太赫兹(terahertz,THz)波是波段在0.3 THz到30 THz之间的一种电磁波,在频谱上处于毫米波段和红外波段之间。由于太赫兹波具有低能量、高穿透性、指纹特性、安全性等特性,使得太赫兹波技术在军事、医疗、航空航天等多种领域都有着广阔的发展空间。目前研究最多的太赫兹探测器是电子探测器,但是该类型探测器受到半导体器件截止频率的限制,不能探测太赫兹的较高频段。因此,本文提出了一种克服上述问题的新型的基于CMOS工艺的太赫兹热探测器。本文提出的CMOS太赫兹热探测器是采用的“天线-热敏电阻-温度传感电路”的结构。通过对于天线尺寸的调节,理论上可以覆盖太赫兹的整个频段。探测器的探测过程可以分为天线电磁能量吸收、波-热转换、热-电转换三个过程,分别对其进行建模分析,最后进行整合得出整个探测器的工作模型。通过理论模型的建立,确定了在2.9 THz频率下,最优的环形天线和NMOS温度传感电路耦合的探测器结构,并且对该结构的太赫兹探测器进行了流片和测试。本文设计的“环形天线-多晶硅电阻-NMOS温度传感电路”太赫兹热探测器经过仿真得出其在2.9 THz下工作时的响应率为193.88 V/W,仿真得到的等效噪声功率为1.4 nW/√Hz,芯片测试的响应率180 V/W,验证了理论模型的准确性。