IntelliSuite: 领先的MEMS设计软件
2011-12-04 11:14:39   来源：IntelliSense   评论：0   点击：

IntelliSuite是由美国IntelliSense公司创造的全球第一个MEMS专业设计与模拟仿真软件。软件模块包括版图建模、材料特性、工艺、各向同性和各向异性腐蚀模拟仿真、多物理场量（电、机械、热、磁等）耦合分析（包括线性、非线性分析，静态、动态分析等）以及系统级分析。提供从概念设计到产品制造的MEMS解决方案。可进行多物理量的分析，其模拟和分析模块使用户无须进入实际生产即可评估所设计器件的工艺可行性和工作性能。它的突出特点是将著名的开发工具与先进的流水相结合，使MEMS产品迅速走向市场。具有多项领先技术和首要发明创新。软件可广泛运用于MEMS各个环节，是设计、分析、模拟仿真传感器、加速度计、激励器、生物微流体芯片、射频开关以及光学MEMS器件的强大工具。可以和目前市场上的主流EDA、CAD软件兼容。软件的最新版本已涉及到纳米概念，具有碳纳米管器件的设计、模拟仿真的功能。国内已有高校、科研所、企业等二十多家单位购买并用于实际科研、开发、设计工作中。

Blueprint高级版图编辑模块

◆  支持多层版图编辑，CELL层状结构，能够绘制椭圆、弧形、不规则曲边和正弦曲线等复杂图形，自动生成最优的器件结构版图。

◆  支持对版图进行各种布尔操作，具备智能化绘图功能，可以很方便地创建复杂的版图结构。

◆  提供针对版图的DRC（Design Rule Check）功能，优化系统设计，适合于DFM（Design For Manufacture）。自带工业界标准设计流程，如SUMMIT、MUMPS、SCREAM等规则检查文件。

◆  用户可以自行设计规则检查文件。

◆  支持工艺过程的预览，用户可以在构建版图的过程中查看工艺流程，保证版图符合工艺要求。

◆  使用基于单元的脚本创建复杂版图，通过参数脚本编辑改变器件参数，快捷、方便地修改器件结构，大大缩短设计时间。

◆  包含各类常见MEMS器件版图脚本数据库，如各种MEMS传感器、MEMS执行器、MEMS封装、测试和压力器件等。

◆  提供尺寸测量工具，可以很方便地对版图进行标注。

◆  兼容业界主流文件格式GDSII、MSK、DXF等。

 

FabSim三维工艺物理仿真模块

精准的三维工艺物理模拟工具

◆  采用精确的物理仿真算法，支持淀积、光刻、刻蚀、氧化扩散等MEMS、IC工艺，更加接近真实工艺过程。

◆  Si DRIE和Si湿法各向异性刻蚀算法源自成熟的单工艺仿真软件RECIPE和AnisE，历经丰富的实践验证。

◆  光刻工艺物理仿真采用动态CA算法，可以高精度快速模拟各种光刻过程，如SU8的光刻。

◆  通过旋转、平移、缩放、剖面等多种观测手段，可以观察器件内部结构信息。

 

IntelliEtch高级刻蚀模块

原子级干湿法刻蚀工具

◆  基于原子模型的精确湿法刻蚀工艺模拟。

◆  可定义和切割任意高指数晶面。

◆  精确描述腐蚀表面形貌。

◆  集成DRIE和多次掩膜复合工艺功能。

◆  基于八叉树和并行计算的元胞自动机及动力学蒙特卡罗模型。

◆  完备的刻蚀工艺数据库，面向用户的开放的接口。

◆  兼容IntelliMask版图文件和Bmp掩膜文件。

◆  输出FEM网格数据。

◆  利用GPU多渲染器极大的加快运算速度。

 

AnisE湿法蚀刻模块

先进的、基于自动控制的单元蚀刻仿真技术能够得到精确的<100>、<110>单晶硅晶片KOH和TMAH各向异性蚀刻仿真结果，还可以用于复杂版图及长时间蚀刻。

◆  晶片的顶部、底部和双面蚀刻。

◆  多重截止层和单一晶片上不同掩膜的多次蚀刻。

◆  体现未对齐掩膜的影响及补偿技术。

◆  预测蚀刻剂温度、浓度及蚀刻时间对器件外形的影响。

◆  TMAH和KOH蚀刻速率数据库，用户也可以自己定义蚀刻速率。

◆  测定耦合各向异性蚀刻情况下垂直蚀刻的影响。

◆  三维图形和横截面可视。

◆  测量蚀刻后晶片任意两点间的距离和角度。

 

