广东省科学院半导体研究所依托其微纳加工平台的先进设备，在电子束曝光技术研发中持续发力。该平台配备的高精度电子束曝光系统，具备纳米级分辨率，可满足第三代半导体材料微纳结构制备的需求。科研团队针对氮化物半导体材料的特性，研究电子束能量与曝光剂量对图形转移精度的影响，通过调整加速电压与束流参数，在 2-6 英寸晶圆上实现了亚微米级图形的稳定制备。借助设备总值逾亿元的科研平台，团队能够对曝光后的图形进行精细表征，为工艺优化提供数据支撑，目前已在深紫外发光二极管的电极图形制备中积累了多项实用技术参数。电子束曝光为植入式医疗电子提供长效生物界面封装。东莞量子器件电子束曝光服务
研究所利用电子束曝光技术制备微纳尺度的热管理结构，探索其在功率半导体器件中的应用。功率器件工作时产生的热量需快速散出，团队通过电子束曝光在器件衬底背面制备周期性微通道结构，增强散热面积。结合热仿真与实验测试，分析微通道尺寸与排布方式对散热性能的影响，发现特定结构的微通道能使器件工作温度降低一定幅度。依托材料外延平台，可在制备散热结构的同时保证器件正面的材料质量，实现散热与电学性能的平衡，为高功率器件的热管理提供了新解决方案。福建光栅电子束曝光加工平台电子束曝光助力该所在深紫外发光二极管领域突破微纳制备瓶颈。
电子束曝光中的新型抗蚀剂如金属氧化物（氧化铪）正面临性能挑战。其高刻蚀选择比（硅:100:1）但灵敏度为10mC/cm²。研究通过铈掺杂和预曝光烘烤（180°C/2min）提升氧化铪胶灵敏度至1mC/cm²，图形陡直度达89°±1。在5纳米节点FinFET栅极制作中，电子束曝光应用这类抗蚀剂减少刻蚀工序，平衡灵敏度和精度需求。操作电子束曝光时，基底导电处理是关键步骤：绝缘样品需旋涂50nm导电聚合物（如ESPACER300Z）以防电荷累积。热漂移控制通过±0.1℃恒温系统和低温样品台实现。大尺寸拼接采用激光定位反馈策略，如100μm区域分9次曝光（重叠10μm），将套刻误差从120nm降至35nm。优化参数包括剂量分区和扫描顺序设置。
现代科研平台将电子束曝光模块集成于扫描电子显微镜（SEM），实现原位加工与表征。典型应用包括在TEM铜网制作10μm支撑膜窗口或在AFM探针沉积300纳米铂层。利用二次电子成像和能谱（EDS）联用，电子束曝光支持实时闭环操作（如加工后成分分析），提升跨尺度研究效率5倍以上。其真空兼容性和定位精度使纳米实验室成为材料科学关键工具。在电子束曝光的矢量扫描模式下，剂量控制是主要参数（剂量=束流×驻留时间/步进）。典型配置如100kV加速电压下500pA束流对应3纳米束斑，剂量范围100-2000μC/cm²。采用动态剂量调制和邻近效应矫正（如灰度曝光），可将线边缘粗糙度降至1nmRMS。套刻误差依赖激光干涉仪实时定位技术，精度达±35nm/100mm，确保图形保真度。电子束曝光在超高密度存储领域实现纳米全息结构的精确编码。
对于可修复的微小缺陷，通过局部二次曝光的方式进行修正，提高了图形的合格率。在 6 英寸晶圆的中试实验中，这种缺陷修复技术使无效区域的比例降低了一定程度，提升了电子束曝光的材料利用率。研究所将电子束曝光技术与纳米压印模板制备相结合，探索低成本大规模制备微纳结构的途径。纳米压印技术适合批量生产，但模板制备依赖高精度加工手段，团队通过电子束曝光制备高质量的原始模板，再通过电铸工艺复制得到可用于批量压印的工作模板。对比电子束直接曝光与纳米压印的图形质量，发现两者在微米尺度下的精度差异较小，但压印效率更高。这项研究为平衡高精度与高效率的微纳制造需求提供了可行方案，有助于推动第三代半导体器件的产业化进程。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。上海生物探针电子束曝光技术
电子束曝光支持深空探测系统在极端环境下的高效光能转换方案。东莞量子器件电子束曝光服务
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。东莞量子器件电子束曝光服务
