Materials and Device Characterization in Micromachining II pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Vladimirsky, Yuli (EDT)/ Friedrich, Craig R. (EDT)/ Society of Photo-Optical Instrumentation Enginee

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:

价格:80

装帧:Pap

isbn号码:9780819434722

丛书系列:

图书标签:

• Micromachining
• Materials Science
• Device Characterization
• Microfabrication
• MEMS
• Semiconductor Materials
• Thin Films
• Surface Analysis
• Materials Testing
• Nanotechnology

好的，这是一本关于材料与器件表征在微加工领域的新书简介，不涉及您提及的特定书籍内容，并力求详尽和专业。 --- 书名：先进微纳加工中的界面控制与结构表征：从基础理论到前沿应用 内容简介： 随着微电子、光电子、生物医学和MEMS/NEMS等领域的飞速发展，对微纳尺度下材料的精确加工、界面行为的深刻理解以及器件性能的全面表征提出了前所未有的挑战。本书《先进微纳加工中的界面控制与结构表征：从基础理论到前沿应用》旨在系统梳理并深入探讨当前微纳加工领域中最为关键的环节——材料界面的精确调控与复杂结构的无损、高精度表征技术。本书不仅仅关注单一的制造步骤或测量工具，而是着重于将材料科学、物理化学、精密工程与先进分析技术有机结合，为研究人员和工程师提供一套完整的、跨学科的解决思路。 本书结构分为四个主要部分，层层递进，由浅入深。 第一部分：微纳加工中的界面物理与化学基础 本部分首先奠定了理解微纳尺度界面行为的理论基础。在微米和纳米尺度下，表面能、界面能、范德华力、静电力以及毛细管力等表面效应的作用强度远超宏观尺度，这些因素直接决定了薄膜的成核、生长模式、薄膜的应力状态以及最终器件的可靠性。 我们将详细阐述薄膜沉积（如原子层沉积ALD、化学气相沉积CVD、物理气相沉积PVD）过程中，基底与沉积物之间相互作用的动力学模型。重点讨论了界面缺陷的形成机制，包括晶格失配导致的位错、杂原子掺杂导致的电学特性改变，以及不同环境气氛对界面化学键合的影响。此外，本书还引入了“界面工程”的概念，探讨如何通过表面预处理（如等离子体活化、自组装单分子层SAMs）来精确控制后续沉积层的生长取向和界面能。我们利用密度泛函理论（DFT）计算作为辅助工具，阐释了原子尺度上反应能垒和吸附位点的变化规律，为优化工艺参数提供了理论指导。 第二部分：先进微纳结构的原位与离位表征技术 准确的表征是实现可控制造的前提。本部分聚焦于当前用于表征微纳结构的关键技术，并侧重于其在复杂工艺流程中的应用。我们对电子显微技术（SEM, TEM, STEM）进行了深入剖析，特别强调了高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）在晶界分析和缺陷识别中的应用，以及能量分散X射线光谱（EDS）和电子能量损失谱（EELS）在元素化学态分析和界面扩散评估中的能力。 在薄膜和界面分析方面，本书详细介绍了X射线衍射（XRD）及其高角度环绕测量（Pole Figure）如何揭示薄膜的织构和应力状态。椭偏仪（Ellipsometry）被作为一种快速、非接触的膜厚和光学常数测量工具进行了专门讨论，并扩展到对动态退火过程中光学常数变化的监测。此外，表面形貌和粗糙度分析采用了原子力显微镜（AFM）的三维成像技术，并结合了相衬成像模式来区分不同材料的粘附性和机械性质差异。对于器件层级的电学特性测试，我们涵盖了半导体参数分析仪（Semiconductor Parameter Analyzer, SPA）在高通量测试中的应用，以及如何利用开尔文探针力显微镜（KPFM）来绘制工作函数分布图，从而揭示局部电势不均匀性。 第三部分：微纳器件的可靠性与失效分析 在微纳器件走向商业化的过程中，可靠性是决定性因素。本部分将表征技术应用于实际的失效分析流程中。我们探讨了机械应力、热循环、静电放电（ESD）以及环境腐蚀（如湿度和污染物）对微纳结构寿命的影响。 对于MEMS器件，重点分析了残余应力导致的结构形变和疲劳断裂问题。我们引入了激光多普勒测振仪（LDV）在测量微振梁谐振频率和阻尼系数中的应用，并结合X射线光电子能谱（XPS）对表面氧化层和污染物进行分析，以确定腐蚀的起始点和化学机理。对于先进封装器件，我们将热分析技术（如差示扫描量热法DSC和热重分析TGA）与高精度形貌测量结合，评估了不同封装材料的热膨胀系数失配导致的界面应力集中。本章强调了建立“结构-性能-失效”关联性的系统化方法论。 第四部分：前沿领域的交叉表征案例 最后，本书将前述的理论和技术应用于当前最具活力的前沿领域，展示了跨学科表征的强大能力。 生物界面与传感器： 讨论了如何利用表面等离子体共振（SPR）和电化学阻抗谱（EIS）来监测生物分子在微电极阵列上的吸附和反应动力学。重点分析了生物相容性涂层（如聚合物或碳纳米管阵列）的表面电荷分布和微观形貌如何影响细胞粘附和信号转导效率。 二维材料与范德华异质结： 针对石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）等二维材料，本书介绍了拉曼光谱技术在确定层数、应变和掺杂水平中的关键作用。我们详细阐述了如何使用TEM/STEM配合EELS来解析原子尺度的晶格缺陷和层间堆叠顺序对电荷迁移率的影响。 高频与功率器件： 在GaN/SiC等宽禁带半导体器件的研发中，热管理至关重要。本节展示了如何结合红外热成像（IR Thermography）和微区光致发光（PL Mapping）技术，实时监测器件工作时结温的分布，并关联到衬底界面处的晶圆键合质量和热阻。 本书内容翔实，配有大量原创的实验数据图谱和设备配置示意图，旨在成为微纳制造、材料科学、电子工程及相关领域高级本科生、研究生和专业工程师的必备参考书。它强调的不仅仅是“测量什么”，更是“如何选择最合适的工具组合来揭示深层物理机制”，最终实现对下一代微纳器件的精准设计与可靠制造。

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