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第1章 绪论1

1.1 MEMS发展历史的简要回顾2

1.2 MEMS应用一瞥3

1.2.1 传感微系统4

1.2.2 微执行器4

1.2.3 信息微系统4

1.2.4 生物微系统5

1.2.5 军事用MEMS器件5

1.3 MEMS设计现状概述5

1.3.1 系统级仿真7

1.3.2 器件级仿真7

1.3.3 工艺级仿真8

1.4 当前MEMS设计存在的问题及其解决途径8

1.4.1 MEMS与IC的差别及其对设计的影响9

1.4.2 动态性能的建模仿真与虚拟运行9

1.4.3 IP库与虚拟工艺10

1.4.4 关于设计方法学的一些思考11

参考文献13

第2章 微机电系统工艺级仿真——虚拟工艺技术14

2.1 虚拟工艺的一般概念14

2.1.1 MEMS的工艺仿真14

2.1.2 什么是虚拟工艺15

2.1.3 虚拟工艺的两种技术路线16

2.2 微机电系统制造工艺16

2.2.1 光刻17

2.2.2 表面硅工艺19

2.2.3 体硅工艺20

2.2.4 键合工艺23

2.2.5 LIGA工艺23

2.2.6 其他工艺24

2.3 基于专家知识的工艺流程仿真24

2.3.1 基于体块模型的虚拟工艺24

2.3.2 基于体素（voxel）模型的虚拟工艺37

2.4 基于物理模型的MEMS工艺仿真56

2.4.1 投影式光学光刻工艺仿真57

2.4.2 DRIE工艺仿真62

2.5 小结72

参考文献73

第3章 微机电系统的行为级仿真建模方法76

3.1 基于机理的动态模型建模方法77

3.1.1 微悬臂梁动力学模型77

3.1.2 微加速度计的动态模型81

3.1.3 微马达的动态模型85

3.2 基于系统辨识的动态模型建模方法88

3.2.1 基于系统辨识的建模方法89

3.2.2 基于系统辨识的建模方法的实施过程90

3.3 MEMS器件动态模型建模实例92

3.3.1 电容式微加速度计的动态模型92

3.3.2 微流量泵的动态模型98

3.4 基于标准等效结构的建模方法107

3.4.1 基本思路和一些概念108

3.4.2 等效到机械域的等效结构建模方法109

3.5 电路标准等效模型的建模与仿真方法119

3.5.1 基本思路和一些概念120

3.5.2 标准等效结构模型121

3.5.3 静电换能器模型124

3.6 采用VHDL_AMS语言的建模与仿真方法132

3.6.1 VHDL_AMS建模方法132

3.6.2 微加速度计的VHDL_AMS语言建模与仿真134

3.7 小结138

参考文献140

第4章 微机电系统的虚拟运行142

4.1 虚拟运行的实现框架142

4.1.1 什么是虚拟运行142

4.1.2 虚拟运行的入口——虚拟组装143

4.1.3 虚拟运行的流程144

4.1.4 动态模型求解145

4.1.5 三维可视化技术150

4.2 虚拟运行实例152

4.2.1 微悬臂梁机理模型求解与虚拟运行152

4.2.2 微马达机理模型数值解与虚拟运行161

4.2.3 微流量泵的模型与虚拟运行163

4.3 小结170

参考文献171

第5章 基于IP库的MEMS设计系统172

5.1 基于IP库的MEMS设计方法173

5.1.1 IP库的概念173

5.1.2 基于IP库的MEMS设计流程175

5.2 可视化建模方法——虚拟组装179

5.2.1 虚拟组装的基本流程179

5.2.2 基于节点分析法的虚拟组装181

5.2.3 基于节点分析法的虚拟组装的实现190

5.3 基于IP库的MEMS设计系统的形式化描述195

5.3.1 IP库的形式化描述195

5.3.2 系统功能形式化描述197

5.3.3 设计系统的形式化描述199

5.4 基于IP库的MEMS设计系统实现202

5.4.1 基于IP库的MEMS设计系统的总体框架203

5.4.2 IP模块及IP库的实现203

5.4.3 微泵设计过程的实现208

5.4.4 基于IP库的MEMS设计系统的器件设计215

5.5 小结221

参考文献221

第6章 MEMS器件设计案例222

6.1 微镜光开关的设计222

6.1.1 微镜光开关的总体设计222

6.1.2 静电驱动光开关模型223

6.1.3 光开关结构模态分析226

6.1.4 光开关虚拟运行226

6.1.5 虚拟工艺226

6.2 硅微加速度计的设计229

6.2.1 硅微加速度计概述229

6.2.2 电容式微加速度计结构设计与分析230

6.2.3 双端四梁微加速度计的虚拟工艺仿真236

6.2.4 双端四梁微加速度计的虚拟组装240

6.2.5 双端四梁加速度计的虚拟运行242

6.2.6 加工结果及机械性能检验245

6.2.7 封装及电路测试252

6.3 静电驱动式微夹钳的设计252

6.3.1 静电驱动式微夹钳概述253

6.3.2 静电驱动式微夹钳结构设计与分析254

6.3.3 虚拟工艺仿真260

6.3.4 基于机械域等效结构的虚拟组装264

6.3.5 基于电域的基本等效结构模型的虚拟运行266

6.3.6 实际加工结果及其精度验证272

6.4 小结277

参考文献278

《半导体科学与技术丛书》已出版书目279