第二十一届全国核电子学与核探测技术学术年会

CMOS图像传感器辐照损伤效应研究进展

Not scheduled

12m

恩施华龙城大酒店 (湖北)

抗辐射电子学与电磁脉冲技术及其应用的研究成果

Speaker

Prof. 祖军 王 (Northwest Institute of Nuclear Technology)

Description

互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器（CMOS image sensor，CIS）是具有低成本、低功耗、高集程度、控制电路简单、信号可随机读取、兼容大规模集成电路制造工艺等优良性能的可见光固态图像传感器，目前已广泛应用于航空航天、核工业、粒子探测、安监安防、消费电子等诸多领域。然而，当CIS在空间辐射环境、核辐射环境、加速器及粒子探测辐射环境下工作时，其性能会遭受辐照损伤的影响，导致CIS性能退化，甚至出现功能失效，进而影响以CIS为核心元器件的探测、成像系统的可靠性。CIS的辐照损伤效应主要包括电离总剂量效应、位移效应、单粒子效应。本文分别从辐照效应试验技术、测试技术、仿真模拟、损伤机理等方面综述了CIS辐照损伤效应的研究进展，总结了当前CIS辐照损伤效应研究亟待解决的关键技术问题。重点介绍了CIS中子（西安脉冲反应堆、中国散裂中子源）、质子（西安200 MeV质子应用装置、中国原子能科学研究院回旋加速器质子、北京大学串列加速器质子）、伽马射线、X射线等粒子或射线的辐照效应实验及规律分析。此外，从CIS器件建模、时序驱动电路建模、辐照损伤效应建模、仿真模拟结果校验等方面探讨了CIS辐照损伤效应的仿真模拟方法。相关研究为CIS在辐射环境下应用时的辐照损伤评估、抗辐射加固设计提供了理论依据和试验技术支撑。