太赫兹检测器是太赫兹科学与技术领域中的一个重要组成部分,在安检、成像与材料成分鉴别等方面具有重大的应用价值,因此,受到越来越多的关注。在太赫兹波段,为了提高信号的耦合效率,检测器件通常设计为平面天线与传感单元相集成的结构,因此,平面天线的性能决定了检测器的工作频段和检测性能。本文主要围绕太赫兹平面双缝天线及阵列检测器芯片展开研究,为集成天线的太赫兹阵列检测器芯片与读出集成电路的倒装封装连接奠定了技术基础。主要研究成果如下:1.设计了一种易与阵列检测器相集成的太赫兹平面双缝天线,研究了不同周期条件下天线的频率性能。利用微加工技术,将设计的双缝天线与Nb_5N_6薄膜微桥集成,制备了不同周期结构的太赫兹阵列检测器芯片,并对阵列芯片的太赫兹响应特性进行了表征。测试结果与仿真结果一致,证实了阵列的周期直接影响到检测器的响应频段和检测灵敏度。测试结果显示,周期为300μm的Nb_5N_6太赫兹阵列检测器在频率为0.65THz时,最大射频电压响应率Rv为186V/W。电压噪声谱密度在4kHz时为11nV/√Hz,NEP约为60pW/√Hz。2.在上述研究的基础上,针对集成天线的阵列检测器芯片与读出集成电路倒装互联时,读出集成电路芯片中多层金属层对天线场的干扰难以评估的难题,首次提出了利用大金属面屏蔽多层金属层干扰的设计理念。为周期为250μm的读出集成电路芯片,设计了一种适合于倒装焊工艺的矩形双缝天线,并与传统的偶极子天线进行了设计比较。利用CSTMicrowaveStudio仿真设计软件,研究了不同金属图形的倒装焊基板对两种天线阵列性能的影响,结果表明,矩形双缝天线阵列可有效减小倒装焊基板中金属层对天线阵列性能的影响,同时又具有优异的信号耦合效率。3.利用微加工技术,制备了周期为250μm的集成矩形双缝天线的Nb_5N_6阵列检测器芯片。利用结构可调的F-P谐振腔,研究了在金属反射镜与芯片不同间距条件下阵列检测器的性能变化。当改变金属反射镜与芯片之间的距离时,测试的矩形双缝天线Nb_5N_6阵列检测器的峰值电压响应率变化仅为23%,其谐振频率仍然保持在0.6442THz附近。而传统偶极子天线Nb_5N_6阵列检测器的峰值电压响应率变化高达45%,且谐振频率也发生明显改变。实验结果表明,集成矩形双缝天线的Nb_5N_6阵列检测器可有效减小读出集成电路芯片中金属层的干涉影响,证实了其在倒装焊封装技术中有着良好的应用前景。