水导激光技术成功实现12英寸碳化硅晶锭一次性高效精密加工

近日，在大尺寸碳化硅衬底领域传来一项重大突破。晟光硅研成功应用水导激光加工技术，对12英寸超大尺寸碳化硅晶锭实现了高质量、高效率的精密加工。此阶段的加工实践不仅验证了水导激光技术对于超宽禁带半导体材料的卓越处理能力，更标志着在驾驭如12英寸碳化硅晶锭这般兼具“极致厚度”与“超大直径”的硬脆材料方面，取得了里程碑式的进展。

当“材料之王”遇上“尺寸极限”

碳化硅作为第三代半导体的核心材料，以其高禁带宽度、高击穿电场、高热导率等优异性能，成为制造高压、高频、高温、高功率器件的理想选择，随着产业需求的爆发式增长，提升单晶衬底尺寸以降低芯片成本、提高产出效率，已成为行业发展的必然趋势。

面对这一行业共性难题，在本次对12英寸碳化硅晶锭的加工中，晟光硅研掌握的水导激光技术的优势得到了充分彰显：

采用晟光硅研稳定的五轴水导激光设备，匹配成熟的工艺参数对该12英寸碳化硅晶锭进行滚圆，加工尺寸精度高，切割面光滑，外观完整无明显缺陷。加工后晶锭直径为295.16mm，深度为35.74mm。如下图所示：

应对超厚材料能力强：

高压稳定的水束能够穿透较深的切割或加工区域，有效将激光能量传递至厚晶锭的内部，实现对超厚碳化硅材料的连续、稳定切割或结构化加工，突破了传统激光在厚材加工中易出现的锥度大、底部熔渣多等局限。

加工质量卓越：

水流的实时冷却极大地减少了热应力积累和热损伤，有效防止了碳化硅这种脆性材料在加工过程中因热冲击产生的裂纹、微崩缺等缺陷。加工表面光滑，侧壁垂直度高，边缘完整性好，显著降低了后续精加工的负担和材料损耗，这对于昂贵的碳化硅材料至关重要。

适用于大尺寸工件：

水导激光加工头灵活，运动机构适应性广，能够从容应对12英寸大尺寸晶锭的全面积、多维度加工需求，无论是晶锭外圆整形、基准面加工，还是内部的复杂结构切割，都能实现高精度操控。

环保与高效：

加工过程中无粉尘，水流带走碎屑，工作环境清洁；相比某些干式激光加工或纯机械加工，其综合加工效率更高，尤其在进行深切割或复杂形状加工时优势明显。

赋能产业升级，加速国产化进程

西安晟光硅研半导体科技有限公司的水导激光加工技术，已实现从6英寸、8英寸到12英寸的技术突破，目前已进入小批量加工阶段。对于大尺寸碳化硅晶锭的加工，具有重大的产业意义：

提升衬底制备能力：为大尺寸碳化硅晶锭从“晶体生长”到“衬底成品”的关键制备环节提供了高效、低损伤的加工解决方案，有助于提高12英寸碳化硅衬底的产出率、质量一致性和生产经济性，加速12英寸碳化硅衬底的产业化进程。

降低综合成本：更高的加工良率和效率，直接降低了单片衬底的制造成本，从而推动下游器件成本的下降，增强第三代半导体技术在终端应用市场的竞争力。

引领技术前沿：展示了水导激光这一先进加工技术在超硬、超脆、大尺寸半导体材料处理领域的强大潜力，为我国在全球半导体高端制造装备与技术竞争中占据有利位置提供了有力支撑。

拓展应用可能：该技术的成功验证，也为未来其他超宽禁带半导体材料（如氮化镓、金刚石等）的大尺寸、复杂结构加工开辟了新路径。

展望未来，随着水导激光加工工艺参数的进一步优化，以及与自动化、智能化制造系统的深度集成，该技术有望成为12英寸乃至更大尺寸碳化硅衬底制造产业链中不可或缺的核心加工手段，为我国第三代半导体产业的自主可控与高质量发展注入强劲动能。

来源：晟光硅研

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