(57)【要約】【課題】より精度よく画素の特性を測定することができるようにする。【解決手段】撮像素子においては、撮像素子を構成する画素のうちの一部の画素が参照画素および検出画素とされている。参照画素と検出画素には、外部から入射する光を光電変換部へと入射させる開口部が設けられており、参照画素の開口部と、検出画素の開口部とは同面積で互いに異なる位置に設けられている。したがって、参照画素の出力信号と、検出画素の出力信号とを比較することで、画素における感度低下などの特性をより高精度に検出することができる。本技術は、固体撮像素子に適用することができる。【選択図】図１
2015037158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第１の画素と、
前記第１の画素の前記開口部とは異なる位置に前記所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第２の画素と
を備える固体撮像素子。
【請求項２】
前記第１の画素および前記第２の画素は、前記固体撮像素子の特性測定用の画素である
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記第１の画素および前記第２の画素は、前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号とを比較することで前記固体撮像素子の感度特性を測定するための画素である
請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記第１の画素および前記第２の画素は、前記固体撮像素子における有効画素領域外に設けられている
請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記第１の画素および前記第２の画素は、前記固体撮像素子のエッジ部分に設けられている
請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記第１の画素および前記第２の画素は、後段の共通する回路に接続されている
請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記固体撮像素子には、前記第２の画素が複数設けられている
請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記固体撮像素子には、前記第１の画素と前記第２の画素のペアが複数設けられている
請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記第１の画素の前記開口部は前記遮光部の中央近傍に設けられており、前記第２の画素の前記開口部は前記遮光部の端近傍に設けられている
請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
前記第１の画素および前記第２の画素を含む前記固体撮像素子の各画素の光電変換部のポテンシャルには、前記光電変換部で得られる電荷の読み出し方向に傾斜が付加されている
請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
前記第２の画素の前記開口部は、前記光電変化部におけるポテンシャルがほぼ同じである領域と同じ形状で前記領域に対応する位置に設けられている
請求項１０に記載の固体撮像素子。
【請求項１２】
前記第２の画素の前記開口部は、前記光電変化部における互いにポテンシャルが異なる領域の境界部分と同じ形状で前記境界部分に対応する位置に設けられている
請求項１０に記載の固体撮像素子。
【請求項１３】
前記固体撮像素子は、前記第１の画素および前記第２の画素を含む、互いに異なる位置に前記開口部が設けられた前記遮光部を有する３以上の複数の画素を有している
請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項１４】
前記固体撮像素子はエリアセンサである
請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項１５】
所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第１の画素と、
前記第１の画素の前記開口部とは異なる位置に前記所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第２の画素と
を有する固体撮像素子を備える
電子機器。
【請求項１６】
所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第１の画素と、前記第１の画素の前記開口部とは異なる位置に前記所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第２の画素とを有する固体撮像素子から出力された、前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号とを取得する取得部と、
前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号とを比較して、前記固体撮像素子の感度特性を測定する演算部と
を備える検査装置。
【請求項１７】
前記感度特性として求められた前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号の比が予め定めた閾値以下である場合、前記固体撮像素子の画素において感度低下が発生していると判定する判定部をさらに備える
請求項１６に記載の検査装置。
【請求項１８】
前記閾値は0.9である
請求項１７に記載の検査装置。
【請求項１９】
前記閾値は0.5である
請求項１７に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は固体撮像素子、電子機器、および検査装置に関し、特に、より精度よく特性を測定することができるようにした固体撮像素子、電子機器、および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被写体から入射した光を受光して光電変換し、その結果得られた画素データからなる画像を出力する固体撮像素子が知られている。固体撮像素子では光電変換部において、受光された光の光電変換が行われ、光電変換で得られた電荷が読み出しゲートにより読み出され、転送ゲートを介して外部へと転送される。
【０００３】
また、固体撮像素子として光電変換部から読み出しゲートへの電荷の完全転送や、読み出しゲートへの読み出し時間の短縮のため、光電変換部に不純物を注入するなどして、転送ゲート方向に電界の傾斜をつけたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような技術は、特に画素サイズが大きいものや画素の形状が細長いものに有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１２０４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、固体撮像素子に使用できる電圧の低電圧化が進む一方で、読み出し時間の短縮要望などがある。そのため、光電変換部の設計としては全体のポテンシャルが浅くなってきているとともに、固体撮像素子内の電界を確保するためにポテンシャル勾配を大きくする必要性が高まっている。
【０００６】
したがって、光電変換部における読み出しゲート側とは反対側にある、チャネルストップ側の領域のポテンシャルを浅くせざるを得ず、光電変換部のチャネルストップ近傍の領域のポテンシャルと、チャネルストップのポテンシャルとの差が小さくなる傾向がある。
【０００７】
その結果、生産時のばらつきなどによって、光電変換部のチャネルストップ近傍の領域のポテンシャルが、チャネルストップのポテンシャルとほぼ同じとなってしまうこともあり、このチャネルストップ近傍の領域において感度低下現象が発生し易くなっている。
【０００８】
例えば画素面積が小さいなどの理由で、感度低下領域の発生面積が光電変換部の全面積に対し比較的大きい場合には、従来の生産ラインで導入されている感度測定や画素毎の感度ばらつき測定などで、感度低下現象が発生しているデバイスをスクリーニングできる可能性が高い。
【０００９】
一方、画素面積は大きいが、デバイスが感度低下領域の影響をシビアに受けやすいアプリケーションプログラムに使用される場合、従来の感度測定や画素毎の感度ばらつき測定では、異常発生品とされるデバイスをスクリーニングできない可能性が高い。これは、光電変換部の面積変動による感度特性の変動が、デバイスのその他の回路や、光電変換部の上層に設けられた上層膜等の出来のばらつきにより生じる出力の変動などと比較して相対的に小さくなり、従来の測定方法では感度低下を特定することができないからである。
