微米納米器件測試技術（簡體書）

《微米納米器件測試技術》在總結國家“863”計劃項目和國家自然基金（重點基金）項目研究成果的基礎上彙編而成，系統介紹了微米納米結構和器件的幾何量、形貌測試表徵方法以及微米納米器件的動態特性、在線測試方法等，將一些最新觀點、最新成果涵蓋其中。本書可作為儀器科學與技術學科以及相關學科專業研究生的基礎課程講義，主要目的是使學生對微米納米器件測試技術的基本知識有一個比較系統、全面的瞭解和認識，培養他們對微米納米相關學科的興趣，為初學者提供一個微米納米器件測試理論學習的平臺。．

《微米納米器件測試技術》在總結國家“863”計劃項目和國家自然基金（重點基金）項目研究成果的基礎上匯編而成。

第1章 微納測試技術概述
1.1 微納米技術
1.1.1 MEMS技術及其發展
1.1.2 NEMS技術及其發展
1.2 微納測試技術的研究
1.2.1 微納測試技術的重要意義
1.2.2 微納測試技術的研究內容
1.2.3 微納測試技術的研究現狀與發展趨勢

第2章 微納幾何量測試技術
2.1 顯微視覺測試技術
2.1.1 微納平面幾何參數測試
2.1.2 微納結構的完整性檢測與分析
2.1.3 微納平面動態特性的測量
2.2 接觸式三維形貌測試技術
2.2.1 掃描探針顯微鏡技術
2.2.2 近場掃描光學顯微鏡技術
2.2.3 掃描電子顯微鏡技術
2.2.4 透射電子顯微鏡技術
2.3 非接觸式光學三維形貌測試技術
2.3.1 激光掃描顯微測量技術
2.3.2 白光干涉形貌測試技術
2.4 微納坐標測量技術
2.4.1 基本原理
2.4.2 微納坐標測量儀器
2.5 薄膜厚度測試技術
參考文獻

第3章 微納動態測試技術
3.1 頻閃動態視覺成像技術
3.1.1 頻閃成像原理
3.1.2 微納結構靜態和動態特性測試設備
3.1.3 基於塊匹配和相位相關的微納平面運動測試技術
3.1.4 基於光流場的微納平面運動測試技術
3.2 頻閃顯微干涉測試技術
3.2.1 頻閃干涉視覺三維測量系統測試原理
3.2.2 系統光路
3.2.3 系統軟件
3.3 顯微激光多普勒測振技術
3.3.1 差動多普勒測振技術
3.3.2 激光扭振技術
3.3.3 純扭振和純彎曲振動的激光多普勒測量
3.3.4 激光多普勒顫振的測量
3.4 原子力顯微鏡測試技術
3.4.1 原子力顯微鏡的力學測試進展
3.4.2 原子力顯微鏡微納米力學測試原理和方法
3.4.3 原子力顯微鏡微納米力學測試系統及參考懸臂梁法的彈性係數標定
3.4.4 懸臂梁彈性係數測試的系統驗證
3.4.5 原子力顯微鏡在納米計量上的應用
參考文獻

第4章 微納力學量測試技術
4.1 微結構殘餘應力測試技術
4.1.1 殘餘應力概念
4.1.2 殘餘應力測量
4.2 微結構軸向拉伸力學測試技術
4.2.1 傳統拉伸方法力學測試技術
4.2.2 轉換拉伸方法力學測試技術
4.2.3 集成拉伸方法力學測試技術
4.2.4 單軸拉伸位移的測量
4.3 納米壓入接觸力學測試技術
4.3.1 納米壓痕技術的基本原理
4.3.2 納米壓痕測試的基本原則
4.3.3 納米壓入技術的特點
4.4 彎曲法微納力學測試技術
4.4.1 彎曲梁法的分類及其原理
4.4.2 基於彎曲測試技術的微／納米梁力學特性的表徵方法
4.4.3 彎曲法測試技術的優缺點
4.5 諧振法微納力學測試技術
4.5.1 諧振頻率法
4.5.2 共振頻率法
4.6 拉曼光譜應力測試系統
4.6.1 拉曼散射現象
4.6.2 拉曼光譜儀應力測試裝置
4.6.3 拉曼應力測試理論研究
4.6.4 拉曼光譜應力測試
4.6.5 軟件系統的搭建
4.6.6 實驗測試
4.7 鍵合強度測試系統
4.7.1 鍵合強度測試機理
4.7.2 基於裂紋傳播擴散法的鍵合強度測試系統
參考文獻

