用于亚太赫兹成像的LC增强型CMOS等离子体探测器

《IEEE Microwave and Wireless Technology Letters》：LC-Enhanced CMOS Plasmonic Detector for Sub-Terahertz Imaging

提出了一种基于标准0.18μm CMOS工艺的LC增强型亚太赫兹检测器，采用差分拓扑结构并集成漏极电感，有效提升高频信号传输和漏极阻抗，降低噪声，实现高响应度（1561 kV/W）和低噪声等效功率（11.6 pW/√Hz），在150 GHz处验证了其亚太赫兹成像性能，信号噪声比达29.2 dB，适用于高分辨率低噪声被动成像。

　　

摘要：

本文介绍了一种基于LCC（电感-电容）结构的亚太赫兹（sub-THz）成像增强型等离子体探测器，该探测器采用标准的0.18微米CMOS工艺制造。该探测器采用差分拓扑结构，并配备了交叉耦合的电容器和漏极电感器，这些元件形成了LCC谐振电路，有效增强了高频信号传输并提高了漏极阻抗。这种配置不仅增强了基本耦合效果，还降低了低频噪声成分。此外，电感器还提供了阻抗加载效应，进一步提高了漏极阻抗，从而提升了输出电压摆幅和电压响应度。该探测器的芯片面积为0.79×0.70毫米平方。测量结果显示，在150 GHz频率下，其峰值电压响应度为1561 kV/W，最小噪声等效功率为11.6 pW/√Hz。亚太赫兹成像实验中，该探测器的信噪比达到了29.2 dB，证明了其在高分辨率、低噪声被动成像应用中的有效性。

引言

亚太赫兹（sub-THz）技术的工作频率范围通常在100至300 GHz之间，因其在安全筛查、雷达成像、高速无线通信和无损检测等领域的应用而受到越来越多的关注[1]、[2]、[3]、[4]、[5]。