微纳米加工技术及其应用（第3版） [Micro-Nanofabrication Technologies and Applications] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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崔铮 著

图书标签:

• 微纳米加工
• 纳米技术
• MEMS
• 微电子
• 材料科学
• 精密制造
• 光刻技术
• 薄膜技术
• 生物医学工程
• 传感器

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040369748

版次：3

商品编码：11229914

包装：精装

外文名称：Micro-Nanofabrication Technologies and Applications

开本：16开

出版时间：2013-04-01

用纸：胶版纸

页数：544

字数：610000

正文语种：中

内容简介

　　《微纳米加工技术及其应用（第3版）》集作者多年来的实践经验与研究成果，并结合近年来国际上的最新发展，综合介绍微纳米加工技术的基础，包括光学曝光技术、电子束曝光技术、聚焦离子束加工技术、扫描探针加工技术、微纳米尺度的复制技术、各种沉积法与刻蚀法图形转移技术、间接纳米加工技术与自组装纳米加工技术。对各种加工技术的介绍着重讲清原理，列举基本的工艺步骤，说明各种工艺条件的由来，并注意给出典型工艺参数；充分分析各种技术的优缺点及在应用过程中的注意事项；以大量图表与实例说明各种加工方法，避免烦琐的数学分析；并以专门一章介绍微纳米加工技术在现代高新技术领域的应用，包括超大规模集成电路技术、纳米电子技术、光电子技术、高密度磁存储技术、微机电系统技术、生物芯片技术和纳米技术。通过应用实例说明现代高新技术与微纳米加工技术的不可分割的关系，并演示如何灵活应用微纳米加工技术来推动这些领域的技术进步。
　　与国内外同类出版物的相比，《微纳米加工技术及其应用（第3版）》的显著特点是将用于超大规模集成电路生产、用于微机电系统制造与用于纳米技术研究的微纳米加工技术综合介绍，并加以比较。首次将微纳米加工归纳为平面工艺、探针工艺和模型工艺三种主要类型，突出了微纳米加工与传统加工技术的不同之处。全书既注重基础知识又兼顾微纳米加工领域近年来的最新进展，并列举大量参考文献与互联网链接网址，供进一步发掘详细信息与深入研究。因此不论是对初次涉足这一领域的大专院校的本科生或研究生，还是对已经有一定工作经验的专业科技人员，都具有很好的参考价值。

作者简介

　　崔铮，东南大学（原南京工学院）本科毕业（1981年），并获该校硕士（1984年）和博士（1988年）学位。1989年受英国科学与工程研究委员会访问研究基金全额资助（SERC Visiting Fellowship），到英国剑桥大学微电子研究中心做博士后研究。1993年到英国卢瑟福国家实验室微结构中心做高级研究员。1999年起任英国卢瑟福国家实验室微结构中心首席科学家（Principal Scientist）以及微系统技术中心负责人（Group Leader）。在英国工作的20年中，先后参加和主持各种科研项目25项，其中lO项为项目首席科学家。2004年当选为英国工程技术学会（IET）会士（Fellow）。先后独立与合作发表学术论文190余篇。2005年出版中文专著《微纳米加工技术及其应用》（高等教育出版社），2006年出版该书的英文版《Micro- Nanofabrication Technologies and Applications》（高等教育出版社，Springer），2008年出版英文专著《Nanofabrication：Principles. Capabilities and Limits》（Springer），2009年出版《微纳米加工技术及其应用》（第二版）（高等教育出版社）。自1994年以来开始与国内开展合作，先后受聘为国内多家科研单位与大学的客座研究员、客座教授。2002年受聘为中国科学院海外评审专家。2004年获中国科学院海外杰出学者（B类）基金。2007年参加中国科学院物理研究所纳米电子材料与器件海外合作团队。2009年9月入选中共中央组织部第二批“千人计划”（创新类），10月全职回国到中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所工作，创立了国内首个印刷电子技术研究中心。2011年1月创立苏州纳格光电科技有限公司，致力于将印刷电子技术推向产业化。2012年3月，领衔印刷电子技术研究中心科研团队集体编著了中国第一本印刷电子学方面的专著《印刷电子学：材料、技术及其应用》（高等教育出版社）。目前担任中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所印刷电子学研究部主任。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 微纳米技术与微纳米加工技术
1.2 微纳米加工的基本过程与分类
1.3 本书的内容与结构
参考文献

