本書作為微機(jī)電系統(tǒng)工程的入門教材,介紹微機(jī)電系統(tǒng)加工工藝及設(shè)計基礎(chǔ)。全書共11章:第1章介紹微機(jī)電系統(tǒng)的概念、歷史及發(fā)展趨勢；第2章介紹微納工程材料基礎(chǔ)；第3章介紹光刻技術(shù)及其他先進(jìn)圖形化技術(shù)；第4章介紹表面微納加工技術(shù),包括熱氧化與摻雜工藝、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積和電鑄技術(shù)；第5章介紹微納刻蝕加工技術(shù),包括濕法加工、等離子體刻蝕等；第6章介紹鍵合、封裝工藝及其與集成電路的集成技術(shù)；第7章為微納加工工藝綜合,舉例介紹典型結(jié)構(gòu)的微納加工工藝流程；作為微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計基礎(chǔ),第8章介紹電子學(xué)與機(jī)械學(xué)的基本概念；第9章講解換能器原理與典型材料結(jié)構(gòu)；第10章以壓力傳感器為例介紹MEMS傳感器設(shè)計；第11章簡介微納驅(qū)動器和執(zhí)行器的基本原理與前沿應(yīng)用案例。
本書具有很強(qiáng)的針對性、實用性和指導(dǎo)性,可以作為高等院校微機(jī)電系統(tǒng)工程專業(yè)的本科生及研究生教材,也可以作為從事微機(jī)電系統(tǒng)、微電子、傳感器技術(shù)等專業(yè)工程技術(shù)人員的參考書。
第1章 微機(jī)電系統(tǒng)概述
1.1 微機(jī)電系統(tǒng)的概念
1.2 微機(jī)電系統(tǒng)工程的歷史
1.3 微機(jī)電系統(tǒng)工程的發(fā)展趨勢
練習(xí)題
第2章 MEMS材料基礎(chǔ)
2.1 硅及其化合物
2.2 玻 璃
2.3 壓電材料
2.4 磁性材料
2.5 形狀記憶合金
2.6 光刻膠
2,7 有機(jī)聚合物材料
練習(xí)題
第3章 光刻及圖形轉(zhuǎn)移
3.1 光刻的基本原理與流程
3.1.1 光刻的基本原理
3.1.2 光刻的基本過程
3,1.3 光刻機(jī)
3.1.4 掩膜版
3.2 光刻分辨率及其影響因素
3.2.1 光刻分辨率
3.2.2 光刻分辨率的提升方法
3.3 納米光刻技術(shù)
3.4 微納壓印技術(shù)
3.4.1 微納壓印原理與過程
3,4.2 熱壓印
3.4.3 紫外壓印
3.4.4 軟刻蝕壓印
練習(xí)題
第4章 薄膜制備與表面改性
4.1 氣體放電與等離子體
4.1.1 等離子體的產(chǎn)生
4,1,2直流輝光放電
4.1.3 高頻放電
4.2 物理氣相沉積成膜(PVD)
4.2.1 蒸 鍍
4.2.2 濺 射
4.2.3 PVD技術(shù)特點(diǎn)
4.3 化學(xué)氣相沉積成膜(CVD)
4.3.1 化學(xué)氣相沉積
4.3.2 熱CVD
4.3.3 等離子體增強(qiáng)CVD(PECVD)
4.3.4 光CVD
4.3.5 原子層沉積(ALD)
4.3.6 金屬有機(jī)化合物CVD(MOCVD)
4.3.7 金屬CVD
4.3.8 功能材料CVD
4.3.9 CVD技術(shù)小結(jié)
4.4 表面化學(xué)液相沉積成形
4.4.1 表面電鍍與電鑄
4.4.2 表面化學(xué)鍍
4.4.3 溶膠凝膠法
4.5 表面改性技術(shù)
4.5.1 硅的熱氧化
4.5.2 熱擴(kuò)散
4.5.3 離子注入
練習(xí)題
第5章 微納刻蝕加工
5.1 刻蝕基本原理與關(guān)鍵參數(shù)
5.2 濕法刻蝕技術(shù)
