微纳尺度制造工程

微纳尺度制造工程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:斯蒂芬 A·坎贝尔
出品人:
页数:636
译者:
出版时间:2010-9
价格:69.00元
装帧:
isbn号码:9787121118043
丛书系列:
图书标签:
  • 微电子
  • 英语
  • 电子工程
  • 必读
  • 中国
  • 2010
  • 微纳制造
  • 纳米技术
  • MEMS
  • 微系统
  • 精密工程
  • 制造工程
  • 材料科学
  • 生物医学工程
  • 传感器
  • 微电子
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具体描述

《微纳尺度制造工程(第3版)(英文版)》是The Science and Engineering of Microelectronic Fabrication 的第三版。《微纳尺度制造工程(第3版)(英文版)》系统地介绍了微电子制造科学原理与工程技术,覆盖了集成电路制造所涉及的所有基本单项工艺,包括光刻、等离子体和反应离子刻蚀、离子注入、扩散、氧化、蒸发、气相外延生长、溅射和化学气相淀积等。《微纳尺度制造工程(第3版)(英文版)》新增加的内容包括原子层淀积、电镀铜、浸润式光刻、纳米压印与软光刻、薄膜器件、有机发光二极管以及应变技术在CMOS工艺中的应用等,对于其他已经过时的或不再具有先进性的题材则做了适当的简化或删除处理。

