4H-SiC是一种出色的半导体,广泛应用于MEMS系统、微动开关、可调电容器、微加工的天线、生物医学传感器、光学器件、紫外线探测器等领域,应用前景广阔。因其宽带隙、高化学惰性与硬脆的材料性质导致其成为难加工材料,现在的热门加工方法是使用激光刻蚀4H-SiC。在众多研究中多是使用昂贵的飞秒激光进行烧蚀机理与理论研究,不利于加工方法的普及与民用化。本文采用1064nm红外波长纳秒激光对4H-SiC进行仿真与实验相结合的研究,为纳秒激光加工4H-SiC提供烧蚀模型参考与实验数据支持。利用COMSOL软件建立了 4H-SiC的激光烧蚀仿真模型。通过PDE模块双场耦合实现了仿真,用于预测4H-SiC的烧蚀阈值为8.4J/cm2左右,验证了模型的准确性;通过波动光学模块波束包络法实现了激光传播模型,在材料表面电场分布的角度说明了同心环状微结构的烧蚀机理;通过变形几何与固体传热模块实现了激光烧蚀材料去除模型,并在第四章设计实验验证了模型的准确性。探究了不同脉冲宽度、重复频率、功率、扫描速度、加工次数对槽型加工结果的影响规律。400ns以上的脉冲宽度变化对槽宽槽深基本无影响;重复频率与扫描速度会通过脉冲重叠率互相影响,实际中应匹配选择;激光功率与加工次数的增加都会导致槽深与热影响区宽度的明显变化。同时通过能谱分析详细阐述了加工过程的氧化现象、微观形貌、元素组成等方面受激光参数的影响规律。脉冲宽度、激光功率、加工次数的增加都会提高加工过程中的氧化效应,其中加工次数的影响更为明显;激光重复频率与扫描速度直接影响槽型。完成了相同条件下水下环境的激光刻槽实验。实验结果显示在不同激光参数下激光烧蚀材料去除模型仍然适用,进而分析了不同激光参数对加工形貌的影响规律。研究表明,水下加工环境大幅降低了材料的氧化效应,同时也形成了独特的加工形貌。激光各参数对槽型的影响规律与空气环境加工下趋势基本一致,但影响效果却大幅降低。利用X射线光电子能谱分析了两种不同加工环境下激光烧蚀材料的具体反应机理。