激光對CMOS和CCD的輻照效應(yīng)對比研究.pdf

1、近年來，由于CMOS制造工藝水平的提高，它在圖像畫質(zhì)與系統(tǒng)的靈活性等方面日益趨于CCD，其在生產(chǎn)、安全及科研等各大領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。在器件結(jié)構(gòu)和工作方式上，CMOS與CCD存在較大的不同，而前人的工作主要集中在激光輻照CCD以及中子、質(zhì)子等粒子輻照CMOS等方面，因此，研究激光對CMOS的輻照效應(yīng)并與CCD進(jìn)行對比分析具有十分重要的理論和實際意義。本文選取CMOS和CCD作為靶材，以不同脈寬的單脈沖激光和連續(xù)激光作為輻照源，進(jìn)行了激

2、光對CMOS和CCD的輻照實驗研究，并結(jié)合器件的結(jié)構(gòu)和工作方式的異同對實驗現(xiàn)象的區(qū)別進(jìn)行了理論分析。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴開展了單脈沖激光對CMOS的損傷實驗研究。利用單脈沖納秒(1064nm，60ns)激光輻照 CMOS，觀察到點損傷、半邊黑線損傷和十字交叉黑線損傷三個不同的損傷現(xiàn)象，并且測量了CMOS不同損傷階段的閾值。CMOS出現(xiàn)點損傷主要是由于熱效應(yīng)導(dǎo)致的氧化層的擊穿和漏電流的增加。CMOS的半邊黑線損傷和十字交叉黑

3、線損傷主要是由于熱效應(yīng)導(dǎo)致的金屬線不同程度的燒蝕。利用單脈沖皮秒(1064nm，25ps)、飛秒(800nm，100fs)激光輻照CMOS，觀察到在點損傷階段，器件垂直方向和水平方向損傷區(qū)域等幅度擴(kuò)展的現(xiàn)象，并從CMOS的結(jié)構(gòu)和工作原理兩方面出發(fā)，對實驗結(jié)果給出了理論分析。
　?、崎_展了單脈沖激光對CCD的損傷實驗研究。使用單脈沖納秒(1064nm，60ns)、皮秒(1064nm，25ps)激光輻照CCD時，隨著激光能量密度的升高

4、，CCD依次出現(xiàn)了點損傷、白線損傷和完全失效。CCD出現(xiàn)點損傷主要是由于熱效應(yīng)導(dǎo)致的氧化層的擊穿和漏電流的增加。CCD中出現(xiàn)的白線損傷主要是由于CCD在垂直方向上是電性連接的，在激光的燒蝕作用下，大量的漏電流直接進(jìn)入垂直轉(zhuǎn)移溝道中，從而造成整列像素的飽和。CCD在垂直方向的損傷區(qū)域擴(kuò)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水平方向，這主要是由于CCD的垂直方向上存在著轉(zhuǎn)移溝道，輻照區(qū)域內(nèi)像素的飽和電荷在垂直方向的擴(kuò)展幅度大于水平方向。單脈沖飛秒(800nm，10