天津硅熔融晶圆键合实验室

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。晶圆键合推动自发光量子点显示的色彩转换层高效集成。天津硅熔融晶圆键合实验室

在晶圆键合技术的实际应用中，该研究所聚焦材料适配性问题展开系统研究。针对第三代半导体与传统硅材料的键合需求，科研人员通过对比不同表面活化方法，分析键合界面的元素扩散情况。依托微纳加工平台的精密设备，团队能够精确控制键合过程中的温度梯度，减少因热膨胀系数差异导致的界面缺陷。目前，在 2 英寸与 6 英寸晶圆的异质键合实验中，已初步掌握界面应力的调控规律，键合强度的稳定性较前期有明显提升。这些研究不仅为中试生产提供技术参考，也为拓展晶圆键合的应用场景积累了数据。河南高温晶圆键合加工平台晶圆键合为深空探测提供宇宙尘埃原位捕集与分析一体化芯片。

研究所将晶圆键合技术与深紫外发光二极管（UV-LED）的研发相结合，探索提升器件性能的新途径。深紫外 LED 在消毒、医疗等领域有重要应用，但其芯片散热问题一直影响着器件的稳定性和寿命。科研团队尝试通过晶圆键合技术，将 UV-LED 芯片与高导热衬底结合，改善散热路径。利用器件测试平台，对比键合前后器件的温度分布和光输出功率变化，发现优化后的键合工艺能使器件工作温度有所降低，光衰速率得到一定控制。同时，团队研究不同键合层厚度对紫外光透过率的影响，在保证散热效果的同时减少对光输出的影响。这些研究为深紫外 LED 器件的性能提升提供了切实可行的技术方案，也拓展了晶圆键合技术在特殊光电子器件中的应用。

晶圆键合赋能红外成像主要组件升级。锗硅异质界面光学匹配层实现3-14μm宽波段增透，透过率突破理论极限达99%。真空密封腔体抑制热噪声，噪声等效温差压至30mK。在边境安防系统应用中，夜间识别距离提升至5公里，误报率下降85%。自对准结构适应-55℃～125℃极端温差，保障西北高原无人巡逻装备全年运行。创新吸杂层设计延长探测器寿命至10年。量子计算芯片键合突破低温互连瓶颈。超导铝-硅量子阱低温冷焊实现零电阻互联，量子态退相干时间延长至200μs。离子束抛光界面使量子比特频率漂移小于0.01%。谷歌72比特处理器实测显示，双量子门保真度99.92%，量子体积提升100倍。氦气循环冷却系统与键合结构协同，功耗降低至传统方案的1/100。模块化设计支持千级比特扩展。晶圆键合为植入式医疗电子提供长效生物界面封装。

晶圆键合重构海水淡化技术范式。氧化石墨烯-聚酰胺纳米通道键合使脱盐率突破99.99%，反冲洗周期延长至90天。红海浮动平台实测：单日淡水产量1.5万吨，能耗降至2.3kWh/m³。自修复结构修复率达98%，耐海水腐蚀性提升10倍。模块化阵列支持万吨级水厂建设，为迪拜世博园提供90%生活用水。晶圆键合推动基因合成工业化。百万级微反应腔阵列实现DNA单碱基分辨投递，准确率99.999%。疫苗开发中完成刺突蛋白基因单日合成，研发周期压缩72小时。华大基因生产线月通量突破50亿碱基，成本降至$0.001/碱基。生物安全开关模块防止基因泄漏，为合成生物学提供合规制造平台。晶圆键合为超构光学系统提供多材料宽带集成方案。广东晶圆键合服务价格

科研团队尝试将晶圆键合技术融入半导体器件封装的中试流程体系。天津硅熔融晶圆键合实验室

科研团队在晶圆键合技术的低温化研究方面取得一定进展。考虑到部分半导体材料对高温的敏感性，团队探索在较低温度下实现有效键合的工艺路径，通过优化表面等离子体处理参数，增强晶圆表面的活性，减少键合所需的温度条件。在实验中，利用材料外延平台的真空环境设备，可有效控制键合过程中的气体残留，提升界面的结合效果。目前，低温键合工艺在特定材料组合的晶圆上已展现出应用潜力，键合强度虽略低于高温键合，但能更好地保护材料的固有特性。该研究为热敏性半导体材料的键合提供了新的思路，相关成果已在行业交流中得到关注。天津硅熔融晶圆键合实验室