60Co-γ射线和电子束对CCD辐射效应的比较研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Roy163
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
CCD是一种具有高灵敏度的固态光学成像器件,其被广泛应用于空间侦查和深空探索任务中。由于器件所处的空间环境中散布着大量宇宙射线,它们轰击电子元器件会诱发辐射损伤,严重时引起性能退化、或功能失效甚至器件损毁,这严重威胁着CCD的应用性能和可靠性。同时真实空间环境中辐射的累积是一个剂量率低且漫长的过程,而地面加速辐照实验中通常采用高剂量率辐照,如果器件存在低剂量率损伤增强效应,现存地面模拟实验将高估器件在真实环境中的抗辐射能力,这将给航天任务带来极大的隐患。因此为了准确评估器件在真实环境中的抗辐射能力,有必要针对CCD在不同粒子辐照下的辐射效应和低剂量率环境辐照下的效应进行深入研究。  本文针对具有埋沟工艺、复合栅结构且工作在MPP模式下的CCD进行了两种辐照源下的辐射效应研究,获得了CCD在60Co-γ射线和电子束辐照下的辐射损伤特性,其中考察的特征参数包括:电荷转移效率、暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压和光谱响应,并采用科学的实验手段和合理的数据分析方法,探讨了各参数变化的原因。同时根据实验结果和半导体辐射损伤理论,获得不同粒子辐照下参数退化与辐射损伤的关系,初步确定了位移效应和电离效应对器件参数退化的贡献能力。  通过研究得到以下结果:  1)暗信号是60Co-γ辐照下最敏感的参数,本款器件的暗信号存在低剂量率损伤增强效应。辐照和退火数据显示,低剂量率辐照下的暗信号增量是高剂量率辐照加等时退火后的15倍。在随后的高温100℃退火过程中,95%的暗信号可以在48小时内退火,因考MOS结构器件低剂量率增强效应主要受氧化物陷阱电荷和界面陷阱电荷的共同作用,且界面态在100℃不发生明显退火,从而初步认为界面态对暗信号的贡献度不超过5%,低剂量率损伤增强效应主要与氧化物电荷的积累有关。  2)电荷转移效率是均随电子和60Co-γ总剂量的增加而减小,且电子辐照后退化的更明显。对于电子辐照,电荷转移效率在常温退火中有明显波动,但经过高温100℃退火后电荷转移效率变得很稳定,考虑到稳定缺陷大规模退火温度在150℃以上,实验100℃退火不足以使缺陷量明显减少,因此电荷转移效率在这个过程中表现的很稳定。对于60Co-γ辐照,电荷转移效率退化主要受界面态陷阱作用的影响,由于器件工艺对界面陷阱生长有很好的抑制作用,这使的60Co-γ射线辐照下的电荷转移效率不产生明显变化。  3)饱和输出电压在不同辐照环境下均随总剂量的增加而降低,且在随后的常温和高温退火中表现稳定。由于饱和输出电压主要受耗尽层深度和输出放大器的影响,而实验中氧化物陷阱电荷在高温下基本退火,因此认为氧化层电荷对耗尽层深度的影响不大,饱和输出电压的变化主要受输出放大器的影响。  4)通过60Co-γ射线和电子辐照实验表明,埋沟工艺、复合栅结构及MPP工作模式的CCD可以有效的抑制界面态对在载流子的影响,同时复合栅结构对CCD抗辐射损伤起到一定作用。
其他文献
红外成像探测系统仿真是一种基于红外动态仿真技术的内场测试手段,在一定程度上弥补了外场试验中费用高昂、适应性差、以及实时测试条件不全面的缺点,通过在内场模拟被测试系统
为进一步降低高炉炼铁燃料成本,西宁特钢积极寻求周边性价比高的烟煤资源,并不断提高烟煤混喷比例.从2015年使用宏昌烟煤开始至2016年6月,烟煤混喷比例最高达到了75%.在提高烟
随着微波毫米波集成电路工作频率的不断升高,硅衬底的高频传输损耗急剧恶化。通过研究新材料、探索新工艺降低硅基电路的高频损耗具有十分重要的意义和应用前景。本文以新型材
学位
通过介绍INBA法渣处理系统在山钢日照新建的5 100 m3高炉上的应用,从设计、施工角度阐明INBA法渣处理系统在新建大型高炉中施工实践及需注意的问题.
以汽车缸盖某厂T6热处理炉为研究对象,以锅炉机组热力计算标准方法为基础,结合热处理炉的结构及特点,对其热力计算原理及方法进行认真和详细地分析研究,并建立热力计算模型.
A new m × m matrix Kaup-Newell spectral problem is constructed from a normal 2 × 2 matrix Kaup-Newell spectral problem, a new integrable decomposition of the
针对干熄炉耐火内衬易破损的情况,采用各种技术措施、施工工艺对耐火内衬快速大修,以提高干熄炉生产效率.采用电子信息技术,在线监测破损状况,提前制定修补方案.利用干熄炉环
本课题的研究背景基于紫外目标光谱探测技术研究展开,该项研究对于了解海洋溢油的紫外目标特性以及为今后紫外遥感仪器确定探测波段具有重要意义。现有大部分对海洋溢油的监测
电力电子技术的研究对象是电能的输送、转换和控制,电力电子器件是电力电子系统的核心元件。随着电力电子技术的快速发展,硅材料本身的局限性日益凸显,基于硅材料的电力电子器件
学位
自2009年以来,工业和信息化部持续发布工业节能技术装备产品推荐目录,组织开展系列节能技术交流推广活动,加快高效节能技术装备产品推广应用,促进企业节能降耗、降本增效,实
期刊