微纳米加工技术是一门工具技术,其目的是服务于科学研究和工业产品的开发与生产。微纳米加工技术也是一门不断发展的技术,新的科研课题和工业产品的开发会不断地对加工技术提出新的需求。目前微纳米器件在传感、能源、通信以及医疗等领域都得到了广泛应用。选择性沉积技术可以实现微纳米结构无掩模的自对准沉积,从而大幅降低微纳米结构的加工难度。同时三维微纳米器件的兴起也对选择性沉积技术提出了迫切需求。然而以光刻技术为代表的自上而下的微纳米加工技术缺乏选择性沉积的能力,尤其是在同质三维基底上进行选择性沉积的能力。本文“基于半导体表面态的同质基底微纳结构选择性沉积方法”针对上述问题开展了理论分析和实验研究,力图为选择性沉积技术的开发与应用提供新的思路和理论技术基础。本文的主要研究内容包括:1.揭示了高密度表面态对半导体电化学行为的调控机理。通过对引入高密度表面态的半导体缺陷表面进行扫描透射显微镜和原子力显微镜表征以及密度泛函理论分析,给出了其表面原子排布特征和表面态能级分布特征。采用紫外光电子谱分析以及电化学阻抗测试,定量给出了n型（100）硅各能带的能级位置以及引入的高密度表面态的密度和能级分布特征。以高密度表面态的费米能级锁定效应和载流子复合效应的联立分析为基础揭示了区域化分布高密度表面态对半导体电化学行为的调控机理,并通过扫描电化学显微测试的区域化电流-偏压响应结果对该调控机理进行了验证。2.基于区域化分布高密度表面态对半导体电化学行为的调控机理,对基于表面态调控的选择性沉积方法进行了研究,该方法可以在同质半导体基底上实现多种材料的选择性沉积。在平面n型（100）硅基底上分别验证了其阴极沉积模式、阳极沉积模式以及无电沉积模式各自的加工特点和适用的目标沉积材料。结合具体的加工案例及其扫描电子显微镜、原子力显微镜以及能谱表征对该加工方法的沉积选择性、加工分辨率、加工的尺寸范围等工艺参数进行了详细介绍。3.以Cu2O层和CoOx层分别在硅微米柱阵列侧壁和顶部的选择性沉积为例验证了基于表面态调控的选择性沉积方法的三维加工能力。阴极沉积模式下Cu2O在硅微米柱阵列侧壁的选择性沉积和阳极沉积模式下CoOx在硅微米柱阵列顶部的选择性沉积互不干扰、顺序可调,结合扫描电子显微镜以及能谱分析证明了其各自沉积的百分百选择性。于此同时,光电化学测试结果揭示了该三维复合结构具有优异的光电化学特性,进一步证明了基于表面态调控的选择性沉积方法的三维加工能力。