赤色レーザ素子、ＢＤには青紫レーザ素子が光源として使用されている。近年では赤外と赤色の２つの波長のレーザ素子をモノリシックに形成したモノリシック２波長レーザ素子が普及している。このようなモノリシック２波長レーザ素子では、各々の発光位置が決められた間隔で配置され、光軸が２系統になるため、受光側もそれぞれの波長に対応する専用の受光素子及び増幅回路を同一半導体基板上に形成する必要があり、アンプのチャンネル数は増加している。さらに、ＢＤ対応のため、受光増幅回路の光応答特性として、安定した高周波特性を実現する必要がある。
【０００５】
各アンプの特性を検査する場合、各受光素子に光を照射して検査すると照射位置の精度により測定バラツキが発生し、また検査時間も長くなるという問題がある。このような問題を解決し、電気的に精度良く各アンプの特性を検査する技術として、例えば特許文献１および特許文献２に示されるようなテスト回路が提案されている。
【０００６】
まず、特許文献１に示される受光増幅回路のテスト回路について説明する。
【０００７】
図６は、特許文献１記載の受光増幅回路及びそのテスト回路の構成を示す回路図である。
【０００８】
受光増幅回路７００は、受光素子７０１、差動増幅器７０２、及び変換抵抗７０３より構成され、出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。差動増幅器７０２の正転入力部には基準電圧Ｖｒｅｆが印加される。受光増幅回路７００では、光が照射されると受光素子７０１により照射光が光電流に変換され、変換により生じた光電流は差動増幅器７０２の反転入力部と出力部との間に接続された変換抵抗７０３により電圧に変換されて出力電圧Ｖｏｕｔが出力される。
【０００９】
テスト回路８００は、ＮＰＮバイポーラトランジスタ８０１、８０２及び抵抗８０３、８０４より構成されるカレントミラー回路と、抵抗８０５、８０６とから構成される。テスト端子８０７にテスト電圧Ｖｉｎが印加された場合、テスト電圧ＶｉｎがＮＰＮバイポーラトランジスタ８０２のＶｂｅと抵抗８０５とにより電流に変換された後、当該電流と等量の電流がカレントミラー回路で生成され、変換抵抗７０３を介して差動増幅器７０２の出力部から引き抜かれ、出力電圧Ｖｏｕｔとして出力される。
【００１０】
次に、特許文献２に示される受光増幅回路のテスト回路について説明する。
【００１１】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、特許文献２記載の受光増幅回路及びそのテスト回路の構成を示す回路図及び断面構造図である。
【００１２】
受光する光信号に応じて電流を出力する受光素子９０１と、入力する電流信号に応じて電圧信号を出力する電流電圧変換回路９０２と、外部からＯＮ／ＯＦＦ制御が可能であって、電流出力を行うテスト回路９０３を有し、光信号を電圧信号に変換する受光増幅回路において、前記受光素子９０１の出力に複数の端子Ｔ１及びＴ２を設け、端子Ｔ１を前記電流電圧変換回路９０２に接続するとともに、端子Ｔ２を前記テスト回路に接続している。
【００１３】
電流電圧変換回路９０２とテスト回路９０３との間でやりとりが行われる電流は、必ず、受光素子９０１と電流電圧変換回路９０２とが接続されている配線、及び、受光素子９０１の出力層を経由することになるので、受光素子９０１と電流電圧変換回路９０２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は、テスト回路９０３により電流電圧変換回路９０２へ入力電流を与えることができない。すなわち、受光増幅回路の出力端子ＴＯの電圧は変化しないことで、受光素子９０１と配線とのコンタクト部分に断線があることが検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【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】
【００１５】
ところで、拡散プロセスの微細化に伴って、トランジスタ、抵抗及びコンデンサ等の各素子の面積は小さくなって来ているが、受光素子や端子の面積は拡散プロセスの微細化とは無関係であり、その面積は小さくならない。
【００１６】
すなわち、受光素子は光ピックアップ装置の光学系により大きさやレイアウトが決まるため、拡散プロセスの微細化によらず光学系で最適な大きさが必要となる。また、端子についてはボンディングワイヤーの太さや、プローブ検査のプローブ位置精度などにより、端子そのものの大きさや、端子周辺の素子との間隔がある程度必要となる。このとき、受光増幅回路搭載の半導体チップは全端子数が１２〜２０端子程度であるため、１つの端子の面積が１チップに占める割合が相対的に大きく、テスト端子の数がチップ面積に大きく影響を及ぼす。
【００１７】
テスト端子の数を削減する観点から、上記した特許文献１に記載のテスト回路では、カレントミラー回路の出力トランジスタを全チャンネルのアンプと同数設け、１つのテスト端子に電圧を印加すれば、全チャンネルの受光増幅回路の検査が可能となる。
【００１８】
しかしながら、特許文献１に記載のテスト回路では、受光素子と配線とのコンタクト部分に不具合があった場合には断線を検出できない。
【００１９】
