浙江晶圓鍵合

晶圓鍵合通過分子力、電場或中間層實現(xiàn)晶圓長久連接。硅-硅直接鍵合需表面粗糙度<0.5nm及超潔凈環(huán)境，鍵合能達2000mJ/m2；陽極鍵合利用200-400V電壓使玻璃中鈉離子遷移形成Si-O-Si共價鍵；共晶鍵合采用金錫合金（熔點280℃）實現(xiàn)氣密密封。該技術(shù)滿足3D集成、MEMS封裝對界面熱阻(<0.05K·cm2/W)和密封性(氦漏率<5×10?1?mbar·l/s)的嚴苛需求。CMOS圖像傳感器制造中，晶圓鍵合實現(xiàn)背照式結(jié)構(gòu)。通過硅-玻璃混合鍵合（對準精度<1μm）將光電二極管層轉(zhuǎn)移到讀out電路上方，透光率提升至95%。鍵合界面引入SiO?/Si?N?復(fù)合介質(zhì)層，暗電流降至0.05nA/cm2，量子效率達85%（波長550nm），明顯提升弱光成像能力。

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。浙江晶圓鍵合

該研究所將晶圓鍵合技術(shù)與微機電系統(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隊利用微納加工平臺的優(yōu)勢，在鍵合后的晶圓上進行精細的結(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。浙江晶圓鍵合圍繞第三代半導(dǎo)體器件需求，研究晶圓鍵合精度對器件性能的影響。

科研團隊在晶圓鍵合技術(shù)的低溫化研究方面取得一定進展。考慮到部分半導(dǎo)體材料對高溫的敏感性，團隊探索在較低溫度下實現(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)，增強晶圓表面的活性，減少鍵合所需的溫度條件。在實驗中，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，鍵合強度雖略低于高溫鍵合，但能更好地保護材料的固有特性。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。

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?？蒲袌F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。晶圓鍵合解決全固態(tài)電池多層薄膜界面離子傳導(dǎo)難題。

晶圓鍵合解決聚變堆包層材料在線監(jiān)測難題。鎢/碳化硅復(fù)合材料中集成光纖傳感陣列，耐輻照鍵合層在1400K下光損耗＜0.1dB/m。EAST裝置實測：中子通量監(jiān)測誤差＜0.5%，氚滯留量實時反演精度＞97%。自修復(fù)光子晶體結(jié)構(gòu)延長使用壽命至10年，保障中國聚變工程實驗堆安全運行。晶圓鍵合賦能體外心臟器官芯片。彈性光電極陣列跨尺度鍵合心肌組織支架，電信號同步精度±0.2ms。強心藥物測試中復(fù)現(xiàn)QT間期延長效應(yīng)，臨床相關(guān)性較動物實驗提升90%。微生理泵系統(tǒng)模擬心輸出量波動，縮短新藥研發(fā)周期18個月，每年節(jié)約研發(fā)費用$46億。晶圓鍵合推動磁存儲器實現(xiàn)高密度低功耗集成。上海晶圓鍵合技術(shù)

晶圓鍵合在量子計算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)電路的極低溫可靠集成。浙江晶圓鍵合

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?？垢蓴_算法消除強光致盲，激光雷達點云密度達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。浙江晶圓鍵合