一种用于辐照后光电成像器件暗电流激活能测试方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113917217A(43)申请公布日2022.01.11(21)申请号202111187762.3(22)申请日2021.10.12(71)申请人中国科学院新疆理化技术研究所地址830011新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市北京南路40号附1号(72)发明人文林刘炳凯李豫东周东冯婕郭旗(74)专利代理机构乌鲁木齐中科新兴专利事务所(普通合伙)65106代理人张莉(51)Int.Cl.G01R19/00(2006.01)G01J1/42(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种用于辐照后光电成像器件暗电流激活能测试方法(57)摘要本发明提供了一种用于辐照后光电成像器件暗电流激活能测试方法。该方法涉及装置是由高低温箱和样品测试板两部分组成。将置于高低温箱中的样品测试板接通电源，然后调节高低温箱内的温度调节模块，达到目标温度后，保证测试样品与高低温箱环境温度一致，通过计算机中的采图软件，找出热像素灰度值达到饱和时对应的积分时间，确定为最大积分时间，等间隔选择10个小于最大值的积分时间，每个积分时间下采集10帧图像，完成不同温度下暗场测试；暗电流与工作温度之间的关系可以用阿伦纽斯公式描述，提取曲线的斜率，计算每个像素的暗电流激活能。本发明可以在实验室条件下完成辐照后暗电流激活能的测试，适用范围广，方法简单有效，计算结果准确。CN113917217ACN113917217A权利要求书1/1页1.一种用于辐照后光电成像器件暗电流激活能测试方法，其特征在于该方法涉及装置是由高低温箱（1）和样品测试板（3）两部分组成，在高低温箱（1）内的底部设有温度调节模块（2）；在样品测试板（3）内分别设有遮光盖（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：a、将样品测试板（3）放置在高低温箱（1）内，将测试样品辐照后的CMOS图像传感器固定在样品锁紧座（5）上，盖上遮光盖（4），接通电源（10），给样品测试板（3）供电，传感器供电模块（6）和传感器偏置模块（7）提供测试样品所需的静态偏置，现场可编程门阵列（8）通过计算机（11）向测试样品提供动态时序，测试样品采集的图像数据通过现场可编程门阵列（8）传输至计算机（11）；b、调节高低温箱（1）内的温度调节模块（2），达到目标温度后，保持该温度30分钟，并将固定在样品锁紧座（5）上的测试样品CMOS图像传感器与高低温箱（1）环境温度一致；c、通过计算机（11）中的采图软件找出热像素灰度值达到饱和时对应的积分时间，确定为最大积分时间，等间隔选择10个小于最大值的积分时间，每个积分时间下采集10帧图像；d、待步骤b和步骤c中第一个目标温度测试完毕后，以9℃为温度间隔，再选择3个目标温度，采用步骤b和步骤c目标温度的测试方法，调节高低温箱（1）内的温度调节模块（2）至选择的3个目标温度，确定对应目标温度下的最大积分时间，依次完成所有目标温度下的暗场测试；e、根据图像的像素深度及大小，对读图软件进行设置，读取图像，计算每个积分时间下平均灰度值；f、计算平均灰度值与积分时间之间的斜率，获得测试样品不同工作温度下平均暗电流；g、平均暗电流与工作温度之间的关系符合阿伦纽斯公式，提取曲线的斜率，获得单个像素的暗电流激活能；h、循环步骤g，计算所有像素的暗电流激活能，绘制暗电流激活能热点图，获得暗电流激活能信息。2CN113917217A说明书1/3页一种用于辐照后光电成像器件暗电流激活能测试方法技术领域[0001]本发明涉及电子器件辐射效应检测技术领域，具体涉及一种辐照后光电成像器件暗电流激活能的测试方法，属于微电子技术领域、抗辐射加固技术领域。背景技术[0002]CCD、CMOS图像传感器广泛应用于空间光学卫星和有效载荷，执行各种空间任务，比如对地观测、遥感成像、天文学、姿态和轨道控制。空间辐射环境中高能粒子与器件相互作用，导致图像传感器性能参数退化，尤其是辐射引起暗电流增加，会导致器件噪声增加、灵敏度下降，已成为限制图像传感器在辐射环境下应用的重要因素。暗电流研究难点在于如何建立缺陷测试表征方法，获得具体的缺陷信息，揭示辐射引起暗电流增加的物理机理，为星用图像传感器的抗辐射加固提供理论和技术支撑。[0003]暗电流与工作温度之间的关系符合阿伦纽斯公式，通过计算暗电流激活能获得辐射感生缺陷信息是研究暗电流的重要手段。目前，国内外研究小组报道了辐照后暗电流激活能测试结果