晶圆键合解决聚变堆包层材料在线监测难题。钨/碳化硅复合材料中集成光纤传感阵列，耐辐照键合层在1400K下光损耗＜0.1dB/m。EAST装置实测：中子通量监测误差＜0.5%，氚滞留量实时反演精度＞97%。自修复光子晶体结构延长使用寿命至10年，保障中国聚变工程实验堆安全运行。晶圆键合赋能体外心脏器官芯片。弹性光电极阵列跨尺度键合心肌组织支架，电信号同步精度±0.2ms。强心药物测试中复现QT间期延长效应，临床相关性较动物实验提升90%。微生理泵系统模拟心输出量波动，缩短新药研发周期18个月，每年节约研发费用$46亿。晶圆键合实现多通道仿生嗅觉系统的高密度功能单元集成。黑龙江高温晶圆键合加工工厂
该研究所将晶圆键合技术与半导体材料回收再利用的需求相结合，探索其在晶圆减薄与剥离工艺中的应用。在实验中，通过键合技术将待处理晶圆与临时衬底结合，为后续的减薄过程提供支撑，处理完成后再通过特定工艺实现两者的分离。这种方法能有效减少晶圆在减薄过程中的破损率，提高材料的利用率。目前，在 2-6 英寸晶圆的处理中，该技术已展现出较好的适用性，材料回收利用率较传统方法有一定提升。这些研究为半导体产业的绿色制造提供了技术支持，也拓展了晶圆键合技术的应用领域。
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研究所利用人才团队的优势，在晶圆键合技术的基础理论研究上投入力量，探索键合界面的形成机制。通过分子动力学模拟与实验观察相结合的方式，分析原子间作用力在键合过程中的变化规律，建立界面结合强度与工艺参数之间的关联模型。这些基础研究成果有助于更深入地理解键合过程，为工艺优化提供理论指导。在针对氮化物半导体的键合研究中，理论模型预测的温度范围与实验结果基本吻合，验证了理论研究的实际意义。这种基础研究与应用研究相结合的模式，推动了晶圆键合技术的持续进步。
围绕晶圆键合过程中的质量控制，该研究所建立了一套较为完善的检测体系。利用器件测试平台的精密仪器，科研团队对键合后的晶圆进行界面平整度、电学性能等多维度检测，分析不同工艺参数对键合质量的影响权重。在中试基地的实践中，通过实时监测键合过程中的压力与温度变化，积累了大量工艺数据，为制定标准化操作流程提供依据。针对键合界面可能出现的气泡、裂缝等缺陷，团队开发了相应的无损检测方法，能够在不破坏晶圆的前提下识别潜在问题。这些工作不仅提升了键合工艺的可靠性，也为后续的器件加工提供了质量保障。晶圆键合解决硅基光子芯片的光电异质材料集成挑战。
科研团队在晶圆键合的界面表征技术上不断完善，利用材料分析平台的高分辨率仪器，深入研究键合界面的微观结构与化学状态。通过 X 射线光电子能谱分析，可识别界面处的元素组成与化学键类型，为理解键合机制提供依据；而透射电子显微镜则能观察到纳米级别的界面缺陷，帮助团队针对性地优化工艺。在对深紫外发光二极管键合界面的研究中，这些表征技术揭示了界面态对器件光电性能的影响规律，为进一步提升器件质量提供了精细的改进方向，体现了全链条科研平台在技术研发中的支撑作用。
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晶圆键合开创量子安全通信硬件新架构。磷化铟基量子点与硅波导低温键合生成纠缠光子对，波长精确锁定1550.12±0.01nm。城市光纤网络中实现MDI-QKD密钥生成速率12Mbps（400km），攻击抵御率100%。密钥分发芯片抗物理攻击能力通过FIPS140-3认证，支撑国家电网通信加密。晶圆键合推动数字嗅觉脑机接口实用化。仿嗅球神经网络芯片集成64个传感单元，通过聚吡咯/氧化锌异质键合实现气味分子振动模式识别。帕金森患者临床显示：早期嗅功能衰退预警准确率98.7%，较传统诊断提前。神经反馈训练系统改善病情进展速度40%，为神经退行性疾病提供新干预路径。黑龙江高温晶圆键合加工工厂
