CMOS图像传感器中子位移辐照损伤效应仿真模拟研究

作者：王祖军; 杨勰; 赖善坤; 薛院院; 聂栩; 黄港; 贾同轩; 何宝平; 马武英; 缑石龙

来源：现代应用物理, 2022, 13(03): 152-159.

• PPD CMOS图像传感器
• 位移损伤
• 中子辐照
• 暗信号
• 电荷转移损失
• 仿真模拟

以180 nm工艺钳位光电二极管(PPD)像素结构的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)为研究对象，通过开展CIS像素单元的器件物理建模、中子辐照损伤效应建模，分别仿真模拟了不同中子辐照注量、不同积分时间、不同缺陷类型条件下，中子位移辐照损伤诱发CIS暗信号和电荷转移损失(CTI)的退化规律。仿真模拟结果表明：暗信号和CTI均随中子辐照注量增大而增大，在达到饱和阈值之前，均呈近似线性关系；在相同的中子辐照注量下，积分时间越长，暗信号越大，CTI越小；多空位中心(Ec-0.46 eV)、双空位中心(Ec-0.42 eV)、Ci-Oi中心(EV+0.36 eV)3种不同体缺陷对暗信号和CTI退化的影响程度不同，Ec-0.46 eV是诱发暗信号和CTI退化的主要因素。仿真模拟的变化趋势与辐照实验测试的变化趋势相吻合。该仿真模拟研究为深入揭示CIS中子位移辐照损伤效应机理及抗辐射加固技术研究提供了理论依据。

• 单位
  湘潭大学