研究所利用多平台协同优势，研究电子束曝光图形在后续工艺中的转移完整性。电子束曝光形成的抗蚀剂图形需要通过刻蚀工艺转移到半导体材料中，团队将曝光系统与电感耦合等离子体刻蚀设备结合，研究不同刻蚀气体比例对图形转移精度的影响。通过材料分析平台的扫描电镜观察，发现曝光图形的线宽偏差会在刻蚀过程中产生一定程度的放大，据此建立了曝光线宽与刻蚀结果的校正模型。这项研究为从设计图形到器件结构的精细转化提供了技术支撑，提高了器件制备的可预测性。电子束曝光为人工光合系统提供光催化微腔一体化制造。湖南AR/VR电子束曝光技术
第三代太阳能电池中，电子束曝光制备钙钛矿材料的纳米光陷阱结构。在ITO/玻璃基底设计六方密排纳米锥阵列（高度200nm，锥角60°），通过二区剂量调制优化显影剖面。该结构将光程长度提升3倍，使钙钛矿电池转化效率达29.7%，减少贵金属用量50%以上。电子束曝光在X射线光栅制作中克服高深宽比挑战。通过50μm厚SU-8胶体的分级曝光策略（底剂量100μC/cm²，顶剂量500μC/cm²），实现深宽比>40的纳米柱阵列（周期300nm）。结合LIGA工艺制成的铱涂层光栅，使同步辐射成像分辨率达10nm，应用于生物细胞器三维重构。湖南AR/VR电子束曝光技术电子束刻合为虚拟现实系统提供高灵敏触觉传感器集成方案。
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。广东省科学院半导体研究所用电子束曝光技术制备出高精度半导体器件结构。
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。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。上海图形化电子束曝光加工平台
电子束刻蚀实现声学超材料宽频可调谐结构制造。湖南AR/VR电子束曝光技术
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。湖南AR/VR电子束曝光技术
