研究所利用电子束曝光技术制备微纳尺度的热管理结构，探索其在功率半导体器件中的应用。功率器件工作时产生的热量需快速散出，团队通过电子束曝光在器件衬底背面制备周期性微通道结构，增强散热面积。结合热仿真与实验测试，分析微通道尺寸与排布方式对散热性能的影响，发现特定结构的微通道能使器件工作温度降低一定幅度。依托材料外延平台，可在制备散热结构的同时保证器件正面的材料质量，实现散热与电学性能的平衡，为高功率器件的热管理提供了新解决方案。电子束曝光利用非光学直写原理突破光学衍射极限，实现纳米级精度加工和复杂图形直写。山东量子器件电子束曝光实验室
电子束曝光推动基因测序进入单分子时代，在氮化硅膜制造原子级精孔。量子隧穿电流检测实现DNA碱基直接识别，测序精度99.999%。快速测序芯片完成人类全基因组30分钟解析，成本降至100美元。在防控中成功追踪病毒株变异路径，为疫苗研发节省三个月关键期。电子束曝光实现灾害预警精确化，为地震传感器开发纳米机械谐振结构。双梁耦合设计将检测灵敏度提升百万倍，识别0.001g重力加速度变化。青藏高原监测网成功预警7次6级以上地震，平均提前28秒发出警报。自供电系统与卫星直连模块保障无人区实时监控，地质灾害防控体系响应速度进入秒级时代。甘肃光栅电子束曝光外协电子束刻蚀推动人工视觉芯片的光电转换层高效融合。
研究所利用人才团队的技术优势，在电子束曝光的反演光刻技术上取得进展。反演光刻通过计算机模拟优化曝光图形，可补偿工艺过程中的图形畸变，科研人员针对氮化物半导体的刻蚀特性，建立了曝光图形与刻蚀结果的关联模型。借助全链条科研平台的计算资源，团队对复杂三维结构的曝光图形进行模拟优化，在微纳传感器的腔室结构制备中，使实际图形与设计值的偏差缩小了一定比例。这种基于模型的工艺优化方法，为提高电子束曝光的图形保真度提供了新思路。
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。电子束曝光实现太赫兹波段的电磁隐身超材料智能设计制造。
围绕电子束曝光在半导体激光器腔面结构制备中的应用，研究所进行了专项攻关。激光器腔面的平整度与垂直度直接影响其出光效率与寿命，科研团队通过控制电子束曝光的剂量分布，在腔面区域制备高精度掩模，再结合干法刻蚀工艺实现陡峭的腔面结构。利用光学测试平台，对比不同腔面结构的激光器性能，发现优化后的腔面使器件的阈值电流降低，斜率效率有所提升。这项研究充分发挥了电子束曝光的纳米级加工优势，为高性能半导体激光器的制备提供了工艺支持，相关成果已应用于多个研发项目。电子束刻合为环境友好型农业物联网提供可持续封装方案。东莞电子束曝光外协
电子束曝光的图形精度高度依赖剂量调控技术和套刻误差管理机制。山东量子器件电子束曝光实验室
电子束曝光中的新型抗蚀剂如金属氧化物（氧化铪）正面临性能挑战。其高刻蚀选择比（硅:100:1）但灵敏度为10mC/cm²。研究通过铈掺杂和预曝光烘烤（180°C/2min）提升氧化铪胶灵敏度至1mC/cm²，图形陡直度达89°±1。在5纳米节点FinFET栅极制作中，电子束曝光应用这类抗蚀剂减少刻蚀工序，平衡灵敏度和精度需求。操作电子束曝光时，基底导电处理是关键步骤：绝缘样品需旋涂50nm导电聚合物（如ESPACER300Z）以防电荷累积。热漂移控制通过±0.1℃恒温系统和低温样品台实现。大尺寸拼接采用激光定位反馈策略，如100μm区域分9次曝光（重叠10μm），将套刻误差从120nm降至35nm。优化参数包括剂量分区和扫描顺序设置。山东量子器件电子束曝光实验室
