半导体设备及其控制方法技术

本公开涉及半导体设备及其控制方法。一种半导体设备，包括：被设置有多个电流单元的数模转换器；以及电连接至数模转换器以测试数模转换器的测试电路。测试电路包括：电荷信息保持电路，通过多个电流单元中的至少一个或多个电流单元将根据第一电流的第一电荷与根据第二电流的第二电荷之间的差值保持为差分电荷信息；参考电压生成电路，生成作为比较对象的参考电压；以及比较电路，将根据差分电荷信息的确定电压与参考电压进行比较，以输出比较结果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
半导体设备及其控制方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年11月1日提交的日本专利申请号2021
‑
178797的优先权，其内容通过引用并入到本申请中。

技术介绍

[0003]本公开涉及一种半导体设备，具体地涉及一种具有数模转换器的半导体设备。
[0004]数码相机用透镜捕获物体，并且在固态图像传感器上形成光学图像。在这种固态图像传感器中，大致有两种类型的CCD(电荷耦合设备)图像传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器。从使相机具有高性能的角度来看，CMOS图像传感器正受到关注，它易于安装CMOS电路作为外围电路进行图像处理。CMOS图像传感器包括模拟图像传感器和数字图像传感器。两者都具有优点和缺点，但从数据处理速度的角度来看，对数字图像传感器有很高的期望。
[0005]数字图像传感器为像素阵列的每个列提供A/D(模拟到数字)转换器(参见专利文献1(日本专利申请公开号2020
‑
120310))。

