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。该所承担的省级项目中，电子束曝光用于芯片精细图案制作。北京生物探针电子束曝光实验室
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。佛山纳米器件电子束曝光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。
将电子束曝光技术与深紫外发光二极管的光子晶体结构制备相结合，是研究所的另一项应用探索。光子晶体可调控光的传播方向，提升器件的光提取效率，科研团队通过电子束曝光在器件表面制备亚波长周期结构，研究周期参数对光提取效率的影响。利用光学测试平台，对比不同光子晶体图形下器件的发光强度，发现特定周期的结构能使深紫外光的出光效率提升一定比例。这项工作展示了电子束曝光在光学功能结构制备中的独特优势，为提升光电子器件性能提供了新途径。
太赫兹通信系统依赖电子束曝光实现电磁波束赋形技术革新。在硅-液晶聚合物异质集成中构建三维螺旋谐振单元阵列，通过振幅相位双调控优化波前分布。特殊设计的渐变介电常数结构突破传统天线±30°扫描角度限制，实现120°广域覆盖与零盲区切换。实测0.3THz频段下轴比优化至1.2dB，辐射效率超80%，比金属波导系统体积缩小90%。在6G天地一体化网络中，该天线模块支持20Gbps空地数据传输，误码率降至10⁻¹²。电子束曝光推动核电池向微型化、智能化演进。通过纳米级辐射阱结构设计优化放射源空间排布，在金刚石屏蔽层内形成自屏蔽通道网络。多级安全隔离机制实现辐射泄漏量百万分级的突破，在医用心脏起搏器中可保障十年期安全运行。独特的热电转换结构使能量利用效率提升至8%，同等体积下功率密度达传统化学电池的50倍，为深海探测器提供全气候自持能源。电子束曝光能制备超高深宽比X射线光学元件以突破成像分辨率极限。
量子点显示技术借力电子束曝光突破色彩转换瓶颈。在InGaN蓝光晶圆表面构建光学校准微腔，精细调控量子点受激辐射波长。多层抗蚀剂工艺形成倒金字塔反射结构，使红绿量子点光转化效率突破95%。色彩一致性控制达DeltaE<0.5，支持全色域显示无差异。在元宇宙虚拟现实装备中，该技术实现20000nit峰值亮度下的像素级控光，动态对比度突破10⁶:1，消除动态模糊伪影。电子束曝光在人工光合系统实现光能-化学能定向转化。通过多级分形流道设计优化二氧化碳传输路径，在二氧化钛光催化层表面构建纳米锥阵列陷阱结构。特殊的双曲等离激元共振结构使可见光吸收谱拓宽至800nm，太阳能转化效率达2.3%。工业级测试显示，每平方米反应器日合成甲酸量达15升，转化选择性>99%。该技术将加速碳中和技术落地，在沙漠地区建立分布式能源-化工联产系统。电子束曝光实现太赫兹波段的电磁隐身超材料智能设计制造。天津纳米器件电子束曝光加工工厂
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。北京生物探针电子束曝光实验室
科研团队探索电子束曝光与化学机械抛光技术的协同应用，用于制备全局平坦化的多层结构。多层器件在制备过程中易出现表面起伏，影响后续曝光精度，团队通过电子束曝光定义抛光阻挡层图形，结合化学机械抛光实现局部区域的精细平坦化。对比传统抛光方法，该技术能使多层结构的表面粗糙度降低一定比例，为后续曝光工艺提供更平整的基底。在三维集成器件的研究中，这种协同工艺有效提升了层间对准精度，为高密度集成器件的制备开辟了新路径，体现了多工艺融合的技术创新思路。北京生物探针电子束曝光实验室
