晶圆键合通过分子力、电场或中间层实现晶圆长久连接。硅-硅直接键合需表面粗糙度<0.5nm及超洁净环境，键合能达2000mJ/m²；阳极键合利用200-400V电压使玻璃中钠离子迁移形成Si-O-Si共价键；共晶键合采用金锡合金（熔点280℃）实现气密密封。该技术满足3D集成、MEMS封装对界面热阻(<0.05K·cm²/W)和密封性(氦漏率<5×10⁻¹⁴mbar·l/s)的严苛需求。CMOS图像传感器制造中，晶圆键合实现背照式结构。通过硅-玻璃混合键合（对准精度<1μm）将光电二极管层转移到读out电路上方，透光率提升至95%。键合界面引入SiO₂/Si₃N₄复合介质层，暗电流降至0.05nA/cm²，量子效率达85%（波长550nm），明显提升弱光成像能力。
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。上海高温晶圆键合实验室
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。东莞共晶晶圆键合实验室晶圆键合为红外探测系统提供宽带透明窗口与真空封装。
热电制冷晶圆键合实现控温精度突破。铋碲-铜界面冶金结合使接触电阻趋近理论极限，温度调节速度提升至100℃/s。激光雷达温控单元在-40℃～125℃保持±0.01℃稳定性，测距精度达毫米级。新能源汽车实测显示，电池组温差控制<1℃，续航里程提升15%。模块化拼装支持100W/cm²热流密度管理。自补偿结构延长使用寿命至10年。脑机接口晶圆键合实现植入。聚四氟乙烯-铂金生物相容键合形成微电极阵列，阻抗稳定性十年变化<5%。神经生长因子缓释层促进组织整合，信号衰减率较传统电极降低80%。渐冻症患者临床实验显示，意念打字速度达每分钟40字符，准确率98%。核壳结构封装抵御脑脊液侵蚀，为帕金森病提供载体。
研究所将晶圆键合技术与微纳加工工艺相结合，探索在先进半导体器件中的创新应用。在微纳传感器的制备研究中，团队通过晶圆键合技术实现不同功能层的精确叠加，构建复杂的三维器件结构。利用微纳加工平台的精密光刻与刻蚀设备，可在键合后的晶圆上进行精细图案加工，确保器件结构的精度要求。实验数据显示，键合工艺的引入能简化多层结构的制备流程，同时提升层间连接的可靠性。这些研究不仅丰富了微纳器件的制备手段，也为晶圆键合技术开辟了新的应用方向，相关成果已在学术交流中进行分享。晶圆键合确保微型核电池高辐射剂量下的安全密封。
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。晶圆键合是生物微流控系统实现高精度流体操控的基础。湖南金属晶圆键合加工平台
该所针对不同厚度晶圆，研究键合过程中压力分布的均匀性调控方法。上海高温晶圆键合实验室
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。上海高温晶圆键合实验室
