研究所利用其覆盖半导体全链条的科研平台，研究电子束曝光技术在半导体材料表征中的应用。通过在材料表面制备特定形状的测试图形，结合原子力显微镜与霍尔效应测试系统，分析材料的微观力学性能与电学参数分布。在氮化物外延层的表征中，团队通过电子束曝光制备的微纳测试结构，实现了材料迁移率与缺陷密度的局部区域测量，为材料质量评估提供了更精细的手段。这种将加工技术与表征需求结合的创新思路，拓展了电子束曝光的应用价值。电子束曝光为新型光伏器件构建高效陷光结构以提升能源转化效率。北京光芯片电子束曝光加工
电子束曝光是光罩制造的基石，采用矢量扫描模式在铬/石英基板上直接绘制微电路图形。借助多级剂量调制技术补偿邻近效应，支持光学邻近校正（OPC）掩模的复杂辅助图形创建。单张掩模加工耗时20-40小时，配合等离子体刻蚀转移过程，电子束曝光确保关键尺寸误差控制在±2纳米内。该工艺成本高达50万美元，成为7纳米以下芯片制造的必备支撑技术，直接影响芯片良率。电子束曝光的纳米级分辨率受多重因素制约：电子光学系统束斑尺寸（先进设备达0.8纳米）、背散射引发的邻近效应、以及抗蚀剂的化学特性。采用蒙特卡洛仿真空间剂量优化，结合氢倍半硅氧烷（HSQ）等高对比度抗蚀剂，可在硅片上实现3纳米半间距阵列（需超高剂量5000μC/cm²）。电子束曝光的实际分辨能力通过低温显影和工艺匹配得以提升，平衡精度与效率。广州生物探针电子束曝光技术电子束曝光用于高成本、高精度的光罩母版制造，是现代先进芯片生产的关键环节。
围绕电子束曝光的套刻精度控制，科研团队开展了系统研究。在多层结构器件的制备中，各层图形的对准精度直接影响器件性能，团队通过改进晶圆定位系统与标记识别算法，将套刻误差控制在较小范围内。依托材料外延平台的表征设备，可精确测量不同层间图形的相对位移，为套刻参数的优化提供量化依据。在第三代半导体功率器件的研发中，该技术确保了源漏电极与沟道区域的精细对准，有效降低了器件的接触电阻，相关工艺参数已纳入中试生产规范。
在电子束曝光与材料外延生长的协同研究中，科研团队探索了先曝光后外延的工艺路线。针对特定氮化物半导体器件的需求，团队在衬底上通过电子束曝光制备图形化掩模，再利用材料外延平台进行选择性外延生长，实现了具有特定形貌的半导体 nanostructure。研究发现，曝光图形的尺寸与间距会影响外延材料的晶体质量，通过调整曝光参数可调控外延层的生长速率与形貌，目前已在纳米线阵列的制备中获得了较为均匀的结构分布。研究所针对电子束曝光在大面积晶圆上的均匀性问题开展研究。由于电子束在扫描过程中可能出现能量衰减，6 英寸晶圆边缘的图形质量有时会与中心区域存在差异，科研团队通过分区校准曝光剂量的方式，改善了晶圆面内的曝光均匀性。广东省科学院半导体研究所用电子束曝光技术制备出高精度半导体器件结构。
围绕电子束曝光在第三代半导体功率器件栅极结构制备中的应用，科研团队开展了专项研究。功率器件的栅极尺寸与形状对其开关性能影响明显，团队通过电子束曝光制备不同线宽的栅极图形，研究尺寸变化对器件阈值电压与导通电阻的影响。利用电学测试平台，对比不同栅极结构的器件性能，优化出适合高压应用的栅极尺寸参数。这些研究成果已应用于省级重点科研项目中，为高性能功率器件的研发提供了关键技术支撑。科研人员研究了电子束曝光过程中的电荷积累效应及其应对措施。绝缘性较强的半导体材料在电子束照射下容易积累电荷，导致图形偏移或畸变，团队通过在曝光区域附近设置导电辅助层与接地结构，加速电荷消散。电子束曝光为微振动检测系统提供超高灵敏度纳米机械谐振结构。河北微纳光刻电子束曝光
电子束曝光为神经形态芯片提供高密度、低功耗纳米忆阻单元阵列。北京光芯片电子束曝光加工
在电子束曝光的三维结构制备研究中，科研团队探索了灰度曝光技术的应用。灰度曝光通过控制不同区域的电子束剂量，可在抗蚀剂中形成连续变化的高度分布，进而通过刻蚀得到三维微结构。团队利用该技术在氮化物半导体表面制备了具有渐变折射率的光波导结构，测试结果显示这种结构能有效降低光传输损耗。这项技术突破拓展了电子束曝光在复杂三维器件制备中的应用，为集成光学器件的研发提供了新的工艺选择。针对电子束曝光在第三代半导体中试中的成本控制问题，科研团队进行了有益探索。北京光芯片电子束曝光加工
