位移损伤诱发CMOS图像传感器电荷转移损失退化的理论模拟研究

摘要：

以4TPPD(4个晶体管的钳位光电二极管)型CMOS图像传感器为研究对象,开展注量为1×1011,3×1011,5×1011,7×1011,1×1012 neutron/cm2的中子辐照下损伤模拟的研究,建立CMOS图像传感器的器件模型和不同注量中子辐照后位移损伤的缺陷模型;采用相关双采样技术测量由亮到暗连续两帧时序脉冲下浮置节点(FD)的输出值,建立测量电荷转移损失(CTI)的模拟方法;获得CTI随中子辐照注量的变化关系,分析CTI随中子累积注量的变化规律,结合中子辐照效应实验验证中子辐照诱发CTI退化的理论模拟计算结果的有效性.研究结果表明,CMOS图像传感器的位移损伤敏感区域为空间电荷区域,中子辐照后会在空间电荷区中引入位移损伤缺陷,这些缺陷通过不断俘获和发射载流子,使信号电荷不能快速转移到FD中,造成电荷转移损失;电荷转移损失随着中子辐照注量的增加而增大,二者在一定范围内呈线性关系.

关键词：光学器件、CMOS图像传感器、电荷转移损失、位移损伤、数值模拟、实验验证

所属期刊栏目：42

分类号：TN43(微电子学、集成电路（IC）)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家重点实验室基金;国家重点实验室基金;国家重点实验室基金

在线出版日期：2022-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：265-273