微傳感器與微執(zhí)行器全書

第一章 概述
1. 微機(jī)械加工器件簡(jiǎn)介
2. 什么是換能器
3. 傳感器與執(zhí)行器系統(tǒng)的組成
4. 什么是微傳感器和微執(zhí)行器
5. 微機(jī)械加工在什么情況下才有意義
5. 1 尺度與性能
5. 2 降低成本問題
5. 3 微器件和微系統(tǒng)的復(fù)雜度
6. 要考慮的問題
7. 微傳感器與微執(zhí)行器的市場(chǎng)
7. 1 作為使能技術(shù)的微機(jī)械加工
7. 2 市場(chǎng)會(huì)爆發(fā)性地增長(zhǎng)嗎
8. 信息來(lái)源
8. 1 在線資源
8. 2 微傳感器與微執(zhí)行器的會(huì)議
8. 3 參考書與論文收集
8. 4 雜志
8. 5 學(xué)位論文
8. 6 專利
9. 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第二章 微機(jī)械加工技術(shù)
1. 微機(jī)械加工技術(shù)的能力與局限性
2. 微機(jī)械加工材料
2. 1 襯底
2. 2 摻雜膜和摻雜材料
3. 微機(jī)械術(shù)語(yǔ)
4. 普通半導(dǎo)體的一般特性
4. 1 硅的機(jī)械特性
4. 2 硅與其他半導(dǎo)體材料的天然氧化物
4. 3 典型的硅片
5. 體 去除 加工
5. 1 硅濕法腐蝕
5. 1. 1 各向同性濕法腐蝕
5. 1. 2 各向異性濕法腐蝕
5. 2 砷化鎵及其相關(guān)III-V族化合物的濕法腐蝕
5. 3 濕法腐蝕的電化學(xué)調(diào)節(jié)
5. 3. 1 p-n結(jié)腐蝕停止方法
5. 3. 2 光子注入電化學(xué)腐蝕
5. 4 多孔硅的形成
5. 5 其他濕法體腐蝕的技術(shù)及材料
5. 5. 1 多孔鋁的各向異性濕法腐蝕
5. 5. 2 石英的各向異性濕法腐蝕
5. 5. 3 輔助離子注入濕法腐蝕
5. 5. 4 離子軌跡輔助損傷濕法腐蝕
5. 5. 5 單側(cè)晶片腐蝕
5. 5. 6 通用濕法腐蝕概念
5. 6 氣相干法腐蝕
5. 6. 1 二氟化氙腐蝕
5, 6. 2 鹵間化合物腐蝕的化學(xué)性質(zhì)
5. 6. 3 其他氣相腐蝕方法
5. 7 等離子體／反應(yīng)離子腐蝕
5. 7. 1 等離子腐蝕中依賴于摻雜物的各向同性
5. 7. 2 高深寬比干法腐蝕方法
5. 7. 3 可調(diào)整各向異性腐蝕工藝
5. 8 激光驅(qū)動(dòng)體腐蝕工藝
5. 8. 1 激光穿孔
5. 8. 2 激光退火技術(shù)
5. 8. 3 激光驅(qū)動(dòng)腐蝕法
6. 表面 添加 工藝
6. 1 薄膜工藝
6. 1. 1 微機(jī)械加工中的非金屬薄膜
6. 1. 2 非金屬薄膜的濕法腐蝕
6. 1. 3 非金屬薄膜的干法腐蝕
6. 1. 4 金屬薄膜的微機(jī)械加工
6. 1. 5 金屬薄膜的濕法腐蝕
6. 1. 6 金屬薄膜的干法腐蝕
6. 1. 7 搬移圖形化工藝
6. 2 激光驅(qū)動(dòng)沉積
6. 3 電沉積 電鍍
6. 3. 1 電沉積原理
6. 3. 2 直流電鍍
6. 3. 3 脈沖式電鍍
6. 3. 4 電鍍中的攪拌
6. 3. 5 黑金屬層
6. 3. 6 無(wú)電極沉積
6. 3. 7 鍍膜模板
6. 3. 8 無(wú)模板局部電鍍
6. 4 選擇性外延生長(zhǎng)
7. 鍵合操作
7. 1 陽(yáng)極鍵合
7. 1. 1 用沉積玻璃的陽(yáng)極鍵合
7. 2 硅熔融鍵合
7. 3 其他鍵合技術(shù)
7. 4 鍵合復(fù)合工藝
8. 犧牲層工藝
8. 1 在濕分離時(shí)的黏附問題
8. 1. 1 在濕法腐蝕分離時(shí)的防粘接問題
8. 2 犧牲層工藝的例子