第2章 光学曝光技术
2.1 引言
2.2 光学曝光方式与原理
2.2.1 掩模对准式曝光
2.2.2 投影式曝光
2.3 光学曝光的工艺过程
2.4 光刻胶的特性
2.4.1 光刻胶的一般特性
2.4.2 正型光刻胶与负型光刻胶的比较
2.4.3 化学放大胶
2.4.4 特殊光刻胶
2.5 光学掩模的设计与制作
2.6 短波长曝光技术
2.6.1 深紫外曝光技术
2.6.2 极紫外曝光技术
2.6.3 X射线曝光技术
2.7 大数值孔径与浸没式曝光技术
2.8 光学曝光分辨率增强技术
2.8.1 离轴照明技术
2.8.2 空间滤波技术
2.8.3 移相掩模技术
2.8.4 光学邻近效应校正技术
2.8.5 面向制造的掩模设计技术
2.8.6 光刻胶及其工艺技术
2.8.7 二重曝光与加工技术
2.9 光学曝光的计算机模拟技术
2.9.1 部分相干光成像理论
2.9.2 计算机模拟软件COMPARE
2.9.3 光学曝光质量的比较
2.10 其他光学曝光技术
2.10.1 近场光学曝光技术
2.10.2 干涉光学曝光技术
2.10.3 无掩模光学曝光技术
2.10.4 激光三维微成型技术
2.10.5 灰度曝光技术
2.11 厚胶曝光技术
2.11.1 传统光刻胶
2.11.2 SU-8光刻胶
2.12 LIGA技术
2.12.1 用于LIGA的X射线光源
2.12.2 X射线LIGA掩模
2.12.3 用于X射线LIGA的厚胶及其工艺
2.12.4 影响X射线LIGA图形精度的因素
参考文献

第3章 电子束曝光技术
3.1 引言
3.2 电子光学原理
3.2.1 电子透镜
3.2.2 电子枪
3.2.3 电子光学像差
3.3 电子束曝光系统
3.4 电子束曝光图形的设计与数据格式
3.4.1 设计中的注意事项
3.4.2 中间数据格式
3.4.3 Auto CAD数据格式
……

第4章 聚焦离子束加工技术
第5章 扫描探针加工技术
第6章 复制技术
第7章 沉积法图形转移技术
第8章 刻蚀法图形转移技术
第9章 间接纳米加工技术
第10章 自组装纳米加工技术
第11章 微纳米加工技术的应用

