研究所将晶圆键合技术与第三代半导体中试能力相结合,重点探索其在器件制造中的集成应用。在深紫外发光二极管的研发中,团队尝试通过晶圆键合技术改善器件的散热性能,对比不同键合材料对器件光电特性的影响。利用覆盖半导体全链条的科研平台,可完成从键合工艺设计、实施到器件性能测试的全流程验证。科研人员发现,优化后的键合工艺能在一定程度上提升器件的工作稳定性,相关数据已纳入省级重点项目的研究报告。此外,针对 IGZO 薄膜晶体管的制备,键合技术的引入为薄膜层与衬底的结合提供了新的解决方案。晶圆键合为射频前端模组提供高Q值谐振腔体结构。河北直接晶圆键合外协
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。重庆硅熔融晶圆键合加工晶圆键合推动高通量DNA合成芯片的微腔精确密封与功能集成。
硅光芯片制造中晶圆键合推动光电子融合改变。通过低温分子键合技术实现Ⅲ-Ⅴ族激光器与硅波导的异质集成,在量子阱能带精确匹配机制下,光耦合效率提升至95%。热应力缓冲层设计使波长漂移小于0.03nm,支撑800G光模块在85℃高温环境稳定工作。创新封装结构使发射端密度达到每平方毫米4个通道,为数据中心光互连提供高密度解决方案。华为800G光引擎实测显示误码率低于10⁻¹²,功耗较传统方案下降40%。晶圆键合技术重塑功率半导体热管理范式。铜-铜直接键合界面形成金属晶格连续结构,消除传统焊接层热膨胀系数失配问题。在10MW海上风电变流器中,键合模块热阻降至传统方案的1/20,芯片结温梯度差缩小至5℃以内。纳米锥阵列界面设计使散热面积提升8倍,支撑碳化硅器件在200℃高温下连续工作10万小时。三菱电机实测表明,该技术使功率密度突破50kW/L,变流系统体积缩小60%。
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。晶圆键合为环境友好型农业物联网提供可持续封装方案。
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。晶圆键合为量子离子阱系统提供高精度电极阵列。黑龙江真空晶圆键合外协
晶圆键合是生物微流控系统实现高精度流体操控的基础。河北直接晶圆键合外协
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。河北直接晶圆键合外协