中国粉体网讯 碳化硅（SiC）作为第三代半导体材料的典型代表，因其宽禁带、高击穿电场强度、高热导率以及优异的化学稳定性，在高温、高频、高功率电子器件领域展现出不可替代的优势。尤其在新能源汽车、轨道交通和智能电网等高压场景中，碳化硅器件的应用显著提升了系统的能量转换效率与可靠性。
随着第三代半导体器件的快速替代，产业界对超薄、大尺寸SiC晶圆衬底的需求日益增加。然而，碳化硅材料的极高硬度和脆性特性，使其在晶圆切片过程中面临巨大挑战。传统的多线切割、金刚石线切割对碳化硅材料切割时的损失大、耗时久，接触式加工方法造成的缺陷损伤和残余应力也会导致部分产品质量不佳，制造成本高昂。在晶圆尺寸不断增大的背景下，如何在保证切片效率和材料利用率的同时，有效抑制切割引入的缺陷和翘曲，已成为SiC产业进一步降本增效的关键瓶颈。
近年来，激光剥离技术凭借非接触式加工、高精度和灵活性的优势，成为碳化硅切片领域的研究热点。激光剥离通过高能光束的热效应或冷加工机制在材料内部同一深度位置辐照加工形成连续的改质层来诱导上下两部分材料的分离，可显著减少材料损失并提升切割效率。
在技术研究层面，国际与国内团队已取得多项突破：Kim等使用皮秒激光对单晶4H-SiC进行切片，发现剥离表面的厚度损失小于24μm，表面粗糙度为5μm。Hirata率先开发了一种全自动激光分片SiC晶锭设备，通过脉冲激光对SiC衬底进行改质切片，单片衬底总损耗不大于80μm，但是衬底翘曲度高达50μm。在此基础上，国内研究者针对SiC晶圆的激光剥离问题开展了大量工作，如Han等利用1064nm皮秒激光在4H-SiC内部诱导多光子微爆，实现了切缝宽度小于2μm、切片厚度约250μm的小尺寸晶圆制备，并通过SEM/TEM/Raman证实改质层中存在非晶Si-C混合相；ZHANG等人研究了飞秒到皮秒脉冲持续时间对内部改质结构形成的影响，得出增加脉冲持续时间有利于内部改质结构形成的结论，通过调控激光参数，加工出单层裂纹的扫描样品进行剥离，最大的扫描道间隔扩展至35 μm，剥离力降低至4.31 MPa。目前国内部分企业已实现低损耗、高效率SiC晶锭激光剥离技术的应用。
北京晶飞半导体科技有限公司是一家具有自主创新研发实力，集研发、生产、销售于一体的半导体设备公司。依托中科院半导体研究所的人才优势和科研成果，拥有国际领先的技术积累和技术路线蓝图，完全独立自主开发碳化硅激光垂直剥离设备，为行业提供高竞争力的加工设备和技术解决方案。
该公司的激光垂直剥离碳化硅设备以激光剥离取代传统的线切割模式，全自动激光垂直剥离碳化硅产线是用于第三代半导体材料（碳化硅）晶锭切割、剥离、研磨、循环加工的设备线，可对6/8寸SiC晶锭实现全自动循环加工分片。
2026年5月28日，中国粉体网将在安徽合肥举办“第三代半导体SiC晶体生长及晶圆加工技术研讨会”。届时，北京晶飞半导体科技有限公司总经理韩世飞将带来题为《激光剥离技术在碳化硅/金刚石衬底加工中的应用》的报告，分享技术进展与产业应用成果。
参考来源：
胡浩林等.激光剥离对4H-SiC衬底应力及面型的影响研究
陈晓犇等.碳化硅单晶衬底纳秒激光剥离切片的实验研究
（中国粉体网编辑整理/初末）
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