CMOS图像传感器辐照损伤效应仿真模拟研究进展

CMOS图像传感器(CIS)工作在空间辐射或核辐射环境中遭受的辐照损伤问题备受关注。对CIS辐照损伤效应进行仿真模拟研究有助于深入揭示辐照损伤机理,进而开展抗辐射加固设计,有效提升CIS抗辐照能力。文章通过梳理国内外开展CIS辐照损伤效应仿真模拟研究方面的进展情况,结合课题组已开展的电子元器件辐照效应仿真模拟和实验研究基础,从CIS器件建模、时序驱动电路建模、辐照损伤效应建模、仿真模拟结果校验等方面探讨了CIS辐照损伤效应的仿真模拟方法,分析总结了当前CIS辐照效应仿真模拟研究中亟待解决的关键技术问题。     

空间辐射环境对半导体激光器的影响

电子辐射是空间辐射环境的重要组成部分, 也是地面模拟空间辐射环境的重要手段。为了研究半导体激光器在空间辐射环境下应用的可行性, 通过电子加速器的电子辐照模拟空间辐射环境, 以研究半导体激光器总剂量效应。实验结果表明, 半导体激光器的阈值电流随着辐照剂量的加大而增加, 斜率效率在106 rad之前随着辐射剂量的加大而略有增大。退火观测期间, 阈值电流在最初的两周内震荡变化, 总体趋势为增加, 直到两周后趋于稳定。对于接受辐射剂量较低的半导体激光器, 在实际使用中可以采用电流补偿的方法来消除辐射对其阈值及斜率产生的影响。     

脉冲强激光辐照半导体材料损伤效应的解析研究

研究了强激光辐照半导体材料Insb时的热输运、自由载流子输运和光子输运过程,探讨了激光对半导体材料的损伤机理。为半导体材料的辐射效应和抗辐射加固技术提供了一个理论证据。     

量子阱半导体激光器发展动态

综述了近几年来国外在量子阱半导体激光器方面的开发现状，着重阐述了在提高器件性能方面获得低阈值电流，降低α参数和线宽的重要性。     

CMOS有源像素图像传感器的辐照损伤效应

互补金属氧化物半导体(CMOS)有源像素(APS)图像传感器作为光电成像系统的核心器件,被广泛应用在空间辐射或核辐射环境中,辐照损伤是导致其性能退化,甚至功能失效的主要原因之一。阐述了不同辐射粒子或射线辐照损伤诱发CMOS APS图像传感器产生位移效应、总剂量效应和单粒子效应的损伤物理机制。综述和分析了辐照损伤诱发CMOS APS图像传感器暗信号增大、量子效率减小、饱和输出电压减小、噪声增大以及暗信号尖峰和随机电码信号(RTS)产生的实验规律和损伤机理。归纳并提出了CMOS APS图像传感器辐照损伤效应研究亟待解决的问题。     

脉冲激光器的瞬时辐照效应模拟

本文初步探讨了脉冲激光器模拟瞬时辐照效应的可行性,给出了几种典型电路的辐照试验结果,对比性地列出了器件在脉冲激光器和闪光X光机上的瞬时辐照输出波形,大致得出了激光器所能达到的等效剂量率范围。     

功率半导体激光器研究进展

现代工业技术水平的提升,大功率半导体激光器在军事领域与工业领域有着广泛地应用.对功率半导体激光器展开研究,分析其现有的研究进展.本次研究进展的分析,集中在激光器的驱动方法、功率效率、结温与噪声关系以及单管耦合等多方面的研究,对其未来发展提出展望.     

大功率半导体激光器的发展现状

介绍了无铝激光器、宽波导激光器、展宽条形激光器及其它类型激光器、ＧａＮ基激光器 分布反馈激光器的发展现状。     

大功率量子阱远结半导体激光器

通过将下波导层掺杂为ｐ型,使半导体激光器的有源区与ｐｎ结分离,制作了大功率远结半导体激光器。该器件在老化期间表现出输出功率变大的趋势。理论分析表明,远结半导体激光器特殊的外延结构,决定了器件的阈值比正常器件的高,但是阈值受温度的影响较小,并且器件的退化机制转变为ｐｎ结的退化,这对于制作高可靠性、长寿命、低温度敏感性的半导体激光器具有重要意义。     

CMOS图像传感器总剂量辐照效应及加固技术研究进展

CMOS图像传感器(CIS)在空间辐射或核辐射环境中应用时,均会受到总剂量辐照损伤的影响,严重时甚至导致器件功能失效.文章从微米、超深亚微米到纳米尺度的不同CIS生产工艺、从3T PD(Photodiode)到4T PPD(Pinned Photodiode)的不同CIS像元结构、从局部氧化物隔离技术(LOCOS)到浅槽隔离(STI)的不同CIS隔离氧化层等方面,综述了CIS总剂量辐照效应研究进展.从CIS器件工艺结构、工作模式和读出电路加固设计等方面简要介绍了CIS抗辐射加固技术研究进展.分析总结了目前CIS总剂量辐照效应及加固技术研究中亟待解决的关键技术问题,为今后深入开展相关研究提供理论指导.     