8. 2. 1 犧牲光刻電鑄成型工藝 SLIGA
8. 2. 2 SIMOX犧牲層
8. 2. 3 氣態(tài)犧牲層腐蝕
8. 2. 4 等離子體腐蝕有機(jī)犧牲層
8. 3 模板復(fù)制
8. 3. 1 用微機(jī)械模板澆注成型
8. 3. 2 電鍍模板復(fù)制
8. 3. 3 基于CVD 化學(xué)氣相沉積 的模板復(fù)制
8. 3. 4 陶瓷漿模板工藝
8. 3. 5 襯底模板上面的預(yù)成型
9. 密封空腔的形成
10. 表面修飾
11. 印刷與立體光刻
11. 1 絲網(wǎng)印刷技術(shù)
11. 2 轉(zhuǎn)印技術(shù)
11. 3 用于印刷的粉末填充聚合物
11. 4 三維光刻
11. 5 轉(zhuǎn)印立體生成技術(shù)
12. 其他微機(jī)械技術(shù)
12. 1 尖頂?shù)男纬?br />12. 1. 1 自封閉掩模技術(shù)
12. 1. 2 等離子體微掩模
12. 1. 3 濕腐蝕
12. 2 化學(xué)-機(jī)械拋光和平面化
12. 3 放電加工
12. 4 研磨粉加工
12. 5 精密機(jī)械力口工
12. 6 掃描探針加工
12. 7 熱遷移
12. 8 光敏玻璃微機(jī)械加工
12. 9 聚焦離子束微機(jī)械加工
參考文獻(xiàn)
第三章 力學(xué)傳感器與執(zhí)行器
1. 引言
2. 基本力學(xué)
2. 1 軸向應(yīng)力和應(yīng)變
2. 2 剪應(yīng)力和剪應(yīng)變
2. 3 泊松比
2. 4 常用微結(jié)構(gòu)撓度方程
2. 4. 1 靜態(tài)梁撓度方程
2. 4. 2 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩方程
2. 4. 3 靜態(tài)平板方程
2. 5 動(dòng)態(tài)特性
2. 6 熱噪聲
3. 材料的力學(xué)特性
3. 1 材料失效
3. 2 通用材料問題
3. 3 薄膜的機(jī)械特性
3. 3. 1 應(yīng)力測(cè)量
3. 3. 2 其他力學(xué)性能的測(cè)量
4. 基本的機(jī)械裝置和結(jié)構(gòu)
4. 1 平面旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置
4. 2 平面外微機(jī)械裝置
4. 3 結(jié)構(gòu)部件
4. 4 雙穩(wěn)態(tài)機(jī)械器件
4. 5 自組裝
5. 力學(xué)傳感器
5. 1 力傳感器件
5. 1. 1 壓阻和壓電式應(yīng)變傳感器
5. 1. 2 壓結(jié)效應(yīng)
5. 1. 3 壓電效應(yīng)
5. 1. 4 電容式傳感器
5. 1. 5 隧道式探測(cè)器
5. 2 微機(jī)械力學(xué)傳感器
5. 2. 1 微機(jī)械應(yīng)變計(jì)
5. 2. 2 加速度計(jì)
5. 2. 3 微機(jī)械陀螺
5. 2. 4 壓力傳感器
5. 2. 5 傳聲器
5. 2. 6 觸覺傳感器
5. 2. 7 生物學(xué)力傳感器
6. 力學(xué)執(zhí)行器
6. 1 執(zhí)行器機(jī)理
6. 1. 1 靜電激勵(lì)
6. 1. 2 熱執(zhí)行器
6. 1. 3 形狀記憶合金執(zhí)行器
6. 1. 4 氣動(dòng)／水力激勵(lì)
6. 1. 5 壓電激勵(lì)
6. 1. 6 磁執(zhí)行器
6. 1. 7 化學(xué)執(zhí)行器
6. 1. 8 混合執(zhí)行器結(jié)構(gòu)
6. 1. 9 生物執(zhí)行器
7. 機(jī)械電路元件
7. 1 機(jī)械諧振器
7. 1. 1 懸臂梁諧振器
7. 1. 2 側(cè)面諧振器
