晶圓鍵合定義智能嗅覺新榜樣。64通道MOF傳感陣列識別1000種氣味，肺病呼氣篩查準(zhǔn)確率98%。石油化工應(yīng)用中預(yù)警硫化氫泄漏，響應(yīng)速度快于傳統(tǒng)探測器60秒。深度學(xué)習(xí)算法實現(xiàn)食品等級判定，超市損耗率降低32%。自清潔結(jié)構(gòu)消除氣味殘留，為智能家居提供主要感知模塊。晶圓鍵合實現(xiàn)核電池安全功能。鋯合金-金剛石屏蔽體輻射泄漏量<1μSv/h，達到天然本底水平。北極科考站應(yīng)用中實現(xiàn)-60℃連續(xù)供電，鋰電池替換周期延長至15年。深海探測器"奮斗者"號搭載運行10909米，保障8K視頻實時傳輸。模塊化堆疊使功率密度達500W/L，為月球基地提供主要能源。
晶圓鍵合提升單光子雷達的高靈敏度探測器多維集成能力。遼寧真空晶圓鍵合加工
廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所依托其材料外延與微納加工平臺，在晶圓鍵合技術(shù)研究中持續(xù)探索。針對第三代氮化物半導(dǎo)體材料的特性，科研團隊著重分析不同鍵合溫度對 2-6 英寸晶圓界面結(jié)合強度的影響。通過調(diào)節(jié)壓力參數(shù)與表面預(yù)處理方式，觀察鍵合界面的微觀結(jié)構(gòu)變化，目前已在中試規(guī)模下實現(xiàn)較為穩(wěn)定的鍵合效果。研究所利用設(shè)備總值逾億元的科研平臺，結(jié)合材料分析儀器，對鍵合后的晶圓進行界面應(yīng)力測試，為優(yōu)化工藝提供數(shù)據(jù)支持。在省級重點項目支持下，團隊正嘗試將該技術(shù)與外延生長工藝結(jié)合，探索提升半導(dǎo)體器件性能的新路徑，相關(guān)研究成果已為后續(xù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。金屬晶圓鍵合實驗室晶圓鍵合實現(xiàn)POCT設(shè)備的多功能微流控芯片全集成方案。
研究所針對晶圓鍵合技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用開展研究，結(jié)合其 2-6 英寸第三代半導(dǎo)體中試能力，分析鍵合工藝在批量生產(chǎn)中的可行性。團隊從設(shè)備兼容性、工藝重復(fù)性等角度出發(fā)，對鍵合流程進行優(yōu)化，使其更適應(yīng)中試生產(chǎn)線的節(jié)奏。在 6 英寸晶圓的批量鍵合實驗中，通過改進對準(zhǔn)系統(tǒng)，將鍵合精度的偏差控制在較小范圍內(nèi)，提升了批次產(chǎn)品的一致性。同時，科研人員對鍵合過程中的能耗與時間成本進行評估，探索兼顧質(zhì)量與效率的工藝方案。這些研究為晶圓鍵合技術(shù)從實驗室走向中試生產(chǎn)搭建了橋梁，有助于推動其在產(chǎn)業(yè)中的實際應(yīng)用。
科研團隊在晶圓鍵合技術(shù)的低溫化研究方面取得一定進展。考慮到部分半導(dǎo)體材料對高溫的敏感性，團隊探索在較低溫度下實現(xiàn)有效鍵合的工藝路徑，通過優(yōu)化表面等離子體處理參數(shù)，增強晶圓表面的活性，減少鍵合所需的溫度條件。在實驗中，利用材料外延平臺的真空環(huán)境設(shè)備，可有效控制鍵合過程中的氣體殘留，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，鍵合強度雖略低于高溫鍵合，但能更好地保護材料的固有特性。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。晶圓鍵合為柔性電子器件提供剛?cè)峤Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印技術(shù)路徑。
晶圓鍵合驅(qū)動智能感知SoC集成。CMOS-MEMS單片集成消除引線鍵合寄生電容，使三軸加速度計噪聲密度降至10μg/√Hz。嵌入式壓阻傳感單元在觸屏手機跌落保護中響應(yīng)速度<1ms，屏幕破損率降低90%。汽車安全氣囊系統(tǒng)測試表明，碰撞信號檢測延遲縮短至25μs，誤觸發(fā)率<0.001ppm。多層堆疊結(jié)構(gòu)使傳感器尺寸縮小80%，支持TWS耳機精確運動追蹤。柔性電子晶圓鍵合開啟可穿戴醫(yī)療新紀(jì)元。聚酰亞胺-硅臨時鍵合轉(zhuǎn)移技術(shù)實現(xiàn)5μm超薄電路剝離，曲率半徑可達0.5mm。仿生蛇形互聯(lián)結(jié)構(gòu)使拉伸性能突破300%，心電信號質(zhì)量較剛性電極提升20dB。臨床數(shù)據(jù)顯示，72小時連續(xù)監(jiān)測心律失常檢出率提高40%，偽影率<1%。自粘附界面支持運動員訓(xùn)練，為冬奧會提供實時生理監(jiān)測。生物降解封裝層減少電子垃圾污染。晶圓鍵合解決植入式神經(jīng)界面的柔性-剛性異質(zhì)集成難題。遼寧晶圓鍵合
晶圓鍵合在量子計算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)電路的極低溫可靠集成。遼寧真空晶圓鍵合加工
研究所將晶圓鍵合技術(shù)與微納加工工藝相結(jié)合，探索在先進半導(dǎo)體器件中的創(chuàng)新應(yīng)用。在微納傳感器的制備研究中，團隊通過晶圓鍵合技術(shù)實現(xiàn)不同功能層的精確疊加，構(gòu)建復(fù)雜的三維器件結(jié)構(gòu)。利用微納加工平臺的精密光刻與刻蝕設(shè)備，可在鍵合后的晶圓上進行精細(xì)圖案加工，確保器件結(jié)構(gòu)的精度要求。實驗數(shù)據(jù)顯示，鍵合工藝的引入能簡化多層結(jié)構(gòu)的制備流程，同時提升層間連接的可靠性。這些研究不僅豐富了微納器件的制備手段，也為晶圓鍵合技術(shù)開辟了新的應(yīng)用方向，相關(guān)成果已在學(xué)術(shù)交流中進行分享。遼寧真空晶圓鍵合加工
