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电荷耦合器件的γ辐照剂量率效应研究: 2016年; 对电荷耦合器件进行了不同剂量率的γ辐照实验,通过多种参数的测试探讨了剂量率与电荷耦合器件性能退化的关系,并对损伤的物理机理进行分析。辐照和退火结果表明:暗信号和暗信号非均匀性是γ辐照的敏感参数,电荷转移效率和饱和输出电压随剂量累积有缓慢下降的趋势;暗场像素灰度值整体抬升,像元之间的差异显著增加;电荷耦合器件的暗信号增量与剂量率呈负相关性,器件存在潜在的低剂量率损伤增强效应。分析认为,剂量率效应是由界面态和氧化物陷阱电荷竞争导致的。通过电子-空穴对复合模型、质子输运模型和界面态形成对机理进行了解释。; 武大猷文林汪朝敏何承发郭旗李豫东曾俊哲汪波刘元; 关键词：电荷耦合器件

质子与中子辐照对电荷耦合器件暗信号参数的影响及其效应分析被引量：1: 2015年; 对科学级电荷耦合器件(charge-coupled device,CCD)进行了质子和中子辐照试验及退火试验,应用蒙特卡洛方法计算了质子和中子在CCD中的能量沉积,分析了器件的辐射损伤机理.仿真计算了N+埋层内沉积的位移损伤剂量,辐照与退火试验过程中主要考察暗信号的变化规律.研究结果显示,质子与中子辐照均会引发暗信号退化,其退化的规律与位移损伤剂量变化一致;退火后,质子辐照所致CCD暗信号大幅度恢复,其体暗信号增加量占总暗信号增加量的比例最多为22%;中子辐照引发的暗信号增长主要为体暗信号.质子和中子在N+埋层产生相同位移损伤剂量的情况下,两者导致的体暗信号增长量相同,质子与中子辐照产生的体缺陷对体暗信号增长的贡献是同质的.; 曾骏哲李豫东文林何承发郭旗汪波玛丽娅魏莹王海娇武大猷王帆周航; 关键词：电荷耦合器件质子辐照中子辐照

电子辐照深亚微米MOS晶体管的总剂量效应: 2015年; 为了研究电子辐照导致CCD参数退化的损伤机理,以及CCD内不同沟道宽长比的NMOSFET的辐射效应,将与CCD同时流片的两种不同沟道宽长比的深亚微米NMOSFET进行电子辐照实验。分析了电子辐照导致NMOSFET阈值电压和饱和电流退化的情况,以及器件的辐射损伤敏感性。实验结果表明,电子辐照导致两种NMOSFET器件的参数退化情况以及辐射损伤敏感性类似。导致器件参数退化的主要原因是界面陷阱电荷,同时氧化物陷阱电荷表现出了一定的竞争关系。实验结果为研究CCD电子辐照导致的辐射效应提供了基础数据支持。; 文林李豫东郭旗孙静任迪远崔江维汪波玛丽娅; 关键词：深亚微米 NMOSFET 电子辐照总剂量效应

深亚微米N沟道MOS晶体管的总剂量效应被引量：1: 2015年; 为了研究深亚微米工艺CCD的辐射效应特性,了解因器件特征尺寸变小引入的新效应,对0.18μm商用工艺线上流片的不同沟道宽长比的N型沟道MOSFET器件进行了60Co-γ射线辐照实验,这些NMOSFET与CCD内的MOSFET结构相同。分析了辐照后由于总剂量效应导致的NMOSFET参数退化情况以及参数的常温和高温退火行为。实验结果表明,深亚微米工艺器件的辐射耐受性相比大尺寸器件明显增强,不同沟道宽长比的器件表现出的总剂量效应差异显示了器件具有明显的窄沟效应,界面陷阱电荷在新型器件的总剂量效应中起主导作用。研究结果为大面阵CCD的辐射效应研究和辐射加固设计提供了理论支持。; 文林李豫东郭旗孙静任迪远崔江维汪波玛丽娅; 关键词：深亚微米 NMOSFET 总剂量效应

质子辐射下互补金属氧化物半导体有源像素传感器暗信号退化机理研究被引量：6: 2015年; 对某国产0.5μm工艺制造的互补金属氧化物半导体有源像素传感器进行了10 Me V质子辐射试验,当辐射注量达到预定注量点时,采用离线的测试方法,定量测试了器件暗信号的变化情况.试验结果表明,随着辐射注量的增加暗信号迅速增大.采用MULASSIS(multi-layered shielding simulation software)软件计算了电离损伤剂量和位移损伤剂量,在与γ辐射试验数据对比的基础上,结合器件结构和工艺参数,建立了分离质子辐射引起的电离效应和位移效应理论模型,深入分析了器件暗信号的退化机理.研究结果表明,对该国产器件而言,电离效应导致的表面暗信号和位移效应导致的体暗信号对整个器件暗信号退化的贡献大致相当.; 汪波李豫东郭旗刘昌举文林任迪远曾骏哲玛丽娅

