原子能科学技术
原子能科學技術
원자능과학기술
ATOMIC ENERGY SCIENCE AND TECHNOLOGY
2014年
10期
1891-1894
,共4页
X射线%图像传感器%辐射加固
X射線%圖像傳感器%輻射加固
X사선%도상전감기%복사가고
X-ray%image sensor%radiation-hardened
本文设计了一种不需闪烁体或增感屏,直接对X射线进行探测成像的线阵图像传感器,对其电荷收集进行了理论分析,设计了辐射加固的光敏元结构。采用0.5μm DPT M CM OS工艺,针对单个像元内含不同个数光敏元的结构进行了流片和X射线实验测试。测试结果表明:该图像传感器暗信号电压约为1V,随像元内光敏元个数的增加暗信号电压增大;饱和输出电压为2.4V ;随光敏元个数的增加,电荷收集总量增加,总寄生电容也同时增加,所设计的单个像元含3个光敏元的结构能得到相对更大的有效输出电压。
本文設計瞭一種不需閃爍體或增感屏,直接對X射線進行探測成像的線陣圖像傳感器,對其電荷收集進行瞭理論分析,設計瞭輻射加固的光敏元結構。採用0.5μm DPT M CM OS工藝,針對單箇像元內含不同箇數光敏元的結構進行瞭流片和X射線實驗測試。測試結果錶明:該圖像傳感器暗信號電壓約為1V,隨像元內光敏元箇數的增加暗信號電壓增大;飽和輸齣電壓為2.4V ;隨光敏元箇數的增加,電荷收集總量增加,總寄生電容也同時增加,所設計的單箇像元含3箇光敏元的結構能得到相對更大的有效輸齣電壓。
본문설계료일충불수섬삭체혹증감병,직접대X사선진행탐측성상적선진도상전감기,대기전하수집진행료이론분석,설계료복사가고적광민원결구。채용0.5μm DPT M CM OS공예,침대단개상원내함불동개수광민원적결구진행료류편화X사선실험측시。측시결과표명:해도상전감기암신호전압약위1V,수상원내광민원개수적증가암신호전압증대;포화수출전압위2.4V ;수광민원개수적증가,전하수집총량증가,총기생전용야동시증가,소설계적단개상원함3개광민원적결구능득도상대경대적유효수출전압。
A CMOS image sensor for direct X-ray imaging without scintillator was designed .The charge collecting mechanism was theoretically analyzed ,and radiation-hardened structure for its sensitive element was designed .The line array with different sensitive elements in pixel was taped out in 0.5 μm DPTM standard CMOS technology and tested by X-ray .The experiment results show that the dark signal output voltage of the line array is about 1 V ,and saturated output voltage is 2.4 V .T he collected charge and parasitic capacitor increase with sensitive elements .Three sensitive elements in one pixel can achieve higher effective output .