[发明专利]一种基于光学天线的太赫兹探测器

权利要求书

1.一种基于光学天线的太赫兹探测器，其特征是包括多晶硅材料层制成的光学天线、晶体管或场效应管；光学天线分别置于晶体管的源极和漏极两端，天线边缘距离晶体管栅极边缘间距为100～500nm，光学天线与晶体管源端、漏端和栅端通过标准工艺中填充氧化物隔开；光学天线与晶体管栅极采用同一层多晶硅材料，但掺杂通过其他工艺来单独实现，其厚度为100～300nm；光学天线采用偶极子天线、领结形天线天线结构，材料为掺杂多晶硅材料，多晶硅材料的掺杂浓度为10¹⁷～10²⁰；光学天线的太赫兹探测器工作方案为，在晶体管栅极上加上直流偏置电压，源极接地，漏极浮空，信号电压从漏极输出。

2.根据权利要求1所述的基于光学天线的太赫兹探测器，其特征是采用多晶硅作为天线材料，晶体管栅极部位303位于天线间隙的中间，晶体管栅极303亦为多晶硅层，栅长尺寸为50～300nm。晶体管栅极303做硅金属化(silicide)工艺，以改善导电性，而光学天线304和305不做硅金属化工艺，保持半导体特性。

3.根据权利要求1所述的基于光学天线的太赫兹探测器，其特征是光学天线采用偶极子和领结形结构相结合的形式，其偶极子长度D范围为1～10微米，宽度W为1～5微米；领结形部分半径L为5～30微米，张角角度为90～180度。

4.根据权利要求1所述的基于光学天线的太赫兹探测器，其特征是通过调节多晶硅材料的掺杂浓度，使天线的等离子体频率等于被测信号的频率，从而在天线上产生表面等离激元SPP，实现太赫兹场的局域增强。

5.根据权利要求1所述的基于光学天线的太赫兹探测器，其特征是调节多晶硅的掺杂浓度(10¹⁷～10²⁰)，使多晶硅天线的等离子体频率在太赫兹频率波段，当入射太赫兹射线的频率与天线的等离子体频率相等时，光学天线表面将会产生表面等离激元SPP，太赫兹场将会局域在光学天线间隙处，通过调节天线多晶硅材料的杂质掺杂浓度，能够使天线的等离子体频率0.1～10THz之间调节。