PPD CMOS图像传感器像素单元的总剂量效应仿真模拟研究
CMOS图像传感器作为航天器光学成像系统中的核心元器件,其在空间辐射环境中遭受到的总剂量辐照损伤问题备受关注,尤其是基于4晶体管钳位光电二极管(4T-PPD)CMOS图像传感器总剂量辐照诱发性能退化的问题。计算机仿真模拟是研究抗总剂量效应辐射加固技术的一种重要手段。
它不仅能再现在总剂量辐照诱发电子元器件内部敏感参数的演变过程,而且能有效甄别总剂量辐照诱发性能退化的敏感区域,对深入研究总剂量辐照损伤的物理机制具有重要意义。本文根据我国4T-PPD CMOS图像传感器总剂量效应研究现状,开展了4T-PPD CMOS图像传感器像素单元的总剂量效应仿真模拟及60Coγ射线总剂量地面模拟辐照试验研究,分析了辐射敏感参数的退化规律,揭示了总剂量辐照损伤机理。
本文主要内容如下:(1)基于4T-PPD CMOS图像传感器像素单元的实际几何结构、区域材料及掺杂等参数,利用TCAD软件构建了PPD像素单元模型,引入了光照模型、载流子迁移率模型、SRH复合模型、缺陷模型及γ射线辐射模型,实现了像素单元的动态转移过程、光电二极管的光电效应及基于正 ...