微机电系统基础（原书第2版）

图书标准信息

• 作者 Chang Liu 著
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2013-03
• 版次 1
• ISBN 9787111406570
• 定价 69.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 397页
• 正文语种 简体中文
• 原版书名 Foundations of MEMS(Second Edition)
• 丛书 国外电子电气经典教材系列

【内容简介】

　　《国外电子电气经典教材系列：微机电系统基础（原书第2版）》第1版被翻译成3种文字出版发行，并已被美国一些著名大学作为教科书，在MEMS领域享有较高声誉。全书共分15章。第1、2章概括了基本传感原理和制造方法；第3章讨论了当今MEMS实践中所必需的电学和机械工程基本知识；第4～9章分别描述了静电、热、压阻、压电、磁敏感与执行方法，及其相关的传感器与执行器；第10～11章详细介绍了微制造中最常用的体微机械加工和表面微机械加工技术，而器件制造方法则插入到实例研究中；第12章讨论了工艺技术的综合应用；第13章介绍了与聚合物有关的MEMS制造技术；第14章讨论了微流控原理及应用。根据这些敏感与执行方法以及制造方法；第15章选择了MEMS商业化产品实例进行介绍。
　　《国外电子电气经典教材系列：微机电系统基础（原书第2版）》循序渐进，体系严密，适合作为微机电系统（MEMS）、传感器、微电子、机械工程、仪器仪表等专业的高年级本科生和研究生教材，也适合于这些领域的科技人员参考。

【作者简介】

作者：（美国）刘昶 译者：黄庆安    刘昶，分别于1991年和1995年在美国加州理工学院获硕士和博士学位，1996年在美国伊利诺斯大学微电子实验室作博士后，1997年成为伊利诺斯大学电气与计算机工程系和机械与工业工程系联合任命的助理教授，2003年获得终身职位并任副教授，2007年加入美国西北大学并任正教授，创立了MedX实验室并开展医疗与健康方面的先进工程研究。…

【目录】

第2版译者序
第1版译者序
教师备忘录
前言
第1章绪论
1.0预览
1.1MEMS发展史
1.1.1从诞生到1990年
1.1.2从1990年到2001年
1.1.3从2002年到现在
1.1.4未来发展趋势
1.2MEMS的本质特征
1.2.1小型化
1.2.2微电子集成
1.2.3高精度的并行制造
1.3器件：传感器和执行器
1.3.1能量域和换能器
1.3.2传感器考虑
1.3.3传感器噪声及设计复杂性
1.3.4执行器考虑
1.4总结
习题
参考文献

第2章微制造导论
2.0预览
2.1微制造概述
2.2常用微制造工艺概述
2.2.1光刻
2.2.2薄膜沉积
2.2.3硅热氧化
2.2.4湿法刻蚀
2.2.5硅的各向异性刻蚀
2.2.6等离子刻蚀和反应离子刻蚀
2.2.7掺杂
2.2.8圆片划片
2.2.9圆片键合
2.3微电子制造工艺流程
2.4硅基MEMS工艺
2.5封装与集成
2.5.1集成方法
2.5.2密封
2.6新材料和新制造工艺
2.7工艺选择与工艺设计
2.7.1淀积工艺中需要考虑的问题
2.7.2刻蚀工艺中需要考虑的问题
2.7.3构造工艺流程的理想规则
2.7.4构造鲁棒性工艺的规则
2.8总结
习题
参考文献

第3章电学与机械学基本概念
3.0预览
3.1半导体的电导率
3.1.1半导体材料
3.1.2载流子浓度的计算
3.1.3电导率和电阻率
3.2晶面和晶向
3.3应力和应变
3.3.1内力分析：牛顿运动定律
3.3.2应力和应变的定义
3.3.3张应力和张应变之间的一般标量关系
3.3.4硅和相关薄膜的力学特性
3.3.5应力-应变的一般关系
3.4简单负载条件下挠性梁的弯曲
3.4.1梁的类型
3.4.2纯弯曲下的纵向应变
3.4.3梁的挠度
3.4.4求解弹簧常数
3.5扭转变形
3.6本征应力
3.7动态系统、谐振频率和品质因数
3.7.1动态系统和控制方程
3.7.2正弦谐振激励下的响应
3.7.3阻尼和品质因数
3.7.4谐振频率和带宽
3.8弹簧常数和谐振频率的主动调节
3.9推荐教科书清单
3.10总结
习题
参考文献

第4章静电敏感与执行原理
4.0预览
4.1静电传感器与执行器概述
4.2平行板电容器
4.2.1平行板电容
4.2.2偏压作用下静电执行器的平衡位置
4.2.3平行板执行器的吸合效应
4.3平行板电容器的应用
4.3.1惯性传感器
4.3.2压力传感器
4.3.3流量传感器
4.3.4触觉传感器
4.3.5平行板执行器
4.4叉指电容器
4.5梳状驱动器件的应用
4.5.1惯性传感器
4.5.2执行器
4.6总结
习题
参考文献

第5章热敏感与执行原理
5.0预览
5.1引言
5.1.1热传感器
5.1.2热执行器
5.1.3热传递的基本原理
5.2基于热膨胀的传感器和执行器
5.2.1热双层片原理
5.2.2单一材料组成的热执行器
5.3热电偶
5.4热电阻器
5.5应用
5.5.1惯性传感器
5.5.2流量传感器
5.5.3红外传感器
5.5.4其他传感器
5.6总结
习题
参考文献

