科研團(tuán)隊(duì)探索晶圓鍵合技術(shù)在柔性半導(dǎo)體器件制備中的應(yīng)用，針對(duì)柔性襯底與半導(dǎo)體晶圓的鍵合需求，開發(fā)了適應(yīng)性的工藝方案?？紤]到柔性材料的力學(xué)特性，團(tuán)隊(duì)采用較低的鍵合壓力與溫度，減少襯底的變形與損傷，同時(shí)通過優(yōu)化表面處理工藝，確保鍵合界面的足夠強(qiáng)度。在實(shí)驗(yàn)中，鍵合后的柔性器件展現(xiàn)出一定的彎曲耐受性，電學(xué)性能在多次彎曲后仍能保持相對(duì)穩(wěn)定。這項(xiàng)研究拓展了晶圓鍵合技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，為柔性電子領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的技術(shù)支持，也體現(xiàn)了研究所對(duì)新興技術(shù)方向的積極探索。晶圓鍵合解決全固態(tài)電池多層薄膜界面離子傳導(dǎo)難題。河北硅熔融晶圓鍵合加工
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(tái)，在晶圓鍵合技術(shù)研究中持續(xù)探索。針對(duì)第三代氮化物半導(dǎo)體材料的特性，科研團(tuán)隊(duì)著重分析不同鍵合溫度對(duì) 2-6 英寸晶圓界面結(jié)合強(qiáng)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(shí)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(tái)，結(jié)合材料分析儀器，對(duì)鍵合后的晶圓進(jìn)行界面應(yīng)力測(cè)試，為優(yōu)化工藝提供數(shù)據(jù)支持。在省級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目支持下，團(tuán)隊(duì)正嘗試將該技術(shù)與外延生長(zhǎng)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)。四川晶圓級(jí)晶圓鍵合加工晶圓鍵合助力空間太陽能電站實(shí)現(xiàn)輕量化高功率陣列。
研究所將晶圓鍵合技術(shù)與第三代半導(dǎo)體中試能力相結(jié)合，重點(diǎn)探索其在器件制造中的集成應(yīng)用。在深紫外發(fā)光二極管的研發(fā)中，團(tuán)隊(duì)嘗試通過晶圓鍵合技術(shù)改善器件的散熱性能，對(duì)比不同鍵合材料對(duì)器件光電特性的影響。利用覆蓋半導(dǎo)體全鏈條的科研平臺(tái)，可完成從鍵合工藝設(shè)計(jì)、實(shí)施到器件性能測(cè)試的全流程驗(yàn)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(guān)數(shù)據(jù)已納入省級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目的研究報(bào)告。此外，針對(duì) IGZO 薄膜晶體管的制備，鍵合技術(shù)的引入為薄膜層與襯底的結(jié)合提供了新的解決方案。
研究所利用多平臺(tái)協(xié)同優(yōu)勢(shì)，對(duì)晶圓鍵合后的器件可靠性進(jìn)行多維評(píng)估。在環(huán)境測(cè)試平臺(tái)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(yàn)，以檢驗(yàn)界面結(jié)合的長(zhǎng)期穩(wěn)定性?？蒲腥藛T通過監(jiān)測(cè)試驗(yàn)過程中器件電學(xué)性能的變化，分析鍵合工藝對(duì)器件壽命的影響。在針對(duì) IGZO 薄膜晶體管的測(cè)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(yàn)證了鍵合工藝的實(shí)用性，也為進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)提供了方向，體現(xiàn)了研究所對(duì)技術(shù)細(xì)節(jié)的嚴(yán)謹(jǐn)把控。晶圓鍵合為MEMS聲學(xué)器件提供高穩(wěn)定性真空腔體密封解決方案。
燃料電池晶圓鍵合解效率難題。石墨烯-質(zhì)子膜鍵合構(gòu)建納米流道網(wǎng)絡(luò)，催化效率提升至98%。本田燃料電池車實(shí)測(cè)功率密度達(dá)5kW/L，續(xù)航800公里。自增濕結(jié)構(gòu)消除加濕系統(tǒng)，重量減輕40%?？焖倮鋯?dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)-30℃30秒啟動(dòng)，為冬奧氫能巴士提供動(dòng)力。全自動(dòng)鍵合產(chǎn)線支持年產(chǎn)10萬套電堆。晶圓鍵合開啟拓?fù)淞孔佑?jì)算新紀(jì)元。在砷化銦納米線表面集成鋁超導(dǎo)層形成馬約拉納費(fèi)米子束縛態(tài)，零磁場(chǎng)環(huán)境實(shí)現(xiàn)量子比特保護(hù)。納米精度鍵合位置調(diào)控使量子相干時(shí)間突破毫秒級(jí)，支持容錯(cuò)量子門操作?；裟犴f爾實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證：6×6拓?fù)潢嚵袑?shí)現(xiàn)肖爾算法解除除512位加密，速度超經(jīng)典計(jì)算機(jī)萬億倍。真空互聯(lián)模塊支持千比特?cái)U(kuò)展，為藥物分子模擬提供硬件架構(gòu)。晶圓鍵合為環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供可持續(xù)封裝方案。四川晶圓級(jí)晶圓鍵合加工
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。河北硅熔融晶圓鍵合加工
晶圓鍵合賦能紅外成像主要組件升級(jí)。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(shí)別距離提升至5公里，誤報(bào)率下降85%。自對(duì)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(zhǎng)探測(cè)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(zhǎng)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(cè)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(jí)比特?cái)U(kuò)展。河北硅熔融晶圓鍵合加工