一方、特許文献２に記載のテスト回路では、受光素子と配線とのコンタクト部分に断線があることが検出できるが、受光素子に少なくとも２つのコンタクト部分と配線が接続されるため、受光素子の寄生容量が増加する。電流電圧変換回路の入力部に接続される負荷容量が増大すると、電流電圧変換回路の応答特性が劣化し、高周波特性が得られなくなるため、受光素子の寄生容量の増加は電流電圧変換回路に致命的な影響を与えることとなる。
【００２０】
また、コンタクト部分が完全に断線している場合は検出可能であるが、拡散異常等により設定値よりも大きい抵抗値をもって接続されている場合は、上記の寄生容量の影響と共に寄生抵抗の影響も電流電圧変換回路の高周波特性に影響を及ぼす。すなわち、電流電圧変換回路の高周波特性は、電流電圧変換回路の入力部の負荷容量、及び負荷抵抗のどちらか一方でも設計値より大きくなると、影響を受けることになる。
【００２１】
従って、受光素子の出力部から電流電圧変換回路の入力部までの配線は、上記の通り、電流電圧変換回路の高周波特性を満足させるため、少しでも半導体基板と配線との間の寄生容量を低減するために、半導体基板から最も離れた最上層の配線を使うことで可能となる。
【００２２】
このとき、受光素子の出力部からの引出配線は最下層の配線を使うため、最下層の配線と最上層の配線を接続するコンタクト部分が少なくとも１箇所以上配置されるため、このコンタクト部分も含め、設計値通りの抵抗値に仕上がっているか否かを検査しなければ、受光増幅回路の検査としては不十分である。
【００２３】
しかしながら、特許文献２に記載のテスト回路では、そのような検査を行うための効果的な構成は開示されていない。
【００２４】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、複数の受光素子と同一のダミー受光素子の出力部と電流電圧変換回路の入力部との抵抗値の検査を簡素化することが可能な受光増幅回路のテスト回路、及びこれを用いた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するために、本発明の受光増幅回路のテスト回路は、基板上に形成された複数の受光増幅回路に用いられるテスト回路であって前記複数の受光増幅回路のそれぞれは、入射光量に応じて光電流を出力する受光素子と、前記光電流を電圧に変換増幅する電流電圧変換回路と、前記基板上の複数の配線層に設けられた配線とコンタクトとで構成され、前記受光素子の出力部と前記電流電圧変換回路の入力部とを接続する接続配線とを有し、前記テスト回路は、テスト端子と、複数の出力部を有するカレントミラー回路、及び抵抗を含み、前記カレントミラー回路の入力部は前記抵抗を介して前記テスト端子に接続され、前記カレントミラー回路のそれぞれの出力部は相異なる前記受光増幅回路の受光素子の出力部に接続されている第１のテスト回路と、ダミー受光素子、及び前記基板上の複数の配線層に設けられた配線とコンタクトとで構成された第２の接続配線を含み、前記ダミー受光素子の出力部は前記第２の接続配線を介して前記テスト端子に接続されている第２のテスト回路とを備える。
【００２６】
この構成によれば、第１のテスト回路で電流電圧変換回路の特性検査ができ、また、第２のテスト回路で受光素子、受光素子の出力部と最下層配線のコンタクト部分の抵抗値、及び最下層配線から最上層配線までのコンタクト部分の抵抗値を検査することができる。なお、配線そのものの抵抗値も含めた検査ができることは言うまでもない。
【００２７】
更に、第１のテスト回路の入力端子と第２のテスト回路の入力端子とは共通のテスト端子に接続されているため、検査を行うための回路の実使用上の動作には関与しないテスト端子は１つで良く、チップコストを抑えることができる。
【００２８】
また、実際に受光増幅回路として機能する受光素子と同時にダミー受光素子を形成するため、拡散工程での配線異常による抵抗変動をダミー受光素子で検出することが可能となる。
【００２９】
また、前記カレントミラー回路の入力部に接続された前記抵抗の抵抗値は２ｋΩ以上であることが好ましい。
【００３０】
この構成によれば、第２のテスト回路が動作している場合、テスト端子の電圧はＧＮＤ電圧より低いため、第１のテスト回路に接続されたカレントミラー回路の入力部のＮＰＮトランジスタのコレクタと半導体基板との間のＰＮ接合で寄生ダイオードがＯＮするため、第１のテスト回路からテスト端子に電流が流れるが、カレントミラー回路の入力部とテスト端子の間に接続された抵抗の値が大きければ、第２のテスト回路への影響が無視できる。すなわち、正常な配線抵抗、及びコンタクト抵抗であれば、抵抗値は数Ω程度であるが、拡散異常が発生した場合は抵抗値が数１００Ω〜２ｋΩ程度となるため、回路構成上並列接続となるカレントミラー回路の入力部に接続された抵抗の抵抗値が２ｋΩであれば、配線抵抗、及びコンタクト抵抗の異常を検出することができる。
【００３１】
また、前記第１のテスト回路において、前記カレントミラー回路の入力部と前記抵抗との間にＮチャンネルＭＯＳトランジスタが挿入され、前記ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのソースは前記カレントミラー回路の入力部に接続され、前記ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのゲート及びドレインは前記抵抗の一端に接続されていてもよい。
【００３２】