前言/序言

　　记得1994年夏天我第一次回国，到成都参加中国科学院青年学者学术讨论会，会议的主题是光学技术在微细加工中的应用。那时的微细加工还主要集中在半导体集成电路工艺技术领域。在那次学术讨论会上我介绍了我在英国从事的有关0.35V，m集成电路光学曝光技术的研究。国内同行的专家都感叹国内外发展水平的差距，却又无能为力。中国由于长期以来受到西方先进工业国家的封锁与禁运，西方只把落后的或淘汰的微细加工设备卖给中国。虽然国家投入大量资金与人力，自主开发包括光学曝光机、电子束曝光系统与聚焦离子束加工系统等微细加工设备，但性能与可靠性总是与国外设备有差距.而且从样机研制到推广使用，中间还有很大距离。所以，中国的微细加工技术发展与应用同国外相比差距是太大了。而当时的形势是韩国与中国台湾地区正在超过日本，成为亚洲半导体集成电路加工生产的主要基地。中国大陆地区若不奋起直追，就可能在这一高科技领域越加落后。1995年我在国内《科学》杂志上撰文，系统介绍了光学、电子束、离子束与x射线曝光技术在超大规模集成电路加工方面的应用（VLSI微细加工技术，科学，1995年第3期），希望能对国内微细加工技术的发展有所启发。值得欣慰的是中国在过去的10年中，尤其是最近几年已疾步赶上来。一方面是国力强盛了，另一方面是西方工业国家为打入中国市场已开放了先进微细加工设备对中国的出口。这10年中，我每年都回国讲学或进行合作研究，亲眼目睹了中国一些大学与研究所相继建立起具有与国外一流水平实验室相媲美的微细加工基础设施，装备了先进的微细加工设备。中国的半导体集成电路生产企业也已跻身世界前五大公司的行列。除了微电子与集成电路工业的发展外，中国在微系统MEMS（micro- electro- mechanical system）技术的开发研究方面也与国外水平不相上下。微细加工技术已经不仅限于集成电路加工，而且被应用到更广泛的MEMS技术、微流体技术、微光学技术与生物芯片技术。最近两年蓬勃发展的纳米技术更是将微细加工技术提到了对纳米科技发展举足轻重的地位。微细加工技术已经扩展成为微纳米加工技术，成为当今微纳米研究与产业化不可缺少的手段。中国已经下决心在微纳米技术领域赶上和超过国际先进水平，在国家雄厚的财力支持下，购置了先进的微纳米加工设备，建立起先进的实验基础，但这些先进设备都需要由人来操作使用，使其发挥最大效益。另外，微纳米结构器件的功能或特性与其加工成型技术密切相关，任何从事微纳米技术研究或开发的科技人员都应同时具备相应的微纳米加工技术知识。这些年来通过回国讲学与合作研究，我深深感到国内科技人员与即将投身这一领域的大学在校本科生、研究生需要一本全面介绍微纳米加工技术基础与国外最新发展的读物。我本人也一直希望将我多年来从事微纳米加工技术研究的经验与所学所知传授他人。高等教育出版社向海外学者发出的邀请终于圆了我这个梦。作为一名中国自己培养的工学博士，这本书也是我回报祖国培育之恩的一份心意。
　　近年来随着微纳米技术的蓬勃发展，国外介绍微纳米加工技术的专业出版物也陆续出现。但这些书或者专述集成电路微加工技术，或者专述微系统MEMS的微加工技术，而面向纳米科技的纳米加工技术尚无任何出版物系统加以介绍。我力求在本书中同时介绍超大规模集成电路的加工技术、MEMS的加工技术以及纳米加工技术。这一方面反映了当今科技多领域互相借鉴、互相交叉渗透的发展趋势，另一方面也是我本人这些年来工作实践的真实点结。我于1989年在英国国家科学与工程研究委员会（SERC）的访问研究基金资助下，来到英国剑桥大学卡文迪许实验室（Cavendish Laboratory）微电子研究中心作博士后研究。一开始从事的是液态金属离子源与聚焦离子束技术的研究，随后又参加了电子束曝光技术的欧共体研究计划。1993年受聘于英国卢瑟福国家实验室（Ruther ford Appleton Laboratory）微结构中心，参加了超大规模集成电路光学曝光技术的欧共体研究计划。1996年到1998年间主持了一项欧共体关于电子束纳米曝光与化学放大抗蚀剂技术的研究。1998年后开始转向微系统MEMS技术的研究，并主持了欧洲的一个微系统技术中心（Competence Centre for Microactuators and Non-silicon Microsystems），因此开始有机会接触各种用于MEMS的加工技术。这些技术，包括我在这些领域的研究成果，都反映在本书之中。这也是我能够独立完成本书的原因，而不是像其他同类书籍那样由多名作者联合撰写。当然，我本人的经验与知识是有限的，不可能也不敢妄称在所有书中所介绍的技术方面都是专家，因此希望广大读者与专家学者对书中可能出现的谬误之处给予批评指正。书中对每一种微纳米加工技术的介绍也难免挂一漏万，好在每章之后都附有相关的参考文献，可供读者进一步深入研究与探讨。

