圍繞電子束曝光在半導體激光器腔面結(jié)構(gòu)制備中的應用，研究所進行了專項攻關(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，科研團隊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)合干法刻蝕工藝實現(xiàn)陡峭的腔面結(jié)構(gòu)。利用光學測試平臺，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，為高性能半導體激光器的制備提供了工藝支持，相關(guān)成果已應用于多個研發(fā)項目。電子束刻蝕推動人工視覺芯片的光電轉(zhuǎn)換層高效融合。云南光波導電子束曝光技術(shù)
廣東省科學院半導體研究所依托其微納加工平臺的先進設備，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)。安徽光柵電子束曝光外協(xié)電子束曝光推動環(huán)境微能源采集器的仿生學設計與性能革新。
電子束曝光推動再生醫(yī)學跨越式發(fā)展，在生物支架構(gòu)建人工血管網(wǎng)。梯度孔徑設計模擬真實血管分叉結(jié)構(gòu)，促血管內(nèi)皮細胞定向生長。在3D打印兔骨缺損模型中，兩周實現(xiàn)血管網(wǎng)絡重建，骨愈合速度加快兩倍。智能藥物緩釋單元實現(xiàn)生長因子精確投遞，為再造提供技術(shù)平臺。電子束曝光實現(xiàn)磁場探測靈敏度，為超導量子干涉器設計納米線圈。原子級平整約瑟夫森結(jié)界面保障磁通量子高效隧穿，腦磁圖分辨率達0.01pT。在帕金森病研究中實現(xiàn)黑質(zhì)區(qū)異常放電毫秒級追蹤，神經(jīng)外科手術(shù)導航精度提升至50微米。移動式檢測頭盔突破傳統(tǒng)設備限制，癲癇病灶定位準確率99.6%。
研究所利用電子束曝光技術(shù)制備微納尺度的熱管理結(jié)構(gòu)，探索其在功率半導體器件中的應用。功率器件工作時產(chǎn)生的熱量需快速散出，團隊通過電子束曝光在器件襯底背面制備周期性微通道結(jié)構(gòu)，增強散熱面積。結(jié)合熱仿真與實驗測試，分析微通道尺寸與排布方式對散熱性能的影響，發(fā)現(xiàn)特定結(jié)構(gòu)的微通道能使器件工作溫度降低一定幅度。依托材料外延平臺，可在制備散熱結(jié)構(gòu)的同時保證器件正面的材料質(zhì)量，實現(xiàn)散熱與電學性能的平衡，為高功率器件的熱管理提供了新解決方案。電子束曝光為微振動檢測系統(tǒng)提供超高靈敏度納米機械諧振結(jié)構(gòu)。
研究所利用人才團隊的技術(shù)優(yōu)勢，在電子束曝光的反演光刻技術(shù)上取得進展。反演光刻通過計算機模擬優(yōu)化曝光圖形，可補償工藝過程中的圖形畸變，科研人員針對氮化物半導體的刻蝕特性，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的計算資源，團隊對復雜三維結(jié)構(gòu)的曝光圖形進行模擬優(yōu)化，在微納傳感器的腔室結(jié)構(gòu)制備中，使實際圖形與設計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。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。云南光波導電子束曝光技術(shù)
電子束曝光是制備超導量子比特器件的關(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。云南光波導電子束曝光技術(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微波饋電網(wǎng)絡，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傳感器響應速度提升10倍，動態(tài)模糊消除率99.2%。云南光波導電子束曝光技術(shù)