この構成によれば、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのスイッチ動作により、第２のテスト回路が動作しているときはＮチャンネルＭＯＳトランジスタがＯＦＦしているため、第２のテスト回路が誤動作するのを防ぐことができる。
【００３３】
また、前記第２のテスト回路において、前記第２の接続配線と前記テスト端子との間にＰチャンネルＭＯＳトランジスタが挿入され、前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタのソースは前記第２の接続配線に接続され、前記ＰチャンネルＭＯＳトランジスタのゲート及びドレインは前記テスト端子に共通接続されていてもよい。
【００３４】
この構成によれば、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタのスイッチ動作により、第１のテスト回路が動作しているときはＰチャンネルＭＯＳトランジスタがＯＦＦしているため、第１のテスト回路が誤動作するのを防ぐことができる。
【００３５】
また、前記各受光増幅回路において、前記受光素子の出力部と前記電流電圧変換回路の入力部との間を断続するスイッチ素子が、前記第１の接続配線と直列に挿入されていてもよい。
【００３６】
この構成によれば、ＯＮ／ＯＦＦするスイッチにより、受光素子と電流電圧変換回路をショートまたはオープンの切換ができ、１つの電流電圧変換回路に対して複数の受光素子を接続し、スイッチの切換によって所望の受光素子を選択して電流電圧変換回路に接続することができる。
【００３７】
また、前記ダミー受光素子は遮光膜で覆われていてもよく、前記遮光膜は前記複数の配線層のうちの最上層に設けられた金属膜であることが好ましい。
【００３８】
この構成によれば、実使用時にダミー受光素子に光信号が当たらないため、第２のテスト回路が誤動作を起こして、実際に使用している受光増幅回路への悪影響を防止することができる。更に遮光膜が最上層の金属膜であれば、ダミー受光素子近辺の配線レイアウトの自由度が向上する。
【００３９】
また、本発明は、前記受光増幅回路のテスト回路とテスト対象である受光増幅回路とを備える光ピックアップ装置とすることもできる。すなわち、レーザ光を用いて光ディスク媒体からの情報の読み出し、または光ディスク媒体への情報の書き込みを行う光ピックアップ装置であって、前記受光増幅回路のテスト回路とテスト対象である受光増幅回路とを備え、前記受光増幅回路は、前記受光素子により光ディスク媒体からの反射光を受光して電気信号として出力することを特徴とする光ピックアップ装置とすることもできる。
【００４０】
この構成により、前記受光増幅回路のテスト回路が持つ種々の特徴を受け継いだ光ピックアップ装置を実現することができる。
【００４１】
また、本発明のテスト方法は、前記受光増幅回路のテスト回路を用いて行われるテスト方法であって、前記テスト回路内に設けられているテスト端子に所定のテスト電流を注入する設定ステップと、前記テスト回路内に設けられているカレントミラー回路が前記テスト電流と等量の電流を生成し、テスト対象である受光増幅回路内に設けられている電流電圧変換回路が前記カレントミラー回路で生成された電流を電圧に変換して出力する動作ステップと、前記電流電圧変換回路から出力された電圧を測定し、前記測定した電圧値から前記電流電圧変換回路が正常であるか否かを判定する判定ステップとを含む。
【００４２】
この方法により、電流電圧変換回路をテストすることができる。
【００４３】
また、本発明のテスト方法は、前記受光増幅回路のテスト回路を用いて行われるテスト方法であって、前記テスト回路内に設けられているテスト端子から所定のテスト電流を引き抜く設定ステップと、前記引き抜いた電流が、前記テスト回路内に設けられているダミー受光素子及び前記第２の接続配線を介して接地から前記テスト端子へ流れ出る動作ステップと、前記テスト端子の電圧を測定し、前記測定した電圧値から前記テスト回路内に設けられている第２の接続配線の抵抗値が正常であるか否かを判定する判定ステップと、判定された結果から、前記第２の接続配線と同様に構成され、テスト対象である受光増幅回路内に設けられている第１の接続配線が正常であるか否かを推定する推定ステップとを含んでもよい。
【００４４】
この方法により、受光素子から電流電圧変換回路の入力までのコンタクト部分を含む前記第１の接続配線の抵抗値が正常であるか否かを、第２の接続配線を用いて代替テストすることができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の受光増幅回路のテスト回路によれば、１つのテスト端子を用いて、電流電圧変換回路のテストと、受光素子から電流電圧変換回路の入力までのコンタクト部分を含む配線の抵抗値のテストを行う。従って、簡素な検査で受光素子に接続される配線抵抗の異常を検出することが可能な受光増幅回路のテスト回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る受光増幅回路及びそのテスト回路の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る受光素子部及びアルミ配線の断面図である。