好的，这是一份关于一本名为《微纳米加工技术及其应用（第3版）》图书的详细内容简介，这份简介完全聚焦于该书未包含的内容，并力求自然流畅，避免使用任何AI痕迹的表达方式。 --- 图书内容深度解析：未涉足的前沿与传统领域 （聚焦于《微纳米加工技术及其应用（第3版）》可能未涵盖的广阔技术版图） 本书的姊妹著作或相关领域的研究，涵盖了远超微纳米加工技术这一核心主题的广阔空间。尽管微纳米加工是现代精密制造的基石，但以下领域在本书的篇幅内可能仅作简要提及，或完全未被深入探讨： 一、 宏观工程与传统制造工艺的深度剖析 微纳米加工技术主要聚焦于亚微米乃至纳米尺度的制造。然而，一个完整的工程体系必须依赖于宏观层面的制造能力作为支撑。 1. 重型机械与结构工程的材料科学 本书可能不会深入探讨高强度钢材、复合材料（如碳纤维增强聚合物、陶瓷基复合材料）的冶金过程和力学性能分析。例如，针对大型桥梁、航空航天结构件所必需的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的挤出和烧结过程，以及这些材料在极端载荷下的疲劳寿命预测，属于宏观材料科学和结构工程的范畴。此外，大型铸件的凝固理论、晶粒控制技术，以及在铸造过程中如何有效消除宏观缺陷（如气孔、缩松），是独立于微加工的复杂课题。 2. 大批量、低成本的冲压与注塑成型 在消费电子和汽车工业中，塑料和金属零件的大规模生产依赖于高精度模具设计与冲压、注塑工艺。本书可能不会详述复杂的多腔模具设计原则、热流道系统的优化、保压曲线的精确控制，以及如何通过工艺参数调整来控制大型零件的翘曲和收缩率。这涉及到塑性变形的本构方程、冲压回弹（Springback）的精确补偿技术，这些都是独立于光刻、刻蚀的制造分支。 3. 表面处理与防护涂层（非功能性） 虽然微纳米加工涉及薄膜沉积，但本书可能不会涵盖重防腐涂层、电镀层（如镀铬、镀镍）的厚度、均匀性和附着力控制，尤其是在建筑、船舶和化工设备领域。例如，针对海洋环境的牺牲阳极保护机制、大面积热浸镀锌的工艺窗口控制，以及涂层对宏观结构疲劳强度的影响分析，是另一套完整的工程学科。 二、 信息科学与高阶算法的前沿应用 微纳米制造中的设备控制依赖于数字化，但更上层的算法和系统架构通常是独立研究的焦点。 1. 量子计算与非经典信息处理 本书可能集中于经典半导体器件的物理制造。然而，量子计算，尤其是超导量子比特（Transmon）、拓扑量子比特或离子阱的构建与操控，涉及全新的物理原理和制造挑战。例如，如何设计具有极低损耗的超导谐振腔、微波脉冲的精确时序控制、以及量子纠缠的实验验证，是完全不同的技术路线。 2. 复杂系统建模与数字孪生（Digital Twin） 现代工业的趋势是构建“数字孪生”。这本书可能关注于“如何制造”物理实体，但不会深入探讨如何实时、高精度地模拟和预测一个大型制造系统（如整个晶圆厂的物流、设备状态和良率波动）。这需要高级的离散事件模拟、人工智能驱动的预测性维护算法（PdM），以及多物理场耦合的实时反馈优化。 3. 高性能计算（HPC）的架构设计 光刻和刻蚀的模拟（如OPC或等离子体刻蚀轮廓模拟）是微纳米加工的重要组成部分。但是，设计下一代CPU/GPU的Cache结构、内存一致性协议、或异构计算的编程模型（如CUDA或OpenCL的高级优化），这些属于计算机体系结构和软件优化的领域，超出了本书的制造范畴。 三、 生物医学领域的宏观集成与临床应用 虽然微流控芯片（Microfluidics）是微加工的应用之一，但本书的侧重点通常是芯片本身的制造。 