0.5μm工艺CMOS有源像素传感器的总剂量辐射效应 被引量：13

1

作者 汪波 李豫东 +4 位作者 郭旗 刘昌举 文林 孙静 玛丽娅 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期242-248,共7页

采用60Co-γ射线对某国产0.5μm CMOS N阱工艺CMOS有源像素传感器(APS)的整体电路和像素单元结构进行了电离总剂量辐射效应研究,重点考察了器件的饱和输出信号、像素单元输出信号、暗信号等参数的变化规律。随着辐射剂量的增大,饱和输... 采用60Co-γ射线对某国产0.5μm CMOS N阱工艺CMOS有源像素传感器(APS)的整体电路和像素单元结构进行了电离总剂量辐射效应研究,重点考察了器件的饱和输出信号、像素单元输出信号、暗信号等参数的变化规律。随着辐射剂量的增大,饱和输出信号逐渐减小且与像素单元饱和输出信号变化基本一致;暗信号随总剂量的增大而显著增大。研究结果表明,0.5μm工艺CMOS APS电离总剂量辐射效应引起参数退化的主要原因是光敏二极管周围的整个LOCOS(Local oxidation of silicon)隔离氧化层产生了大量的辐射感生电荷。 展开更多

关键词 电离总剂量辐射效应 CMOS有源像素传感器 饱和输出信号 像素单元结构 LOCOS隔离

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CMOS有源像素传感器的中子辐照位移损伤效应 被引量：4

2

作者 汪波 李豫东 +5 位作者 郭旗 文林 孙静 王帆 张兴尧 玛丽娅 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期202-206,共5页

为研究空间高能粒子位移损伤效应引起的星用CMOS图像传感器性能退化,对国产CMOS有源像素传感器进行了中子辐照试验,当辐射注量达到预定注量点时,采用离线的测试方法,定量测试了器件的暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压、像素单元输... 为研究空间高能粒子位移损伤效应引起的星用CMOS图像传感器性能退化,对国产CMOS有源像素传感器进行了中子辐照试验,当辐射注量达到预定注量点时,采用离线的测试方法,定量测试了器件的暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压、像素单元输出电压等参数的变化规律。通过对CMOS图像传感器敏感参数退化规律及其与器件工艺、结构的相关性进行分析,并根据半导体器件辐射效应理论,深入研究了器件参数退化机理。试验结果表明,暗信号和暗信号非均匀性随着中子辐照注量的增大而显著增大,饱和输出电压基本保持不变。暗信号的退化是因为位移效应在体硅内引入大量体缺陷增加了耗尽区内热载流子产生率,暗信号非均匀性的退化主要来自于器件受中子辐照后在像素与像素之间产生了大量非均匀性的体缺陷能级。另外,还在样品芯片上引出了独立的像素单元测试管脚,测试了不同积分时间下像素单元输出信号。 展开更多

关键词 CMOS有源像素传感器 中子辐照 像素单元 饱和输出电压 位移效应

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CCD与CMOS像素传感器γ射线电离辐射响应特性对比研究 被引量：6

3

作者 徐守龙 邹树梁 +2 位作者 黄有骏 郭赞 匡雅 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期815-822,共8页

为了研究CCD与CMOS像素传感器对γ射线电离辐射的响应差异,对比研究了4类像素传感器的结构特点和辐射响应特性。通过辐射实验,对各传感器在不同辐射水平条件下的光子响应事件分布、平均灰度值以及典型光子响应事件进行研究。研究结果表... 为了研究CCD与CMOS像素传感器对γ射线电离辐射的响应差异,对比研究了4类像素传感器的结构特点和辐射响应特性。通过辐射实验,对各传感器在不同辐射水平条件下的光子响应事件分布、平均灰度值以及典型光子响应事件进行研究。研究结果表明:光子响应程度均与辐射剂量率相关;CCD像素传感器的沟道传输方式使每列像元间的辐射响应更容易相互干扰;平均灰度值随剂量率的增大存在明显的梯度,各积分周期内输出信号灰度值围绕均值上下波动,CCD像素传感器输出信号灰度浮动范围较小;CMOS像素传感器各像元对光子的响应更加明显,CCD像素传感器各像元的响应信号易与相邻像元发生串扰;各类像素传感器典型辐射响应事件区域中发生光子响应的像元数量随剂量率的增大而增多,响应事件并非单个光子的行为,而是反映了多个光子在区域内同时沉积能量的过程。本研究为开发像素传感器的γ射线辐射探测技术和应用提供了重要的理论分析和实验数据支撑。 展开更多