第5章 MEMS在線測試技術
5.1 基於體矽加工工藝的在線測試技術
5.1.1 體矽加工技術
5.1.2 基於體矽工藝的定位平臺
5.2 基於表面微機械加工工藝的在線測試技術
5.2.1 表面犧牲層工藝
5.2.2 基於表面加工工藝的多晶矽薄膜熱導率測試結構
5.3 基於Polymer材料加工的在線測試技術
5.3.1 高分子（Polymer）材料概述
5.3.2 新型光敏聚醯亞胺微型閥
參考文獻

第6章 典型微納器件測試技術
6.1 MEMS壓力傳感器測試技術
6.1.1 MEMS壓力傳感器簡介
6.1.2 MEMS壓力傳感器的原理及結構
6.1.3 MEMS壓力傳感器的電氣性能測試
6.1.4 MEMS壓力傳感器的靜態測試
6.1.5 MEMS壓力傳感器的動態測試
6.1.6 MEMS壓力傳感器影響量測試
6.1.7 MEMS壓力傳感器的可靠性測試
6.2 MEMS加速度傳感器測試技術
6.2.1 MEMS加速度傳感器簡介
6.2.2 中低量程MEMS加速度傳感器的測試
6.2.3 高量程加速度傳感器的性能參數
6.3 RF MEMS測試技術
6.4 紅外與光學微納器件測試技術
6.4.1 紅外與光學成像系統
6.4.2 紅外光學成像測試
6.5 NEMS器件測試技術
6.5.1 納機電加速度傳感器測試
6.5.2 納機電聲傳感器測試
參考文獻．

照明系統的作用：①提供光源，控制其穩定度、照明強度和照明孔徑角；②選擇照明方式（明場或暗場成像）。
1）電子槍
和掃描電鏡一樣，電子槍是透射電鏡的電子源，其重要性僅次于物鏡。因為電子槍決定了像的亮度、穩定度和穿透樣品的能力，所以相應地要求其亮度、發射穩定度和加速電壓都要高，最常用的加速電壓為100kV～200kV，近來超高壓電鏡的加速電壓已達30000kV。相比于掃描電鏡的電子槍，高壓更高些，燈絲更細更亮。
2）聚光鏡及聚光鏡光闌
聚光鏡的作用：是將“電子槍交叉點”作為初光源，將它會聚到樣品表面上，并通過調節聚光鏡的電流來控制照明強度、照明孔徑角和束斑大小。
現代高性能透射電鏡都采用雙聚光系統，如圖2.20所示，為了獲得良好的透射電鏡性能，第一聚光鏡是強磁透鏡，縮小率為1／50～1／10，這樣就使電子槍有效光源強烈地縮小成1μm～5μm的光斑，有效地利用了電子槍發出的光源。而第二聚光鏡是弱激磁透鏡，適焦時放大倍率約為2倍，這樣就改善了照明電子束的相干性，使圖像質量大為提高，并為物鏡上方贏得了寶貴的空間，安裝各種附件。第一聚光鏡的束斑尺寸主要由觀察樣品的放大倍數而定，第二聚光鏡主要用來改善樣品的照明亮度。在雙聚光鏡的聯合工作下，樣品的受熱、飄移和污染將可以控制在很小的范圍內。
聚光鏡光闌位于雙聚光鏡下方，它的插入能擋掉遠軸電子，進一步提高照明電子束的相干性。
3）樣品室
樣品室的作用是安裝各種用途的樣品架，提供樣品在觀察過程中的各種運動，如平移、傾斜、旋轉、冷卻、拉伸等，以確保透射電鏡各項功能的實現。透射電鏡樣品非常薄（厚100nm～200nm），必須先用銅網支撐著，放在樣品架上，然后才能送進樣品室觀察。因透射電鏡樣品極小，在安裝樣品，送樣品架進入鏡筒時要特別小心，此位置是誤操作和故障較多的部位。透射電鏡的樣品架種類繁多，價格不菲，機械加工要求極高。
4）物鏡、中間鏡和投影鏡
物鏡、中間鏡和投影鏡也稱為像透鏡。它們的作用是將樣品平面的透射電子圖像放大，并在熒光屏上聚焦成像。它們的工作原理是通過電磁透鏡對電子束的會聚成像作用來實現。其中物鏡是透射電鏡最關鍵的部分，它獲得第一幅高分辨力的電子放大圖像。這幅圖像上任何缺陷都將被以后其他透鏡進一步放大，所以。透射電鏡的分辨力主要取決于物鏡的分辨力。因此，要求物鏡有盡可能高的分辨力，足夠高的放大倍數和盡量小的像差。