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，但其芯片散熱問題一直影響著器件的穩(wěn)定性和壽命。科研團(tuán)隊嘗試通過晶圓鍵合技術(shù)，將 UV-LED 芯片與高導(dǎo)熱襯底結(jié)合，改善散熱路徑。利用器件測試平臺，對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，團(tuán)隊研究不同鍵合層厚度對紫外光透過率的影響，在保證散熱效果的同時減少對光輸出的影響。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。晶圓鍵合為人工光合系統(tǒng)提供光催化微腔一體化制造。高溫晶圓鍵合技術(shù)
晶圓鍵合重構(gòu)海水淡化技術(shù)范式。氧化石墨烯-聚酰胺納米通道鍵合使脫鹽率突破99.99%，反沖洗周期延長至90天。紅海浮動平臺實測：單日淡水產(chǎn)量1.5萬噸，能耗降至2.3kWh/m3。自修復(fù)結(jié)構(gòu)修復(fù)率達(dá)98%，耐海水腐蝕性提升10倍。模塊化陣列支持萬噸級水廠建設(shè)，為迪拜世博園提供90%生活用水。晶圓鍵合推動基因合成工業(yè)化。百萬級微反應(yīng)腔陣列實現(xiàn)DNA單堿基分辨投遞，準(zhǔn)確率99.999%。疫苗開發(fā)中完成刺突蛋白基因單日合成，研發(fā)周期壓縮72小時。華大基因生產(chǎn)線月通量突破50億堿基，成本降至$0.001/堿基。生物安全開關(guān)模塊防止基因泄漏，為合成生物學(xué)提供合規(guī)制造平臺。云南玻璃焊料晶圓鍵合加工工廠晶圓鍵合構(gòu)建具備電生理反饋功能的人類心臟仿生芯片系統(tǒng)。
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)會寬禁帶半導(dǎo)體專業(yè)委員會倚靠單位，其團(tuán)隊參與了多項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研討，針對晶圓鍵合的術(shù)語定義、測試方法等提出建議。在自身研究實踐中，團(tuán)隊總結(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，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，推動行業(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)計壽命超15年。晶圓鍵合定義虛擬現(xiàn)實觸覺新標(biāo)準(zhǔn)。壓電微穹頂陣列鍵合實現(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，行家評價真實感評分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。利用多平臺協(xié)同優(yōu)勢，測試晶圓鍵合后材料熱導(dǎo)率的變化情況。
晶圓鍵合革新腦疾病診斷技術(shù)。光聲融合探頭實現(xiàn)100μm分辨率血流成像，腦卒中預(yù)警時間窗提前至72小時。阿爾茲海默病診斷系統(tǒng)識別β淀粉樣蛋白沉積，準(zhǔn)確率94%。臨床測試顯示：動脈瘤破裂風(fēng)險預(yù)測靈敏度99.3%，指導(dǎo)介入療愈成功率提升35%。無線頭戴設(shè)備完成全腦4D功能成像，為神經(jīng)退行性疾病提供早期干預(yù)窗口。晶圓鍵合重塑自動駕駛感知維度。單光子雪崩二極管陣列探測距離突破300米，雨霧穿透能力提升20倍。蔚來ET7實測：夜間行人識別率100%，誤剎率<0.001次/萬公里。抗干擾算法消除強(qiáng)光致盲，激光雷達(dá)點云密度達(dá)400萬點/秒。芯片級集成使成本降至$50，加速L4級自動駕駛普及。晶圓鍵合實現(xiàn)多通道仿生嗅覺系統(tǒng)的高密度功能單元集成。云南玻璃焊料晶圓鍵合加工工廠
晶圓鍵合實現(xiàn)固態(tài)相變制冷器的多級熱電結(jié)構(gòu)高效集成。高溫晶圓鍵合技術(shù)
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?？蒲袌F(tuán)隊利用微納加工平臺的優(yōu)勢，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。高溫晶圓鍵合技術(shù)