关键词 互补金属氧化物半导体 电荷耦合元件 像素传感器 光子电离辐射 辐射响应特性

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有源像素传感器恒星探测极限计算方法(英文) 被引量：4

4

作者 张晨 沈绪榜 陈朝阳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期66-69,113,共5页

恒星探测极限是星跟踪器的一个关键参数,在导航星库的建立和星图识别过程中起着重要作用。根据恒星辐射模型和CMOS有源像素传感器的噪声计算模型,提出了一种在给定信噪比和有源像素传感器噪声条件下,计算星跟踪器恒星探测极限的方法。... 恒星探测极限是星跟踪器的一个关键参数,在导航星库的建立和星图识别过程中起着重要作用。根据恒星辐射模型和CMOS有源像素传感器的噪声计算模型,提出了一种在给定信噪比和有源像素传感器噪声条件下,计算星跟踪器恒星探测极限的方法。该方法利用单位时间内、单位面积上有源像素传感器对0星等恒星的响应来求取恒星探测极限。最后,在信噪比为8的条件下,结合星跟踪器的有关参数给出了一个计算恒星探测极限的具体实例。 展开更多

关键词 探测极限 有源像素传感器 恒星辐射 随机噪声

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CMOS有源集成像素传感器检测高能物理粒子 被引量：1

5

作者 李琰 Yavuz Degerli +1 位作者 姜来 纪震 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2009年第1期30-35,共6页

研究适用于下一代国际线性电子对撞机中顶点探测器的CMOS有源集成像素传感器.实验芯片现采用标准0.35μmCMOS工艺设计,像素矩阵为128行×32列,像素大小为25μm×25μm,在像素内部实现相关双次采样技术.通过采用放射源55Fe测定,... 研究适用于下一代国际线性电子对撞机中顶点探测器的CMOS有源集成像素传感器.实验芯片现采用标准0.35μmCMOS工艺设计,像素矩阵为128行×32列,像素大小为25μm×25μm,在像素内部实现相关双次采样技术.通过采用放射源55Fe测定,芯片等效输入随机噪声为12个电子,而固定噪声为3个电子.传感器的电荷-电压转换系数达59μV/e-.在170MHz工作主频下,芯片信号处理速度达12μs/帧.芯片模拟部分功耗小于30mW. 展开更多

关键词 国际线性电子对撞机 CMOS有源像素传感器 相关双次采样 随机噪声 固定噪声 电荷-电压转换系数

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CMOS有源像素传感器列级低功耗自清零ADC的设计

6

作者 李琰 姜来 +1 位作者 李蓁 纪震 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2009年第3期357-361,共5页

设计了一个可以集成在CMOS有源像素传感器列信号处理电路中的5位逐次逼近型模数转换器。在系统的内部实现了相关双次采样电路,有效地抑制了固定噪声。前端采样器与ADC并行工作,避免了并行延时,显著地提高了信号转换速度,采样率达到了4 M... 设计了一个可以集成在CMOS有源像素传感器列信号处理电路中的5位逐次逼近型模数转换器。在系统的内部实现了相关双次采样电路,有效地抑制了固定噪声。前端采样器与ADC并行工作,避免了并行延时,显著地提高了信号转换速度,采样率达到了4 MS/s。连续采集数据时可以根据输入信号的大小自动决定工作与否,大大地降低了系统功耗。工作时模拟部分的功耗小于300μW。采用0.35μm CMOS工艺设计,系统的整体大小仅为25μm×1mm。 展开更多

