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。
晶圆键合为超构光学系统提供多材料宽带集成方案。广东直接晶圆键合实验室
硅光芯片制造中晶圆键合推动光电子融合改变。通过低温分子键合技术实现Ⅲ-Ⅴ族激光器与硅波导的异质集成，在量子阱能带精确匹配机制下，光耦合效率提升至95%。热应力缓冲层设计使波长漂移小于0.03nm，支撑800G光模块在85℃高温环境稳定工作。创新封装结构使发射端密度达到每平方毫米4个通道，为数据中心光互连提供高密度解决方案。华为800G光引擎实测显示误码率低于10⁻¹²，功耗较传统方案下降40%。晶圆键合技术重塑功率半导体热管理范式。铜-铜直接键合界面形成金属晶格连续结构，消除传统焊接层热膨胀系数失配问题。在10MW海上风电变流器中，键合模块热阻降至传统方案的1/20，芯片结温梯度差缩小至5℃以内。纳米锥阵列界面设计使散热面积提升8倍，支撑碳化硅器件在200℃高温下连续工作10万小时。三菱电机实测表明，该技术使功率密度突破50kW/L，变流系统体积缩小60%。 四川阳极晶圆键合价格晶圆键合解决硅基光子芯片的光电异质材料集成挑战。
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。
针对晶圆键合过程中的气泡缺陷问题，科研团队开展了系统研究，分析气泡产生的原因与分布规律。通过高速摄像技术观察键合过程中气泡的形成与演变，发现气泡的产生与表面粗糙度、压力分布、气体残留等因素相关。基于这些发现，团队优化了键合前的表面处理工艺与键合过程中的压力施加方式，在实验中有效减少了气泡的数量与尺寸。在 6 英寸晶圆的键合中，气泡率较之前降低了一定比例，明显提升了键合质量的稳定性。这项研究解决了晶圆键合中的一个常见工艺难题，为提升技术成熟度做出了贡献。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。
研究所将晶圆键合技术与第三代半导体中试能力相结合，重点探索其在器件制造中的集成应用。在深紫外发光二极管的研发中，团队尝试通过晶圆键合技术改善器件的散热性能，对比不同键合材料对器件光电特性的影响。利用覆盖半导体全链条的科研平台，可完成从键合工艺设计、实施到器件性能测试的全流程验证。科研人员发现，优化后的键合工艺能在一定程度上提升器件的工作稳定性，相关数据已纳入省级重点项目的研究报告。此外，针对 IGZO 薄膜晶体管的制备，键合技术的引入为薄膜层与衬底的结合提供了新的解决方案。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。吉林临时晶圆键合技术
晶圆键合解决植入式神经界面的柔性-刚性异质集成难题。广东直接晶圆键合实验室
围绕晶圆键合过程中的质量控制，该研究所建立了一套较为完善的检测体系。利用器件测试平台的精密仪器，科研团队对键合后的晶圆进行界面平整度、电学性能等多维度检测，分析不同工艺参数对键合质量的影响权重。在中试基地的实践中，通过实时监测键合过程中的压力与温度变化，积累了大量工艺数据，为制定标准化操作流程提供依据。针对键合界面可能出现的气泡、裂缝等缺陷，团队开发了相应的无损检测方法，能够在不破坏晶圆的前提下识别潜在问题。这些工作不仅提升了键合工艺的可靠性，也为后续的器件加工提供了质量保障。广东直接晶圆键合实验室
