一项关于过渡剂量速率对互补金属氧化物半导体图像传感器读出电路的时间灵敏性的研究

科学领域:

• 太空探索技术的技术
• 半导体设备物理学 半导体设备物理
• 辐射对电子产品的影响

背景情况:

• 互补金属氧化物半导体 (CMOS) 图像传感器 (CIS) 对于太空应用至关重要,因为它们的集成性和成本效益.
• 在强烈的辐射环境中,CIS读出电路容易发生功能故障,特别是来自短暂的马辐射.
• 了解短暂剂量速率效应 (TDRE) 对于确保空间CIS的可靠性至关重要.

研究的目的:

• 在典型的CIS读出电路上研究过渡剂量速率效应 (TDRE).
• 分析不同剂量速率和TDRE发生时刻对光电信号的影响.
• 为了解CIS读出电路对短暂辐射的脆弱性提供见解.

主要方法:

• 利用技术计算机辅助设计 (TCAD) 用于设备模拟.
• 用于电路模拟的集成电路重点的使用模拟程序 (SPICE).
• 实施了双指数电流源故障注入方法来建模TDRE.

主要成果:

• 在低剂量速率下,CIS读出电路保持了数据采集和处理能力,对TDRE定时的信号敏感性.
• 在高剂量速率下,光电信号表现出显著的离散性,并对TDRE发生时刻保持敏感.
• 确定TDRE的时间是影响CIS读出电路性能的一个关键因素.

结论:

• 发生TDRE的时刻是影响CIS读出电路性能和辐射环境中的可靠性的关键因素.
• 根据剂量速率和时间,CIS读出电路对TDRE具有不同程度的弹性.
• 研究结果为未来对TDRE在太空应用电子电路方面的研究提供了宝贵的参考资料.