微米纳米器件设计 / MEMS与微系统系列/微米纳米技术丛书
￥118.00定价
作者： 黄庆安，周再发，宋竞
出版时间：2014-12
出版社：国防工业出版社
- 国防工业出版社
- 9787118097849
- 142989
- 2014-12
- TN4
内容简介
黄庆安、周再发、宋竞编写的《微米纳米器件设计》是MEMS／NEMS设计的专著，主要介绍MEMS器件、系统和工艺的模型、模拟以及设计方法。在器件级设计中，描述了微传感器和微执行器涉及的物理基础，偏微分方程数值求解方法并简单介绍了商用设计工具Ansys、Coventor和Intellisuite；在系统级设计中，介绍了MEMS系统级建模方法，例如等效电路法、节点分析法、模型降阶法等，论述了典型MEMS器件的宏模型建模方法，例如静电执行器、电热执行器、封装与器件耦合等，简单介绍了系统级仿真工具Saber、Spice、Simulink和VHDL；在MEMS工艺模型中，简单介绍了集成电路制造工艺和MEMS制造工艺，阐述了MEMS工艺模拟算法，例如线算法、元胞自动机算法、水平集算法和快速推进算法等，论述了典型MEMS制造工艺的模型与模拟，例如硅各向异性腐蚀、深反应离子刻蚀、表面微机械加工中的薄膜淀积与刻蚀，su一8厚胶光刻与刻蚀等，简单介绍了工艺仿真软件模块Sentaurus Process、SEAEs和Exposure；在NEMS设计中，简单介绍了NEMS器件设计基础，论述了常用结构和器件的建模方法，例如场发射器件、硅纳米膜力学特性的多尺度方法、硅悬臂梁吸附模型及硅纳米膜压阻模型，简单介绍了纳米材料分析软件Mater4als Studio。
本书适合于MEMS／NEMS领域高年级大学生、研究生、研究人员和工程技术人员阅读。
本书适合于MEMS／NEMS领域高年级大学生、研究生、研究人员和工程技术人员阅读。
目录
第1章 MEMS设计框架
1.1 科技问题的计算
1.2 MEMS建模层次和设计方法
1.2.1 MEMS建模与分析
1.2.2 MEMS可制造性设计
1.2.3 MEMS设计的发展
1.3 NEMS设计
1.4 本书框架
1.5 总结
参考文献
第2章 MEMS器件级模型与模拟
2.1 基本方程
2.1.1 弹性力学方程
2.1.2 振动力学方程
2.1.3 流体力学方程
2.1.4 传热方程
2.1.5 电磁学方程
2.1.6 多场耦合
2.2 求解条件
2.2.1 初始条件
2.2.2 边界条件
2.2.3 连接条件
2.3 数值方法
2.3.1 有限差分法
2.3.2 有限元法
2.3.3 边界元法
2.4 设计工具介绍
2.4.1 Ansys
2.4.2 Coventor
2.4.3 IntelliSuite
2.5 总结
参考文献
第3章 MEMS器件宏模型与系统级设计
3.1 微机电系统构成及其分解
3.2 宏模型建模方法
3.2.1 解析法
3.2.2 等效电路法
3.2.3 节点分析法
3.2.4 模型降阶法
3.3 常用MEMS器件宏模型
3.3.1 静电执行器件模型
3.3.2 电热器件模型
3.3.3 MEMS器件与封装体耦合模型
3.4 系统级设计工具介绍
3.4.1 Saber
3.4.2 Spice
3.4.3 Simulink
3.4.4 VHDL
3.5 总结
参考文献
第4章 MEMS工艺级模型与模拟
4.1 集成电路制造工艺概述
4.1.1 集成电路芯片制造基本工艺
4.1.2 集成电路制造流程
4.1.3 光刻母版和掩模版
4.1.4 集成电路制造实例
4.2 MEMS制造工艺概述
4.2.1 硅表面微机械加工技术
4.2.2 硅体微机械加工技术
4.2.3 uGA与uV—IIGA技术
4.3 工艺模拟算法
4.3.1 线算法
4.3.2 元胞自动机算法
4.3.3 水平集算法
4.3.4 快速推进算法
4.4 常用MEMS工艺的模型与模拟
4.4.1 硅各向异性腐蚀
4.4.2 深反应离子刻蚀
4.4.3 硅一硅直接键合工艺模型和模拟
4.4.4 薄膜淀积、刻蚀模型与模拟
4.4.5 Su-8厚胶光刻
4.4.6 牺牲层腐蚀
4.5 MEMS工艺软件包
4.5.1 Sentaurus Process
4.5.2 SEAES
4.5.3 Exposure
4.6 总结
参考文献
第5章 NEMS设计基础
5.1 NlEMS
5.1.1 NEMS特征
5.1.2 NEMS实例
5.1.3 NEMS建模需要考虑的问题
5.2 统计力学基础
5.2.1 分子动力学理论
5.2.2 分子速率与能量分布
5.2.3 热涨落与噪声
5.2.4 统计分布
5.2.5 玻耳兹曼方程
5.3 量子力学基础