《微纳尺度制造工程(第3版)(英文版)》可作为高等学校微电子专业本科生和研究生相应课程的教科书或参考书,也可供与集成电路制造工艺技术有关的专业技术人员学习参考。

现代光学系统设计与应用 本书简介 本书聚焦于现代光学系统的设计、优化与实际应用,旨在为光学工程师、科研人员以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考手册。内容涵盖了从基础的光学原理到前沿的先进光学技术,注重理论与工程实践的紧密结合。全书结构严谨,逻辑清晰,力求以详实的案例和清晰的图表,阐释复杂的光学概念和设计流程。 第一部分:光学基础与成像理论的深化 第一章:电磁波理论与光的基本性质重述 本章从麦克斯韦方程组出发,系统回顾了光作为电磁波的本质。重点讨论了光在不同介质中的传播特性,包括反射、折射、吸收、散射和衍射现象的精确数学描述。我们深入探讨了偏振态的表征(琼斯矩阵与穆勒矩阵),并介绍了光纤光学中的基本概念,如数值孔径(NA)、模场直径以及模式耦合理论,为后续复杂光学系统的分析奠定坚实的理论基础。 第二章:几何光学的高级应用与像差理论 虽然本书侧重于物理光学,但几何光学作为光线追迹的基础依然至关重要。本章详述了利用光线追迹法进行复杂多镜系统设计的方法,并引入了先进的光线追迹软件(如Zemax或Code V)的使用流程和数据解读。核心内容聚焦于像差理论的深化,详细分析了五大经典像差(球差、彗差、像散、场曲、畸变)的产生机理,并引入了更高阶的像差项(如超球差、色差的复杂形式)。我们提供了降低或消除特定像差的工程化策略,例如利用非球面设计、复曲面设计以及使用特定材料组合来校正复合成像系统的缺陷。 第三章:物理光学、衍射与傅里叶光学 本章是理解现代光学系统性能的关键。我们深入探讨了惠更斯-菲涅耳原理在实际系统中的应用,并详细阐述了衍射限制的成像理论。核心部分集中于傅里叶光学,将光学系统视为一个线性空间不变(LSI)系统。引入了光瞳函数(Pupil Function)和光学传递函数(OTF/MTF)的概念,精确量化了系统的空间频率响应特性,这是评估成像质量和分辨率的黄金标准。章节末尾讨论了随机介质对光传播的影响,为分析大气光学和湍流效应做铺垫。 第二部分:先进光学元件与系统设计 第四章:先进光学元件的设计与制造考量 本章超越了传统的透镜和平面镜,重点介绍了现代光学系统中不可或缺的高级元件。 1. 非球面透镜设计:详细介绍了不同类型的非球面方程(如Zernike多项式、偶次多项式),以及如何利用有限元分析(FEA)来评估因制造公差导致的性能下降。 2. 衍射光学元件(DOE):深入讲解了DOE的工作原理(基于菲涅耳或夫琅禾费衍射),重点介绍了亚波长结构的相位调制设计,并对比了DOE与传统折射元件在体积、重量和色散方面的优劣。 3. 自由曲面光学:作为前沿技术,本章探讨了如何利用计算设计方法(如点列图优化或梯度下降算法)来设计具有复杂曲面轮廓的光学元件,以实现极高性能的光学系统,特别是在大视场和高数值孔径应用中的优势。 第五章:光学系统集成与公差分析 一个优秀的光学设计必须是可制造和可装配的。本章着重于工程实践中的“落地”环节。详细介绍了光学系统的装配公差分析,包括元件定位误差(平移、倾斜、偏心)对系统MTF和焦深的影响。我们提供了基于蒙特卡洛(Monte Carlo)方法的公差优化流程,指导读者如何在保证性能指标与控制制造成本之间找到最佳平衡点。同时,讨论了热力学对光学系统稳定性的影响,以及如何利用应力分析来优化镜架设计。 第六章:光学镀膜技术与表面处理 光学元件的性能在很大程度上依赖于其表面处理。本章系统梳理了薄膜光学理论,包括光程差、布格格-赫斯(Brugge-Hess)公式的应用。详细介绍了不同类型的增透膜(V型膜、多层增透膜)、高反射镜(介质镜、金属镜)的设计规范和优化目标。此外,探讨了先进的激光损伤阈值(LIDT)评估方法,以及在恶劣环境下(如高湿度、高低温循环)保持镀膜稳定性的工程措施。 第三部分:特定应用领域的光学系统实例 第七章:高分辨率成像系统设计 本章选取了两个典型的高分辨率成像系统进行深入剖析: 1. 数字微镜器件(DMD)系统:探讨了DMD作为可编程光栅在光束整形、光谱成像中的应用。重点分析了DMD的开关速度、偏转角度与系统MTF之间的耦合关系。 2. 远心光学系统:详细讲解了远心度(Telecentricity)的定义及其在精确测量和机器视觉中的重要性。设计实例将侧重于如何利用复合透镜组实现理想的前或后主平面的位置,以消除物体位置偏差带来的放大率误差。 第八章:先进传感与光电探测系统 本章关注如何将光学系统与现代光电探测器有效耦合。 1. 光子计数与低噪声放大:介绍了不同类型探测器(CCD, CMOS, APD, SPAD)的噪声模型(暗电流、读出噪声、散粒噪声),并讨论了如何通过系统设计来最大化信噪比(SNR)。 2. 时间分辨成像(ToF):系统阐述了基于相位测量和脉冲测量的飞行时间(ToF)成像原理,分析了系统对调制频率、相位解调精度的依赖性,以及如何处理多路径效应。 第九章:激光系统与光束整形 本章专注于高功率激光与精确光束控制。 1. 激光振荡器与增益:简要回顾了激光器的基本结构,重点讨论了腔内光学元件(如Q开关、锁模元件)的设计对输出脉冲特性(脉宽、重复频率)的影响。 2. 光束整形技术:详细介绍了实现平顶光束(Flat-top Beam)或特定光斑形状的工程方法,包括利用Shack-Hartmann波前传感器进行实时自适应校正,以及利用DOE实现高效的能量重分布。 结语:光学工程的未来趋势 本书最后展望了光学工程领域的最新发展方向,包括AI辅助光学设计、集成光子学、超表面技术在成像和传感中的潜力,以及量子光学在下一代计量学中的应用前景。强调了跨学科知识(计算科学、材料科学)对解决未来复杂光学挑战的重要性。 本书力求提供清晰的理论推导、实用的设计流程和丰富的工程案例,是光学系统研发人员不可或缺的工具书。

