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压电微机电谐振器

定价

119.00

出版社

机械工业出版社

版次

1

出版时间

2020年01月

开本

16开

作者

Bhugra, Harmeet, Piazza, Gianluca

装帧

平装

页数

351

字数

0

ISBN编码

9787111637639

重量

0

本书主要介绍压电MEMS谐振器的各种制作材料、工艺、参数、特性、测试和评估方法等，并针对相关器件商业化难题进行了讨论，给出了两个成功案例。 本书共16章，包含4部分内容：第Ⅰ部分介绍了科研环境下广泛使用的MEMS谐振器压电材料；第Ⅱ部分介绍了相关谐振器的种类和特色；第Ⅲ部分介绍了压电MEMS谐振器的较为先进的设计理念以及建模、测试和评估方法；第Ⅳ部分介绍了压电MEMS谐振器的商业化问题，给出了相关案例。 本书面向致力于从事压电MEMS谐振器研究的工程师和科研人员，也可以作为相关专业师生的参考用书。

译者序

原书前言

作者名单

第Ⅰ部分MEMS谐振器压电材料

第壹章AlN薄膜的基本性质与制造工艺3

1.1简介3

1.2反应磁控溅射沉积法制备AlN薄膜8

1.2.1用于c轴织构化的压电薄膜的生长工艺8

1.2.2衬底表面粗糙度的影响:薄膜生长与厚度的关系15

1.2.3其他生长问题:氧杂质和zai生问题17

1.3性质和表征19

1.3.1从头计算法的研究26

1.4AlN-ScN合金薄膜26

参考文献28

第2章PZT在微纳机电系统中的应用32

2.1PZT压电薄膜32

2.1.1沉积工艺32

2.1.2刻蚀工艺38

2.1.3器件设计问题41

2.1.4基于PZT的谐振器件44

2.1.5小结55

致谢56

参考文献56

第3章GaN在微纳机电系统中的应用61

3.1简介61

3.1.1简史61

3.1.2GaN技术61

3.1.3GaN的优势63

3.2GaN谐振器的换能原理64

3.2.1无源压电转换64

3.2.2压阻换能67

3.2.3GaN谐振体晶体管69

3.3应用73

3.3.1基于GaN的物理谐振传感器73

3.3.2基于GaN的频率合成器和计时器75

3.4对未来的展望76

参考文献79

第4章LiNbO3材料在微纳机电谐振器中的应用84

4.1LiNbO3材料和薄膜的发展历史85

4.2LiNbO3的材料特性87

4.3LiNbO3薄膜的体声波振动模态89

4.4LiNbO3薄膜的微加工

工艺95

4.5LiNbO3器件的设计和性能101

4.6LiNbO3器件的讨论和未来的应用105

参考文献107

第Ⅱ部分压电MEMS谐振器的设计

第5章压电MEMS谐振器中的品质因数与耦合115

5.1简介115

5.2品质因数115

5.2.1损耗的来源116

5.2.2有关损耗的讨论122

5.3耦合因数123

5.3.1压电耦合因数123

5.3.2有效机电耦合因数124

5.3.3耦合因数的讨论125

5.4优值（FOM）与小结126

参考文献126

第6章挠性压电谐振器131

6.1简介131

6.2层压板力学131

6.2.1固有频率132

6.2.2薄膜压电系数133

6.3能量法振动分析134

6.4一维谐振器135

6.4.1双端固支梁分析136

6.4.2固有频率138

6.4.3双端口谐振器138

6.5二维谐振器140

6.5.1方形板141

6.5.2圆形板142

6.5.3示例——多振动模态的耦合预测145

参考文献146

第7章横向振动压电MEMS谐振器148

7.1简介148

7.2工作原理148

7.3材料153

7.4频率缩放155

7.5制造技术156

7.6原型器件示例157

参考文献165

第8章BAW压电谐振器171

8.1简介171

8.2BVD模型171

8.3Mason等效电路176

8.4谐振器结构178

8.5材料选择180

8.6横向波传播181

8.7小结184

参考文献184

第9章剪切压电MEMS谐振器186

9.1MEMS谐振器的介绍186

9.2压电剪切模式187

9.3压电厚度剪切原理188

9.4石英晶体的切割角191

9.5器件尺寸对频率的影响192

9.6厚度剪切模式的仿真192

9.7温度对谐振频率的影响193

9.8等效电路196

9.9厚度剪切器件的制造197

9.10原型器件示例199

9.11未来的发展203

9.12小结203

参考文献203

第壹0章压电微谐振器的温度补偿205

10.1简介205

10.2谐振频率的温度灵敏度205

10.3无源补偿技术206

10.3.1基于谐振器组成设计的补偿方法206

10.3.2基于材料特性的补偿方法209

10.3.3其他无源补偿技术211

10.4有源补偿技术212

参考文献215

第壹1章计算建模的挑战217

11.1简介217

11.2计算频率响应所面临的挑战218

11.2.1动机218

11.2.2频率响应计算220

11.3能量损耗机制建模224

11.3.1锚损耗225

11.3.2热弹性耗散227

11.3.3流体阻尼229

11.4静态和动态非线性231

11.4.1残余应力231

11.4.2源自高功率的非线性232

11.5小结233

致谢234

参考文献234

第Ⅲ部分压电MEMS谐振器的制造工艺和可靠性

第壹2章实现压电MEMS谐振器

的制造工艺流程239

12.1简介239

12.2AlN压电材料的沉积240

12.3纯压电谐振器的制造工艺流程243

12.4衬底上压电谐振器的制造工艺流程244

12.5MEMS谐振器三维转换的侧壁AlN工艺246

12.6具有集成HEMT读出功能的AlGaN/GaN谐振器的制造工艺流程249

参考文献250

第壹3章可靠性与质量评估（稳定性与封装）253

13.1谐振器需求的发展253

13.2频率控制器件的挑战：器件寿命和关键性应用254

13.3评估规则的制定254

13.4IC和机电器件的挑战255

13.5频率控制器件的前景255

13.6美国军方标准256

13.7JEDEC标准256

13.8其他标准257

13.9工艺与生产监控258

13.10频率控制产品的其他规范258

13.10.1对温度变化的反应259

13.10.2扰动259

13.10.3电源噪声敏感度259

13.10.4系统注入噪声259

13.10.5低频漂移259

13.10.6长期老化261

13.10.7EMI辐射261

13.11对未来的展望261

13.11.1器件尺寸261

13.11.2器件电源电压和功率261

13.11.3器件成本262

13.11.4自检测262

第壹4章大批量测试与校准263

14.1生产测试的目的264

14.2生产测试的考虑因素265

14.3测试策略的形成265

14.4剔除方法266

14.4.1电学剔除方式266

14.4.2视觉剔除方式270

14.5测试和剔除分析流程273

14.6在测试执行中的考虑274

14.6.1缺陷编码系统274

14.6.2测试程序的接口设计275

14.6.3标定探针的设置275

14.6.4数据处理与自动化275

14.7测试时间的缩减276

14.7.1多站点测试276

14.7.2测试程序的优化276

14.7.3硬件或软件277

14.7.4数据文件格式277

14.8校准277

14.9小结278

参考文献278

第Ⅳ"

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