微机电系统基础
出版时间：2007
丛编项： 电子与电气工程丛书
内容简介
　　本书循序渐进，体系严密，在内容组织上是一本教科书，已被美国一些著名大学采用。全书共分16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实践中所必须掌握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章讨论了与聚合物有关的。MEMS制造技术；根据这些敏感与执行方法以及制造方法，第13一15章选择了MEMS主要应用领域作为实例介绍，包括微流控应用、用于扫描探针显微术的器件、光MEMS。第16章介绍了工艺集成问题和项目管理问题。本书适合于微机电系统（MEMS）、微电子、机械工程、仪器仪表等专业的高年级本科生作为教材，也适合于这些领域的研究生及科技人员参考。
目录
第1章绪论
10预览
11MEMS研究发展史
12MEMS的本质特征
121小型化
122微电子集成
123高精度的批量制造
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
133执行器
总结
习题
参考文献
第2章微制造导论
20预览
21微制造综述
22微电子制造工艺
23硅基MEMS工艺
24新材料和新制造工艺
25工艺中需考虑的因素
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求解弹性形变常数
35扭转变形
36本征应力
37谐振频率和品质因数
38弹簧弹性常数和谐振频率的有源调节
39推荐教科书清单
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(pullin)
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
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前言
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
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
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
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前言
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惯性执行器
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
总结
习题
参考文献
第8章磁执行器
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微磁元件的制造
821磁性材料的沉积
822磁性线圈的设计和制造
83MEMES磁执行器的实例研究
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隧道效应敏感
93光学敏感
931利用波导的敏感结构
932利用自由空间光束的敏感结构
933利用光学干涉测量法的位置敏感
结构
94场效应晶体管
95射频谐振敏感
总结
习题
参考文献
第10章体微机械加工与硅各向异性
腐蚀
100预览
101前言
102各向异性湿法腐蚀
1021简介
1022硅各向异性腐蚀的规则
——简单例子
1023硅各向异性腐蚀的规则
——复杂结构
1024独立掩膜图形之间的腐蚀
相互作用
1025设计方法总结
1026硅湿法各向异性腐蚀剂
103硅的干法刻蚀——等离子体刻蚀
104深反应离子刻蚀(DRIE)
105各向同性湿法腐蚀
106气相刻蚀剂
107自然氧化层
108键合
109加工实例
1091悬空梁和薄板
1092悬空膜
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牺牲层腐蚀工艺
1112微型马达的制造工艺
——第一种方案
1113微型马达的制造工艺
——第二种实现方案
1114微型马达制造工艺
——第三种实现方法
112结构层材料和牺牲层材料
1121材料选择标准
1122低压化学气相淀积薄膜
1123其他表面微机械加工材料和
工艺
113加速牺牲层腐蚀的方法
114黏附机制和抗粘附方法
1153D MEMS的组装
116加工厂制造工艺
总结
习题
参考文献
第12章聚合物MEMS
120预览
121前言
122MEMS中的聚合物
1221聚酰亚胺
1222SU8
1223液晶聚合物(LCP)
1224PDMS
1225PMMA
1226聚对二甲苯
1227碳氟化合物
1228其他聚合物
123典型应用
1231加速度传感器
1232压力传感器
1233流量传感器
1234触觉传感器
总结
习题
参考文献
第13章微流控学应用
130预览
131微流控的发展动机
132生物基本概念
133流体力学基本概念
1331雷诺数和黏性
1332通道中流体的驱动方法
1333压力驱动
1334电致的流动
1335电泳和介电泳
134可微流控元件的设计与制造
1341通道
1342阀
总结
习题
参考文献
第14章扫描探针显微镜部件
140预览
141前言
1411扫描探针显微镜(SPM)技术
1412用途广泛SPM家族
1413扫描探针显微镜技术的扩展
142制造探针的常见方法
143带有集成探针的悬臂梁
1431一般设计考虑
1432常见的制造方法
1433其他技术
144带有传感器和执行器的SPM探针
1441集成有传感器的SPM探针
1442带有执行器的SPM探针总结
习题
参考文献
第15章光MEMS
150预览
151无源MEMS光学器件
1511透镜
1512反射镜
152有源光MEMS执行器
1521离面小位移执行器
1522面内大位移执行器
1523离面转动执行器
总结
习题
参考文献
第16章MEMS技术组织与管理
160预览
161研发策略
习题
参考文献
附录A材料特性
参考文献
附录B梁与膜的常用力学公式