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。晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)嗅覺-神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的仿生多模態(tài)集成。吉林等離子體晶圓鍵合實(shí)驗(yàn)室
研究所將晶圓鍵合技術(shù)與集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的需求相結(jié)合，探索其在先進(jìn)封裝中的應(yīng)用可能。在與相關(guān)團(tuán)隊(duì)的合作中，科研人員分析鍵合工藝對(duì)芯片互連性能的影響，對(duì)比不同鍵合材料在導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性方面的表現(xiàn)。利用微納加工平臺(tái)的精密布線技術(shù)，可在鍵合后的晶圓上實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的電路連接，為提升集成電路的集成度提供支持。目前，在小尺寸芯片的堆疊鍵合實(shí)驗(yàn)中，已實(shí)現(xiàn)較高的對(duì)準(zhǔn)精度，信號(hào)傳輸效率較傳統(tǒng)封裝方式有一定改善。這些研究為鍵合技術(shù)在集成電路領(lǐng)域的應(yīng)用拓展了思路，也體現(xiàn)了研究所跨領(lǐng)域技術(shù)整合的能力。貴州晶圓級(jí)晶圓鍵合服務(wù)晶圓鍵合推動(dòng)自發(fā)光量子點(diǎn)顯示的色彩轉(zhuǎn)換層高效集成。
圍繞晶圓鍵合技術(shù)的中試轉(zhuǎn)化，研究所建立了從實(shí)驗(yàn)室工藝到中試生產(chǎn)的過渡流程，確保技術(shù)參數(shù)在放大過程中的穩(wěn)定性。在 2 英寸晶圓鍵合技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)逐步探索 6 英寸晶圓的中試工藝，通過改進(jìn)設(shè)備的承載能力與溫度控制精度，適應(yīng)更大尺寸晶圓的鍵合需求。中試過程中，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)鍵合良率的變化，分析尺寸放大對(duì)工藝穩(wěn)定性的影響因素，針對(duì)性地調(diào)整參數(shù)設(shè)置。目前，6 英寸晶圓鍵合的中試良率已達(dá)到較高水平，為后續(xù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了可行的技術(shù)方案，體現(xiàn)了研究所將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力的能力。
圍繞晶圓鍵合技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，該研究所聯(lián)合行業(yè)內(nèi)行家開展相關(guān)研究。作為中國有色金屬學(xué)會(huì)寬禁帶半導(dǎo)體專業(yè)委員會(huì)倚靠單位，其團(tuán)隊(duì)參與了多項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研討，針對(duì)晶圓鍵合的術(shù)語定義、測(cè)試方法等提出建議。在自身研究實(shí)踐中，團(tuán)隊(duì)總結(jié)了不同材料組合、不同尺寸晶圓的鍵合工藝參數(shù)范圍，形成了一套內(nèi)部技術(shù)規(guī)范，為科研人員提供參考。同時(shí)，通過與其他科研機(jī)構(gòu)的合作交流，分享鍵合過程中的質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)行業(yè)內(nèi)工藝水平的協(xié)同提升。這些工作有助于規(guī)范晶圓鍵合技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)其在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的有序發(fā)展。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。
圍繞晶圓鍵合過程中的質(zhì)量控制，該研究所建立了一套較為完善的檢測(cè)體系。利用器件測(cè)試平臺(tái)的精密儀器，科研團(tuán)隊(duì)對(duì)鍵合后的晶圓進(jìn)行界面平整度、電學(xué)性能等多維度檢測(cè)，分析不同工藝參數(shù)對(duì)鍵合質(zhì)量的影響權(quán)重。在中試基地的實(shí)踐中，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鍵合過程中的壓力與溫度變化，積累了大量工藝數(shù)據(jù)，為制定標(biāo)準(zhǔn)化操作流程提供依據(jù)。針對(duì)鍵合界面可能出現(xiàn)的氣泡、裂縫等缺陷，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了相應(yīng)的無損檢測(cè)方法，能夠在不破壞晶圓的前提下識(shí)別潛在問題。這些工作不僅提升了鍵合工藝的可靠性，也為后續(xù)的器件加工提供了質(zhì)量保障。晶圓鍵合助力拓?fù)淞孔硬牧袭愘|(zhì)結(jié)構(gòu)建與性能優(yōu)化。吉林等離子體晶圓鍵合實(shí)驗(yàn)室
晶圓鍵合為紅外探測(cè)系統(tǒng)提供寬帶透明窗口與真空封裝。吉林等離子體晶圓鍵合實(shí)驗(yàn)室
晶圓鍵合驅(qū)動(dòng)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(jì)噪聲密度降至10μg/√Hz。嵌入式壓阻傳感單元在觸屏手機(jī)跌落保護(hù)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(cè)試表明，碰撞信號(hào)檢測(cè)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(jī)精確運(yùn)動(dòng)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(shí)鍵合轉(zhuǎn)移技術(shù)實(shí)現(xiàn)5μm超薄電路剝離，曲率半徑可達(dá)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(hào)質(zhì)量較剛性電極提升20dB。臨床數(shù)據(jù)顯示，72小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)心律失常檢出率提高40%，偽影率<1%。自粘附界面支持運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練，為冬奧會(huì)提供實(shí)時(shí)生理監(jiān)測(cè)。生物降解封裝層減少電子垃圾污染。吉林等離子體晶圓鍵合實(shí)驗(yàn)室
