[发明专利]一种可以补偿空间辐照损伤的CCD驱动方法

说明书

本发明提供一种可以补偿空间辐照损伤的CCD驱动方法。所述可以补偿空间辐照损伤的CCD驱动方法，包括以下步骤：S1：通过采集暗信号判断表面暗电流水平；S2：通过测量转移效率判断满阱电荷容量下降程度；S3：根据表面暗电流增大和满阱电荷容量下降情况，综合判断CCD受空间辐照损伤的影响情况；S4：根据CCD当前辐射损伤程度调整驱动信号进行补偿。本发明提供一种可以补偿空间辐照损伤的CCD驱动方法，该方法能够补偿由于电离辐射造成的CCD表面暗电流增大和满阱电荷容量下降问题，进而提高CCD在轨参数性能，延长CCD在轨工作寿命。

技术领域

本发明涉及空间CCD的驱动技术领域，尤其涉及一种可以补偿空间辐照损伤的CCD驱动方法。

背景技术

航天遥感载荷的CCD器件在轨工作时，受空间辐射损伤的影响，容易导致参数劣化，甚至会发生功能失效，严重影响遥感载荷的系统性能和工作寿命。因此，CCD的辐射损伤效应及辐照加固技术得到了越来越多的关注和研究。

空间辐射对CCD造成的损伤机理主要分为两大类：电离辐射效应和位移辐射效应。在电离辐射中，带电粒子可以在其路径中产生大量电子-空穴对，引起总剂量效应和瞬态效应。电离辐射总剂量效应是一种累积的损伤，大剂量的累积会导致在CCD的硅-二氧化硅界面产生大量界面态，使得表面暗电流增大。同时，发生在二氧化硅绝缘层的电离效应会导致额外的空穴在绝缘层中沉积，产生负向的平带电压漂移，平带漂移和界面态陷阱电荷共同作用导致阈值电压漂移，从而使CCD的最优满阱电压发生变化。瞬态电离效应是在CCD工作过程中，由于单粒子在入射径迹中产生瞬态伪电荷，产生的伪电荷会随着后续的读出过程而清除，一般不会造成永久性的损伤。位移损伤则是由于入射的高能粒子撞击CCD材料中的原子核，使硅晶格中的原子偏离晶格而停留在晶格的间隙中，形成间隙原子，且在原晶格的位置上则留下一个空位，形成间隙-空位原子对，成为体缺陷。

目前国际上CCD的辐射加固技术已经得到了较深入的研究，且取得了可喜的成果。如针对位移辐射损伤造成的电荷转移效率下降，研制了使用P沟道高阻N型硅衬底的背照式CCD；通过栅极氧化过程、栅极处理工艺、氧化后的热处理环境和温度等工艺过程及参数的改进，使CCD抗电离辐射的性能得到提高。但是由于由于成本和技术壁垒的限制，抗辐照CCD的获取和使用还是存在很多困难。

因此，有必要提供一种新的可以补偿空间辐照损伤的CCD驱动方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可以补偿电离辐射造成的表面暗电流增大和满阱电荷容量下降问题，提高空间应用CCD在轨参数性能和工作寿命的CCD驱动方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的可以补偿空间辐照损伤的CCD驱动方法，包括以下步骤：

S1：通过采集暗信号判断表面暗电流水平；

S2：通过测量转移效率判断满阱电荷容量下降程度；

S3：根据表面暗电流增大和满阱电荷容量下降情况，综合判断CCD受空间辐照损伤的影响情况；

S4：根据CCD当前辐射损伤程度调整驱动信号进行补偿。

优选的，所述S1中，采用周期反转模式驱动CCD，在积分周期内，感光区的电极交替作为电荷收集相位和阻隔相位，其中阻隔相位施加足够负的电压，使其处于反转状态，吸引沟阻或衬底处的空穴聚焦在硅－氧化物界面处，使界面态密度减小甚至完全消除，用于补偿电离辐射总剂量效应导致的表面暗电流增大的问题。

优选的，所述S2中，通过在轨调整CCD电荷收集相位的偏压回归最优满阱电压，用于补偿由于阈值电压漂移造成的满阱电荷容量下降问题。