[发明专利]一种用于电离总剂量辐照后光电成像器件随机电报信号测试方法

说明书

本发明提供了一种用于电离总剂量辐照后光电成像器件随机电报信号的测试方法。该方法涉及装置是由暗室和样品测试板两部分组成。将样品测试板置于暗室内，将辐照后的CMOS图像传感器固定在样品锁紧座上，盖上遮光盖，接通电源，给样品测试板供电，通过计算机软件找到工作温度、像素电压、积分时间、采图频率、采图时长、窗口大小等条件与测试结果和试验数据量之间的关系，依据计算结果确定试验条件，完成随机电报信号的测试。本发明可以在实验室条件下完成电离总剂量产生随机电报信号的准确测试，适用范围广，方法简单，可操作性强。

技术领域

本发明涉及电子器件辐射效应检测技术领域，具体涉及一种用于光电成像器件电离总剂量辐照后随机电报信号的测试方法，属于微电子技术领域、抗辐射加固技术领域。

背景技术

在CCD、CMOS图像传感器中，随机电报信号(Random telegraph signal,RTS)指像素输出值随时间在两个或多个台阶之间随机波动的现象。星用图像传感器在执行空间成像任务时必然受到空间辐射环境中高能粒子(质子、电子和重离子等)的辐照，诱发各种辐射效应：电离总剂量效应、位移损伤效应和单粒子效应。位移损伤和电离总剂量效应会在图像传感器产生随机电报信号，导致器件有效分辨率下降，给在轨飞行时暗电流校准带来挑战，严重影响图像传感器的成像性能。因此，有必要开展辐射产生随机电报信号的研究，获得随机电报信号的效应规律，探索对应的抑制方法，为星用图像传感器的长期可靠应用提供技术支撑。

快速准确地测出辐照产生的随机电报信号是随机电报信号研究的难点。目前，国内外研究小组已经掌握了位移损伤产生随机电报信号的测试方法，但电离总剂量产生随机电报信号的测试技术只有国外个别小组掌握，国内尚未报道电离总剂量产生随机电报信号的测试方法。一方面电离总剂量产生随机电报信号具有跳变幅度小、时间常数大的特点，导致这类随机电报信号像素难以测试；另一方面国外研究小组选用定制器件作为试验样品，而且文献中只给出测试条件的设定值，没有给出测试条件的选择依据。因此，国外研究小组报道的关于电离总剂量效应产生随机电报信号的试验方法具有一定局限性，对于方便获取的商用器件是否适用仍需进一步研究。

本发明提出一种用于电离总剂量辐照后光电成像器件随机电报信号测试方法。该测试方法针对商用光电成像器件，给出了随机电报信号测试条件的选择依据，具有一定通用性。本发明解决了电离总剂量产生随机电报信号难以检测的问题，为深入分析光电成像器件随机电报信号提供了有效可行的方法。

发明内容

本发明目的在于，针对电离总剂量辐照产生的随机电报信号难以测试的问题，提供一种通用的用于电离总剂量辐照后光电成像器件随机电报信号测试方法。该方法涉及装置是由暗室和样品测试板两大部分组成，将样品测试板置于暗室内，将辐照后的CMOS图像传感器固定在样品锁紧座上，盖上遮光盖，接通电源，给样品测试板供电，通过计算机软件找到工作温度、像素电压、积分时间、采图频率、采图时长、窗口大小等条件与测试结果和试验数据量之间的关系，依据计算结果确定试验条件，完成随机电报信号的测试。本发明可以在实验室条件下完成电离总剂量产生随机电报信号的准确测试，适用范围广，方法简单，可操作性强。

本发明所述的一种用于电离总剂量辐照后光电成像器件随机电报信号测试方法，该方法涉及装置是由暗室(1)和样品测试板(2)两大部分组成，在样品测试板(2)上分别设置有电压调节模块(3)、遮光盖(4)、样品锁紧座(5)、传感器供电模块(6)、传感器偏置模块(7)、现场可编程门阵列(8)和供电端口(9)，电源(10)与供电端口(9)连接，样品锁紧座(5)分别与传感器供电模块(6)、传感器偏置模块(7)和现场可编程门阵列(8)连接，现场可编程门阵列(8)与计算机(11)连接，具体操作按下列步骤进行：