温度对4管像素结构CMOS图像传感器性能参数的影响被引量：3: 2016年; 为了对4管像素结构CMOS图像传感器的空间应用提供可靠性指导,对4管像素结构的CMOS图像传感器进行了-40~80℃的变温实验,着重分析了样品器件的转换增益、满阱容量、饱和输出和暗电流等参数随温度的变化规律。实验结果表明,随着温度的升高,样品器件的转换增益从0.026 54 DN/e下降到0.023 79 DN/e,饱和输出从4 030 DN下降到3 396 DN,并且暗电流从22.9 e·pixel-1·s-1增长到649 e·pixel-1·s-1。其中器件转换增益的减小应主要归因于载流子迁移率随温度升高而下降使得像素后端读出电路增益降低;饱和输出的降低则是因为转换增益的降低,因为转换增益随温度变化对饱和输出的影响要大于满阱容量随温度变化对饱和输出的影响。; 王帆李豫东郭旗汪波张兴尧; 关键词：CMOS图像传感器转换增益暗电流温度

CCD与CMOS图像传感器辐射效应测试系统被引量：37: 2013年; 研制了中荷耦合器件（CCD）与互补金属氧化物半导体有源像素图像传感器（CMOS APS）辐射效应测试系统,用于研究CCD、CMOS APS图像传感器的辐射效应并准确评估器件的空间辐射环境适应性.该系统采用光机电一体化结构设计,包括光电响应性能检测、光谱检测、控制及数据处理3个分系统,可对器件的光电响应性能、光谱特性进行全面的定量测试与分析.系统的光谱分辨率为1 nm,工作波段为0.38～1.1 μm.目前,该系统与新疆理化所现有的辐照装置结合,构成了光电成像器件辐射效应模拟试验与抗辐射性能评估平台,已为国产宇航CCD与CMOS APS图像传感器的研制、空间应用部门的成像器件选型工作提供了多次考核评估试验.应用情况表明,该系统可定量检测与评价CCD、CMOS APS图像传感器的辐射效应与抗辐射性能,为深入开展光电成像器件的辐射效应研究提供了完善的试验研究条件.; 李豫东汪波郭旗玛丽娅任建伟; 关键词：CCD CMOS APS

质子辐照导致科学级电荷耦合器件电离效应和位移效应分析被引量：11: 2015年; 针对卫星轨道上的空间环境辐射引起电子元器件参数退化问题,为了研究光电器件空间辐射效应、损伤机理以及参数退化规律,对某国产埋沟科学级电荷耦合器件(charge-coupled devices,CCD)进行了10 Me V质子辐照试验、退火试验及辐射效应理论模型研究.试验过程中重点考察了器件的暗信号和电荷转移效率特性的变化.试验结果表明,器件的主要性能参数随着质子辐照注量的增大明显退化,在退火过程中这些参数均有不同程度的恢复.通过对CCD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,推导了器件敏感参数随质子辐照注量变化的理论模型,得到了暗信号及电荷转移效率随辐照注量退化的半经验公式.上述工作可为深入开展CCD抗辐射性能预测、抗辐射工艺改进与结构优化提供重要参考.; 文林李豫东郭旗任迪远汪波玛丽娅; 关键词：电荷耦合器件质子辐照

CMOS有源像素传感器的中子辐照位移损伤效应被引量：4: 2015年; 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。; 汪波李豫东郭旗文林孙静王帆张兴尧玛丽娅; 关键词：中子辐照

电荷耦合器件中子辐照诱发的位移效应被引量：2: 2016年; 为研究电荷耦合器件空间辐照效应、参数退化机理,对国产64×64像元电荷耦合器件进行了中子辐照位移损伤效应研究。样品在中子辐照下,暗信号、暗信号非均匀性和电荷转移效率等关键性能参数退化显著。研究结果表明:暗信号的退化是由于中子辐照产生的体缺陷能级在耗尽层中充当复合-产生中心,增大了热载流子的产生率所致,而各像素单元暗信号退化的不一致性使暗信号非均匀性增大;电荷转移效率显著减小则是由于中子辐照在转移沟道中产生的体缺陷不断捕获、发射电子所引起。在整个实验过程中,饱和输出电压的退化可以忽略不计,表现出较好的抗位移损伤能力。; 汪波李豫东郭旗汪朝敏文林; 关键词：电荷耦合器件中子辐照

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