【００１０】
なお、使用するアプリケーションプログラムと同一環境を構築すればスクリーニングは可能ではあるが、そのようなスクリーニングを実際の固体撮像素子の生産ラインで導入するのは現実的ではない。
【００１１】
以上のように、上述した技術では、固体撮像素子の光電変換部における感度等の特性を高精度に測定することは困難であった。
【００１２】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より精度よく特性を測定することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本技術の第１の側面の固体撮像素子は、所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第１の画素と、前記第１の画素の前記開口部とは異なる位置に前記所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第２の画素とを備える。
【００１４】
前記第１の画素および前記第２の画素を、前記固体撮像素子の特性測定用の画素とすることができる。
【００１５】
前記第１の画素および前記第２の画素を、前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号とを比較することで前記固体撮像素子の感度特性を測定するための画素とすることができる。
【００１６】
前記第１の画素および前記第２の画素を、前記固体撮像素子における有効画素領域外に設けることができる。
【００１７】
前記第１の画素および前記第２の画素を、前記固体撮像素子のエッジ部分に設けることができる。
【００１８】
前記第１の画素および前記第２の画素を、後段の共通する回路に接続することができる。
【００１９】
前記固体撮像素子には、前記第２の画素を複数設けることができる。
【００２０】
前記固体撮像素子には、前記第１の画素と前記第２の画素のペアを複数設けることができる。
【００２１】
前記第１の画素の前記開口部が前記遮光部の中央近傍に設けられるようにし、前記第２の画素の前記開口部が前記遮光部の端近傍に設けられるようにすることができる。
【００２２】
前記第１の画素および前記第２の画素を含む前記固体撮像素子の各画素の光電変換部のポテンシャルに、前記光電変換部で得られる電荷の読み出し方向に傾斜を付加することができる。
【００２３】
前記第２の画素の前記開口部を、前記光電変化部におけるポテンシャルがほぼ同じである領域と同じ形状で前記領域に対応する位置に設けることができる。
【００２４】
前記第２の画素の前記開口部を、前記光電変化部における互いにポテンシャルが異なる領域の境界部分と同じ形状で前記境界部分に対応する位置に設けることができる。
【００２５】
前記固体撮像素子には、前記第１の画素および前記第２の画素を含む、互いに異なる位置に前記開口部が設けられた前記遮光部を有する３以上の複数の画素を設けることができる。
【００２６】
前記固体撮像素子をエリアセンサとすることができる。
【００２７】
本技術の第１の側面においては、固体撮像素子に、所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第１の画素と、前記第１の画素の前記開口部とは異なる位置に前記所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第２の画素とが設けられる。
【００２８】
本技術の第２の側面の電子機器は、所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第１の画素と、前記第１の画素の前記開口部とは異なる位置に前記所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第２の画素とを有する固体撮像素子を備える。
【００２９】
本技術の第２の側面においては、電子機器が備える固体撮像素子には、所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第１の画素と、前記第１の画素の前記開口部とは異なる位置に前記所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第２の画素とが設けられる。
【００３０】
本技術の第３の側面の検査装置は、所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第１の画素と、前記第１の画素の前記開口部とは異なる位置に前記所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第２の画素とを有する固体撮像素子から出力された、前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号とを取得する取得部と、前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号とを比較して、前記固体撮像素子の感度特性を測定する演算部とを備える。
【００３１】
検査装置には、前記感度特性として求められた前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号の比が予め定めた閾値以下である場合、前記固体撮像素子の画素において感度低下が発生していると判定する判定部をさらに設けることができる。
【００３２】
前記閾値を0.9とすることができる。
【００３３】
前記閾値を0.5とすることができる。
【００３４】
本技術の第３の側面においては、所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第１の画素と、前記第１の画素の前記開口部とは異なる位置に前記所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第２の画素とを有する固体撮像素子から出力された、前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号とが取得され、前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号とが比較されて、前記固体撮像素子の感度特性が測定される。
【発明の効果】
【００３５】
本技術の第１の側面乃至第３の側面によれば、より精度よく特性を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】撮像素子の構成例を示す図である。
【図２】光電変換部におけるポテンシャルの傾斜について説明する図である。
【図３】感度低下の発生について説明する図である。
【図４】遮光部の構成例を示す図である。
【図５】検査システムの構成例を示す図である。
【図６】検査処理を説明するフローチャートである。
【図７】開口部の他の配置例を示す図である。
【図８】開口部の他の配置例を示す図である。
【図９】遮光部の他の構成例を示す図である。
【図１０】遮光部の他の構成例を示す図である。
【図１１】開口部の他の配置例を示す図である。
【図１２】撮像素子の構成例を示す図である。
【図１３】撮像素子の構成例を示す図である。
【図１４】撮像装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、図面を参照して、本技術を適用した実施の形態について説明する。
【００３８】
〈第１の実施の形態〉
〈撮像素子の構成例〉
図１は、本技術を適用した撮像素子の一実施の形態の構成例を示す図である。
【００３９】
本技術を適用した撮像素子１１は、例えばCCD（Charge Coupled Device）リニアセンサなどの固体撮像素子から構成される。
【００４０】
撮像素子１１は、画素２１−１乃至画素２１−４、読み出しゲート２２、水平シフトレジスタ２３、および電荷検出部２４から構成される。
【００４１】
画素２１−１乃至画素２１−４は、例えばフォトダイオードなどの光電変換部からなり、被写体から入射した光を受光して光電変換し、その結果得られた電荷を一時的に蓄積する。なお、以下、画素２１−１乃至画素２１−４を特に区別する必要のない場合、単に画素２１とも称することとする。
【００４２】
この例では、図中、縦方向に長い各画素２１が横方向に並べられて配置されており、各画素２１は図示せぬチャネルストップ領域により区画されて形成されている。
