该研究所将晶圆键合技术与微机电系统(MEMS)的制备相结合,探索其在微型传感器与执行器中的应用。在 MEMS 器件的多层结构制备中,键合技术可实现不同功能层的精确组装,提高器件的集成度与性能稳定性。科研团队利用微纳加工平台的优势,在键合后的晶圆上进行精细的结构加工,制作出具有复杂三维结构的 MEMS 器件原型。测试数据显示,采用键合技术制备的器件在灵敏度与响应速度上较传统方法有一定提升。这些研究为 MEMS 技术的发展提供了新的工艺选择,也拓宽了晶圆键合技术的应用领域。晶圆键合推动自发光量子点显示的色彩转换层高效集成。湖南临时晶圆键合加工平台

晶圆键合驱动磁存储技术跨越式发展。铁电-磁性隧道结键合实现纳秒级极化切换,存储密度突破100Gb/in²。自旋轨道矩效应使写能耗降至1fJ/bit,为存算一体架构铺路。IBM实测表明,非易失内存速度比NAND快千倍,服务器启动时间缩短至秒级。抗辐射结构满足航天器应用,保障火星探测器十年数据完整。晶圆键合革新城市噪声治理。铝-陶瓷声学超表面键合实现宽带吸声,30-1000Hz频段降噪深度达35dB。上海地铁应用数据显示,车厢内噪声压至55dB,语音清晰度指数提升0.5。智能调频单元实时适应列车加减速工况,维护周期延长至5年。自清洁蜂窝结构减少尘染影响,打造安静地下交通网。浙江低温晶圆键合加工晶圆键合为红外探测系统提供宽带透明窗口与真空封装。

广东省科学院半导体研究所依托其材料外延与微纳加工平台,在晶圆键合技术研究中持续探索。针对第三代氮化物半导体材料的特性,科研团队着重分析不同键合温度对 2-6 英寸晶圆界面结合强度的影响。通过调节压力参数与表面预处理方式,观察键合界面的微观结构变化,目前已在中试规模下实现较为稳定的键合效果。研究所利用设备总值逾亿元的科研平台,结合材料分析仪器,对键合后的晶圆进行界面应力测试,为优化工艺提供数据支持。在省级重点项目支持下,团队正尝试将该技术与外延生长工艺结合,探索提升半导体器件性能的新路径,相关研究成果已为后续应用奠定基础。
针对晶圆键合过程中的气泡缺陷问题,科研团队开展了系统研究,分析气泡产生的原因与分布规律。通过高速摄像技术观察键合过程中气泡的形成与演变,发现气泡的产生与表面粗糙度、压力分布、气体残留等因素相关。基于这些发现,团队优化了键合前的表面处理工艺与键合过程中的压力施加方式,在实验中有效减少了气泡的数量与尺寸。在 6 英寸晶圆的键合中,气泡率较之前降低了一定比例,明显提升了键合质量的稳定性。这项研究解决了晶圆键合中的一个常见工艺难题,为提升技术成熟度做出了贡献。利用多平台协同优势,测试晶圆键合后材料热导率的变化情况。

研究所将晶圆键合技术与集成电路设计领域的需求相结合,探索其在先进封装中的应用可能。在与相关团队的合作中,科研人员分析键合工艺对芯片互连性能的影响,对比不同键合材料在导电性、导热性方面的表现。利用微纳加工平台的精密布线技术,可在键合后的晶圆上实现更精细的电路连接,为提升集成电路的集成度提供支持。目前,在小尺寸芯片的堆叠键合实验中,已实现较高的对准精度,信号传输效率较传统封装方式有一定改善。这些研究为键合技术在集成电路领域的应用拓展了思路,也体现了研究所跨领域技术整合的能力。晶圆键合在量子计算领域实现超导电路的极低温可靠集成。湖南临时晶圆键合加工平台
晶圆键合为虚拟现实系统提供高灵敏触觉传感器集成方案。湖南临时晶圆键合加工平台
MEMS麦克风制造依赖晶圆键合封装振动膜。采用玻璃-硅阳极键合(350℃@800V)在2mm²腔体上形成密封,气压灵敏度提升至-38dB。键合层集成应力补偿环,温漂系数<0.002dB/℃,131dB声压级下失真率低于0.5%,满足车载降噪系统需求。三维集成中晶圆键合实现10μm间距Cu-Cu互连。通过表面化学机械抛光(粗糙度<0.3nm)和甲酸还原工艺,接触电阻降至2Ω/μm²。TSV与键合协同使带宽密度达1.2TB/s/mm²,功耗比2D封装降低40%,推动HBM存储器性能突破。湖南临时晶圆键合加工平台