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CMOS有源像素传感器的中子辐照位移损伤效应

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汪波, 李豫东, 郭旗, 文林, 孙静, 王帆, 张兴尧, 玛丽娅. 2015: CMOS有源像素传感器的中子辐照位移损伤效应, 强激光与粒子束, 27(9): 204-208. doi: 10.11884/HPLPB201527.094001
引用本文: 汪波, 李豫东, 郭旗, 文林, 孙静, 王帆, 张兴尧, 玛丽娅. 2015: CMOS有源像素传感器的中子辐照位移损伤效应, 强激光与粒子束, 27(9): 204-208. doi: 10.11884/HPLPB201527.094001
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2015: Neutron irradiation induced displacement damage effects on CMOS active pixel image sensor, High Power Lase and Particle Beams, 27(9): 204-208. doi: 10.11884/HPLPB201527.094001
Citation: 2015: Neutron irradiation induced displacement damage effects on CMOS active pixel image sensor, High Power Lase and Particle Beams, 27(9): 204-208. doi: 10.11884/HPLPB201527.094001
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CMOS有源像素传感器的中子辐照位移损伤效应

  • 中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室,乌鲁木齐830011;新疆电子信息材料与器件重点实验室,乌鲁木齐830011;中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐830011;中国科学院大学,北京100049

  • 中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室,乌鲁木齐830011;新疆电子信息材料与器件重点实验室,乌鲁木齐830011;中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐830011

Neutron irradiation induced displacement damage effects on CMOS active pixel image sensor

  • 摘要: 为研究空间高能粒子位移损伤效应引起的星用CMOS图像传感器性能退化,对国产CMOS有源像素传感器进行了中子辐照试验,当辐射注量达到预定注量点时,采用离线的测试方法,定量测试了器件的暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压、像素单元输出电压等参数的变化规律.通过对CMOS图像传感器敏感参数退化规律及其与器件工艺、结构的相关性进行分析,并根据半导体器件辐射效应理论,深入研究了器件参数退化机理.试验结果表明,暗信号和暗信号非均匀性随着中子辐照注量的增大而显著增大,饱和输出电压基本保持不变.暗信号的退化是因为位移效应在体硅内引入大量体缺陷增加了耗尽区内热载流子产生率,暗信号非均匀性的退化主要来自于器件受中子辐照后在像素与像素之间产生了大量非均匀性的体缺陷能级.另外,还在样品芯片上引出了独立的像素单元测试管脚,测试了不同积分时间下像素单元输出信号.
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出版历程
  • 刊出日期:  2015-09-30

CMOS有源像素传感器的中子辐照位移损伤效应

  • 中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室,乌鲁木齐830011;新疆电子信息材料与器件重点实验室,乌鲁木齐830011;中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐830011;中国科学院大学,北京100049
  • 中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室,乌鲁木齐830011;新疆电子信息材料与器件重点实验室,乌鲁木齐830011;中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐830011

摘要: 为研究空间高能粒子位移损伤效应引起的星用CMOS图像传感器性能退化,对国产CMOS有源像素传感器进行了中子辐照试验,当辐射注量达到预定注量点时,采用离线的测试方法,定量测试了器件的暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压、像素单元输出电压等参数的变化规律.通过对CMOS图像传感器敏感参数退化规律及其与器件工艺、结构的相关性进行分析,并根据半导体器件辐射效应理论,深入研究了器件参数退化机理.试验结果表明,暗信号和暗信号非均匀性随着中子辐照注量的增大而显著增大,饱和输出电压基本保持不变.暗信号的退化是因为位移效应在体硅内引入大量体缺陷增加了耗尽区内热载流子产生率,暗信号非均匀性的退化主要来自于器件受中子辐照后在像素与像素之间产生了大量非均匀性的体缺陷能级.另外,还在样品芯片上引出了独立的像素单元测试管脚,测试了不同积分时间下像素单元输出信号.

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