CMOS太赫兹源与探测器的发展与挑战
徐雷钧（教授、博导）
江苏大学 电气信息工程学院
汇报提纲
11
CMOS工艺的优势与缺陷
12
CMOS太赫兹源与探测器发展现状
13
CMOS工艺在太赫兹频段的挑战
14
课题组相关研究进展介绍
15
CMOS太赫兹集成电路展望
一、CMOS工艺的优势与缺陷
优势
• 集成度高（工艺发展快-5nm）
• 成本低
• 易于模数混合单片集成（SoC）
实现大规模商业化应用
[1] K. Sengupta, T. Nagatsuma, and D. M. Mittleman, “Terahertz integrated
electronic and hybrid electronic-photonic systems,” Nature Electronics, vol. 1, no.
12, pp. 622-635, Dec 2018.
一、CMOS工艺的优势与缺陷
缺陷
• 晶体管截止/最大频率fmax难以提升
• 太赫兹频段，硅衬底高损耗性
• 多层金属工艺的设计规则限制了
版图最优设计
[1] K. Sengupta, T. Nagatsuma, and D. M. Mittleman, “Terahertz
integrated electronic and hybrid electronic-photonic systems,”
Nature Electronics, vol. 1, no. 12, pp. 622-635, Dec 2018.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
太赫兹源设计指标：高输出功率、高DC-to-THz转换效率、具有一定调频范围等。
倍频器
CMOS太赫兹源实现方式
振荡器
三点式LC
差分LC
[2] P. Hillger, J. Grzyb, R. Jain, and U. R. Pfeiffer, “Terahertz Imaging and Sensing Applications
With Silicon-Based Technologies,” IEEE Trans. THz Sci. Technol., vol. 9, no. 1, pp. 1-19, 2019.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
Push-Push振荡器的基波信号相互抵消，而二次谐波由于相位相同会叠加输出。
振荡器1的输出：

Yin2
Yin1
V1 (t )   an cos(n0t   n )
0
V1(t)
V2(t)
A
振荡器2的输出：

Vout(t)
YL
V2 (t )   an cos(n0t   n  n )
0
双推端口输出：
Vout (t )=V1 (t )  V2 (t ) 
基本Push-Push振荡器
结构原理图
Triple-Push振荡器类似，三次谐波同相叠加输出。


n  2,4,...
2an cos(n0t  n )
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
国
内
太
赫
兹
源
研
究
Tech.
Freq.
(GHz)
Tuning Range
(%)
Output Power
(dBm)
Phase Noise
(dBc/Hz@10MHz)
DC Power
(mW)
28nm CMOS
169.6
21.7
-9.2
-109.33
95
[4] Y. Shu, H. J. Qian, and X. Luo, “A 169.6-GHz Low Phase Noise and Wideband Hybrid Mode-Switching Push–Push Oscillator,” IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol.
67, no. 7, pp. 2769-2781, 2019.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
Tech.
国
内
太
赫
兹
源
研
究
Freq.
Prad
(GHz) (mW)
65nm
312
1.2
CMOS
EIRP
(dBm)
10.5
Tuning
Range (%)
1.3
Phase Noise
(dBc/Hz@1MHz)
-96
DC Power
(mW)
300
DC-to-RF
(%)
0.42
[3] L. Wu, S. Liao, and Q. Xue, “A 312-GHz CMOS Injection-Locked Radiator With Chip-and-Package Distributed Antenna,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 52, no.
11, pp. 2920-2933, 2017.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
国
外
太
赫
兹
源
研
究
Tech.
Freq.
(GHz)
Max. Output
Power (dBm)
Phase Noise
(dBc/Hz@1MHz)
DC-to-RF
(%)
Tuning Range
(%)
65nm
CMOS
215
5.6
-94.6
4.6
0.65
DC
Power
(mW)
79
[5] R. Kananizadeh and O. Momeni, “High-Power and High-Efficiency Millimeter-Wave Harmonic Oscillator Design, Exploiting Harmonic Positive Feedback in CMOS,” IEEE Trans.
