針對(duì)晶圓鍵合技術(shù)中的能耗問(wèn)題，科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(guò)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(wú)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。晶圓鍵合為人工光合系統(tǒng)提供光催化微腔一體化制造。東莞高溫晶圓鍵合加工工廠
研究所利用其作為中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)寬禁帶半導(dǎo)體專業(yè)委員會(huì)倚靠單位的優(yōu)勢(shì)，組織行業(yè)內(nèi)行家圍繞晶圓鍵合技術(shù)開(kāi)展交流研討。通過(guò)舉辦技術(shù)論壇與專題研討會(huì)，分享研究成果與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，探討技術(shù)發(fā)展中的共性問(wèn)題與解決思路。在近期的一次研討中，來(lái)自不同機(jī)構(gòu)的行家就低溫鍵合技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)交換了意見(jiàn)，形成了多項(xiàng)有價(jià)值的共識(shí)。這些交流活動(dòng)促進(jìn)了行業(yè)內(nèi)的技術(shù)共享與合作，有助于推動(dòng)晶圓鍵合技術(shù)的整體進(jìn)步，也提升了研究所在該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)影響力。浙江等離子體晶圓鍵合技術(shù)晶圓鍵合解決硅基光子芯片的光電異質(zhì)材料集成挑戰(zhàn)。
熱電制冷晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)控溫精度突破。鉍碲-銅界面冶金結(jié)合使接觸電阻趨近理論極限，溫度調(diào)節(jié)速度提升至100℃/s。激光雷達(dá)溫控單元在-40℃～125℃保持±0.01℃穩(wěn)定性，測(cè)距精度達(dá)毫米級(jí)。新能源汽車(chē)實(shí)測(cè)顯示，電池組溫差控制<1℃，續(xù)航里程提升15%。模塊化拼裝支持100W/cm2熱流密度管理。自補(bǔ)償結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)使用壽命至10年。腦機(jī)接口晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)植入。聚四氟乙烯-鉑金生物相容鍵合形成微電極陣列，阻抗穩(wěn)定性十年變化<5%。神經(jīng)生長(zhǎng)因子緩釋層促進(jìn)組織整合，信號(hào)衰減率較傳統(tǒng)電極降低80%。漸凍癥患者臨床實(shí)驗(yàn)顯示，意念打字速度達(dá)每分鐘40字符，準(zhǔn)確率98%。核殼結(jié)構(gòu)封裝抵御腦脊液侵蝕，為帕金森病提供載體。
在晶圓鍵合技術(shù)的多材料體系研究中，團(tuán)隊(duì)拓展了研究范圍，涵蓋了從傳統(tǒng)硅材料到第三代半導(dǎo)體材料的多種組合。針對(duì)每種材料組合，科研人員都制定了相應(yīng)的鍵合工藝參數(shù)范圍，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其可行性。在氧化物與氮化物的鍵合研究中，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)谋砻嫜趸幚砟苡行嵘缑娴慕Y(jié)合強(qiáng)度；而在金屬與半導(dǎo)體的鍵合中，則需重點(diǎn)控制金屬層的擴(kuò)散行為。這些研究成果形成了一套較為多維的多材料鍵合技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，為不同領(lǐng)域的半導(dǎo)體器件研發(fā)提供了技術(shù)支持，體現(xiàn)了研究所對(duì)技術(shù)多樣性的追求。結(jié)合材料分析設(shè)備，探索晶圓鍵合界面污染物對(duì)鍵合效果的影響規(guī)律。
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。科研團(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)微型色譜系統(tǒng)的復(fù)雜流道高精度封裝。真空晶圓鍵合加工
晶圓鍵合為量子離子阱系統(tǒng)提供高精度電極陣列。東莞高溫晶圓鍵合加工工廠
該研究所將晶圓鍵合技術(shù)與微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的制備相結(jié)合，探索其在微型傳感器與執(zhí)行器中的應(yīng)用。在 MEMS 器件的多層結(jié)構(gòu)制備中，鍵合技術(shù)可實(shí)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。科研團(tuán)隊(duì)利用微納加工平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，在鍵合后的晶圓上進(jìn)行精細(xì)的結(jié)構(gòu)加工，制作出具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的 MEMS 器件原型。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，采用鍵合技術(shù)制備的器件在靈敏度與響應(yīng)速度上較傳統(tǒng)方法有一定提升。這些研究為 MEMS 技術(shù)的發(fā)展提供了新的工藝選擇，也拓寬了晶圓鍵合技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。東莞高溫晶圓鍵合加工工廠
