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太赫兹技术在安检成像、无损检测、雷达探测、生物医疗等方面有着广泛的应用前景。太赫兹探测器作为太赫兹技术的核心器件,一直受到科学界的广泛关注。常用的室温太赫兹检测器有微测热辐射计、高莱探测器、热释电探测器、肖特基二极管等。这些探测器技术存在着加工成本昂贵,工艺技术复杂,集成受限等问题,很大程度上限制了其在上述领域的应用。基于标准集成电路工艺制备的硅基太赫兹探测器具有成本低、响应速度快,集成度高、便于大规模生产等突出优势,是实现小型化,高度集成化室温太赫兹探测器的新发展领域。本论文利用表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)天线结构设计并制备了新型太赫兹双频探测器和1X 16探测器线阵,研究了其性能特性,深入探索了探测器线阵串扰的来源,提出优化线阵性能的可行方案。本文所取得的主要研究成果包括:(1)利用集成电路工艺中的Poly-Si层和第六金属层分别设计SPR天线和电波天线,成功制备了 CMOS太赫兹双频天线,从理论和实验两方面证实了该设计的可行性,实现了多频太赫兹探测器紧凑型和微型化。实验测量结果表明:该天线可同时工作在波段220GHz和650GHz处,响应灵敏度RV分别为2kV/W和0.45kV/W;噪声等效功率NEP分别为23pW/Hz0.5和110 pW/Hz0.5。(2)设计制备了1×16 CMOS太赫兹探测器线阵。每个探测单元都集成了650GHz频率的SPR天线、高性能非对称结构的MOSFET传感器和闭环增益为40dB的低噪声运算放大器。实验测量了线阵中各探测器单管的响应灵敏度RV及噪声等效功率NEP。结果显示:当晶体管的栅源偏置电压VGS为0.45V时,其平均响应灵敏度RV、平均噪声等效功率NEP分别为163.5kV/W、58.9pW/Hz0.5,线阵整体的响应灵敏度标准差系数V(RV)为17.46%,噪声等效功率标准差系数V(NEP)为22.47%,线阵中各像元间的性能不均匀,存在串扰。利用anysoft HFSS仿真软件,对线阵的串扰成因进行探索。发现天线之间的串扰是由于高频信号通过衬底Si材料传输造成。通过隔离衬底和天线或是减薄Si衬底可以有效的降低线阵串扰,保证各像元的均匀性。