1. 活体器官移植与再生医学的生物工程 本书不会涉及细胞支架的设计与生物相容性测试、干细胞的体外诱导分化、或免疫排斥反应的机制研究。例如，3D生物打印技术在构建具有血管化的人造组织时的挑战，需要深入的组织工程学知识，而非仅仅是打印设备的微加工精度。 2. 临床诊断设备的人机交互与法规遵循 微诊断设备（Point-of-Care Testing, POCT）的最终应用需要用户友好的界面、即时的分析结果解释以及严格的FDA/CE等监管机构的审批流程。本书可能不涵盖医疗设备的人机工程学设计（HCI）、数据隐私保护（如HIPAA合规性），以及临床试验的设计与实施。 3. 大规模药物递送系统的药代动力学 本书可能涉及纳米载体的制造（如脂质体或聚合物胶束），但不会深入探讨药物在人体内的吸收、分布、代谢和排泄（ADME）过程。例如，如何优化纳米药物的血清半衰期、靶向特定病灶的配体设计，以及大规模药物合成的质量控制（GMP标准），是药学和药理学的核心。 四、 能源转换与存储的系统级优化 在新能源领域，微加工是关键，但系统层面的集成和材料化学的深度探索是本书的界限之外。 1. 固态电池电解质的界面化学 尽管微加工技术可以用于制造微结构电极，但本书可能不会深入分析固态电解质与锂金属负极之间的固态电解质界面（SEI）的形成机制，以及在循环过程中界面阻抗的演变。这涉及到电化学动力学、界面电荷转移阻抗谱（EIS）分析，这些是电化学储能的核心研究方向。 2. 大型光伏电站的电网集成与电能质量 本书可能描述如何制造高效的太阳能电池单元（如钙钛矿或三五族材料的微结构优化），但不会探讨如何将兆瓦级的太阳能电站接入现有电网。这包括变流器（Inverter）的谐波抑制、功率因数校正、电网故障穿越能力（LVRT）的设计，以及大规模储能系统的站级管理系统（EMS）。 3. 热能捕获与朗肯循环的流体热力学 在热电材料的微结构制备之外，本书可能未涉及如何设计一个高效的、基于有机朗肯循环（ORC）的小型热能回收系统。这需要精确计算工质的选择、涡轮机的气动设计、以及全系统的热力学效率分析，这些是热能工程的传统领域。 --- 这份详尽的综述，旨在勾勒出微纳米加工技术在整个现代工程和科学谱系中所处的具体位置，并明确指出其边界之外的、同样重要且高度专业化的技术领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“应用”章节简直是教科书级别的案例集，它成功地架起了实验室研究与实际工程化之间的鸿沟。我一直在关注生物传感器和微机电系统（MEMS）领域的发展，而传统教材往往将这些内容一笔带过，或者仅限于理论设想。但这一版却花费了相当大的篇幅来介绍如何利用成熟的半导体工艺平台来衍生和发展特定的功能性微纳器件。例如，它深入探讨了软光刻（Soft Lithography）技术，尤其是PDMS（聚二甲基硅氧烷）在微流控芯片制造中的灵活应用，包括了浇铸、剥离、压印等各个步骤的细节控制，以及如何解决长期困扰研究者的PDMS吸附性和渗透性问题。更令人兴奋的是，书中对功率器件和存储器技术中的新型材料和结构进行了前瞻性的讨论，这对于正在从事下一代器件研发的团队来说，无疑是宝贵的指引。我感觉，作者不仅仅是机械地记录了“如何做”，更是深刻地剖析了“为什么这样做是最佳选择”，这种对工艺哲学和工程取舍的探讨，是衡量一本技术著作是否具有长期价值的关键标准。

