【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光切割，特别涉及一种微波热辅助激光剥离碳化硅的方法及装置。
技术介绍
1、单晶碳化硅（silicon carbide, sic）具有带隙宽度大、电子迁移率高、临界击穿电场高等良好的电学性能，可显著提升5g射频器件和高电压功率器件的性能与能效，被誉为第三代半导体材料典型代表。在sic晶体中，碳硅四面体在空间中以一定的方式堆叠，常见的α-sic晶型（六方结构）包括4h-sic和6h-sic，β-sic晶型（立方结构）包括3c-sic。晶圆剥离是sic功率器件制造的关键一环，直接影响晶圆的厚度偏差、表面粗糙度、翘曲度、弯曲度等关键参数，并与后续的器件制造工艺流程密切相关。然而，由于sic的硬度极高（仅次于金刚石）并本征脆性，传统机械剥离方法速率慢、原材料损耗大、加工良率低、亚表面损伤不可控，大幅增加了sic晶圆的剥离成本。因此，亟需发展新型非接触式、低损伤sic晶圆剥离方法。
2、激光剥离技术通过精密激光的烧蚀效应或，在晶体内部特定位置制备具有较弱结合力的改质层，诱导晶体定向断裂，从而有效提升剥离精度。目前单晶碳化硅激光剥离技术已相对成熟，如专利cn115609165a公开的基于空间光调制的碳化硅选频激光切割方法，多束激光对单个裂纹区域进行连续扫描，有效促进裂纹扩展。然而，碳化硅激光剥离仍存在一些技术瓶颈，如当选用纳秒激光时，会产生较大的残余热应力，导致断裂和不良剥离偏移，且由于表面晶格损伤，损耗量较大；当选用超快激光（飞秒/皮秒激光）时，受限于激光在晶圆内部的快速损耗，剥离速率较低，剥离方向难以控制。p>
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的问题，本专利技术通过飞秒激光在sic晶圆切割位置制备微槽作为剥离种子点，然后基于微波高穿透、高均匀、快速体加热的特性诱导种子沿既定路径扩展裂纹，最后通过纳秒激光随形聚焦冲击裂纹区域，实现大尺寸晶圆高效率剥离。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种微波热辅助激光剥离碳化硅的方法，
3、确定飞秒激光微切割、微波加热下纳秒激光热冲击对于碳化硅表面形貌以及晶格改性的工艺参数；
4、对待剥离的碳化硅进行飞秒激光微切割，在剥离面形成微槽、改性剥离面内部；
5、在微波加热下使用纳秒激光热冲击微槽，实现对碳化硅的剥离。
6、进一步地，所述飞秒激光微切割、微波加热下纳秒激光热冲击对于碳化硅表面形貌以及晶格改性的工艺参数根据跨尺度建模确定。
7、进一步地，所述飞秒激光微切割的建模型基于双温方程。
8、进一步地，所述微波加热下纳秒激光热冲击的建模通过分子动力学模拟微波加热辅助下纳秒激光热冲击的晶格剥离损伤及位错分布。
9、进一步地，微波的施加方向平行于飞秒激光微切割方向。
10、进一步地，还对微波加热所用的微波腔和微波溃口进行优化，所述优化包括，
11、建立微波加热的有限元模型；
12、求解麦克斯伟方程组与电磁热耦合方程；
13、优化微波加热内部电场及温度场，调整微波腔和微波溃口的结构。
14、本专利技术也提供了一种微波热辅助激光剥离碳化硅的装置，包括工艺参数模块、飞秒激光模块、纳秒激光模块、微波加热模块、运动平台，所述微波加热模块设置于所述运动平台上；
15、所述工艺参数模块用于确定飞秒激光微切割、微波加热下纳秒激光热冲击对于碳化硅表面形貌以及晶格改性的工艺参数；
16、所述飞秒激光模块用于对待剥离的碳化硅进行飞秒激光微切割，在剥离面形成微槽、改性剥离面内部；
17、所述微波加热模块用于进行微波加热；
18、所述纳秒激光模块用于提供纳秒激光热冲击微槽，实现对碳化硅的剥离。
19、进一步地，工艺参数模块用于根据跨尺度建模确定飞秒激光微切割、微波加热下纳秒激光热冲击对于碳化硅表面形貌以及晶格改性的工艺参数。
20、进一步地，所述微波加热模块包括微波源、微波传输部件、微波腔和微波溃口，所述微波源和所述微波传输部件连接且设置于所述微波腔内，所述微波腔的侧面上部设置微波溃口；
21、所述微波腔的材质为透光材料且被固定在所述运动平台的上部，所述微波腔的内部设置有用于固定碳化硅的夹具。
22、相对于现有技术，本专利技术具有以下的有益效果：
23、本专利技术创新性地提出微波局域热辅助飞秒-纳秒双束激光异步加工方法，通过飞秒激光布置冲击种子点，并沿切割路径进行碳化硅内部辅助改性，基于微波快速均匀加热切割路径，激活切割面晶格活性，再通过随形聚焦的纳秒激光连续冲击，实现大厚度碳化硅低表面损伤高效剥离。
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1.一种微波热辅助激光剥离碳化硅的方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的微波热辅助激光剥离碳化硅的方法，其特征在于，所述飞秒激光微切割、微波加热下纳秒激光热冲击对于碳化硅表面形貌以及晶格改性的工艺参数根据跨尺度建模确定。
3.根据权利要求2所述的微波热辅助激光剥离碳化硅的方法，其特征在于，所述飞秒激光微切割的建模型基于双温方程。
4.根据权利要求2所述的微波热辅助激光剥离碳化硅的方法，其特征在于，所述微波加热下纳秒激光热冲击的建模通过分子动力学模拟微波加热辅助下纳秒激光热冲击的晶格剥离损伤及位错分布。
5.根据权利要求1所述的微波热辅助激光剥离碳化硅的方法，其特征在于，微波的施加方向平行于飞秒激光微切割方向。
6.根据权利要求1-5任一项所述的微波热辅助激光剥离碳化硅的方法，其特征在于，还对微波加热所用的微波腔和微波溃口进行优化，所述优化包括，
7.一种微波热辅助激光剥离碳化硅的装置，其特征在于，包括工艺参数模块、飞秒激光模块、纳秒激光模块、微波加热模块、运动平台，所述微波加热模块设置于所述运动平
8.根据权利要求7所述的微波热辅助激光剥离碳化硅的装置，其特征在于，所述微波加热模块包括微波源、微波传输部件、微波腔和微波溃口，所述微波源和所述微波传输部件连接且设置于所述微波腔内，所述微波腔的侧面上部设置微波溃口；
...【技术特征摘要】
1.一种微波热辅助激光剥离碳化硅的方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的微波热辅助激光剥离碳化硅的方法，其特征在于，所述飞秒激光微切割、微波加热下纳秒激光热冲击对于碳化硅表面形貌以及晶格改性的工艺参数根据跨尺度建模确定。
3.根据权利要求2所述的微波热辅助激光剥离碳化硅的方法，其特征在于，所述飞秒激光微切割的建模型基于双温方程。
4.根据权利要求2所述的微波热辅助激光剥离碳化硅的方法，其特征在于，所述微波加热下纳秒激光热冲击的建模通过分子动力学模拟微波加热辅助下纳秒激光热冲击的晶格剥离损伤及位错分布。
5.根据权利要求1所述的微波热辅助激光剥离碳化硅...
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