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读后感

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用户评价

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我一直对物理学和工程学交叉领域的新兴技术充满热情,而《微纳尺度制造工程》这本书,正好满足了我对这一领域的求知欲。刚拿到书,我就被其中涉及到的前沿概念所吸引,比如如何“制造”出比头发丝还要细小的结构。我花了相当长的时间去钻研“光刻技术”的细节,从光刻胶的化学原理,到曝光、显影、刻蚀的整个工艺流程,书中都做了非常细致的讲解。我尤其对“深紫外光刻”(DUV)和“极紫外光刻”(EUV)在提升芯片制造精度方面的作用印象深刻。书中还详细介绍了“电子束直写”(EBL)技术,它能够实现极高的分辨率,是探索新材料和设计新器件的重要工具。我对于“聚焦离子束”(FIB)在纳米材料的三维加工和精确修饰方面的应用也进行了深入的学习,它为我提供了解决复杂制造难题的新思路。此外,书中关于“微纳机器人”的设计和制造的章节,让我看到了工程技术在生命科学领域的巨大潜力,想象着这些微型助手在体内进行诊断和治疗的未来场景,简直令人兴奋。我还会重点关注书中关于“微纳传感器”的制造工艺,了解如何将微小的传感元件集成到复杂的系统中,以实现高灵敏度和高选择性的检测。这本书为我提供了一个关于微纳制造领域全面而深入的视角,让我有机会接触到那些推动科技进步的精密制造技术。

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对我而言,《微纳尺度制造工程》这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一次关于未来科技的探索之旅。当我翻开这本书时,我立刻被其中描绘的微观世界所吸引,想象着在这个尺度上进行“制造”是多么令人兴奋的事情。书中关于“光刻技术”的详细讲解,让我对半导体制造的复杂性和精妙性有了更深刻的理解。我花了很长时间去研究不同类型光刻机的原理和应用,以及“掩模版”制作过程中对精度的极致追求。我对“电子束直写”(EBL)和“聚焦离子束”(FIB)技术在纳米结构制造和表征方面的作用印象深刻,它们为突破传统制造极限提供了可能。书中还详细介绍了“微纳3D打印”技术,这项技术能够快速成型复杂的三维微结构,这对于开发新型微流控芯片、微型生物传感器等应用具有颠覆性的意义。我还会重点关注书中关于“表面微纳化处理”的技术,了解如何通过等离子体处理、纳米压印等方法来赋予材料特殊的表面性能,例如超疏水性、自清洁性,或者提高其生物相容性,这对于改善器件的性能和拓展应用领域至关重要。我特别对书中关于“微纳器件的集成与封装”的章节进行了深入学习,这部分内容让我意识到,在微纳尺度下,如何有效地将单个器件连接起来,形成功能完整的系统,同样是一个充满挑战与机遇的领域。这本书为我提供了一个关于微纳制造领域全面而深入的知识体系,让我有机会接触到那些推动科技进步的精密制造技术。

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《微纳尺度制造工程》这本书,简直就是为我这种对精密科学“上头”的读者量身打造的!从书名上就能看出它涵盖的范围相当广泛,我最关心的自然是那些能够将微观世界“具象化”的制造技术。我花了很多时间仔细阅读了关于“光刻技术”的部分,书中对其原理、不同类型(如步进式、扫描式)以及关键参数(如分辨率、套刻精度)的讲解堪称教科书级别。我尤其喜欢书中对“掩模版”制作工艺的介绍,这涉及到高精度的图形设计和刻划,对我来说是全新的领域。此外,关于“电子束直写”(EBL)和“聚焦离子束”(FIB)的章节也让我大开眼界,它们展现了如何在纳米尺度上实现更精细的图案绘制和材料的精确加工,这对于研发新型纳米材料和器件有着不可替代的作用。书中还深入探讨了“微纳3D打印”技术,包括基于光固化、材料挤出等不同原理的微纳打印方法,以及它们在制造复杂三维微结构方面的优势。我设想利用这些技术来制造微型化的生物传感器、微流控芯片,甚至是用于药物递送的微纳机器人,这让我对未来的生物医学工程充满了期待。读到关于“表面微纳化处理”的章节时,我更是惊喜,书中介绍了如何通过等离子体处理、化学气相沉积(CVD)等方法来改变材料的表面特性,以实现特定的功能,如超疏水性、抗菌性等,这对于提升微纳器件的性能至关重要。总之,这本书为我提供了一个系统而深入的视角,让我理解了微纳尺度下制造的复杂性与可能性。