【図３】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る第２のテスト回路における特性図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る受光増幅回路及びそのテスト回路の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【図６】特許文献１に記載の従来の受光増幅回路及びそのテスト回路の構成を示す回路図である。
【図７】特許文献２に記載の従来の受光増幅回路及びそのテスト回路の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の形態における受光増幅回路のテスト回路及びこれを用いた光ピックアップ装置について、図面を参照しながら説明する。
【００４８】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態の受光増幅回路１００、１５０、及びそのテスト回路２００の構成を示す回路図である。
【００４９】
受光増幅回路１００は、受光素子１０１、差動増幅器１０２と変換抵抗１０３で構成された電流電圧変換回路１１０、スイッチ素子１０４、１層目アルミ配線１０５、２層目アルミ配線１０６、及び１層目アルミ配線１０５と２層目アルミ配線１０６とを接続するコンタクト部１０７より構成される。差動増幅器１０２の正転入力部には基準電圧Ｖｒｅｆが印加される。
【００５０】
受光増幅回路１００では、アノードコモンの受光素子１０１のカソードと差動増幅器１０２の反転入力部と変換抵抗１０３の一端とが接続配線１２９及びスイッチ素子１０４を介して接続され、変換抵抗１０３の他端は差動増幅器１０２の出力部と接続される。接続配線１２９は、１層目アルミ配線１０５、コンタクト部１０７、及び２層目アルミ配線１０６から構成される。
【００５１】
受光増幅回路１００では、光が受光素子１０１に入射すると受光素子１０１の光電変換効率で決まる光電流に変換され、変換により生じた光電流が、差動増幅器１０２の反転入力部に接続された変換抵抗１０３を介して差動増幅器１０２の出力部から引き抜かれる。引き抜かれた光電流は、変換抵抗１０３により電圧に変換され、受光増幅回路１００の出力電圧Ｖｏｕｔとして出力される。
【００５２】
テスト回路２００は、第１のテスト回路２１０と第２のテスト回路２２０で構成される。第１のテスト回路２１０は第１のテスト信号入力部２１５に接続され、第２のテスト回路２２０は第２のテスト信号入力部２２６に接続され、第１のテスト信号入力部２１５及び第２のテスト信号入力部２２６はテスト端子２０１に共通接続される。
【００５３】
第１のテスト回路２１０は、受光増幅回路１００と同一の半導体基板上に形成され、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１、２１２、２１３で構成されたカレントミラー回路２３０と、抵抗２１４とから構成される。
【００５４】
第１のテスト回路２１０では、カレントミラー回路２３０の出力側のＮＰＮバイポーラトランジスタ２１２、２１３のコレクタが受光増幅回路１００、１５０の差動増幅器１０２の反転入力部に接続され、カレントミラー回路２３０の入力側のＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１のコレクタが抵抗２１４を介して第１のテスト信号入力部２１５に接続され、テスト端子２０１に接続される。
【００５５】
第２のテスト回路２２０では、アノードコモンのダミー受光素子２２１のカソードと第２のテスト信号入力部２２６とが接続配線２２９を介して接続される。接続配線２２９は、接続配線１２９と同様に、１層目アルミ配線２２２、コンタクト部２２４、及び２層目アルミ配線２２３から構成される。ダミー受光素子２２１上には遮光膜２２５が設けられ、ダミー受光素子２２１には光が当たらないようになっている。
【００５６】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、受光素子１０１、ダミー受光素子２２１、及び接続配線１２９、２２９の断面構造を示す断面図である。
【００５７】
図２（Ａ）は受光増幅回路１００中の、受光素子１０１、１層目アルミ配線１０５、２層目アルミ配線１０６、コンタクト部１０７及び保護膜１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃを示しており、図２（Ｂ）は第２のテスト回路２２０中のダミー受光素子２２１、１層目アルミ配線２２２、２層目アルミ配線２２３、コンタクト部２２４及び保護膜１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃを示している。
【００５８】
受光素子１０１は、Ｐ型半導体基板１００ａとＰ型半導体基板１００ａに形成されたＮ型半導体層１０１ａとで構成され、ダミー受光素子２２１は、Ｐ型半導体基板１００ａとＰ型半導体基板１００ａに形成されたＮ型半導体層２２１ａとで構成される。Ｐ型半導体基板１００ａには、アノード端子１０８、２２７からＧＮＤ電圧が印加される。
【００５９】
第２のテスト回路２２０では、図２（Ｂ）に示すように、ダミー受光素子２２１のアノードは受光増幅回路１００の受光素子１０１のアノードと同様にＧＮＤに接続され、カソードは接続配線１２９と同じ構造の接続配線２２９を介して第２のテスト信号入力部２２６に接続され、テスト端子２０１に接続される。
