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(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(tuán)隊(duì)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(shí)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(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)。電子束曝光用于高成本、高精度的光罩母版制造，是現(xiàn)代先進(jìn)芯片生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。珠海光掩模電子束曝光實(shí)驗(yàn)室
研究所將電子束曝光技術(shù)應(yīng)用于 IGZO 薄膜晶體管的溝道圖形制備中，探索其在新型顯示器件領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。IGZO 材料對曝光過程中的電子束損傷較為敏感，科研團(tuán)隊(duì)通過控制曝光劑量與掃描方式，減少電子束與材料的相互作用對薄膜性能的影響。利用器件測試平臺，對比不同曝光參數(shù)下晶體管的電學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的曝光工藝能使器件的開關(guān)比提升一定幅度，閾值電壓穩(wěn)定性也有所改善。這項(xiàng)應(yīng)用探索不僅拓展了電子束曝光的技術(shù)場景，也為新型顯示器件的高精度制備提供了技術(shù)支持。浙江電子束曝光加工廠商電子束曝光支持深空探測系統(tǒng)在極端環(huán)境下的高效光能轉(zhuǎn)換方案。
研究所利用多平臺協(xié)同優(yōu)勢，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圖形轉(zhuǎn)移精度的影響。通過材料分析平臺的掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)曝光圖形的線寬偏差會在刻蝕過程中產(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)測性。
電子束曝光技術(shù)通過高能電子束直接轟擊電敏抗蝕劑，基于電子與材料相互作用的非光學(xué)原理引發(fā)分子鏈斷裂或交聯(lián)反應(yīng)。在真空環(huán)境中利用電磁透鏡聚焦束斑至納米級，配合精密掃描控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)亞5納米精度圖案直寫。突破傳統(tǒng)光學(xué)的衍射極限限制，該過程涉及加速電壓優(yōu)化（如100kV減少背散射）和顯影工藝參數(shù)控制，成為納米器件研發(fā)的主要制造手段，適用于基礎(chǔ)研究和工業(yè)原型開發(fā)。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，電子束曝光作為關(guān)鍵工藝應(yīng)用于光罩制造和第三代半導(dǎo)體器件加工。它承擔(dān)極紫外光刻（EUV）掩模版的精密制作與缺陷修復(fù)任務(wù)，確保10納米級圖形完整性；同時(shí)為氮化鎵等異質(zhì)結(jié)器件加工原子級平整刻蝕模板。通過優(yōu)化束流駐留時(shí)間和劑量調(diào)制，電子束曝光解決邊緣控制難題（如溝槽側(cè)壁<0.5°偏差），提升高頻器件的電子遷移率和性能可靠性。電子束曝光通過仿生微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)太陽能海水淡化系統(tǒng)性能躍升。
電子束曝光重塑人工視覺極限，仿生像素陣列模擬視網(wǎng)膜感光細(xì)胞分布。脈沖編碼機(jī)制實(shí)現(xiàn)動態(tài)范圍160dB，強(qiáng)光弱光場景無損成像。神經(jīng)形態(tài)處理內(nèi)核每秒處理100億次突觸事件，動態(tài)目標(biāo)追蹤延遲只有0.5毫秒。在盲人視覺重建臨床實(shí)驗(yàn)中，植入芯片成功恢復(fù)0.3以上視力，識別親友面孔準(zhǔn)確率95.7%。電子束曝光突破芯片散熱瓶頸，在微流道系統(tǒng)構(gòu)建湍流增效結(jié)構(gòu)。仿鯊魚鱗片肋條設(shè)計(jì)增強(qiáng)流體擾動，換熱系數(shù)較傳統(tǒng)提高30倍。相變微膠囊冷卻液實(shí)現(xiàn)汽化潛熱高效利用，1000W/cm2熱密度下芯片溫差＜10℃。在英偉達(dá)H100超算模組中，散熱能耗占比降至5%，計(jì)算性能釋放99%。模塊化集成支持液冷系統(tǒng)體積減少80%，重塑數(shù)據(jù)中心能效標(biāo)準(zhǔn)。電子束曝光實(shí)現(xiàn)太赫茲波段的電磁隱身超材料智能設(shè)計(jì)制造。福建微納光刻電子束曝光
電子束曝光推動環(huán)境微能源采集器的仿生學(xué)設(shè)計(jì)與性能革新。珠海光掩模電子束曝光實(shí)驗(yàn)室
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100kV加速電壓的微束斑（<2nm）在鈮/鋁異質(zhì)結(jié)構(gòu)上直寫量子干涉器件，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)的納米級質(zhì)量塊制作依賴電子束曝光。在SOI晶圓上通過雙向劑量調(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)。珠海光掩模電子束曝光實(shí)驗(yàn)室
