本文针对图像传感器在空间辐射环境中电学性能退化问题,采用蒙特卡罗方法基于互补金属氧化物半导体(CMOS)APS器件建立几何模型,开展不同能量质子与靶原子的相互作用过程研究.通过研究不同能量质子辐照下初级碰撞原子的能谱分布及平均位移损伤能量沉积随质子能量的变化,讨论不同能量质子及空间站轨道质子能谱下在CMOS APS器件中位移损伤的差异.计算结果表明:随着入射质子能量的增大,辐照产生的初级碰撞原子的最大能量及核反应产生的初级碰撞原子(PK A)对位移损伤能量沉积的贡献逐步增加;对于大于1 MeV的质子辐照,CMOS APS器件中位移损伤研究可忽略氧化层的影响;不同能量的质子和CREM E96程序中空间站轨道质子能谱下器件中位移损伤能量沉积分布结果显示,3.5 MeV质子与该空间站轨道质子能谱在器件敏感区中产生的总位移损伤能量沉积相近.该工作对模拟空间站轨道质子辐照下电子器件暗电流增长研究中辐照实验的能量选择,提供了参考依据.

位移损伤;互补金属氧化物半导体APS;非电离能量损失;空间站轨道

西安交通大学 核科学与技术学院,陕西 西安 710049

[1]臧航;刘方;贺朝会;谢飞;白雨蓉;黄煜;王涛-.基于GEANT4模拟分析不同能量质子在CMOS APS中的位移损伤研究)[J].原子能科学技术,2022(03):546-553

空间站轨道,质子能谱,CREM,E96,非电离能量损失

GEANT4,CMOS,APS,位移损伤,图像传感器,空间辐射环境,电学性能,性能退化,蒙特卡罗方法,互补金属氧化物半导体,几何模型,作用过程,过程研究,质子辐照,照下,谱分布,平均位移,能量沉积,下在,入射,大能量,核反应,PK,MeV,氧化层,中空,沉积分布,敏感区,总位移,沉积相,电子器件,暗电流,照实,能量选择

0.24162