晶圆键合作为半导体先进封装与微纳制造领域的关键工艺，是实现异质材料集成、超薄晶圆互联的关键技术，广东省科学院半导体研究所深耕晶圆键合技术研发多年，面向国内半导体产业需求，持续攻关各类键合工艺难题。研究所拥有完善的微纳加工实验平台，可开展金属热压键合、等离子体活化键合、低温直接键合等多种晶圆键合工艺研究，解决不同材料晶圆贴合过程中的气泡、空隙、对位偏差等常见痛点。在第三代半导体、MEMS 传感器、光电芯片等方向，依托晶圆键合技术实现器件结构一体化集成，打破部分国外工艺技术壁垒。团队由多名半导体领域行家科研人员组成，能够提供工艺方案开发、样品试制、工艺表征测试一体化科研服务，助力企业缩短芯片研发周期。很多芯片设计与制造企业，选择和广东省科学院半导体研究所合作，共同开展晶圆键合工艺验证与技术迭代，推动国产半导体器件性能升级，支撑省内半导体产业链高质量发展。晶圆键合推动自发光量子点显示的色彩转换层高效集成。广州热压晶圆键合实验室
该研究所将晶圆键合技术与半导体材料回收再利用的需求相结合，探索其在晶圆减薄与剥离工艺中的应用。在实验中，通过键合技术将待处理晶圆与临时衬底结合，为后续的减薄过程提供支撑，处理完成后再通过特定工艺实现两者的分离。这种方法能有效减少晶圆在减薄过程中的破损率，提高材料的利用率。目前，在 2-6 英寸晶圆的处理中，该技术已展现出较好的适用性，材料回收利用率较传统方法有一定提升。这些研究为半导体产业的绿色制造提供了技术支持，也拓展了晶圆键合技术的应用领域。
广州热压晶圆键合实验室晶圆键合提升功率器件散热性能，突破高温高流工作瓶颈。
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。
晶圆键合开创液体活检医疗。循环肿瘤细胞分选芯片捕获率99.8%，肺病检出早于CT影像36个月。微流控芯片集成PCR扩增与基因测序，30分钟完成EGFR突变分析。强生临床数据显示：药物疗效预测准确率95%，患者生存期延长19个月。防污染涂层避免假阳性，推动预防关口前移。晶圆键合重塑微型卫星推进系统。陶瓷-金属梯度键合耐受2500K高温，比冲达320秒。脉冲等离子推力器实现轨道维持精度±50米，立方星寿命延长至10年。火星采样返回任务中完成轨道修正180次，推进剂用量节省40%。模块化设计支持在轨燃料加注，构建卫星星座自主管理生态。晶圆键合解决全固态电池多层薄膜界面离子传导难题。
研究所针对晶圆键合技术的规模化应用开展研究，结合其 2-6 英寸第三代半导体中试能力，分析键合工艺在批量生产中的可行性。团队从设备兼容性、工艺重复性等角度出发，对键合流程进行优化，使其更适应中试生产线的节奏。在 6 英寸晶圆的批量键合实验中，通过改进对准系统，将键合精度的偏差控制在较小范围内，提升了批次产品的一致性。同时，科研人员对键合过程中的能耗与时间成本进行评估，探索兼顾质量与效率的工艺方案。这些研究为晶圆键合技术从实验室走向中试生产搭建了桥梁，有助于推动其在产业中的实际应用。晶圆键合实现嗅觉-神经信号转换系统的仿生多模态集成。广州等离子体晶圆键合加工
利用多平台协同优势，测试晶圆键合后材料热导率的变化情况。广州热压晶圆键合实验室
晶圆级光学芯片制造对晶圆键合的平整度与透光性提出很高要求，广东省科学院半导体研究所面向光电芯片研发场景，开发适配光学器件的晶圆键合工艺。光学芯片键合界面不能引入吸收杂质，不能产生气泡，否则会影响光路传输，造成器件损耗升高。研究所采用等离子体活化直接键合工艺，无需中间粘接胶层，避免有机胶老化带来的器件失效，保障晶圆键合界面透光稳定。可完成玻璃晶圆、硅晶圆之间的精密键合，严格控制晶圆对位误差，满足微光元件、光传感芯片制造需求。科研团队可以协助客户开展工艺迭代，对比不同表面处理方式对晶圆键合质量带来的影响，筛选最优工艺窗口。广东省科学院半导体研究所依托晶圆键合科研能力，为国内光电芯片研发提供工艺支撑，加速光学半导体器件技术产业化进程。广州热压晶圆键合实验室
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