[发明专利]用于无人驾驶决策模拟训练的光学下转换芯片及制备方法

权利要求书

1.用于无人驾驶决策模拟训练的光学下转换芯片，其特征在于：由硅衬底和辐射层组成；在硅衬底上开设两种凹槽：隔离缝隙凹槽和控制散热凹槽；辐射层由聚酰亚胺层、金属层和吸收层构成，辐射层的图案为周期性重复阵列；辐射层与硅衬底之间形成控制散热凹槽；单个辐射单元的图案由边框、连接腿和设计区域组成，相邻的辐射单元间通过隔离缝隙凹槽被隔离；

所述控制散热凹槽，是对辐射单元覆盖下的硅衬底进行开槽，所述控制散热凹槽与外部的隔离缝隙凹槽之间有一定间距，间距形成的硅墙为辐射层主要的散热通道；控制散热凹槽的面积越大，硅墙与辐射层的接触面积就会变小，辐射层的散热速度就会变慢，通过控制散热凹槽的面积实现对辐射层的散热速度的调节；同时硅墙还能够撑起整个辐射单元保持悬空状态不下坠，硅墙的宽度和高度也能够控制辐射层的散热速度；控制散热凹槽的面积由硅墙决定，硅墙的高度不小于2 μm ，宽度不小于1 μm，硅墙以内的区域就是控制散热凹槽的面积，辐射单元除了硅墙支撑接触的部分其余区域皆为悬空非接触状态。

2.如权利要求1所述的用于无人驾驶决策模拟训练的光学下转换芯片，其特征在于：所述硅衬底为直径大于3寸，厚度大于300 μm的硅片；所述硅衬底为辐射层提供良好的导热功能，同时增加芯片整体的机械稳定性和热稳定性；所述隔离缝隙凹槽宽度不少于1 μm，深度不少于2 μm；所述隔离缝隙凹槽能够实现辐射单元间的传热隔离，从而大幅降低阵列单元间的热串扰。

3.如权利要求1所述的用于无人驾驶决策模拟训练的光学下转换芯片，其特征在于：辐射层由聚酰亚胺层、金属层和吸收层构成，其中聚酰亚胺层的厚度低于500 nm，聚酰亚胺层吸收可见光能量时就会升温，同时向外辐射红外光；吸收层的作用在于提高可见光的吸收率，同时提高辐射层整体的发射率，保证可见光能量进行有效的吸收和转换；金属层作为聚酰亚胺层和吸收层之间的桥梁，增加两个层之间的粘附性。

4.制备如权利要求1至3任意一项所述的用于无人驾驶决策模拟训练的光学下转换芯片的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、在硅衬底上依次制备聚酰亚胺薄膜层和金属层，然后使用紫外曝光、显影工艺在金属层上制作出光刻胶掩膜层；接着依次去除未被光刻胶层覆盖的金属层和聚酰亚胺薄膜层；

步骤二、然后刻蚀硅衬底使之成为中空结构；使用感应耦合等离子体刻蚀工艺，刻蚀气体为氧气、三氟甲烷或氧气、六氟化硫，其中：氧气流量5～50 sccm，三氟甲烷流量5～50sccm，六氟化硫流量5～60 sccm，基底真空低于5×10^-4 Pa ，RF功率10～400 W，气压2～20Pa，刻蚀时间3～60 min；以上刻蚀气体的选择可以实现硅的各向同性刻蚀，在刻蚀过程中气体会沿着光刻胶掩膜层的空隙向硅的四周进行钻蚀，当隔离缝隙凹槽和控制散热凹槽都刻蚀成功时，辐射层依靠硅墙支撑悬空在控制散热凹槽之上；

步骤三、最后去除光刻胶，在金属层上制备吸收层，完成制作工艺。

5.制备如权利要求1至3任意一项所述的用于无人驾驶决策模拟训练的光学下转换芯片的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、在硅衬底上依次制备聚酰亚胺薄膜层、金属层和吸收层，然后使用紫外曝光、显影工艺在吸收层上制作出光刻胶掩膜层；接着依次去除未被光刻胶层覆盖的吸收层、金属层和聚酰亚胺薄膜层；

步骤二、然后刻蚀硅衬底使之成为中空结构；使用感应耦合等离子体刻蚀工艺，刻蚀气体为氧气、三氟甲烷或氧气、六氟化硫，其中：氧气流量5～50 sccm，三氟甲烷流量5～50sccm，六氟化硫流量5～60 sccm，基底真空低于5×10^-4 Pa ，RF功率10～400 W，气压2～20Pa，刻蚀时间3～60 min；以上刻蚀气体的选择可以实现硅的各向同性刻蚀，在刻蚀过程中气体会沿着光刻胶掩膜层的空隙向硅的四周进行钻蚀，当隔离缝隙凹槽和控制散热凹槽都刻蚀成功时，辐射层依靠硅墙支撑悬空在控制散热凹槽之上；

步骤三、最后去除光刻胶，完成制作工艺。