180 nm CMOS プロセスを用いたテラヘルツ検出器の設計と評価

摘要

近年、テラヘルツ波を用いたイメージングが注目を集めている。本研究では、イメージングアレイへの搭載に向けて、イメージングピクセルを180 nm Si CMOS プロセスを用いて設計·試作し評価した。イメージングピクセルは、MOSFET の非線形性を用いたテラヘルツ検出器、マイクロストリップパッチアンテナ、およびインピーダンス整合回路より構成される。イメージングピクセルのサイズは 250×180μm~2 である。イメージングピクセルはキャリア周波数 0.915 THz において 51.9kV／W の Responsivity、変調周波数 31 Hz において 358 pW /Hz~(1/2) のNEP（Noise Equivalent Power）を示した。NEP は100 kHz で変調することで 42 pW /Hz~(1/2) が期待される。