随着光电子技术和微电子技术的快速发展,电子元器件逐渐向耐高温、耐高压、抗辐射、高频、大功率等极端工作环境方向发展,因此以碳化硅为代表的第三代半导体材料在电力电子器件、光电子器件、半导体LED照明、新能源汽车、5G通信技术等领域拥有广阔的发展前景。由于碳化硅的表面质量影响外延层的质量和器件性能,因此获得原子级光滑和无损伤的SiC衬底表面显得尤为关键。但SiC高硬度和显著的化学惰性给实现原子级光滑、无损伤的表面带来了极大的困难。本文采用光助芬顿反应体系对6H-SiC晶片Si面进行化学机械抛光,从化学影响因素角度研究了芬顿试剂组分(pH值、H₂O₂浓度和Fe²⁺浓度)和紫外光功率对抛光效果的影响,研究发现,随pH值、H₂O₂浓度和Fe²⁺浓度的升高,SiC晶片的材料去除率（MRR）先增大后减小,表面粗糙度先减小后增大,增大紫外光功率,MRR随之增加。在pH3、H₂O₂浓度为4wt%、Fe²⁺浓度为0.4mmol/L和紫外光功率为32W的条件下6H-SiC晶片的抛光效率最高,表面质量最佳。从抛光工艺角度研究了抛光工艺参数（抛光压力、抛光盘转速和抛光液流量）对6H-SiC晶片材料去除速率和表面质量的影响,结果发现,在抛光压力为8kg（5.6psi）,抛光头转速为80rpm,抛光盘转速为120rpm,抛光液流量为90ml/min的工艺参数下,6H-SiC晶片的抛光效果最佳,获得了表面粗糙度Ra0.158nm的超光滑表面。通过测量抛光液中磨粒的粒径分布、测量磨粒表面的Zeta电势和紫外-可见光谱测量,研究分析了抛光液磨粒分散稳定性和紫外光对6H-SiC晶片Si面化学机械抛光效果的作用机理,结果表明,pH值影响磨粒间的静电排斥力及磨粒的分散稳定性,从而影响6H-SiC晶片的MRR和抛光表面质量。与采用芬顿反应体系的抛光液相比,采用光助芬顿反应体系的抛光液中产生的羟基自由基数量较多,说明引入紫外光能够增加反应体系中产生羟基自由基的数量,从而促进6H-SiC晶片的表面氧化,提高6H-SiC晶片的MRR,并改善其表面质量。通过电化学实验研究pH值、H₂O₂浓度、Fe²⁺浓度和紫外光功率对6H-SiC晶片表面氧化成膜特性的影响。研究表明,随着pH值、H₂O₂浓度和Fe²⁺浓度的增加,6H-SiC的腐蚀电位先升高后下降,腐蚀电流密度先降低后升高,说明6H-SiC晶片表面氧化膜厚度先增大后减小。增大紫外光功率,6H-SiC的腐蚀电位逐渐增大,腐蚀电流密度持续减小,说明6H-SiC表面产生的氧化层厚度随紫外光功率的增大而增大,氧化层厚度越大越容易被磨粒机械作用去除,6H-SiC晶片的材料去除速率越高,表面质量越好,验证了抛光实验的准确性。最后分析SiC晶片的加工机理,从动力学过程分析机械作用与化学作用之间的联系,并分析了SiC晶片表面材料去除量模型。基于接触力学理论讨论晶片、磨粒以及抛光垫之间的不同接触变形形式及材料去除模型分析。通过抛光液对SiC的化学作用分析表面氧化层对SiC晶片CMP的影响。