Microw. Theory Techn., vol. 65, no. 10, pp. 3922-3936, 2017.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
Technology
国
外
太
赫
兹
源
研
究
65nm CMOS
Frequency
(GHz)
610.6
Tuning Range
(%)
2.3
Max. Radiated Power
(dBm)
-25.2
DC-to-THz
(%)
0.01
[9] Z. Chen, Z. Chen, W. Choi, and O. K. K, “610-GHz Fourth Harmonic Signal Reactively Generated in a CMOS Voltage Controlled Oscillator Using Differentially Pumped
Varactors,” IEEE Solid-State Circuits Lett., vol. 3, pp. 46-49, 2020.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
Tech.
国
外
太
赫
兹
源
研
究
Single-ended
Differential
VCO
Freq.
Output
(GHz) Power (dBm)
65nm
213
-1
CMOS
-0.92
-6.93
Tuning
Range (%)
NA
NA
2.3
（a）
Phase Noise
(dBc/Hz@1MHz)
-93.4
-90.9
-93
DC Power
(mW)
11.5
23.6
3.36
DC-toRF (%)
6.87
6.86
6.02
（b）
（c）
[6] H. Wang, J. Chen, J. T. S. Do, H. Rashtian, and X. Liu, “High-Efficiency Millimeter-Wave Single-Ended and Differential Fundamental Oscillators in CMOS,” IEEE J. Solid-State
Circuits, vol. 53, no. 8, pp. 2151-2163, 2018.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
Tech.
国
外
太
赫
兹
源
研
究
65nm
CMOS
Freq.
(GHz)
229
Max. Output
Power (dBm)
3.4
Min. Phase Noise
(dBc/Hz@10MHz)
-105.8
Tuning
Range (%)
8.35
DC-to-RF
(%)
1.16
DC Power
(mW)
195
[8] H. Jalili and O. Momeni, “A 230-GHz High-Power and Wideband Coupled Standing Wave VCO in 65-nm CMOS,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 55, no. 3, pp.
547-556, 2020.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
Tech.
国
外
太
赫
兹
源
研
究
40nm CMOS
Freq.
(GHz)
531.5
Prad
(dBm)
-12
Tuning Range
(%)
0.9
DC-to-RF
(%)
0.024
EIRP
(dBm)
2.3
DC Power
(mW)
260
[7] K. Guo, Y. Zhang, and P. Reynaert, “A 0.53-THz Subharmonic Injection-Locked Phased Array With 63-𝜇W Radiated Power in 40-nm CMOS,” IEEE J. Solid-State Circuits,
vol. 54, no. 2, pp. 380-391, 2019.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
CMOS太赫兹源发展现状总结：
基本结构
增强措施
Push-Push/3推
Colpitts
阵列
注入锁定
驻波耦合
······
输出/辐射功率：-27dBm
(560GHz)
5.6dBm
(215GHz)
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
[3] L. Wu, S. Liao, and Q. Xue, “A 312-GHz CMOS Injection-Locked Radiator With Chip-and-Package Distributed Antenna,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 52, no. 11, pp.
2920-2933, 2017.
[4] Y. Shu, H. J. Qian, and X. Luo, “A 169.6-GHz Low Phase Noise and Wideband Hybrid Mode-Switching Push–Push Oscillator,” IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol.
67, no. 7, pp. 2769-2781, 2019.
[5] R. Kananizadeh and O. Momeni, “High-Power and High-Efficiency Millimeter-Wave Harmonic Oscillator Design, Exploiting Harmonic Positive Feedback in CMOS,”
IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol. 65, no. 10, pp. 3922-3936, 2017.
[6] H. Wang, J. Chen, J. T. S. Do, H. Rashtian, and X. Liu, “High-Efficiency Millimeter-Wave Single-Ended and Differential Fundamental Oscillators in CMOS,” IEEE J.
Solid-State Circuits, vol. 53, no. 8, pp. 2151-2163, 2018.
