科研人員將機(jī)器學(xué)習(xí)算法引入電子束曝光的參數(shù)優(yōu)化中，提高工藝開發(fā)效率。通過采集大量曝光參數(shù)與圖形質(zhì)量的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，訓(xùn)練參數(shù)預(yù)測(cè)模型，該模型可根據(jù)目標(biāo)圖形尺寸推薦合適的曝光劑量與加速電壓，減少實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)次數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，模型推薦的參數(shù)組合使新型圖形的開發(fā)周期縮短了一定時(shí)間，同時(shí)保證了圖形精度符合設(shè)計(jì)要求。這種智能化的工藝優(yōu)化方法，為電子束曝光技術(shù)的快速迭代提供了新工具。研究所利用其作為中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)寬禁帶半導(dǎo)體專業(yè)委員會(huì)倚靠單位的優(yōu)勢(shì)，與行業(yè)內(nèi)行家合作開展電子束曝光技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化研究。電子束曝光的成功實(shí)踐離不開基底處理、熱管理和曝光策略的系統(tǒng)優(yōu)化。湖北光波導(dǎo)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(tái)的先進(jìn)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(tái)配備的高精度電子束曝光系統(tǒng)，具備納米級(jí)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(tuán)隊(duì)針對(duì)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(duì)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(shí)現(xiàn)了亞微米級(jí)圖形的穩(wěn)定制備。借助設(shè)備總值逾億元的科研平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)能夠?qū)ζ毓夂蟮膱D形進(jìn)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(xiàng)實(shí)用技術(shù)參數(shù)。江西圖形化電子束曝光加工工廠電子束刻合解決植入式神經(jīng)界面的柔性-剛性異質(zhì)集成難題。
電子束曝光推動(dòng)高溫超導(dǎo)材料實(shí)用化進(jìn)程，在釔鋇銅氧帶材表面構(gòu)筑納米柱釘扎中心陣列。磁通渦旋精細(xì)錨定技術(shù)抑制電流衰減，77K條件下載流能力提升300%。模塊化雙面涂層工藝實(shí)現(xiàn)千米級(jí)帶材連續(xù)生產(chǎn)，使可控核聚變裝置磁體線圈體積縮小50%。在華南核聚變實(shí)驗(yàn)堆中實(shí)現(xiàn)1億安培等離子體穩(wěn)定約束。電子束曝光開創(chuàng)神經(jīng)形態(tài)計(jì)算硬件新路徑，在二維材料表面集成憶阻器交叉陣列。多級(jí)阻變單元模擬生物突觸權(quán)重特性，光脈沖觸發(fā)機(jī)制實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)學(xué)習(xí)能力。能效比傳統(tǒng)CPU架構(gòu)提升萬(wàn)倍，在邊緣AI設(shè)備中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)人臉情緒識(shí)別。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)測(cè)試表明決策延遲降至5毫秒，事故規(guī)避成功率99.8%。
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(xiàng)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(tuán)隊(duì)通過電子束曝光在器件表面制備亞波長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，研究周期參數(shù)對(duì)光提取效率的影響。利用光學(xué)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)比不同光子晶體圖形下器件的發(fā)光強(qiáng)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(xiàng)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(dú)特優(yōu)勢(shì)，為提升光電子器件性能提供了新途徑。電子束刻蝕推動(dòng)人工視覺芯片的光電轉(zhuǎn)換層高效融合。
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(huì)影響檢測(cè)靈敏度，科研團(tuán)隊(duì)通過電子束曝光制備納米級(jí)間隙的電極對(duì)，研究間隙尺寸與生物分子檢測(cè)信號(hào)的關(guān)系。利用電化學(xué)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)比不同電極結(jié)構(gòu)的檢測(cè)限與響應(yīng)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)納米間隙電極能明顯提升對(duì)特定生物分子的檢測(cè)靈敏度。這項(xiàng)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(cè)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(tuán)隊(duì)開展了理論與實(shí)驗(yàn)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(cè)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(tái)。安徽高分辨電子束曝光加工平臺(tái)
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。湖北光波導(dǎo)電子束曝光
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。湖北光波導(dǎo)電子束曝光
