具体描述
微机电系统是20世纪末兴起，并在21世纪初开始快速发展的高科技前沿领域。其所涉及领域不断扩大，相关研究也日趋深入。《微机电系统工程基础》主要介绍相关的工程基础知识。《微机电系统工程基础》共11章，较为详细地介绍了半导体制作工艺、执行器、微系统的工作机理及制作方法和应用范围、各种新发展的微检测技术、微系统设计、建模方法和应注意的事项等，还重点介绍了微机电系统的固体力学、微流体力学和微尺度传热的基础知识，分析了微系统中的工程特点，与传统工程科学的区别，传统理论在微机电系统应用中所受到的限制及其修正，微机电系统中常见的失效方式及其应对原则等。
《微机电系统工程基础》可供高等学校相关专业高年级选做本科教育教材，也可以供感兴趣的研究生、科研人员参考之用。
《微纳加工技术与应用》 本书系统地阐述了微纳加工领域的核心技术，为从事微电子、MEMS、光电子、生物传感器及微流控等前沿科学研究和工程应用的科研人员、工程师和研究生提供了全面的技术指导和理论基础。 第一部分：微纳加工基础理论 本部分深入剖析了微纳加工所需的基本物理化学原理。内容涵盖了材料科学的基础，包括半导体材料、压电材料、磁性材料、高分子材料等的宏观和微观特性，以及它们在微纳器件设计中的选择与应用。接着，详细介绍了表面科学与界面工程，着重讨论了表面能、润湿性、表面改性以及界面反应等关键概念，这对实现微纳结构的功能化和集成化至关重要。此外，还系统阐述了薄膜沉积原理，包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）两大类方法的具体工艺（如溅射、蒸发、PECVD、LPCVD等），并分析了不同沉积技术在制备高质量薄膜方面的优缺点及适用范围。 第二部分：核心微纳加工技术 本部分是本书的重中之重，详细介绍了构成微纳加工工艺链的关键技术。 光刻技术： 从经典的紫外光刻（UV Lithography）讲起，逐步深入到深紫外光刻（DUV）、极紫外光刻（EUV）等先进技术，阐述了光刻机的原理、曝光工艺（接触式、接近式、投影式）、光刻胶的种类（正性、负性）、显影工艺及分辨率极限的理论计算。特别强调了掩模版（Mask）的设计与制造，以及光刻过程中面临的衍射、干涉、绕射等光学难题及其解决方案。 刻蚀技术： 详细讲解了干法刻蚀（Dry Etching）和湿法刻蚀（Wet Etching）两大类技术。干法刻蚀部分，重点介绍反应离子刻蚀（RIE）、感应耦合等离子体刻蚀（ICP-RIE）等主流工艺，分析了刻蚀机理、等离子体的产生与控制、刻蚀速率、选择性、各向异性等关键参数，并探讨了如何通过工艺优化实现高精度、高深宽比的刻蚀。湿法刻蚀部分，则介绍了各种化学腐蚀剂及其适用材料，分析了其各向同性刻蚀的特点和在特定应用中的优势。 薄膜沉积技术（深化）： 在基础理论之上，本部分将深入探讨具体薄膜沉积技术的工艺细节、设备结构以及参数优化。例如，对于溅射，将详细介绍磁控溅射、射频溅射的原理，讨论靶材选择、溅射功率、气体压力、基板温度等对薄膜均匀性、致密性、附着力及导电/绝缘特性的影响。对于CVD，则会细致讲解前驱体选择、反应温度、压力、载气流速等对薄膜成分、晶体结构、生长速率的影响。 其他关键工艺： 此外，本书还涵盖了诸如化学机械抛光（CMP）、表面处理（如清洗、钝化）、键合技术（如压键合、熔融键合、阳极键合）、晶圆减薄与切割等微纳制造中不可或缺的工艺。CMP部分将分析其实现平面化和高精度抛光的机理，并讨论抛光液、抛光垫和工艺参数的匹配。键合技术部分，将重点阐述不同键合方法的原理、工艺条件以及在器件封装、异质集成中的应用。 第三部分：微纳加工工艺集成与应用 本部分将前两部分的技术融会贯通，展示如何将不同的微纳加工技术进行有效的组合，以实现特定功能的微纳器件制造。 微纳器件设计流程： 介绍从概念设计到最终制造的完整流程，包括器件原理分析、结构设计、仿真验证（如电学、热学、力学仿真）、掩模版设计与验证。 典型微纳器件的制造工艺流程： 选取具有代表性的微纳器件，如微加速度计、微陀螺仪、微型泵、微喷嘴、压力传感器、光学器件（如微透镜、光栅）等，详细剖析其从材料选择到最终成品的完整制造工艺链。例如，在讲解微加速度计时，将详细介绍如何通过光刻、刻蚀、薄膜沉积等工艺来构建悬浮的敏感结构，并进行电学传感器的集成。 可靠性与质量控制： 讨论微纳器件在制造过程中可能遇到的缺陷类型、失效模式，以及相应的质量控制方法和可靠性测试技术。包括表面缺陷检测、形貌分析（SEM, TEM, AFM）、成分分析（EDX, XPS）等。 第四部分：新兴微纳制造技术与未来展望 本部分将聚焦于当前和未来可能成为主流的微纳加工技术，拓展读者的视野。 增材制造（3D打印）在微纳领域的应用： 介绍光固化（SLA/DLP）、电子束熔融（EBM）等技术在微纳结构精密制造中的潜力，以及其在复杂结构、定制化器件制造上的优势。 纳米压印技术（NIL）： 阐述纳米压印技术的原理、不同类型（机械压印、热压印、光辅助压印），以及其在制造亚微米及纳米级图案上的高效性。 生物微纳技术（Bio-MEMS/NEMS）： 探讨微纳加工技术如何与生物医学相结合，例如微流控芯片（Lab-on-a-chip）、生物传感器、微针阵列等，以及其在疾病诊断、药物递送等领域的应用前景。 柔性与可穿戴微纳电子学： 介绍如何利用柔性基底和特殊的加工技术，制造可弯曲、可拉伸的微纳电子器件，以及其在可穿戴设备、柔性显示等方面的应用。 通过系统学习本书，读者将能够深刻理解微纳加工技术的精髓，掌握关键工艺的操作要领，并能够独立设计和分析复杂的微纳器件，为在相关领域的创新研究与工程实践奠定坚实的基础。
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