激光二极管的位移损伤效应研究

以解析公式的推导、位移损伤实验结果以及位移效应的数值模拟结果为基础,分析了位移效应产生的缺陷作为非辐射复合中心和多数载流子陷阱两种情形下的激光二极管阈值电流、外微分量子效率及I-V特性随辐照注量的变化规律。通常的实验注量范围内,缺陷主要作为非辐射复合中心,导致激光二极管阈值电流随注量呈线性增大,但外微分量子效率基本不变,I-V特性低压区电流增大;当辐照注量较高,引起明显的多数载流子去除效应时,阈值电流随注量的增大不再呈线性关系,同时外微分量子效率下降,I-V特性高压区的电流减小。     

碲镉汞器件空间辐射损伤研究的进展

碲镉汞(MCT)红外探测器在天基平台中的应用正在逐渐增多,运行于空间辐射环境这一特点给其功能实现带来了挑战.MCT器件的独特性质要求人们对空间辐射效应给予特别考虑.目前,通过利用CdTe钝化MCT探测器技术,器件的总剂量脆弱性问题已经得到解决.随着材料质量的改进(例如通过降低原生缺陷浓度),MCT器件更容易受到位移损伤...     

千赫兹量级窄线宽半导体激光器研究进展

窄线宽半导体激光器由于其高单色性、低频率噪声、高可调谐性等优点,广泛应用于高速相干光通信、分布式传感、激光雷达等领域.随着高品质因子(Q)光学谐振腔、硅光异构集成芯片等技术的发展,窄线宽半导体激光器近十年经历了革命式发展,线宽压缩至千赫兹(kHz)量级,甚至到亚千赫兹量级.文章阐述了千赫兹量级窄线宽半导体激光器的最新进展,针对不同压缩线宽机制的窄线宽激光器进行了分类介绍,深入讨论了优化耦合系数、减少外腔损耗等对窄线宽激光器性能的影响,并针对未来应用需求展望了千赫兹量级窄线宽激光器在进一步压缩线宽、提升输出光功率方面的发展方向.     

强激光对雪崩光电探测器破坏的研究

对雪崩光电探测器的损伤阈值与1.06μm脉冲激光重复频率、照射时间的关系进行了实验研究.结果表明不同的重复频率和照射时间,有不同的损伤阈值,随重复频率和照射时间的增加,损伤阈值趋于一个定值.     

部分耗尽SOI工艺器件辐射效应的研究

对0.13μm部分耗尽SOI工艺的抗辐射特性进行了研究.首先通过三维仿真研究了单粒子事件中的器件敏感区域,随后通过实验分析了器件的总剂量效应.三维仿真研究了离子入射位置不同时SOI NMOS器件的寄生双极效应和电荷收集现象,结果表明,离子入射在晶体管的体区和漏区时,均可以引起较大水平的电荷收集.对SRAM单元的单粒子翻转效应(SEU)进行了仿真,结果表明,体区和反偏的漏区都是翻转的敏感区域.通过辐照实验分析了器件的总剂量效应,在该工艺下对于隐埋氧化层,关断状态是比传输门状态更劣的辐射偏置条件.     

脊形InGaN激光器的温度分布及其对器件特性的影响

利用含时二维热传导模型分析了蓝宝石衬底上生长、制作的脊形InGaN激光器内波导层的温度分布和时间演化规律.由于较大的阈值电流和电压以及较差的衬底导热性能,脊形下波导层内会产生较高温升并在脊形内外形成较大的温度台阶.由于脊形波导的弱自建波导特性,这一温度台阶会对侧向模式的限制产生较大的影响.短脉冲工作下的时间分辨L-I测试以及时间分辨远场和光谱测试结果显示,脊形内外的温度台阶会改善波导对高阶模的限制,导致器件的阈值电流下降,斜率效率升高.而有源区的温升又会导致斜率效率的严重下降.