【００４３】
読み出しゲート２２は、画素２１に蓄積されている電荷を隣接して設けられた水平シフトレジスタ２３に転送する。すなわち、読み出しゲート２２は、印可された電圧に応じて開閉し、画素２１に蓄積されている電荷を水平シフトレジスタ２３へと転送したり、電荷の転送を停止したりする転送ゲートとして機能する。
【００４４】
水平シフトレジスタ２３は、読み出しゲート２２を介して画素２１から転送されてきた電荷を図中、水平方向に転送し、電荷検出部２４に供給する。電荷検出部２４は、水平シフトレジスタ２３から供給された各画素２１からの電荷の量を検出し、検出された電荷量に応じた大きさの電気信号を各画素２１の出力信号として出力する。
【００４５】
ところで、撮像素子１１の各画素２１、より詳細には画素２１を構成するフォトダイオード等の光電変換部では、図２に示すように読み出しゲート２２方向、すなわち蓄積された電荷の読み出し方向に対してポテンシャルの傾斜がつけられている。
【００４６】
具体的には、矢印Ｑ２１に示すように画素２１を構成する光電変換部５１における読み出しゲート２２に隣接する端５２と、その端５２に対向する、チャネルストップ領域であるＰ＋領域５３側の端との間でポテンシャル（電界）に傾斜が付加されている。
【００４７】
この例では、光電変換部５１であるＮ型半導体領域は、ボロン等の不純物の注入によってＮ−領域６１、Ｎ領域６２、Ｎ＋領域６３、およびＮ＋＋領域６４に分割されている。また、Ｐ＋領域５３から端５２の方向に向かってＮ−領域６１、Ｎ領域６２、Ｎ＋領域６３、およびＮ＋＋領域６４の順番に並んでいる。
【００４８】
これらのＮ−領域６１乃至Ｎ＋＋領域６４のポテンシャルは、矢印Ｑ２２に示すように互いに異なる深さとなっており、読み出しゲート２２側の端５２に近い領域ほどより深いポテンシャルを有している。
【００４９】
なお、矢印Ｑ２２に示す図は、矢印Ｑ２１に示す光電変換部５１を図中、横方向から見た場合、つまりａ−ａ’断面方向から見た場合における各領域のポテンシャルを示している。具体的には、折れ線Ｌ１１は光電変換部５１の各領域のポテンシャルを示しており、特に矢印Ａ１１乃至矢印Ａ１５に示す部分は、それぞれＰ＋領域５３およびＮ−領域６１乃至Ｎ＋＋領域６４のポテンシャルを示している。
【００５０】
例えば矢印Ａ１２に示すＮ−領域６１のポテンシャルは、隣接するＰ＋領域５３のポテンシャルよりも僅かに深くなっており、矢印Ａ１３に示すＮ領域６２のポテンシャルは、隣接するＮ−領域６１のポテンシャルよりも深くなっている。
【００５１】
また、矢印Ａ１４に示すＮ＋領域６３のポテンシャルは、隣接するＮ領域６２のポテンシャルよりも深くなっており、矢印Ａ１５に示すＮ＋＋領域６４のポテンシャルは、隣接するＮ＋領域６３のポテンシャルよりも深くなっている。
【００５２】
さらに、Ｎ−領域６１乃至Ｎ＋＋領域６４の各領域は、ポテンシャルがほぼ同じである領域となっているが、より詳細にはＮ−領域６１乃至Ｎ＋＋領域６４内の各領域では、読み出しゲート２２側に隣接する他の領域との境界に近い領域ほど、よりポテンシャルが深くなっている。また、Ｎ−領域６１乃至Ｎ＋＋領域６４の各領域間の境界部分において特に急峻にポテンシャルの深さが変化している。
【００５３】
このように光電変換部５１の各領域のポテンシャルに階段状に勾配を付加することで、光電変換部５１に蓄積された電荷を効率よく、より確実に読み出しゲート２２を介して水平シフトレジスタ２３へと転送することができる。
【００５４】
ところで、上述したように撮像素子１１に使用できる電圧の低電圧化などにより、光電変換部５１全体のポテンシャルが浅くなってきている。また、光電変換部５１におけるポテンシャル勾配を大きくする必要性が高まっている。そのため、チャネルストップ領域であるＰ＋領域５３のポテンシャルと、そのＰ＋領域５３に隣接するＮ−領域６１のポテンシャルの差が小さくなってしまう傾向にある。
【００５５】
そうすると、撮像素子１１の生産時のばらつきなどにより、Ｐ＋領域５３と、Ｎ−領域６１におけるＰ＋領域５３近傍の領域のポテンシャルがほぼ同じとなり、Ｎ−領域６１において感度低下現象が発生する。特に、光電変換部５１の各領域にポテンシャル（電界）の勾配を設けない場合でも、Ｐ＋領域５３近傍の領域では感度低下が発生しやすい。
【００５６】
例えば図３に示すように撮像素子１１を構成する画素２１として、通常動作する光電変換領域Ｃ１１のみからなる光電変換部５１を有する画素（以下、正常画素とも称する）と、感度が低下した領域Ｒ１１を含む光電変換領域Ｃ１２からなる光電変換部５１を有する画素（以下、減感発生画素とも称する）とがあるとする。
【００５７】
減感発生画素では、光電変換領域Ｃ１２におけるチャネル領域であるＰ＋領域５３側の端にある領域Ｒ１１において、感度の低下が発生している。
【００５８】
この例のように感度の低下が発生した領域Ｒ１１の大きさ（面積）が、光電変換領域Ｃ１２全体の大きさの５％程度であったとしても、撮像素子１１を利用するアプリケーションプログラムによっては、撮像素子１１を正常品として使用できない可能性もある。例えば減感発生画素を有する撮像素子１１をオートフォーカス用のセンサとして使用すると、オートフォーカス精度が劣化してしまうおそれがある。
【００５９】
一方で、撮像素子１１の出力のばらつきは、光電変換部５１だけでなく、電荷検出部２４やその後段の回路などによっても発生する。そのため、スクリーニングの規格において、撮像素子１１の出力信号である各画素２１の画素信号の基準値との誤差が±３０％程度まで許容されることが多い。しかし、そのような場合には、画素２１の感度が低下した撮像素子１１を、従来の測定方法によりスクリーニングで異常発生品として検出することは困難である。
【００６０】
そこで本技術を適用した撮像素子１１は、光電変換部５１の面積は大きいが感度低下の発生による画素面積変動の影響を受けやすいアプリケーションプログラムに使用される場合であっても、従来の測定環境を利用して十分にスクリーニングできる構成とされている。
【００６１】
具体的には撮像素子１１は、撮像素子１１を構成する画素２１のなかに図４に示す遮光部９１を有する画素２１と、遮光部９２を有する画素２１とが設けられた構成とされている。なお、遮光部９１および遮光部９２において、図中、上側の端は画素２１におけるチャネルストップ領域側の端であり、図中、下側の端は読み出しゲート２２側の端である。
【００６２】
遮光部９１には、遮光部９１の中央の領域に開口部Ｗ１１が設けられており、遮光部９１が設けられた画素２１の光電変換部５１には、開口部Ｗ１１の部分からのみ外部からの光が入射するようになされている。
【００６３】
この開口部Ｗ１１は、光電変換部５１における感度低下現象が発生しにくい中央部分に光を入射させる位置に設けられているので、遮光部９１が設けられた画素２１では、感度低下が発生しやすい光電変換部５１の領域は常に遮光された状態となっている。そのため、遮光部９１が設けられた画素２１は、スクリーニング時に基準となる出力信号を出力する参照画素として用いられる。
【００６４】
また、遮光部９２には、チャネルストップ領域側の端近傍の領域に開口部Ｗ１２が設けられており、遮光部９２が設けられた画素２１の光電変換部５１には、開口部Ｗ１２の部分からのみ外部からの光が入射するようになされている。ここで、開口部Ｗ１２は、開口部Ｗ１１と同じ面積（大きさ）および形状の開口となっている。
【００６５】
この開口部Ｗ１２は、光電変換部５１における感度低下現象が発生しやすい領域であるチャネルストップ領域側の端近傍の領域、換言すれば光電変換部５１に蓄積された電荷が読み出される側の端とは反対側の端近傍の領域に光を入射させる位置に設けられている。そのため、遮光部９２が設けられた画素２１では、感度低下が発生しやすい光電変換部５１の領域以外の領域は常に遮光された状態となっており、感度低下が発生しやすい光電変換部５１の領域にのみ外部の光が入射する。
【００６６】
そこで、遮光部９２が設けられた画素２１は、スクリーニング時に感度低下が発生しているかを検出する対象となる検出画素として用いられる。
【００６７】
なお、参照画素となる画素２１では、遮光部９１の中央部分に開口部Ｗ１１が設けられると説明したが、開口部Ｗ１１は光電変換部５１の感度低下が発生しにくい領域に光を入射させる位置であれば、どのような位置に設けられてもよい。
【００６８】
撮像素子１１のスクリーニング時には、遮光部９１が設けられた画素２１である参照画素から出力される出力信号と、遮光部９２が設けられた画素２１である検出画素から出力される出力信号とに基づいて、撮像素子１１が異常発生品であるか否かの判定が行われる。すなわち、撮像素子１１が、減感発生画素を有する異常発生品であるか、または減感発生画素のない正常品であるかが特定される。