[7] K. Guo, Y. Zhang, and P. Reynaert, “A 0.53-THz Subharmonic Injection-Locked Phased Array With 63-𝜇W Radiated Power in 40-nm CMOS,” IEEE J. Solid-State Circuits,
vol. 54, no. 2, pp. 380-391, 2019.
[8] H. Jalili and O. Momeni, “A 230-GHz High-Power and Wideband Coupled Standing Wave VCO in 65-nm CMOS,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 55, no. 3, pp. 547556, 2020.
[9] Z. Chen, Z. Chen, W. Choi, and O. K. K, “610-GHz Fourth Harmonic Signal Reactively Generated in a CMOS Voltage Controlled Oscillator Using Differentially Pumped
Varactors,” IEEE Solid-State Circuits Lett., vol. 3, pp. 46-49, 2020.
[10] F. Golcuk, O. D. Gurbuz, and G. M. Rebeiz, “A 0.39–0.44 THz 2x4 Amplifier-Quadrupler Array With Peak EIRP of 3–4 dBm,” IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol.
61, no. 12, pp. 4483-4491, 2013.
[11] R. Han and E. Afshari, “A CMOS High-Power Broadband 260-GHz Radiator Array for Spectroscopy,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 48, no. 12, pp. 3090-3104, 2013.
[12] Y. Tousi and E. Afshari, “A High-Power and Scalable 2-D Phased Array for Terahertz CMOS Integrated Systems,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 50, no. 2, pp. 597-609,
2015.
[13] Y. Yang, O. D. Gurbuz, and G. M. Rebeiz, “An Eight-Element 370–410-GHz Phased-Array Transmitter in 45-nm CMOS SOI With Peak EIRP of 8–8.5 dBm,” IEEE Trans.
Microw. Theory Techn., vol. 64, no. 12, pp. 4241-4249, 2016.
[14] Y. Zhao et al., “A 0.56 THz Phase-Locked Frequency Synthesizer in 65 nm CMOS Technology,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 51, no. 12, pp. 3005-3019, 2016.
[15] K. Guo, A. Standaert, and P. Reynaert, “A 525–556-GHz Radiating Source With a Dielectric Lens Antenna in 28-nm CMOS,” IEEE Trans. THz Sci. Technol., vol. 8, no. 3,
pp. 340-349, 2018.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
太赫兹探测器灵敏度的改善一直是研究工作的重点！
直接混频探测
太赫兹探测器实现方式
外差混频探测
[2] P. Hillger, J. Grzyb, R. Jain, and U. R. Pfeiffer, “Terahertz Imaging and Sensing Applications
With Silicon-Based Technologies,” IEEE Trans. THz Sci. Technol., vol. 9, no. 1, pp. 1-19, 2019.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
MOS器件直接混频（自混频）探测原理
CMOS or HEMT
工作原理图
  Vds = Vds cos（）
Vds  Vds   Vds


 Vg = Vg cos（ +）  Vg  Vg   Vg
ids  G（V
0
g）Vds
1
ids  G（V
G（V
（）
0
g）Vds +
0
g） Vg Vds cos
2
背景电流
栅控能力
天线耦合效率
光电流
a. 选用电子迁移率较高的材料
b. 设计高效的太赫兹混频天线
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
MOS器件直接混频（自混频）探测原理
180nm CMOS
工作原理图
Dyakonov-Shur理论：
2
VRF
U  
4Vgs  Vth 
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
国
内
太
赫
兹
探
测
器
研
究
Technology
Frequency
Ws (nm)
180nm CMOS
650GHz
20
40
Responsivity
(kV/W)
3.8
5.5
NEP
(pW/Hz1/2)
13.1
9.1
[18] Q. Yang, X. Ji, Y. Xu, and F. Yan, “Improved performance of CMOS terahertz detectors by reducing MOSFET parasitic capacitance,” IEEE Access, vol. 7, pp.