5.2.1 硅的各向同性濕法刻蝕
5.2.2 硅的各向異性刻蝕
5.2.3 SiO2和SiN的濕法刻蝕
5.2.4 其他材料的濕法刻蝕
5.3 等離子體刻蝕技術(shù)
5.3.1 等離子體機(jī)理
5.3.2 反應(yīng)性離子刻蝕
5.4 氣相刻蝕技術(shù)
5.4.1 氣相XeF2的硅刻蝕
5.4.2 氣相氫氟酸的SiO2刻蝕
練習(xí)題
第6章 鍵合與封裝技術(shù)
6.1 鍵合原理與技術(shù)
6.1.1 陽極鍵合
6.1.2 直接鍵合
6.1.3 金屬鍵合
6.1.4 玻璃漿料鍵合
6.1.5 樹脂鍵合
6.1.6 等離子體輔助鍵合
6.2 化學(xué)機(jī)械拋光
6.2.1 CMP的機(jī)理
6.2.2 CMP裝置
6.2.3 CMP的應(yīng)用
6.3 MEMS封裝
6.3.1 MEMS封裝的點(diǎn)與分類
6.3.2 晶圓級封裝
6.3.3 單芯片封裝
6.3.4 系統(tǒng)級封裝
6.3.5 MEMS與LSI的融合
練習(xí)題
第7章 微納加工工藝綜合
7.1 眼動跟蹤儀
7.2 短程通信超聲接收器
7.3 薄膜諧振壓電體濾波器
7.4 壓電MEMS諧振器
7.5 壓電Lamb波振蕩器
7.6 圓形微流體溝道制備
7.7 無閥微泵
7.8 可調(diào)慣性開關(guān)
7.9 島結(jié)構(gòu)壓力傳感器
7.10 金屬材料缺陷測量傳感器
7.11 電容式微超聲發(fā)生器與敏感器(CMUT)
練習(xí)題
第8章 微納工程力學(xué)基礎(chǔ)
8.1 薄膜的力學(xué)性質(zhì)
8.1.1 應(yīng)力與應(yīng)變
8.1.2 薄膜的力學(xué)特性與本征應(yīng)力
8.2 典型 MEMS結(jié)構(gòu)
8.2.1 懸臂梁
8.2.2 圓形膜片
8.3 動態(tài)系統(tǒng)、諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)
8.3.1 動態(tài)系統(tǒng)和控制方程
8.3.2 品質(zhì)因數(shù)與諧振頻率
8.3.3 機(jī)電系統(tǒng)的類比性與等效電路
8.4 微型化中的尺度效應(yīng)
練習(xí)題
第9章 典型的MEMS傳感原理
9.1 壓阻效應(yīng)及其原理
9.1.1 電阻率與電阻
9.1.2 硅壓阻及壓阻系數(shù)
9.1.3 壓阻傳感的測量電路
9.2 壓電效應(yīng)及其原理
9.2.1 壓電效應(yīng)及基本參數(shù)
9.2.2 壓電傳感的基本模式
9.2.3 壓電傳感應(yīng)用
9.3 靜電效應(yīng)及其原理
9.3.1 電容傳感的基本原理
9.3.2 電容傳感的測量方法
練習(xí)題
第10章 微系統(tǒng)設(shè)計:MEMS壓力傳感器
10.1 微系統(tǒng)設(shè)計的基本方法
10.2 壓阻式壓力傳感器
10.2.1 壓阻式壓力傳感器設(shè)計
10.2.2 壓阻式壓力傳感器案例
10.3 其他MEMS壓力傳感器
10.3.1 電容式壓力傳感器
10.3.2 硅諧振壓力傳感器
10.3.3 光纖式壓力傳感器
練習(xí)題
第11章 微驅(qū)動器的原理和應(yīng)用
11.1 微驅(qū)動器的分類與原理
11.2 微驅(qū)動器的案例
11.2.1 壓電驅(qū)動
11.2.2 靜電驅(qū)動
11.2.3 電磁驅(qū)動
11.2.4 電熱驅(qū)動
11.2.5 形狀記憶合金(SMA)驅(qū)動微機(jī)器人
11.2.6 流體驅(qū)動微機(jī)器人
11.2.7 化學(xué)驅(qū)動
練習(xí)題
參考文獻(xiàn)
書單推薦
