本公開涉及半導體設備、用于控制半導體設備的方法和控制程序，并且涉及例如適于實現高質量操作的半導體設備、用于控制半導體設備的方法和控制程序。

背景技術：

1、一般而言，圖像傳感器至少包括多個像素；比較電路，該比較電路將指示與像素接收的光量相對應的電勢的像素信號(測量信號)與斜坡信號進行比較；以及計數器電路，該計數器電路對從比較電路開始比較像素信號和斜坡信號到像素信號與斜坡信號之間的匹配的時段進行計數。計數器電路的計數值被用作通過像素信號的ad轉換獲得的數字信號。

2、下面列出了所公開的技術。

3、[非專利文獻1]f.morishita等人，“用于監控攝像機的30.2-μvrms水平條紋噪聲8.3兆像素60幀/秒cmos圖像傳感器，內置偏斜松弛adc和片內可測試斜坡發生器”，《ieee固態電路雜志》，第57卷第10期，2022年10月

4、例如，非專利文獻1公開了與圖像傳感器相關的技術。

技術實現思路

1、要求圖像傳感器通過抑制噪聲來獲取高質量的圖像。此處，通過高速多次重復計數器電路對從比較電路開始像素信號與斜坡信號之間的比較到像素信號與斜坡信號之間的匹配的時段的計數操作，并且對獲得的計數值進行平均，來抑制噪聲。

2、然而，當計數器電路的計數操作加速時，表示計數值的多個位的波形塌縮，因此存在計數器電路的計數操作的精度下降的問題。根據本說明書和附圖的描述，其他問題和新穎特征將變得顯而易見。

3、根據本公開的半導體設備包括半導體芯片，其中該半導體芯片在其表面上包括：比較器電路，該比較器電路的一個端子被輸入測量信號，并且該比較器電路的另一個端子被輸入其電勢周期性線性變化的參考電壓信號；計數器電路，該計數器電路的計數值根據參考電壓信號的時間變化而變化；以及鎖存電路，該鎖存電路連接到比較器電路，并且在來自比較器電路的輸出信號改變的定時處存儲計數器電路的計數值，其中計數器電路包括：多相信號發生器，該多相信號發生器使參考時鐘信號的相位偏移，并且生成具有彼此不同相位的多個時鐘信號；以及多個觸發器電路，該多個觸發器電路連接到多相信號發生器并且彼此連續連接，并且其中多個觸發器電路包括第一級觸發器和第二級觸發器及后續觸發器，第一級觸發器接收末級中的觸發器的輸出信號的反相信號，并且第二級觸發器和后續觸發器中的每一個與多個時鐘信號中的每一個同步地接收前級中的觸發器的輸出信號，并且多個觸發器電路中的每一個的輸出信號被輸出作為計數值的計數信號。

4、根據本公開的用于控制半導體設備的方法是一種用于控制包括半導體芯片的半導體設備的方法，其中該半導體芯片在其表面上包括：比較器電路，該比較器電路的一個端子被輸入測量信號，并且該比較器電路的另一個端子被輸入其電勢周期性線性變化的參考電壓信號；計數器電路，該計數器電路的計數值根據參考電壓信號的時間變化而變化；以及鎖存電路，該鎖存電路連接到比較器電路，并且在來自比較器電路的輸出信號改變的定時處存儲計數器電路的計數值，其中計數器電路包括：多相信號發生器，該多相信號發生器使參考時鐘信號的相位偏移，并且生成具有彼此不同相位的多個時鐘信號；以及多個觸發器電路，該多個觸發器電路連接到多相信號發生器并且彼此連續連接，并且其中多個觸發器電路包括第一級觸發器和第二級觸發器及后續觸發器，第一級觸發器接收末級中的觸發器的輸出信號的反相信號，并且第二級觸發器和后續觸發器中的每一個與多個時鐘信號中的每一個同步地接收前級中的觸發器的輸出信號，并且多個觸發器電路中的每一個的輸出信號被輸出作為計數值的計數信號，該方法包括：促使比較器電路將作為黑色像素信號的黑色信號與參考電壓信號進行比較；促使鎖存電路鎖存第一計數值，該第一計數值是在從在比較器電路處開始黑色信號與參考電壓信號之間的比較到黑色信號與參考電壓信號之間的匹配的時段內的計數器電路的計數值；促使比較器電路將作為測量信號的像素信號與參考電壓信號進行比較；促使鎖存電路鎖存第二計數值，第二計數值是在從在比較器電路處開始像素信號與參考電壓信號之間的比較到像素信號與參考電壓信號之間的匹配的時段內的計數器電路的計數值；以及將第二計數值與第一計數值之間的差作為與像素信號相對應的數字信號來處理。

