共晶晶圓鍵合技術(shù)

研究所針對(duì)晶圓鍵合技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用開(kāi)展研究，結(jié)合其 2-6 英寸第三代半導(dǎo)體中試能力，分析鍵合工藝在批量生產(chǎn)中的可行性。團(tuán)隊(duì)從設(shè)備兼容性、工藝重復(fù)性等角度出發(fā)，對(duì)鍵合流程進(jìn)行優(yōu)化，使其更適應(yīng)中試生產(chǎn)線的節(jié)奏。在 6 英寸晶圓的批量鍵合實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)改進(jìn)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，將鍵合精度的偏差控制在較小范圍內(nèi)，提升了批次產(chǎn)品的一致性。同時(shí)，科研人員對(duì)鍵合過(guò)程中的能耗與時(shí)間成本進(jìn)行評(píng)估，探索兼顧質(zhì)量與效率的工藝方案。這些研究為晶圓鍵合技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向中試生產(chǎn)搭建了橋梁，有助于推動(dòng)其在產(chǎn)業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用。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。共晶晶圓鍵合技術(shù)

量子點(diǎn)顯示晶圓鍵合突破色域極限。InGaN-鈣鈦礦量子點(diǎn)鍵合實(shí)現(xiàn)108%NTSC覆蓋，色彩還原準(zhǔn)確度ΔE<0.3。三星MicroLED電視實(shí)測(cè)峰值亮度5000nit，功耗降低40%。光學(xué)微腔結(jié)構(gòu)使光效達(dá)200lm/W，壽命延長(zhǎng)至10萬(wàn)小時(shí)。曲面轉(zhuǎn)移技術(shù)實(shí)現(xiàn)8K分辨率無(wú)接縫拼接，為元宇宙虛擬世界提供沉浸體驗(yàn)。人工光合晶圓鍵合助力碳中和。二氧化鈦-石墨烯催化界面鍵合加速水分解，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化率突破12%。300平方米示范裝置日均產(chǎn)出氫氣80kg，純度達(dá)99.999%。微流控反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)CO?至甲醇定向轉(zhuǎn)化，碳捕集成本降至$50/噸。模塊化設(shè)計(jì)支持沙漠電站建設(shè)，日產(chǎn)甲醇可供新能源汽車(chē)行駛千公里。珠海直接晶圓鍵合工藝晶圓鍵合為植入式醫(yī)療電子提供長(zhǎng)效生物界面封裝。

針對(duì)晶圓鍵合技術(shù)中的能耗問(wèn)題，科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了節(jié)能工藝的研究，探索在保證鍵合質(zhì)量的前提下降低能耗的可能。通過(guò)優(yōu)化溫度 - 壓力曲線，縮短高溫保持時(shí)間，同時(shí)采用更高效的加熱方式，在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了能耗的一定程度降低。對(duì)比傳統(tǒng)工藝，改進(jìn)后的方案在鍵合強(qiáng)度上雖無(wú)明顯提升，但能耗降低了部分比例，且鍵合界面的質(zhì)量穩(wěn)定性不受影響。這項(xiàng)研究符合半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的趨勢(shì)，為晶圓鍵合技術(shù)的可持續(xù)應(yīng)用提供了思路，也體現(xiàn)了研究所對(duì)工藝細(xì)節(jié)的持續(xù)優(yōu)化精神。

研究所將晶圓鍵合技術(shù)與第三代半導(dǎo)體中試能力相結(jié)合，重點(diǎn)探索其在器件制造中的集成應(yīng)用。在深紫外發(fā)光二極管的研發(fā)中，團(tuán)隊(duì)嘗試通過(guò)晶圓鍵合技術(shù)改善器件的散熱性能，對(duì)比不同鍵合材料對(duì)器件光電特性的影響。利用覆蓋半導(dǎo)體全鏈條的科研平臺(tái)，可完成從鍵合工藝設(shè)計(jì)、實(shí)施到器件性能測(cè)試的全流程驗(yàn)證。科研人員發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的鍵合工藝能在一定程度上提升器件的工作穩(wěn)定性，相關(guān)數(shù)據(jù)已納入省級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目的研究報(bào)告。此外，針對(duì) IGZO 薄膜晶體管的制備，鍵合技術(shù)的引入為薄膜層與襯底的結(jié)合提供了新的解決方案。利用多平臺(tái)協(xié)同優(yōu)勢(shì)，測(cè)試晶圓鍵合后材料熱導(dǎo)率的變化情況。

科研團(tuán)隊(duì)在晶圓鍵合的對(duì)準(zhǔn)技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)，針對(duì)大尺寸晶圓鍵合中對(duì)準(zhǔn)精度不足的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一套基于圖像識(shí)別的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)捕捉晶圓邊緣的標(biāo)記點(diǎn)，通過(guò)算法調(diào)整晶圓的相對(duì)位置，使對(duì)準(zhǔn)誤差控制在較小范圍內(nèi)。在 6 英寸晶圓的鍵合實(shí)驗(yàn)中，該系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)精度較傳統(tǒng)方法有明顯提升，鍵合后的界面錯(cuò)位現(xiàn)象明顯減少。這項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)不僅提升了晶圓鍵合的工藝水平，也為其他需要高精度對(duì)準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝提供了參考，體現(xiàn)了研究所的技術(shù)創(chuàng)新能力。

圍繞第三代半導(dǎo)體器件需求，研究晶圓鍵合精度對(duì)器件性能的影響。天津晶圓級(jí)晶圓鍵合工藝

晶圓鍵合推動(dòng)人工視覺(jué)芯片的光電轉(zhuǎn)換層高效融合。共晶晶圓鍵合技術(shù)

在晶圓鍵合技術(shù)的多材料體系研究中，團(tuán)隊(duì)拓展了研究范圍，涵蓋了從傳統(tǒng)硅材料到第三代半導(dǎo)體材料的多種組合。針對(duì)每種材料組合，科研人員都制定了相應(yīng)的鍵合工藝參數(shù)范圍，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其可行性。在氧化物與氮化物的鍵合研究中，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)谋砻嫜趸幚砟苡行嵘缑娴慕Y(jié)合強(qiáng)度；而在金屬與半導(dǎo)體的鍵合中，則需重點(diǎn)控制金屬層的擴(kuò)散行為。這些研究成果形成了一套較為多維的多材料鍵合技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，為不同領(lǐng)域的半導(dǎo)體器件研發(fā)提供了技術(shù)支持，體現(xiàn)了研究所對(duì)技術(shù)多樣性的追求。共晶晶圓鍵合技術(shù)