(57)【要約】【課題】フォトダイオードの出力電流を増幅し電圧として出力する増幅回路のゲイン抵抗の検査用パッドを不要とし、チップ面積を小さくできる光電変換装置を提供する。【解決手段】フォトダイオード１のアノードがＧＮＤ、カソードがオペアンプ２の反転入力端子とＮＰＮトランジスタ８のコレクタとゲイン抵抗３を介して出力端子に接続され、ＮＰＮトランジスタ８のエミッタはＧＮＤに、ベースはＮＰＮトランジスタ９のベース、コレクタおよびＮＰＮトランジスタ１０のコレクタと電流源１１に接続され、ＮＰＮトランジスタ１０のエミッタはＧＮＤ、ベースはダイオード１２、ダイオード１３の直列接続を介してオペアンプ２の反転入力端子、基準電圧源４に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトダイオードと、前記フォトダイオードで発生した電流信号を電圧信号に変換し増幅する増幅回路とを備えた光電変換装置であって、
前記増幅回路はオペアンプおよびこれと並列に接続されたゲイン抵抗を備え、
前記増幅回路の一方の入力に基準電圧源が接続され、
前記増幅回路の他方の入力に前記フォトダイオードおよび電流源と前記電流源からの電流をグラウンドに引き抜くための引き抜き回路が接続され、
前記基準電圧を変化させることによって前記増幅回路の入力に一定の電流を加えることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記引き抜き回路は、前記電流源とグラウンドの間に配置されたスイッチング用トランジスタと、前記トランジスタと並列に接続されたカレントミラー回路とを備え、
前記スイッチング用トランジスタの入力にはダイオードを介して前記基準電圧源が接続され、
前記カレントミラー回路の出力が前記増幅回路の他方の入力に接続されていることを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光電変換装置において、前記基準電圧を変化させることによって前記増幅回路の他方の入力に入力される電流と前記増幅回路の出力電圧とから、前記ゲイン抵抗値を求めることを特徴とする光電変換装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスク用のピックアップや各種光センサーなどに使用される、フォトダイオードと増幅回路を半導体技術により一体化した光電変換装置とその検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は従来の光電変換装置の回路例を示すもので、オペアンプと抵抗からなる電流−電圧増幅回路とフォトダイオードと検査用の入力抵抗から構成される（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
フォトダイオード１はアノードが接地され、カソードがオペアンプ２の反転入力端子と入力抵抗７およびゲイン抵抗３を介してオペアンプ２の出力に接続される。オペアンプ２とゲイン抵抗３で構成される電流−電圧増幅回路において、フォトダイオード１に入射した光によって発生した電流Ｉｐｄがゲイン抵抗３（値をＲとする）に流れることにより電圧降下が生じ、オペアンプ２の非反転入力端子に接続された基準電圧源４によって与えられた基準電圧に対してＩｐｄ×Ｒで与えられる電圧値ＶＰを出力端子５に出力する。
【０００４】
このような光電変換装置ではゲイン抵抗が設計通りにできているかを検査する場合に、フォトダイオード１に入射される光量とオペアンプ２に出力される電圧との関係からゲイン抵抗３の値を求めることができる。しかしダイシング前のウエハ状態でのプローブ検査では光を入力することが出来ないため、あらかじめオペアンプ２の反転入力端子から入力抵抗７を介して検査用入力端子６から電流値Ｉを入力すると、フォトダイオードに光が入射した時と同様にオペアンプ２の出力端子にＩ×Ｒで与えられる電圧値ＶＥが発生する。したがってゲイン抵抗値Ｒは
Ｒ＝ＶＥ／Ｉ                          （式１）
で求めることができる。
【特許文献１】特開昭６３−２５５９７５号公報
【特許文献２】特開２００１−２７４６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の光電変換装置は以上のように構成されているが、前述の検査用パッドはプローブ検査でしか使用しないにもかかわらず、１つのオペアンプにつき１つ必要であり、１つのパッドは１００×１００μｍ2もの面積を必要とする。
【０００６】
さらに、通常このような光電変換装置では２個以上のフォトダイオードおよびオペアンプを有するため、検査用パッドもオペアンプと同数必要になり、チップの面積に対して検査用パッドの占める割合が多くなり、チップ面積が大きくなってしまうといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消するため、ゲイン検査専用のパッドを特別に設けることなく、従来と同様のプローブによるゲイン検査を実施することができる光電変換装置及びその検査方法を提供するものであり、チップ面積を小さくして、光電変換装置の製造コスト低減が可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の光電変換回路は、フォトダイオードと、前記フォトダイオードで発生した電流信号を電圧信号に変換し増幅する増幅回路とを備えた光電変換装置であって、前記増幅回路はオペアンプおよびこれと並列に接続されたゲイン抵抗を備え、前記増幅回路の一方の入力に基準電圧源が接続され、前記増幅回路の他方の入力に前記フォトダイオードおよび電流源と前記電流源からの電流をグラウンドに引き抜くための引き抜き回路が接続され、前記基準電圧を変化させることによって前記増幅回路の入力に一定の電流を加えることを特徴とする。
