[发明专利]一种基于CMOS图像传感器暗电流来定量质子电离损伤的方法

权利要求书

1.一种基于CMOS图像传感器暗电流来定量质子电离损伤的方法，其特征在于，包括下述步骤：

第一步，选取2只同晶圆批的CMOS图像传感器，分为A组、B组，测试每只CMOS图像传感器暗电流值作为暗电流初值，分别记为μ_A0、μ_B0，单位为e/s/pixel；

第二步，对A组的CMOS图像传感器进行70MeV质子辐照试验，辐照时器件加电方式与空间工作方式一致，当辐照注量累积到F_pi(单位为p/cm²)时，停止辐照，取出CMOS图像传感器测试暗电流值，记为μ_Ai，其中i＝1，2……m，m为大于等于2的整数，重复m次直至F_pi达到预设累积注量F，停止质子辐照试验；

第三步，对A组CMOS图像传感器进行结构分析，获取器件工艺、版图结构信息；

第四步，根据结构分析结果构建三维仿真模型，采用粒子输运软件Geant4计算注量为F_pi的70MeV质子入射器件后在CMOS图像传感器中沉积的非电离能损，并根据注量F_pi计算出位移损伤剂量，记为DD_i，单位为MeV/g；

第五步，采用粒子输运软件Geant4计算1MeV中子在CMOS图像传感器中沉积的非电离能损，根据位移损伤剂量DD_i计算出对应的中子注量F_ni；

第六步，对B组的CMOS图像传感器进行反应堆中子辐照试验，辐照时器件加电方式与上述质子辐照时保持一致，当辐照等效1MeV中子注量累积到F_ni时，停止辐照，测试CMOS图像传感器暗电流值，记为μ_Bi，重复m次直至F_ni达到预设累积注量F_n，停止反应堆中子辐照试验；

第七步，计算空间质子电离损伤△μ_i，计算方法为公式(1)

△μ_i＝μ_Ai-μ_Bi (1)

第八步，以质子辐照注量F_pi为横坐标，空间质子电离损伤△μ_i为纵坐标，绘制二维坐标图，并拟合△μ_i-F_pi的变化曲线，建立△μ_i-F_pi数理模型，解析二者之间的函数关系式。

2.根据权利要求1所述的基于CMOS图像传感器暗电流来定量质子电离损伤的方法，其特征在于，所述CMOS图像传感器为线阵CMOS图像传感器、面阵CMOS图像传感器、电荷耦合器件中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的基于CMOS图像传感器暗电流来定量质子电离损伤的方法，其特征在于，在第一步中，选取多于两只的偶数只同晶圆批的CMOS图像传感器，平均分为两组A组、B组。

4.根据权利要求1所述的基于CMOS图像传感器暗电流来定量质子电离损伤的方法，其特征在于，m为5。

5.根据权利要求1所述的基于CMOS图像传感器暗电流来定量质子电离损伤的方法，其特征在于，在第八步中，建立△μ_i-F_pi数理模型，解析二者之间的函数关系式，结合在轨退化数据，实现精准预判器件在轨性能退化趋势，提前做好防护措施。

6.根据权利要求1所述的基于CMOS图像传感器暗电流来定量质子电离损伤的方法，其特征在于，所述CMOS图像传感器为GSENSE2020BSI-M型CMOS图像传感器。

7.根据权利要求1所述的基于CMOS图像传感器暗电流来定量质子电离损伤的方法，其特征在于，所述暗电流测试的测试方法参照国际通用标准EMVA1288 R3.1版。

8.根据权利要求1所述的基于CMOS图像传感器暗电流来定量质子电离损伤的方法，其特征在于，用版本为EVM-V3.0的测试评估板测试器件的暗电流。

9.根据权利要求1所述的基于CMOS图像传感器暗电流来定量质子电离损伤的方法，其特征在于，所述结构分析包括内部芯片各层尺寸。