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。
晶圆键合提升热电制冷器界面传输效率与可靠性。广东真空晶圆键合加工厂商
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。
佛山直接晶圆键合实验室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。
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。
晶圆键合实现高功率激光热管理。金刚石-碳化钨键合界面热导达2000W/mK，万瓦级光纤激光器热流密度承载突破1.2kW/cm²。锐科激光器实测：波长漂移<0.01nm，寿命延长至5万小时。微通道液冷模块使体积缩小70%，为舰载激光武器提供紧凑型能源方案。相变均温层消除局部热点，保障工业切割精密度±5μm。晶圆键合重塑微型色谱分析时代。螺旋石英柱长5米集成5cm²芯片，分析速度较传统提升10倍。毒物检测中实现芬太尼0.1ppb识别，医疗急救响应缩短至3分钟。火星探测器应用案例：气相色谱-质谱联用仪重量<500g，发现火星甲烷季节性变化规律。自适应分离算法自动优化洗脱路径，为环保监测提供移动实验室。晶圆键合保障量子密钥分发芯片的物理不可克隆性与稳定成码。
全固态电池晶圆键合解除安全魔咒。硫化物电解质-电极薄膜键合构建三维离子高速公路，界面阻抗降至3Ω·cm²。固态扩散反应抑制锂枝晶生长，通过150℃热失控测试。特斯拉4680电池样品验证，循环寿命超5000次保持率90%，充电速度提升至15分钟300公里。一体化封装实现电池包体积能量密度900Wh/L，消除传统液态电池泄露风险。晶圆键合催生AR眼镜光学引擎。树脂-玻璃纳米光学键合实现消色差超透镜阵列，视场角扩大至120°。梯度折射率结构校正色散，MTF@60lp/mm>0.8。微软HoloLens3采用该技术，镜片厚度减至1mm，光效提升50%。智能调焦单元支持0.01D精度视力补偿，近视用户裸眼体验增强现实。真空纳米压印工艺支持百万级量产。晶圆键合实现传感与处理单元的单片异构集成。河南晶圆键合加工工厂
晶圆键合为植入式医疗电子提供长效生物界面封装。广东真空晶圆键合加工厂商
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。广东真空晶圆键合加工厂商
