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纳米制造是支撑纳米科技走向应用的基础。随着人们对高端纳米器件需求的不断增长,传统的纳米加工技术开始面临高分辨率、低成本、高效率等挑战,亟待开发新的纳米加工方法。近年来,摩擦诱导选择性刻蚀加工方法以其灵活性高及成本低等特点,引起了广泛的关注与研究。本文旨在研究不同刻蚀剂及沉积氮化硅掩膜对单晶硅表面摩擦诱导选择性刻蚀纳米加工的影响并探索其加工机制。实验中利用纳米划痕仪 (NST) 进行纳米划痕实验,使用原子力显微镜 (AFM) 进行线扫描(line-scratch)、面扫描加工(scanning-scratch)以及形貌扫描。主要研究了不同刻蚀剂,包括酸性的氢氟酸溶液(HF)和碱性的氢氧化钾溶液 (KOH),沉积氮化硅掩膜对加工的影响。实验结果表明:刻划区在KOH刻蚀和HF刻蚀过后分别形成了凸起结构和沟槽结构。刻划区在KOH刻蚀体系里扮演“掩膜”的角色,随着KOH各向异性地刻蚀单晶硅,最终原位将形成稳定的凸起结构;而在HF刻蚀体系下,刻划区相对于单晶硅更容易被HF溶液所刻蚀,因此在原位会形成沟槽结构。通过俄歇电子能谱 (AES) 和透射电子显微镜 (TEM) 等分析手段结合刻蚀实验表明:单晶硅表面进行纳米划痕后形成了硅的氧化薄层以及其下比较厚的非晶硅结构,无论是氧化层还是非晶层都可以有效地抵抗KOH溶液的刻蚀;反之,氧化层和非晶层都更容易被HF溶液所刻蚀;并对各自的刻蚀机理做了细致的分析与讨论。由于摩擦诱导掩模作用仅能持续45分钟左右,不利于单晶硅的深刻蚀加工。基于氮化硅薄膜良好的掩膜能力,研究了摩擦诱导纳米加工对氮化硅掩膜的去除规律及对后续单晶硅刻蚀加工的影响。本研究揭示了单晶硅摩擦诱导选择性刻蚀的机理,拓宽了单晶硅摩擦诱导纳米加工的视野,并为在其他微机电系统/纳机电系统(MEMS/NEMS)材料表面实现摩擦诱导纳米加工提供了理论依据和加工指导。摩擦诱导纳米加工的对象不局限于单晶硅等材料,也包括氮化硅等掩膜材料,推动了摩擦诱导纳米加工方法的发展。