随着毫米波、红外线等波段的相关技术愈发成熟,诸如5G手机、汽车雷达、精确制导等应用已经逐渐在生活中普及开来,这给我们的生活品质带来了极大地提高。而在电磁波谱中位于毫米波、红外线之间的太赫兹波的相关技术却还发展得不是特别成熟。事实上,相较于毫米波、红外线技术,太赫兹技术由于其传输速率高、光子能量低、带宽大等特性使得它能够进一步推动6G通信、安全检测、太赫兹辐射、分子检测等领域的发展。而作为太赫兹基本技术之一的太赫兹探测技术由于其在安全检测、太赫兹雷达、生物医学等众多领域的重要应用,近年来也已经激发了广大研究者们的研究热情。一些能够工作在太赫兹波段的探测器也已经陆续被研究者们所提出,例如热辐射探测器、肖特基势垒二极管、基于等离子体波理论的太赫兹探测器等等。其中,由于基于等离子体波理论的太赫兹探测器是以场效应晶体管为基础的探测器件,所以它在工艺兼容性、集成度、成本等方面具有得天独厚的优势。此外,这类太赫兹探测器在响应度、等效噪声功率等性能层面也可以与其他几类相媲美,所以这类太赫兹探测器很有潜力成为未来发展太赫兹探测技术的关键器件之一。然而,大部分基于等离子体波理论的太赫兹探测器研究都是针对高电子迁移率场效应晶体管中的二维电子气或者传统金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor FET,MOSFET)中的反型层载流子,这两者都可视为二维流动的载流子。但随着MOSFET工艺节点的不断缩小以及多栅工艺的出现,一些具有分布式载流子沟道特性的器件在太赫兹探测领域的特性则并不能由之前的理论完美地解释。为了解决上述问题,本文首先对基于等离子体波的太赫兹探测器的工作机理以及模型进行了深入分析,并基于非共振探测响应度模型中κ参数与响应度的关系,提出了一种基于局部高迁移率异质结FET的太赫兹探测器,通过提高沟道载流子的迁移率以及遏止衬底泄漏电流的措施,有效地将响应度提升了2倍。另外,本文将传统MOSFET理论与之结合,对非共振探测响应度模型中亚阈区理想因子η进行分析并优化,首次提出了一种能够分析具有三维分布式载流子沟道的太赫兹探测器的方法,该方法对非共振模式下的太赫兹探测器响应度最大值做出了极好的预测,还将短沟道效应与等离子体波理论相结合,很好地解释了短沟道效应对太赫兹探测器造成的影响。此外,基于所提出的方法,本文还提出了一种基于双栅MOSFET的太赫兹探测器,相对于普通单栅MOSFET太赫兹探测器,其响应度提高了50%以上,并且在不同尺寸参数下所得到的响应度最大值与利用该方法进行预测得出的最大值误差不超过10%,在长薄沟道情况下误差只有1%。总的来说,本文通过对基于等离子体波理论的太赫兹探测器的响应度模型分析,在此基础上提出了两种新型太赫兹探测器结构,有效地提升了太赫兹探测器的性能,并且首次提出了针对具有分布式载流子探测器的分析方法,这能够对未来太赫兹探测器的性能分析及优化起到相当重要的作用。