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对于我这样长期从事精密仪器研发的人来说,一本能够深入探讨微纳尺度制造工程的书籍,简直就是雪中送炭。当我翻开《微纳尺度制造工程》时,我就知道我找到了一本极具价值的参考资料。我花了很长时间去理解书中关于“微纳加工的通用方法”的介绍,特别是对“光刻”技术不同流派的详细分析,从传统的接触式和接近式光刻,到现代的深紫外(DUV)和极紫外(EUV)光刻,书中都给出了清晰的原理阐述和工艺流程。我对“掩模版”的制备技术尤为感兴趣,这涉及到高分辨率的图形转移,对后续的微纳器件精度有着决定性的影响。此外,书中关于“刻蚀技术”的论述也让我受益匪浅,无论是湿法刻蚀的化学反应机理,还是干法刻蚀(如反应离子刻蚀 RIE)的等离子体物理过程,都得到了详尽的解释。我特别关注了书中关于“微纳机器人”设计与制造的部分,设想它们在体内进行微创手术或靶向给药的场景,这种前景令人激动。另外,书中对“微纳传感器”的制造工艺也做了深入的介绍,这对我开发新型高灵敏度检测设备非常有启发。我还会仔细研读关于“表面微纳化处理”的章节,了解如何通过物理或化学方法改变材料表面的形貌和性能,以满足特定的应用需求,比如制造超疏水表面或生物相容性好的材料。总之,这本书为我提供了一个关于微纳制造领域全面而深入的知识体系,是值得反复研读的宝藏。

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从我接触工程领域伊始,对那些能够实现精密控制和复杂功能的微小结构就充满了好奇。《微纳尺度制造工程》这本书,恰好满足了我对这个领域的探究欲。我花了大量时间去理解书中关于“微纳加工的基本原理”的阐述,特别是对“光刻技术”的深入分析,从曝光原理到掩模设计,再到各种光刻技术的优劣势分析,书中都给出了深刻的见解。我对“电子束刻蚀”(EBL)和“聚焦离子束”(FIB)在纳米尺度上的精细加工能力尤为着迷,它们能够实现比光学方法更高的分辨率,这对于研发新型纳米材料和结构至关重要。书中还深入探讨了“微纳3D打印”技术,这项技术能够制造出复杂的三维微结构,这为我提供了在微流控、生物医学工程等领域进行创新的可能性。我还会仔细阅读关于“表面微纳化处理”的章节,了解如何通过各种物理和化学方法来改变材料的表面性能,例如实现超疏水性、抗菌性或改善生物相容性。书中丰富的图例和详细的流程描述,让我能够清晰地把握每一个制造环节的关键点。我尤其对书中关于“微纳执行器”和“微纳泵”的设计与制造的介绍感到振奋,它们是构建微型化设备的核心组件,其发展将极大地推动微机电系统(MEMS)的发展。这本书为我提供了一个关于微纳制造领域全面而深入的知识体系,是值得反复研读的宝藏。