评分☆☆☆☆☆

这部关于微纳米加工技术的著作，我拿到手里后就立刻被它那极其严谨的学术态度和对前沿技术的深刻洞察所吸引。说实话，我对这个领域的研究已经有些年头了，市面上关于基础理论的书籍浩如烟海，但大多停留在对原理的罗列，缺乏将这些原理与当前工业界最迫切的需求相结合的深度分析。然而，这本书的特别之处在于，它没有仅仅满足于介绍经典的半导体制造流程，而是花了大量篇幅去探讨那些真正推动产业迭代的关键技术，比如先进的光刻技术，尤其是极紫外（EUV）光刻的最新进展和面临的挑战，这部分内容写得非常扎实，充满了对未来节点工艺的预测和技术路径的梳理。更让我眼前一亮的是，作者对“去纳米化”趋势下的一些新型加工方法，如聚焦离子束（FIB）的精细修饰和原子层沉积（ALD）在复杂三维结构构建中的应用，进行了细致入微的剖析。读完这部分，我感觉自己对如何通过精巧的材料控制来实现亚微米乃至纳米尺度的结构制造，有了一个全新的、更加系统的认知框架。这本书绝对不是一本速成手册，它更像是一份高质量的、面向研究人员和资深工程师的参考指南，其中包含大量经过反复验证的工艺参数和设计考量，对于深入理解现代微电子和光电器件制造的“幕后逻辑”非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅这本书时，我的第一印象是它在内容组织上的逻辑性和递进性达到了一个极高的水准。它并没有一开始就抛出那些令人望而生畏的复杂公式和设备参数，而是采取了一种非常巧妙的“由宏观到微观，再由基础到应用”的叙事方式。比如，在介绍刻蚀技术时，作者先用清晰的图表勾勒出湿法刻蚀与干法刻蚀的哲学差异和适用场景，然后才逐步深入到等离子体化学机制的解析，以及如何通过调整射频功率、气体组分和衬底温度来精确调控侧壁的轮廓（Profile Control）。我特别欣赏它在讨论关键挑战时所展现的平衡感——既没有过度拔高技术的先进性，也没有回避当前工艺中普遍存在的良率问题和成本控制的难题。特别是关于掩模制作（Mask Making）的部分，它详细阐述了缺陷检测与修复技术的演进，这在高度集成化和精细化的芯片制造中是至关重要的环节。这本书的文字风格沉稳而有力，没有多余的渲染，每一个技术点的阐述都像是经过了无数次实验验证后的精确总结，给人一种极强的信赖感，让人愿意把它放在手边，随时查阅关键的工艺参数和理论模型。

评分☆☆☆☆☆

不得不提的是，本书的图表质量和技术数据的翔实程度，都达到了专业级的出版水准。很多复杂的截面结构图和工艺流程图，绘制得极为精细且逻辑清晰，即便是初次接触某些概念的读者，也能通过这些直观的视觉辅助，迅速抓住核心要点。例如，在描述深宽比（Aspect Ratio）极高的刻蚀工艺时，书中提供的示意图清晰地展示了“侧壁保护”和“离子轰击”在实现垂直结构中的动态平衡。而且，书中引用的数据和参考文献，明显是经过了近几年最顶尖会议和期刊的筛选，确保了内容的时效性和权威性。我甚至发现了一些关于特定新型材料（如高介电常数材料）在先进晶体管结构中应用的初步研究数据，这表明编著者对行业脉搏的把握相当敏锐，确保了这本书在未来几年内仍将是该领域的权威参考书。总而言之，这是一部知识密度极高、专业性极强，并且能够真正提升实践者和研究人员技术深度的重量级著作。

评分☆☆☆☆☆

相较于市面上一些偏向于某一具体技术（如只讲光刻或只讲沉积）的专著，这部著作的“包罗万象”却又不失“聚焦”的能力，令人称奇。它的覆盖面非常广，从基础的薄膜生长、材料特性到复杂的集成电路制造流程，再到新兴的柔性电子和三维集成（3D Integration）技术，都有涉猎。我尤其留意了其中关于表面形貌控制的章节，它系统地梳理了CMP（化学机械抛光）技术的原理和发展，并着重分析了不同材料（如二氧化硅、钨、铜）在抛光过程中去除速率的差异性控制，以及如何通过选择合适的抛光液和机械压力来实现平坦化。书中对这些工艺的描述，清晰地展现了材料科学、流体力学和表面化学是如何在一个微小的加工步骤中协同作用的。这种跨学科的知识整合，使得读者在阅读过程中能够不断跳出单一学科的局限，从更全局的角度理解整个制造链条的相互制约和协同优化，这对于培养具有全局观的系统工程师至关重要。

评分☆☆☆☆☆

The Si template with serious of fixed periodic gratings was used as the original template.

评分☆☆☆☆☆

书包装很好，质量也不错，值得购买

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

这个专业的，买了，感觉挺实用的

评分☆☆☆☆☆

略贵，没有别的了

评分☆☆☆☆☆

书的质量不错，慢慢学习吧。推荐购买

评分☆☆☆☆☆

书包装很好，质量也不错，值得购买

评分☆☆☆☆☆

2005年的版本。这点不是很满意。

评分☆☆☆☆☆

不错的商品，感觉还不错