【００６９】
ここで、撮像素子１１から出力される参照画素である画素２１の出力信号をVoutAとし、撮像素子１１から出力される検出画素である画素２１の出力信号をVoutBとする。
【００７０】
この場合、参照画素に設けられた開口部Ｗ１１の面積と、検出画素に設けられた開口部Ｗ１２の面積とは等しいので、参照画素と検出画素で感度低下が発生していなければ、出力信号VoutAと出力信号VoutBの値はほぼ等しくなるはずである。つまり、出力信号の比はVoutB/VoutA≒１となるはずである。
【００７１】
これに対して、検出画素で感度低下が発生していれば、感度低下により出力信号VoutBの値は、正常な画素２１の出力信号VoutAの値よりも小さくなるので、出力信号の比はVoutB/VoutA＜１となるはずである。
【００７２】
したがって、このような出力信号の比VoutB/VoutAと予め定めた所定の閾値とを比較すれば、撮像素子１１が、画素２１に許容値以上の感度低下が発生した異常発生品であるか否かを簡単かつ高精度に判定することができる。
【００７３】
例えば画素２１において、正常時の５０％だけ感度が低下した感度低下領域があり、その感度低下領域が画素２１全体、つまり光電変換部５１全体の面積の５％分の面積の領域である場合について考える。
【００７４】
このような場合、従来の構造の撮像素子では減感発生画素でも正常画素の出力の97.5（＝100-5×0.5）％分の出力を得ることができる。そのため、減感発生画素の出力信号の2.5％分の減少が、画素において発生した感度低下によるものであるのか、または他の要因によるものであるのかを特定することは困難である。
【００７５】
ここで、他の要因としては、画素後段の電荷検出部等の回路でのゲインのばらつきや、画素の光電変換部の上部に設けられた上層膜の膜厚のばらつき、光を画素へと導くレンズによる集光具合のばらつきなどが考えられる。
【００７６】
さらに、従来のスクリーニングでは、検査対象となる撮像素子の画素の出力信号と、その撮像素子とは異なる、正常と思われる別チップの撮像素子の出力信号とが比較されるため、その他の測定のばらつきの影響も受けやすい。そのため、実質的に異常発生品と正常品を選別することができなくなってしまう。
【００７７】
これに対して、撮像素子１１では、５０％だけ感度が低下した感度低下領域が、全体の５％分の面積だけあるとしても、出力信号の比はVoutB/VoutA＝0.5となるので、正常品と異常発生品とを高精度に区別することが可能となる。
【００７８】
具体的には、例えば閾値ｔｈを0.9などとし、出力信号の比VoutB/VoutAが閾値ｔｈ＝0.9以下であれば、検査対象の撮像素子１１が異常発生品とされる。なお、閾値ｔｈはその他0.5など、どのような値であってもよい。特に、例えば閾値ｔｈを0.5程度とすれば正常品と異常発生品とを判別することができるが、閾値ｔｈを0.9とすれば、より確実に正常品のみを抽出することができる。
【００７９】
なお、参照画素と検出画素とでは開口部の位置が異なるため、光電変換部５１における開口部から光が入射する領域のポテンシャルも異なる。しかし、このようなポテンシャルの違いにより生じる出力信号の差は、感度低下により生じる出力信号の差と比べるとわずかであり、開口部の位置の違いが撮像素子１１の感度特性の測定に影響することはない。
【００８０】
このように撮像素子１１によれば、開口面積が等しく互いに開口位置が異なる２つの画素２１を設けることで、それらの画素２１の出力信号の比を予め定めた閾値ｔｈと比較するなどして、高精度に異常発生品をスクリーニングすることができる。すなわち、より高精度に撮像素子１１の光電変換部５１における感度等の特性を測定することができる。
【００８１】
しかも、参照画素とする画素２１に感度低下が発生したとしても、参照画素の開口部Ｗ１１は感度低下が発生しにくい画素２１中央部に設けられているため、参照画素の出力信号VoutAの値は、画素２１に感度低下が発生しているか否かによらずほぼ同じ値となる。また、検出画素の開口部Ｗ１２は感度低下が発生しやすい画素２１端近傍に設けられている。したがって、参照画素と検出画素とを同一チップ上、つまり１つの撮像素子１１に設けても画素２１の特性を高精度に測定することができる。
【００８２】
参照画素と検出画素とを同一チップ上に設ければ、画素２１の後段回路のゲインばらつきなどの影響による測定誤差を最小限に抑えることができ、スクリーニング精度をさらに向上させることができる。
【００８３】
また、撮像素子１１に開口位置（遮光位置）の異なる２つの画素２１を設け、それらの画素２１の出力信号の測定を従来のスクリーニング手法に対して追加するだけで、本技術を適用したスクリーニング手法を実現することができる。しかも本技術では、製品として使用するときに利用されない遮光画素を参照画素および検出画素とすればよく、遮光画素に開口を設けるだけで参照画素や検出画素とすることができる。したがって、撮像素子１１の製造時や検査時にチップ面積の増加やプロセスの追加などを行う必要もない。
【００８４】
また、この例では２画素分の測定を追加すればよいため、測定時間の増加も僅かであり、追加コストを殆ど発生させることなく導入することが可能である。
【００８５】
なお、遮光部９１が設けられた参照画素としての画素２１や、遮光部９２が設けられた検出画素としての画素２１が設けられる位置は、被写体の撮像に用いられる画素からなる有効画素領域外の領域などとされる。有効領画素域外の領域である無効画素領域は、例えば画像の撮像に用いられないオプティカルブラック領域（遮光画素領域）などであり、撮像装置１１の受光面における端近傍、すなわちエッジ部分等に位置している。
【００８６】
その他、撮像素子１１の特性の測定誤差をより小さくするために、後段の回路として共通の回路を有する２つの画素２１を参照画素および検出画素としたり、共通の水平シフトレジスタ２３に接続されている２つの画素２１を参照画素および検出画素としたりしてもよい。参照画素と検出画素とが後段の共通の回路に接続されていれば、それらの画素の出力信号を読み出すときに、共通の回路においては誤差が生じないので、より高精度に感度特性を測定することが可能である。
【００８７】
〈検査システムの構成例〉
続いて、以上において説明した撮像素子１１が正常品であるか否かのスクリーニングを行う検査システムについて説明する。検査システムは、例えば図５に示すように構成される。なお、図５において図１における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００８８】
図５に示す検査システムは、撮像素子１１と検査装置１４１とから構成される。
【００８９】
検査装置１４１は、撮像素子１１を制御して外部から入射させた光の像を撮像させたり、撮像により得られた各画素２１の出力信号を取得して撮像素子１１の特性を測定して撮像素子１１を検査したりする。
【００９０】
検査装置１４１は、制御部１５１、取得部１５２、演算部１５３、判定部１５４、および出力部１５５から構成される。
【００９１】
制御部１５１は、検査装置１４１全体の動作を制御する。例えば制御部１５１は演算部１５３を制御して撮像素子１１から取得した出力信号に基づく演算を実行させたり、判定部１５４を制御して演算部１５３の演算結果に基づいて判定を実行させたりする。また、制御部１５１は、判定部１５４での判定結果を出力部１５５に出力させたり、撮像素子１１の駆動を制御したりする。
【００９２】
取得部１５２は、撮像素子１１から各画素２１の出力信号を取得して演算部１５３に供給する。特に、取得部１５２は、撮像素子１１の特性測定用の画素、つまり感度特性測定用の画素である参照画素や検出画素の出力信号を取得する。
【００９３】
演算部１５３は、取得部１５２から供給された出力信号に基づいて撮像素子１１の特性を示す値を求める演算を行うことで撮像素子１１の特性を測定し、得られた演算結果を判定部１５４に供給する。例えば撮像素子１１の特性を示す値として、画素２１の感度特性を示す参照画素と検出画素の出力信号の比を算出することで、撮像素子１１の感度特性が測定される。
【００９４】
判定部１５４は演算部１５３から供給された演算結果に基づいて、撮像素子１１が正常品であるかを判定し、その判定結果を制御部１５１に供給する。出力部１５５は、制御部１５１から供給された、撮像素子１１が正常品であるかの判定結果を外部に出力する。
【００９５】
〈検査処理の説明〉
次に、図６のフローチャートを参照して、検査装置１４１による検査処理について説明する。この検査処理は、例えば撮像素子１１の一部または全部が形成されたチップごとに行われる。
