CMOS图像传感器质子位移损伤效应实验与分析

作     者：杨洁铖 殷倩 郭刚 张艳文 李理 钟向丽 Yang Jiecheng;Yin Qian;Guo Gang;Zhang Yanwen;Li Li;Zhong Xiangli

作者机构：湘潭大学材料科学与工程学院湖南湘潭411105 中国原子能科学研究院国家原子能机构抗辐照应用技术创新中心北京102413 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2024年第44卷第13期

页      面：297-305页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(12275230 12027813 U2167208) 

主　　题：CMOS图像传感器 质子 暗信号 随机电码信号 缺陷 

摘      要：为了分析不同能量质子辐射引发的位移损伤对CMOS图像传感器(CIS)参数影响的差异,以商用CIS为研究对象,在中国原子能科学研究院回旋加速器上开展了50 MeV和90 MeV质子辐照实验,分析了不同能量及注量的质子辐照下器件的暗信号、热像素和随机电码信号(RTS)等参数的退化规律。实验结果表明:平均暗信号的增加可以用位移损伤剂量等效,而相同位移损伤剂量下50 MeV质子辐照后表现出更大的暗信号非均匀性(DSNU)和热像素。像素间RTS现象是质子辐照后不同类型的缺陷所导致的。计算机辅助设计技术(TCAD)模拟结果表明深能级的点缺陷导致载流子浓度更高的热产生率,且团簇缺陷产生率高于简单点缺陷,产生率的不同导致像素间暗信号产生差异,进而产生DSNU和RTS现象。