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^60Co-γ射线辐照CMOS有源像素传感器诱发暗信号退化的机理研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN432[电子电信—微电子学与固体电子学]
  • 作者机构:[1]中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐830011, [2]中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室,乌鲁木齐830011, [3]新疆电子信息材料与器件重点实验室,乌鲁木齐830011, [4]中国科学院大学,北京100049, [5]重庆光电技术研究所,重庆400060
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11005152)资助的课题~~
中文摘要:

对某国产0.5μm CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)N阱工艺CMOS有源像素传感器的电离总剂量效应进行了研究,通过^60Co-γ射线辐照试验,着重分析了对辐射最敏感的暗信号和暗信号非均匀性随总剂量退化的物理机理.实验发现,随着辐照剂量的增加,暗信号和暗信号非均匀性显著退化,并且静态偏置条件下器件的辐射损伤最大.暗信号退化的主要原因是光电二极管pn结和复位晶体管源端N+/Psub结表面边界周围的SiO2产生了大量的界面态;暗信号非均匀性显著退化是由于光电二极管的暗信号增大引起.上述工作可为深入研究CMOS有源像素传感器的抗辐射加固及其辐射损伤评估提供参考.

英文摘要:

A study of ionizing radiation efiects is presented for CMOS active pixel sensors manufactured in a 0.5-μm CMOS(complementary metal oxide semiconductor)by n-well technology. The basic mechanisms that may cause failure are also presented. After exposure in γ-rays, the most sensitive parts to radiation–dark signals and dark signal non-uniformity are discussed, i.e. the physical mechanism of the degradation by irradiation. One can see from the experiment that the mean dark signals are dramatically increased with total dose for both operated and static devices. Static device seems more afiected by irradiation than operated device. We find that most part of the total dark signal in a pixel comes from the depletion of the photodiode edge at the surface and the rest part is caused by the leakage of the source region of the reset transistor. Dark signal non-uniformity follows the dark current evolution with total dose. Further study of photodiode and LOCOS(local oxidation of silicon) isolation behaviors under irradiation should be done so as to correctly use this qualification techniques on MOS sensors manufactured in CMOS n-well technology process.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876