摘要：应用蒙特卡洛方法计算了质子在科学级电荷耦合器件（charge-coupled device, CCD）结构中的能量沉积,并结合该CCD的质子辐照试验及退火试验数据,分析了器件的辐射损伤机理。仿真计算体硅内沉积的位移损伤剂量和栅氧化层的电离损伤剂量,辐照与退火试验过程中主要考察暗信号、电荷转移效率两个参数的变化规律。研究结果显示,暗信号和电荷转移效率的变化规律与位移、电离损伤剂量一致；退火后暗信号大幅度降低,辐照导致的表面暗信号增加占总暗信号增加的比例至少为80%；退火后电荷转移效率恢复较小,电荷转移效率降低的原因主要为体缺陷。通过总结试验规律,推导出了电荷转移效率退化程度的预估公式及其损伤因子kdamage。

关键词：电荷耦合器件 质子辐照 位移效应 输运仿真 

单位：中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室 新疆电子信息材料与器件重点实验室 中国科学院新疆理化技术研究所 乌鲁木齐830011 中国科学院大学 北京100049