1 中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室, 新疆电子信息材料与器件重点实验室, 中国科学院 新疆理化技术研究所, 新疆 乌鲁木齐830011
2 中国科学院大学, 北京100049
3 重庆光电技术研究所, 重庆400060
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。
电荷耦合器件 暗信号 低剂量率损伤增强效应 暗场像素统计 charge coupled device dark signal enhanced low-dosed rate sensitivity dark pixel statistics
1 中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室
2 电子信息材料与器件重点实验室 中国科学院新疆理化技术研究所，新疆 乌鲁木齐 830011
3 中国科学院大学，北京 100049
4 重庆光电技术研究所，重庆 400060
对国产工艺的电荷耦合器件进行了质子、中子、60Co-γ射线辐照试验，研究了不同粒子辐照对器件饱和输出电压的影响。试验结果显示在质子、γ射线辐照下，电荷耦合器件的饱和输出电压显著退化，而在1 MeV中子辐照下，饱和输出电压基本保持不变，表现出较好的抗中子能力。分析认为饱和输出电压的退化主要受电离总剂量效应影响，一方面辐射感生界面态导致阈值电压正向漂移使耗尽层可存储最大电荷量下降；另一方面电离辐射损伤使电荷耦合器件片上放大器增益减小导致饱和输出电压下降。
电荷耦合器件 高能粒子辐照 饱和输出电压 电离总剂量效应 charge coupled device high-energy particle irradiation saturation output voltage total ionizing dose effects