关键词 CMOS有源像素传感器 逐次逼近型模数转换器 相关双次采样 低功耗

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电子轰击型有源像素传感器在激光雷达的应用 被引量：6

7

作者 熊智鹏 李琦 王骐 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期725-730,共6页

激光雷达技术是成像前沿技术之一,在红外波段尤为重要。由于大面阵激光成像雷达回波很弱,且红外波段探测器灵敏度等技术指标较低,导致成像距离有限,制约了其应用范围。美国Intevac公司发明并生产的电子轰击型有源像素传感器(EBAPS)适用... 激光雷达技术是成像前沿技术之一,在红外波段尤为重要。由于大面阵激光成像雷达回波很弱,且红外波段探测器灵敏度等技术指标较低,导致成像距离有限,制约了其应用范围。美国Intevac公司发明并生产的电子轰击型有源像素传感器(EBAPS)适用于微光探测,且其响应谱段为950～1650 nm。美国陆军实验室等单位将EBAPS用于激光雷达。本文简述了EBAPS的工作原理及其三代相机产品的特性,重点介绍了EBAPS在激光雷达中的应用情况。旨在为我国激光雷达的发展及微光成像中探测器的选择提供参考。 展开更多

关键词 激光雷达 电子轰击型有源像素传感器 红外 微光探测

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基于0.25μm工艺的低压有源像素传感器研究 被引量：1

8

作者 李晓磊 曾云 +2 位作者 张国樑 彭琰 王太宏 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第6期15-17,共3页

提出了用PMOSFET代替传统的有源像素传感器(APS)中的NMOSFET作为复位晶体管,优化设计CMOS有源像素图像传感器,用0.25μm CMOS工艺进行仿真,结果表明:在相同的条件下,这种器件比传统APS拥有更高的信噪比、更大的输出电压摆幅、更大的动... 提出了用PMOSFET代替传统的有源像素传感器(APS)中的NMOSFET作为复位晶体管,优化设计CMOS有源像素图像传感器,用0.25μm CMOS工艺进行仿真,结果表明:在相同的条件下,这种器件比传统APS拥有更高的信噪比、更大的输出电压摆幅、更大的动态范围和更快的读出速度。 展开更多

关键词 阈值电压 信噪比 动态范围 有源像素传感器

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面向先进光源的硅像素传感器保护环结构仿真研究

9

作者 孙朋 傅剑宇 +4 位作者 许高博 丁明正 翟琼华 殷华湘 陈大鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期186-193,共8页

硅像素传感器上的保护环结构有利于提高传感器的耐高电压性能,为评估保护环结构对硅像素传感器的保护效果,仿真分析了三种保护环结构。通过计算机辅助设计技术对三种保护环结构进行二维建模,利用TACD内置的电学模型对三种保护环结构的I-... 硅像素传感器上的保护环结构有利于提高传感器的耐高电压性能,为评估保护环结构对硅像素传感器的保护效果,仿真分析了三种保护环结构。通过计算机辅助设计技术对三种保护环结构进行二维建模,利用TACD内置的电学模型对三种保护环结构的I-V特性进行了仿真。研究结果表明,电流收集环会提高像素的耐高电压性能,同时不等间距保护环、保护环的内外等距离Al悬挂以及多个保护环结构有利于进一步提高传感器的击穿电压。 展开更多

关键词 PIN二极管 硅像素传感器 保护环 耐高电压 计算机辅助设计

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CMOS有源像素图像传感器的电子辐照损伤效应研究 被引量：4

10

作者 玛丽娅 李豫东 +3 位作者 郭旗 刘昌举 文林 汪波 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期182-187,共6页

