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。电子束曝光通过仿生微结构设计实现太阳能海水淡化系统性能跃升。云南NEMS器件电子束曝光加工厂

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。佛山纳米电子束曝光代工电子束曝光的图形精度高度依赖剂量调控技术和套刻误差管理机制。

电子束曝光实现智慧农业传感器可持续制造。基于聚乳酸的可降解电路板通过仿生叶脉布线优化结构强度,6个月自然降解率达98%。多孔微腔湿度传感单元实现±0.5%RH精度,土壤氮磷钾浓度检测限达0.1ppm。太阳能自供电系统通过分形天线收集环境电磁能,在无光照条件下续航90天。万亩农田测试表明该传感器网络减少化肥用量30%,增产15%。电子束曝光推动神经界面实现长期稳定记录。聚酰亚胺电极表面的微柱阵列引导神经胶质细胞定向生长,形成生物-电子共生界面。离子凝胶电解质层消除组织排异反应,在8周实验中信号衰减控制在8%以内。多通道神经信号处理器整合在线特征提取算法,癫痫发作预警准确率99.3%。该技术为帕金森病闭环疗愈提供技术平台,已在猕猴实验中实现运动障碍实时调控。
研究所利用人才团队的技术优势,在电子束曝光的反演光刻技术上取得进展。反演光刻通过计算机模拟优化曝光图形,可补偿工艺过程中的图形畸变,科研人员针对氮化物半导体的刻蚀特性,建立了曝光图形与刻蚀结果的关联模型。借助全链条科研平台的计算资源,团队对复杂三维结构的曝光图形进行模拟优化,在微纳传感器的腔室结构制备中,使实际图形与设计值的偏差缩小了一定比例。这种基于模型的工艺优化方法,为提高电子束曝光的图形保真度提供了新思路。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。

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。电子束曝光支持深空探测系统在极端环境下的高效光能转换方案。山东光掩模电子束曝光代工
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。云南NEMS器件电子束曝光加工厂
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。云南NEMS器件电子束曝光加工厂