研究所利用電子束曝光技術(shù)制備微納尺度的熱管理結(jié)構(gòu)，探索其在功率半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用。功率器件工作時(shí)產(chǎn)生的熱量需快速散出，團(tuán)隊(duì)通過(guò)電子束曝光在器件襯底背面制備周期性微通道結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)散熱面積。結(jié)合熱仿真與實(shí)驗(yàn)測(cè)試，分析微通道尺寸與排布方式對(duì)散熱性能的影響，發(fā)現(xiàn)特定結(jié)構(gòu)的微通道能使器件工作溫度降低一定幅度。依托材料外延平臺(tái)，可在制備散熱結(jié)構(gòu)的同時(shí)保證器件正面的材料質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)散熱與電學(xué)性能的平衡，為高功率器件的熱管理提供了新解決方案。電子束刻合助力空間太陽(yáng)能電站實(shí)現(xiàn)輕量化高功率陣列。廣州高分辨電子束曝光外協(xié)
研究所利用多平臺(tái)協(xié)同優(yōu)勢(shì)，研究電子束曝光圖形在后續(xù)工藝中的轉(zhuǎn)移完整性。電子束曝光形成的抗蝕劑圖形需要通過(guò)刻蝕工藝轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體材料中，團(tuán)隊(duì)將曝光系統(tǒng)與電感耦合等離子體刻蝕設(shè)備結(jié)合，研究不同刻蝕氣體比例對(duì)圖形轉(zhuǎn)移精度的影響。通過(guò)材料分析平臺(tái)的掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)曝光圖形的線(xiàn)寬偏差會(huì)在刻蝕過(guò)程中產(chǎn)生一定程度的放大，據(jù)此建立了曝光線(xiàn)寬與刻蝕結(jié)果的校正模型。這項(xiàng)研究為從設(shè)計(jì)圖形到器件結(jié)構(gòu)的精細(xì)轉(zhuǎn)化提供了技術(shù)支撐，提高了器件制備的可預(yù)測(cè)性。湖北電子束曝光技術(shù)電子束曝光在固態(tài)電池領(lǐng)域優(yōu)化電解質(zhì)/電極界面離子傳輸效率。
圍繞電子束曝光在第三代半導(dǎo)體功率器件柵極結(jié)構(gòu)制備中的應(yīng)用，科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了專(zhuān)項(xiàng)研究。功率器件的柵極尺寸與形狀對(duì)其開(kāi)關(guān)性能影響明顯，團(tuán)隊(duì)通過(guò)電子束曝光制備不同線(xiàn)寬的柵極圖形，研究尺寸變化對(duì)器件閾值電壓與導(dǎo)通電阻的影響。利用電學(xué)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)比不同柵極結(jié)構(gòu)的器件性能，優(yōu)化出適合高壓應(yīng)用的柵極尺寸參數(shù)。這些研究成果已應(yīng)用于省級(jí)重點(diǎn)科研項(xiàng)目中，為高性能功率器件的研發(fā)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐?？蒲腥藛T研究了電子束曝光過(guò)程中的電荷積累效應(yīng)及其應(yīng)對(duì)措施。絕緣性較強(qiáng)的半導(dǎo)體材料在電子束照射下容易積累電荷，導(dǎo)致圖形偏移或畸變，團(tuán)隊(duì)通過(guò)在曝光區(qū)域附近設(shè)置導(dǎo)電輔助層與接地結(jié)構(gòu)，加速電荷消散。
科研團(tuán)隊(duì)在電子束曝光的抗蝕劑選擇與處理工藝上進(jìn)行了細(xì)致研究。不同抗蝕劑對(duì)電子束的靈敏度與分辨率存在差異，團(tuán)隊(duì)針對(duì)第三代半導(dǎo)體材料的刻蝕需求，測(cè)試了多種正性與負(fù)性抗蝕劑的性能，篩選出適合氮化物刻蝕的抗蝕劑類(lèi)型。通過(guò)優(yōu)化抗蝕劑的涂膠厚度與前烘溫度，減少了曝光過(guò)程中的氣泡缺陷，提升了圖形的完整性。在中試規(guī)模的實(shí)驗(yàn)中，這些抗蝕劑處理工藝使 6 英寸晶圓的圖形合格率得到一定提升，為電子束曝光技術(shù)的穩(wěn)定應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。電子束曝光提升熱電制冷器界面?zhèn)鬏斝逝c可靠性。
研究所利用人才團(tuán)隊(duì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在電子束曝光的反演光刻技術(shù)上取得進(jìn)展。反演光刻通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬優(yōu)化曝光圖形，可補(bǔ)償工藝過(guò)程中的圖形畸變，科研人員針對(duì)氮化物半導(dǎo)體的刻蝕特性，建立了曝光圖形與刻蝕結(jié)果的關(guān)聯(lián)模型。借助全鏈條科研平臺(tái)的計(jì)算資源，團(tuán)隊(duì)對(duì)復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的曝光圖形進(jìn)行模擬優(yōu)化，在微納傳感器的腔室結(jié)構(gòu)制備中，使實(shí)際圖形與設(shè)計(jì)值的偏差縮小了一定比例。這種基于模型的工藝優(yōu)化方法，為提高電子束曝光的圖形保真度提供了新思路。電子束曝光推動(dòng)仿生視覺(jué)芯片的神經(jīng)形態(tài)感光結(jié)構(gòu)精密制造。貴州生物探針電子束曝光加工平臺(tái)
電子束曝光的成功實(shí)踐離不開(kāi)基底處理、熱管理和曝光策略的系統(tǒng)優(yōu)化。廣州高分辨電子束曝光外協(xié)
太赫茲通信系統(tǒng)依賴(lài)電子束曝光實(shí)現(xiàn)電磁波束賦形技術(shù)革新。在硅-液晶聚合物異質(zhì)集成中構(gòu)建三維螺旋諧振單元陣列，通過(guò)振幅相位雙調(diào)控優(yōu)化波前分布。特殊設(shè)計(jì)的漸變介電常數(shù)結(jié)構(gòu)突破傳統(tǒng)天線(xiàn)±30°掃描角度限制，實(shí)現(xiàn)120°廣域覆蓋與零盲區(qū)切換。實(shí)測(cè)0.3THz頻段下軸比優(yōu)化至1.2dB，輻射效率超80%，比金屬波導(dǎo)系統(tǒng)體積縮小90%。在6G天地一體化網(wǎng)絡(luò)中，該天線(xiàn)模塊支持20Gbps空地?cái)?shù)據(jù)傳輸，誤碼率降至10?12。電子束曝光推動(dòng)核電池向微型化、智能化演進(jìn)。通過(guò)納米級(jí)輻射阱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化放射源空間排布，在金剛石屏蔽層內(nèi)形成自屏蔽通道網(wǎng)絡(luò)。多級(jí)安全隔離機(jī)制實(shí)現(xiàn)輻射泄漏量百萬(wàn)分級(jí)的突破，在醫(yī)用心臟起搏器中可保障十年期安全運(yùn)行。獨(dú)特的熱電轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)使能量利用效率提升至8%，同等體積下功率密度達(dá)傳統(tǒng)化學(xué)電池的50倍，為深海探測(cè)器提供全氣候自持能源。廣州高分辨電子束曝光外協(xié)
