[发明专利]辐照后互补金属氧化物半导体有源像素传感器满阱的测试方法

摘要

本发明涉及一种辐照后互补金属氧化物半导体有源像素传感器满阱的测试方法，该方法涉及装置是由静电试验平台、积分球光源、三维样品调整台、样品测试板、互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品、直流电源和计算机组成，当样品辐照前的饱和输出小于4000DN时，通过计算样品辐照后所有像素位置的亮场平均灰度值与暗场平均灰度值的差值，绘制光响应曲线，光响应曲线在达到饱和时的像素输出灰度值即为饱和输出，将该值除以转换增益即求解出辐照后样品的满阱。当样品辐照前的饱和输出大于等于4000DN时，将样品中可编程增益放大器的增益调到小于1后才能求解出正确的满阱。本发明操作方便简单，可以直观的看出辐照后器件动态范围、信噪比、灵敏度等性能指标的变化。

主权项

1.一种辐照后互补金属氧化物半导体有源像素传感器满阱的测试方法，其特征在于，该方法中涉及装置是由静电试验平台、积分球光源、三维样品调整台、样品测试板、互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品、直流电源和计算机组成，在静电试验平台（1）上分别设有积分球光源（2）和三维样品调整台（3），在三维样品调整台（3）上固定有样品测试板（4），在样品测试板（4）上放置互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品（5），样品测试板（4）与直流电源（6）连接，静电试验平台（1）与计算机（7）连接，该方法中涉及辐射前互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品（5）的饱和输出小于4000DN，或饱和输出大于等于4000DN的测试；所述辐射前互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品（5）的饱和输出小于4000DN的测试，具体操作按下列步骤进行：a、当辐射前互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品（5）的饱和输出为辐照前暗场平均灰度值的20倍，并且该饱和输出小于4000DN，将辐照后的互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品（5）固定在样品测试板（4）上，再将样品测试板（4）分别与直流电源（6）和计算机（7）相连，开始进行暗场测试，暗场测试时需关闭积分球光源（2），并同时关闭测试室中其他照明光源，并用不透光的黑盒罩盖住互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品（5）；b、暗场条件下，在计算机测试软件上设置积分时间范围并在此范围内等间隔取15个点，每个积分时间下由图像传感器采20帧2048 ×2040的灰度图像，通过测试软件获得20组2048×2040的灰度值矩阵，计算辐照后所有像素位置的暗场平均灰度值；c、亮场条件下：打开积分球光源（2），并保持测试室中其他照明光源关闭，在步骤b设置的积分时间范围内等间隔取15个点，每个积分时间下由图像传感器采20帧2048×2040的灰度图像，通过测试软件可以获得20组2048×2040的灰度值矩阵，计算辐照后所有像素位置的亮场平均灰度值；d、以积分时间为横坐标，以辐照后所有像素位置的亮场平均灰度值与所有像素位置的暗场平均灰度值的差值作为纵坐标，绘制光响应曲线，所述光响应曲线在达到饱和时的像素输出灰度值除以转换增益即为满阱；所述辐射前互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品（5）的饱和输出大于等于4000DN的测试，具体操作按下列步骤进行：a、当辐射前互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品（5）的饱和输出大于等于4000DN，则辐照后互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品（5）的满阱需要将互补金属氧化物半导体样品有源像素传感器（5）内部结构中可编程增益放大器的增益调到小于1后，将辐照后的互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品（5）固定在样品测试板（4）上，再将样品测试板（4）分别与直流电源（6）和计算机（7）相连，开始进行暗场测试，暗场测试时需关闭积分球光源（2），并同时关闭测试室中其他照明光源，并用不透光的黑盒罩盖住互补金属氧化物半导体有源像素传感器样品（5）；b、暗场条件下，在计算机测试软件上设置积分时间范围并在此范围内等间隔取15个点，每个积分时间下由图像传感器采20帧2048×2040的灰度图像，通过测试软件获得20组2048×2040的灰度值矩阵，计算辐照后所有像素位置的暗场平均灰度值；c、亮场条件下：打开积分球光源（2），并保持测试室中其他照明光源关闭，在步骤b设置的积分时间范围内等间隔取15个点，每个积分时间下由图像传感器采20帧2048×2040的灰度图像，通过测试软件可以获得20组2048×2040的灰度值矩阵，计算辐照后所有像素位置的亮场平均灰度值；d、以积分时间为横坐标，以辐照后所有像素位置的亮场平均灰度值与所有像素位置的暗场平均灰度值的差值作为纵坐标，绘制光响应曲线，所述光响应曲线在达到饱和时的像素输出灰度值除以转换增益即为满阱。