在电子束曝光与材料外延生长的协同研究中，科研团队探索了先曝光后外延的工艺路线。针对特定氮化物半导体器件的需求，团队在衬底上通过电子束曝光制备图形化掩模，再利用材料外延平台进行选择性外延生长，实现了具有特定形貌的半导体 nanostructure。研究发现，曝光图形的尺寸与间距会影响外延材料的晶体质量，通过调整曝光参数可调控外延层的生长速率与形貌，目前已在纳米线阵列的制备中获得了较为均匀的结构分布。研究所针对电子束曝光在大面积晶圆上的均匀性问题开展研究。由于电子束在扫描过程中可能出现能量衰减，6 英寸晶圆边缘的图形质量有时会与中心区域存在差异，科研团队通过分区校准曝光剂量的方式，改善了晶圆面内的曝光均匀性。电子束曝光推动仿生视觉芯片的神经形态感光结构精密制造。甘肃图形化电子束曝光加工
电子束曝光推动再生医学跨越式发展，在生物支架构建人工血管网。梯度孔径设计模拟真实血管分叉结构，促血管内皮细胞定向生长。在3D打印兔骨缺损模型中，两周实现血管网络重建，骨愈合速度加快两倍。智能药物缓释单元实现生长因子精确投递，为再造提供技术平台。电子束曝光实现磁场探测灵敏度，为超导量子干涉器设计纳米线圈。原子级平整约瑟夫森结界面保障磁通量子高效隧穿，脑磁图分辨率达0.01pT。在帕金森病研究中实现黑质区异常放电毫秒级追踪，神经外科手术导航精度提升至50微米。移动式检测头盔突破传统设备限制，癫痫病灶定位准确率99.6%。江西图形化电子束曝光外协该所微纳加工平台的电子束曝光设备可实现亚微米级图形加工。
电子束曝光在超导量子比特制造中实现亚微米约瑟夫森结的精确布局。通过100kV加速电压的微束斑（<2nm）在铌/铝异质结构上直写量子干涉器件，结区尺寸控制精度达±3nm。采用多层PMMA胶堆叠技术配合低温蚀刻工艺，有效抑制涡流损耗，明显提升量子比特相干时间至200μs以上，为量子计算机提供主要加工手段。MEMS陀螺仪谐振结构的纳米级质量块制作依赖电子束曝光。在SOI晶圆上通过双向剂量调制实现复杂梳齿电极（间隙<100nm），边缘粗糙度<1nmRMS。关键技术包括硅深反应离子刻蚀模板制作和应力释放结构设计，谐振频率漂移降低至0.01%/℃，广泛应用于高精度惯性导航系统。
电子束曝光设备的运行成本较高，团队通过优化曝光区域选择，对器件有效区域进行曝光，减少无效曝光面积，降低了单位器件的制备成本。同时，通过设备维护与参数优化，延长了关键部件的使用寿命，间接降低了设备运行成本。这些成本控制措施使电子束曝光技术在中试生产中的经济性得到一定提升，更有利于其在产业中的推广应用。研究所将电子束曝光技术应用于半导体量子点的定位制备中，探索其在量子器件领域的应用。量子点的精确位置控制对量子器件的性能至关重要，科研团队通过电子束曝光在衬底上制备纳米尺度的定位标记，引导量子点的选择性生长。电子束曝光推动自发光量子点显示的色彩转换层高效集成。
电子束曝光技术通过高能电子束直接轰击电敏抗蚀剂，基于电子与材料相互作用的非光学原理引发分子链断裂或交联反应。在真空环境中利用电磁透镜聚焦束斑至纳米级，配合精密扫描控制系统实现亚5纳米精度图案直写。突破传统光学的衍射极限限制，该过程涉及加速电压优化（如100kV减少背散射）和显影工艺参数控制，成为纳米器件研发的主要制造手段，适用于基础研究和工业原型开发。在半导体产业链中，电子束曝光作为关键工艺应用于光罩制造和第三代半导体器件加工。它承担极紫外光刻（EUV）掩模版的精密制作与缺陷修复任务，确保10纳米级图形完整性；同时为氮化镓等异质结器件加工原子级平整刻蚀模板。通过优化束流驻留时间和剂量调制，电子束曝光解决边缘控制难题（如沟槽侧壁<0.5°偏差），提升高频器件的电子迁移率和性能可靠性。电子束刻蚀实现声学超材料宽频可调谐结构制造。河南量子器件电子束曝光加工平台
电子束刻合助力空间太阳能电站实现轻量化高功率阵列。甘肃图形化电子束曝光加工
广东省科学院半导体研究所依托其微纳加工平台的先进设备，在电子束曝光技术研发中持续发力。该平台配备的高精度电子束曝光系统，具备纳米级分辨率，可满足第三代半导体材料微纳结构制备的需求。科研团队针对氮化物半导体材料的特性，研究电子束能量与曝光剂量对图形转移精度的影响，通过调整加速电压与束流参数，在 2-6 英寸晶圆上实现了亚微米级图形的稳定制备。借助设备总值逾亿元的科研平台，团队能够对曝光后的图形进行精细表征，为工艺优化提供数据支撑，目前已在深紫外发光二极管的电极图形制备中积累了多项实用技术参数。甘肃图形化电子束曝光加工