5.3.1 波函数与薛定谔方程
5.3.2 计算实例
5.3.3 量子阱、量子线和量子点
5.3.4 wKB近似
5.3.5 Casimir效应
5.4 晶格动力学基础
5.4.1 固体中的键及类型
5.4.2 晶格振动
5.4.3 固体热容
5.4.4 固体热膨胀
5.4.5 固体弹性
5.5 分子动力学模拟方法
5.5.1 拉格朗日运动方程和牛顿运动方程
5.5.2 力和势能函数
5.5.3 周期性边界条件和力场截断
5.5.4 有限差分算法
5.5.5 系综
5.5.6 宏观物理量求解
5.6 典型NEMS结构与器件模型
5.6.1 纳米硅尖场致发射模型
5.6.2 纳米硅膜力学特性的多尺度方法
5.6.3 纳米硅悬臂梁吸附模型
5.6.4 纳米硅膜压阻模型
5.7 纳米材料分析工具介绍
5.7.1 Materials Studio软件功能模块
5.7.2 设计实例
5.8 总结
参考文献
1.1 科技问题的计算
1.2 MEMS建模层次和设计方法
1.2.1 MEMS建模与分析
1.2.2 MEMS可制造性设计
1.2.3 MEMS设计的发展
1.3 NEMS设计
1.4 本书框架
1.5 总结
参考文献
第2章 MEMS器件级模型与模拟
2.1 基本方程
2.1.1 弹性力学方程
2.1.2 振动力学方程
2.1.3 流体力学方程
2.1.4 传热方程
2.1.5 电磁学方程
2.1.6 多场耦合
2.2 求解条件
2.2.1 初始条件
2.2.2 边界条件
2.2.3 连接条件
2.3 数值方法
2.3.1 有限差分法
2.3.2 有限元法
2.3.3 边界元法
2.4 设计工具介绍
2.4.1 Ansys
2.4.2 Coventor
2.4.3 IntelliSuite
2.5 总结
参考文献
第3章 MEMS器件宏模型与系统级设计
3.1 微机电系统构成及其分解
3.2 宏模型建模方法
3.2.1 解析法
3.2.2 等效电路法
3.2.3 节点分析法
3.2.4 模型降阶法
3.3 常用MEMS器件宏模型
3.3.1 静电执行器件模型
3.3.2 电热器件模型
3.3.3 MEMS器件与封装体耦合模型
3.4 系统级设计工具介绍
3.4.1 Saber
3.4.2 Spice
3.4.3 Simulink
3.4.4 VHDL
3.5 总结
参考文献
第4章 MEMS工艺级模型与模拟
4.1 集成电路制造工艺概述
4.1.1 集成电路芯片制造基本工艺
4.1.2 集成电路制造流程
4.1.3 光刻母版和掩模版
4.1.4 集成电路制造实例
4.2 MEMS制造工艺概述
4.2.1 硅表面微机械加工技术
4.2.2 硅体微机械加工技术
4.2.3 uGA与uV—IIGA技术
4.3 工艺模拟算法
4.3.1 线算法
4.3.2 元胞自动机算法
4.3.3 水平集算法
4.3.4 快速推进算法
4.4 常用MEMS工艺的模型与模拟
4.4.1 硅各向异性腐蚀
4.4.2 深反应离子刻蚀
4.4.3 硅一硅直接键合工艺模型和模拟
4.4.4 薄膜淀积、刻蚀模型与模拟
4.4.5 Su-8厚胶光刻
4.4.6 牺牲层腐蚀
4.5 MEMS工艺软件包
4.5.1 Sentaurus Process
4.5.2 SEAES
4.5.3 Exposure
4.6 总结
参考文献
第5章 NEMS设计基础
5.1 NlEMS
5.1.1 NEMS特征
5.1.2 NEMS实例
5.1.3 NEMS建模需要考虑的问题
5.2 统计力学基础
5.2.1 分子动力学理论
5.2.2 分子速率与能量分布
5.2.3 热涨落与噪声
5.2.4 统计分布
5.2.5 玻耳兹曼方程
5.3 量子力学基础
5.3.1 波函数与薛定谔方程
5.3.2 计算实例
5.3.3 量子阱、量子线和量子点
5.3.4 wKB近似
5.3.5 Casimir效应
5.4 晶格动力学基础
5.4.1 固体中的键及类型
5.4.2 晶格振动
5.4.3 固体热容
5.4.4 固体热膨胀
5.4.5 固体弹性
5.5 分子动力学模拟方法
5.5.1 拉格朗日运动方程和牛顿运动方程
5.5.2 力和势能函数
5.5.3 周期性边界条件和力场截断
5.5.4 有限差分算法
5.5.5 系综
5.5.6 宏观物理量求解
5.6 典型NEMS结构与器件模型
5.6.1 纳米硅尖场致发射模型
5.6.2 纳米硅膜力学特性的多尺度方法
5.6.3 纳米硅悬臂梁吸附模型
5.6.4 纳米硅膜压阻模型
5.7 纳米材料分析工具介绍
5.7.1 Materials Studio软件功能模块
5.7.2 设计实例
5.8 总结
参考文献
