[发明专利]一种SiC单晶等离子体电化学抛光装置及其抛光方法

权利要求书

1.一种SiC单晶等离子体电化学抛光装置，其特征在于，包括机床台(1)，所述机床台(1)表面固接电解液箱(2)、脉冲电源(17)和电极组，所述电极组包括不锈钢电极(16)和SiC单晶电极，所述不锈钢电极(16)安装在可旋转的电极架(18)上，所述电极架(18)连接旋转工作台(15)，所述待处理的SiC单晶电极安装在可旋转的夹持器(11)上位于所述旋转工作台(15)的正上方，所述旋转工作台(15)表面粘接抛光垫(14)，所述电解液箱(2)通过导管(9)将水基电解液(3)输送到所述抛光垫(14)表面，所述脉冲电源(17)通过导线连接所述不锈钢电极(16)和所述SiC单晶电极。

2.如权利要求1所述的一种SiC单晶等离子体电化学抛光装置，其特征在于，所述电极组包括固接在所述机床台(1)表面中央的支架，所述支架上端安装所述旋转工作台(15)，所述旋转工作台(15)上贯穿表面开有多个间隔的电极孔，所述支架内部底面中央固定安装电刷(19)，所述电刷(19)通过滚珠丝杠连接所述电极架(18)，所述电极架(18)表面间隔固接多个电极杆，用于安装所述不锈钢电极(16)，每个所述电极杆与每个所述电极孔的位置相对应且同轴，所述机床台(1)表面安装旋转支架，所述SiC单晶电极固定在所述旋转支架上，所述SiC单晶电极包括固接在旋转支架上端的夹持器(11)，所述夹持器(11)位于所述旋转工作台(15)的正上方，用于夹持SiC单晶(12)，所述脉冲电源(17)通过导线连接所述电刷(19)和所述SiC单晶(12)。

3.如权利要求1所述的一种SiC单晶等离子体电化学抛光装置，其特征在于，所述旋转工作台(15)和所述旋转支架的转动方向相反。

4.如权利要求1所述的一种SiC单晶等离子体电化学抛光装置，其特征在于，所述导管(9)的一端安装有喷嘴(10)，所述喷嘴(10)位于所述抛光垫(14)正上方且靠近所述SiC单晶电极。

5.如权利要求1所述的一种SiC单晶等离子体电化学抛光装置，其特征在于，所述导管(9)的另一端与所述电解液箱(2)连接，并且所述导管(9)与电解液箱(2)的连接处安装过滤网(4)，所述过滤网(4)位于导管(9)内部，所述导管(9)上还依次连接液压泵(5)、流量计(6)和恒温器(7)。

6.如权利要求1所述的一种SiC单晶等离子体电化学抛光装置，其特征在于，所述机床台(1)四周固接玻璃罩(8)，所述电解液箱(2)、脉冲电源(17)和电极组位于所述玻璃罩内部。

7.如权利要求6所述的一种SiC单晶等离子体电化学抛光装置，其特征在于，所述玻璃罩(8)侧壁上部连接排气管(13)。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的SiC单晶等离子体电化学抛光装置的抛光方法，具体操作过程包括如下步骤：

步骤1、使用夹持器11夹紧SiC单晶(12)的外圆，调整旋转工作台(15)至抛光垫(14)与SiC单晶(12)待抛光面接触的位置；

步骤2、将不锈钢电极(16)安装在电极架(18)的电极杆上，通过电机带动滚珠丝杠调整电极架(18)升降高度，使不锈钢电极(16)上端面与抛光垫(14)上表面的距离为100微米；

步骤3、在电解液箱(2)中注入适量水基电解液(3)，使水基电解液(3)经导管(9)由喷嘴(10)喷到SiC单晶(12)与抛光垫(14)接触面附近，通过恒温器(7)控制水基电解液温度；通过电机分别驱动旋转工作台(15)和夹持器(11)作旋转运动，使抛光垫(14)与SiC单晶(12)接触的表面产生相对运动；

步骤4、开启并调节脉冲电源(17)使电压为300V，开断频率为100kHz；喷嘴10喷出的水基电解液被电解电离出氧等离子体，将强电场作用下的SiC单晶Si原子活化后形成较软的疏化层，经抛光垫(14)抛光去除疏化层，达到抛光效果。