王祖军, 薛院院, 刘卧龙, 陈 伟, 王 迪, 焦仟丽, 贾同轩, 杨 业, 王茂成, 王百川, 王忠明

(1. 西北核技术研究所， 西安 710024； 2. 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室， 西安 710024；3. 湘潭大学 材料科学与工程学院， 湘潭 411105)

互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)是一种采用CMOS工艺，将图像传感器的像元阵列、时序控制、信号处理、A/D转换及接口电路等集成一体的固态图像传感器。与电荷耦合器件(CCD)相比，CIS具有功耗低、控制简单、单片集成、随机读取及成本低等优点，在遥感成像、星敏感器和太阳敏感器等卫星图像采集处理方面正逐步取代CCD图像传感器[1-2]。然而，CIS在轨工作时，会受到空间辐射损伤的影响，严重时甚至导致器件功能失效，对航天器成像系统在轨正常运行与效能发挥构成严重威胁。

CIS的辐照损伤效应主要有总剂量效应、位移效应和单粒子效应[1-4]。在空间辐射环境中，CIS的辐照损伤主要由空间质子引起，质子辐照损伤效应一直是CIS辐照效应研究的热点问题之一。近年来,国内外主要开展了基于180 nm工艺的CIS质子辐照效应研究。Virmontois等开展了180 nm工艺钳位光电二极管(PPD)像素结构CIS的质子位移损伤效应实验，分析了质子辐照诱发暗信号增大、随机电报噪声(RTS)增多及暗信号尖峰(热像素)产生的规律和机理[5-6]；王祖军和薛院院等较系统地开展了不同能量(3，10，30，60，90，100，200 MeV)质子对国产180 nm工艺PPD CIS的辐照效应研究，获得了质子诱发暗信号、暗信号不均匀性(DSNU)、随机噪声、固定模式噪声、RTS、暗信号尖峰及图像滞留等辐射敏感参数的退化规律[7-10]。……