針對(duì)晶圓鍵合技術(shù)中的能耗問題，科研團(tuán)隊(duì)開展了節(jié)能工藝的研究，探索在保證鍵合質(zhì)量的前提下降低能耗的可能。通過優(yōu)化溫度 - 壓力曲線，縮短高溫保持時(shí)間，同時(shí)采用更高效的加熱方式，在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了能耗的一定程度降低。對(duì)比傳統(tǒng)工藝，改進(jìn)后的方案在鍵合強(qiáng)度上雖無明顯提升，但能耗降低了部分比例，且鍵合界面的質(zhì)量穩(wěn)定性不受影響。這項(xiàng)研究符合半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的趨勢(shì)，為晶圓鍵合技術(shù)的可持續(xù)應(yīng)用提供了思路，也體現(xiàn)了研究所對(duì)工藝細(xì)節(jié)的持續(xù)優(yōu)化精神。晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)POCT設(shè)備的多功能微流控芯片全集成方案。安徽晶圓鍵合廠商
晶圓鍵合開創(chuàng)量子安全通信硬件新架構(gòu)。磷化銦基量子點(diǎn)與硅波導(dǎo)低溫鍵合生成糾纏光子對(duì)，波長(zhǎng)精確鎖定1550.12±0.01nm。城市光纖網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)MDI-QKD密鑰生成速率12Mbps（400km），攻擊抵御率100%。密鑰分發(fā)芯片抗物理攻擊能力通過FIPS140-3認(rèn)證，支撐國(guó)家電網(wǎng)通信加密。晶圓鍵合推動(dòng)數(shù)字嗅覺腦機(jī)接口實(shí)用化。仿嗅球神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片集成64個(gè)傳感單元，通過聚吡咯/氧化鋅異質(zhì)鍵合實(shí)現(xiàn)氣味分子振動(dòng)模式識(shí)別。帕金森患者臨床顯示：早期嗅功能衰退預(yù)警準(zhǔn)確率98.7%，較傳統(tǒng)診斷提前。神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)改善病情進(jìn)展速度40%，為神經(jīng)退行性疾病提供新干預(yù)路徑。吉林臨時(shí)晶圓鍵合加工廠晶圓鍵合確保微型核電池高輻射劑量下的安全密封。
研究所將晶圓鍵合技術(shù)與第三代半導(dǎo)體中試能力相結(jié)合，重點(diǎn)探索其在器件制造中的集成應(yīng)用。在深紫外發(fā)光二極管的研發(fā)中，團(tuán)隊(duì)嘗試通過晶圓鍵合技術(shù)改善器件的散熱性能，對(duì)比不同鍵合材料對(duì)器件光電特性的影響。利用覆蓋半導(dǎo)體全鏈條的科研平臺(tái)，可完成從鍵合工藝設(shè)計(jì)、實(shí)施到器件性能測(cè)試的全流程驗(yàn)證。科研人員發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的鍵合工藝能在一定程度上提升器件的工作穩(wěn)定性，相關(guān)數(shù)據(jù)已納入省級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目的研究報(bào)告。此外，針對(duì) IGZO 薄膜晶體管的制備，鍵合技術(shù)的引入為薄膜層與襯底的結(jié)合提供了新的解決方案。
晶圓鍵合革新腦疾病診斷技術(shù)。光聲融合探頭實(shí)現(xiàn)100μm分辨率血流成像，腦卒中預(yù)警時(shí)間窗提前至72小時(shí)。阿爾茲海默病診斷系統(tǒng)識(shí)別β淀粉樣蛋白沉積，準(zhǔn)確率94%。臨床測(cè)試顯示：動(dòng)脈瘤破裂風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)靈敏度99.3%，指導(dǎo)介入療愈成功率提升35%。無線頭戴設(shè)備完成全腦4D功能成像，為神經(jīng)退行性疾病提供早期干預(yù)窗口。晶圓鍵合重塑自動(dòng)駕駛感知維度。單光子雪崩二極管陣列探測(cè)距離突破300米，雨霧穿透能力提升20倍。蔚來ET7實(shí)測(cè)：夜間行人識(shí)別率100%，誤剎率<0.001次/萬公里?？垢蓴_算法消除強(qiáng)光致盲，激光雷達(dá)點(diǎn)云密度達(dá)400萬點(diǎn)/秒。芯片級(jí)集成使成本降至$50，加速L4級(jí)自動(dòng)駕駛普及。科研團(tuán)隊(duì)嘗試將晶圓鍵合技術(shù)融入半導(dǎo)體器件封裝的中試流程體系。
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)部門合作，開發(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。吉林真空晶圓鍵合工藝
晶圓鍵合為人工光合系統(tǒng)提供光催化微腔一體化制造。安徽晶圓鍵合廠商
在異質(zhì)材料晶圓鍵合的研究中，該研究所關(guān)注寬禁帶半導(dǎo)體與其他材料的界面特性。針對(duì)氮化鎵與硅材料的鍵合，團(tuán)隊(duì)通過設(shè)計(jì)過渡層結(jié)構(gòu)，緩解兩種材料熱膨脹系數(shù)差異帶來的界面應(yīng)力。利用材料外延平臺(tái)的表征設(shè)備，可觀察過渡層在鍵合過程中的微觀變化，分析其對(duì)界面結(jié)合強(qiáng)度的影響?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)，合理的過渡層設(shè)計(jì)能在一定程度上提升鍵合的穩(wěn)定性，減少后期器件使用過程中的界面失效風(fēng)險(xiǎn)。目前，相關(guān)研究已應(yīng)用于部分中試器件的制備，為異質(zhì)集成器件的開發(fā)提供了技術(shù)支持，也為拓寬晶圓鍵合的材料適用范圍積累了經(jīng)驗(yàn)。安徽晶圓鍵合廠商
