图书介绍
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- （美）O. Brand ，（美）G. K. Fedder著；黄庆安，秦明译 著
- 出版社： 南京：东南大学出版社
- ISBN：7564107847
- 出版时间：2007
- 标注页数：500页
- 文件大小：68MB
- 文件页数：515页
- 主题词：互补MOS集成电路－微电机－电路设计
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图书目录
1 制造工艺1
1.1 CMOS工艺2
1.1.1 基本的微加工步骤3
1.1.2 CMOS工艺流程8
1.1.3 用于微纳系统的CMOS材料9
1.1.4 CMOS微系统12
1.2 CMOS兼容的微机械加工工艺模块15
1.2.1 体微机械加工16
1.2.2 表面微机械加工20
1.3 MEMS和NEMS的CMOS兼容设计21
1.3.1 可容许的工艺修改21
1.3.2 设计规则的修改23
1.3.3 电路和MEMS模拟24
1.4 CMOS和微机械加工25
1.4.1 前CMOS微机械加工29
1.4.2 内CMOS微机械加工33
1.4.3 后CMOS微机械加工38
1.5 结束语50
1.6 参考文献51
2 材料表征61
2.1 引言62
2.1.1 CMOS材料的换能效应63
2.1.2 测试结构67
2.2 电特性和热电特性69
2.2.1 电阻率和方块电阻69
2.2.2 材料电特性数据71
2.2.3 热电动势72
2.2.4 热电材料特性数据75
2.3 热特性77
2.3.1 热导率77
2.3.2 热容83
2.4 机械特性88
2.4.1 鼓胀测试89
2.4.2 圆片曲率100
2.4.3 被动测试结构101
2.4.4 静电驱动梁103
2.4.5 微张力测试104
2.4.6 纳米压痕106
2.4.7 桥弯曲106
2.4.8 机械材料数据库108
2.5 结束语108
2.6 参考文献115
3 单片集成惯性传感器120
3.1 引言121
3.1.1 应用与发展动力121
3.1.2 加速度计的工作原理121
3.1.3 振动速率陀螺仪的工作原理125
3.1.4 集成惯性传感器的研究内容126
3.2 集成多晶硅惯性传感器127
3.2.1 概述127
3.2.2 Analog Devices公司集成多晶硅惯性传感器127
3.2.3 Robert Bosch公司外延多晶硅加速度计139
3.2.4 Sandia国家实验室139
3.2.5 UC Berkeley(UCB)139
3.2.6 英国国防评估与研究部145
3.3 采用CMOS标准工艺加工的薄膜惯性传感器145
3.3.1 概述145
3.3.2 Siemens公司多晶硅栅加速度计146
3.3.3 UCB压阻式CMOS-BEOL加速度计147
3.3.4 Carnegie Mellon大学CMOS-BEOL惯性传感器系列147
3.3.5 MEMS IC公司热加速度计152
3.4 金属惯性传感器153
3.4.1 概述153
3.4.2 电镀金属加速度计154
3.4.3 振动金属环陀螺仪155
3.5 体硅加工集成MEMS惯性传感器157
3.5.1 压阻式体硅加速度计157
3.5.2 ADI公司SOI MEMS159
3.5.3 Michigan大学玻璃上硅（SOG）加速度计161
3.5.4 Carnegie Mellon大学DRIE-Si CMOS MEMS162
3.6 发展趋势163
3.7 参考文献163
4 CMOS MEMS声学器件168
4.1 引言169
4.2 麦克风170
4.2.1 小尺寸设计171
4.2.2 麦克风设计和制造174
4.2.3 CMOS MEMS麦克风的声学模型176
4.2.4 实验结果177
4.3 扬声器180
4.3.1 传统扬声器与MEMS扬声器比较181
4.3.2 制造182
4.3.3 封闭耦合器中的声学183
4.3.4 结果183
4.3.5 数字声音重现186
4.4 超声188
4.4.1 制造189
4.4.2 水下声学和实验装置190
4.4.3 测量和结果191
4.4.4 相控阵特性192
4.5 结论193
4.6 参考文献193
5 CMOS RF MEMS195
5.1 RF集成的发展简史196
5.2 用于RF结构的MEMS196
5.2.1 接收机结构197
