随着5G无线通信技术及智能电动车技术的高速发展,对半导体器件的研发与制造提出了越来越高的要求。单晶碳化硅（SiC）作为性能优异的第三代半导体材料,在大功率LED照明,航空光学反射镜,汽车电子,5G通讯等领域得到广泛的运用。单晶SiC晶片用于IC衬底时,要求表面超光滑、无划痕缺陷及损伤,表面粗糙度Ra小于0.5 nm（10μm×10μm）,才能满足衬底需求。但是,由于单晶SiC硬度高、脆性大及化学性质非常稳定等特性,无论是作为衬底基片还是功率器件,其表面高效全局平坦化加工极其困难,很难在高精度的同时保证高效率,极大地限制了SiC衬底基片及其功率器件的运用及发展。本文提出利用紫外光催化反应（UV+TiO2+H2O2）和芬顿反应（Fenton）都能产生羟基自由基（?OH）的共性,利用其协同作用显著提高?OH浓度,以提高单晶SiC的化学机械抛光（CMP）抛光效率,实现单晶基片高效无损伤超光滑表面平坦化加工,探究单晶SiC紫外光催化-芬顿反应抛光协同作用机理及最佳CMP工艺。首先,通过降解甲基橙的方法定量检测紫外光催化-芬顿反应（UV+TiO2+Fenton）产生?OH的生成速率及浓度并测量了反应溶液的氧化还原电位（ORP值）,证明紫外光催化-芬顿反应相较于单一的紫外光催化反应及芬顿反应的反应速率更快,抛光液氧化性能更强。通过检测紫外光催化-芬顿反应作用下单晶SiC的腐蚀电压、抛光摩擦系数及腐蚀后表面元素及形貌的变化,证实了二者复合反应产生的协同作用对单晶SiC表面发生化学反应作用的有效性,并通过抛光实验验证了紫外光催化-芬顿反应抛光单晶SiC材料的可行性。结果表明,紫外光催化-芬顿反应作用下抛光液氧化性更强、SiC表面腐蚀层更厚,抛光材料去除率更大。其次,针对单晶SiC紫外光催化-芬顿抛光反应体系进行了优化,考察了不同芬顿试剂组分、固相芬顿铁催化剂的种类及价态、不同的光照方式、电子捕捉剂种类对紫外光催化-芬顿反应体系抛光单晶SiC的影响。结果表明采用固相芬顿试剂、Fe3O4催化剂,光照抛光垫的光催化方式,H2O2电子捕捉剂组成的紫外光催化-芬顿反应体系能得到较好的抛光效果。再次,探究了单晶SiC紫外光催化-芬顿反应CMP工艺的相关机械作用因素及化学作用因素影响。实验结果表明,纳米金刚石磨料抛光效果优于其它磨料;磨料粒径及抛光压力越大,磨粒压入晶片深度越深,材料去除率增大,但过大会造成划痕,表面粗糙度增大。酸性条件下提高TiO2浓度及光照强度可以增强化学反应作用提高材料去除。单因素实验优化得到的最佳CMP工艺为:200 nm金刚石磨料15 g/L,抛光压力0.04 MPa,TiO2浓度12 g/L,p H值为3,光照强度1000 m W/cm2,对单晶SiC抛光1 h后获得了表面粗糙度Ra 0.249 nm的超光滑表面。最后,针对单晶SiC紫外光催化-芬顿反应抛光的增效材料去除行为,研究了纯机械作用、紫外光催化反应、芬顿反应及二者增效作用对抛光材料去除的贡献占比。通过实验及分析揭示了紫外光催化-芬顿反应抛光单晶SiC增效协同机理,并通过数学关系模型分析了紫外光催化-芬顿反应抛光单晶SiC材料去除影响机制。