[发明专利]场效应宽谱探测器

说明书

本发明公开了一种场效应宽谱探测器。所述探测器包括场效应晶体管结构和与场效应晶体管结构配合的天线，所述场效应晶体管为并联对管结构；所述场效应晶体管为并联对管结构；所述天线包括与漏极通过二维电子气连通的漏端天线组以及与栅极连接的栅极天线组，所述漏端天线组包括沿靠近天线中心的方向依次设置的多个漏端天线，所述栅极天线组包括沿靠近天线中心的方向依次设置的多个栅极天线，其中，每一漏端天线与一栅极天线对应并组合形成一天线对，每一所述天线对具有设定的中心频率和带宽。本发明实施例提供的场效应宽谱探测器，每一漏端天线与一栅极天线对应并组合形成一天线对，通过天线集成拓宽探测器的可探测频率范围。

技术领域

本发明涉及一种探测器，特别涉及一种场效应宽谱探测器，属于微纳制造技术领域。

背景技术

太赫兹波(Terahertz wave)是人类尚未大规模应用的一段电磁频谱资源，其波长大致从30μm～3mm、频率范围在0.1～10THz之间，也称为亚毫米波和远红外波。太赫兹波由于具有高透射性、低能量性、指纹特性、高带宽性、瞬态性、相干性、高分辨率性。可用于人体安检、医学成像、无损检测等领域。

为了使这些应用得以实施，太赫兹检测器有着举足轻重的地位。而探测器根据工作波长的范围可以分为两类，窄带探测器和宽谱探测器。相比之下，宽谱探测器有着更宽的响应范围，更适合应用于检测分析和成像等，同时在通信中，也可以提供更高的传输速度和传输能力。

在宽带探测器中，具有宽范围的太赫兹波吸收能力和优秀的光电信号转换效率是至关重要的两项性能指标。目前，涵盖太赫兹波段的宽带探测器比较少，同时存在探测器响应能力差和光谱响应范围窄等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种场效应宽谱探测器，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种场效应宽谱探测器，所述探测器包括场效应晶体管和与场效应晶体管配合的天线，所述场效应晶体管是并联对管结构；所述天线包括与漏极通过二维电子气连通的漏端天线组以及与栅极连接的栅极天线组，所述漏端天线组包括沿靠近天线中心的方向依次设置的多个漏端天线，所述栅极天线组包括沿靠近天线中心的方向依次设置的多个栅极天线，

其中，每一漏端天线与一栅极天线对应并组合形成一天线对，每一所述天线对具有设定的中心频率和带宽，通过天线集成拓宽探测器的可探测频率范围。

与现有技术相比，本发明的优点包括：

1)本发明实施例提供的一种场效应宽谱探测器中的宽谱天线的适用范围广，可适用于多种天线类型和多种晶体管结构；

2)本发明实施例提供的一种基于场效应晶体管和与场效应晶体管配合的宽谱天线的探测器，该天线为垂直极化，极化电场方向与天线瓣长方向平行，与天线栅极方向垂直。该设计使沟道尺寸长度小宽度大，具体体现为沟道阻值小，天线可更好地与器件阻抗匹配，减少能量损耗；

3)本发明实施例提供的一种基于场效应晶体管和与场效应晶体管配合的宽谱天线的探测器，天线悬浮在二维电子气上方，与沟道呈现电容式耦合，将欧姆接触与天线远离，减少了欧姆接触对天线耦合电场的干扰同时也降低了工艺的难度；

4)本发明实施例提供的一种基于场效应晶体管的宽谱探测器，可探测的频率范围广，至少可实现0.1THz至10THz频率范围内的高灵敏探测。

附图说明

图1是本发明一典型实施案例中提供的一种基于场效应晶体管探测器的剖面图；

图2是本发明一典型实施案例中提供的一种场效应宽谱探测器中天线的结构示意图；

图3是本发明一典型实施案例中提供的一种场效应晶体管和宽谱天线配合的探测器的工作机制示意图；