对某国产CMOS图像传感器进行了两种不同能量的电子辐照试验,在辐照前后及退火过程中采用离线测量方法,考察了暗信号、饱和电压、光谱响应特性等参数,分析了器件的电子辐照效应损伤机理。结果表明:暗信号和暗信号非均匀性都随着辐照剂量... 对某国产CMOS图像传感器进行了两种不同能量的电子辐照试验,在辐照前后及退火过程中采用离线测量方法,考察了暗信号、饱和电压、光谱响应特性等参数,分析了器件的电子辐照效应损伤机理。结果表明:暗信号和暗信号非均匀性都随着辐照剂量的增加及高温退火时间的延长而增大;饱和电压在两种能量电子辐照下均出现较大幅度的减小,并在高温退火过程中有所恢复;光谱响应特性无特别明显变化。经分析,暗电流、饱和电压的变化主要由辐照诱发的氧化物陷阱电荷导致的光敏二极管耗尽层展宽和界面陷阱电荷密度增大导致产生-复合中心的增加所引起。 展开更多

关键词 电子辐照 CMOS有源像素传感器 暗信号

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光电二极管有源像素CMOS图像传感器固定模式噪声分析 被引量：6

11

作者 张生才 董博彦 徐江涛 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期798-801,共4页

在研究有源像素工作机理和制作工艺的基础上,分析了固定模式噪声的产生机制以及对输出信号的影响,建立了噪声产生模型,得出了噪声影响的定量计算的公式。提出了通过优化电路和版图设计抑制电路固定模式噪声的方法。对于无法通过电路设... 在研究有源像素工作机理和制作工艺的基础上,分析了固定模式噪声的产生机制以及对输出信号的影响,建立了噪声产生模型,得出了噪声影响的定量计算的公式。提出了通过优化电路和版图设计抑制电路固定模式噪声的方法。对于无法通过电路设计消除的噪声,提出了双采样电路抑制方法。研究结果对于设计低噪色有源像素具有指导意义。 展开更多

关键词 像素 固定模式噪声 有源像素传感器 CMOS图像传感器 失调

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GaN基紫外数字像素光电传感器设计与实现

12

作者 张文静 包西昌 +2 位作者 王玲 袁永刚 李向阳 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期993-996,共4页

介绍了一种为了获得高速高性能的GaN基紫外数字像素光电传感器的设计和实现。该传感器每个像素单元面积为50μm×50μm,包含一个UV光电探测器,一个1位比较器和一个3 T的存储单元,能同时完成对所有像素的A/D转换。像素内比较器电路... 介绍了一种为了获得高速高性能的GaN基紫外数字像素光电传感器的设计和实现。该传感器每个像素单元面积为50μm×50μm,包含一个UV光电探测器,一个1位比较器和一个3 T的存储单元,能同时完成对所有像素的A/D转换。像素内比较器电路中引入了一个自动复位电路用以实现数字相关双采样功能,并可以增加峰值信噪比以及动态范围。电路采用CSMC DPTM 0.5μm CMOS工艺流片实现,初步的功能实验结果验证这一数字传感器能正常工作。 展开更多

关键词 GAN基紫外探测器 数字像素传感器 模数转换 多通道位串行 比较器

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CMOS图像传感器与CCD的比较及发展现状 被引量：21

13

作者 宋勇 郝群 +1 位作者 王涌天 王占和 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第z2期387-389,共3页

本文从读取方式、集成性等多角度对 CMOS图像传感器和 CCD作了比较 ,并介绍了 CMOS图像传感器和 CCD技术的发展现状 ,指出了

关键词 CMOS图像传感器 CCD 有源像素传感器

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多分辨率CMOS图像传感器芯片设计 被引量：2

14

作者 解宁 丁毅 +1 位作者 王欣 陈世军 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第7期506-510,519,共6页