【００９６】
ステップＳ１１において、制御部１５１は撮像素子１１を制御して、撮像素子１１に外部から入射する光の受光を開始させる。撮像素子１１は、制御部１５１の制御に従って各画素２１のリセットゲートをオンすることで、画素２１の光電変換部５１をリセットし、外部から入射する光の受光を開始する。すなわち、光電変換部５１は、外部から入射した光を受光して光電変換し、その結果得られた電荷を蓄積する。
【００９７】
ステップＳ１２において、制御部１５１は撮像素子１１を制御して、各画素２１に蓄積された電荷の読み出しを行わせる。撮像素子１１は制御部１５１の制御に従って読み出しゲート２２をオンさせる。
【００９８】
これにより、読み出しゲート２２は、各画素２１の光電変換部５１に蓄積されている電荷を読み出して水平シフトレジスタ２３に出力する。水平シフトレジスタ２３は、読み出しゲート２２から供給された各画素２１の電荷を電荷検出部２４に転送する。また、電荷検出部２４は、水平シフトレジスタ２３から供給された電荷に基づいて、各画素２１の出力信号を生成し、出力する。
【００９９】
検査装置１４１の取得部１５２は、撮像素子１１から出力された各画素２１の出力信号を取得して演算部１５３に供給する。
【０１００】
ステップＳ１３において、演算部１５３は、取得部１５２から供給された出力信号に基づく演算を行い、その演算結果を判定部１５４に供給する。
【０１０１】
例えば演算部１５３は、撮像素子１１の画素２１のうち、遮光部９１が設けられた参照画素としての画素２１の出力信号VoutAと、遮光部９２が設けられた検出画素としての画素２１の出力信号VoutBとの比VoutB/VoutAを算出し、判定部１５４に供給する。
【０１０２】
ステップＳ１４において、判定部１５４は、演算部１５３から供給された演算結果に基づいて検査対象の撮像素子１１が正常品であるかの判定を行い、その判定結果を制御部１５１を介して出力部１５５に供給する。
【０１０３】
例えば判定部１５４は、演算部１５３から供給された出力信号の比VoutB/VoutAと、予め定められた閾値ｔｈとを比較して、比VoutB/VoutAの値が閾値ｔｈ以下である場合、撮像素子１１は異常発生品であると判定する。すなわち、撮像素子１１の検出画素には許容値以上の感度低下が発生しているとされる。
【０１０４】
また、比VoutB/VoutAの値が閾値ｔｈよりも大きい場合、検査対象の撮像素子１１は正常品であると判定される。
【０１０５】
ステップＳ１５において、出力部１５５は、制御部１５１を介して判定部１５４から供給された判定結果を出力し、検査処理は終了する。例えば出力部１５５は、撮像素子１１が正常品であるかの判定結果を、検査装置１４１に接続されている表示装置に供給し、表示させる。
【０１０６】
以上のようにして、検査装置１４１は撮像素子１１を制御して撮像処理を行わせ、撮像素子１１から出力された参照画素および検出画素としての画素２１の出力信号に基づいて正常品であるかの判定を行う。このように参照画素や検出画素とされる画素２１の出力信号に基づいて撮像素子１１が正常品であるかの判定を行うことで、検査対象の撮像素子１１が正常品であるか否かを高精度に判定することができる。換言すれば、撮像素子１１の画素２１の特性を高精度に測定することができる。
【０１０７】
なお、以上においては、１チップとして形成された撮像素子１１について正常品の判定を行う場合について説明したが、撮像素子１１のチップが複数設けられた１枚のウェハや、同じ条件で製造された複数のウェハからなるロットごとに検査処理が行われてもよい。
【０１０８】
そのような場合、例えば１枚のウェハ内の１つのチップ（撮像素子１１）から出力信号が読み出されて判定処理が行われ、正常品であると判定されたとき、そのチップ（撮像素子１１）が形成されたウェハ上の全ての撮像素子１１が正常品であるとされる。同様に、例えば１枚のウェハ内の１つのチップ（撮像素子１１）から出力信号が読み出されて判定処理が行われ、正常品であると判定されたとき、そのチップが形成されたウェハを含むロットを構成する全てのウェハの撮像素子１１が正常品であるとされる。
【０１０９】
〈第１の実施の形態の変形例１〉
〈撮像素子の構成例〉
また、以上においては撮像素子１１に設けられた２つの画素２１をそれぞれ参照画素および検出画素として、それらの画素２１の出力信号を比較する例について説明したが、ウェハ面内やチップ面内に参照画素と検出画素の組み合わせを複数設けるようにしてもよい。
【０１１０】
そのような場合、例えば図７に示すように同一画素列上に並ぶ画素１８１−１乃至画素１８１−１６のうちのいくつかが参照画素および検出画素とされる。
【０１１１】
なお、以下、画素１８１−１乃至画素１８１−１６を特に区別する必要のない場合、単に画素１８１とも称することとする。ここで、図７に示す各画素１８１は、撮像素子を構成する画素からなる領域のうちの一部の領域、具体的には無効画素領域に設けられた画素となっている。
【０１１２】
これらの画素１８１は、図１の撮像素子１１における画素２１に対応する画素であり、画素１８１の図７中、上側の端がチャネルストップ領域側の端であり、画素１８１の図中、下側の端が画素１８１内に蓄積された電荷を読み出す読み出しゲート側の端である。
【０１１３】
この例では、各画素１８１の図中、手前側の面に遮光部が設けられている。また、画素１８１−２、画素１８１−６、画素１８１−１０、および画素１８１−１４の遮光部の中央には矩形状の開口部Ｗ２１、開口部Ｗ２３、開口部Ｗ２５、および開口部Ｗ２７が設けられている。
【０１１４】
これらの開口部Ｗ２１、開口部Ｗ２３、開口部Ｗ２５、および開口部Ｗ２７は、光電変換部における感度低下現象が発生しにくい中央部分に光を入射させる位置に設けられている。そのため、画素１８１−２、画素１８１−６、画素１８１−１０、および画素１８１−１４は参照画素として用いられる。
【０１１５】
また、画素１８１−４、画素１８１−８、画素１８１−１２、および画素１８１−１６の遮光部のチャネルストップ側の端には矩形状の開口部Ｗ２２、開口部Ｗ２４、開口部Ｗ２６、および開口部Ｗ２８が設けられている。
【０１１６】
これらの開口部Ｗ２２、開口部Ｗ２４、開口部Ｗ２６、および開口部Ｗ２８は、光電変換部における感度低下現象が発生しやすい端部分に光を入射させる位置に設けられている。そのため、画素１８１−４、画素１８１−８、画素１８１−１２、および画素１８１−１６は検出画素として用いられる。
【０１１７】
なお、開口部Ｗ２１乃至開口部Ｗ２８は同じ面積の開口となっている。
【０１１８】
図７に示す画素１８１が設けられた撮像素子では、スクリーニング時には、例えば画素１８１−２と画素１８１−４、画素１８１−６と画素１８１−８、画素１８１−１０と画素１８１−１２、および画素１８１−１４と画素１８１−１６のそれぞれが参照画素と検出画素のペアとされる。
【０１１９】
そして、例えば図６を参照して説明した検査処理のステップＳ１３では各ペアについて出力信号の比VoutB/VoutAが算出され、ステップＳ１４では、それらの比VoutB/VoutAの値のうち、１つでも閾値ｔｈ以下であるものがある場合、撮像素子は異常発生品であると判定される。
【０１２０】
このように、参照画素と検出画素のペアを複数用いてスクリーニングを行うことで、異常発生品の検出精度を向上させることができる。
【０１２１】
なお、画素１８１において感度低下が発生した場合でも、感度のばらつきが小さい場合には、撮像素子を正常品とすることができることもある。そのような場合には、各ペアについて求めた出力信号の比VoutB/VoutAの差等に応じて、正常品であるかを定めればよい。
【０１２２】
また、図７では、各参照画素または各検出画素に設けられた開口部の位置が同じである例について説明したが、各参照画素に設けられた開口部の位置が異なるようにしてもよいし、各検出画素に設けられた開口部の位置が異なるようにしてもよい。画素ごとに異なる位置に開口部を設けることで、光電変換部の特性変動の兆候を見つけやすくすることができる。
【０１２３】
〈第１の実施の形態の変形例２〉
〈撮像素子の構成例〉
また、例えば図８に示すように同一画素列上に並ぶ画素２１１−１乃至画素２１１−１７のうちの１つが参照画素とされ、１つの参照画素に対して複数の検出画素が設けられてもよい。
【０１２４】
なお、以下、画素２１１−１乃至画素２１１−１７を特に区別する必要のない場合、単に画素２１１とも称することとする。ここで、各画素２１１は、撮像素子を構成する画素からなる領域のうちの一部の領域、具体的には無効画素領域に設けられた画素となっている。
【０１２５】
