研究所針對電子束曝光在大面積晶圓上的均勻性問題開展研究。由于電子束在掃描過程中可能出現(xiàn)能量衰減，6 英寸晶圓邊緣的圖形質(zhì)量有時(shí)會與中心區(qū)域存在差異，科研團(tuán)隊(duì)通過分區(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。利用原子力顯微鏡對晶圓不同區(qū)域的圖形進(jìn)行表征，結(jié)果顯示優(yōu)化后的工藝使邊緣與中心的線寬偏差控制在較小范圍內(nèi)。這項(xiàng)研究提升了電子束曝光技術(shù)在大面積器件制備中的適用性，為第三代半導(dǎo)體中試生產(chǎn)中的批量一致性提供了保障。電子束曝光與電鏡聯(lián)用實(shí)現(xiàn)納米器件的原位加工、表征一體化平臺。湖南圖形化電子束曝光技術(shù)

研究所利用其覆蓋半導(dǎo)體全鏈條的科研平臺，研究電子束曝光技術(shù)在半導(dǎo)體材料表征中的應(yīng)用。通過在材料表面制備特定形狀的測試圖形，結(jié)合原子力顯微鏡與霍爾效應(yīng)測試系統(tǒng)，分析材料的微觀力學(xué)性能與電學(xué)參數(shù)分布。在氮化物外延層的表征中，團(tuán)隊(duì)通過電子束曝光制備的微納測試結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了材料遷移率與缺陷密度的局部區(qū)域測量，為材料質(zhì)量評估提供了更精細(xì)的手段。這種將加工技術(shù)與表征需求結(jié)合的創(chuàng)新思路，拓展了電子束曝光的應(yīng)用價(jià)值。貴州光芯片電子束曝光實(shí)驗(yàn)室電子束曝光的圖形精度高度依賴劑量調(diào)控技術(shù)和套刻誤差管理機(jī)制。

對于可修復(fù)的微小缺陷，通過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)，但模板制備依賴高精度加工手段，團(tuán)隊(duì)通過電子束曝光制備高質(zhì)量的原始模板，再通過電鑄工藝復(fù)制得到可用于批量壓印的工作模板。對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，有助于推動第三代半導(dǎo)體器件的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

研究所利用多平臺協(xié)同優(yōu)勢，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圖形轉(zhuǎn)移精度的影響。通過材料分析平臺的掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)曝光圖形的線寬偏差會在刻蝕過程中產(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)測性。電子束曝光推動自發(fā)光量子點(diǎn)顯示的色彩轉(zhuǎn)換層高效集成。

圍繞電子束曝光在半導(dǎo)體激光器腔面結(jié)構(gòu)制備中的應(yīng)用，研究所進(jìn)行了專項(xiàng)攻關(guān)。激光器腔面的平整度與垂直度直接影響其出光效率與壽命，科研團(tuán)隊(duì)通過控制電子束曝光的劑量分布，在腔面區(qū)域制備高精度掩模，再結(jié)合干法刻蝕工藝實(shí)現(xiàn)陡峭的腔面結(jié)構(gòu)。利用光學(xué)測試平臺，對比不同腔面結(jié)構(gòu)的激光器性能，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的腔面使器件的閾值電流降低，斜率效率有所提升。這項(xiàng)研究充分發(fā)揮了電子束曝光的納米級加工優(yōu)勢，為高性能半導(dǎo)體激光器的制備提供了工藝支持，相關(guān)成果已應(yīng)用于多個(gè)研發(fā)項(xiàng)目。電子束刻合提升微型燃料電池的界面質(zhì)子傳導(dǎo)效率。T型柵電子束曝光工藝

電子束曝光為人工光合系統(tǒng)提供光催化微腔一體化制造。湖南圖形化電子束曝光技術(shù)

在電子束曝光與材料外延生長的協(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。針對特定氮化物半導(dǎo)體器件的需求，團(tuán)隊(duì)在襯底上通過電子束曝光制備圖形化掩模，再利用材料外延平臺進(jìn)行選擇性外延生長，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影響外延材料的晶體質(zhì)量，通過調(diào)整曝光參數(shù)可調(diào)控外延層的生長速率與形貌，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。研究所針對電子束曝光在大面積晶圓上的均勻性問題開展研究。由于電子束在掃描過程中可能出現(xiàn)能量衰減，6 英寸晶圓邊緣的圖形質(zhì)量有時(shí)會與中心區(qū)域存在差異，科研團(tuán)隊(duì)通過分區(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。湖南圖形化電子束曝光技術(shù)