【０００９】
前記引き抜き回路は、前記電流源とグラウンドの間に配置されたスイッチング用トランジスタと、前記トランジスタと並列に接続されたカレントミラー回路とを備え、前記スイッチング用トランジスタの入力にはダイオードを介して前記基準電圧源が接続され、前記カレントミラー回路の出力が前記増幅回路の他方の入力に接続されている。
【００１０】
また、本発明の光電変換装置の検査方法は、上記本発明の光電変換装置において、前記基準電圧を変化させることによって前記増幅回路の他方の入力に入力される電流と前記増幅回路の出力電圧とから、前記ゲイン抵抗値を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ゲイン抵抗の検査のために必ず１個以上必要であった検査用パッドが必要なくなるため、チップサイズを小さくでき、１ウエハあたりのチップ取れ数の向上による製造コストの低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における光電変換装置の回路図である。フォトダイオード１のアノードがグラウンド（以下、ＧＮＤという）、カソードがオペアンプ２の反転入力端子とＮＰＮトランジスタ８のコレクタとゲイン抵抗３を介して出力端子５に接続され、ＮＰＮトランジスタ８のエミッタはＧＮＤに、ベースはＮＰＮトランジスタ９のベース、コレクタおよびＮＰＮトランジスタ１０のコレクタと電流源１１に接続され、ＮＰＮトランジスタ１０のエミッタはＧＮＤ、ベースはダイオード１２、ダイオード１３の直列接続を介してオペアンプ２の反転入力端子、基準電圧源４に接続される。
【００１４】
次にこの実施の形態の動作を詳細に説明する。
【００１５】
まず、プローブ検査の段階では、基準電圧源４の基準電圧が所定の電圧、本実施の形態では、直列に接続された２つのダイオード１２、１３のダイオード電圧の和、１．７５Ｖより小さくなるよう設定する。
【００１６】
そうすると、基準電圧源４で発生させた基準電圧では、ＮＰＮトランジスタ１０のベース前段に接続されたダイオード１２、１３を駆動できず、ベースに電流は流れなくなる。その結果、徐々にＮＰＮトランジスタ１０のコレクタに流れる電流が減り、その減った電流はＮＰＮトランジスタ８、ＮＰＮトランジスタ９からなるカレントミラー回路によってオペアンプ２の反転入力端子に入力される。ここでオペアンプ２の入力電流は無視できるほど小さいため、そのほとんどがゲイン抵抗３に流れる。
【００１７】
基準電圧が１．３Ｖ以下になるとＮＰＮトランジスタ１０が完全にオフし、この時、出力端子５に出力される電圧は電流源１１からの電流とゲイン抵抗３との積で与えられるため、特に外部パッドから電流を供給しなくともプローブによる検査によって、ゲイン抵抗の値を求めることができる。
【００１８】
ただし、上記の場合、基準電圧が０．８Ｖ以下になるとオペアンプ２が飽和して動作できなくなるため、この構成では基準電圧が０．８Ｖから１．３Ｖの範囲とすることで、ゲイン抵抗の検査が可能である。
【００１９】
一方、チップをダイシングして、各チップ毎に検査する場合には、図１に示した回路において、基準電圧源４の基準電圧が所定の電圧以上になるように設定する。そうすると、ダイオード１２、１３が導通し、ＮＰＮトランジスタ１０のベースに電流が流れ込み、トランジスタ１０がオン状態となるため、電流源１１から与えられる電流はすべてＮＰＮトランジスタ１０のコレクタに流れ込み、その結果、コレクタ電位はほぼ０となる。その結果、ＮＰＮトランジスタ８、９からなるカレントミラー回路においては、ＮＰＮトランジスタのコレクタ電位がほぼ０となるとカレントミラー回路が動作せず、電流が流れなくなる。
【００２０】
この状態で、フォトダイオード１に光を入射させると、入射した光によって発生した電流Ｉｐｄがゲイン抵抗３に流れることにより電圧降下が生じ、オペアンプ２の非反転入力端子に接続された基準電圧源４によって与えられた基準電圧に対してＩｐｄ×Ｒで与えられる電圧値ＶＰを出力端子５に出力する。
【００２１】
以上のように本実施の形態によれば、検査用パッドを不要とすることができ、チップサイズの低減に伴うチップ取れ数の向上が図れ、製造コストを低減できる。
【００２２】
また、検査用パッドを無くすことにより、さらに別の回路群、例えば、フォトダイオードの出力を演算処理する演算回路等を設けるスペースができるため、光電変換装置の多機能化、高性能化を図ることも可能となる。
【００２３】
なお、本実施の形態ではＮＰＮトランジスタを用いたが、ＰＮＰトランジスタであってもよい。
【００２４】
また、直列に接続されたダイオードの個数は、そのダイオード電圧の和が、電流源１１からの電流をグラウンドに引き抜くための装置であるＮＰＮトランジスタ１０をオフするための電圧以上であれば、特に本実施の形態に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明に係る光電変換装置は、チップサイズを低減でき、特に複数の機能を１チップに集積化した光電変換装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による一実施の形態の光電変換装置の回路図
【図２】従来の光電変換装置の回路図
【符号の説明】
【００２７】
１  フォトダイオード
２  オペアンプ
３  ゲイン抵抗
４  基準電圧源
５  出力端子
６  検査用入力端子
７  入力抵抗
８、９、１０  ＮＰＮトランジスタ
１１  電流源
１２、１３  ダイオード
１４  電圧源
【図１】
2005109386.tif 000003
【図２】
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