提升空间用电荷耦合器件的辐射硬度:一种新型制备前建模技术的实验验证
仪器与探测器
2022-10-26 v2
摘要
SMILE 任务上的软 X 射线成像仪 (SXI) 使用两块大型 4510x4510 背照式 CCD370 来探测 0.2-2 keV 范围内的 X 射线。这些器件继承自光学成像 PLATO 任务的 CCD270,并通过加入并行补充埋沟 (SBC) 进行了优化以降低低能信号下的电荷云体积,从而减少其在 CCD 中转移时与之相互作用的陷阱数量。利用 Silvaco 与 Matlab 模型相结合,模拟了 CCD270 与 CCD370 之间电荷转移性能的改进,以在制备前预测其在 10^2-10^5 电子信号范围内的特性。对两种器件均进行了陷阱泵浦测量以统计存在的陷阱数量,从而计算在各信号电平下每像素平均存在的陷阱数量。陷阱泵浦结果用于计算电荷转移性能改进,其与模拟值吻合良好,尤其在 SXI 科学波段内。这些结果增强了对 SMILE SXI 仪器早期性能建模的信心,并良好地表明模拟足够准确,可用于建模具有更先进几何结构(如 SBC)的器件,并可用于未来的 CCD 任务,其中辐射硬度及由此带来的良好电荷转移特性是关键。
引用
@article{arxiv.2112.02014,
title = {Improving radiation hardness in space-based Charge-Coupled Devices: An experimental validation of a new pre-fabrication modelling technique},
author = {S. Parsons and D. Hall and T. Buggey and A. Holland and P. Verhoeve},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.02014},
year = {2022}
}
备注
10 pages, 6 figures, 2 tables