これらの画素２１１は、図１の撮像素子１１における画素２１に対応する画素であり、画素２１１の図８中、上側の端がチャネルストップ領域側の端であり、画素２１１の図中、下側の端が画素２１１内に蓄積された電荷を読み出す読み出しゲート側の端である。
【０１２６】
この例では、各画素２１１の図中、手前側の面に遮光部が設けられている。また、画素２１１−２の遮光部の中央には矩形状の開口部Ｗ３１が設けられている。開口部Ｗ３１は、光電変換部における感度低下現象が発生しにくい中央部分に光を入射させる位置に設けられており、画素２１１−２は参照画素として用いられる。
【０１２７】
また、画素２１１−４、画素２１１−６、画素２１１−８、画素２１１−１０、画素２１１−１２、画素２１１−１４、および画素２１１−１６の遮光部のチャネルストップ側の端には矩形状の開口部Ｗ３２乃至開口部Ｗ３８が設けられている。
【０１２８】
これらの開口部Ｗ３２乃至開口部Ｗ３８は、光電変換部における感度低下現象が発生しやすい端部分に光を入射させる位置に設けられている。そのため、画素２１１−４、画素２１１−６、画素２１１−８、画素２１１−１０、画素２１１−１２、画素２１１−１４、および画素２１１−１６は検出画素として用いられる。
【０１２９】
なお、開口部Ｗ３１乃至開口部Ｗ３８は同じ面積の開口となっており、また開口部Ｗ３２乃至開口部Ｗ３８は、各画素２１１内における同じ位置に設けられている。
【０１３０】
図８に示す画素２１１が設けられた撮像素子では、スクリーニング時には、例えば画素２１１−２と、画素２１１−４、画素２１１−６、画素２１１−８、画素２１１−１０、画素２１１−１２、画素２１１−１４、および画素２１１−１６のそれぞれとが参照画素と検出画素のペアとされる。そして、例えば図６を参照して説明した検査処理のステップＳ１３では各ペアについて出力信号の比VoutB/VoutAが算出され、ステップＳ１４では、それらの比VoutB/VoutAの値のうち、１つでも閾値ｔｈ以下であるものがある場合、撮像素子は異常発生品であると判定される。
【０１３１】
図８の例では、参照画素と複数の検出画素が同一画素列上に設けられている。同一画素列上に並べられた画素は、画素後段にある回路として共通の回路に接続されていることが多く、参照画像と各検出画素が後段に共通の回路を有するときには、さらに高精度に光電変換部における感度等の特性を測定することができる。
【０１３２】
さらに、図８における場合も図７における場合と同様に、撮像素子の使用目的に応じて、各ペアについて求めた出力信号の比VoutB/VoutAのばらつきが少ない場合には、撮像素子が正常品であるとされるようにしてもよい。
【０１３３】
〈第１の実施の形態の変形例３〉
〈遮光部の構成例〉
また、アプリケーションプログラムによっては、感度低下領域の発生は許容できるが、画素ごとの感度のばらつきや、特定領域での感度低下が生じると不具合が発生するものもある。そこで、そのようなアプリケーションプログラムに用いる撮像素子１１については、例えば図９に示すように遮光部に設ける開口部の形状を工夫することで、より高精度に撮像素子１１の光電変換部５１における感度等の特性を測定することができる。
【０１３４】
例えば撮像素子１１は、撮像素子１１を構成する画素２１のなかに図９に示す遮光部２４１を有する画素２１と、遮光部２４２を有する画素２１とが設けられた構成とされる。なお、遮光部２４１および遮光部２４２において、図中、上側の端は画素２１におけるチャネルストップ領域側の端であり、図中、下側の端は読み出しゲート２２側の端である。
【０１３５】
遮光部２４１には、遮光部２４１の中央よりやや下側の領域に開口部Ｗ４１が設けられており、遮光部２４１が設けられた画素２１の光電変換部５１には、開口部Ｗ４１の部分からのみ外部からの光が入射するようになされている。
【０１３６】
この開口部Ｗ４１は、光電変換部５１における感度低下現象が発生しにくい部分に光を入射させる位置に設けられているので、遮光部２４１が設けられた画素２１は参照画素として用いられる。
【０１３７】
また、遮光部２４２には、チャネルストップ領域側にあるＮ−領域６１と同じ領域に、Ｎ−領域６１と同じ形状の開口部Ｗ４２が設けられている。そのため、遮光部２４２が設けられた画素２１の光電変換部５１では、開口部Ｗ４２の部分からＮ−領域６１にのみ外部からの光が入射するようになされており、遮光部２４２が設けられた画素２１は検出画素として用いられる。ここで、開口部Ｗ４２は、開口部Ｗ４１と同形状かつ同面積の開口となっている。
【０１３８】
このように、遮光部２４１が設けられた画素２１を参照画素として用い、遮光部２４２が設けられた画素２１を検出画素として用いれば、Ｎ−領域６１での感度低下の有無を検出することができる。特に、図７や図８に示したように、複数の検出画素を用いてスクリーニングを行えば、Ｎ−領域６１の感度のばらつきを高精度に検出し、不具合品（異常発生品）であるか否かをより確実に特定することができる。
【０１３９】
〈第１の実施の形態の変形例４〉
〈遮光部の構成例〉
また、画素２１の光電変換部５１の各領域のポテンシャルに勾配を付加する場合、光電変換部５１のチャネルストップ側の端近傍の領域、特にポテンシャルが急峻に変化する領域において、感度の変化が生じやすい。例えば図２の例では、Ｎ−領域６１とＮ領域６２との境界の部分において特に感度の変化が生じやすい。
【０１４０】
そこで、例えば図１０に示すように遮光部に設ける開口部の形状を工夫することで、より高精度に光電変換部５１の特定領域における感度の低下や感度のばらつきを検出することができる。
【０１４１】
図１０の例では、撮像素子１１は、撮像素子１１を構成する画素２１のなかに遮光部２７１を有する画素２１と、遮光部２７２を有する画素２１とが設けられた構成とされる。なお、遮光部２７１および遮光部２７２において、図中、上側の端は画素２１におけるチャネルストップ領域側の端であり、図中、下側の端は読み出しゲート２２側の端である。
【０１４２】
遮光部２７１には、遮光部２７１の中央よりやや下側の領域に開口部Ｗ５１が設けられており、遮光部２７１が設けられた画素２１の光電変換部５１には、開口部Ｗ５１の部分からのみ外部からの光が入射するようになされている。
【０１４３】
この開口部Ｗ５１は、光電変換部５１における感度低下現象が発生しにくい部分に光を入射させる位置に設けられているので、遮光部２７１が設けられた画素２１は参照画素として用いられる。
【０１４４】
また、遮光部２７２には、チャネルストップ領域側にあるＮ−領域６１とＮ領域６２との境界部分の領域に、その境界とほぼ同じ形状の開口部Ｗ５２が設けられている。そのため、遮光部２７２が設けられた画素２１の光電変換部５１では、開口部Ｗ５２の部分からＮ−領域６１とＮ領域６２の境界近傍にのみ外部からの光が入射するようになされており、遮光部２７２が設けられた画素２１は検出画素として用いられる。ここで、開口部Ｗ５２は、開口部Ｗ５１と同形状かつ同面積の開口となっている。
【０１４５】
このように、遮光部２７１が設けられた画素２１を参照画素として用い、遮光部２７２が設けられた画素２１を検出画素として用いれば、Ｎ−領域６１とＮ領域６２の境界部分での感度低下の有無を検出することができる。特に、図７や図８に示したように、複数の検出画素を用いてスクリーニングを行えば、Ｎ−領域６１とＮ領域６２の境界部分の感度のばらつきを高精度に検出し、不具合品（異常発生品）であるか否かをより確実に特定することができる。
【０１４６】
〈第１の実施の形態の変形例５〉
〈撮像素子の構成例〉
さらに、例えば図１１に示すように各画素に設ける開口部の位置を少しずつずらして配置することで、感度低下がどの位置から発生し始めるのかの調査や、分光測定と組み合わせた画素内の分光ばらつきの調査などを行うことが可能となる。
【０１４７】
図１１では、同一画素列上に並ぶ画素３０１−１乃至画素３０１−２３のうちのいくつかの画素に開口部が設けられている。なお、以下、画素３０１−１乃至画素３０１−２３を特に区別する必要のない場合、単に画素３０１とも称することとする。ここで、各画素３０１は、撮像素子を構成する画素からなる領域のうちの一部の領域、具体的には無効画素領域に設けられた画素となっている。
【０１４８】
これらの画素３０１は、図１の撮像素子１１における画素２１に対応する画素であり、画素３０１の図１１中、上側の端がチャネルストップ領域側の端であり、画素３０１の図中、下側の端が画素３０１内に蓄積された電荷を読み出す読み出しゲート側の端である。
【０１４９】
この例では、各画素３０１の図中、手前側の面に遮光部が設けられている。また、画素３０１−２、画素３０１−４、画素３０１−６、画素３０１−８、画素３０１−１０、画素３０１−１２、画素３０１−１４、画素３０１−１６、画素３０１−１８、画素３０１−２０、および画素３０１−２２の遮光部に開口部Ｗ６１乃至開口部Ｗ７１が設けられている。
