激光加工碳化硅：现状、应用和挑战

工欲善其事必先利其器。激光加工具有无与伦比的精度、灵活性和效率，是应对这些挑战的变革性方法。多年来，包括连续、纳秒、皮秒和飞秒激光器在内的先进激光技术的发展进一步拓展了碳化硅激光加工的能力，使其成为高精度应用的首选技术。

碳化硅的激光加工包括一系列技术，每种技术都针对特定的应用。前期对于碳化硅的激光加工主要是从材料表面进行。例如：激光切割、激光烧蚀、激光退火、激光辅助化学蚀刻等。随着激光器的不断发展以及碳化硅在半导体行业的进一步应用需求，近年来人们开始着力于碳化硅的内部激光加工。例如，激光内部三维制造、激光隐形切割和激光剥离（切片）技术。其中，用于碳化硅晶圆切片的激光剥离技术更是半导体行业应用的热点。包括作者团队在内的国内外研究学者对此做了大量努力，使得碳化硅晶圆切片向着大尺寸、高精度、低损耗稳步发展。相关研究成果将在文中重点介绍。

（2）重点强调了激光内部加工碳化硅；

（3）从不同领域总结最新应用与挑战，并给出应对策略；

（4）从科学研究和工业应用两个角度强调未来的研究趋势

图1.碳化硅材料及其主要的激光加工技术发展历程

图2.激光加工碳化硅概览

图3.不同激光加工系统示意图

图4.激光与材料相互作用时的烧蚀去除机理

图5.激光与碳化硅表面作用机理

图6.激光与碳化硅内部作用机理

图7. 激光加工相关原位检测技术的装置与原理示意图

图8. 激光表面切割

图9. 激光钻孔

图10. 激光表面微结构

图11. 激光辅助化学机械抛光

图12. 激光制备内部波导

图13. 激光隐形切割

图14. 激光剥离碳化硅

图15. 激光加工碳化硅的各种应用：半导体领域；光电子和MEMS领域；石化和航空航天领域；生物医学领域等

图16. 激光加工碳化硅的展望：科学研究与工业应用

结束语：本文的发表，是我们团队在 SiC激光加工这一特色研究方向上深厚积累的一次展现。团队在超硬脆半导体材料加工，如碳化硅、金刚石的剥片、隐切、抛光等激光加工技术方面已形成系统性研究成果，未来将持续深耕，推动技术创新！欢迎科研院所和企业指导交流，互相合作。