5.2.2 多波段收发机结构198
5.3 微机械加工的RF元件199
5.3.1 RF MEMS开关199
5.3.2 可调电容203
5.3.3 悬浮电感207
5.3.4 微机械加工的分布式电磁谐振器211
5.3.5 微机械谐振器和滤波器212
5.4 基于CMOS RF MEMS的电路215
5.5 结束语218
5.6 参考文献218
6 CMOS压力传感器224
6.1 引言225
6.2 微机械压力传感器227
6.2.1 弹性固体的胡克定律227
6.2.2 平面应力近似235
6.2.3 压力敏感膜的挠度236
6.2.4 压阻效应243
6.2.5 惠斯通电桥中的压阻器258
6.3 CMOS集成压力传感器261
6.3.1 CMOS与MEMS集成的动机262
6.3.2 薄膜加工中的厚度控制264
6.3.3 工艺集成方法266
6.3.4 多晶硅电容式压力传感器273
6.3.5 高温压力传感器282
6.3.6 微机械Pirani压力计283
6.3.7 微机械压力传感器总结284
6.4 结束语286
6.5 参考文献286
7 CMOS化学传感器294
7.1 化学传感器295
7.1.1 简单的吸附／吸收297
7.1.2 化学反应298
7.1.3 电荷转移与电化学反应298
7.2 用于化学传感器的CMOS技术298
7.3 CMOS化学传感器300
7.3.1 化学机械传感器300
7.3.2 热传感器305
7.3.3 光传感器309
7.3.4 电化学传感器313
7.3.5 CMOS多传感器系统329
7.4 参考文献334
8 生物测定CMOS电容式指纹传感器系统343
8.1 引言344
8.1.1 生物测定系统类型345
8.1.2 生物测定系统的要求347
8.2 CMOS指纹传感器：从指纹表面到传感器信号349
8.2.1 指纹传感器系统的类型349
8.2.2 电容式指纹传感器的发展351
8.3 CMOS电容式指纹传感器：从传感器信号到原始图像数据353
8.3.1 CMOS指纹传感器芯片353
8.3.2 质量要求357
8.4 图像处理、特征提取和软件解决方案：从原始图像数据到个人识别362
8.4.1 图像处理任务362
8.4.2 生物测定系统的性能370
8.4.3 系统集成377
8.4.4 指纹系统的推广382
8.5 结束语385
8.6 参考文献386
9 CMOS生化敏感系统389
9.1 引言390
9.1.1 生化敏感器件的小型化390
9.1.2 生化传感器和传感器系统390
9.1.3 用于生物敏感系统的集成电路392
9.2 生物传感器阵列394
9.2.1 电化学读出394
9.2.2 光读出396
9.3 基于细胞的监测397
9.3.1 细胞操作398
9.3.2 带电细胞与IC的接口400
9.4 发展趋势409
9.4.1 扫描探针技术409
9.4.2 基于悬臂梁的传感器410
9.4.3 生化样品的预处理410
9.4.4 传感器封装411
9.5 结束语411
9.6 参考文献411
10 CMOS热传感器416
10.1 引言417
10.2 热辐射传感器417
10.2.1 热（非冷却）红外探测器418
10.2.2 热（非冷却）红外探测器的类型419
10.3 热转换器435
10.4 热流量传感器437
10.5 参考文献441
11 电路和系统集成447
11.1 引言448
11.1.1 接口电路的制造工艺448
11.1.2 接口电路和系统结构的指标452
11.2 模拟前端电路453
11.2.1 模拟前端电路的关键参数454
11.2.2 电阻式传感器458
11.2.3 电容式传感器460
11.2.4 热电、压电和热释电器件463
11.3 CMOS MEMS/NEMS的电路结构模块468
11.3.1 模拟滤波器468
11.3.2 模数转换器（ADC）472
11.3.3 数模转换器（DAC）476
11.3.4 数字滤波器478
11.3.5 校准和数据接口480
11.3.6 电流与电压参考源481
11.4 系统集成484
11.4.1 系统级电路的参数灵敏度和功耗484
11.4.2 可测性设计486
11.4.3 微系统验证488
11.5 实例：单片集成气体探测系统490
11.5.1 设计流程和版图验证491
11.5.2 电容式化学传感器491
11.5.3 量热式传感器493
11.5.4 质量敏感谐振梁494
11.5.5 控制器和数字接口495
11.6 参考文献496