[发明专利]一种基于CMOS图像传感器暗电流来定量质子位移损伤的方法

权利要求书

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

第一步，选取偶数只同晶圆批的CMOS图像传感器，分为数量相同的A组B组这两组，测试每只所述CMOS图像传感器暗电流值作为暗电流初值，并计算A组、B组暗电流初值的平均值，分别记为μ_A0、μ_B0，单位为e/s/pixel；

第二步，对A组CMOS图像传感器分别进行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_i(单位为p/cm²)时，停止辐照，取出3只CMOS图像传感器分别测试暗电流并计算平均值，记为μ_Ai，其中i＝1，2……m，m＝5，重复m次直至F_i达到预设累积注量F，停止质子辐照试验；

第三步，取A组中一只器件对其进行结构分析，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_i的70MeV质子入射器件后在CMOS图像传感器中沉积的电离能损，记为T_i，单位为rad(Si)；

第五步，对B组的CMOS图像传感器分别进行⁶⁰Co-γ射线辐照试验，辐照时器件加电方式与上述质子辐照时保持一致，当辐照累积电离总剂量达到T_i时，停止辐照，取出CMOS图像传感器分别测试暗电流并计算平均值，记为μ_Bi，重复m次直至T_i达到预设累积电离总剂量T，停止⁶⁰Co-γ射线辐照试验；

第六步，计算空间质子位移损伤△μ_i，计算方法为公式(1)

△μ_i＝μ_Ai-μ_Bi (1)

第七步，以质子辐照注量F_i为横坐标，空间质子位移损伤△μ_i为纵坐标，绘制二维坐标图，并拟合△μ_i-F_i的变化曲线；

第八步，将目标空间质子注量统一折算成70MeV等效质子注量，结合△μ_i-F_i曲线图，得到定量的空间质子位移损伤。

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位移损伤的方法，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位移损伤的方法，其特征在于，在第一步中，选取6只同晶圆批的CMOS图像传感器，每组3只。

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位移损伤的方法，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位移损伤的方法，其特征在于，在第八步中，根据卫星型号轨道高度、倾角、发射年份，采用空间环境仿真软件预估在轨期间可能遭受的质子注量，从而得到所述目标空间质子注量。

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位移损伤的方法，其特征在于，在第八步中，得到定量的空间质子位移损伤后，判断任务周期内器件抗质子位移损伤能力是否满足要求，若不满足要求则采取精准的加固措施和防护方法。

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位移损伤的方法，其特征在于，所述CMOS图像传感器为GSENSE2020BSI-M型CMOS图像传感器。

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位移损伤的方法，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；用版本为EVM-V3.0的测试评估板测试器件的暗电流。