江西热压晶圆键合实验室

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。结合材料分析设备，探索晶圆键合界面污染物对键合效果的影响规律。江西热压晶圆键合实验室

科研团队在晶圆键合的界面表征技术上不断完善，利用材料分析平台的高分辨率仪器，深入研究键合界面的微观结构与化学状态。通过 X 射线光电子能谱分析，可识别界面处的元素组成与化学键类型，为理解键合机制提供依据；而透射电子显微镜则能观察到纳米级别的界面缺陷，帮助团队针对性地优化工艺。在对深紫外发光二极管键合界面的研究中，这些表征技术揭示了界面态对器件光电性能的影响规律，为进一步提升器件质量提供了精细的改进方向，体现了全链条科研平台在技术研发中的支撑作用。

山西临时晶圆键合厂商围绕第三代半导体器件需求，研究晶圆键合精度对器件性能的影响。

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。

晶圆键合催生太空能源。三结砷化镓电池阵通过轻量化碳化硅框架键合，比功率达3kW/kg。在轨自组装机器人系统实现百米级电站搭建，月面基地应用转换效率38%。猎鹰9号搭载实测：1km²光伏毯日发电量2MW，支撑月球熔岩管洞穴生态舱全年运作。防辐射涂层抵御范艾伦带高能粒子，设计寿命超15年。晶圆键合定义虚拟现实触觉新标准。压电微穹顶阵列键合实现50种材质触感复现，精度较工业机器人提升百倍。元宇宙手术训练系统还原组织切除反馈力，行家评价真实感评分9.9/10。触觉手套助力NASA火星任务预演，岩石采样力反馈误差<0.1N。自适应阻抗技术实现棉花-钢铁连续渐变，为工业数字孪生提供主要交互方案。晶圆键合实现声学超材料宽频可调谐结构制造。

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。晶圆键合助力拓扑量子材料异质结构建与性能优化。黑龙江等离子体晶圆键合技术

晶圆键合解决硅基光子芯片的光电异质材料集成挑战。江西热压晶圆键合实验室

针对晶圆键合技术中的能耗问题，科研团队开展了节能工艺的研究，探索在保证键合质量的前提下降低能耗的可能。通过优化温度 - 压力曲线，缩短高温保持时间，同时采用更高效的加热方式，在实验中实现了能耗的一定程度降低。对比传统工艺，改进后的方案在键合强度上虽无明显提升，但能耗降低了部分比例，且键合界面的质量稳定性不受影响。这项研究符合半导体产业绿色发展的趋势，为晶圆键合技术的可持续应用提供了思路，也体现了研究所对工艺细节的持续优化精神。江西热压晶圆键合实验室