单晶SiC作为第三代半导体材料的代表,用于高性能电子器件的衬底基片,要求其表面原子级超光滑并且无亚表面损伤,但单晶SiC硬度高、脆性大、化学惰性,使其成为难加工的硬脆材料。本文提出等离子体辅助集群磁流变抛光方法,先通过等离子体表面处理以降低单晶SiC的Si面的硬度,随后利用磁流变抛光快速去除表层材料、降低表面粗糙度,实现单晶SiC高效率超光滑平坦化加工。首先,对等离子体辅助集群磁流变抛光单晶SiC的可行性和有效性进行了分析研究。针对单晶SiC的Si面进行了等离子体氧化试验,通过扫描电镜和EDS能谱分析发现经等离子氧化处理后的单晶SiC表面粗糙度增大、C元素含量下降、O元素含量上升,证明经等离子体处理后的SiC表面生成了氧化层;通过纳米压痕实验检测处理后SiC表面硬度,发现经等离子体处理后的SiC表面硬度为7.5 GPa,不到原始样品的20%;随后对等离子体氧化处理后的单晶SiC进行集群磁流变抛光试验,可以获得更低表面粗糙度和平坦化的表面。其次,对等离子体辅助集群磁流变抛光单晶SiC进行了系统性工艺实验研究。利用用单因素实验研究了氧化方式、扫描步进、射频功率、氧气流量、扫描周期对SiC表面氧化层均匀性和厚度的影响规律,采用扫描氧化方式、0.5 mm的扫描步进、800 W的射频功率、50 sccm的氧气流量、5个扫描周期时,SiC氧化效果最好,可获得超过100nm厚度的均匀氧化层;利用单因素实验方法研究了磨料种类、粒径、浓度等对集群磁流变抛光效果的影响规律,采用粒径为3μm、磨料浓度为3 wt.%的CeO2磨料抛光20min后,表面氧化层完全去除且抛光效果最好,获得的表面粗糙度最低;采用优化的工艺参数的等离子体氧化集群磁流变抛光,最终可得到表面粗糙度Ra为0.49 nm的超光滑平坦化表面。最后,研究等离子体氧化集群磁流变抛光的抛光加工机理。通过XPS能谱分析发现经等离子体处理后的表面出现了明显的Si-O2特征峰,证明了经等离子体氧化SiC表面生成的氧化层组分为SiO2;通过摩擦磨损实验发现,有等离子体处理的样品产生磨痕的深度和宽度都远大于无等离子体处理的样品的磨痕,证明了氧化后的SiC表面机械加工性能更好、更易于材料去除;基于实际加工实验,建立了等离子体辅助集群磁流变抛光单晶SiC的表面创成模型,揭示其材料去除机理。