电子束曝光技术通过高能电子束直接轰击电敏抗蚀剂，基于电子与材料相互作用的非光学原理引发分子链断裂或交联反应。在真空环境中利用电磁透镜聚焦束斑至纳米级，配合精密扫描控制系统实现亚5纳米精度图案直写。突破传统光学的衍射极限限制，该过程涉及加速电压优化（如100kV减少背散射）和显影工艺参数控制，成为纳米器件研发的主要制造手段，适用于基础研究和工业原型开发。在半导体产业链中，电子束曝光作为关键工艺应用于光罩制造和第三代半导体器件加工。它承担极紫外光刻（EUV）掩模版的精密制作与缺陷修复任务，确保10纳米级图形完整性；同时为氮化镓等异质结器件加工原子级平整刻蚀模板。通过优化束流驻留时间和剂量调制，电子束曝光解决边缘控制难题（如沟槽侧壁<0.5°偏差），提升高频器件的电子迁移率和性能可靠性。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。福建精密加工电子束曝光工艺
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。深圳T型栅电子束曝光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。
电子束曝光重塑人工视觉极限，仿生像素阵列模拟视网膜感光细胞分布。脉冲编码机制实现动态范围160dB，强光弱光场景无损成像。神经形态处理内核每秒处理100亿次突触事件，动态目标追踪延迟只有0.5毫秒。在盲人视觉重建临床实验中，植入芯片成功恢复0.3以上视力，识别亲友面孔准确率95.7%。电子束曝光突破芯片散热瓶颈，在微流道系统构建湍流增效结构。仿鲨鱼鳞片肋条设计增强流体扰动，换热系数较传统提高30倍。相变微胶囊冷却液实现汽化潜热高效利用，1000W/cm²热密度下芯片温差＜10℃。在英伟达H100超算模组中，散热能耗占比降至5%，计算性能释放99%。模块化集成支持液冷系统体积减少80%，重塑数据中心能效标准。
电子束曝光在量子计算领域实现离子阱精密制造突破。氧化铝基板表面形成共面波导微波馈电网络，微波场操控精度达μK量级。三明治电极结构配合双光子聚合抗蚀剂，使三维势阱定位误差＜10nm。在40Ca⁺离子操控实验中，量子门保真度达99.995%，单比特操作速度提升至1μs。模块化阱阵列为大规模量子计算机提供可扩展物理载体，支持1024比特协同操控。电子束曝光推动仿生视觉芯片突破生物极限。在柔性基底构建对数响应感光阵列，动态范围扩展至160dB，支持10⁻³lux至10⁵lux照度无失真成像。神经形态脉冲编码电路模仿视网膜神经节细胞，信息压缩率超1000:1。在自动驾驶场景测试中，该芯片在120km/h时速下识别距离达300米，较传统CMOS传感器响应速度提升10倍，动态模糊消除率99.2%。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。
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。电子束曝光在单分子测序领域实现原子级精度的生物纳米孔制造。珠海量子器件电子束曝光实验室
电子束曝光的成功实践离不开基底处理、热管理和曝光策略的系统优化。福建精密加工电子束曝光工艺
科研人员将机器学习算法引入电子束曝光的参数优化中，提高工艺开发效率。通过采集大量曝光参数与图形质量的关联数据，训练参数预测模型，该模型可根据目标图形尺寸推荐合适的曝光剂量与加速电压，减少实验试错次数。在实际应用中，模型推荐的参数组合使新型图形的开发周期缩短了一定时间，同时保证了图形精度符合设计要求。这种智能化的工艺优化方法，为电子束曝光技术的快速迭代提供了新工具。研究所利用其作为中国有色金属学会宽禁带半导体专业委员会倚靠单位的优势，与行业内行家合作开展电子束曝光技术的标准化研究。福建精密加工电子束曝光工艺
