用于恶劣环境的碳化硅微机电系统 (英)张,王晓浩,唐飞,王文弢 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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英张，王晓浩，唐飞，王文弢 著

图书标签:

• 碳化硅
• 微机电系统
• MEMS
• 恶劣环境
• 传感器
• 材料科学
• 电子工程
• 可靠性
• 高温
• 耐腐蚀

店铺： 典则俊雅图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030268624

商品编码：29793786099

包装：平装

出版时间：2010-03-01

图书基本信息,请以下列介绍为准
书名	用于恶劣环境的碳化硅微机电系统
作者	(英)张,王晓浩,唐飞,王文弢
定价	35.00元
ISBN号	9787030268624
出版社	科学出版社
出版日期	203-01
版次	1

其他参考信息（以实物为准）
装帧：平装	开本：16开	重量：0.640
版次：1	字数：	页码：

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目录

内容提要

碳化硅以其优异的温度特性、电迁移特性、机械特性等，越来越被微电子和微机电系统研究领域所关注，不断有新的研究群体介入这一材料及其应用的研究。《用于恶劣环境的碳化硅微机电系统》是目前译者见到的一本系统论述碳化硅微机电系统的著作，作者是来自英、美从事碳化硅微机电系统研究的几位学者，他们系统综述了碳化硅生长、加工、接触、腐蚀和应用等环节的技术和现状，汇聚了作者大量的经验和智慧。 　　《用于恶劣环境的碳化硅微机电系统》可供从事微电子、微机械研究的科研人员参考阅读，也可以作为研究生专业课程教材或参考书目。

