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，科研團隊開展了專項研究。功率器件的柵極尺寸與形狀對其開關(guān)性能影響明顯，團隊通過電子束曝光制備不同線寬的柵極圖形，研究尺寸變化對器件閾值電壓與導(dǎo)通電阻的影響。利用電學(xué)測試平臺，對比不同柵極結(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)用于省級重點科研項目中，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程中的電荷積累效應(yīng)及其應(yīng)對措施。絕緣性較強的半導(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，團隊通過在曝光區(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。電子束曝光為植入式醫(yī)療電子提供長效生物界面封裝。北京光波導(dǎo)電子束曝光技術(shù)
第三代太陽能電池中，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)計六方密排納米錐陣列（高度200nm，錐角60°），通過二區(qū)劑量調(diào)制優(yōu)化顯影剖面。該結(jié)構(gòu)將光程長度提升3倍，使鈣鈦礦電池轉(zhuǎn)化效率達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50μm厚SU-8膠體的分級曝光策略（底劑量100μC/cm2，頂劑量500μC/cm2），實現(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10nm，應(yīng)用于生物細胞器三維重構(gòu)。廣州納米電子束曝光技術(shù)電子束曝光支持深空探測系統(tǒng)在極端環(huán)境下的高效光能轉(zhuǎn)換方案。
將電子束曝光技術(shù)與深紫外發(fā)光二極管的光子晶體結(jié)構(gòu)制備相結(jié)合，是研究所的另一項應(yīng)用探索。光子晶體可調(diào)控光的傳播方向，提升器件的光提取效率，科研團隊通過電子束曝光在器件表面制備亞波長周期結(jié)構(gòu)，研究周期參數(shù)對光提取效率的影響。利用光學(xué)測試平臺，對比不同光子晶體圖形下器件的發(fā)光強度，發(fā)現(xiàn)特定周期的結(jié)構(gòu)能使深紫外光的出光效率提升一定比例。這項工作展示了電子束曝光在光學(xué)功能結(jié)構(gòu)制備中的獨特優(yōu)勢，為提升光電子器件性能提供了新途徑。
針對電子束曝光在教學(xué)與人才培養(yǎng)中的作用，研究所利用該技術(shù)平臺開展實踐培訓(xùn)。作為擁有人才團隊的研究機構(gòu)，團隊通過電子束曝光實驗課程，培養(yǎng)研究生與青年科研人員的微納加工技能，讓學(xué)員參與從圖形設(shè)計到曝光制備的全流程操作。結(jié)合第三代半導(dǎo)體器件的研發(fā)項目，使學(xué)員在實踐中掌握曝光參數(shù)優(yōu)化與缺陷分析的方法，為寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域培養(yǎng)了一批具備實際操作能力的技術(shù)人才。研究所展望了電子束曝光技術(shù)與第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的結(jié)合前景，制定了中長期研究規(guī)劃。隨著半導(dǎo)體器件向更小尺寸、更高集成度發(fā)展，電子束曝光的納米級加工能力將發(fā)揮更重要作用，團隊計劃在提高曝光速度、拓展材料適用性等方面持續(xù)攻關(guān)。結(jié)合省級重點科研項目的支持，未來將重點研究電子束曝光在量子器件、高頻功率器件等領(lǐng)域的應(yīng)用，通過與產(chǎn)業(yè)界的深度合作，推動科研成果向?qū)嶋H生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，助力廣東半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級。電子束曝光與電鏡聯(lián)用實現(xiàn)納米器件的原位加工、表征一體化平臺。
研究所將電子束曝光技術(shù)應(yīng)用于生物傳感器的微納電極制備中，探索其在跨學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用。生物傳感器的電極尺寸與間距會影響檢測靈敏度，科研團隊通過電子束曝光制備納米級間隙的電極對，研究間隙尺寸與生物分子檢測信號的關(guān)系。利用電化學(xué)測試平臺，對比不同電極結(jié)構(gòu)的檢測限與響應(yīng)時間，發(fā)現(xiàn)納米間隙電極能明顯提升對特定生物分子的檢測靈敏度。這項研究展示了電子束曝光技術(shù)在交叉學(xué)科研究中的應(yīng)用潛力，為生物醫(yī)學(xué)檢測器件的發(fā)展提供了新思路。圍繞電子束曝光的能量分布模擬與優(yōu)化，科研團隊開展了理論與實驗相結(jié)合的研究。通過蒙特卡洛方法模擬電子束在抗蝕劑與半導(dǎo)體材料中的散射過程，預(yù)測不同能量下的電子束射程與能量沉積分布，指導(dǎo)曝光參數(shù)的設(shè)置。電子束曝光在半導(dǎo)體領(lǐng)域主導(dǎo)光罩精密制作及第三代半導(dǎo)體器件的亞納米級結(jié)構(gòu)加工。中山生物探針電子束曝光服務(wù)
電子束曝光為液體活檢芯片提供高精度細胞分離結(jié)構(gòu)。北京光波導(dǎo)電子束曝光技術(shù)
電子束曝光在量子計算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)離子阱精密制造突破。氧化鋁基板表面形成共面波導(dǎo)微波饋電網(wǎng)絡(luò)，微波場操控精度達μK量級。三明治電極結(jié)構(gòu)配合雙光子聚合抗蝕劑，使三維勢阱定位誤差＜10nm。在40Ca?離子操控實驗中，量子門保真度達99.995%，單比特操作速度提升至1μs。模塊化阱陣列為大規(guī)模量子計算機提供可擴展物理載體，支持1024比特協(xié)同操控。電子束曝光推動仿生視覺芯片突破生物極限。在柔性基底構(gòu)建對數(shù)響應(yīng)感光陣列，動態(tài)范圍擴展至160dB，支持10?3lux至10?lux照度無失真成像。神經(jīng)形態(tài)脈沖編碼電路模仿視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞，信息壓縮率超1000:1。在自動駕駛場景測試中，該芯片在120km/h時速下識別距離達300米，較傳統(tǒng)CMOS傳感器響應(yīng)速度提升10倍，動態(tài)模糊消除率99.2%。北京光波導(dǎo)電子束曝光技術(shù)
