電子束曝光設(shè)備的運(yùn)行成本較高，團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化曝光區(qū)域選擇，對(duì)器件有效區(qū)域進(jìn)行曝光，減少無(wú)效曝光面積，降低了單位器件的制備成本。同時(shí)，通過(guò)設(shè)備維護(hù)與參數(shù)優(yōu)化，延長(zhǎng)了關(guān)鍵部件的使用壽命，間接降低了設(shè)備運(yùn)行成本。這些成本控制措施使電子束曝光技術(shù)在中試生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)性得到一定提升，更有利于其在產(chǎn)業(yè)中的推廣應(yīng)用。研究所將電子束曝光技術(shù)應(yīng)用于半導(dǎo)體量子點(diǎn)的定位制備中，探索其在量子器件領(lǐng)域的應(yīng)用。量子點(diǎn)的精確位置控制對(duì)量子器件的性能至關(guān)重要，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)電子束曝光在襯底上制備納米尺度的定位標(biāo)記，引導(dǎo)量子點(diǎn)的選擇性生長(zhǎng)。電子束曝光確保微型核電池高輻射劑量下的安全密封。珠海高分辨電子束曝光實(shí)驗(yàn)室
第三代太陽(yáng)能電池中，電子束曝光制備鈣鈦礦材料的納米光陷阱結(jié)構(gòu)。在ITO/玻璃基底設(shè)計(jì)六方密排納米錐陣列（高度200nm，錐角60°），通過(guò)二區(qū)劑量調(diào)制優(yōu)化顯影剖面。該結(jié)構(gòu)將光程長(zhǎng)度提升3倍，使鈣鈦礦電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)29.7%，減少貴金屬用量50%以上。電子束曝光在X射線光柵制作中克服高深寬比挑戰(zhàn)。通過(guò)50μm厚SU-8膠體的分級(jí)曝光策略（底劑量100μC/cm2，頂劑量500μC/cm2），實(shí)現(xiàn)深寬比>40的納米柱陣列（周期300nm）。結(jié)合LIGA工藝制成的銥涂層光柵，使同步輻射成像分辨率達(dá)10nm，應(yīng)用于生物細(xì)胞器三維重構(gòu)。湖北T型柵電子束曝光工藝電子束刻蝕為量子離子阱系統(tǒng)提供高精度電極陣列。
在電子束曝光與材料外延生長(zhǎng)的協(xié)同研究中，科研團(tuán)隊(duì)探索了先曝光后外延的工藝路線。針對(duì)特定氮化物半導(dǎo)體器件的需求，團(tuán)隊(duì)在襯底上通過(guò)電子束曝光制備圖形化掩模，再利用材料外延平臺(tái)進(jìn)行選擇性外延生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了具有特定形貌的半導(dǎo)體 nanostructure。研究發(fā)現(xiàn)，曝光圖形的尺寸與間距會(huì)影響外延材料的晶體質(zhì)量，通過(guò)調(diào)整曝光參數(shù)可調(diào)控外延層的生長(zhǎng)速率與形貌，目前已在納米線陣列的制備中獲得了較為均勻的結(jié)構(gòu)分布。研究所針對(duì)電子束曝光在大面積晶圓上的均勻性問(wèn)題開(kāi)展研究。由于電子束在掃描過(guò)程中可能出現(xiàn)能量衰減，6 英寸晶圓邊緣的圖形質(zhì)量有時(shí)會(huì)與中心區(qū)域存在差異，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)分區(qū)校準(zhǔn)曝光劑量的方式，改善了晶圓面內(nèi)的曝光均勻性。
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。電子束曝光提升熱電制冷器界面?zhèn)鬏斝逝c可靠性。
電子束曝光推動(dòng)基因測(cè)序進(jìn)入單分子時(shí)代，在氮化硅膜制造原子級(jí)精孔。量子隧穿電流檢測(cè)實(shí)現(xiàn)DNA堿基直接識(shí)別，測(cè)序精度99.999%?？焖贉y(cè)序芯片完成人類(lèi)全基因組30分鐘解析，成本降至100美元。在防控中成功追蹤病毒株變異路徑，為疫苗研發(fā)節(jié)省三個(gè)月關(guān)鍵期。電子束曝光實(shí)現(xiàn)災(zāi)害預(yù)警精確化，為地震傳感器開(kāi)發(fā)納米機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)。雙梁耦合設(shè)計(jì)將檢測(cè)靈敏度提升百萬(wàn)倍，識(shí)別0.001g重力加速度變化。青藏高原監(jiān)測(cè)網(wǎng)成功預(yù)警7次6級(jí)以上地震，平均提前28秒發(fā)出警報(bào)。自供電系統(tǒng)與衛(wèi)星直連模塊保障無(wú)人區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)控，地質(zhì)災(zāi)害防控體系響應(yīng)速度進(jìn)入秒級(jí)時(shí)代。電子束刻蝕實(shí)現(xiàn)聲學(xué)超材料寬頻可調(diào)諧結(jié)構(gòu)制造。中山電子束曝光服務(wù)價(jià)格
該所承擔(dān)的省級(jí)項(xiàng)目中，電子束曝光用于芯片精細(xì)圖案制作。珠海高分辨電子束曝光實(shí)驗(yàn)室
對(duì)于可修復(fù)的微小缺陷，通過(guò)局部二次曝光的方式進(jìn)行修正，提高了圖形的合格率。在 6 英寸晶圓的中試實(shí)驗(yàn)中，這種缺陷修復(fù)技術(shù)使無(wú)效區(qū)域的比例降低了一定程度，提升了電子束曝光的材料利用率。研究所將電子束曝光技術(shù)與納米壓印模板制備相結(jié)合，探索低成本大規(guī)模制備微納結(jié)構(gòu)的途徑。納米壓印技術(shù)適合批量生產(chǎn)，但模板制備依賴(lài)高精度加工手段，團(tuán)隊(duì)通過(guò)電子束曝光制備高質(zhì)量的原始模板，再通過(guò)電鑄工藝復(fù)制得到可用于批量壓印的工作模板。對(duì)比電子束直接曝光與納米壓印的圖形質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)兩者在微米尺度下的精度差異較小，但壓印效率更高。這項(xiàng)研究為平衡高精度與高效率的微納制造需求提供了可行方案，有助于推動(dòng)第三代半導(dǎo)體器件的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。珠海高分辨電子束曝光實(shí)驗(yàn)室
