MEMS技术及应用

蒋庄德等著的《MEMS技术及应用(高等学校教材)(精)/机械工程前沿著作系列/优选制造科学与技术丛书》讨论的主题是微机电系统(MEMS)这一前沿交叉学科。作者通过对MEMS技术的主要方面：结构、材料、工艺、设计、测量进行系统论述，并随之对MEMS的典型应用进行分类介绍，为读者勾勒出当前微机电系统的发展全貌。作为对主体内容的补充和延伸，纳机电系统(NEMS)和石墨烯在本书的结尾部分被予以专门的讨论。为MEMS专业课程提供适用的本科和研究生教材是本书的出发点，为达此目的，本书在内容安排上注意基础理论知识和具体技术细节并重，力图体现作者对MEMS专业方向学生的培养理念和教学思路。

蒋庄德，中国工程院院士，西安交通大学教授，英国伯明翰大学博士、名誉教授，澳大利亚新南威尔士大学客座教授；教育部科学技术委员会副主任兼战略研究指导委员会主任，国务院学位委员会学科评议组成员，中国机械工程学会副理事长，中国微米纳米技术学会副理事长等；教育部“微纳制造与测试技术”国际联合实验室主任。
长期从事微纳制造与优选传感技术、精密超精密加工与测试技术及装备等方面的研究，在高端MEMS传感技术及系列器件、数字化精密测量以及超精密加T技术与装备等工程科技领域成果卓著，在微纳米技术相关基础理论和生物检测技术及仪器等方面开展了创新性研究。获国家技术发明二等奖2项，国家科技进步二等奖1项，其他省部级奖励9项；获首届全国创新争先奖，何梁何利科学与技术进步奖，西安交通大学研究生教育突出贡献奖。发表学术论文600余篇。

第1章 MEMS导论
1.1 概念与定义
1.2 优势与不足
1.3 历史与发展
1.4 产业与市场
第2章 MEMS结构
2.1 微尺度效应对微结构的影响
2.2 微加工工艺对微结构的影响
2.3 换能物理效应对微结构的影响
2.3.1 压电效应
2.3.2 静电效应
2.3.3 热胀效应
参考文献
第3章 MEMS材料
3.1 单晶硅
3.1.1 晶圆制备
3.1.2 晶体结构
3.1.3 力学性能
3.1.4 压阻特性
3.2 硅基薄膜
3.2.1 多晶硅
3.2.2 二氧化硅
3.2.3 氮化硅
3.2.4 碳化硅
3.3 其他材料
3.3.1 陶瓷
3.3.2 聚合物
3.3.3 金属
3.3.4 新兴材料
3.4 材料性能表征
3.4.1 纳米压人法
3.4.2 四探针法
参考文献
第4章 MEMS工艺
4.1 光刻
4.1.1 光刻原理
4.1.2 UV光刻版
4.1.3 UV光刻机
4.1.4 光刻流程
4.2 非等离子体硅微加工技术
4.2.1 薄膜淀积
4.2.2 刻蚀
4.2.3 材料改性
4.3 等离子体物理基础
4.3.1 什么是等离子体
4.3.2 等离子体密度
4.3.3 等离子体鞘层
4.3.4 直流与射频放电
4.4 等离子体硅微加工技术
4.4.1 离子溅射
4.4.2 等离子体增强化学气相沉积
4.4.3 等离子体刻蚀
4.5 MEMS硅微加工流程
4.5.1 体硅微加工流程
4.5.2 表面硅微加工流程
4.5.3 多用户MEMS加工流程
4.5.4 MEMS结构与IC的集成策略
4.6 LIGA与准LIGA工艺
4.6.1 LIGA工艺
4.6.2 准LIGA工艺
4.7 MEMS封装技术
4.7.1 电子封装基础
4.7.2 MEMS封装策略
4.7.3 MEMS封装工艺与材料
参考文献
第5章 MEMS设计
5.1 设计方法
5.1.1 非辅助设计方法
5.1.2 辅助设计方法
5.2 设计过程
5.2.1 设计依据
5.2.2 工艺设计
5.2.3 力学设计
5.3 计算机辅助设计
5.3.1 基于ANSYS的结构仿真
5.3.2 基于Tanner的掩模版图设计
5.3.3 基于Conventor ware的工艺仿真
5.4 MEMS设计中的工程力学
5.4.1 传感器的典型力学特性
5.4.2 传感器的典型力学结构
5.5 压力传感器硅芯片设计实例
5.5.1 一般描述
5.5.2 芯片的几何结构和尺寸设计
5.5.3 芯片的强度设计
5.5.4 工作压力设计
5.5.5 工作温度设计
参考文献
第6章 MEMS测量
6.1 光学显微测量
6.2 光学干涉测量
6.2.1 位移干涉测量
6.2.2 相移干涉测量
6.2.3 白光干涉测量
6.3 其他光学测量技术
6.3.1 椭圆偏振测量法
6.3.2 三角漫4量法
6.3.3 激光扫描显微镜法
6.4 原子力显微镜
6.4.1 测量原理
6.4.2 MEMS中的AFM测量
6.5 扫描电子显微镜
6.5.1 工作原理
6.5.2 测量特点
6.5.3 SEM对试样的要求及其在MEMS中的应用
6.6 MEMS动态测量
6.6.1 基于频闪成像、计算机视觉和干涉测量的MEMS动态测量
6.6.2 基于激光多普勒测振的MBMS动态测量
6.6.3 基于其他原理和方法的MEMS动态测量
参考文献
第7章 MEMS应用
7.1 MEMS传感器
7.1.1 压阻式耐高温压力传感器
7.1.2 MEMS微加速度传感器
7.1.3 MEMS微陀螺
7.1.4 微麦克风
7.1.5 微电极
7.2 MEMS执行器
7.2.1 静电执行器
7.2.2 压电执行器
7.2.3 形状记忆合金执行器
7.2.4 热执行器
7.3 典型MEMS器件
7.3.1 数字微镜
7.3.2 微流体芯片及系统
7.3.3 MEMS机器人
7.3.4 微纳卫星
参考文献
第8章 NEMS概述
8.1 绪论
8.1.1 NEMS的定义
8.1.2 NEMS的特点
8.1.3 NEMS的发展
8.1.4 NEMS的应用
8.2 NEMS材料、工艺与器件
8.2.1 纳米材料
8.2.2 纳米加工
8.2.3 纳传感器、执行器和纳光电器件
8.3 纳集成系统
8.3.1 集成方法
8.3.2 典型纳集成系统
8.4 纳米线光电探测器的设计制备案例
8.4.1 纳米线结构的制备方法
8.4.2 CdS纳米线光电探测器设计与制备
参考文献
第9章 石墨烯概述
9.1 石墨烯的发现
9.2 石墨烯的结构
9.3 石墨烯的性质
9.4 石墨烯的制备方法
9.5 石墨烯的结构表征技术
9.6 石墨烯的应用
9.6.1 石墨烯器件
9.6.2 石墨烯复合材料
参考文献