針對(duì)柔性襯底上的電子束曝光技術(shù)，研究所開展了適應(yīng)性研究。柔性半導(dǎo)體器件的襯底通常具有一定的柔韌性，可能影響曝光過(guò)程中的晶圓平整度，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)改進(jìn)晶圓夾持裝置，減少柔性襯底在曝光時(shí)的變形。同時(shí)，調(diào)整電子束的掃描速度與聚焦方式，適應(yīng)柔性襯底表面可能存在的微小起伏，在聚酰亞胺襯底上實(shí)現(xiàn)了微米級(jí)圖形的穩(wěn)定制備。這項(xiàng)研究拓展了電子束曝光技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，為柔性電子器件的高精度制造提供了技術(shù)支持?？蒲袌F(tuán)隊(duì)在電子束曝光的缺陷檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)上取得進(jìn)展。曝光過(guò)程中可能出現(xiàn)的圖形斷線、短路等缺陷，會(huì)影響器件性能，團(tuán)隊(duì)利用自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)曝光后的圖形進(jìn)行快速掃描，識(shí)別缺陷位置與類型。電子束曝光是制備超導(dǎo)量子比特器件的關(guān)鍵工藝，能精確控制約瑟夫森結(jié)尺寸以提高量子相干性。天津納米器件電子束曝光服務(wù)
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(guò)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(cè)試平臺(tái)，對(duì)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(jí)加工優(yōu)勢(shì)，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。山西生物探針電子束曝光實(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。
研究所利用人才團(tuán)隊(duì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在電子束曝光的反演光刻技術(shù)上取得進(jìn)展。反演光刻通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬優(yōu)化曝光圖形，可補(bǔ)償工藝過(guò)程中的圖形畸變，科研人員針對(duì)氮化物半導(dǎo)體的刻蝕特性，建立了曝光圖形與刻蝕結(jié)果的關(guān)聯(lián)模型。借助全鏈條科研平臺(tái)的計(jì)算資源，團(tuán)隊(duì)對(duì)復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的曝光圖形進(jìn)行模擬優(yōu)化，在微納傳感器的腔室結(jié)構(gòu)制備中，使實(shí)際圖形與設(shè)計(jì)值的偏差縮小了一定比例。這種基于模型的工藝優(yōu)化方法，為提高電子束曝光的圖形保真度提供了新思路。
針對(duì)電子束曝光在異質(zhì)結(jié)器件制備中的應(yīng)用，科研團(tuán)隊(duì)研究了不同材料界面處的圖形轉(zhuǎn)移規(guī)律。異質(zhì)結(jié)器件的多層材料可能具有不同的刻蝕選擇性，團(tuán)隊(duì)通過(guò)電子束曝光在頂層材料上制備圖形，再通過(guò)分步刻蝕工藝將圖形轉(zhuǎn)移到下層不同材料中，研究刻蝕時(shí)間與氣體比例對(duì)跨材料圖形一致性的影響。在氮化物 / 硅異質(zhì)結(jié)器件的制備中，優(yōu)化后的工藝使不同材料層的圖形線寬偏差控制在較小范圍內(nèi)，保證了器件的電學(xué)性能?？蒲袌F(tuán)隊(duì)在電子束曝光設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化適配方面進(jìn)行了探索。為降低對(duì)進(jìn)口設(shè)備的依賴，團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商合作，測(cè)試國(guó)產(chǎn)電子束曝光系統(tǒng)的性能參數(shù)，針對(duì)第三代半導(dǎo)體材料的需求提出改進(jìn)建議。通過(guò)調(diào)整設(shè)備的控制軟件與硬件參數(shù)，使國(guó)產(chǎn)設(shè)備在 6 英寸晶圓上的曝光精度達(dá)到實(shí)用要求，與進(jìn)口設(shè)備的差距縮小了一定比例。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所用電子束曝光技術(shù)制備出高精度半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。
科研團(tuán)隊(duì)在電子束曝光的抗蝕劑選擇與處理工藝上進(jìn)行了細(xì)致研究。不同抗蝕劑對(duì)電子束的靈敏度與分辨率存在差異，團(tuán)隊(duì)針對(duì)第三代半導(dǎo)體材料的刻蝕需求，測(cè)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(guò)優(yōu)化抗蝕劑的涂膠厚度與前烘溫度，減少了曝光過(guò)程中的氣泡缺陷，提升了圖形的完整性。在中試規(guī)模的實(shí)驗(yàn)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)。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。山西生物探針電子束曝光實(shí)驗(yàn)室
電子束曝光支持深空探測(cè)系統(tǒng)在極端環(huán)境下的高效光能轉(zhuǎn)換方案。天津納米器件電子束曝光服務(wù)
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。天津納米器件電子束曝光服務(wù)
