研究所將晶圓鍵合技術與第三代半導體中試能力相結合，重點探索其在器件制造中的集成應用。在深紫外發(fā)光二極管的研發(fā)中，團隊嘗試通過晶圓鍵合技術改善器件的散熱性能，對比不同鍵合材料對器件光電特性的影響。利用覆蓋半導體全鏈條的科研平臺，可完成從鍵合工藝設計、實施到器件性能測試的全流程驗證?？蒲腥藛T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，相關數(shù)據(jù)已納入省級重點項目的研究報告。此外，針對 IGZO 薄膜晶體管的制備，鍵合技術的引入為薄膜層與襯底的結合提供了新的解決方案。晶圓鍵合解決核能微型化應用的安全防護難題。福建低溫晶圓鍵合實驗室
在異質材料晶圓鍵合的研究中，該研究所關注寬禁帶半導體與其他材料的界面特性。針對氮化鎵與硅材料的鍵合，團隊通過設計過渡層結構，緩解兩種材料熱膨脹系數(shù)差異帶來的界面應力。利用材料外延平臺的表征設備，可觀察過渡層在鍵合過程中的微觀變化，分析其對界面結合強度的影響?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)，合理的過渡層設計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險。目前，相關研究已應用于部分中試器件的制備，為異質集成器件的開發(fā)提供了技術支持，也為拓寬晶圓鍵合的材料適用范圍積累了經(jīng)驗。貴州共晶晶圓鍵合工藝晶圓鍵合實現(xiàn)微型色譜系統(tǒng)的復雜流道高精度封裝。
晶圓鍵合開創(chuàng)量子安全通信硬件新架構。磷化銦基量子點與硅波導低溫鍵合生成糾纏光子對，波長精確鎖定1550.12±0.01nm。城市光纖網(wǎng)絡中實現(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認證，支撐國家電網(wǎng)通信加密。晶圓鍵合推動數(shù)字嗅覺腦機接口實用化。仿嗅球神經(jīng)網(wǎng)絡芯片集成64個傳感單元，通過聚吡咯/氧化鋅異質鍵合實現(xiàn)氣味分子振動模式識別。帕金森患者臨床顯示：早期嗅功能衰退預警準確率98.7%，較傳統(tǒng)診斷提前。神經(jīng)反饋訓練系統(tǒng)改善病情進展速度40%，為神經(jīng)退行性疾病提供新干預路徑。
科研團隊探索晶圓鍵合技術在柔性半導體器件制備中的應用，針對柔性襯底與半導體晶圓的鍵合需求，開發(fā)了適應性的工藝方案?？紤]到柔性材料的力學特性，團隊采用較低的鍵合壓力與溫度，減少襯底的變形與損傷，同時通過優(yōu)化表面處理工藝，確保鍵合界面的足夠強度。在實驗中，鍵合后的柔性器件展現(xiàn)出一定的彎曲耐受性，電學性能在多次彎曲后仍能保持相對穩(wěn)定。這項研究拓展了晶圓鍵合技術的應用場景，為柔性電子領域的發(fā)展提供了新的技術支持，也體現(xiàn)了研究所對新興技術方向的積極探索。晶圓鍵合解決硅基光子芯片的光電異質材料集成挑戰(zhàn)。
該研究所將晶圓鍵合技術與微機電系統(tǒng)（MEMS）的制備相結合，探索其在微型傳感器與執(zhí)行器中的應用。在 MEMS 器件的多層結構制備中，鍵合技術可實現(xiàn)不同功能層的精確組裝，提高器件的集成度與性能穩(wěn)定性?？蒲袌F隊利用微納加工平臺的優(yōu)勢，在鍵合后的晶圓上進行精細的結構加工，制作出具有復雜三維結構的 MEMS 器件原型。測試數(shù)據(jù)顯示，采用鍵合技術制備的器件在靈敏度與響應速度上較傳統(tǒng)方法有一定提升。這些研究為 MEMS 技術的發(fā)展提供了新的工藝選擇，也拓寬了晶圓鍵合技術的應用領域。晶圓鍵合保障量子密鑰分發(fā)芯片的物理不可克隆性與穩(wěn)定成碼。遼寧玻璃焊料晶圓鍵合技術
晶圓鍵合為深空探測提供宇宙塵埃原位捕集與分析一體化芯片。福建低溫晶圓鍵合實驗室
研究所利用多平臺協(xié)同優(yōu)勢，對晶圓鍵合后的器件可靠性進行多維評估。在環(huán)境測試平臺中，鍵合后的器件需經(jīng)受高低溫循環(huán)、濕度老化等一系列可靠性試驗，以檢驗界面結合的長期穩(wěn)定性。科研人員通過監(jiān)測試驗過程中器件電學性能的變化，分析鍵合工藝對器件壽命的影響。在針對 IGZO 薄膜晶體管的測試中，經(jīng)過優(yōu)化的鍵合工藝使器件在高溫高濕環(huán)境下的性能衰減速率有所降低，顯示出較好的可靠性。這些數(shù)據(jù)不僅驗證了鍵合工藝的實用性，也為進一步優(yōu)化工藝參數(shù)提供了方向，體現(xiàn)了研究所對技術細節(jié)的嚴謹把控。福建低溫晶圓鍵合實驗室
