晶圆键合通过分子力、电场或中间层实现晶圆长久连接。硅-硅直接键合需表面粗糙度<0.5nm及超洁净环境,键合能达2000mJ/m²;阳极键合利用200-400V电压使玻璃中钠离子迁移形成Si-O-Si共价键;共晶键合采用金锡合金(熔点280℃)实现气密密封。该技术满足3D集成、MEMS封装对界面热阻(<0.05K·cm²/W)和密封性(氦漏率<5×10⁻¹⁴mbar·l/s)的严苛需求。CMOS图像传感器制造中,晶圆键合实现背照式结构。通过硅-玻璃混合键合(对准精度<1μm)将光电二极管层转移到读out电路上方,透光率提升至95%。键合界面引入SiO₂/Si₃N₄复合介质层,暗电流降至0.05nA/cm²,量子效率达85%(波长550nm),明显提升弱光成像能力。
晶圆键合在3D-IC领域实现亚微米级互连与系统级能效优化。江西热压晶圆键合工艺

围绕晶圆键合技术的中试转化,研究所建立了从实验室工艺到中试生产的过渡流程,确保技术参数在放大过程中的稳定性。在 2 英寸晶圆键合技术成熟的基础上,团队逐步探索 6 英寸晶圆的中试工艺,通过改进设备的承载能力与温度控制精度,适应更大尺寸晶圆的键合需求。中试过程中,重点监测键合良率的变化,分析尺寸放大对工艺稳定性的影响因素,针对性地调整参数设置。目前,6 英寸晶圆键合的中试良率已达到较高水平,为后续的产业化应用提供了可行的技术方案,体现了研究所将科研成果转化为实际生产力的能力。江西真空晶圆键合技术晶圆键合为环境友好型农业物联网提供可持续封装方案。

在异质材料晶圆键合的研究中,该研究所关注宽禁带半导体与其他材料的界面特性。针对氮化镓与硅材料的键合,团队通过设计过渡层结构,缓解两种材料热膨胀系数差异带来的界面应力。利用材料外延平台的表征设备,可观察过渡层在键合过程中的微观变化,分析其对界面结合强度的影响。科研人员发现,合理的过渡层设计能在一定程度上提升键合的稳定性,减少后期器件使用过程中的界面失效风险。目前,相关研究已应用于部分中试器件的制备,为异质集成器件的开发提供了技术支持,也为拓宽晶圆键合的材料适用范围积累了经验。
晶圆键合定义智能嗅觉新榜样。64通道MOF传感阵列识别1000种气味,肺病呼气筛查准确率98%。石油化工应用中预警硫化氢泄漏,响应速度快于传统探测器60秒。深度学习算法实现食品等级判定,超市损耗率降低32%。自清洁结构消除气味残留,为智能家居提供主要感知模块。晶圆键合实现核电池安全功能。锆合金-金刚石屏蔽体辐射泄漏量<1μSv/h,达到天然本底水平。北极科考站应用中实现-60℃连续供电,锂电池替换周期延长至15年。深海探测器"奋斗者"号搭载运行10909米,保障8K视频实时传输。模块化堆叠使功率密度达500W/L,为月球基地提供主要能源。
晶圆键合保障空间探测系统在极端环境下的光电互联可靠性。

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。晶圆键合为植入式医疗电子提供长效生物界面封装。北京等离子体晶圆键合价钱
晶圆键合解决全固态电池多层薄膜界面离子传导难题。江西热压晶圆键合工艺
研究所利用其作为中国有色金属学会宽禁带半导体专业委员会倚靠单位的优势,组织行业内行家围绕晶圆键合技术开展交流研讨。通过举办技术论坛与专题研讨会,分享研究成果与应用经验,探讨技术发展中的共性问题与解决思路。在近期的一次研讨中,来自不同机构的行家就低温键合技术的发展趋势交换了意见,形成了多项有价值的共识。这些交流活动促进了行业内的技术共享与合作,有助于推动晶圆键合技术的整体进步,也提升了研究所在该领域的学术影响力。江西热压晶圆键合工艺