微機電系統(tǒng)基礎(chǔ)

第1章緒論
10預(yù)覽
11MEMS研究發(fā)展史
12MEMS的本質(zhì)特征
121小型化
122微電子集成
123高精度的批量制造
13器件：傳感器和執(zhí)行器
131能量域和換能器
132傳感器
133執(zhí)行器
總結(jié)
習題
參考文獻
第2章微制造導(dǎo)論
20預(yù)覽
21微制造綜述
22微電子制造工藝
23硅基MEMS工藝
24新材料和新制造工藝
25工藝中需考慮的因素
總結(jié)
習題
參考文獻
第3章電學(xué)與機械學(xué)基本概念
30預(yù)覽
31半導(dǎo)體的電導(dǎo)率
311半導(dǎo)體材料
312載流子濃度的計算
313電導(dǎo)率和電阻率
32晶面和晶向
33應(yīng)力和應(yīng)變
331內(nèi)力分析：牛頓運動定律
332應(yīng)力和應(yīng)變的定義
333張應(yīng)力和張應(yīng)變之間的一般標量
關(guān)系
334硅和相關(guān)薄膜的力學(xué)特性
335應(yīng)力應(yīng)變的一般關(guān)系
34簡單負載條件下?lián)闲粤旱膹澢?br />341梁的類型
342純彎曲下的縱向應(yīng)變
343梁的撓度
344求解彈性形變常數(shù)
35扭轉(zhuǎn)變形
36本征應(yīng)力
37諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)
38彈簧彈性常數(shù)和諧振頻率的有源調(diào)節(jié)
39推薦教科書清單
總結(jié)
習題
參考文獻
第4章靜電敏感與執(zhí)行原理
40預(yù)覽
41靜電傳感器與執(zhí)行器概述
42平行板電容器
421平行板電容
422偏壓作用下靜電執(zhí)行器的平衡
位置
423平行板執(zhí)行器的吸合(pullin)
效應(yīng)
43平行板電容器的應(yīng)用
431慣性傳感器
432壓力傳感器
433流量傳感器
434觸覺傳感器
435平行板執(zhí)行器
44叉指電容器
45梳狀驅(qū)動器件的應(yīng)用
451慣性傳感器
452執(zhí)行器
總結(jié)
習題
參考文獻
第5章熱敏感與執(zhí)行原理
50預(yù)覽
51前言
511熱傳感器
512熱執(zhí)行器
513熱傳遞的基本原理
52基于熱膨脹的傳感器和執(zhí)行器
521熱雙層片原理
522單一材料組成的熱執(zhí)行器
53熱電偶
54熱電阻器
55應(yīng)用
551慣性傳感器
552流量傳感器
553紅外傳感器
554其他傳感器
總結(jié)
習題
參考文獻
第6章壓阻傳感器
60預(yù)覽
61壓阻效應(yīng)的起源和表達式
62壓阻傳感器材料
621金屬應(yīng)變計
622單晶硅
623多晶硅
63機械元件的應(yīng)力分析
631彎曲懸臂梁中的應(yīng)力
632薄膜中的應(yīng)力
64壓阻傳感器的應(yīng)用
641慣性傳感器
642壓力傳感器
643觸覺傳感器
644流量傳感器
總結(jié)
習題
參考文獻
第7章壓電敏感與執(zhí)行原理
70預(yù)覽
71前言
711背景
712壓電材料的數(shù)學(xué)描述
713懸臂梁式壓電執(zhí)行器模型
72壓電材料的特性
721石英
722PZT
723PVDF
724ZnO
725其他材料
73應(yīng)用
731慣性執(zhí)行器
732聲學(xué)傳感器
733觸覺傳感器
734流量傳感器
735彈性表面波
總結(jié)
習題
參考文獻
第8章磁執(zhí)行器
80預(yù)覽
81基本概念和原理
811磁化及術(shù)語
812微磁執(zhí)行器的原理
82微磁元件的制造
821磁性材料的沉積
822磁性線圈的設(shè)計和制造  
