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。电子束曝光为微振动检测系统提供超高灵敏度纳米机械谐振结构。山西微纳光刻电子束曝光加工平台
电子束曝光实现空间太阳能电站突破。砷化镓电池阵表面构建蛾眼减反结构，AM0条件下光电转化效率达40%。轻量化碳化硅支撑框架通过桁架拓扑优化，面密度降至0.8kg/m²。在轨测试数据显示1m²模块输出功率300W，配合无线能量传输系统实现跨大气层能量投送。模块化设计支持近地轨道机器人自主组装，单颗卫星发电量相当于地面光伏电站50亩。电子束曝光推动虚拟现实触觉反馈走向真实。PVDF-TrFE压电层表面设计微穹顶阵列，应力灵敏度提升至5kPa⁻¹。多级缓冲结构使触觉分辨率达0.1mm间距，力反馈精度±5%。在元宇宙手术训练系统中，该装置重现组织切割、血管结扎等力学特性，专业人员评估真实感评分达9.7/10。自适应阻抗调控技术可模拟从棉花到骨头的50种材料触感，突破VR交互体验瓶颈。山西微纳光刻电子束曝光加工平台电子束曝光实现核电池放射源超高安全性的空间封装结构。
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。
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。电子束曝光的分辨率取决于束斑控制、散射抑制和抗蚀剂性能的综合优化。
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。电子束曝光推动环境微能源采集器的仿生学设计与性能革新。江苏图形化电子束曝光加工厂
人才团队利用电子束曝光技术研发新型半导体材料。山西微纳光刻电子束曝光加工平台
研究所将电子束曝光技术应用于生物传感器的微纳电极制备中，探索其在跨学科领域的应用。生物传感器的电极尺寸与间距会影响检测灵敏度，科研团队通过电子束曝光制备纳米级间隙的电极对，研究间隙尺寸与生物分子检测信号的关系。利用电化学测试平台，对比不同电极结构的检测限与响应时间，发现纳米间隙电极能明显提升对特定生物分子的检测灵敏度。这项研究展示了电子束曝光技术在交叉学科研究中的应用潜力，为生物医学检测器件的发展提供了新思路。围绕电子束曝光的能量分布模拟与优化，科研团队开展了理论与实验相结合的研究。通过蒙特卡洛方法模拟电子束在抗蚀剂与半导体材料中的散射过程，预测不同能量下的电子束射程与能量沉积分布，指导曝光参数的设置。山西微纳光刻电子束曝光加工平台
