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Exploration of high-speed 3.0 THz imaging with a 65 nm CMOS process

半导体学报:英文版 2023年第10期44卷 78-85页

作者： Min Liu Ziteng Cai Jian Liu Nanjian Wu Liyuan Liu State Key Laboratory of Superlattices and Microstructures Institute of SemiconductorsChinese Academy of SciencesBeijing 100083China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Faculty of Information Technology Beijing University of TechnologyBeijing 100124China

This paper describes a promising route for the exploration and development of 3.0 THz sensing and imaging with FET-based power detectors in a standard 65 nm CMOS *** on the plasma-wave theory proposed by Dyakonov and Shur,we designed high-responsivity and low-noise multiple detectors for monitoring a pulse-mode 3.0 THz quantum cascade laser(QCL).Furthermore,we present a fully integrated high-speed 32×32-pixel 3.0 THz CMOS image sensor(CIS).The full CIS measures 2.81×5.39 mm^(2) and achieves a 423 V/W responsivity(Rv)and a 5.3 nW integral noise equivalent power(NEP)at room *** experiments,we demonstrate a testing speed reaching 319 fps under continuous-wave(CW)illumina-tion of a 3.0 THz *** results indicate that our terahertz CIS has excellent potential in cost-effective and commercial THz imaging and material detection.

关键词： power detectors quantum cascade laser(QCL) CMOS image sensor(CIS) terahertz

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