CMOS图像传感器（CIS）由于其低功耗、高集成度等优势，目前已经大量应用于空间载荷。辐射环境的高能粒子诱发的辐射效应会导致CIS关键参数退化，其中暗电流是受到显著影响且至关重要的参数之一，具体表现为暗电流随辐射剂量的增大而增大，最终导致成像质量显著下降。虽然已有许多研究探究了辐射效应导致CIS暗电流增大的机制并获得了重要成果，如电离总剂量（Total Ionizing Dose, TID）效应及位移损伤效应在其中的关键作用。
但仍有一个悬而未决的问题：对于带电粒子的辐照，整体暗电流的退化由TID效应主导还是由位移损伤效应（尤其是库仑散射）主导。针对此问题，部分研究展示了位移损伤效应的主导作用，主要体现在退化规律与K_dark的一致性。但也有研究表明质子辐照后CIS的暗电流退化远远大于K_dark的预测值，即使在考虑了退火时长、不同粒子间电荷产额差异的情况下对质子损伤进行了最坏的估计，该研究中的结果仍指向TID效应主导CIS暗电流退化。
本论文选取三款科学级CIS作为研究样品：第一款样品为8T正照式像素结构；第二款样品和第三款样品为4T像素结构，区别在于一款为正照式而另一款为背照式，背照式结构通过倒置设计实现。为满足研究目标，本论文选取的辐照试验粒子包括Ta离子、质子及⁶⁰Co-γ射线，除⁶⁰Co-γ射线外，其他辐照试验均对样品进行了玻璃盖片去除。上述辐照试验辐照温度为室温，辐照过程中保持样品引脚短接，为避免样品间差异部分样品采取分区辐照。测试均为暗场测试，积分时间不少于10个，每个积分时间下采集不少于20张图像，测试均在样品工作至温度稳定后完成，对于测试温度不同的器件采取温度校准方式实现参数的有效对比。
通过对比不同辐照条件下8T-FSI、4T-FSI以及4T-BSI的暗电流谱，我们论证了本论文样品的整体暗电流退化并非由TID效应主导。结合基于理论计算的库仑散射损伤表征方法，我们发现整体暗电流退化（高斯主体）与库仑散射损伤呈现出显著的对应关系，这一结果对于本论文中的不同粒子及不同结构器件均适用。因此，我们认为对于带电粒子的库仑弹性散射CIS整体暗电流退化过程中占主导作用。此外提供了两点侧面的证据，一方面来自于敏感区体积与整体暗电流退化的潜在对应，另一方面来自于暗电流谱的拟合，它暗示了高斯主体右侧可能存在一个短指数尾，我们认为其很可能来自库仑散射导致的团簇缺陷。在此基础上，根据激活能测试结果分析了库仑弹性散射诱发的缺陷，结合高温退火试验，双空位的作用被识别了出来，此外一些尚不能确定的类型的缺陷同样被识别了出来。总的来说，在本论文试验条件下，库仑散射显著影响CIS整体暗电流退化，且明显占据主导作用，然而这一结果是否能推广至更多的试验条件及CIS种类，我们对此持保留态度。
 

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