9783-9789, 2019.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
Technology
国
内
太
赫
兹
探
测
器
研
究
180nm CMOS
Frequency
(GHz)
860
Max. Responsivity
(kV/W)
3.3
Min. NEP
(pW/Hz1/2)
106
Array
3×5
[17] Z. Liu, L. Liu, J. Yang, and N. Wu, “A CMOS fully integrated 860-GHz terahertz sensor,” IEEE Trans. THz Sci. Technol., vol. 7, no. 4, pp. 455-465, July 2017.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
Technology
国
内
太
赫
兹
探
测
器
研
究
Single-transistor
Four-transistor
paralleled
55nm CMOS
Frequency
(THz)
2.58
Responsivity
（V/W）
40.2
62.9
NEP
（nW/Hz1/2）
1.1
4
[19] D. Shang, Y. Xing, and P. Sun, “Short-channel MOSFET for terahertz wave detection fabricated in 55 nm silicon CMOS process technology,” Electron. Lett.,
vol. 55, no. 25, pp. 1357-1358, 2019.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
Technology
国
内
太
赫
兹
探
测
器
研
究
40nm CMOS
Frequency
(GHz)
335.8
CG
(dB)
-1.7
NF
(dB)
23.2
DC Power
(mW)
53.1
[16] C. Li, C. Ko, M. Kuo, and D. Chang, “A 340-GHz heterodyne receiver front end in 40-nm CMOS for THz biomedical imaging applications,” IEEE Trans. THz
Sci. Technol., vol. 6, no. 4, pp. 625-636, July 2016.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
国
外
太
赫
兹
探
测
器
研
究
[20] M. Khatib and M. Perenzoni, “Response Optimization of Antenna-Coupled FET Detectors for 0.85-to-1-THz Imaging,” IEEE Microw.Wireless Compon. Lett., vol. 28, no.
10, pp. 903-905, 2018.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
Technology
国
外
太
赫
兹
探
测
器
研
究
65nm CMOS
Frequency
(GHz)
50-280
Max.CG
(dB)
-20
Min.Sensitivity
(dBm)
-73
DC Power
(mW)
34
[21] B. Jamali and A. Babakhani, “A Fully Integrated 50–280-GHz Frequency Comb Detector for Coherent Broadband Sensing,” IEEE Trans. THz Sci. Technol., vol. 9, no.
6, pp. 613-623, 2019.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
Technology
国
外
太
赫
兹
探
测
器
研
究
65nm CMOS
Frequency
(GHz)
483-496
Responsivity
(kV/W)
140
NEP
(pW/Hz1/2)
1.2
DC Power
(mW)
26
[22] K. Choi, D. R. Utomo, and S. Lee, “A Fully Integrated 490-GHz CMOS Heterodyne Imager Adopting Second Subharmonic Resistive Mixer Structure,” IEEE
Microw.Wireless Compon. Lett., vol. 29, no. 10, pp. 673-676, 2019.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
Technology
国
外
太
赫
兹
探
测
器
研
究
65nm CMOS
Frequency
(GHz)
240
CG
(dB)
-39.8
Sensitivity
(dBm)
-102
DC Power
(mW)
980
[23] Z. Hu, C. Wang, and R. Han, “A 32-Unit 240-GHz Heterodyne Receiver Array in 65-nm CMOS With Array-Wide Phase Locking,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol.
54, no. 5, pp. 1216-1227, 2019.
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
太赫兹探测器发展现状总结：
基本结构
增强措施
直接混频探测
外差混频探测
多像素阵列
集成硅透镜
······
灵敏度： -53.9dBm/ Hz
(2.58THz)
-150.8dBm/Hz
(335.8GHz)
二、CMOS太赫兹源与探测器发展现状
[16] C. Li, C. Ko, M. Kuo, and D. Chang, “A 340-GHz heterodyne receiver front end in 40-nm CMOS for THz biomedical imaging applications,” IEEE Trans. THz Sci.
Technol., vol. 6, no. 4, pp. 625-636, July 2016.
[17] Z. Liu, L. Liu, J. Yang, and N. Wu, “A CMOS fully integrated 860-GHz terahertz sensor,” IEEE Trans. THz Sci. Technol., vol. 7, no. 4, pp. 455-465, July 2017.
