可見光CMOS圖像傳感器的激光輻照效應研究.pdf

1、隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展以及制作工藝的改良，CMOS圖像傳感器在國防、工業(yè)及科學技術領域得到了廣泛的應用，如監(jiān)視、工業(yè)檢測以及材料科學等，因此CMOS圖像傳感器的輻照效應也隨之成為國內外相關領域的一個研究熱點。但以往的研究工作主要集中射線輻照對單元探測器的各種參數(shù)的影響，以及射線損傷探測器的研究等，對于CMOS圖像傳感器的激光輻照效應研究還鮮有報道。本文選用芯片型號為MT9V022的可見光CMOS圖像傳感器作為靶材，系統(tǒng)研究了連續(xù)激光與

2、脈沖激光輻照器件的實驗現(xiàn)象，并對其中特殊現(xiàn)象進行了分析。其主要工作和結論如下：
　　1.連續(xù)激光與脈沖激光對CMOS圖像傳感器的輻照效應研究。通過實驗，觀察到被激光輻照的器件輸出像元飽和、過飽和（黑白反轉）以及飽和串擾現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了隨激光功率密度的增大，圖像先出現(xiàn)過飽和現(xiàn)象，后出現(xiàn)飽和串擾現(xiàn)象，與以往CCD的輻照效應不同。研究結果表明，在相關雙采樣電路(CDS)技術條件下，強光輻照導致器件基底信號呈現(xiàn)飽和是被輻照像元出現(xiàn)過飽和現(xiàn)象的

3、主要原因；而強光輻照導致器件的共用參考電壓輸出異常是導致器件出現(xiàn)飽和串擾現(xiàn)象的主要原因。另外，與連續(xù)激光輻照不同，脈沖激光輻照CMOS圖像傳感器時，出現(xiàn)各種不同的飽和串擾現(xiàn)象，與脈沖作用時刻有關。
　　2.CMOS圖像傳感器飽和干擾面積擴展規(guī)律研究。隨著激光的功率密度增大，器件的飽和干擾面積也隨之增大。研究結果表明，在低功率密度激光輻照下，主要是衍射造成器件飽和面積擴展，其飽和面積與功率密度的2/3次方成正比；在高功率密度激光輻照