IntelliMask版图模块

专业用于编辑MEMS版图的设计工具。

◆  多层版图编辑功能

◆  可对版图进行布尔运算

◆  形状和拓扑学的完美结合

◆  自动生成最优的器件结构版图

◆  能够绘制椭圆、弧形、不规则曲边和正弦曲线等复杂版图

◆  使用基于单元的脚本创建复杂版图

◆  完整的GDSII文件转化功能

 

Exposure光刻工艺仿真模块

高精度的光刻工艺仿真工具。

◆  完整模拟整个光刻过程，包括曝光，后烘，显影，溶胀。

◆  3D动态CA算法，更精确的处理衬底形貌复杂的变化过程。

◆  可处理多种独特曝光过程，包括斜入射光刻技术，背面光刻技术的模拟。

 

MEMaterial材料数据库

最全面的薄膜材料数据库和工艺优化工具，提供工艺参数和器件特性间的重要联系。

◆  100多种基于真实工艺过程得到的MEMS常用薄膜材料属性，使模拟结果更加精确。

◆  允许用户自行添加自定义材料。

◆  通过IntelliFab模块直接将材料属性输出到TEM分析模块。

 

RECIPE干法蚀刻模块

模拟RIE/ICP（Bosch Process）工艺，清晰反映加工工艺如何影响产品成型。

◆  可调节侧边的圆齿、粗糙度及周期。

◆  RIE和DRIE的lag效应。

◆  模拟最终实体形貌、侧面角度

◆  考虑掩膜影响。

◆  为特定截面创建工艺参数可调整的结构。

◆  支持Footing效应模拟。

◆  支持工艺参数计算。

 

3D Builder三维建模模块

◆  互动式编辑器件三维模型的强大工具。

◆  直角坐标和极坐标格点辅助创建器件的最优化模型

◆  对齐网格或对齐点（包括中点、交点和分割点等）

◆  输入版图（GDS、DXF或MSK格式）优化模型

◆  对指定部分进行网格细分，如蛛网式、拉链式和散发式等

◆  兼容ANSYS、ABAQUS、PATRAN、I-DEAS格式

◆  能求解大规模矩阵

◆  方便地修改结构厚度和间隙

◆  自动验证网格质量与正确性

◆  由二维版图直接生成模型并划分成六面体网格

 

ThermoElectroMechanical 热-电-机械耦合分析模块

可进行静态、动态、瞬态和频域等不同类型下热、静电、机械、热-机-电耦合、流-固耦合分析。

◆  定义应力梯度，在回旋装置中加入科里奥利力

◆  变化的FEA问题，独特的EFM功能

◆  有限元、边界元求解器

◆  高精度静电驱动装置模型

◆  兼容ANSYS,PATRAN,IDEAS

◆  使用IntelliFab模块生成有限元模型或者用3DBuilder生成元件三维模型

◆  计入热导率、电阻率、热膨胀系数、密度与温度的关系

◆  接触分析、压电、压阻和封装分析

◆  精确的机电耦合动态分析。实现基于真实三维器件结构的动态机电耦合模拟

◆  扩展的压电分析功能。在电压负载外计入电荷密度, 可研究压电结构的开路性能。FBAR/SAW/BAW设计者能够通过该模块快速地计算串行和并行谐振，进而计算耦合因子

◆  压电瞬态、动态模拟包含瞬态电压差分输入、瞬态电荷密度输入及Squeeze Film的影响

◆  指定模式的本征频率分析

◆  完整有限元模型能通过一种降阶方法得到一个简化模型，该模型能用于系统级分析。此降阶方法基于Arnoldi降阶方法，拉格朗日力学和模式叠加得到

◆  宏模型特性提取。自动生成N自由度的系统模型.完整记录非线性动态行为,包括谐波和子谐波响应

◆  创建用于电子学的刚体模型,或包含二阶效应(寄生效应,非线性形变,温度效应以及封装效应)的高阶模型，用于设计补偿型电器元件

◆  提供32、64位求解器，支持SMP多核并行计算。

◆  无人值守的多任务管理器

 