7. 1. 3 膜諧振器
7. 2 機(jī)械繼電器和RF開關(guān)
7. 2. 1 通用繼電器
7. 2. 2 射頻開關(guān)和開關(guān)電路
參考文獻(xiàn)
第四章 光學(xué)傳感器與執(zhí)行器
1. 概述
1. 1 光譜
1. 2 光學(xué)傳感器與執(zhí)行器相關(guān)計(jì)量單位
1. 3 黑體輻射
2. 光學(xué)傳感器
2. 1 光學(xué)傳感器的類型
2. 1. 1 光學(xué)探測(cè)基本原理
2. 1. 2 直接光電傳感器
2. 1. 3 間接光學(xué)傳感器
2. 1. 4 光電探測(cè)器的主要參數(shù)
2. 2 直接光電傳感器
2. 2. 1 半導(dǎo)體中的光吸收
2. 2. 2 光學(xué)傳感器的帶結(jié)構(gòu)
2. 2. 3 量子效率
2. 2. 4 光電發(fā)射傳感器
2. 2. 5 光導(dǎo)傳感器
2. 2. 6 結(jié)型光電檢測(cè)器
2. 2. 7 電容式光電傳感器
2. 3 間接光學(xué)傳感器
2. 3. 1 熱電式探測(cè)器
2. 3. 2 輻射熱測(cè)量器
2. 3. 3 熱電偶
2. 3. 4 紅外線指示器
2. 3. 5 磷和其他間接光傳感器
2. 3. 6 間接光微傳感器的比較
2. 4 生物光學(xué)傳感器
2. 4. 1 人類視覺轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)
2. 4. 2 基本視覺轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理
3. 光執(zhí)行器
3. 1 光發(fā)射
3. 1. 1 發(fā)光二極管
3. 1. 2 硅發(fā)光二極管
3. 1. 3 有機(jī)發(fā)光二極管
3. 1. 4 氣體和固體激光器
3. 1. 5 微機(jī)械白熾燈
3. 1. 6 等離子氣體光源
3. 1. 7 場(chǎng)致發(fā)光源
3. 1. 8 場(chǎng)致發(fā)射顯示
3. 1. 9 生物發(fā)光 熒光
3. 2 光調(diào)制器
3. 2. 1 液晶顯示
3. 2. 2 反射微機(jī)械光調(diào)制器
3. 2. 3 透射型微力學(xué)光調(diào)制器
3. 2. 4 其他光調(diào)制器
4. 微機(jī)械光學(xué)結(jié)構(gòu)
4. 1 微機(jī)械光纖耦合器
4. 2 微機(jī)械反射器件
4. 2. 1 固定微鏡
4. 2. 2 可定位微鏡
4. 3 微機(jī)械傳導(dǎo)元件
4. 3. 1 光波導(dǎo)
4. 3. 2 鏡頭
4. 4 濾光鏡和光譜分析儀
4. 4. 1 干涉濾光鏡
4. 4. 2 法布里-珀羅濾波器
4. 4. 3 機(jī)械式可調(diào)IR濾波器
4. 4. 4 分光儀
4. 5 集成光學(xué)系統(tǒng)
4. 5. 1 集成自由空間光學(xué)系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)
第五章 電離輻射傳感器
1. 引言
1. 1 輻射測(cè)量單位
1. 2 輻射的類型
1. 2. 1 a放射
1. 2. 2 B放射
1. 2. 3 r放射和X放射
1. 2. 4 中子射線
2. 電離探測(cè)器
3. 閃爍探測(cè)器
4. 直接固態(tài)輻射探測(cè)器
4. 1 集成探測(cè)器陣列
5. 其他探測(cè)器類型
5. 1 轉(zhuǎn)換型傳感器
5. 2 切倫科夫效應(yīng)探測(cè)器
5. 3 熱探測(cè)器
5. 4 MOS門電壓探測(cè)器
5. 5 熱發(fā)光式探測(cè)器
5. 6 平行光管
6. 輻射對(duì)電子儀器的影響