【００６０】
第１のテスト回路２１０で受光増幅回路１００の検査を行う場合、つまりテスト電流を電圧変換して受光増幅回路１００から出力させる場合、テスト端子２０１にはＧＮＤ電圧よりも高く、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１が動作する電圧、例えばＧＮＤ電圧に対して＋０．７Ｖ以上の電圧が印加され、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１がオン状態となる。
【００６１】
印加された電圧は、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１のＶｂｅ及び抵抗２１４によりテスト用電流に変換され、カレントミラー回路２３０の出力部はテスト用電流と等量の電流を生成する。カレントミラー回路２３０の出力部で生成されたテスト用電流と等量の電流は、受光増幅回路１００の差動増幅器１０２の反転入力部に接続された変換抵抗１０３を通して差動増幅器１０２の出力部から引き抜かれ、変換抵抗１０３により電圧に変換されて受光増幅回路１００の出力電圧Ｖｏｕｔとして出力される。
【００６２】
このとき、第２のテスト回路２２０では、ダミー受光素子２２１がダイオードとして逆バイアスされるため、第２のテスト回路２２０には電流は流れない。なお、ダミー受光素子２２１の上には最上層のアルミ配線を用いた遮光膜２２５があるため、第２のテスト回路２２０に光が当たったとしても、光は遮光膜２２５で遮られ、ダミー受光素子２２１に光電流は流れない。
【００６３】
また、第２のテスト回路２２０で接続配線２２９の検査を行う場合、テスト端子２０１から一定電流を引き抜くと、ダミー受光素子２２１がダイオードとして機能し、テスト端子２０１にはＧＮＤ電圧よりも低く、ダミー受光素子２２１のダイオード順方向電圧と、１層目アルミ配線２２２と２層目アルミ配線２２３とコンタクト部２２４の接続配線抵抗による電圧降下分とが加算された電圧が発生する。
【００６４】
このとき、第１のテスト回路２１０はテスト端子２０１の電圧がＧＮＤ電圧より低いため、カレントミラー回路２３０の入力部のＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１がＯＦＦとなり、第１のテスト回路２１０としては動作しないが、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１の構造上、コレクタと半導体基板との間のＰＮ接合で形成される寄生ダイオードがＯＮするため、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１のコレクタから抵抗２１４を介してテスト端子２０１へ電流が流れる。
【００６５】
そこで、抵抗２１４を、第２のテスト回路２２０の１層目アルミ配線２２２、２層目アルミ配線２２３、及びコンタクト部２２４で構成される接続配線２２９の抵抗（以下、接続配線抵抗と言う）と比べて充分大きく設定しておくことで（例えば２ｋΩ以上）、第１のテスト回路２１０からの電流の影響が低減されるので、接続配線抵抗の検査が可能となる。
【００６６】
図３に示すように、接続配線２２９を構成する１層目アルミ配線２２２と２層目アルミ配線２２３とコンタクト部２２４とが正常な状態で形成された場合、例えば接続配線抵抗が１Ωのときには、実線で示す正常曲線が観察されるが、１層目アルミ配線２２２と２層目アルミ配線２２３とコンタクト部２２４とが拡散異常等により設定抵抗値よりも大きく形成された場合、例えば接続配線抵抗が１ｋΩのときには、破線で示す異常曲線が観察される。
【００６７】
正常曲線と異常曲線との区別は、一例として、一定値のテスト電流の印加時にテスト端子に現れる電圧をしきい値比較することにより行われる。
【００６８】
異常曲線が観察された場合には、同一チップ内に形成されている受光増幅回路１００の１層目アルミ配線１０５と２層目アルミ配線１０６とコンタクト部１０７のいずれかの部分にも同様の不具合が発生していると推定する。このようにして、接続配線１２９の不具合を接続配線２２９による代替検査で推定することが可能となる。
【００６９】
一方、受光増幅回路１００を実動作として使用する場合、つまり光電流を電圧変換して受光増幅回路１００から出力させる場合、テスト端子２０１は開放されているので、第１のテスト回路２１０に使用しているカレントミラー回路２３０へのテスト用電流の印加はなく、また、第２のテスト回路２２０に使用しているダミー受光素子２２１へもテスト用電流の印加はない。
【００７０】
従って、受光増幅回路１００の差動増幅器１０２の反転入力部および出力部間に接続された変換抵抗１０３に流れる電流は、受光素子１０１からの電流のみとなり、テスト回路２００からの影響はなく、受光増幅回路１００は実動作可能となる。
【００７１】
また、本実施の形態の受光増幅回路のテスト回路によれば、光ディスク媒体の記録、再生やＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等の光ディスク媒体の種類の切替え動作を行うような機能の多い受光増幅回路において、受光増幅回路１００、１５０を含む多数の受光増幅回路を機能に応じて設ける場合であっても、複数のテスト端子を設ける必要がない。