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我一直对那些肉眼几乎看不见的精巧机械和器件充满了敬畏,所以《微纳尺度制造工程》这个书名立刻就抓住了我的眼球。拿到书后,我做的第一件事就是翻阅目录,想看看它究竟能带我领略哪些神奇的微纳制造技术。读了大概三分之一,我必须说,这本书的深度和广度都远超我的预期。它不仅仅停留在理论层面,更是深入到各种具体的制造方法和工艺流程。我尤其对书中所描述的“减材制造”和“增材制造”在微纳尺度下的区别和应用感到兴奋。例如,对于刻蚀技术,书中详细介绍了湿法刻蚀和干法刻蚀的原理、优缺点以及在不同材料上的适用性。我还在书中看到了关于微纳加工中“图形转移”和“掩模制作”的关键步骤,这些细节对于理解整个制造流程至关重要。此外,书中对于“表面工程”和“微纳器件的封装”也有专门的章节,这部分内容让我意识到,在微纳尺度下,如何保护和优化器件的表面以及如何有效地将这些微小器件集成到更大的系统中,同样是挑战与机遇并存的领域。我特别关注了书中关于“微纳执行器”和“微纳传感器”的设计与制造方法,这让我对未来的智能设备和医疗诊断工具充满了想象。书中大量的图示和流程图,让原本抽象的技术概念变得生动易懂。它就像一位经验丰富的工程师,一步一步地引导我走进微纳制造的殿堂,让我有机会了解那些构建我们现代科技基石的精密工艺。对我来说,这本书不仅仅是知识的获取,更是一次对精密制造领域创新潜力的深度探索。

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我一直对那些能够改变我们生活方式的颠覆性技术非常关注,《微纳尺度制造工程》这本书,正是这样一本激发我无限遐想的读物。当我翻开它的时候,我就被书中描绘的微纳世界深深吸引。我迫不及待地想知道,我们究竟是如何在如此微小的尺度上进行“创造”的。书中关于“光刻技术”的深入讲解,让我对半导体产业的核心制造工艺有了更清晰的认识。我花了大量时间去理解不同类型光刻机的原理和应用,以及“掩模版”制作过程中对精度的极致追求。我对“电子束直写”(EBL)和“聚焦离子束”(FIB)技术在纳米结构制造和表征方面的作用印象深刻,它们为突破传统制造极限提供了可能。书中还详细介绍了“微纳3D打印”技术,这项技术能够快速成型复杂的三维微结构,这对于开发新型微流控芯片、微型生物传感器等应用具有颠覆性的意义。我还会重点关注书中关于“表面微纳化处理”的技术,了解如何通过等离子体处理、纳米压印等方法来赋予材料特殊的表面性能,例如超疏水性、自清洁性,或者提高其生物相容性,这对于改善器件的性能和拓展应用领域至关重要。我特别对书中关于“微纳器件的集成与封装”的章节进行了深入学习,这部分内容让我意识到,在微纳尺度下,如何有效地将单个器件连接起来,形成功能完整的系统,同样是一个充满挑战与机遇的领域。这本书为我提供了一个关于微纳制造领域全面而深入的知识体系,让我有机会接触到那些推动科技进步的精密制造技术。

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一直以来,我对那些隐藏在日常生活中、却又发挥着至关重要作用的微小结构和器件感到非常着迷。因此,《微纳尺度制造工程》这本书的出现,仿佛为我打开了一扇通往奇妙微观世界的大门。我迫不及待地想要了解,究竟是什么样的技术,能够让我们在如此微小的尺度上进行“创造”。书中关于“微纳加工的基本原理”的章节,让我对“光刻”技术有了更深刻的认识。我花了大量时间去理解不同类型光刻机的特点,比如步进曝光和扫描曝光,以及它们在提高生产效率和精度方面的考量。我对“掩模版”的制作工艺也进行了细致的研究,这部分内容涉及到高精度的图形设计和加工,是我之前不太了解的领域。书中对“电子束刻蚀”(EBL)的详细介绍,尤其让我感到惊叹,它能够实现比光学光刻更高的分辨率,是研发尖端半导体器件和纳米结构的关键技术。此外,“聚焦离子束”(FIB)在材料的精细加工和三维形貌构建方面的应用,也让我看到了其在纳米科学研究中的巨大潜力。我还会重点关注书中关于“微纳3D打印”技术的章节,它能够实现复杂三维微结构的快速成型,为制造新型微流控器件、微型传感器提供了新的可能性。我特别对书中关于“表面微纳化处理”的技术进行了深入学习,了解了如何通过等离子体处理、纳米压印等方法来改变材料的表面性能,从而实现特定的功能,如提高器件的集成度或改善其生物相容性。这本书为我提供了一个系统性的知识框架,让我能够更全面地理解微纳制造的魅力与挑战。