编辑推荐

作者介绍

序言

《微机械精密加工技术进展与应用》 内容简介 在日新月异的科技浪潮中，微机械系统（MEMS）作为集微电子、微光学、微机械、微流控等功能于一体的集成器件，正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面。从智能手机的传感器到汽车的安全气囊，从医疗诊断设备到航空航天领域的精密仪器，MEMS技术的身影无处不在，深刻地改变着现代工业的格局和人类的生活方式。而微机械的精密加工，正是支撑起MEMS技术蓬勃发展的关键基石。 本书《微机械精密加工技术进展与应用》旨在为广大科研人员、工程师、研究生以及对MEMS制造技术感兴趣的业界同仁，提供一个全面、深入、前沿的知识体系。本书并非孤立地介绍某一种加工技术，而是着眼于整个微机械精密加工领域的发展脉络、核心原理、主流工艺、前沿探索以及实际应用，力求呈现一个多维度、系统化的图景。 第一部分：微机械加工技术基础与核心原理 在深入探讨具体加工工艺之前，本书首先回顾并梳理了微机械加工领域的基本概念与核心原理。这部分内容将为读者构建起坚实的理论基础，理解后续复杂技术的出发点。 微尺度下的物理与化学现象： 微机械加工的独特性在于其工作在微观尺度。本书将深入剖析在微米乃至亚微米尺度下，表面张力、静电吸附、分子间作用力等宏观尺度下不显著的物理效应如何成为加工中的关键挑战与机遇。同时，化学反应的动力学、物质传输过程在微通道内的特殊表现也将得到详细阐述。 材料特性在微机械制造中的考量： 微机械系统对材料的要求极高，需要兼顾机械强度、生物相容性、电学/光学性能、耐腐蚀性等多种特性。本书将系统介绍半导体材料（如硅、石英）、聚合物、金属、陶瓷等在MEMS领域常用的材料，并重点分析其微加工过程中的行为特点、加工参数选择以及材料与工艺的匹配性。 微机械系统设计与加工的相互影响： 微机械的设计与加工是紧密耦合的。本书将探讨如何基于特定的加工工艺来优化器件结构设计，以及如何根据设计要求选择最适合的加工方法。微机械的可靠性、集成性、小型化等设计目标，都与加工的精度、分辨率、可实现性息息相关。 第二部分：主流微机械精密加工技术详解 本书的核心内容在于对当前微机械领域主流的精密加工技术的深度解析。每一项技术都将从原理、工艺流程、设备要求、优缺点、典型应用案例等方面进行详细阐述。 光刻技术（Photolithography）： 作为微电子和MEMS制造的基石，光刻技术在本书中占据重要地位。我们将详细介绍光刻原理，包括掩模版设计、光刻胶特性、曝光机类型（如接触式、接近式、投影式），以及不同波长光源（紫外、深紫外、极紫外）的应用。特别会关注在MEMS制造中，光刻技术如何用于定义复杂的三维结构，以及深层光刻（如LIGA工艺中的光刻步骤）的挑战与解决方案。 刻蚀技术（Etching）： 刻蚀是移除不需要材料、形成器件结构的关键步骤。本书将全面介绍干法刻蚀（如等离子体刻蚀、反应离子刻蚀RIE、电感耦合等离子体刻蚀ICP-RIE）和湿法刻蚀。对于干法刻蚀，我们将深入探讨各向异性刻蚀和各向同性刻蚀的机理，关键工艺参数（如气体种类、流量、功率、温度、压力）对刻蚀速率、选择比、侧壁形貌的影响，以及定向刻蚀（Bosch工艺）等技术在形成高深宽比结构中的应用。湿法刻蚀则会分析不同腐蚀液对不同材料的腐蚀特性，以及在微结构制造中的优势与局限。 薄膜沉积技术（Thin Film Deposition）： 微机械系统常常需要制备具有特定功能的薄膜层，如导电层、绝缘层、压电层、敏感层等。本书将详细介绍物理气相沉积（PVD，包括溅射、蒸发）和化学气相沉积（CVD，包括热CVD、等离子体增强CVD PECVD、低压CVD LPCVD）等主流技术。我们将重点讨论薄膜的均匀性、致密性、附着力、应力控制以及薄膜材料的选型与性能。 微型机械加工技术（Micromachining）： 除了标准的半导体工艺，一些专门针对微机械加工的技术也得到重点介绍。 LIGA工艺（Lithographie, Galvanoformung, Abformung）： 重点阐述其结合了深紫外光刻、电镀和注塑成型的独特优势，能够制造高深宽比、复杂截面形状的金属或聚合物微结构，以及其在微电机、微泵、微阀等领域的应用。 微飞秒/皮秒激光加工： 介绍超快激光在材料去除、表面改性、微结构三维打印等方面的独特优势，例如其高精度、低热影响区、对材料种类广泛的适用性。 微注塑成型（Micro-injection Molding）： 聚焦于如何通过模具精密加工与成型工艺优化，实现聚合物微器件的大批量、低成本制造。 微特种加工技术： 如超声加工、电火花加工（EDM）在微型硬质材料加工中的应用，以及微钻孔、微磨削等。 第三部分：前沿微机械加工技术与发展趋势 随着MEMS技术的不断深化，新的加工技术和制造理念也在不断涌现。本书的第三部分将目光投向这些前沿领域，展现微机械加工的未来发展方向。 三维微纳制造技术： 探讨各种实现三维复杂微纳结构的技术，包括但不限于： 立体光刻（Stereolithography, SLA）与数字光处理（Digital Light Processing, DLP）: 在微观尺度下的应用，如何实现高精度、高分辨率的三维打印。 两光子聚合（Two-photon Polymerization, TPP）： 介绍其实现亚微米级甚至纳米级三维结构的能力，以及在微纳米机器人、精密光学元件等领域的潜力。 多层堆叠与键合技术： 如何通过精确的晶圆键合、局部沉积等技术，将二维结构的微机械器件堆叠成复杂的三维系统。 增材制造（3D打印）在微机械领域的创新应用： 重点关注适用于微尺度制造的3D打印技术，如微立体光刻、喷墨式3D打印、微熔融沉积等，分析其在快速原型制造、定制化微器件开发、复杂功能集成等方面的优势。 智能与自适应微机械制造： 探讨如何引入机器学习、人工智能等技术，实现加工过程的智能化监控、参数优化与误差补偿。同时，关注自修复、自适应功能的微机械器件的制造挑战。 绿色与可持续微加工： 随着环保意识的提升，本书也将讨论如何开发更环保的加工材料、降低能耗、减少废弃物排放，实现微机械制造的可持续发展。 第四部分：微机械精密加工的应用领域与案例分析 理论联系实际，本书将通过大量的实际应用案例，向读者展示微机械精密加工技术如何赋能各个行业，解决实际问题。 传感器与执行器： 介绍各类惯性传感器（加速度计、陀螺仪）、压力传感器、微流控传感器、声学传感器，以及微型驱动器、微型泵、微型阀等的设计与制造。 生命科学与医疗领域： 探讨微流控芯片（Lab-on-a-chip）、微针阵列、药物输送系统、生物传感器、内窥镜等微型医疗器械的制造技术。 航空航天与国防： 分析微型化、轻量化、高可靠性的微机械系统在导航、控制、通信、成像等关键领域的应用。 消费电子与汽车工业： 介绍智能手机、可穿戴设备、汽车电子中的MEMS传感器（如麦克风、加速度计、气囊传感器）等的设计与制造。 新能源与环境监测： 阐述微型燃料电池、微型传感器在能源转换与环境监测中的作用。 总结与展望 本书的最后一章将对全书内容进行总结，并对微机械精密加工技术的未来发展进行展望。我们将探讨未来可能出现的技术突破，如纳米制造与微制造的融合、智能化制造平台的构建、新型功能材料的应用等，以及这些技术进步将如何进一步推动MEMS产业的创新与发展，为人类社会带来更多前所未有的机遇与福祉。 《微机械精密加工技术进展与应用》力求以严谨的科学态度、清晰的逻辑结构、丰富的图文资料，为读者提供一本集知识性、实用性、前瞻性于一体的参考书。我们相信，通过学习本书，读者将能更深刻地理解微机械精密加工的奥秘，掌握前沿的技术方法，并从中汲取灵感，为MEMS领域的创新发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

