[发明专利]用于CMOS图像传感器单粒子效应检测的设备及检测方法

说明书

本发明提供了一种用于CMOS图像传感器单粒子效应检测的设备及检测方法，本发明采用脉冲激光单粒子微束试验，可以准确定位到不同功能模块。根据器件版图工艺结构，对CMOS图像传感器不同子电路逐点扫描，实时监测、记录、识别器件不同区域发生单粒子效应时图像异常表现形式，获得单粒子效应异常图像特征库，建立CMOS图像传感器单粒子效应表征技术；本发明实现了在线实时识别不同的CMOS图像传感器单粒子效应，可在线实时检测CMOS图像传感器的单粒子瞬态、单粒子翻转、单粒子功能中断和单粒子锁定；本发明可实现图像实时无损传输，解决图像在传输过程中诸如噪声干扰、卡屏等问题。

技术领域

本发明涉及一种用于CMOS图像传感器单粒子效应检测的设备及检测方法。

背景技术

CMOS图像传感器的单粒子效应主要有单粒子翻转、单粒子瞬态、单粒子功能中断和单粒子锁定。CMOS图像传感器单片集成了光吸收、光电转换、电荷传输和信号处理等不同功能微结构，内部同时具有少子和多子器件，工作原理包含光学、电学过程，其单粒子效应表现形式与其他集成电路不同，由于缺少单粒子试验数据，目前对单粒子效应表现形式、损伤机制的认识尚不全面，使得CMOS图像传感器的抗单粒子性能与空间应用面临诸多新问题。CMOS图像传感器单粒子效应是制约其空间应用的关键因素。像素单元对单粒子效应的敏感程度超过一般数字电路，其单粒子效应的表现形式、失效模式与大规模集成电路有很大差异，现有单粒子效应物理模型和影响机理面临新的挑战。

研制CMOS图像传感器单粒子效应检测的设备，建立CMOS图像传感器单粒子效应检测方法，对CMOS图像传感器单粒子效应地面模拟试验方法与评估技术和试验标准的建立具有重要的指导作用，对宇航专用加固CMOS成像技术的发展具有深远的科学意义。

现有方法及装置仅针对CMOS图像传感器单粒子瞬态效应产生的白斑进行检测，无法对重离子辐照引起的单粒子锁定、单粒子翻转、单粒子功能中断等效应进行实时判别，因此该检测装置以及及方法仅对单粒子瞬态对于图像传感器的像素的影响进行监测无法满足航天型号的选型，不能用来客观评价CMOS图像传感器受重离子辐照后引起的单粒子锁定、单粒子翻转、单粒子功能中断等效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于CMOS图像传感器单粒子效应检测的设备及检测方法，能够解决现有的检测装置及方法仅对单粒子瞬态对于图像传感器的像素的影响进行监测无法满足航天型号的选型，不能用来客观评价CMOS图像传感器受重离子辐照后引起的单粒子锁定、单粒子翻转、单粒子功能中断等效应的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种用于CMOS图像传感器单粒子效应检测的设备，包括：

包括图像采集模块、辐照电路板、程控电源、路由器、主控计算机和远程控制计算机，其中，

图像采集模块置于辐照腔中，用于实现CMOS图像传感器供电控制、图像采集、实时无损传输；

主控计算机置于试验大厅，用于通过上位机软件控制所述程控电源，实现电流实时记录和限流保护，在单粒子锁定引起电源电流陡增的情况下，具有自主断电复位功能，具有CMOS图像传感器输出图像实时存储功能；

所述远程控制计算机置于测试大厅，通过所述路由器与主控计算机通信，具有图像在线监测、改变器件工作模式和功能中断在线重启的功能。

进一步的，在上述设备中，所述工作模式包括曝光时间和工作帧频。

根据本发明的另一面，提供一种用于CMOS图像传感器单粒子效应检测方法，采用如权利要求 1或2所述的用于CMOS图像传感器单粒子效应检测的设备，所述方法包括：