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这本书简直是为那些对微纳世界充满好奇,又希望亲手“捏造”出精密器件的工程师和科研人员量身定做的!我当初选择它,纯粹是被“微纳尺度制造”这几个字所吸引,感觉它像一把钥匙,能开启一个我从未触及过的精密制造领域。拿到手后,翻开第一页,就被其中涉及到的各种新颖的制造技术深深吸引。我特别想了解的是,在如此微小的尺度下,我们如何才能精确地控制材料的沉积、去除和组装?书中对光刻、电子束刻蚀、聚焦离子束以及各种微纳3D打印技术的原理和应用做了非常详尽的阐述。我印象最深刻的是关于光刻技术的介绍,它不仅解释了如何利用光束在光刻胶上“雕刻”出纳米级的图案,还深入剖析了不同类型光刻技术(如深紫外光刻、极紫外光刻)的优劣势以及它们在半导体制造中的关键作用。此外,书中对微纳机器人的设计和制造也进行了精彩的描绘,我设想着用这些微型机器人来完成药物输送、细胞操作等生物医学应用,简直太有未来感了。书中还穿插了大量的实例和案例研究,让我能够直观地感受到这些前沿技术是如何转化为实际产品的,比如微流控芯片在诊断领域的应用,或者是微纳传感器在环境监测中的潜力。读到关于“自组装”技术的章节时,我更是激动不已,想象着未来材料能够自己“聪明”地按照预设的规则排列组合,大大降低制造的复杂性和成本,这对我来说是一个全新的视角。而且,书中对材料的选择和表面处理的细节也讲得很到位,毕竟在微纳尺度下,材料的表面性质往往比体相性质更为重要。总而言之,这本书让我对微纳制造工程的广度和深度有了全新的认识,它不仅仅是一本技术手册,更是一本激发创新灵感的宝库。

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作为一名对材料科学和工程应用有着浓厚兴趣的读者,《微纳尺度制造工程》这本书的内容,无疑为我打开了一个全新的视野。我原本就对精细化制造有着强烈的探究欲,而这本书恰好满足了我的好奇心。我花了很长时间去理解书中关于“微纳加工的基本工艺”的阐述,尤其是对“光刻技术”的详细介绍,从曝光原理到掩模设计,再到各种光刻技术的优劣势分析,书中都给出了深刻的见解。我对“电子束刻蚀”(EBL)和“聚焦离子束”(FIB)在纳米尺度上的精细加工能力尤为着迷,它们能够实现比光学方法更高的分辨率,这对于研发新型纳米材料和结构至关重要。书中还深入探讨了“微纳3D打印”技术,它能够制造出复杂的三维微结构,这为我提供了在微流控、生物医学工程等领域进行创新的可能性。我还会仔细阅读关于“表面微纳化处理”的章节,了解如何通过各种物理和化学方法来改变材料的表面性能,例如实现超疏水性、抗菌性或改善生物相容性。书中丰富的图例和详细的流程描述,让我能够清晰地把握每一个制造环节的关键点。我尤其对书中关于“微纳执行器”和“微纳泵”的设计与制造的介绍感到振奋,它们是构建微型化设备的核心组件,其发展将极大地推动微机电系统(MEMS)的发展。这本书为我提供了一个关于微纳制造领域全面而深入的知识体系,是值得反复研读的宝藏。

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佘总教的课,他的风格我特别喜欢,自身严谨而且学富五车,可谓是中山大学中最为优秀的教授之一了!当然书也是贯穿了很多物理学的东西,详细而且脉络清晰!

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