技术实现思路

[0006]在这方面，为了设计高灵敏度A/D转换器，将高准确性D/A转换器的输出电压与模拟像素信号的电压进行比较是很重要的。为此，需要对D/A转换器的输出电压进行测试。然而，由于芯片内部的固定电压的波动(噪声分量)的影响，即使高度准确的外部电源被用作测试的参考电压时，上述测试也可能无法被正确进行(执行)，因为噪声分量未被消除。
[0007]本公开提供了一种可以对D/A转换器进行高度准确的测试的半导体设备及其控制方法。
[0008]通过本说明书和附图的描述，本专利技术的其他问题和新颖性特性将变得显而易见。
[0009]根据一个实施例，一种半导体设备具有：数模转换器，被设置有多个电流单元；以及测试电路，电连接至数模转换器，并且测试数模转换器。测试电路包括：电荷信息保持电路，通过多个电流单元中的至少一个或多个电流单元，将根据第一电流的第一电荷与根据第二电流的第二电荷之间的差值保持为差分电荷信息；参考电压生成电路，生成作为比较对象的参考电压；以及比较电路，将根据差分电荷信息的确定电压与参考电压进行比较，以输出比较结果。
[0010]根据一个实施例，一种用于半导体设备的控制方法是用于包括数模转换器和测试电路的半导体设备的控制方法，数模转换器被设置有多个电流单元，测试电路电连接至数模转换器以测试数模转换器。上述的控制方法包括：通过多个电流单元中的至少一个或多个电流单元将根据第一电流的第一电荷与根据第二电流的第二电荷之间的差值保持为差分电荷信息的步骤；生成作为比较对象的参考电压的步骤；以及将根据差分电荷信息的确定电压与参考电压进行比较以输出比较结果的步骤。
[0011]根据一个实施例，可以针对D/A转换器进行高度准确的测试。
附图说明
[0012]图1是用于解释基于实施例的成像设备1的配置的图。
[0013]图2是示出了根据实施例的A/D转换器11和参考电压生成电路5的每个配置的框图。
[0014]图3是用于解释根据实施例的作为灯信号(lamp signal)的参考电压VOUT的特性的图。
[0015]图4A是用于解释根据实施例的电流DAC 8的配置的图。
[0016]图4B是用于解释根据实施例的电流DAC 8的配置的图。
[0017]图5A是用于解释根据实施例的DA转换器的DNL测试的图。
[0018]图5B是用于解释根据实施例的DA转换器的DNL测试的图。
[0019]图5C是用于解释根据实施例的DA转换器的DNL测试的图。
[0020]图6是用于解释根据实施例的测试电路6的配置的图。
[0021]图7是用于解释根据实施例的非反相放大器402的配置的图。
[0022]图8是用于解释根据实施例的DNL测试时参考电荷信息被存储在参考电压生成电路400中的情况的图。
[0023]图9是用于解释根据实施例的在DNL测试时差分电荷信息被存储在电荷信息保持电路300中的情况的图(No.1)。
[0024]图10是用于解释根据实施例的在DNL测试时差分电荷信息被存储在电荷信息保持电路300中的情况的图(No.2)。
[0025]图11是用于解释根据实施例的在DNL测试时差分电荷信息的DNL规格(spec)下限测试的图。
[0026]图12是用于解释根据实施例的在DNL测试时差分电荷信息的DNL规格上限测试的另一图。
[0027]图13是用于解释根据实施例的DA转换器的INL测试的图。
[0028]图14是用于解释根据实施例的在INL测试时参考电荷信息被存储在参考电压生成电路400中的情况的图。
[0029]图15是用于解释根据实施例的在INL测试时差分电荷信息被存储在电荷信息保持电路300中的情况的图(No.1)。
[0030]图16是用于解释根据实施例的在INL测试时差分电荷信息被存储在电荷信息保持电路300中的情况的图(No.2)。
[0031]图17是用于解释根据实施例的在INL测试时的差分电荷信息的极性的确定的图。
[0032]图18是用于解释根据实施例的差分电荷信息的INL规格下限测试的图。
[0033]图19是用于解释根据实施例的差分电荷信息的INL规格上限测试的图。
[0034]图20是用于解释根据实施例的DA转换器的增益误差测试的图。
[0035]图21是用于解释根据实施例的参考电荷信息被存储在参考电压生成电路400中的情况的图。
[0036]图22是用于解释根据实施例的在增益误差测试时差分电荷信息被存储在电荷信息保持电路300中的情况(No.1)的图。
[0037]图23是用于解释根据实施例的在增益误差测试时差分电荷信息被存储在电荷信
息保持电路300中的情况的图(No.2)。
[0038]图24是用于解释根据实施例的在增益误差测试时的差分电荷信息的极性的确定的图。
[0039]图25是用于解释根据实施例的增益误差规格下限测试的图。
[0040]图26是用于解释根据实施例的增益误差规格上限测试的图。
具体实施方式
[0041]本公开的实施例将参照附图详述。顺便提及，附图中的相同或对应部分由相同的附图标记表示，并且其描述不会被重复。
[0042]图1是用于解释基于实施例的成像设备1的图。
[0043]参照图1，根据实施例的成像设备1是形成在半导体衬底上的半导体设备，并且如图1所示，包括像素阵列2、行选择电路3和控制电路10。
[0044]像素阵列2包括以多个行和多个列布置的多个像素电路P、被分别提供以与多个行相对应的多个控制线、以及被分别提供以与多个列相对应的多个信号线。每个像素电路P输出采样像素信号VA，采样像素信号VA具有与入射光量相对应的电压。每个像素电路P连接至对应行中的控制线CL和对应列中的信号线SL。多个控制线CL连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体设备，包括：数模转换器，被设置有多个电流单元；以及测试电路，电连接至所述数模转换器，并且测试所述数模转换器，其中所述测试电路包括：电荷信息保持电路，通过所述多个电流单元之中的至少一个或多个电流单元，将根据第一电流的第一电荷与根据第二电流的第二电荷之间的差值保持为差分电荷信息；参考电压生成电路，生成作为比较对象的参考电压；以及比较电路，将根据所述差分电荷信息的确定电压与所述参考电压进行比较，以输出比较结果。2.根据权利要求1所述的半导体设备，其中所述电荷信息保持电路包括：第一电容器，具有相对于所述第一电容器相对设置的第一电极和第二电极；以及开关，能够将根据所述第一电流、并且连接至所述第一电容器的所述第一电极的电流路径切换到根据所述第二电流、并且连接至所述电容器的所述第二电极电流路径。3.根据权利要求2所述的半导体设备，其中通过调整用于在所述多个电流单元中的至少一个或多个电流单元与所述第一电容器之间形成电流路径的时间，所述测试电路改变保持在所述电容器中的所述差分电荷信息。4.根据权利要求2所述的半导体设备，其中所述参考电压生...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤航，森下玄，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：