5、根據本公開的控制程序是促使計算機在半導體設備中執行控制處理的控制程序，該半導體設備包括半導體芯片，其中該半導體芯片在其表面上包括：比較器電路，該比較器電路的一個端子被輸入測量信號，并且該比較器電路的另一個端子被輸入其電勢周期性線性變化的參考電壓信號；計數器電路，該計數器電路的計數值根據參考電壓信號的時間變化而變化；以及鎖存電路，其連接到比較器電路，并且在來自比較器電路的輸出信號改變的定時處存儲計數器電路的計數值，其中計數器電路包括：多相信號發生器，該多相信號發生器使參考時鐘信號的相位偏移，并且生成具有彼此不同相位的多個時鐘信號；以及多個觸發器電路，該多個觸發器電路連接到多相信號發生器并且彼此連續連接，并且其中多個觸發器電路包括第一級觸發器和第二級觸發器及后續觸發器，第一級觸發器接收末級中的觸發器的輸出信號的反相信號，并且第二級觸發器和后續觸發器中的每一個與多個時鐘信號中的每一個同步地接收前級中的觸發器的輸出信號，并且多個觸發器電路中的每一個的輸出信號被輸出作為計數值的計數信號，該控制程序促使計算機執行以下處理：促使比較器電路將作為黑色像素信號的黑色信號與參考電壓信號進行比較；促使鎖存電路鎖存第一計數值，該第一計數值是在從在比較器電路處開始黑色信號與參考電壓信號之間的比較到黑色信號與參考電壓信號之間的匹配的時段內的計數器電路的計數值；促使比較器電路將作為測量信號的像素信號與參考電壓信號進行比較；促使鎖存電路鎖存第二計數值，該第二計數值是在從在比較器電路處開始像素信號與參考電壓信號之間的比較到像素信號與參考電壓信號之間的匹配的時段內的計數器電路的計數值；以及將第二計數值與第一計數值之間的差作為與像素信號相對應的數字信號來處理。

6、本公開可以提供能夠實現高質量操作的半導體設備、用于控制半導體設備的方法和控制程序。

技術特征：

1.一種包括半導體芯片的半導體設備，

2.根據權利要求1所述的半導體設備，

3.根據權利要求1所述的半導體設備，

4.根據權利要求3所述的半導體設備，

5.根據權利要求4所述的半導體設備，

6.根據權利要求1所述的半導體設備，還包括生成所述參考電壓信號的參考電壓信號生成電路，

7.根據權利要求6所述的半導體設備，

8.根據權利要求1所述的半導體設備，

9.根據權利要求1所述的半導體設備，

10.根據權利要求1所述的半導體設備，

11.根據權利要求1所述的半導體設備，

12.根據權利要求11所述的半導體設備，

13.根據權利要求12所述的半導體設備，

14.根據權利要求1所述的半導體設備，還包括控制電路，

15.根據權利要求14所述的半導體設備，

16.一種用于控制半導體設備的方法，所述半導體設備包括半導體芯片，

17.根據權利要求16所述的用于控制半導體設備的方法，所述方法還包括：

18.一種使計算機在半導體設備中執行控制處理的控制程序，所述半導體設備包括半導體芯片，

19.根據權利要求18所述的控制程序，使計算機執行以下處理：

技術總結
本公開涉及半導體設備、用于控制半導體設備的方法和控制程序。根據本公開的半導體設備包括：比較器電路；計數器電路；以及鎖存電路，該鎖存電路在比較器電路的輸出信號改變的時刻存儲計數器電路的計數值，計數器電路包括：多相信號發生器；以及多個觸發器電路，該多個觸發器電路包括第一級觸發器和第二級觸發器及后續觸發器，第一級觸發器接收末級中的觸發器的輸出信號的反相信號，并且第二級觸發器及后續觸發器中的每一者與多個時鐘信號中的每一者同步地接收前級中的觸發器的輸出信號，并且多個觸發器電路中的每一者的輸出信號被輸出作為計數值的計數信號。

技術研發人員：森下玄
受保護的技術使用者：瑞薩電子株式會社
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28