【０１５０】
開口部Ｗ６１乃至開口部Ｗ７１は、それぞれ遮光部の互いに異なる位置に設けられており、開口部Ｗ６１乃至開口部Ｗ７１は同形状かつ同面積の開口となっている。したがって、これらの開口部が設けられた画素３０１から出力された出力信号を比較することで、光電変換部の特性をより高精度に測定することができる。
【０１５１】
例えば、画素３０１が設けられた撮像素子に図５に示した検査装置１４１を接続したとする。そのような場合、演算部１５３において開口部Ｗ６１乃至開口部Ｗ７１が設けられた各画素３０１の出力信号を比較すれば、画素３０１のチャネルストップ領域側の端から読み出しゲート側の端までのどの領域で感度の低下が発生するかを特定することができる。
【０１５２】
さらに画素３０１に対して、波長を変化させながら特定波長の光を入射させれば、演算部１５３において出力信号を比較することで、開口部Ｗ６１乃至開口部Ｗ７１に対応する光電変換部の各領域における入射光の波長ごとの感度のばらつきも特定することができる。つまり、光電変換部の分光特性を得ることができる。
【０１５３】
また、画素３０１の光電変換部における波長ごとの感度のばらつきの特定結果や、感度低下が発生する領域の特定結果などから、参照画素と検出画素の最適な開口部位置を定めることができる。例えば最も感度のばらつきと感度低下の少ない領域を、図４に示した開口部Ｗ１１の領域とし、感度のばらつきや感度低下が生じやすい領域を図４に示した開口部Ｗ１２の領域とすればよい。
【０１５４】
さらに、互いに異なる位置に開口部を有する画素３０１からの出力信号について、例えば取得部１５２において各出力信号の読み出し時間、つまり光電変換部に蓄積された電荷が読み出しゲートに読み出されるまでの転送時間を計測することも可能である。この場合、所定の時間内に電荷を読み出すことができるかなどを検査することができる。
【０１５５】
〈第２の実施の形態〉
〈撮像素子の構成例〉
なお、以上においては、本技術をCCDリニアセンサなどの撮像素子１１に適用する場合について説明したが、本技術は例えば図１２に示すエリアセンサとしてのCCDイメージセンサなどの撮像素子３３１に適用することも可能である。
【０１５６】
図１２に示す撮像素子３３１は、画素３４１、電荷転送部３４２−１乃至電荷転送部３４２−４、電荷転送部３４３、および電荷検出部３４４から構成される。
【０１５７】
撮像素子３３１では、図中、縦方向および横方向に配列された複数の画素３４１が配列されており、各画素３４１は図２に示した光電変換部５１に対応する光電変換部を有しており、外部から入射した光を光電変換し、得られた電子（電荷）を蓄積する。なお、図１２では、１つの四角形が１つの画素３４１を表しており、この例では複数ある画素３４１のうちの一部の画素３４１にのみ符号が付されている。
【０１５８】
電荷転送部３４２−１乃至電荷転送部３４２−４のそれぞれには、図中、縦方向に並べられた各画素３４１が接続されている。なお、以下、電荷転送部３４２−１乃至電荷転送部３４２−４を特に区別する必要のない場合、単に電荷転送部３４２とも称することとする。
【０１５９】
各電荷転送部３４２は、接続されている各画素３４１から転送されてきた電荷（電子）を図中、縦方向（垂直方向）に電荷転送部３４３まで転送する。また、電荷転送部３４３には電荷転送部３４２−１乃至電荷転送部３４２−４が接続されており、電荷転送部３４３は、電荷転送部３４２から転送されてきた電荷を、図中、横方向（水平方向）に電荷検出部３４４に転送する。
【０１６０】
電荷検出部３４４は、電荷転送部３４３内を転送されてきた各画素３４１からの電荷量を検出し、その電荷量に応じた大きさの電気信号を各画素３４１の出力信号として出力する。
【０１６１】
図１２に示す構成とされる撮像素子３３１においても、無効画素領域などの一部の領域に設けられた画素３４１に対して、例えば図４に示した遮光部９１と遮光部９２を設ければ、撮像素子１１における場合と同様に、高精度に光電変換部の特性を測定することができる。
【０１６２】
特に、遮光部９１を設ける画素３４１と、遮光部９２を設ける画素３４１とを、同じ電荷転送部３４２に接続された画素３４１とすれば、電荷の転送経路や後段の回路を共通のものとすることができ、光電変換部の特性の測定精度を向上させることができる。
【０１６３】
なお、この例では画素３４１の図中、左側の端が、電荷が転送される側の端、つまり撮像素子１１における読み出しゲート２２側の端に対応する端であり、画素３４１の図中、右側の端が、撮像素子１１におけるチャネルストップ領域側の端に対応する端である。また、画素３４１においても、光電変換部に対してポテンシャルの勾配を付加してもよい。
【０１６４】
〈第３の実施の形態〉
〈撮像素子の構成例〉
さらに本技術をエリアセンサであるCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサに適用するようにしてもよい。そのような場合、CMOSイメージセンサとしての撮像素子は、例えば図１３に示すように構成される。
【０１６５】
図１３に示す撮像素子３７１は、複数の画素３８１がマトリクス状に配置された画素アレイ部３８２、垂直信号線３８３、垂直選択回路３８４、水平選択回路３８５、走査制御部３８６、および出力回路３８７から構成される。なお、以下では垂直選択回路３８４および水平選択回路３８５をまとめて走査部３８８とも称することとする。
【０１６６】
画素アレイ部３８２は、マトリクス状に半導体基板に配置された複数の画素３８１を有する。なお、図１３では複数の画素３８１のうちの一部の画素３８１にのみ符号が付されている。
【０１６７】
画素３８１は、図示せぬ光電変換部を有しており、外部から入射した光を光電変換し、その結果得られた電荷を垂直信号線３８３に出力する。また、各画素３８１の動作は、水平信号線３８９および垂直信号線３８３を介して走査部３８８から供給される信号により制御される。
【０１６８】
なお、図１３では、図中、縦方向に並ぶ画素３８１の列ごとに垂直信号線３８３が設けられているが、一部の垂直信号線３８３のみに符号が付されている。同様に、図１３では図中、横方向に並ぶ画素３８１の行ごとに水平信号線３８９が設けられているが、一部の水平信号線３８９のみに符号が付されている。
【０１６９】
垂直信号線３８３は、各画素３８１に蓄積された電荷、より詳細には電荷に応じた電気信号を水平選択回路３８５に転送する配線である。垂直信号線３８３は、垂直方向に並ぶ画素３８１に沿って配線される。垂直選択回路３８４は、制御信号および垂直同期信号に基づき、行単位で画素３８１を選択し、垂直方向に沿って順次走査する。
【０１７０】
水平選択回路３８５は、制御信号および水平同期信号に基づき、列単位で画素３８１を選択し、水平方向に沿って順次走査する。水平選択回路３８５は、垂直選択回路３８４による走査に同期して水平方向に沿った画素３８１を順次選択する。画素３８１から出力された電気信号（電荷）は、垂直信号線３８３を介して順次水平選択回路３８５に転送される。水平選択回路３８５は、順次転送されてきた電気信号を出力回路３８７に供給する。
【０１７１】
走査制御部３８６は、外部から入力されるクロックまたは自身で生成するクロックに基づき垂直同期信号および水平同期信号を生成し、垂直選択回路３８４および水平選択回路３８５に供給する。
【０１７２】
走査制御部３８６は、垂直選択回路３８４および水平選択回路３８５が順次走査する画素３８１を指定する制御信号を生成し、垂直選択回路３８４および水平選択回路３８５に供給する。
【０１７３】
走査制御部３８６は、１フレームの間に全ての画素３８１の電気信号が読み出されるように垂直同期信号、水平同期信号、および制御信号を生成する。
【０１７４】
出力回路３８７は、水平選択回路３８５から順に供給される電気信号に対して種々の信号処理を施し、各画素３８１の出力信号を生成して後段に出力する。
【０１７５】
図１３に示す構成とされる撮像素子３７１においても、無効画素領域などの一部の領域に設けられた画素３８１に対して、例えば図４に示した遮光部９１と遮光部９２を設ければ、撮像素子１１における場合と同様に、高精度に光電変換部の特性を測定することができる。
【０１７６】
なお、この例では画素３８１の図中、右側の端が、電荷が転送される側の端、つまり撮像素子１１における読み出しゲート２２側の端に対応する端であり、画素３８１の図中、左側の端が、撮像素子１１におけるチャネルストップ領域側の端に対応する端である。また、画素３８１においても、光電変換部に対してポテンシャルの勾配を付加してもよい。
