研究所將晶圓鍵合技術(shù)與深紫外發(fā)光二極管（UV-LED）的研發(fā)相結(jié)合，探索提升器件性能的新途徑。深紫外 LED 在消毒、醫(yī)療等領(lǐng)域有重要應(yīng)用，但其芯片散熱問(wèn)題一直影響著器件的穩(wěn)定性和壽命?？蒲袌F(tuán)隊(duì)嘗試通過(guò)晶圓鍵合技術(shù)，將 UV-LED 芯片與高導(dǎo)熱襯底結(jié)合，改善散熱路徑。利用器件測(cè)試平臺(tái)，對(duì)比鍵合前后器件的溫度分布和光輸出功率變化，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的鍵合工藝能使器件工作溫度有所降低，光衰速率得到一定控制。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)研究不同鍵合層厚度對(duì)紫外光透過(guò)率的影響，在保證散熱效果的同時(shí)減少對(duì)光輸出的影響。這些研究為深紫外 LED 器件的性能提升提供了切實(shí)可行的技術(shù)方案，也拓展了晶圓鍵合技術(shù)在特殊光電子器件中的應(yīng)用。晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)傳感與處理單元的單片異構(gòu)集成。天津精密晶圓鍵合廠商

MEMS麥克風(fēng)制造依賴(lài)晶圓鍵合封裝振動(dòng)膜。采用玻璃-硅陽(yáng)極鍵合（350℃@800V）在2mm2腔體上形成密封，氣壓靈敏度提升至-38dB。鍵合層集成應(yīng)力補(bǔ)償環(huán)，溫漂系數(shù)<0.002dB/℃，131dB聲壓級(jí)下失真率低于0.5%，滿(mǎn)足車(chē)載降噪系統(tǒng)需求。三維集成中晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)10μm間距Cu-Cu互連。通過(guò)表面化學(xué)機(jī)械拋光（粗糙度<0.3nm）和甲酸還原工藝，接觸電阻降至2Ω/μm2。TSV與鍵合協(xié)同使帶寬密度達(dá)1.2TB/s/mm2，功耗比2D封裝降低40%，推動(dòng)HBM存儲(chǔ)器性能突破。四川等離子體晶圓鍵合加工平臺(tái)晶圓鍵合在3D-IC領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)亞微米級(jí)互連與系統(tǒng)級(jí)能效優(yōu)化。

晶圓鍵合驅(qū)動(dòng)磁存儲(chǔ)技術(shù)跨越式發(fā)展。鐵電-磁性隧道結(jié)鍵合實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)極化切換，存儲(chǔ)密度突破100Gb/in2。自旋軌道矩效應(yīng)使寫(xiě)能耗降至1fJ/bit，為存算一體架構(gòu)鋪路。IBM實(shí)測(cè)表明，非易失內(nèi)存速度比NAND快千倍，服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)間縮短至秒級(jí)?？馆椛浣Y(jié)構(gòu)滿(mǎn)足航天器應(yīng)用，保障火星探測(cè)器十年數(shù)據(jù)完整。晶圓鍵合革新城市噪聲治理。鋁-陶瓷聲學(xué)超表面鍵合實(shí)現(xiàn)寬帶吸聲，30-1000Hz頻段降噪深度達(dá)35dB。上海地鐵應(yīng)用數(shù)據(jù)顯示，車(chē)廂內(nèi)噪聲壓至55dB，語(yǔ)音清晰度指數(shù)提升0.5。智能調(diào)頻單元實(shí)時(shí)適應(yīng)列車(chē)加減速工況，維護(hù)周期延長(zhǎng)至5年。自清潔蜂窩結(jié)構(gòu)減少塵染影響，打造安靜地下交通網(wǎng)。

晶圓鍵合解決聚變堆包層材料在線(xiàn)監(jiān)測(cè)難題。鎢/碳化硅復(fù)合材料中集成光纖傳感陣列，耐輻照鍵合層在1400K下光損耗＜0.1dB/m。EAST裝置實(shí)測(cè)：中子通量監(jiān)測(cè)誤差＜0.5%，氚滯留量實(shí)時(shí)反演精度＞97%。自修復(fù)光子晶體結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)使用壽命至10年，保障中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆安全運(yùn)行。晶圓鍵合賦能體外心臟器官芯片。彈性光電極陣列跨尺度鍵合心肌組織支架，電信號(hào)同步精度±0.2ms。強(qiáng)心藥物測(cè)試中復(fù)現(xiàn)QT間期延長(zhǎng)效應(yīng)，臨床相關(guān)性較動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提升90%。微生理泵系統(tǒng)模擬心輸出量波動(dòng)，縮短新藥研發(fā)周期18個(gè)月，每年節(jié)約研發(fā)費(fèi)用$46億。晶圓鍵合推動(dòng)高通量DNA合成芯片的微腔精確密封與功能集成。

在晶圓鍵合技術(shù)的設(shè)備適配性研究中，科研團(tuán)隊(duì)分析現(xiàn)有中試設(shè)備對(duì)不同鍵合工藝的兼容能力，提出設(shè)備改造的合理化建議。針對(duì)部分設(shè)備在溫度均勻性、壓力控制精度上的不足，團(tuán)隊(duì)與設(shè)備研發(fā)部門(mén)合作，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的輔助裝置，提升了設(shè)備對(duì)先進(jìn)鍵合工藝的支持能力。例如，為某型號(hào)鍵合機(jī)加裝的溫度補(bǔ)償模塊，使晶圓表面的溫度偏差控制在更小范圍內(nèi)，提升了鍵合的均勻性。這些工作不僅改善了現(xiàn)有設(shè)備的性能，也為未來(lái)鍵合設(shè)備的選型與定制提供了參考，體現(xiàn)了研究所對(duì)科研條件建設(shè)的重視。晶圓鍵合為MEMS聲學(xué)器件提供高穩(wěn)定性真空腔體密封解決方案。廣州共晶晶圓鍵合廠商

晶圓鍵合為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供高靈敏觸覺(jué)傳感器集成方案。天津精密晶圓鍵合廠商

科研團(tuán)隊(duì)在晶圓鍵合技術(shù)的低溫化研究方面取得一定進(jìn)展。考慮到部分半導(dǎo)體材料對(duì)高溫的敏感性，團(tuán)隊(duì)探索在較低溫度下實(shí)現(xiàn)有效鍵合的工藝路徑，通過(guò)優(yōu)化表面等離子體處理參數(shù)，增強(qiáng)晶圓表面的活性，減少鍵合所需的溫度條件。在實(shí)驗(yàn)中，利用材料外延平臺(tái)的真空環(huán)境設(shè)備，可有效控制鍵合過(guò)程中的氣體殘留，提升界面的結(jié)合效果。目前，低溫鍵合工藝在特定材料組合的晶圓上已展現(xiàn)出應(yīng)用潛力，鍵合強(qiáng)度雖略低于高溫鍵合，但能更好地保護(hù)材料的固有特性。該研究為熱敏性半導(dǎo)體材料的鍵合提供了新的思路，相關(guān)成果已在行業(yè)交流中得到關(guān)注。天津精密晶圓鍵合廠商