[18] Q. Yang, X. Ji, Y. Xu, and F. Yan, “Improved performance of CMOS terahertz detectors by reducing MOSFET parasitic capacitance,” IEEE Access, vol. 7, pp. 9783-9789,
2019.
[19] D. Shang, Y. Xing, and P. Sun, “Short-channel MOSFET for terahertz wave detection fabricated in 55 nm silicon CMOS process technology,” Electron. Lett., vol. 55, no.
25, pp. 1357-1358, 2019.
[20] M. Khatib and M. Perenzoni, “Response Optimization of Antenna-Coupled FET Detectors for 0.85-to-1-THz Imaging,” IEEE Microw.Wireless Compon. Lett., vol. 28, no.
10, pp. 903-905, 2018.
[21] B. Jamali and A. Babakhani, “A Fully Integrated 50–280-GHz Frequency Comb Detector for Coherent Broadband Sensing,” IEEE Trans. THz Sci. Technol., vol. 9, no. 6,
pp. 613-623, 2019.
[22] K. Choi, D. R. Utomo, and S. Lee, “A Fully Integrated 490-GHz CMOS Heterodyne Imager Adopting Second Subharmonic Resistive Mixer Structure,” IEEE
Microw.Wireless Compon. Lett., vol. 29, no. 10, pp. 673-676, 2019.
[23] Z. Hu, C. Wang, and R. Han, “A 32-Unit 240-GHz Heterodyne Receiver Array in 65-nm CMOS With Array-Wide Phase Locking,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 54,
no. 5, pp. 1216-1227, 2019.
[24] S. Boppel et al., “CMOS Integrated Antenna-Coupled Field-Effect Transistors for the Detection of Radiation From 0.2 to 4.3 THz,” IEEE Trans. Microw. Theory Techn.,
vol. 60, no. 12, pp. 3834-3843, 2012.
[25] R. A. Hadi et al., “A 1k-Pixel video camera for 0.7–1.1 terahertz imaging applications in 65-nm CMOS,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 47, no. 12, pp. 2999-3012,
Dec. 2012.
[26] G. Károlyi, D. Gergelyi, and P. Földesy, “Sub-THz Sensor Array With Embedded Signal Processing in 90 nm CMOS Technology,” IEEE Sens. J., vol. 14, no. 8, pp. 24322441, 2014.
[27] S. V. Thyagarajan, S. Kang, and A. M. Niknejad, “A 240 GHz Fully Integrated Wideband QPSK Receiver in 65 nm CMOS,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 50, no. 10,
pp. 2268-2280, 2015.
三、CMOS工艺在太赫兹频段的挑战
• BEOL结构（Back-End-of-Line）的CMOS工艺，随着工艺尺寸的不断缩小，
金属层与高损耗硅衬底之间的距离也越来越近，对片上天线的增益，辐射
效率等性能提出了很大挑战（设计规则限制）。
三、CMOS工艺在太赫兹频段的挑战
• 晶体管的fmax较低，严重限制了太赫兹
源的输出功率，DC-to-THz转换效率等。
• 片上天线与太赫兹探测器之间的匹配程
度影响着太赫兹探测器的灵敏度，匹配
设计也是实现高灵敏度太赫兹探测器的
难点所在。
四、课题组相关研究进展介绍
4.1 研究目标
传统太赫兹探测设备（如THz-TDS）体积较为庞大，价格昂贵，不利于实现大量商业化生产。
课题组根据CMOS集成电路易集成，成本低等特点，研究小型便携式太赫兹探测系统。
（a）基于光学方法的太赫兹时域探测系统
（b）固态电路的太赫兹探测系统结构
四、课题组相关研究进展介绍
4.2 直接混频探测器基本结构
Vout
Cgd
Vout
Antenna
Rs
Vb
共源结构
Rs
Vb
Antenna
共栅结构
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（1.1）设计了四种不同结构的太赫兹直接混频探测电路
In2_1
In1
Vb
Out
In1_1
TL
TL
Vb
Out
Out
In
Vb
In
Out
TL
In1_2
Vb
In2_2
Detector1
TL
Detector2
Detector3
In2
