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。電子束曝光在MEMS器件加工中實現(xiàn)微諧振結(jié)構(gòu)的亞納米級精度控制。天津納米電子束曝光
科研團隊在電子束曝光的抗蝕劑選擇與處理工藝上進行了細(xì)致研究。不同抗蝕劑對電子束的靈敏度與分辨率存在差異，團隊針對第三代半導(dǎo)體材料的刻蝕需求，測試了多種正性與負(fù)性抗蝕劑的性能，篩選出適合氮化物刻蝕的抗蝕劑類型。通過優(yōu)化抗蝕劑的涂膠厚度與前烘溫度，減少了曝光過程中的氣泡缺陷，提升了圖形的完整性。在中試規(guī)模的實驗中，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)。江蘇納米電子束曝光實驗室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。
電子束曝光在熱電制冷器鍵合領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨尺度熱管理優(yōu)化，通過高精度圖形化解決傳統(tǒng)焊接工藝的熱膨脹失配問題。在Bi?Te?/Cu界面設(shè)計中構(gòu)造微納交錯齒結(jié)構(gòu)，增大接觸面積同時建立梯度導(dǎo)熱通道。特殊設(shè)計的楔形鍵合區(qū)引導(dǎo)聲子定向傳輸，明顯降低界面熱阻。該技術(shù)使固態(tài)制冷片溫差負(fù)載能力提升至85K以上，在激光雷達溫控系統(tǒng)中可維持±0.01℃恒溫，保障ToF測距精度厘米級穩(wěn)定。相較于機械貼合工藝，電子束曝光構(gòu)建的微觀互鎖結(jié)構(gòu)將熱循環(huán)壽命延長10倍，支撐汽車電子在-40℃至125℃極端環(huán)境的可靠運行。電子束曝光推動腦機接口生物電極從剛性向柔性轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)微米級精度下的人造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。在聚酰亞胺基底上設(shè)計分形拓?fù)潆姌O陣列，通過多層抗蝕劑堆疊形成仿生樹突結(jié)構(gòu)，明顯擴大有效表面積。表面微納溝槽促進神經(jīng)營養(yǎng)因子吸附，加速神經(jīng)突觸生長融合。臨床前試驗顯示，植入大鼠運動皮層7天后神經(jīng)信號信噪比較傳統(tǒng)電極提升8dB，阻抗穩(wěn)定性維持±5%。該技術(shù)突破腦組織與硬質(zhì)電子界面的機械失配限制，為漸凍癥患者提供高分辨率意念控制通道。
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(xì)胞器三維重構(gòu)。電子束刻蝕為量子離子阱系統(tǒng)提供高精度電極陣列。
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。電子束曝光推動自發(fā)光量子點顯示的色彩轉(zhuǎn)換層高效集成。天津精密加工電子束曝光廠商
該所微納加工平臺的電子束曝光設(shè)備可實現(xiàn)亞微米級圖形加工。天津納米電子束曝光
廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所依托其微納加工平臺的先進設(shè)備，在電子束曝光技術(shù)研發(fā)中持續(xù)發(fā)力。該平臺配備的高精度電子束曝光系統(tǒng)，具備納米級分辨率，可滿足第三代半導(dǎo)體材料微納結(jié)構(gòu)制備的需求?？蒲袌F隊針對氮化物半導(dǎo)體材料的特性，研究電子束能量與曝光劑量對圖形轉(zhuǎn)移精度的影響，通過調(diào)整加速電壓與束流參數(shù)，在 2-6 英寸晶圓上實現(xiàn)了亞微米級圖形的穩(wěn)定制備。借助設(shè)備總值逾億元的科研平臺，團隊能夠?qū)ζ毓夂蟮膱D形進行精細(xì)表征，為工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐，目前已在深紫外發(fā)光二極管的電極圖形制備中積累了多項實用技術(shù)參數(shù)。天津納米電子束曝光
