基于CMOS工艺的太赫兹热探测器关键技术的研究

发布时间：2021-06-07 08:57

　　太赫兹（Terahertz,THz）波为频段在0.3THz到30THz之间一种电磁波,处于毫米波段和红外波段之间。因其有能量低,穿透力强,与宇宙星体的辐射波长相近等特点,使得太赫兹波的探测在安全监测,军事检查,宇宙检查等领域上有着广阔的发展前景。目前,大多数现有的太赫兹探测器受到半导体截止频率的限制,不能探测太赫兹的较高波段;为克服上述存在的问题,本文提出了对基于标准CMOS工艺的太赫兹热探测器的研究和设计。本文提出的CMOS太赫兹热探测器采用“金属天线-电阻负载-温度传感电路”结构。可通过调节金属天线的尺寸使得探测器的工作频率覆盖到太赫兹波的任何波段。探测器在标准的0.18μm CMOS工艺下进行制造,工作在常温环境下。在基础理论的指导下,本文设计出“偶极子天线-多晶硅电阻-PTAT温度传感器”和“十字天线-多晶硅电阻-NMOS温度传感器”两种类型的探测器结构。首先,提出CMOS太赫兹探测器的原理,并构建其完备的理论分析模型。通过HFSS,COMSOL和Candece软件对热探测器工作过程中涉及到的天线辐射吸收、热传递、温度传感三个物理过程进行建模仿真。通过仿真优化后,得出CMOS太... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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三种热传递方式

图 3-1 CMOS 工艺剖面图其中 0.18umCMOS 工艺的剖面图如图 3-1 所示。该 CMOS 工艺为一层多六层金属结构（1PM6）。剖面图中，最上层为 Si3N4层作为钝化层，下面是 Si质层和金属层进行交叉存在，每层 SiO2的介电常数不完全相同，金属层之

【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹波及其在毒品检测中的应用[J]. 江德军,王光琴,贾燕,李宁,逯美红,孙金海,沈京玲.  北京石油化工学院学报. 2006(04)
[2]太赫兹波无损检测新技术及其应用[J]. 沈京玲,张存林.  无损检测. 2005(03)



本文编号：3216280