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电子束曝光技术作为一种高分辨率的光刻手段，被广泛用于半导体结构和器件的微纳加工中。本论文主要研究电子束曝光技术在纳米尺度金属空气桥和硅纳米线器件制备中的应用。具体来说，本论文主要开展了以下三方面的工作：
一、我们通过引入二氧化硅牺牲层的方法研究了纳米尺度镍金空气桥的制备。我们成功制备了线形和十字形纳米尺度镍金空气桥。制备得到的线形空气桥和十字形空气桥的宽度均为250-300nm，而长度分别为2-5μm和7.5-12μm(十字单臂长度)。我们还对线形空气桥的直流Ⅰ-Ⅴ特性进行了测试。测试结果表明采用我们提出的方法制备的空气桥可以被用于器件之间的电连接。
二、大剂量电子辐照下PMMA胶中的分子会发生交联反应而表现出负性胶特性。利用这种特性，我们以10kV的加速电压在70nm厚的PMMA胶上得到了最小线宽约11nm的负性PMMA胶条、最小直径约为27nm的单像素点以及其它纳米尺度图形。我们研究了通过曝光单像素线得到的负性PMMA胶条的宽度和曝光剂量之间的关系。通过研究我们得出结论：在大曝光剂量下具有清晰边缘的负性PMMA胶条的最大宽度约为60nm，并且该最大宽度由曝光系统的累积线扫描偏差所决定。背散射电子引起的曝光(交联)得到的线条并不具有清晰的边缘。
三、我们以在PMMA胶上得到的负性PMMA胶条为掩膜，利用ICP刻蚀或(和)湿法腐蚀等工艺将图形转移至SOI衬底，得到硅纳米线图形，并对纳米线的直流Ⅰ-Ⅴ特性进行了表征。我们通过干法刻蚀硅方案制各的纳米线的最小宽度可以达到20nm以下。另外，我们还研究了用负性PMMA胶技术对密集排列的纳米尺度图形进行曝光问题。通过采用我们提出的两步曝光法，我们成功地解决了邻近效应在曝光中对图形质量的影响问题。
在论文中，我们提出的通过引入二氧化硅牺牲层的方法制备纳米尺度镍金空气桥，将负性PMMA胶技术运用于SOI基硅纳米线的制备以及采用两步曝光法减小曝光中邻近效应对图形质量的负面影响等都是本论文的创新之处。这些工作为SOI基纳米器件的制备提供了必要的工艺经验的准备。