对于长期关注前沿技术发展的学术研究者而言，这本书的参考文献和引文部分，本身就是一份宝贵的资源地图。我注意到，作者们引用了大量近五年内发表在顶级期刊上的最新成果，这保证了内容的时效性和先进性。更难能可贵的是，他们并未简单地罗列文献，而是在论述过程中巧妙地将不同研究团队的观点进行对比和整合，从而形成一个更加全面和辩证的认识。比如，在探讨SiC薄膜沉积速率对表面粗糙度的影响时，他们对比了等离子体增强化学气相沉积（PECVD）和分子束外延（MBE）两种主流工艺的优劣，这种对比分析极大地拓宽了我的思路，让我对选择哪种制备技术有了更清晰的判断标准。这种深度整合信息的能力，是区分一本优秀技术专著和普通教材的关键所在。这本书无疑达到了前者的水准，值得反复研读。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计非常吸引人，封面采用了深邃的蓝色调，搭配着清晰有力的白色和橙色字体，给人一种专业而沉稳的感觉。纸张的质感也相当不错，印刷清晰，即便是细微的图表和公式也一览无余。我本来只是想快速翻阅一下，但很快就被它内容的严谨性所吸引。尤其是前几章对基础理论的阐述，虽然涉及复杂的半导体物理和材料科学，但作者们似乎非常擅长用一种既不失深度又不至于让人望而却步的方式来构建知识体系。我特别留意了其中关于“极端温度下的器件可靠性建模”那一节，那种抽丝剥茧的分析方法，让我对SiC材料的潜力有了更深层次的理解。这本书的排版也做了精心考量，留白恰到好处，阅读起来一点也不觉得拥挤。对于从事相关领域的研究生或者工程师来说，这本书无疑是一本极具参考价值的工具书，光是放在书架上，都能感受到它散发出的学术气息。我期待着能有更多的时间沉下心来，系统地学习其中的每一个章节，相信一定能从中汲取到宝贵的知识和灵感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排体现了一种非常清晰的逻辑层次感，从基础的材料科学属性讲起，逐步深入到微纳尺度的器件设计、加工工艺，最后聚焦于实际应用场景下的性能评估和寿命预测。这种“由浅入深，由点及面”的叙事结构，使得不同知识背景的读者都能找到自己的切入点。我个人对其中关于“抗电离辐射效应”的那部分内容深感兴趣，它详细描述了辐射诱导的缺陷如何改变器件的阈值电压，并且提供了一套基于蒙特卡洛模拟的预测模型。这本书不仅仅教会了我们“是什么”，更重要的是教会了我们“为什么会这样”以及“我们应该如何去应对”。这对于提升我们团队在航天航空和深海探测等高要求领域的技术储备至关重要。它不仅仅是一本教材，更像是一位资深专家的悉心指导，能帮助我们在面对严苛环境挑战时，建立起更具韧性和前瞻性的工程解决方案。

评分☆☆☆☆☆

说实话，最初抱着试试看的心态买的，因为这类专业书籍往往晦涩难懂，很多时候翻译过来的术语生硬拗口。然而，这本书的语言风格出乎意料地流畅和精准。它没有采用那种堆砌难懂术语的故作高深，而是用一种非常“工程化”的语言在叙述复杂的物理过程。这一点对于我们这些需要将理论快速转化为实际产品的工程师来说至关重要。我特别喜欢其中关于“热机械耦合效应”的章节，作者似乎非常理解读者在实际操作中会遇到的具体挑战，因此在介绍完理论模型后，紧接着就给出了不同工艺参数下的敏感度分析图表。这些图表比任何长篇大论的文字描述都来得直观有效。它给我的感觉是，作者们不仅仅是理论家，更是经验丰富的实践者，他们知道哪些细节在实验室里看起来微不足道，但在实际应用中却能决定成败。这本书无疑是一本脚踏实地的参考手册，而非空谈的学术论文集。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在功率电子领域摸爬滚打了多年的工程师，我深知新材料和新技术的迭代速度之快。市面上关于硅基器件的资料汗牛充栋，但真正深入探讨“恶劣环境”下SiC微机电系统（MEMS）的专著却凤毛麟角。这本书的出现，填补了这一重要的空白。我尤其欣赏作者们在跨学科融合方面的努力。他们不仅仅停留在器件的电学特性分析，更深入到材料制备、机械结构设计乃至系统级封装的层面，构建了一个非常完整的技术链条。比如，书中对高频振动和强辐射场对纳米级薄膜结构影响的微观机制探讨，逻辑性极强，数据支撑也非常扎实。这让我得以跳出以往局限于单一视角的分析框架，开始从系统可靠性的宏观角度重新审视我们的设计流程。阅读过程中，我甚至忍不住拿出自己的设计文档进行对照反思，发现了一些自己之前忽略掉的潜在风险点。这本书的价值，在于它提供的不是简单的结论，而是一套系统解决复杂工程问题的思维框架。