晶圓鍵合開創(chuàng)量子安全通信硬件新架構(gòu)。磷化銦基量子點與硅波導(dǎo)低溫鍵合生成糾纏光子對，波長精確鎖定1550.12±0.01nm。城市光纖網(wǎng)絡(luò)中實現(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認證，支撐國家電網(wǎng)通信加密。晶圓鍵合推動數(shù)字嗅覺腦機接口實用化。仿嗅球神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片集成64個傳感單元，通過聚吡咯/氧化鋅異質(zhì)鍵合實現(xiàn)氣味分子振動模式識別。帕金森患者臨床顯示：早期嗅功能衰退預(yù)警準確率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。晶圓鍵合提升微型推進器在極端溫度下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。廣州直接晶圓鍵合加工工廠
研究所將晶圓鍵合技術(shù)與集成電路設(shè)計領(lǐng)域的需求相結(jié)合，探索其在先進封裝中的應(yīng)用可能。在與相關(guān)團隊的合作中，科研人員分析鍵合工藝對芯片互連性能的影響，對比不同鍵合材料在導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性方面的表現(xiàn)。利用微納加工平臺的精密布線技術(shù)，可在鍵合后的晶圓上實現(xiàn)更精細的電路連接，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驗中，已實現(xiàn)較高的對準精度，信號傳輸效率較傳統(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。深圳共晶晶圓鍵合技術(shù)晶圓鍵合解決核能微型化應(yīng)用的安全防護難題。
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體系。利用器件測試平臺的精密儀器，科研團隊對鍵合后的晶圓進行界面平整度、電學(xué)性能等多維度檢測，分析不同工藝參數(shù)對鍵合質(zhì)量的影響權(quán)重。在中試基地的實踐中，通過實時監(jiān)測鍵合過程中的壓力與溫度變化，積累了大量工藝數(shù)據(jù)，為制定標準化操作流程提供依據(jù)。針對鍵合界面可能出現(xiàn)的氣泡、裂縫等缺陷，團隊開發(fā)了相應(yīng)的無損檢測方法，能夠在不破壞晶圓的前提下識別潛在問題。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)匹配層實現(xiàn)3-14μm寬波段增透，透過率突破理論極限達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，誤報率下降85%。自對準結(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行。創(chuàng)新吸雜層設(shè)計延長探測器壽命至10年。量子計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現(xiàn)零電阻互聯(lián)，量子態(tài)退相干時間延長至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)計支持千級比特擴展。晶圓鍵合實現(xiàn)聲學(xué)超材料寬頻可調(diào)諧結(jié)構(gòu)制造。
該研究所將晶圓鍵合技術(shù)與半導(dǎo)體材料回收再利用的需求相結(jié)合，探索其在晶圓減薄與剝離工藝中的應(yīng)用。在實驗中，通過鍵合技術(shù)將待處理晶圓與臨時襯底結(jié)合，為后續(xù)的減薄過程提供支撐，處理完成后再通過特定工藝實現(xiàn)兩者的分離。這種方法能有效減少晶圓在減薄過程中的破損率，提高材料的利用率。目前，在 2-6 英寸晶圓的處理中，該技術(shù)已展現(xiàn)出較好的適用性，材料回收利用率較傳統(tǒng)方法有一定提升。這些研究為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的綠色制造提供了技術(shù)支持，也拓展了晶圓鍵合技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
該所針對不同厚度晶圓，研究鍵合過程中壓力分布的均勻性調(diào)控方法。廣州直接晶圓鍵合加工工廠
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。廣州直接晶圓鍵合加工工廠
該研究所在晶圓鍵合與外延生長的協(xié)同工藝上進行探索，分析兩種工藝的先后順序?qū)Σ牧闲阅艿挠绊?。團隊對比了先鍵合后外延與先外延后鍵合兩種方案，通過材料表征平臺分析外延層的晶體質(zhì)量與界面特性。實驗發(fā)現(xiàn)，在特定第三代半導(dǎo)體材料的制備中，先鍵合后外延的方式能更好地控制外延層的缺陷密度，而先外延后鍵合則在工藝靈活性上更具優(yōu)勢。這些發(fā)現(xiàn)為根據(jù)不同器件需求選擇合適的工藝路線提供了依據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)已應(yīng)用于多個科研項目中，提升了半導(dǎo)體材料制備的工藝優(yōu)化效率。廣州直接晶圓鍵合加工工廠