7. 輻射對(duì)生物的影響
參考文獻(xiàn)
第六章 熱傳感器與執(zhí)行器
1. 概述
2. 溫度的測(cè)量
2. 1 基本術(shù)語(yǔ)
2. 2 熱傳遞方式
2. 2. 1 傳導(dǎo)
2. 2. 2 對(duì)流
2. 2. 3 輻射
2. 3 非接觸溫度測(cè)量法
2. 4 熱-機(jī)械傳感器
2. 5 熱阻傳感器
2. 5. 1 熱阻效應(yīng)
2. 5. 2 簡(jiǎn)單的薄膜熱阻變換器
2. 5. 3 熱變電阻器
2. 5. 4 半導(dǎo)體熱阻變換器和熱變電阻器
2. 5. 5 熱阻傳感器自加熱現(xiàn)象
2. 5. 6 接口電路
2. 6 熱電偶
2. 7 基于結(jié)的熱傳感器
2. 7. 1 二極管溫度傳感器
2. 7. 2 晶體管溫度傳感器
2. 8 其他熱學(xué)傳感器
2. 8. 1 聲學(xué)溫度傳感器
2. 8. 2 石英與其他諧振溫度傳感器
2. 8. 3 隧道型溫度傳感器
2. 9 生物熱傳感器
3. 熱學(xué)執(zhí)行器
3. 1 焦耳-湯普森致冷器
3. 2 其他的液體致冷劑
3. 3 珀?duì)柼?yīng)熱泵
4. 熱傳感器／執(zhí)行器組合
4. 1 熱穩(wěn)定電路
4. 2 溫度交流／有效值變換器
5. 熱氣體壓力傳感器
6. 熱流傳感器
7. 其他類型的溫度傳感器
7. 1 微機(jī)械量熱計(jì)
7. 2 露點(diǎn) 熱 濕度傳感器
7. 3 熱學(xué)電磁混頻器
參考文獻(xiàn)
第七章 磁和電磁傳感器與執(zhí)行器
1. 引言
1. 1 術(shù)語(yǔ)與定義
2. 磁現(xiàn)象
2. 1 霍爾效應(yīng)
2. 2 物理磁阻效應(yīng)
2. 3 幾何磁阻效應(yīng)
2. 4 巨磁阻效應(yīng)
2. 5 磁光效應(yīng)
2. 6 磁各向異性
2. 6. 1 形狀的各向異性
2. 6. 2 壓力的各向異性
2. 6. 3 晶體的各向異性
2. 7 磁疇
3. 磁傳感器
3. 1 霍爾效應(yīng)傳感器
3. 1. 1 平板式霍爾電壓傳感器
3. 1. 2 電壓偏移的問題
3. 1. 3 霍爾板的雙極型工藝
3. 1. 4 MOS霍爾板
3. 1. 5 非硅霍爾板材料
3. 1. 6 磁二極管
3. 1. 7 磁晶體管
3. 1. 8 漏極分裂磁金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管
3. 1. 9 在集成電路中的霍爾器件
3. 2 載流子磁疇磁力計(jì)
3. 3 磁通門磁力計(jì)
3. 4 隧道磁力計(jì)
3. 5 隧道二極管磁傳感器
3. 6 真空電子磁傳感器
3. 7 超導(dǎo)量子干涉磁力計(jì)
3. 8 其他磁傳感器
3. 9 生物學(xué)磁傳感器
4. 磁執(zhí)行器
4. 1 磁場(chǎng)執(zhí)行器
4. 2 磁致伸縮執(zhí)行器
4. 3 磁器件制造技術(shù)
4. 4 帶有驅(qū)動(dòng)線圈的磁執(zhí)行器
4. 4. 1 電鍍磁線圈
4. 4. 2 導(dǎo)線鍵合磁線圈
4. 4. 3 外部繞制的磁線圈
4. 5 外加磁場(chǎng)的磁執(zhí)行器
4. 6 磁式微型馬達(dá)
4. 7 渦流探傷傳感器
4. 8 共振磁傳感器
4. 9 磁讀／寫頭
4. 9. 1 存儲(chǔ)裝置的磁頭
4. 9. 2 磁墨打印頭
4. 10 磁泡存儲(chǔ)器
5. 微機(jī)械電磁器件
5. 1 無(wú)源元件和電路
5. 2 微機(jī)械的其他RF應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第八章 化學(xué)和生物傳感器與執(zhí)行器
1.
引言
2.