第6章压阻传感器
6.0预览
6.1压阻效应的起源和表达式
6.2压阻传感器材料
6.2.1金属应变计
6.2.2单晶硅
6.2.3多晶硅
6.3机械元件的应力分析
6.3.1弯曲悬臂梁中的应力
6.3.2薄膜中的应力和变形
6.4压阻传感器的应用
6.4.1惯性传感器
6.4.2压力传感器
6.4.3触觉传感器
6.4.4流量传感器
6.5总结
习题
参考文献

第7章压电敏感与执行原理
7.0预览
7.1引言
7.1.1背景
7.1.2压电材料的数学描述
7.1.3悬臂梁式压电执行器模型
7.2压电材料的特性
7.2.1石英
7.2.2PZT
7.2.3PVDF
7.2.4ZnO
7.2.5其他材料
7.3应用
7.3.1惯性传感器
7.3.2声学传感器
7.3.3触觉传感器
7.3.4流量传感器
7.3.5弹性表面波
7.4总结
习题
参考文献

第8章磁执行原理
8.0预览
8.1基本概念和原理
8.1.1磁化及术语
8.1.2微磁执行器的原理
8.2微型磁性元件的制造
8.2.1磁性材料的沉积
8.2.2磁性线圈的设计与制造
8.3MEMS磁执行器的实例研究
8.4总结
习题
参考文献

第9章敏感与执行原理总结
9.0预览
9.1主要敏感与执行方式的比较
9.2其他敏感与执行方法
9.2.1隧道效应敏感
9.2.2光学敏感
9.2.3场效应晶体管
9.2.4射频谐振敏感
9.3总结
习题
参考文献

第10章体微机械加工与硅各向异性
刻蚀
10.0预览
10.1引言
10.2各向异性湿法刻蚀
10.2.1简介
10.2.2硅各向异性刻蚀规则——简单结构
10.2.3硅各向异性刻蚀规则——复杂结构
10.2.4凸角刻蚀
10.2.5独立掩膜图形之间的刻蚀相互作用
10.2.6设计方法总结
10.2.7硅各向异性湿法刻蚀剂
10.3干法刻蚀与深反应离子刻蚀
10.4各向同性湿法刻蚀
10.5汽相刻蚀剂
10.6本征氧化层
10.7专用圆片与专用技术
10.8总结
习题
参考文献

第11章表面微机械加工
11.0预览
11.1表面微机械加工基本工艺
11.1.1牺牲层刻蚀工艺
11.1.2微型马达制造工艺——第一种方案
11.1.3微型马达制造工艺——第二种方案
11.1.4微型马达制造工艺——第三种方案
11.2结构层材料和牺牲层材料
11.2.1双层工艺中的材料选择标准
11.2.2薄膜的低压化学汽相淀积
11.2.3其他表面微机械加工材料与工艺
11.3加速牺牲层刻蚀的方法
11.4黏附机制和抗黏附方法
11.5总结
习题
参考文献

第12章工艺组合
12.0预览
12.1悬空梁的制造工艺
12.2悬空薄膜的制造工艺
12.3悬臂梁的制造工艺
12.3.1扫描探针显微镜（SPM）技术
12.3.2制造微尖的常用方法
12.3.3带有集成微尖的悬臂梁
12.3.4带有传感器的悬臂梁SPM探针
12.3.5带有执行器的SPM探针
12.4影响MEMS成品率的因素
12.5总结
习题
参考文献

第13章聚合物MEMS
13.0预览
13.1引言
13.2MEMS中的聚合物
13.2.1聚酰亚胺
13.2.2SU8
13.2.3液晶聚合物（LCP）
13.2.4PDMS
13.2.5PMMA
13.2.6聚对二甲苯
13.2.7碳氟化合物
13.2.8其他聚合物
13.3典型应用
13.3.1加速度传感器
13.3.2压力传感器
13.3.3流量传感器
13.3.4触觉传感器
13.4总结
习题
参考文献

第14章微流控应用
14.0预览
14.1微流控的发展动机
14.2生物基本概念
14.3流体力学基本概念
14.3.1雷诺数与黏性
14.3.2通道中流体的驱动方法
14.3.3压力驱动
14.3.4电致流动
14.3.5电泳和介电泳
14.4微流控元件的设计与制造
14.4.1通道
14.4.2阀
14.5总结
习题
参考文献

第15章MEMS典型产品实例
15.0预览
15.1案例分析：血压（BP）传感器
15.1.1背景及历史
15.1.2器件设计考虑
15.1.3商业化实例：NovaSensor公司的血压传感器
15.2案例分析：微麦克风
15.2.1背景及历史
15.2.2器件设计考虑
15.2.3商业化实例：Knowles公司的微麦克风
15.3案例分析：加速度传感器
15.3.1背景及历史
15.3.2器件设计考虑
15.3.3商业化实例：AD公司和MEMSIC公司的加速度传感器
15.4案例分析：陀螺
15.4.1背景及历史
15.4.2Coriolis力
15.4.3MEMS陀螺设计
15.4.4单轴陀螺动力学
15.4.5商业化实例：InvenSense公司的陀螺
15.5MEMS产品开发需要考虑的主要因素
15.5.1性能和精度
15.5.2可重复性和可靠性
15.5.3MEMS产品的成本管理
15.5.4市场、投资和竞争
15.6总结
习题
参考文献

附录A典型MEMS材料特性
附录B梁、悬臂梁、板的常用力学公式
附录C处理二阶动态系统的基本方法
附录D常用材料的制备方法、刻蚀剂和能够承受的最高温度
附录E常用材料去除工艺
附录F材料和工艺之间的兼容性总结
附录G商用惯性传感器比较部分习题答案