高能质子辐照导致电荷耦合器件性能退化研究

作     者：李钰 文林 周东 李豫东 郭旗 LI Yu;WEN Lin;ZHOU Dong;LI Yu-dong;GUO Qi

作者机构：北京理工大学光电学院北京100081 中国科学院新疆理化技术研究所乌鲁木齐830011 

出 版 物：《现代应用物理》 (Modern Applied Physics)

年 卷 期：2021年第12卷第3期

页      面：145-150页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：天山青年计划资助项目(2018Q006) 中科院西部之光计划资助项目(2020-XBQNXZ-004) 国家科技重大专项资助项目(2014ZX01022-301) 

主　　题：高能质子 位移损伤效应 电荷耦合器件 非电离能损 热像素 

摘      要：针对空间环境中高能质子辐射导致电荷耦合器件(CCD)性能退化评估问题,开展能量高于60 MeV的质子辐照试验,考察了CCD的重要性能参数暗电流和电荷转移效率受质子辐照的退化情况及质子辐照后CCD的热像素产生情况。研究表明:高能质子辐照导致CCD性能退化的敏感参数包括暗电流、电荷转移效率和热像素;对于60 MeV和100 MeV的质子能量,当辐照注量达到5×10^(10) cm^(-2)时,暗电流和电荷转移效率出现了一定的退化,更加显著的退化表现在热像素的产生。分析发现,60 MeV和100 MeV质子辐照导致暗电流和电荷转移效率的退化可通过NIEL进行等效,而热像素产生则不能等效。因此,在进行高能质子辐照导致CCD性能退化评估时,需重点考察热像素产生情况,且应针对实际应用的辐射环境,使用合适的质子能量进行更具针对性的辐照试验。