化學(xué)傳感器
2. 1 無(wú)源化學(xué)傳感器
2. 1. 1 電阻化學(xué)傳感器
2. 1. 2 電容化學(xué)傳感器
2. 1. 3 化學(xué)機(jī)械傳感器
2. 1. 4 測(cè)熱傳感器
2. 1. 5 金屬氧化物氣體傳感器
2. 2 基于功函數(shù)的傳感器
2. 2. 1 ADFET氣體傳感器
2. 2. 2 鉑基氫傳感器
2. 2. 3 離子靈敏FET ISFET和CHEMFET
2. 3 電化學(xué)傳感器
2. 3. 1 離子電容
2. 3. 2 電荷轉(zhuǎn)移：電阻機(jī)理
2. 3. 3 擴(kuò)散電阻和沃伯格阻抗
2. 3. 4 基本電極電路模型
2. 3. 5 使用微電極的電化學(xué)感測(cè)
2. 4 聲波傳感器
2. 5 生物傳感器
2. 5. 1 共振生物傳感器
2. 5. 2 光檢測(cè)生物傳感器
2. 5. 3 熱檢測(cè)生物傳感器
2. 5. 4 ISFET生物傳感器 CHEMFETs
2. 5. 5 其他基于pH的生物傳感器
2. 5. 6 電化學(xué)檢測(cè)生物傳感器
2. 5. 7 CMOS可兼容生物傳感器加工工藝
2. 5. 8 其他生物傳感器技術(shù)
2. 6 生物分子增益機(jī)理
2. 7 利用傳感器陣列提高選擇性
2. 8 組合陣列
2. 9 生物化學(xué)傳感器
2. 9. 1 生物味覺傳感器
2. 9. 2 生物味覺傳感器
3. 化學(xué)執(zhí)行器
3. 1 電化學(xué)機(jī)械執(zhí)行器
3. 2 聚合體機(jī)械執(zhí)行器
3. 3 薄膜電池
4. 生物電子接口器件
4. 1 神經(jīng)系統(tǒng)穿透探針
4. 2 再生神經(jīng)電極
4. 3 培養(yǎng)細(xì)胞系統(tǒng)
4. 3. 1 培養(yǎng)系統(tǒng)的表面改良
5. 混合生物傳感器
參考文獻(xiàn)
第九章 微流體器件
1. 概述
1. 1 基本的流體特性和方程
1. 2 流動(dòng)的類型
1. 3 微結(jié)構(gòu)中的氣泡和粒子
1. 4 毛細(xì)作用力
1. 5 流阻
1. 6 流體的容量
1. 7 流體感應(yīng)系數(shù)
2. 流體管道
2. 1 微機(jī)械管道
2. 2 表面微機(jī)械管道
2. 3 其他的管道類型和系統(tǒng)途徑
3. 流體管道的應(yīng)用
3. 1 混合器
3. 1. 1 層流混合器
3. 1. 2 羽毛狀混合器
3. 1. 3 主動(dòng)式混合器
3. 2 基于擴(kuò)散的萃取器
3. 3 流體放大器和邏輯器
4. 流體傳感器
4. 1 流動(dòng)傳感器
4. 2 黏度／密度傳感器
4. 3 其他流體傳感器
5. 閥
5. 1 無(wú)源閥
5. 2 有源閥
5. 2. 1 氣動(dòng)閥致動(dòng)
5. 2. 2 熱氣動(dòng)閥致動(dòng)
5. 2. 3 相變閥致動(dòng)
5. 2. 4 固體熱膨脹閥致動(dòng)
5. 2. 5 壓電閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)
5. 2. 6 靜電閥致動(dòng)
5. 2. 7 電磁執(zhí)行閥
5. 2. 8 雙穩(wěn)閥結(jié)構(gòu)
6. 泵
6. 1 氣泡泵
6. 2 膜片泵
6. 3 擴(kuò)散泵
6. 4 旋轉(zhuǎn)泵
6. 5 電水力泵
6. 5. 1 注入型EHD泵
6. 5. 2 非注入型EHD泵
6. 6 電析／電泳泵
6. 7 超聲泵
6. 8 真空泵
7. 液滴發(fā)生器
8. 其他器件
8. 1 用微器件的宏觀流動(dòng)控制
8. 2 微粒過濾器和捕獲器
9. 微流量系統(tǒng)的問題
9. 1 連接器
9. 2 封裝／系統(tǒng)集成
9. 3 可回收或一次性器件的設(shè)計(jì)
10. 集成化學(xué)分析系統(tǒng)
10. 1 化學(xué)分析的衡量問題
10. 2 氣體色譜系統(tǒng)
10. 3 液體色譜系統(tǒng)
10, 4 電泳系統(tǒng)
10. 5 細(xì)胞融合器件
10. 6 DNA放大 PCR 系統(tǒng)
10. 7 多功能流量系統(tǒng)
11. 生物流體系統(tǒng)
11. 1 生物流管
11. 2 生物閥
11. 2. 1 被動(dòng)生物閥
11. 2. 2 主動(dòng)生物閥
11. 3 生物泵
參考文獻(xiàn)
索引
后記