【０１７７】
〈撮像装置の構成例〉
さらに、本技術は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像素子を用いる複写機など、光電変換部に固体撮像素子を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像素子は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
【０１７８】
図１４は、本技術を適用した電子機器としての、撮像装置の構成例を示す図である。
【０１７９】
図１４の撮像装置５０１は、レンズ群などからなる光学部５１１、固体撮像素子（撮像デバイス）５１２、およびカメラ信号処理回路であるＤＳＰ(Digital Signal Processor)回路５１３を備える。また、撮像装置５０１は、フレームメモリ５１４、表示部５１５、記録部５１６、操作部５１７、および電源部５１８も備える。ＤＳＰ回路５１３、フレームメモリ５１４、表示部５１５、記録部５１６、操作部５１７、および電源部５１８は、バスライン５１９を介して相互に接続されている。
【０１８０】
光学部５１１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像素子５１２の撮像面上に結像する。固体撮像素子５１２は、光学部５１１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。この固体撮像素子５１２は、例えば上述した撮像素子３３１や撮像素子３７１に対応する。
【０１８１】
表示部５１５は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ(electro luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなり、固体撮像素子５１２で撮影された動画像または静止画像を表示する。記録部５１６は、固体撮像素子５１２で撮影された動画像または静止画像を、ビデオテープやＤＶＤ(Digital Versatile Disk)等の記録媒体に記録する。
【０１８２】
操作部５１７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置５０１が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部５１８は、ＤＳＰ回路５１３、フレームメモリ５１４、表示部５１５、記録部５１６、および操作部５１７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【０１８３】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１８４】
さらに、本技術は、以下の構成とすることも可能である。
【０１８５】
［１］
所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第１の画素と、
前記第１の画素の前記開口部とは異なる位置に前記所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第２の画素と
を備える固体撮像素子。
［２］
前記第１の画素および前記第２の画素は、前記固体撮像素子の特性測定用の画素である
［１］に記載の固体撮像素子。
［３］
前記第１の画素および前記第２の画素は、前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号とを比較することで前記固体撮像素子の感度特性を測定するための画素である
［２］に記載の固体撮像素子。
［４］
前記第１の画素および前記第２の画素は、前記固体撮像素子における有効画素領域外に設けられている
［１］乃至［３］の何れか一項に記載の固体撮像素子。
［５］
前記第１の画素および前記第２の画素は、前記固体撮像素子のエッジ部分に設けられている
［４］に記載の固体撮像素子。
［６］
前記第１の画素および前記第２の画素は、後段の共通する回路に接続されている
［１］乃至［５］の何れか一項に記載の固体撮像素子。
［７］
前記固体撮像素子には、前記第２の画素が複数設けられている
［１］乃至［６］の何れか一項に記載の固体撮像素子。
［８］
前記固体撮像素子には、前記第１の画素と前記第２の画素のペアが複数設けられている
［１］乃至［７］の何れか一項に記載の固体撮像素子。
［９］
前記第１の画素の前記開口部は前記遮光部の中央近傍に設けられており、前記第２の画素の前記開口部は前記遮光部の端近傍に設けられている
［１］乃至［８］の何れか一項に記載の固体撮像素子。
［１０］
前記第１の画素および前記第２の画素を含む前記固体撮像素子の各画素の光電変換部のポテンシャルには、前記光電変換部で得られる電荷の読み出し方向に傾斜が付加されている
［１］乃至［８］の何れか一項に記載の固体撮像素子。
［１１］
前記第２の画素の前記開口部は、前記光電変化部におけるポテンシャルがほぼ同じである領域と同じ形状で前記領域に対応する位置に設けられている
［１０］に記載の固体撮像素子。
［１２］
前記第２の画素の前記開口部は、前記光電変化部における互いにポテンシャルが異なる領域の境界部分と同じ形状で前記境界部分に対応する位置に設けられている
［１０］に記載の固体撮像素子。
［１３］
前記固体撮像素子は、前記第１の画素および前記第２の画素を含む、互いに異なる位置に前記開口部が設けられた前記遮光部を有する３以上の複数の画素を有している
［２］に記載の固体撮像素子。
［１４］
前記固体撮像素子はエリアセンサである
［１］乃至［１３］の何れか一項に記載の固体撮像素子。
［１５］
所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第１の画素と、
前記第１の画素の前記開口部とは異なる位置に前記所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第２の画素と
を有する固体撮像素子を備える
電子機器。
［１６］
所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第１の画素と、前記第１の画素の前記開口部とは異なる位置に前記所定の大きさの開口部が設けられた遮光部を有する第２の画素とを有する固体撮像素子から出力された、前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号とを取得する取得部と、
前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号とを比較して、前記固体撮像素子の感度特性を測定する演算部と
を備える検査装置。
［１７］
前記感度特性として求められた前記第１の画素の出力信号と前記第２の画素の出力信号の比が予め定めた閾値以下である場合、前記固体撮像素子の画素において感度低下が発生していると判定する判定部をさらに備える
［１６］に記載の検査装置。
［１８］
前記閾値は0.9である
［１７］に記載の検査装置。
［１９］
前記閾値は0.5である
［１７］に記載の検査装置。
【符号の説明】
【０１８６】
１１  撮像素子，  ２１−１乃至２１−４，２１  画素，  ２２  読み出しゲート，  ２３  水平シフトレジスタ，  ２４  電荷検出部，  ５１  光電変換部，  ９１  遮光部，  ９２  遮光部，  １４１  検査装置，  １５１  制御部，  １５２  取得部，  １５３  演算部，  １５４  判定部，  ３３１  撮像素子，  ３４１  画素  ３４４  電荷検出部，  ３７１  撮像素子，  ３８１  画素，  ５０１  撮像装置
【図１】
2015037158.tif 000003
【図２】
2015037158.tif 000004
【図３】
2015037158.tif 000005
【図４】
2015037158.tif 000006
【図５】
2015037158.tif 000007
【図６】
2015037158.tif 000008
【図７】
2015037158.tif 000009
【図８】
2015037158.tif 000010
【図９】
2015037158.tif 000011
【図１０】
2015037158.tif 000012
【図１１】
2015037158.tif 000013
【図１２】
2015037158.tif 000014
【図１３】
2015037158.tif 000015
【図１４】
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