在一些特殊图像处理任务如模式识别、目标跟踪和图像压缩等中需要图像传感器能够实现动态的可编程帧频和多分辨率。介绍了一种CMOS图像传感器设计,可以通过编程方式获得动态像素分辨率。在普通模式下,作为典型的图像传感器获得全帧图像... 在一些特殊图像处理任务如模式识别、目标跟踪和图像压缩等中需要图像传感器能够实现动态的可编程帧频和多分辨率。介绍了一种CMOS图像传感器设计,可以通过编程方式获得动态像素分辨率。在普通模式下,作为典型的图像传感器获得全帧图像数据;在合并模式下,将传感器像素阵列分为特定子模块并且合并读出,同时获得更高的帧频,子模块的规格可通过编程进行定义。该CMOS有源像素传感器(APS)采用0.18μm CMOS工艺实现,阵列规模为256×512,既可以像素全部输出,又可实现任意p×q像素合并读出。通过将信号处理电路转移到焦平面的方式,可大大降低后续图像处理的计算量,从而使系统降低了功耗并提高了处理效率。 展开更多

关键词 CMOS有源像素传感器(APS) 像素合并 可编程多分辨率 动态帧频 低功耗

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基于CMOS集成有源传感器的新型高能物理粒子轨迹追踪器 被引量：2

15

作者 李琰 Yavuz Degerli 纪震 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1393-1399,共7页

本文研究了一个采用标准0.35μm CMOS工艺制造的新型高能物理粒子轨迹追踪器.这个新型的追踪器运用CMOS有源像素传感器技术(CMOS Monolithic Active Pixel Sensors,MAPS)将信号的探测与处理电路集成在一起,在像素的内部实现了相关双次... 本文研究了一个采用标准0.35μm CMOS工艺制造的新型高能物理粒子轨迹追踪器.这个新型的追踪器运用CMOS有源像素传感器技术(CMOS Monolithic Active Pixel Sensors,MAPS)将信号的探测与处理电路集成在一起,在像素的内部实现了相关双次采样操作(Correlated Doubled Sampling,CDS).实验芯片包含一个128行×32列的像素矩阵,其中,像素的大小为25×25μm2.通过采用放射源55Fe的测定,得到像素的等效输入随机噪声(Temporal Noise)仅为12个电子而固定噪声(Fixed Pattern Noise,FPN)仅为4个电子.传感器的电荷-电压转换系数(Charge-to-Voltageconversion Factor,CVF)为60μV/e-.测试中,芯片的信号读取速度达到了12μs/帧. 展开更多

关键词 高能物理粒子轨迹追踪器 CMOS有源像素传感器 相关双次采样 随机噪声 固定噪声

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CMOS APS图像传感器的像质分析 被引量：6

16

作者 范红 陈桂林 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期104-107,140,共5页

使用标准CMOS制作工艺生产的有源像素传感器(APS)引起了广泛关注。为了确定CMOSAPS成像系统设计的主要参数选择的正确性,以及能否满足要求或指标,需要对相机系统的像质进行分析。考虑到CMOSAPS图像传感器与CCD的不同,在分析时计算了CMOS... 使用标准CMOS制作工艺生产的有源像素传感器(APS)引起了广泛关注。为了确定CMOSAPS成像系统设计的主要参数选择的正确性,以及能否满足要求或指标,需要对相机系统的像质进行分析。考虑到CMOSAPS图像传感器与CCD的不同,在分析时计算了CMOSAPS成像系统中的镜头、滤光片和焦平面的调制传递函数(MTF),系统MTF曲线为各个部分MTF值之积。在系统截止频率范围内,利用MTF曲线所围面积的大小来评价系统的成像质量。在系统制造之前,用调制传递函数作为像质的评价方法,看其是否符合使用要求,是十分有价值的工作。 展开更多

关键词 CMOS 有源像素传感器 调制传递函数 像质分析 图像传感器

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基于压缩传感的CMOS图像传感器电路研究 被引量：1

17

作者 骆丽 李瑞菁 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期41-46,共6页

压缩传感信号采样理论,将信息获取的技术问题从采样端转移到接收端,并使采样率很低的信号能被精确重建.与压缩传感技术不断完善的理论研究相比,其硬件结构实现更是研究的新方向.本文提出了一种基于压缩传感的CMOS图像传感器硬件电路结构... 压缩传感信号采样理论,将信息获取的技术问题从采样端转移到接收端,并使采样率很低的信号能被精确重建.与压缩传感技术不断完善的理论研究相比,其硬件结构实现更是研究的新方向.本文提出了一种基于压缩传感的CMOS图像传感器硬件电路结构,在模数转换前实现了图像的同时传感并压缩,可用于超高速成像.该结构采用1.8V0.18μm CMOS工艺实现,帧率可达每秒几万到几十万帧,适合于压缩传感的应用. 展开更多

