西安晟光硅研半导体科技有限公司成立于2021年2月，注册资本2474.6628万元，公司主营业务为半导体材料及专用设备的研发和销售。主要产品包括围绕第三代半导体晶圆材料的滚圆、切片、划片等设备。作为新一代半导体材料加工设备的技术领先者，晟光硅研拥有半导体加工设备领域核心技术专利十余项，获得“陕西省AAA级诚信企业”与“陕西省行业优秀企业”证书，其掌握的微射流激光切割技术，已经成功完成6英寸碳化硅晶锭的滚圆、切片和划片，同时技术兼容8英寸晶体滚圆切片，可实现高效率、高质量、低成本、低损伤、高良品率碳化硅单晶衬底制备。

晟光硅研在专注滚圆/切片/划片设备及工艺定型之余，同时拓宽服务特种材料探索及代工，从碳化硅成熟应用为起点，打样测试及代工包括但不局限于：氮化镓晶体、超宽禁带半导体材料（金刚石、氧化镓）、航空航天特种材料、陶瓷复合材料、闪烁晶体等，解决硬、脆、贵材料加工瓶颈。

未来，该项技术设备也将为航空发动机热端部件制造、航空器CFRP结构件加工、CMC刹车片材料加工、大规模集成电路晶片切割等行业提供领先的解决方案。同时，由于其在三代半切割领域具有独创性、开拓性与先导性，具有非常广泛的推广应用价值，也势必引起全球范围内该领域的技术迭代。

办公环境

微射流激光技术（Laser MicroJet，LMJ）

聚焦激光束耦合进高速水射流，在水柱内壁形成全反射后形成截面能量均匀分布的能量束。兼备微射流激光低线宽、能量密度大、方向可控、实时降低加工材料表面温度等特性，为硬脆材料一体化高效精加工，提供绝佳条件。激光微水射流加工技术利用了激光在水和空气的界面上发生全反射的现象，使激光耦合在稳定的水射流内部，利用水射流内部很高的能量密度来实现材料的去除，其基本原理如图1所示。

图1：微射流激光技术工作原理图

在激光器发出的激光经过扩束、聚焦系统后照射进入水腔，调整激光的束腰位置与水腔中的喷嘴小孔对齐。高压水通过输送系统进入水腔，并从喷嘴小孔中喷出，根据喷嘴小孔的直径合理地调整水压，使得喷嘴小孔处喷出地水射流保持稳定。保证激光束腰直径小于喷嘴小孔直径并调整束腰位置与小孔重合，激光就可以进入水射流中。

图2：微射流激光技术加工装置示意图

由于水与空气对激光地折射率不同，当激光在空气-水界面上地入射角大于全反射临界角时，激光就会在水射流内壁不断发生全反射，并一直沿水射流传播。由于水射流地直径很小，在稳定地水射流长度范围内，水射流内地激光能量密度一直与处于束腰处的激光能量密度相近。因此，整个稳定的水射流长度范围都可以用于激光加工。

加热、消融、和冷却在每个激光脉冲中重复。在下一个激光脉冲发射前，激光烧蚀位置已被冷却至水温（约20℃）。该过程实现了约1%时间的激光加工和高达99%时间的冷却。

这是与常规激光加工中热量不被移除并渗透到材料中的情况截然相反。常规激光的每一个脉冲都会使工件内温度持续升高，这直接导致热影响区的产生，这导致众多质量问题。

微射流激光加工优点

激光微水射流（LMJ）技术巧妙利用的水和空气光学特征的传播差异使常规激光加工的固有缺陷被克服。该技术中激光脉冲在被处理的高纯水射流中以不受干扰的方式像在光纤中那样全反射达到加工面。从使用角度讲，LMJ微射流激光技术的主要特点为：

1. 激光束为柱形（平行）激光束；
2. 激光脉冲在水射流中如光纤般传导，全程受到保护从而免受任何环境因素的干扰;
3. 激光束在LMJ设备内部完成对焦，在整个加工过程中无关于被加工面的高度变化, 从而在加工过程中无须随着加工深度变化而在加工过程中连续对焦；
4. 除了在每个激光脉冲的加工瞬间消融被加工材料外，在每个脉冲从开始作用到下 一个脉冲进行加工的单个时间范围内约有99%的时间内被加工材料是在水的实时冷却中，从而几乎杜绝热影响区和重熔层，但维持了加工的高效率；
5. 持续清洁加工表面。

传统方式与先进技术对比

晶锭滚圆

传统磨切方式：工具损耗、材料损耗严重，晶体容易碎裂致使整体良品率不高，全过程需要人工干预。

传统激光技术：大热影响区、污染严重、热变形严重、工作区域小等缺点。

微射流激光技术应用于晶锭加工滚圆：时效提高时间效率提高50%、良率提高到99%以上、人力降低90%。

晶圆切片

器件划片

传统激光切割时，能量的累积和传导是造成切割道两侧热损伤的主要原因，而微射流激光因水柱的作用，将每个脉冲残留的热量迅速带走不会累积在工件上，因此切割道干净利落。

微射流激光先进技术加工SiC晶圆的优势

1. 无需对焦。水射流保持其中的激光完全平行，可实现30微米以下的损耗切割，确保了高质量的加工壁和切边，节约了材料成本。
2. 水射流避免了加工废料的堆积，高能水射流驱散废料离子避免加工毛刺，损伤层在3-4个微米，极大的降低后续抛磨难度。
3. 水射流冷却作用避免了热损伤和材料变化，使得晶圆曲翘度达到3.5微米左右，保证了材料的一致性。
4. 加工设备损耗小，比金刚线加工损耗大大降低，省去换耗材的时间和调校设备时间。

应用领域加工成果图

▲SiC晶锭滚圆

▲SiC晶体异型切割

▲SiC晶圆微孔刻槽

▲金属化金刚石切割

▲氧化镓衬底异形加工

▲氮化镓晶体切割

▲晶圆划片（左） ▲陶瓷切割（右）

▲碳陶复合纤维（左） ▲金刚石衬底切片（右）

▲金属钨棒打孔(左) ▲金属钴切片（右）

▲航空航天复合材料异形加工（左） ▲闪烁晶体切块（右）

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