近日，晟光硅研依托自主工艺体系，采用水导激光加工技术，批量完成14英寸单晶碳化硅晶圆加工验证，攻克超大尺寸SiC硬脆晶体低损伤成型难题，为大尺寸第三代半导体衬底量产加工开辟全新技术路线。
碳化硅（SiC）作为第三代半导体核心材料，凭借宽禁带、高耐压、高热导率优势，广泛应用于新能源汽车、储能变流器、高压电网、航空航天功率器件等领域。更大尺寸单晶碳化硅衬底能够显著提升单炉芯片产出数量、摊薄单片制造成本，14 英寸碳化硅是全球半导体产业重点攻关方向。单晶碳化硅莫氏硬度高达 9.5、脆性极强、对热应力高度敏感；14 英寸超大尺寸晶圆轮廓跨度大、刚性弱，加工极易出现崩边、隐裂、翘曲变形，长期制约产业化落地。
当前行业主流加工方案主要分为传统机械加工与干式激光加工两类，但均存在明显短板： 传统金刚石线锯 / 砂轮机械加工依靠物理磨削去除材料，加工过程持续引入机械应力，边缘易产生崩缺、亚表面微裂纹；同时切缝宽、材料损耗大，昂贵的单晶碳化硅原料浪费严重。
面对 14 英寸大直径薄壁晶圆，持续机械作用力极易引发晶体碎裂，良品率难以保障，且耗材持续消耗，长期生产成本居高不下。 传统干式激光加工依靠激光热烧蚀实现材料去除，加工区域热量快速累积，形成较宽热影响区，诱发碳化硅晶体热裂纹、表面重铸层、氧化缺陷。同时光束焦点以外能量发散，深切割侧壁锥度明显，熔渣附着难以清理，后续抛光工序负担重，无法满足高端半导体级晶圆轮廓精度与晶体完整性要求。
针对 14 英寸单晶碳化硅晶圆加工场景，该技术展现出突出优势：
✅ 极低热损伤：完整性水流持续带走加工热量，大幅抑制热应力集聚，热影响区控制在微米级别，有效规避传统干式激光典型的热裂纹、晶格损伤问题，最大程度保留单晶碳化硅原生材料性能。
✅大幅降低碎裂风险：非接触式加工，不存在砂轮、切割线对晶环的挤压、摩擦作用力，适配14英寸大尺寸薄壁加工，显著减少崩边、缺口，有效提升一次加工良率。
✅ 侧壁垂直度更高：激光被稳定约束在水束内部，加工深度不受焦点限制，切缝窄、侧壁锥度极小，晶圆轮廓尺寸一致性好，减少后续研磨去除量，节约单晶原料。
✅ 加工表面质量更佳：高速水射流即时冲走熔融碎屑，避免残渣二次划伤晶体表面，加工断面光洁，降低后道抛光工时与成本。
经过多组工艺验证，采用水导激光成型的 14 英寸单晶碳化硅晶圆，轮廓尺寸精度、边缘完整性、亚表面损伤指标均达到预期标准，充分验证该工艺在超大尺寸碳化硅构件加工上的可行性。
大尺寸碳化硅衬底升级是第三代半导体产业降本增效的核心路径。本次 14 英寸单晶碳化硅晶圆水导激光加工工艺突破，打通了大尺寸 SiC 晶体精密成型新工艺通道。下一步，团队将持续优化成套工艺参数，推进工艺标准化、自动化迭代，推动水导激光技术从工艺验证走向批量应用，助力国内大尺寸碳化硅衬底产业链自主可控，赋能宽禁带半导体产业高质量发展。