关键词 CMOS图像传感器 有源像素传感器 压缩传感 图像重建

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不同偏置状态下4T-CMOS图像传感器的总剂量辐射效应 被引量：3

18

作者 马林东 李豫东(指导) +3 位作者 郭旗 文林 周东 冯婕 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期309-313,共5页

对不同偏置状态下的国产科学级0.18μm工艺掩埋型4T-CMOS有源像素图像传感器进行钴-60γ射线辐照和退火实验,研究总剂量效应对图像传感器的性能影响,并观察是否存在总剂量偏置效应。着重分析暗电流、满阱容量等参数随累积剂量的变化规... 对不同偏置状态下的国产科学级0.18μm工艺掩埋型4T-CMOS有源像素图像传感器进行钴-60γ射线辐照和退火实验,研究总剂量效应对图像传感器的性能影响,并观察是否存在总剂量偏置效应。着重分析暗电流、满阱容量等参数随累积剂量的变化规律。实验结果表明随着辐照总剂量累加,暗电流前期缓慢增长,之后退化明显加剧,这主要是由于辐照致界面态和氧化物陷阱电荷密度增加。4T-CMOS图像传感器的暗电流主要由来源于STI界面,而辐照导致耗尽区展宽与STI接触使得暗电流增长加剧,同时,辐照导致的耗尽区展宽也引起满阱容量的下降。并且在4T-CMOS图像传感器的实验中没有发现明显的总剂量偏置效应。 展开更多

关键词 CMOS有源像素传感器 总剂量效应 暗电流

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CMOS图像传感器技术的进展与应用 被引量：2

19

作者 顾晓 高伟 +1 位作者 宋宗玺 郑瑞云 《科学技术与工程》 2004年第12期1035-1040,共6页

首先介绍了CMOS图像传感器的发展状况,并简单分析了影响其性能的一些因素;然后详细介绍了高填充系数技术和直接成像传感器技术,及其对CMOS图像传感器性能的改善,并对这两种技术的应用做了介绍;最后说明了CMOS图像传感器和CCD图像传感器... 首先介绍了CMOS图像传感器的发展状况,并简单分析了影响其性能的一些因素;然后详细介绍了高填充系数技术和直接成像传感器技术,及其对CMOS图像传感器性能的改善,并对这两种技术的应用做了介绍;最后说明了CMOS图像传感器和CCD图像传感器之间将存在的长期竞争。 展开更多

关键词 CMOS有源像素传感器 高填充系数 直接成像传感器

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带CDS的CMOSAPS图像传感器的研究 被引量：1

20

作者 杨超 《传感技术学报》 CAS CSCD 2004年第3期390-394,共5页

为了减小CMOS图像传感器的低频噪声 (如KTC噪声和 1 /f噪声 )和固定图形噪声 ,采用了相关双采样技术。用标准的 1 5 μmP阱双层多晶硅双层金属的CMOS数字电路工艺 ,研制出 5 1 2像素带相关双采样的CMOS有源像素图像传感器线阵。实验结... 为了减小CMOS图像传感器的低频噪声 (如KTC噪声和 1 /f噪声 )和固定图形噪声 ,采用了相关双采样技术。用标准的 1 5 μmP阱双层多晶硅双层金属的CMOS数字电路工艺 ,研制出 5 1 2像素带相关双采样的CMOS有源像素图像传感器线阵。实验结果为灵敏度 1 1V/Lx .s均方根噪声为 0 2mV ;动态范围为 80dB ,直流功耗为 1 0mW。 展开更多

关键词 CMOS 图像传感器 相关双采样 有源像素传感器

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