科研團(tuán)隊(duì)在晶圓鍵合技術(shù)的低溫化研究方面取得一定進(jìn)展?？紤]到部分半導(dǎo)體材料對高溫的敏感性，團(tuán)隊(duì)探索在較低溫度下實(shí)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(qiáng)晶圓表面的活性，減少鍵合所需的溫度條件。在實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度雖略低于高溫鍵合，但能更好地保護(hù)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。晶圓鍵合保障空間探測系統(tǒng)在極端環(huán)境下的光電互聯(lián)可靠性。江西真空晶圓鍵合加工平臺
晶圓鍵合催生太空能源。三結(jié)砷化鎵電池陣通過輕量化碳化硅框架鍵合，比功率達(dá)3kW/kg。在軌自組裝機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)百米級電站搭建，月面基地應(yīng)用轉(zhuǎn)換效率38%。獵鷹9號搭載實(shí)測：1km2光伏毯日發(fā)電量2MW，支撐月球熔巖管洞穴生態(tài)艙全年運(yùn)作。防輻射涂層抵御范艾倫帶高能粒子，設(shè)計(jì)壽命超15年。晶圓鍵合定義虛擬現(xiàn)實(shí)觸覺新標(biāo)準(zhǔn)。壓電微穹頂陣列鍵合實(shí)現(xiàn)50種材質(zhì)觸感復(fù)現(xiàn)，精度較工業(yè)機(jī)器人提升百倍。元宇宙手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)還原組織切除反饋力，行家評價(jià)真實(shí)感評分9.9/10。觸覺手套助力NASA火星任務(wù)預(yù)演，巖石采樣力反饋誤差<0.1N。自適應(yīng)阻抗技術(shù)實(shí)現(xiàn)棉花-鋼鐵連續(xù)漸變，為工業(yè)數(shù)字孿生提供主要交互方案。貴州精密晶圓鍵合加工廠晶圓鍵合提升微型燃料電池的界面質(zhì)子傳導(dǎo)效率。
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(shí)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(shí)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(dá)到天然本底水平。北極科考站應(yīng)用中實(shí)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(yùn)行10909米，保障8K視頻實(shí)時(shí)傳輸。模塊化堆疊使功率密度達(dá)500W/L，為月球基地提供主要能源。
研究所利用人才團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢，在晶圓鍵合技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究上投入力量，探索鍵合界面的形成機(jī)制。通過分子動力學(xué)模擬與實(shí)驗(yàn)觀察相結(jié)合的方式，分析原子間作用力在鍵合過程中的變化規(guī)律，建立界面結(jié)合強(qiáng)度與工藝參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)模型。這些基礎(chǔ)研究成果有助于更深入地理解鍵合過程，為工藝優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。在針對氮化物半導(dǎo)體的鍵合研究中，理論模型預(yù)測的溫度范圍與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，驗(yàn)證了理論研究的實(shí)際意義。這種基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究相結(jié)合的模式，推動了晶圓鍵合技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。晶圓鍵合提升環(huán)境振動能量采集器的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率。
針對晶圓鍵合過程中的表面預(yù)處理環(huán)節(jié)，科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，分析不同清潔方法對鍵合效果的影響。通過對比等離子體清洗、化學(xué)腐蝕等方式，觀察晶圓表面的粗糙度與污染物殘留情況，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)谋砻婊罨幚砟苊黠@提升鍵合界面的結(jié)合強(qiáng)度。在實(shí)驗(yàn)中，利用原子力顯微鏡可精確測量處理后的表面形貌，為優(yōu)化預(yù)處理參數(shù)提供量化依據(jù)。研究還發(fā)現(xiàn)，表面預(yù)處理的均勻性對大面積晶圓鍵合尤為重要，團(tuán)隊(duì)據(jù)此改進(jìn)了預(yù)處理設(shè)備的參數(shù)分布，使 6 英寸晶圓表面的活化程度更趨一致。這些細(xì)節(jié)上的優(yōu)化，為提升晶圓鍵合的整體質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。晶圓鍵合為紅外探測系統(tǒng)提供寬帶透明窗口與真空封裝。江西真空晶圓鍵合加工平臺
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)。江西真空晶圓鍵合加工平臺
晶圓鍵合賦能紅外成像主要組件升級。鍺硅異質(zhì)界面光學(xué)匹配層實(shí)現(xiàn)3-14μm寬波段增透，透過率突破理論極限達(dá)99%。真空密封腔體抑制熱噪聲，噪聲等效溫差壓至30mK。在邊境安防系統(tǒng)應(yīng)用中，夜間識別距離提升至5公里，誤報(bào)率下降85%。自對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)適應(yīng)-55℃～125℃極端溫差，保障西北高原無人巡邏裝備全年運(yùn)行。創(chuàng)新吸雜層設(shè)計(jì)延長探測器壽命至10年。量子計(jì)算芯片鍵合突破低溫互連瓶頸。超導(dǎo)鋁-硅量子阱低溫冷焊實(shí)現(xiàn)零電阻互聯(lián)，量子態(tài)退相干時(shí)間延長至200μs。離子束拋光界面使量子比特頻率漂移小于0.01%。谷歌72比特處理器實(shí)測顯示，雙量子門保真度99.92%，量子體積提升100倍。氦氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)與鍵合結(jié)構(gòu)協(xié)同，功耗降低至傳統(tǒng)方案的1/100。模塊化設(shè)計(jì)支持千級比特?cái)U(kuò)展。江西真空晶圓鍵合加工平臺
