中国粉体网讯 碳化硅半导体器件的制造流程涵盖生长、切片、抛光、清洗、氧化、刻蚀、封装等多个步骤。其中，晶体生长和晶圆切片作为最核心的工艺环节，对晶圆的衬底质量、后续加工效率以及最终产品的性能均有着至关重要的影响。
砂浆线切割
砂浆线切割技术是一种游离磨粒线锯切片方法，金属线从放线机通过排线轮和张力控制单元被送入导轨。排线轮上的多根金属线组成线网，线网在排线轮的旋转带动下以一定的线速度运动。同时，单晶硅晶棒在进给单元的作用下以一定的进给速度向线网移动。在晶棒进给移动的同时，携带磨粒的砂浆通过喷嘴喷向线网。金属线带动砂浆使磨粒到达加工区域的同时对磨粒施加压力。磨粒在晶棒和金属线间的固液混合区域进行切片。砂浆线切割技术中，砂浆是磨粒的载体，对悬浮于其中的磨粒起到稳定分散的作用，因此需要具有一定的黏度。同时，砂浆还需要带动磨粒随线锯一起运动，因此需要具有较好的流动性。为了防止切片区域温度过高，砂浆还应具有较好的导热性。在实际应用中，一般选择聚乙二醇作为磨粒的分散剂。
砂浆线切割工艺以其精细的切缝宽度、均匀的切割厚度等显著优势，在4H-SiC材料的切片加工领域中占据主流地位，成为实现高精度切割的重要技术手段之一。然而，该技术也存在一些明显的缺点：首先，加工效率相对较低，由于砂浆的流动性和磨粒的利用率有限，导致切割速度较慢；其次，大量磨粒在切割过程中被浪费，磨粒的利用率较低，增加了加工成本；此外，砂浆使用过程中会产生污染，限制了其应用范围。
金刚线切割
近年来，金刚线切割技术因其加工效率高、线耗成本低和环境友好等优势受到业界的广泛关注。金刚线切割技术通过固结在线锯上的金刚石磨粒作为固定切割点在晶体材料上刻划实现材料的去除。金刚线通常为表面附着镍基合金或树脂的不锈钢线。一般通过电镀、粘合或焊接等技术在镍基合金或树脂层中固着微小的硬质颗粒作为磨粒。在切割时，磨粒与晶锭表面直接接触，通过二体磨损去除切缝处的晶体材料。在硅片切割领域，硬质颗粒多为SiC颗粒。在4H-SiC晶片切割领域，采用金刚石颗粒作为磨粒。与砂浆线切割技术不同的是，该技术通常使用水基冷却剂，因此较为环保。
传统的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。
激光剥离技术
激光剥离技术凭借非接触式加工、高精度、低损耗等显著优势，成为突破碳化硅衬底制备瓶颈的关键方向。该技术结合激光垂直改质与可控晶体剥离，其核心在于通过精准能量控制，在晶体内部预定深度形成解理界面，从而实现高精度、高效率的晶圆分离。传统激光加工方法主要依赖烧蚀效应或平行改质技术，通常仅适用于沿激光入射方向的切割。而激光剥离技术则借助精密机械结构或表面应力层诱导晶体沿预定解理面开裂，实现薄层完整剥离。该技术在精度控制、材料损伤抑制以及广泛的材料适用性方面优势显著，更符合低损耗、高效率、大规模工业生产的需要。激光加工方法能有效提升硬脆材料的制造效率，但加工质量的保障依赖于工艺参数的精确控制，其优化直接影响最终效果。
总之，与传统的线切割方式不同，非接触式的激光剥离技术可以有效地避免切割工具损耗、机械应力引起碳化硅晶圆失效的问题，从而实现高质量和高精度的剥离。激光剥离技术显著地提高碳化硅晶圆的加工效率和质量，并降低碳化硅衬底的制备成本，其具有生产效率高、材料损耗小的突出优势。
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，山东芯光光电科技有限公司副总经理姚爽将带来题为《激光精密加工在碳化硅材料领域的应用》的报告，据悉，芯光光电2025年推出的碳化硅激光剥离设备，2026年已完成全面升级，将为碳化硅材料降本增效及规模化应用提供重要技术支撑。
参考来源：
邓逸飞.碳化硅单晶衬底激光剥离技术研究与装备设计
姚勇平.4H-SiC晶圆超快激光切片技术及装备研究
（中国粉体网编辑整理/初末）
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