晶圓鍵合通過分子力、電場或中間層實(shí)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(dá)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(diǎn)280℃）實(shí)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(yán)苛需求。CMOS圖像傳感器制造中，晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)背照式結(jié)構(gòu)。通過硅-玻璃混合鍵合（對準(zhǔn)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(dá)85%（波長550nm），明顯提升弱光成像能力。

科研團(tuán)隊(duì)嘗試將晶圓鍵合技術(shù)融入半導(dǎo)體器件封裝的中試流程體系。珠海表面活化晶圓鍵合實(shí)驗(yàn)室

廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所依托其材料外延與微納加工平臺，在晶圓鍵合技術(shù)研究中持續(xù)探索。針對第三代氮化物半導(dǎo)體材料的特性，科研團(tuán)隊(duì)著重分析不同鍵合溫度對 2-6 英寸晶圓界面結(jié)合強(qiáng)度的影響。通過調(diào)節(jié)壓力參數(shù)與表面預(yù)處理方式，觀察鍵合界面的微觀結(jié)構(gòu)變化，目前已在中試規(guī)模下實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的鍵合效果。研究所利用設(shè)備總值逾億元的科研平臺，結(jié)合材料分析儀器，對鍵合后的晶圓進(jìn)行界面應(yīng)力測試，為優(yōu)化工藝提供數(shù)據(jù)支持。在省級重點(diǎn)項(xiàng)目支持下，團(tuán)隊(duì)正嘗試將該技術(shù)與外延生長工藝結(jié)合，探索提升半導(dǎo)體器件性能的新路徑，相關(guān)研究成果已為后續(xù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。四川硅熔融晶圓鍵合加工廠商晶圓鍵合推動高效水處理微等離子體發(fā)生器的電極結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。

圍繞晶圓鍵合過程中的質(zhì)量控制，該研究所建立了一套較為完善的檢測體系。利用器件測試平臺的精密儀器，科研團(tuán)隊(duì)對鍵合后的晶圓進(jìn)行界面平整度、電學(xué)性能等多維度檢測，分析不同工藝參數(shù)對鍵合質(zhì)量的影響權(quán)重。在中試基地的實(shí)踐中，通過實(shí)時監(jiān)測鍵合過程中的壓力與溫度變化，積累了大量工藝數(shù)據(jù)，為制定標(biāo)準(zhǔn)化操作流程提供依據(jù)。針對鍵合界面可能出現(xiàn)的氣泡、裂縫等缺陷，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了相應(yīng)的無損檢測方法，能夠在不破壞晶圓的前提下識別潛在問題。這些工作不僅提升了鍵合工藝的可靠性，也為后續(xù)的器件加工提供了質(zhì)量保障。

針對晶圓鍵合過程中的氣泡缺陷問題，科研團(tuán)隊(duì)開展了系統(tǒng)研究，分析氣泡產(chǎn)生的原因與分布規(guī)律。通過高速攝像技術(shù)觀察鍵合過程中氣泡的形成與演變，發(fā)現(xiàn)氣泡的產(chǎn)生與表面粗糙度、壓力分布、氣體殘留等因素相關(guān)。基于這些發(fā)現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了鍵合前的表面處理工藝與鍵合過程中的壓力施加方式，在實(shí)驗(yàn)中有效減少了氣泡的數(shù)量與尺寸。在 6 英寸晶圓的鍵合中，氣泡率較之前降低了一定比例，明顯提升了鍵合質(zhì)量的穩(wěn)定性。這項(xiàng)研究解決了晶圓鍵合中的一個常見工藝難題，為提升技術(shù)成熟度做出了貢獻(xiàn)。晶圓鍵合為植入式醫(yī)療電子提供長效生物界面封裝。

晶圓鍵合定義智能嗅覺新榜樣。64通道MOF傳感陣列識別1000種氣味，肺病呼氣篩查準(zhǔn)確率98%。石油化工應(yīng)用中預(yù)警硫化氫泄漏，響應(yīng)速度快于傳統(tǒng)探測器60秒。深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)食品等級判定，超市損耗率降低32%。自清潔結(jié)構(gòu)消除氣味殘留，為智能家居提供主要感知模塊。晶圓鍵合實(shí)現(xiàn)核電池安全功能。鋯合金-金剛石屏蔽體輻射泄漏量<1μSv/h，達(dá)到天然本底水平。北極科考站應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)-60℃連續(xù)供電，鋰電池替換周期延長至15年。深海探測器"奮斗者"號搭載運(yùn)行10909米，保障8K視頻實(shí)時傳輸。模塊化堆疊使功率密度達(dá)500W/L，為月球基地提供主要能源。

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。珠海晶圓鍵合價錢

利用多平臺協(xié)同優(yōu)勢，測試晶圓鍵合后材料熱導(dǎo)率的變化情況。珠海表面活化晶圓鍵合實(shí)驗(yàn)室

研究所利用人才團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢，在晶圓鍵合技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究上投入力量，探索鍵合界面的形成機(jī)制。通過分子動力學(xué)模擬與實(shí)驗(yàn)觀察相結(jié)合的方式，分析原子間作用力在鍵合過程中的變化規(guī)律，建立界面結(jié)合強(qiáng)度與工藝參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)模型。這些基礎(chǔ)研究成果有助于更深入地理解鍵合過程，為工藝優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。在針對氮化物半導(dǎo)體的鍵合研究中，理論模型預(yù)測的溫度范圍與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，驗(yàn)證了理論研究的實(shí)際意義。這種基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究相結(jié)合的模式，推動了晶圓鍵合技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。珠海表面活化晶圓鍵合實(shí)驗(yàn)室