EMag Analysis 电磁分析模块

三维全波电磁场分析模块。

◆  MEMS高频分析

◆  真实形变结构分析

◆  采用国际流行的有限元分析求解器

◆  自动空气填充

◆  功能强大的自适应四面体划分

◆  丰富的电磁材料库

◆  多种矩阵方程求解器可供选择，包括CG和GMRES

◆  支持多核并行计算

◆  S参数的提取

◆  阻抗矩阵的提取

◆  电场、磁场的三维显示

◆  Smith图

◆  支持其他相关工业格式 (比如ASCII文本格式)

◆  数据格式与IntelliSuite其他模块兼容

 

SYNPLE系统分析模块

应用于多领域、多尺度的MEMS和纳米技术系统级设计工具，是有效进行CMOS-MEMS的器件、电路综合设计的优良工具，可以实现MEMS-IC整体设计。与IntelliSuite其它模块结合，构建具有创造性的系统综合设计平台。

◆  包含MEMS、机械、控制元件以及模拟、数字、数模混合等IC器件单元库；

◆  灵活的单元定义方式，使设计者更易掌握，十分便捷地创建自己单元库；

◆  支持静态、瞬态、小信号、稳态波分析，可实现计算结果的三维显示；

◆  采用国际先进的结构和版图综合算法，从设计模型直接产生版图，同时生成三维模型实现有限元分析；

◆  创新的SME（系统模型提取）能够系统地分析MEMS器件动力学特性，提取器件特征参数，能够将一个大型的FEA模型转化成一个精确的N自由度能量模型，导入到SYNPLE模块中进行模拟，最终获得与全FEA分析一致的精确结果，而计算速度提高1000倍；

◆  无需花费大量时间计算Jacobian行列式，计算速度明显优于传统数值方法；

◆  特别针对MEMS陀螺仪、加速度计等惯性器件开发的mEFM(多重表面网格划分)算法可高效、精确地分析复杂梳齿结构特性参数，大大提高运算效率；

◆  功能强大的图表显示工具，支持X-Y图显示，多图显示，支持基于两种自变量的三维显示，以及总线上个分量的显示（包括位移、转矩、电势和温度等），蒙特卡洛随机数据的曲线拟合等。

◆  系统模型与IC设计环境兼容，如Cadence、Synopsys、Mentor、Dolphin等，实现MEMS-SOC整体设计。

 

Optical光学模块

FieldDesigner——一个全新的、标准的、全功能的光学综合处理模块

◆  可以直接导入光束传播软件

◆  基于模态匹配法和有限差分法的一维、二维模式求解法

◆  全矢量模式求解法

◆  实模式和复模式求解

◆  偏向模式模拟

◆  全参变量的设计环境

◆  基于脚本的优化功能

◆  全面的材料数据库

◆  强大的后处理功能

◆  热-光、电-光耦合模拟

 

FabViewer三维工艺模块

基于三维体素操作的强大的工艺演示工具。

◆  动画形式显示工艺过程。

◆  模拟任意工艺步骤后器件的三维模型。

◆  支持绝大多数MEMS工艺仿真，包括：各向同性/异性淀积，各向同性/异性刻蚀，键合，光刻以及CMOS工艺中的氧化/注入等。

◆  采用体素图形学技术，通过旋转、平移、缩放、剖面等功能，用户可以查看器件内部信息。

◆  利用几何算法更加逼真模拟淀积和刻蚀过程。

 

IntelliFab工艺流程编辑器

结合材料、版图和工艺流程，创建器件的三维虚拟模型，输出到TEM模块进行分析。

◆  完整的MEMS工艺流程，包括沉积、蚀刻、键合、掺杂和电镀等工艺。用户可以添加自有工艺。

◆  支持标准流片工艺，如MUMPS, SCREAM, SUMMIT, LIGA, Bosh Surface Micromachining等。用户可以创建自有工艺模板。

◆  自动输出材料参数、器件结构。

◆  与MEMaterial模块结合，表现材料属性和工艺对器件的影响，实现更精确的多物理场模拟。

 

Microfluidic微流体、生物模块

分析微流体，BioMEMS领域微观现象的模块。

◆  微通道流动

◆  电驱动流（电渗、电泳）

◆  介电泳（双向电泳）

◆  电场中离子驱动流

◆  电润湿（电力场液滴表面张力驱动模拟）、自由表面流动

◆  定义滑动边界条件，可模拟塞状流

◆  电场作用下酸、碱以及弱电解质的混合、分离流动。

◆  对流换热效应

◆  使用分块贴体坐标，能精确描述复杂几何模型，解决移动边界问题