電荷耦合器件的γ輻照劑量率效應研究

武大猷,文　林,汪朝敏,何承發,郭　旗*,李豫東,曾俊哲,汪　波,劉　元

（1.中國科學院特殊環境功能材料與器件重點實驗室，新疆電子信息材料與器件重點實驗室，中國科學院新疆理化技術研究所，新疆烏魯木齊 830011；2.中國科學院大學，北京 100049； 3.重慶光電技術研究所，重慶 400060）

電荷耦合器件的γ輻照劑量率效應研究

武大猷1,2,文林1,汪朝敏3,何承發1,郭旗1*,李豫東1,曾俊哲1,2,汪波1,2,劉元1,2

（1.中國科學院特殊環境功能材料與器件重點實驗室，新疆電子信息材料與器件重點實驗室，中國科學院新疆理化技術研究所，新疆烏魯木齊 830011；2.中國科學院大學，北京 100049； 3.重慶光電技術研究所，重慶 400060）

對電荷耦合器件進行了不同劑量率的γ輻照實驗，通過多種參數的測試探討了劑量率與電荷耦合器件性能退化的關系，并對損傷的物理機理進行分析。輻照和退火結果表明：暗信號和暗信號非均勻性是γ輻照的敏感參數，電荷轉移效率和飽和輸出電壓隨劑量累積有緩慢下降的趨勢；暗場像素灰度值整體抬升，像元之間的差異顯著增加；電荷耦合器件的暗信號增量與劑量率呈負相關性，器件存在潛在的低劑量率損傷增強效應。分析認為，劑量率效應是由界面態和氧化物陷阱電荷競爭導致的。通過電子-空穴對復合模型、質子輸運模型和界面態形成對機理進行了解釋。

電荷耦合器件；暗信號；低劑量率損傷增強效應；暗場像素統計

1 引 言

電荷耦合器件（Charge coupled device，CCD）是一種具有MOS（Metal oxide silicon，MOS）結構的固態光學成像器件［1］，通過柵壓在氧化層下形成轉移勢壘，把耗盡層生成的光生電荷轉移到輸出放大器而輸出電學信號。……