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。电子束曝光在微型热电制冷器领域突破界面热阻控制瓶颈。北京AR/VR电子束曝光外协
在电子束曝光工艺优化方面，研究所聚焦曝光效率与图形质量的平衡问题。针对传统电子束曝光速度较慢的局限，科研人员通过分区曝光策略与参数预设方案，在保证图形精度的前提下，提升了 6 英寸晶圆的曝光效率。利用微纳加工平台的协同优势，团队将电子束曝光与干法刻蚀工艺结合，研究不同曝光后处理方式对图形侧壁垂直度的影响，发现适当的曝光后烘烤温度能减少图形边缘的模糊现象。这些工艺优化工作使电子束曝光技术更适应中试规模的生产需求，为第三代半导体器件的批量制备提供了可行路径。东莞纳米器件电子束曝光代工电子束刻合助力空间太阳能电站实现轻量化高功率阵列。
针对电子束曝光在异质结器件制备中的应用，科研团队研究了不同材料界面处的图形转移规律。异质结器件的多层材料可能具有不同的刻蚀选择性，团队通过电子束曝光在顶层材料上制备图形，再通过分步刻蚀工艺将图形转移到下层不同材料中，研究刻蚀时间与气体比例对跨材料图形一致性的影响。在氮化物 / 硅异质结器件的制备中，优化后的工艺使不同材料层的图形线宽偏差控制在较小范围内，保证了器件的电学性能。科研团队在电子束曝光设备的国产化适配方面进行了探索。为降低对进口设备的依赖，团队与国内设备厂商合作，测试国产电子束曝光系统的性能参数，针对第三代半导体材料的需求提出改进建议。通过调整设备的控制软件与硬件参数，使国产设备在 6 英寸晶圆上的曝光精度达到实用要求，与进口设备的差距缩小了一定比例。
电子束曝光设备的运行成本较高，团队通过优化曝光区域选择，对器件有效区域进行曝光，减少无效曝光面积，降低了单位器件的制备成本。同时，通过设备维护与参数优化，延长了关键部件的使用寿命，间接降低了设备运行成本。这些成本控制措施使电子束曝光技术在中试生产中的经济性得到一定提升，更有利于其在产业中的推广应用。研究所将电子束曝光技术应用于半导体量子点的定位制备中，探索其在量子器件领域的应用。量子点的精确位置控制对量子器件的性能至关重要，科研团队通过电子束曝光在衬底上制备纳米尺度的定位标记，引导量子点的选择性生长。电子束曝光支持量子材料的高精度电极制备和原子级结构控制。
围绕电子束曝光在半导体激光器腔面结构制备中的应用，研究所进行了专项攻关。激光器腔面的平整度与垂直度直接影响其出光效率与寿命，科研团队通过控制电子束曝光的剂量分布，在腔面区域制备高精度掩模，再结合干法刻蚀工艺实现陡峭的腔面结构。利用光学测试平台，对比不同腔面结构的激光器性能，发现优化后的腔面使器件的阈值电流降低，斜率效率有所提升。这项研究充分发挥了电子束曝光的纳米级加工优势，为高性能半导体激光器的制备提供了工艺支持，相关成果已应用于多个研发项目。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。珠海光波导电子束曝光加工
该所微纳加工平台的电子束曝光设备可实现亚微米级图形加工。北京AR/VR电子束曝光外协
将模拟结果与实际曝光图形对比，不断修正模型参数，使模拟预测的线宽与实际结果的偏差缩小到一定范围。这种理论指导实验的研究模式，提高了电子束曝光工艺优化的效率与精细度。科研人员探索了电子束曝光与原子层沉积技术的协同应用，用于制备高精度的纳米薄膜结构。原子层沉积能实现单原子层精度的薄膜生长，而电子束曝光可定义图形区域，两者结合可制备复杂的三维纳米结构。团队通过电子束曝光在衬底上定义图形，再利用原子层沉积在图形区域生长功能性薄膜，研究沉积温度与曝光图形的匹配性。在氮化物半导体表面制备的纳米尺度绝缘层，其厚度均匀性与图形一致性均达到较高水平，为纳米电子器件的制备提供了新方法。北京AR/VR电子束曝光外协