83MEMES磁執(zhí)行器的實例研究
總結(jié)
習題
參考文獻
第9章敏感與執(zhí)行原理總結(jié)
90預(yù)覽
91主要敏感與執(zhí)行方式的比較
92隧道效應(yīng)敏感
93光學(xué)敏感
931利用波導(dǎo)的敏感結(jié)構(gòu)
932利用自由空間光束的敏感結(jié)構(gòu)
933利用光學(xué)干涉測量法的位置敏感
結(jié)構(gòu)
94場效應(yīng)晶體管
95射頻諧振敏感
總結(jié)
習題
參考文獻
第10章體微機械加工與硅各向異性
腐蝕
100預(yù)覽
101前言
102各向異性濕法腐蝕
1021簡介
1022硅各向異性腐蝕的規(guī)則
——簡單例子
1023硅各向異性腐蝕的規(guī)則
——復(fù)雜結(jié)構(gòu)
1024獨立掩膜圖形之間的腐蝕
相互作用
1025設(shè)計方法總結(jié)
1026硅濕法各向異性腐蝕劑
103硅的干法刻蝕——等離子體刻蝕
104深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)
105各向同性濕法腐蝕
106氣相刻蝕劑
107自然氧化層
108鍵合
109加工實例
1091懸空梁和薄板
1092懸空膜
總結(jié)
習題
參考文獻
第11章表面微機械加工
110預(yù)覽
111表面微機械加工基本工藝
1111犧牲層腐蝕工藝
1112微型馬達的制造工藝
——第一種方案
1113微型馬達的制造工藝
——第二種實現(xiàn)方案
1114微型馬達制造工藝
——第三種實現(xiàn)方法
112結(jié)構(gòu)層材料和犧牲層材料
1121材料選擇標準
1122低壓化學(xué)氣相淀積薄膜
1123其他表面微機械加工材料和
工藝
113加速犧牲層腐蝕的方法
114黏附機制和抗粘附方法
1153D MEMS的組裝
116加工廠制造工藝
總結(jié)
習題
參考文獻
第12章聚合物MEMS
120預(yù)覽
121前言
122MEMS中的聚合物
1221聚酰亞胺
1222SU8
1223液晶聚合物(LCP)
1224PDMS
1225PMMA
1226聚對二甲苯
1227碳氟化合物
1228其他聚合物
123典型應(yīng)用
1231加速度傳感器
1232壓力傳感器
1233流量傳感器
1234觸覺傳感器
總結(jié)
習題
參考文獻
第13章微流控學(xué)應(yīng)用
130預(yù)覽
131微流控的發(fā)展動機
132生物基本概念
133流體力學(xué)基本概念
1331雷諾數(shù)和黏性
1332通道中流體的驅(qū)動方法
1333壓力驅(qū)動
1334電致的流動
1335電泳和介電泳
134可微流控元件的設(shè)計與制造
1341通道
1342閥
總結(jié)
習題
參考文獻
第14章掃描探針顯微鏡部件
140預(yù)覽
141前言
1411掃描探針顯微鏡(SPM)技術(shù)
1412用途廣泛SPM家族
1413掃描探針顯微鏡技術(shù)的擴展
142制造探針的常見方法
143帶有集成探針的懸臂梁
1431一般設(shè)計考慮
1432常見的制造方法
1433其他技術(shù)
144帶有傳感器和執(zhí)行器的SPM探針
1441集成有傳感器的SPM探針
1442帶有執(zhí)行器的SPM探針總結(jié)
習題
參考文獻
第15章光MEMS
150預(yù)覽
151無源MEMS光學(xué)器件
1511透鏡
1512反射鏡
152有源光MEMS執(zhí)行器
1521離面小位移執(zhí)行器
1522面內(nèi)大位移執(zhí)行器
1523離面轉(zhuǎn)動執(zhí)行器
總結(jié)
習題
參考文獻
第16章MEMS技術(shù)組織與管理
160預(yù)覽
161研發(fā)策略
習題
參考文獻
附錄A材料特性
參考文獻
附錄B梁與膜的常用力學(xué)公式