微机电系统(MEMS)工程基础电子书概览

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"本书是关于微电子机械系统(MEMS)工程的入门读物,涵盖了MEMS技术的基本概念、材料和制造工艺。" MEMS,全称微电子机械系统,是一种集成了微型机械结构和电子元件的技术,它将机械、光学、化学和生物功能与微电子学相结合,形成微型化、智能化的器件。这项技术源于微米尺度的精密加工,旨在创造具有广泛应用潜力的微小设备。 书中提到,MEMS的主要吸引力在于其能够实现传统大型机械系统无法达到的性能、成本和尺寸优势。MEMS器件可以应用于各种领域,包括但不限于传感器(如加速度计、陀螺仪)、执行器(如微型泵和阀)、微镜、生物医疗设备、微型能源系统以及光学通信设备等,这些市场正在迅速增长。 在考虑是否采用MEMS技术时,书中讨论了制定标准的重要性,因为这有助于确保互操作性、降低成本并促进技术发展。然而,MEMS领域的标准化进程面临挑战,因为它涉及到跨学科的复杂性和技术的独特性。 在介绍MEMS材料时,书中详述了硅作为基础材料,包括硅本体、氧化硅和氮化硅,它们是MEMS制造中的常用材料。此外,还提到了金属层、聚合物、玻璃和石英基底、碳化硅、金刚石、III-V族化合物半导体,以及形状记忆合金等。每种材料都有其特定的物理属性和效应,如压阻效应、热电效应,这些特性对于MEMS器件的设计和功能至关重要。 接着,书中探讨了微加工过程的基本工具,如外延生长、氧化、溅射沉积、蒸发、化学气相沉积、旋涂方法、光刻和蚀刻等。这些工艺是构建MEMS器件的关键步骤。同时,也介绍了高级工艺工具,如阳极键合、硅直接键合、研磨和抛光等,这些都是制造微型结构所必需的精细工艺。 这本书为读者提供了一个全面的MEMS技术入门指南,涵盖了从基本概念到材料选择,再到制造工艺的全过程,是理解和探索这一前沿领域的宝贵资源。通过深入学习,读者将能够理解MEMS技术的核心原理,并了解如何利用这些知识来设计和制造微型器件。