今天，互補金屬氧化物半導體（CMOS）圖像傳感器（CIS），又稱有源像素傳感器（APS），是最流行的成像技術，每年生產數十億種圖像傳感器，它們占成像儀市場的90%左右，幾年內應該超過95%。。與電荷耦合器件（CCD）的主要替代成像技術相比，CISS具有功耗低、集成度高、速度快和集成芯片（甚至像素內部）先進CMOS功能的能力等主要優點。由于最新的技術創新，CISS目前，在圖像質量和靈敏度方面與CCD的性能相匹配，甚至在數字單透鏡反射、科學儀器和機器視覺等高端應用中也處于領先地位。由于這些優點，CISS還可用于惡劣的輻射環境中的應用，例如：空間應用、X射線醫學成像、電子顯微鏡、核設施監測和遠程處理（核電廠、核廢物儲存庫、核物理設施…）、粒子檢測和成像。軍事應用等。設計、加固和測試此類應用的傳感器需要了解暴露于輻射源時的CIS行為。自發明以來，進一步了解和提高APS固有良好的輻射硬度一直是人們感興趣的話題。與舊的相比，隨著CIS技術的深入發展（如本文所討論的）帶來的新行為的出現，這種興趣也在不斷增加。早期工作中使用的R代主流CMOS工藝。

　　本章的目的是概述當暴露在高能粒子輻射場中時，可經受現代順式結構的寄生效應。

　　APS、CIS和單片有源像素傳感器（MAPS）指定了相同類型的CMOS集成電路（IC）：一個像素陣列，每個像素內有一個光電探測器和一個放大器。根據社區的不同，可以優先使用其中一個名稱。APS是一個通用術語，CIS主要用于成像應用，而MAPS是粒子檢測領域的主要術語，與混合檢測器相比，它強調了設備的整體性。在大多數情況下，CIS是一種使用為成像應用優化的CMOS工藝（稱為CIS工藝）制造的APS，而MAPS通常使用標準或高壓CMOS工藝制造，其主要用途不是光學成像，而是高能粒子檢測（和成像）。從輻射效應來看從本質上講，如果光電探測器技術相同，MAPS和CIS之間就沒有本質上的區別。這意味著，盡管本章關注的是獨聯體，但本文所討論的大部分內容都適用于這兩個傳感器系列。

　　本章使用以下輻射效應概念來描述高能粒子對順式的影響。請讀者閱讀本書的第一章或本節中給出的參考文獻，了解這些定義、機制和屬性的起源和局限性。

　　當穿過構成IC的材料層時，電離粒子（例如高能光子（x和γ射線）和帶電粒子（電子、質子、重離子…）通過產生電子-空穴對而損失大部分能量。這種過量的電荷載流子可以通過誘發單事件效應（見〔16〕（及其參考文獻）或總電離劑量（TID）效應來干擾或損壞IC。當單個粒子產生的電子空穴對足以干擾或損壞IC時，就會發生SEE，而TID效應是電離輻射累積暴露的結果。

　　tid（或吸收劑量）表示通過電離作用傳遞給每單位質量物質的平均能量，這里用Gy（SiO2）（即1J或每千克SiO2的能量）1，2表示。在醫療和航天應用中，電子電路吸收的電離輻射劑量通常低于100Gy-1KGy，而mGy在在電子顯微鏡或核和粒子物理實驗中可以達到鍺。通過本章，讀者應記住，被吸收的tid會導致電介質中捕獲的正電荷的積聚，在Si/氧化物界面上形成界面狀態，并且這些缺陷密度隨著tid的增加而增加。有關TID影響的詳細審查，請參閱。

　　高能粒子也可以通過非電離相互作用在物質中失去能量。這些相互作用可以概括為與原子核的直接相互作用，它們通常導致原子核的位移。與電介質中主要關注的TID效應相反，原子位移主要是電路中晶體硅部分的問題。與輻射引起的原子位移有關的效應稱為位移損傷效應，通過非電離相互作用傳遞給每單位質量物質的平均能量稱為位移損傷劑量（dd）（通常以ev/g（si）表示）。需要注意的是，dd導致硅中缺陷的產生。晶格，可以作為肖克利讀取霍爾（SRH）生成/復合中心或SRH載流子陷阱。這些缺陷可以以點狀缺陷的形式出現在晶格中，也可以以簇狀缺陷（也稱為非晶態夾雜）的形式出現。綜述了討論dd概念（尤其是非電離能量損失（NIEL）概念）的起源和局限性的位移損傷效應。