硅基CMOS太赫兹波成像芯片研究

项目名称： 硅基CMOS太赫兹波成像芯片研究

项目编号： No.61474108

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 刘力源

作者单位： 中国科学院半导体研究所

项目金额： 85万元

中文摘要： 太赫兹波成像是一种新兴的无损成像技术，在生物医学、材料分析和危险物品检测等领域具有广阔的应用前景。CMOS太赫兹波成像芯片是未来便携式太赫兹波成像设备的核心器件。针对太赫兹波成像器件的迫切需求以及CMOS太赫兹波成像芯片的关键科学技术问题,本项目拟开展CMOS太赫兹波成像芯片设计的应用基础研究。本项目探索和研究CMOS太赫兹波成像芯片的新型像素器件、器件物理机理和模型、高效片上太赫兹波接收天线、新型低噪声像素信号读出电路和成像芯片的集成方法等关键科学技术问题。突破CMOS太赫兹波成像芯片的像素器件响应度低、无太赫兹波段器件端口阻抗模型、片上太赫兹波接收天线增益低和低噪声像素信号读出电路设计难度大等瓶颈问题，摸索出一整套CMOS太赫兹波成像芯片设计方法，设计出新型CMOS太赫兹波成像的原型芯片，促进我国CMOS太赫兹波成像芯片的设计和应用技术发展。

中文关键词： 太赫兹波成像；太赫兹片上天线；太赫兹器件建模；低噪声读出电路；互补型金属氧化物半导体

英文摘要： Terahertz(THz) imaging is a promising non-destructive imaging technique and will be widely applied in biomedical test, material analysis, security check and so on. With the development of modern technology, portable terahertz imaging devices are demanded. Emerging of CMOS THz imaging chip has paved the way. Current reported CMOS THz imaging chips suffers from problmes such as weak output of the detector, poor performance on-chip THz antenna, lack of accurate THz device model and difficulties of integrating low noise readout circuits. To deal with above problmes,this project is going to study THz detector with new physics principles and structures, accurate THz device modeling methods, new architecture of on-chip THz antenna and low noise readout circuits design. The aim is to implement a complete 25fps terahertz imaging chip with 32×32 pixels array and 40dB dynamic range using standard CMOS technology.

英文关键词： THz Imaging;On Chip THz Antenna;THz device modeling;Low noise readout circuits;CMOS