砷化镓（GaAs）是应用广泛的化合物半导体,由于高脆性的特点,其划切加工一直是晶圆制造的难题。激光辅助水射流技术适用于硬脆材料的微细加工,倾斜放置的高压水射流去除被激光加热软化的材料,同时起冷却和减少热损伤的作用。本文实验研究了激光辅助水射流加工砷化镓晶片微槽的切割性能;采用响应曲面法建立了激光辅助水射流加工时的微槽深度、微槽宽度和材料去除率回归预测模型;分析了激光辅助水射流加工过程中水射流的冲击作用和冷却作用,建立了激光辅助水射流加工砷化镓晶片的温度场仿真模型和材料去除仿真模型;实验研究了激光辅助水射流加工砷化镓晶片微槽的加工质量并进行评价,针对晶片划切技术要求提出了主动控制策略。实验研究了激光辅助水射流加工砷化镓晶片微槽的切割性能,结果表明,加工参数（激光平均功率、水射流压力、加工速度、水射流倾斜角度、焦平面位置和加工次数）对微槽深度、微槽宽度和材料去除率具有显著影响。微槽深度、微槽宽度和材料去除率随着激光平均功率的增加而增大,随着水射流压力的增加而减小,材料去除率随着加工速度增加而显著增大。建立了激光辅助水射流加工的微槽深度、微槽宽度、材料去除率的预测模型,研究了工艺参数交互作用对微槽特征的影响,结果表明,激光平均功率和水射流压力的交互作用对微槽深度、微槽宽度和材料去除率的影响最显著。在不同优化约束准则下使用该模型优化了工艺参数。揭示了壁面射流区最大切应力和对流传热系数的变化规律。建立了激光辅助水射流加工砷化镓晶片的温度场仿真模型,结果表明,单个脉冲作用下材料最高温度达到了3300K;工件表面上激光中心点温度随着脉冲作用呈锯齿状变化,单个脉冲作用结束时的温度与激光平均功率呈正相关。利用生死单元技术建立了材料去除仿真模型,得到了不同激光平均功率和加工速度下的仿真去除轮廓。对干激光、低压水射流辅助激光和激光辅助水射流技术加工砷化镓晶片进行了对比实验,结果表明,激光辅助水射流技术适合加工砷化镓材料,它能够加工出大深度、高质量微槽,晶圆表面无污染,热影响区最小,深宽比最大,加工表面微观形貌均匀。激光辅助水射流加工砷化镓微槽的加工表面存在热分解、氧化行为和热裂纹,亚表面没有明显热损伤。针对划切加工技术要求,提出了提高激光辅助水射流技术加工质量的主动控制策略。