中國粉體網訊 隨著半導體技術的快速發展，下一代功率與射頻器件對材料性能和加工精度提出了更高要求。氮化鎵（GaN）、氧化鎵（Ga2O3）和金剛石作為寬禁帶半導體材料，因其卓越的物理化學特性，成為推動功率與射頻器件性能突破的關鍵材料。然而，這些材料的硬脆特性及復雜物理化學性質，給傳統加工技術帶來了巨大挑戰，激光微納加工技術為解決這些問題提供了新的途徑。
激光微納加工技術是利用激光束作為加工工具，在微米乃至納米尺度上對材料進行精確加工的技術。激光束以其高能量密度、高方向性和高單色性等特點，能夠在極短的時間內將光能轉化為熱能、機械能或化學能，從而實現對材料的精確去除、改性或沉積。這一技術具有高精度、高效率、低損傷和非接觸式加工等特點。
在微納加工過程中，通常選用脈沖寬度小于百皮秒量級的超快激光作為光源，如飛秒激光和皮秒激光，其具有以下優點：
（1）由于脈沖寬度通常小于熱擴散的時間，因此加工過程中帶來的熱影響區可以忽略不計，這通常被稱為“冷加工”；
（2）由于焦點處具有極高的峰值光強，因此幾乎可以被用來加工所有的材料；
（3）在激光加工過程中，焦點位置會產生多光子吸收現象，這可以進一步提高激光微納加工的精度。
不同類型激光加工示意圖
以金剛石為例，激光技術加工主要集中在幾個關鍵領域：
（1）激光切割。在金剛石切割加工中，高準直度、低錐度以及高縱橫比的凹槽一直是高質量切割的基本要求。與其他切割方式相比，激光切割具備無接觸、高效、切縫小和熱影響區小等獨特優勢，成為加工金剛石的理想方法。
（2）激光拋光。激光拋光金剛石是一個基于燒蝕過程的技術，主要通過激光石墨化和隨后對石墨化層的激光燒蝕來實現，與連續激光器相比，脈沖激光器在目標表面產生較小的熱損傷，因此更加適合精密加工。
（3）激光剝離。激光剝離通過生成改質面并剝離該面實現切片，利用激光穿透晶體的特性，聚焦于特定深度處誘導改質面形成，再沿該面實現分離。該技術顯著提升了加工效率與精度，為高質量金剛石切片加工提供了新的解決方案。
（4）激光加工微通道。金剛石微通道結構因其卓越的散熱性能，廣泛應用于航空航天和電子器件領域。在微通道加工中，選擇適當的激光脈寬是關鍵因素之一。飛秒激光由于其極短的脈沖持續時間和精確的熱控制能力，能夠加工出更為精細的微結構。
2025年11月5日，中國粉體網將在河南•鄭州舉辦“2025半導體行業用金剛石材料技術大會”。屆時，我們將邀請到安徽大學胡倫珍教授出席本次大會并作題為《面向下一代功率與射頻器件的激光微納加工技術》的報告。
個人簡介
胡倫珍，安徽大學教授，安徽大學電子信息專業行業導師，安徽柏逸激光科技有限責任公司新產品研發項目負責人，研究方向超快激光微納加工，先后參與5項國家自然科學基金以及科技部和軍工項目，主持橫向課題2項，發表SCI論文40余篇，作為主要起草人參與編寫行業標準和國家標準各1項，授權專利10余項。
參考來源：
張曉宇等：面向金剛石材料高質量激光加工方法和研究進展
張懷智：透明硬脆材料內部激光光場調控及微納加工應用
光電資訊
（中國粉體網編輯整理/石語）
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