飞秒激光碳化硅微槽

绿色加工高硬材料

采用绿色飞秒激光在碳化硅表面加工微槽，阐明了材料去除机制并优化了加工参数。

郑李娟 · Xiangqian, Xu · Wenwen, Tao · Yong, Sun · Yongfeng, Zhao · Chuanhong, Hu · Xiongbing, Tao · 魏昕 · 王成勇

Chinese Journal of Mechanical Engineering (English Edition) 2025

技术优势

避免亚表面损伤

飞秒激光加工主要依赖汽化去除材料，而非机械破碎，因此减少了脆性材料常见的亚表面损伤。

效率优于化学刻蚀

与需要长时间腐蚀的化学刻蚀相比，飞秒激光加工微槽通过多个道次直接扫出，加工效率更高。

参数可控成形

槽深、槽宽和底部粗糙度可通过脉冲能量、重叠率和扫描次数独立调控，便于按需设计微槽。

应用场景

• 精密加工与测量：为 SiC 微槽提供参数-形貌关系，替代试错法确定工艺窗口。
• MEMS制造：在 SiC 表面直接加工微槽，作为 MEMS 器件的表面特征。
• 场效应晶体管：通过微槽修饰栅极或沟道，为 FET 性能提升提供表面工程手段。
• 航空航天材料：在航天用 SiC 部件上加工功能微结构，改善热管理或表面特性。
• 微纳制造：作为飞秒激光微加工工艺，为微纳制造提供 SiC 材料的加工窗口。