【００７２】
なお、光ピックアップ装置として、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等、複数の種類の光ディスク媒体に対応する場合、２波長レーザや３波長レーザを用いるため、受光素子もそれぞれに対応した受光素子を同一半導体基板内に配置する必要がある。
【００７３】
この場合、１つの受光増幅回路１００に対して複数の受光素子（図示せず）を配置し、スイッチ素子も受光素子の数だけ配置し、スイッチ素子の一端を差動増幅器１０２の反転入力端子に共通接続しておけば、使用する受光素子に接続されたスイッチ素子をＯＮとし、使用しない受光素子に接続されたスイッチ素子はＯＦＦとしておけば、所望の受光素子を選択して同一の電流電圧変換回路１１０で電流電圧変換できる。
【００７４】
（第２の実施の形態）
図４は、本実施の形態の受光増幅回路１００及びそのテスト回路３００の構成を示す回路図である。
【００７５】
第１の実施の形態と比べ、第１のテスト回路３１０においてカレントミラー回路２３０の入力部にＮチャンネルＭＯＳトランジスタ３１１が挿入されている点と、第２のテスト回路３２０においてテスト端子２０１との接続点にＰチャンネルＭＯＳトランジスタ３２１が挿入されている点で異なる。
【００７６】
第１のテスト回路３１０のカレントミラー回路２３０の入力部にＮチャンネルＭＯＳトランジスタ３１１のソースを接続し、ゲートとドレインを抵抗２１４の一端に接続する。
【００７７】
また、第２のテスト回路３２０のダミー受光素子２２１側の１層目アルミ配線２２２にＰチャンネルＭＯＳトランジスタ３２１のソースを接続し、ゲートとドレインをテスト端子２０１に接続する。
【００７８】
第１のテスト回路３１０で受光増幅回路１００の検査を行う場合、テスト端子２０１にはＧＮＤ電圧よりも高く、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１が動作する電圧、例えば０．７Ｖと、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ３１１が動作する電圧、例えば０．７Ｖとが加算された電圧が印加され、ＮＰＮバイポーラトランジスタ２１１及びＮチャンネルＭＯＳトランジスタ３１１がオン状態となる。
【００７９】
このときテスト端子２０１に印加される電圧と抵抗２１４より定電流が決定され、カレントミラー回路２３０でミラーされた電流が受光増幅回路１００の出力部から変換抵抗１０３を介して引き抜かれ、差動増幅器１０２の反転入力部に接続された変換抵抗１０３により電圧に変換され、受光増幅回路１００の出力電圧Ｖｏｕｔとして出力される。
【００８０】
このとき第２のテスト回路３２０におけるダミー受光素子２２１がダイオードとして逆バイアスされるため、第２のテスト回路３２０には通常ほとんど電流は流れないが、ダミー受光素子２２１の面積が大きい場合にはリーク電流（暗電流）が増大するため、第１のテスト回路３１０へ影響がでる可能性がある。
【００８１】
そこで、第２のテスト回路３２０にＰチャンネルＭＯＳトランジスタ３２１を挿入することによりＰチャンネルＭＯＳトランジスタ３２１はＯＦＦするため、ダミー受光素子２２１のリーク電流を抑えることができ、第１のテスト回路３１０への影響を低減することができる。
【００８２】
次に、第２のテスト回路３２０を動作させる場合、テスト端子２０１から一定電流を引き抜くと、ダミー受光素子２２１がダイオードとして機能し、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ３２１がＯＮするため、テスト端子にはＧＮＤ電圧よりも低く、ダミー受光素子２２１のダイオード順方向電圧と、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ３２１のＶｔ電圧と、１層目アルミ配線２２２と２層目アルミ配線２２３とコンタクト部２２４とで生じる接続配線抵抗による電圧降下とが加算された電圧が発生する。
【００８３】
このとき、第１のテスト回路３１０はテスト端子２０１の電圧がＧＮＤ電圧より低いため、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ３１１がＯＦＦとなり、第１のテスト回路３１０としては動作しないが、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ３１１の構造上、ドレインとバックゲートとの間のＰＮ接合で寄生ダイオードがＯＮするため、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ３１１のドレインから抵抗２１４を介してテスト端子へ電流が流れる。
【００８４】
そこで、抵抗２１４を、第２のテスト回路３２０の１層目アルミ配線２２２、２層目アルミ配線２２３、及びコンタクト部２２４で構成される接続配線抵抗と比べて充分大きく設定しておくことで（例えば２ｋΩ以上）、第１のテスト回路３１０からの電流の影響を低減して、接続配線抵抗の検査が可能となる。
【００８５】
第１の実施の形態と同様に、図３に示すように、接続配線２２９を構成する１層目アルミ配線２２２と２層目アルミ配線２２３とコンタクト部２２４とが正常な状態で形成された場合には、実線で示す正常曲線が観察されるが、１層目アルミ配線２２２と２層目アルミ配線２２３とコンタクト部２２４とが拡散異常等により設定抵抗値よりも大きく形成された場合には、破線で示す異常曲線が観察される。
