研究所利用其覆盖半导体全链条的科研平台，研究电子束曝光技术在半导体材料表征中的应用。通过在材料表面制备特定形状的测试图形，结合原子力显微镜与霍尔效应测试系统，分析材料的微观力学性能与电学参数分布。在氮化物外延层的表征中，团队通过电子束曝光制备的微纳测试结构，实现了材料迁移率与缺陷密度的局部区域测量，为材料质量评估提供了更精细的手段。这种将加工技术与表征需求结合的创新思路，拓展了电子束曝光的应用价值。电子束曝光提升热电制冷器界面传输效率与可靠性。云南纳米器件电子束曝光实验室
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。利用原子力显微镜对晶圆不同区域的图形进行表征，结果显示优化后的工艺使边缘与中心的线宽偏差控制在较小范围内。这项研究提升了电子束曝光技术在大面积器件制备中的适用性，为第三代半导体中试生产中的批量一致性提供了保障。佛山纳米器件电子束曝光电子束刻合解决植入式神经界面的柔性-刚性异质集成难题。
围绕电子束曝光在第三代半导体功率器件栅极结构制备中的应用，科研团队开展了专项研究。功率器件的栅极尺寸与形状对其开关性能影响明显，团队通过电子束曝光制备不同线宽的栅极图形，研究尺寸变化对器件阈值电压与导通电阻的影响。利用电学测试平台，对比不同栅极结构的器件性能，优化出适合高压应用的栅极尺寸参数。这些研究成果已应用于省级重点科研项目中，为高性能功率器件的研发提供了关键技术支撑。科研人员研究了电子束曝光过程中的电荷积累效应及其应对措施。绝缘性较强的半导体材料在电子束照射下容易积累电荷，导致图形偏移或畸变，团队通过在曝光区域附近设置导电辅助层与接地结构，加速电荷消散。
在量子材料如拓扑绝缘体Bi₂Te₃研究中，电子束曝光实现原子级准确电极定位。通过双层PMMA/MMA抗蚀剂堆叠工艺，结合电子束诱导沉积（EBID）技术，直接构建<100纳米间距量子点接触电极。关键技术包括采用50kV高电压减少背散射损伤和-30°C低温样品台抑制热漂移。电子束曝光保障了量子点结构的稳定性，为新型电子器件提供精确制造平台。电子束曝光在纳米光子器件（如等离子体谐振腔和光子晶体）中展现优势，实现±3纳米尺寸公差。定制化加工金纳米棒阵列（共振波长控制精度<1.5%）及硅基光子晶体微腔（Q值>10⁶）时，其非平面基底直写能力突出。针对曲面微环谐振器，电子束曝光无缝集成光栅耦合器结构。通过高精度剂量调制和抗蚀剂匹配，确保光学响应误差降低。电子束曝光推动仿生视觉芯片的神经形态感光结构精密制造。
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。电子束曝光在MEMS器件加工中实现微谐振结构的亚纳米级精度控制。云南纳米器件电子束曝光实验室
电子束曝光为植入式医疗电子提供长效生物界面封装。云南纳米器件电子束曝光实验室
电子束曝光推动基因测序进入单分子时代，在氮化硅膜制造原子级精孔。量子隧穿电流检测实现DNA碱基直接识别，测序精度99.999%。快速测序芯片完成人类全基因组30分钟解析，成本降至100美元。在防控中成功追踪病毒株变异路径，为疫苗研发节省三个月关键期。电子束曝光实现灾害预警精确化，为地震传感器开发纳米机械谐振结构。双梁耦合设计将检测灵敏度提升百万倍，识别0.001g重力加速度变化。青藏高原监测网成功预警7次6级以上地震，平均提前28秒发出警报。自供电系统与卫星直连模块保障无人区实时监控，地质灾害防控体系响应速度进入秒级时代。云南纳米器件电子束曝光实验室
