電子束曝光在超導(dǎo)量子比特制造中實(shí)現(xiàn)亞微米約瑟夫森結(jié)的精確布局。通過(guò)100kV加速電壓的微束斑（<2nm）在鈮/鋁異質(zhì)結(jié)構(gòu)上直寫(xiě)量子干涉器件，結(jié)區(qū)尺寸控制精度達(dá)±3nm。采用多層PMMA膠堆疊技術(shù)配合低溫蝕刻工藝，有效抑制渦流損耗，明顯提升量子比特相干時(shí)間至200μs以上，為量子計(jì)算機(jī)提供主要加工手段。MEMS陀螺儀諧振結(jié)構(gòu)的納米級(jí)質(zhì)量塊制作依賴電子束曝光。在SOI晶圓上通過(guò)雙向劑量調(diào)制實(shí)現(xiàn)復(fù)雜梳齒電極（間隙<100nm），邊緣粗糙度<1nmRMS。關(guān)鍵技術(shù)包括硅深反應(yīng)離子刻蝕模板制作和應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，諧振頻率漂移降低至0.01%/℃，廣泛應(yīng)用于高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。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(jí)結(jié)構(gòu)加工。上海光芯片電子束曝光加工廠商
在電子束曝光工藝優(yōu)化方面，研究所聚焦曝光效率與圖形質(zhì)量的平衡問(wèn)題。針對(duì)傳統(tǒng)電子束曝光速度較慢的局限，科研人員通過(guò)分區(qū)曝光策略與參數(shù)預(yù)設(shè)方案，在保證圖形精度的前提下，提升了 6 英寸晶圓的曝光效率。利用微納加工平臺(tái)的協(xié)同優(yōu)勢(shì)，團(tuán)隊(duì)將電子束曝光與干法刻蝕工藝結(jié)合，研究不同曝光后處理方式對(duì)圖形側(cè)壁垂直度的影響，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)钠毓夂蠛婵緶囟饶軠p少圖形邊緣的模糊現(xiàn)象。這些工藝優(yōu)化工作使電子束曝光技術(shù)更適應(yīng)中試規(guī)模的生產(chǎn)需求，為第三代半導(dǎo)體器件的批量制備提供了可行路徑。福建高分辨電子束曝光實(shí)驗(yàn)室電子束曝光為微振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)提供超高靈敏度納米機(jī)械諧振結(jié)構(gòu)。
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(guò)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(guò)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(guò)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。
電子束曝光解決固態(tài)電池固固界面瓶頸，通過(guò)三維離子通道網(wǎng)絡(luò)增大電極接觸面積。梯度孔道結(jié)構(gòu)引導(dǎo)鋰離子均勻沉積，消除枝晶生長(zhǎng)隱患。自愈合電解質(zhì)層修復(fù)循環(huán)裂縫，實(shí)現(xiàn)1000次充放電容量保持率＞95%。在電動(dòng)飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)中，能量密度達(dá)450Wh/kg，支持2000km不間斷飛行。電子束曝光賦能飛行器智能隱身，基于可編程超表面實(shí)現(xiàn)全向雷達(dá)波調(diào)控。動(dòng)態(tài)可調(diào)諧振單元實(shí)現(xiàn)GHz-KHz頻段自適應(yīng)隱身，雷達(dá)散射截面縮減千萬(wàn)倍。機(jī)器學(xué)習(xí)算法在線優(yōu)化相位分布，在六代戰(zhàn)機(jī)測(cè)試中突防成功率提升83%。柔性基底集成技術(shù)使蒙皮厚度0.3mm，保持氣動(dòng)外形完整。電子束曝光能制備超高深寬比X射線光學(xué)元件以突破成像分辨率極限。
在電子束曝光與材料外延生長(zhǎng)的協(xié)同研究中，科研團(tuán)隊(duì)探索了先曝光后外延的工藝路線。針對(duì)特定氮化物半導(dǎo)體器件的需求，團(tuán)隊(duì)在襯底上通過(guò)電子束曝光制備圖形化掩模，再利用材料外延平臺(tái)進(jìn)行選擇性外延生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了具有特定形貌的半導(dǎo)體 nanostructure。研究發(fā)現(xiàn)，曝光圖形的尺寸與間距會(huì)影響外延材料的晶體質(zhì)量，通過(guò)調(diào)整曝光參數(shù)可調(diào)控外延層的生長(zhǎng)速率與形貌，目前已在納米線陣列的制備中獲得了較為均勻的結(jié)構(gòu)分布。研究所針對(duì)電子束曝光在大面積晶圓上的均勻性問(wèn)題開(kāi)展研究。由于電子束在掃描過(guò)程中可能出現(xiàn)能量衰減，6 英寸晶圓邊緣的圖形質(zhì)量有時(shí)會(huì)與中心區(qū)域存在差異，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)分區(qū)校準(zhǔn)曝光劑量的方式，改善了晶圓面內(nèi)的曝光均勻性。電子束刻蝕為量子離子阱系統(tǒng)提供高精度電極陣列。福建高分辨電子束曝光實(shí)驗(yàn)室
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。上海光芯片電子束曝光加工廠商
電子束曝光開(kāi)創(chuàng)液體活檢新紀(jì)元，在硅基芯片構(gòu)建納米級(jí)細(xì)胞分選陷阱。仿血腦屏障多級(jí)過(guò)濾結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞高純度捕獲，微流控電穿孔系統(tǒng)完成單細(xì)胞基因測(cè)序。早期檢出靈敏度達(dá)0.001%，在肺病篩查中較CT檢查發(fā)現(xiàn)病灶。手持式檢測(cè)儀實(shí)現(xiàn)30分鐘完成從抽血到報(bào)告全流程。電子束曝光重塑環(huán)境微能源采集技術(shù)，通過(guò)仿生渦旋葉片優(yōu)化風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率。壓電復(fù)合材料的智能變形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)3-15m/s風(fēng)速自適應(yīng)，轉(zhuǎn)換效率突破35%。自供電無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)在青藏鐵路凍土監(jiān)測(cè)中連續(xù)運(yùn)行5年，溫度監(jiān)測(cè)精度±0.1℃，預(yù)警地質(zhì)災(zāi)害準(zhǔn)確率98.7%。上海光芯片電子束曝光加工廠商
