微机电系统基础

《微机电系统基础》，Chang Liu 著，黄庆安 译，出版社： 机械工业出版社。

机械工业出版社成立于1950年，是建国后国家设立的第一家科技出版社，前身为科学技术出版社，1952年更名为机械工业出版社。机械工业出版社（以下简称机工社）由机械工业信息研究院作为主办单位，目前隶属于国务院国资委。

目录

内容简介

本书*1版被翻译成3种文字出版发行，并已被美国一些大学作为教科书，在MEMS领域享有较高声誉。全书共分15章。*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；*10～11章详细介绍了微制造中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；*12章讨论了工艺技术的综合应用；*13章介绍了与聚合物有关的MEMS制造技术；*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；*15章选择了MEMS商业化产品实例进行介绍。

本书循序渐进，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。

目录

• 2版译者序

• 1版译者序

教师备忘录

前言

• 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

• 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

• 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

• 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——*一种方案

11.1.3微型马达制造工艺——*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

• 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

• 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

• 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

• 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