激光技术

北大核心,CA,INSPEC,JST,Pж(AJ)

国内刊号:51-1125/TN

国际刊号:1001-3806

激光技术杂志2026年第1期:碳化硅单晶衬底纳秒激光剥离切片的实验研究

发布日期:

作者:陈晓犇, 卿泽龙, 张屹

关键词:激光技术, 纳秒激光剥离, 单因素实验, 改质层, 横向裂纹, 碳化硅

碳化硅(SiC)作为第3代半导体材料,在高功率电子器件领域具有重要应用,但其高硬度和脆性导致传统线锯切片技术存在材料损耗大、效率低等问题。为了实现350 μm厚4H-SiC晶圆高质量、低应力的剥离切片,采用纳秒激光内部改质后再机械拉伸进行剥片分离。通过设计单因素实验,系统探究了脉冲能量、聚焦深度、扫描间隔及扫描方向对改质层及剥离质量的影响,并分析了改质机理。结果表明,纳秒激光内部改质SiC晶片的过程中发生了晶态向非晶态的相转变,并析出了非晶Si和非晶C;提高脉冲能量可增加能量密度,促进横向裂纹扩展,增大聚焦深度则会降低能量密度,从而抑制横向裂纹扩展;沿1 ?1 0 0晶向扫描获得的剥离面粗糙度小于5 μm,单边材料损耗小于40 μm,且拉伸力小于2.4 MPa,显著优于1 1 ?2 0晶向。本研究为SiC晶圆高效高质切割提供了工艺优化依据,可推动激光剥离技术在新兴半导体材料加工中的应用。

来源:2026年第1期

《激光技术》期刊编辑部

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