【００８６】
異常曲線が観察された場合には、同一チップ内に形成されている受光増幅回路１００の１層目アルミ配線１０５と２層目アルミ配線１０６とコンタクト部１０７のいずれかの部分にも同様の不具合が発生していると推定する。このようにして、接続配線１２９の不具合を接続配線２２９による代替検査で推定することが可能となる。
【００８７】
なお、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ３１１のバックゲートの電圧をテスト端子２０１と同電圧にしておけば、バックゲートとドレインで構成されるＰＮ接合がゼロバイアスとなるため、寄生ダイオードはＯＦＦし、第１のテスト回路３１０からテスト端子２０１への電流は流れない。
【００８８】
一方、受光増幅回路１００を実動作として使用する場合、つまり光電流を電圧変換して受光増幅回路１００から出力させる場合、テスト端子２０１は開放されているので、第１のテスト回路３１０に使用しているカレントミラー回路２３０へのテスト用電流の印加はなく、また、第２のテスト回路３２０に使用しているダミー受光素子２２１へもテスト用電流の印加はない。
【００８９】
従って、受光増幅回路１００の差動増幅器１０２の反転入力部および出力部間に接続された変換抵抗１０３に流れる電流は、受光素子１０１からの電流のみとなり、テスト回路３００からの影響はなく、受光増幅回路１００は実動作可能となる。
【００９０】
以上のように本実施の形態の受光増幅回路のテスト回路によれば、１つのテスト端子２０１を用いて、電流電圧変換回路１１０のテストと、受光素子１０１から電流電圧変換回路１１０の入力までのコンタクト部分を含む配線の抵抗値のテストを更に精度良く行う。
【００９１】
（第３の実施の形態）
図５は、本実施の形態の光ピックアップ装置５０の構成を示す図である。
【００９２】
光ピックアップ装置５０は、レーザ光を用いてＤＶＤ及びＣＤの光ディスク媒体５８からの情報の読み出し、及び光ディスク媒体５８への情報の書き込みを行う装置である。
【００９３】
光ピックアップ装置５０は、ＣＤに使用される光源としての赤外レーザ素子５１と、ＤＶＤに使用される光源としての赤色レーザ素子５２と、３ビームグレーティング５３と、ビームスプリッタ５４ａと、ビームスプリッタ５４ｂと、コリメータレンズ５５と、ミラー５６と、対物レンズ５７ａ、５７ｂと、受光用ＩＣ５９とから構成される。
【００９４】
光ピックアップ装置５０では、光ディスク媒体５８がＣＤである場合において、赤外レーザ素子５１から出射されたレーザ光は、３ビームグレーティング５３により、３ビームに分割された後、ビームスプリッタ５４ａ、コリメータレンズ５５及びビームスプリッタ５４ｂを順次通って、ミラー５６で反射されて対物レンズ５７ａに入射する。
【００９５】
その後、対物レンズ５７ａで集光された光が光ディスク媒体（ＣＤ）５８に入射した後、反射され、反射光は対物レンズ５７ａ、ミラー５６及びビームスプリッタ５４ｂを順次通って戻ってくる。
【００９６】
光ディスク媒体５８からの反射光は、ビームスプリッタ５４ｂによってその方向が曲げられ、対物レンズ５７ｂを通って受光用ＩＣ５９の受光面上に照射される。受光用ＩＣ５９は、光ディスク媒体５８の情報を電気信号として出力する。
【００９７】
ここで、受光用ＩＣ５９は、受光部を有する受光素子、及び受光素子で発生した光電流を増幅する差動増幅器から構成される受光増幅回路（図示せず）と、受光増幅回路からの信号を演算等する演算回路（図示せず）と、受光増幅回路をテストするテスト回路（図示せず）とが同じシリコン基板上に形成されたＩＣであり、受光素子、差動増幅器及びテスト回路の電気的な接続関係は、第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態の受光増幅回路及びテスト回路におけるものと同様である。
【００９８】
光ディスク媒体５８からの反射光には、光ディスク媒体の面上のピット情報等が含まれており、受光素子で発生した光電流を演算処理することにより、光ディスク媒体５８の情報信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号等が得られる。
【００９９】
これらの信号は光ディスク媒体５８の情報の読み取りや光ピックアップ装置５０の位置制御等に用いられる。光ディスク媒体５８の回転速度が速くなった場合（高倍速記録、または高倍速再生）、ピット情報の伝達速度も例えば１００ＭＨｚ以上となり、この信号処理を行うためには受光増幅回路の応答速度も上記伝達速度より速いことが要求される。この場合、受光素子と電流電圧変換回路の間の配線抵抗が設定値より大きく形成された場合には受光増幅回路の応答速度が遅くなり、ピット情報の伝達も遅くなってしまう。
【０１００】
従って、第１の実施形態あるいは第２の実施形態の受光増幅回路及びテスト回路により、受光素子と電流電圧変換回路の間の配線抵抗まで検査しておけば、受光増幅回路の応答速度が保証でき、その結果、光ピックアップ装置の応答速度まで保証することができる。
【０１０１】