Detector4
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（1.2）探测器1双环差分天线模型及其S11仿真结果
In2_1
In1_1
TL
Vb
Out
In1_2
In2_2
应用电路
双环差分天线
天线S11
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（1.3）探测器2圆形开槽天线模型及其S11仿真结果
Vb
TL
Out
In
应用电路
圆形开槽天线
天线S11
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（1.4）探测器3菱形开槽天线模型及其S11仿真结果
Out
In
TL
Vb
应用电路
菱形开槽天线
天线S11
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（1.5）探测器4单环差分天线模型及其S11仿真结果
In1
TL
Vb
Out
In2
应用电路
单环差分天线
天线S11
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（1.6）基于0.18μm CMOS工艺制造的芯片版图及照片（尺寸大小：1mm×1mm）
芯片版图
芯片照片
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（1.7）芯片绑定及PCB测试板
芯片绑定（尺寸大小：5.1cm×1.8cm）
PCB测试板（尺寸大小：13.7cm×9.8cm）
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（1.8）芯片I-V特性曲线实测与仿真结果
Detector1
Detector2
Detector3
Detector4
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（1.9）响应度与NEP测试结果
电压响应度
噪声等效功率
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（2.1）Push-Push压控振荡器
Push-Push压控振荡器电路
输出功率
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（2.2）应用于Push-Push压控振荡器的矩形槽天线及其S11仿真结果
Ground Plane
M10
M1
矩形槽天线模型
天线S11
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（2.3）1×2阵列Push-Push压控振荡器
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（2.4）应用于1×2阵列Push-Push压控振荡器的T形槽天线及其S11仿真结果
T形槽天线模型
天线S11
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（2.5）外差混频探测器
混频器电路
中频放大器电路
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（2.6）应用于外差混频探测器的环形差分天线及其S11仿真结果
Ground Plane
环形差分天线模型
天线S11
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（2.7）直接混频探测器及折叠形天线
直接混频探测器
折叠形天线模型
天线S11
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（2.8）基于40nm CMOS工艺制造的芯片照片（尺寸大小：1mm×1mm）
Heterodyne Detector
Push-Push
VCO
(Probe)
1×2 Push-Push
VCO
Push-Push
VCO
Colpitts
VCO
Direct Detector
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（2.9）芯片绑定及PCB测试板
芯片绑定（尺寸大小：2.3cm×2.3cm）
PCB测试板（尺寸大小：10cm×7cm）
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（2.10）1×2阵列Push-Push压控振荡器测试结果
太赫兹源响应测试
辐射强度
辐射功率测试
四、课题组相关研究进展介绍
4.3 研究成果
（2.11）直接混频探测器测试结果
太赫兹探测器测试
响应度测试
五、CMOS太赫兹集成电路展望
• 器件性能提升，频率更高（fmax>1THz）
性能
FinFET
GAAFET，5nm
3nm
• 5G技术加速CMOS太赫兹芯片的产业化
应用
6G
无线通信：300GHz（IEEE 802.15.3d）
探测成像：安检、无损检测
• 混合CMOS工艺
工艺
光电子+CMOS：源、混频、片上天线
异质集成技术：CMOS+化合物半导体（碳化硅、氮化镓）
主要承担的基金项目
起止时间
项目来源
项目名称
2019.12022.12
国家自然科学基金面上
基于正交极化外差混频的CMOS太赫兹探测芯片研究
61874050
2016.12019.12
国家自然科学基金面上
太赫兹CMOS信号源关键技术研究
61574036
2016.72019.6
江苏省自然科学基金面上
CMOS全相位高灵敏太赫兹探测器研究
项目BK20161352
2017.72019.6
江苏省农业科技自主创新
谷物品质检测用太赫兹探测仪器关键技术及集成创新
项目（CX(17)3001）
2016.112019.10
江苏省第十三批六大人才
高 峰 高 层 次 人 才 项 目 谷物品质的高灵敏太赫兹探测器关键技术研究
DZXX-018
踏灯塔，碎封锁！若一去不回，纵身碎，魂必归！
感谢各位专家与朋友！