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60Co-γ射线辐照CMOS有源像素传感器诱发暗信号退化的机理研究

汪波 李豫东 郭旗 刘昌举 文林 玛丽娅 孙静 王海娇 丛忠超 马武英

60Co-γ射线辐照CMOS有源像素传感器诱发暗信号退化的机理研究

汪波, 李豫东, 郭旗, 刘昌举, 文林, 玛丽娅, 孙静, 王海娇, 丛忠超, 马武英
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  • 对某国产0.5 μm CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)N阱工艺CMOS有源像素传感器的电离总剂量效应进行了研究,通过60Co-γ 射线辐照试验,着重分析了对辐射最敏感的暗信号和暗信号非均匀性随总剂量退化的物理机理. 实验发现,随着辐照剂量的增加,暗信号和暗信号非均匀性显著退化,并且静态偏置条件下器件的辐射损伤最大. 暗信号退化的主要原因是光电二极管pn结和复位晶体管源端N+ /Psub结表面边界周围的SiO2产生了大量的界面态;暗信号非均匀性显著退化是由于光电二极管的暗信号增大引起. 上述工作可为深入研究CMOS有源像素传感器的抗辐射加固及其辐射损伤评估提供参考.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11005152)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-08
  • 修回日期:  2013-11-13
  • 刊出日期:  2014-03-05

60Co-γ射线辐照CMOS有源像素传感器诱发暗信号退化的机理研究

  • 1. 中国科学院新疆理化技术研究所, 乌鲁木齐 830011;
  • 2. 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;
  • 3. 新疆电子信息材料与器件重点实验室, 乌鲁木齐 830011;
  • 4. 中国科学院大学, 北京 100049;
  • 5. 重庆光电技术研究所, 重庆 400060
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11005152)资助的课题.

摘要: 对某国产0.5 μm CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)N阱工艺CMOS有源像素传感器的电离总剂量效应进行了研究,通过60Co-γ 射线辐照试验,着重分析了对辐射最敏感的暗信号和暗信号非均匀性随总剂量退化的物理机理. 实验发现,随着辐照剂量的增加,暗信号和暗信号非均匀性显著退化,并且静态偏置条件下器件的辐射损伤最大. 暗信号退化的主要原因是光电二极管pn结和复位晶体管源端N+ /Psub结表面边界周围的SiO2产生了大量的界面态;暗信号非均匀性显著退化是由于光电二极管的暗信号增大引起. 上述工作可为深入研究CMOS有源像素传感器的抗辐射加固及其辐射损伤评估提供参考.

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