また、光ピックアップ装置５０では、光ディスク媒体５８がＤＶＤである場合において、赤色レーザ素子５２から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ５４ａ、コリメータレンズ５５及びビームスプリッタ５４ｂを順次通って、ミラー５６で反射されて対物レンズ５７ａに入射する。
【０１０２】
その後、対物レンズ５７ａで集光された光が光ディスク媒体（ＤＶＤ）５８に入射した後、反射され、反射光は対物レンズ５７ａ、ミラー５６及びビームスプリッタ５４ｂを順次通って戻ってくる。
【０１０３】
光ディスク媒体５８からの反射光は、ビームスプリッタ５４ｂによってその方向が曲げられ、対物レンズ５７ｂを通って受光用ＩＣ５９の受光面上に照射される。受光用ＩＣ５９は、光ディスク媒体５８の情報を電気信号として出力する。
【０１０４】
光ディスク媒体５８からの反射光に起因する電気信号が、光ディスク媒体５８の情報の読み取りや光ピックアップ装置５０の位置制御等に用いられる点は上記と同じであるが、光ディスク媒体５８がＣＤの場合には、レーザ光が３ビームに分割されているのに対して、光ディスク媒体５８がＤＶＤの場合には１ビームであるため、ＣＤからの反射光とＤＶＤからの反射光とは受光部上の異なった位置に照射される。
【０１０５】
よって、受光用ＩＣ５９では、ＣＤからの情報を得るために使用される受光部と、ＤＶＤからの情報を得るために使用される受光部とが一部異なってくる。
【０１０６】
上記光ピックアップ装置５０において、赤外レーザ素子５１から出射されたレーザ光及び赤色レーザ素子５２から出射されたレーザ光はそれぞれ、ビームスプリッタ５４ａから光ディスク媒体５８に至る光路、及び光ディスク媒体５８から受光用ＩＣ５９に至る光路において、光軸がほぼ同じになるように調整されている。
【０１０７】
よって、光ディスク媒体５８がＣＤ及びＤＶＤのいずれであっても同じ光学素子、及び同じ受光系を使用することができ、光ピックアップ装置５０の小型化及び組立て時の調整等が容易となる。
【０１０８】
以上のように本実施の形態の光ピックアップ装置によれば、第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態のテスト回路が用いられる。よって、安価な光ピックアップ装置を実現することができる。
【０１０９】
なお、上記光ピックアップ装置５０では、レーザ光、受光用ＩＣ等の構造及び各部品の配置関係等は、適宜、設計に応じて変更されてもよい。例えば、受光素子と差動増幅器及び演算回路とがそれぞれ別のＩＣチップに形成されていてもよい。
【０１１０】
以上、本発明の受光増幅回路のテスト回路及びこれを用いた光ピックアップ装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、受光増幅回路のテスト回路及びこれを用いた光ピックアップ装置に利用でき、特に光ディスク媒体の情報読み取りを行う受光増幅回路のテスト回路及びこれを用いた光ピックアップ装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
５０    光ピックアップ装置
５１    赤外レーザ素子
５２    赤色レーザ素子
５３    ３ビームグレーティング
５４ａ、５４ｂ    ビームスプリッタ
５５    コリメータレンズ
５６    ミラー
５７ａ、５７ｂ    対物レンズ
５８    光ディスク媒体
５９    受光用ＩＣ
１００    受光増幅回路
１００ａ    Ｐ型半導体基板
１０１    受光素子
１０１ａ、２２１ａ    Ｎ型半導体層
１０２    差動増幅器
１０３    変換抵抗
１０４    スイッチ素子
１０５、２２２    １層目アルミ配線
１０６、２２３    ２層目アルミ配線
１０７、２２４    コンタクト部
１０８、２２７    アノード端子
１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ    保護膜
１１０    電流電圧変換回路
１２９、２２９    接続配線
２００、３００    テスト回路
２０１    テスト端子
２１０、３１０    第１のテスト回路
２１１、２１２、２１３    ＮＰＮバイポーラトランジスタ
２１４    抵抗
２２０、３２０    第２のテスト回路
２２１    ダミー受光素子
２２５    遮光膜
２３０    カレントミラー回路
３１１    ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ
３２１    ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ
７００    受光増幅回路
７０１    受光素子
７０２    差動増幅器
７０３    変換抵抗
８００    テスト回路
８０１、８０２    ＮＰＮバイポーラトランジスタ
８０３、８０４、８０５、８０６    抵抗
８０７    テスト端子
９０１    受光素子
９０２    電流電圧変換回路
９０３    テスト回路
【図１】
2010266296.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010266296.tif 000006
【図５】
2010266296.tif 000007
【図６】
2010266296.tif 000008
【図７】
2010266296.tif 000009