4H-SiC激光切片

直裂纹层可稳切

提出裂纹扩展能量参数Ecp，建立其与改性裂纹层形貌的映射关系，通过调控Ecp获得具有低抗拉强度和低表面粗糙度的直裂纹层，实现稳定切片。

Zelong, Qing · 韦海英 · Xiaoben, Chen · 章毅

Optics and Laser Technology 2026

参数信息

单脉冲临界E_cp

0.27 μJ/μm

脉冲串临界E_cp

0.11 μJ/μm

抗拉强度

3.81 MPa

表面粗糙度

3.58 μm

技术优势

裂纹形貌可控

通过引入Ecp参数，可建立能量与裂纹形貌的映射，实现从无裂纹到渗透裂纹的调控。

切片质量稳定

优化Ecp获得直裂纹层，其抗拉强度仅3.81 MPa，表面粗糙度3.58 μm，且无切片损伤。

提出了缺陷分类判据

将改性裂纹层按尺寸分为五类，为后续调控提供了分类依据。

应用场景

• 晶圆切片：用Ecp调控直裂纹层，替代传统刀轮切割，减少材料损耗和损伤。
• 半导体衬底加工：获得低粗糙度、无损伤的SiC衬底，直接用于器件外延。
• 微纳制造：微纳加工中需要高精度切片，该方法提供稳定的裂纹控制。
• 激光加工：激光加工中通过Ecp映射提升切片质量和重复性。