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(kāi)展相關(guān)研究。作為中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)寬禁帶半導(dǎo)體專業(yè)委員會(huì)倚靠單位，其團(tuán)隊(duì)參與了多項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研討，針對(duì)晶圓鍵合的術(shù)語(yǔ)定義、測(cè)試方法等提出建議。在自身研究實(shí)踐中，團(tuán)隊(duì)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(shí)，通過(guò)與其他科研機(jī)構(gòu)的合作交流，分享鍵合過(guò)程中的質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)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。晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)嗅覺(jué)-神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的仿生多模態(tài)集成。北京玻璃焊料晶圓鍵合加工廠
晶圓鍵合催化智慧醫(yī)療終端進(jìn)化。血生化檢測(cè)芯片整合40項(xiàng)指標(biāo)測(cè)量，抽血量降至0.1mL。糖尿病管理方案實(shí)現(xiàn)血糖連續(xù)監(jiān)測(cè)+胰島素自動(dòng)調(diào)控，HbA1c控制達(dá)標(biāo)率92%。家庭終端檢測(cè)精度達(dá)醫(yī)院水平，遠(yuǎn)程診療響應(yīng)時(shí)間<3分鐘。耗材自主替換系統(tǒng)使維護(hù)周期延長(zhǎng)至半年，重塑基層醫(yī)療體系。晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)宇宙塵埃分析芯片突破性設(shè)計(jì)。通過(guò)硅-氮化硅真空鍵合在立方星內(nèi)部構(gòu)建微流控捕集阱，靜電聚焦系統(tǒng)捕獲粒徑0.1-10μm宇宙塵粒。質(zhì)譜分析模塊原位檢測(cè)元素豐度，火星探測(cè)任務(wù)中成功鑒定橄欖石隕石來(lái)源。自密封結(jié)構(gòu)防止樣本逃逸，零重力環(huán)境運(yùn)行可靠性＞99.9%，為太陽(yáng)系起源研究提供新范式。上海等離子體晶圓鍵合廠商晶圓鍵合為深空探測(cè)提供宇宙塵埃原位捕集與分析一體化芯片。
科研團(tuán)隊(duì)在晶圓鍵合的對(duì)準(zhǔn)技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)，針對(duì)大尺寸晶圓鍵合中對(duì)準(zhǔn)精度不足的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一套基于圖像識(shí)別的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)捕捉晶圓邊緣的標(biāo)記點(diǎn)，通過(guò)算法調(diào)整晶圓的相對(duì)位置，使對(duì)準(zhǔn)誤差控制在較小范圍內(nèi)。在 6 英寸晶圓的鍵合實(shí)驗(yàn)中，該系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)精度較傳統(tǒng)方法有明顯提升，鍵合后的界面錯(cuò)位現(xiàn)象明顯減少。這項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)不僅提升了晶圓鍵合的工藝水平，也為其他需要高精度對(duì)準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝提供了參考，體現(xiàn)了研究所的技術(shù)創(chuàng)新能力。
在晶圓鍵合技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，該研究所聚焦材料適配性問(wèn)題展開(kāi)系統(tǒng)研究。針對(duì)第三代半導(dǎo)體與傳統(tǒng)硅材料的鍵合需求，科研人員通過(guò)對(duì)比不同表面活化方法，分析鍵合界面的元素?cái)U(kuò)散情況。依托微納加工平臺(tái)的精密設(shè)備，團(tuán)隊(duì)能夠精確控制鍵合過(guò)程中的溫度梯度，減少因熱膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致的界面缺陷。目前，在 2 英寸與 6 英寸晶圓的異質(zhì)鍵合實(shí)驗(yàn)中，已初步掌握界面應(yīng)力的調(diào)控規(guī)律，鍵合強(qiáng)度的穩(wěn)定性較前期有明顯提升。這些研究不僅為中試生產(chǎn)提供技術(shù)參考，也為拓展晶圓鍵合的應(yīng)用場(chǎng)景積累了數(shù)據(jù)。晶圓鍵合解決植入式神經(jīng)界面的柔性-剛性異質(zhì)集成難題。
在晶圓鍵合技術(shù)的設(shè)備適配性研究中，科研團(tuán)隊(duì)分析現(xiàn)有中試設(shè)備對(duì)不同鍵合工藝的兼容能力，提出設(shè)備改造的合理化建議。針對(duì)部分設(shè)備在溫度均勻性、壓力控制精度上的不足，團(tuán)隊(duì)與設(shè)備研發(fā)部門合作，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的輔助裝置，提升了設(shè)備對(duì)先進(jìn)鍵合工藝的支持能力。例如，為某型號(hào)鍵合機(jī)加裝的溫度補(bǔ)償模塊，使晶圓表面的溫度偏差控制在更小范圍內(nèi)，提升了鍵合的均勻性。這些工作不僅改善了現(xiàn)有設(shè)備的性能，也為未來(lái)鍵合設(shè)備的選型與定制提供了參考，體現(xiàn)了研究所對(duì)科研條件建設(shè)的重視。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。北京真空晶圓鍵合技術(shù)
晶圓鍵合為量子離子阱系統(tǒng)提供高精度電極陣列。北京玻璃焊料晶圓鍵合加工廠
晶圓鍵合解決聚變堆包層材料在線監(jiān)測(cè)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(shí)測(cè)：中子通量監(jiān)測(cè)誤差＜0.5%，氚滯留量實(shí)時(shí)反演精度＞97%。自修復(fù)光子晶體結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)使用壽命至10年，保障中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆安全運(yùn)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(hào)同步精度±0.2ms。強(qiáng)心藥物測(cè)試中復(fù)現(xiàn)QT間期延長(zhǎng)效應(yīng)，臨床相關(guān)性較動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提升90%。微生理泵系統(tǒng)模擬心輸出量波動(dòng)，縮短新藥研發(fā)周期18個(gè)月，每年節(jié)約研發(fā)費(fèi)用$46億。北京玻璃焊料晶圓鍵合加工廠
