• Journal of Infrared and Millimeter Waves
  • Vol. 39, Issue 1, 56 (2020)
Tong FANG1、3, Li-Yuan LIU1、3、*, Zhao-Yang LIU1、3, Peng FENG1、3, Yuan-Yuan LI2、3, Jun-Qi LIU2、3, Jian LIU1、3, and Nan-Jian WU1、3
Author Affiliations
  • 1State Key Laboratory of Superlattices and Microstructures, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing00083, China
  • 2Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing100083, China
  • 3Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing100049, China
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    DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2020.01.009 Cite this Article
    Tong FANG, Li-Yuan LIU, Zhao-Yang LIU, Peng FENG, Yuan-Yuan LI, Jun-Qi LIU, Jian LIU, Nan-Jian WU. A 3.0 THz detector in 65 nm standard CMOS process[J]. Journal of Infrared and Millimeter Waves, 2020, 39(1): 56 Copy Citation Text show less
    电磁波大气衰减图(大气压力为101.300 kPa、温度为15℃、水汽密度为7.5g/m3)
    Fig. 1. 电磁波大气衰减图(大气压力为101.300 kPa、温度为15℃、水汽密度为7.5g/m3
    探测器结构图
    Fig. 2. 探测器结构图
    NMOS场效应晶体管沟道中太赫兹波衰减仿真图
    Fig. 3. NMOS场效应晶体管沟道中太赫兹波衰减仿真图
    仿真的归一化功率和辐射效率随金属层的变化曲线
    Fig. 4. 仿真的归一化功率和辐射效率随金属层的变化曲线
    (a)贴片天线的仿真模型,(b)模型(a)的归一化功率及辐射效率仿真结果
    Fig. 5. (a)贴片天线的仿真模型,(b)模型(a)的归一化功率及辐射效率仿真结果
    芯片照片及3.0 THz天线照片(左图标记部分)
    Fig. 6. 芯片照片及3.0 THz天线照片(左图标记部分)
    扫描光源光斑实验装置示意图
    Fig. 7. 扫描光源光斑实验装置示意图
    (a)单像素偏置在0.23 V时的光斑扫描图(20 μm的扫描步长),(b)为光斑的水平横截面图
    Fig. 8. (a)单像素偏置在0.23 V时的光斑扫描图(20 μm的扫描步长),(b)为光斑的水平横截面图
    芯片噪声电压测量示意图
    Fig. 9. 芯片噪声电压测量示意图
    [in Chinese]
    Fig. 10. [in Chinese]
    太赫兹透射成像系统示意图
    Fig. 11. 太赫兹透射成像系统示意图
    扫描的牙签的成像图(100 μm 步长),(a)为牙签的实物照片,(b)为牙签扫描结果,(c)显示了扫描的尺寸,(d)是(b)的单行数据显示结果
    Fig. 12. 扫描的牙签的成像图(100 μm 步长),(a)为牙签的实物照片,(b)为牙签扫描结果,(c)显示了扫描的尺寸,(d)是(b)的单行数据显示结果
    使用CMOS探测器扫描的树叶的成像图(100 μm 步长),(a)为待成像树叶,(b)为扫描成像结果,(c)为(b)的局部放大结果
    Fig. 13. 使用CMOS探测器扫描的树叶的成像图(100 μm 步长),(a)为待成像树叶,(b)为扫描成像结果,(c)为(b)的局部放大结果
    高莱探测器树叶扫描成像图(100 μm 步长),(a)为THz-QCL打开时采集到的数据即树叶加背底,(b)为THz-QCL关闭状态采集到的数据即背底,(c)为图(a)减去图(b)得到的树叶图,(d)为采用CMOS探测器扫描得到的树叶图
    Fig. 14. 高莱探测器树叶扫描成像图(100 μm 步长),(a)为THz-QCL打开时采集到的数据即树叶加背底,(b)为THz-QCL关闭状态采集到的数据即背底,(c)为图(a)减去图(b)得到的树叶图,(d)为采用CMOS探测器扫描得到的树叶图
    CMOS工艺频率.[THz]Rv [V/W]NEP [pW/Hz1/2

    参考

    文献.

    65 nm CMOS3.052673本工作
    90 nm CMOS4.7575404[31]
    90 nm CMOS4.25230110[32]
    90 nm CMOS2.54, 3.13336, 30863,85[33]
    90 nm CMOS3.123085[34]
    130 nm CMOS(SBD)4.92383430[35]
    150 nm CMOS2.930487[36]
    Table 1. 高频CMOS太赫兹探测器之间的性能比较
    Tong FANG, Li-Yuan LIU, Zhao-Yang LIU, Peng FENG, Yuan-Yuan LI, Jun-Qi LIU, Jian LIU, Nan-Jian WU. A 3.0 THz detector in 65 nm standard CMOS process[J]. Journal of Infrared and Millimeter Waves, 2020, 39(1): 56
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