機能

MEMS用統合解析ソフトIntelliSuite -機能

IntelliSuite(R)の全体構造

ファブリケーションのシミュレーション:IntelliFAB

IntelliFABは、ユーザーが望むデバイスをコンピュータ上で仮想的に作成します。製造工程のプランニングに用います。

特徴

  • ユーザーオリジナルのプロセスを定義可能
  • 薄膜材料データベースMEMaterialRにより製造条件を検討
  • Cronos MUMPsR / Sandia SUMMiT / Standard MEMS polysilicon process / AMI MOSISR / LIGA / SCREAM用テンプレート装備
  • マスクエディターIntelliMaskで作成したマスクをインポート
  • IntelliFABで作成されたデバイス形状は、性能解析で使用されます。
  • 3次元アニメーションによるプロセス工程の可視化

マスクエディター:IntelliMask

IntelliMaskは、MEMSで使用することを第一に考えて開発されたマスク編集用の作図ツールです。IntelliFAB、AnisEと共に使用します。

特徴

  • マスクを重ねて表示可能
  • 長方形、円、楕円の作図
  • DXF、GDSⅡのインポート、エクスポート
  • 習得が簡単な使用方法
  • セル階層
  • VBScriptによる複雑な形状の容易なパラメータモデリング

(Windows版のIntelliMask,櫛形デバイスのマスクレイアウトの作成)

三次元モデラー:3DBuilder

3DBuilderは、IntelliFABを経ずに、直接デバイスの三次元形状を作成するツールです。

特徴

  • マスクのインポート、エクスポート可能
  • MEMSデバイスを容易に作成可能
  • メッシュの直接制御

性能解析

静電解析

静電解析では、電荷密度または、静電圧力、静電力、デバイスの位置関係による静電容量を求めることができます。
使用できる物性値は、誘電率です。また、負荷は電位差です。
静電容量と変位の関係を求めるときには、デバイスが剛体移動するとして、境界条件にその変位量を入力することができます。
また、解析結果として、電荷密度と静電圧力の分布図を表示できます。
静電容量は、自己容量を含む静電容量成分を出力できます。
静電力は、デバイスの変位による静電エネルギーの導関数から計算されています。
静電容量と変位の関係は、設定した変位増分ごと の静電容量が出力できます。

熱-構造連成解析

熱-構造連成解析では、線形及び非線形の静的応力(または、変位、熱伝達、熱応力、周波数、固有モード)を求めることができます。
使用できる物性値は、成膜時に生じたデバイスの残留応力、密度、ヤング率、ポアソン比、熱膨張係数及び熱伝導率です。

解析機能
静電容量の抽出
静電圧力
電荷密度
静電力に対する変位の特性化
上記項目に関するパラメトリック解析

(振動型センサーの静電圧力解析)

負荷として、変位、圧力及び温度を与えることができます。
解析結果として、各応力成分、相当応力、各主応力、各方向変位、温度の分布図を表示できます。
変形及び固有モードはアニメーションで、固有振動数はテキストで出力できます。

解析機能
線形及び非線形の静的応力解析
熱解析
応力及び変位の分布
温度分布
Piezoelectric, Piezoresistive
エアダンピング解析
モード解析
共振モードのアニメーション化
共振周波数
サブモデリング
振動解析
上記項目に関するパラメトリック解析

(自動車用加速度センサーの固有周波数解析) (電位コンター図)
   
(変形表示) (変位コンター図)

熱-静電-構造連成解析

熱-構造-静電連成解析はBEMとFEMを用い、デバイスの位置関係による静電容量(また は、電荷密度、静電力、線形及び非線形の静的応力、変位、熱伝達、熱応力、周波数、固有モ ード)を求めることができます。 IntelliSuite(R)では連成した熱構造静電問題を解くためにアルゴリズムを用います。
まず、FEMプログラムで、温度分布を求める3D熱解析を行います。
次に電位差を与え、静電圧力分布を求める3D静電解析を行います。
静電圧力荷重は、FEMに与えられ変位が計算し直されます。
この手順を収束するまで繰り返すことにより、連成問題を解くことができます。

解析機能
負荷の関数として静電容量を計算
キャパシタンスの温度依存
電圧の変位を特性化
接触電圧の計算
接触解析
エアダンピング解析
静電機械連成振動解析
プロセスによる影響
変形構造物の応力と電荷密度分布
上記項目に関するパラメトリック解析

(静電駆動型マイクロミラーの変位解析) (実デバイス)
   
(InteliSuiteによる応力コンター図)

流体解析

IntelliSuite(R)の流体解析機能は、使いやすくかつ高精度の解析が行えます。
微小領域での流体解析を特徴とした、3Dの解析をメインとするコードになっており、定常、過渡における、 熱流体、電気浸透流、電気泳動、誘電泳動、構造-流体連成解析が行えます。

解析機能
一相、層流、非圧縮流体の解析
流速のベクトル表示
圧力分布
拡散
電気泳動、電気浸透、誘電泳動流解析
流体-構造連成解析

(マルチマイクロチャネル内の電気泳動流解析) (流線表示)
   
(断面速度コンター図)

電磁場解析

IntelliSuite(R) の電磁場解析機能は、RF-MEMSをはじめとする高周波デバイスを主な解析対象とし、微細領域における3次元解析を可能としています。
各種高周波回路特性解析の他、電気回路解析、電磁気力解析、FBAR解析機能を行います。

解析機能
fullwaveの解析
周波数-電流密度分布
Sパラメーター出力
スミスチャート出力
3次元電流密度分布
Q値
群遅延
電磁力解析

(電磁場解析結果1)

(電磁場解析結果2)

MEMS用統合解析ソフトIntelliSuite -アプリケーション

  • 圧力センサ
  • 光学感知デバイス
  • バイオセンサ
  • 加速度計
  • 機械的スイッチ
  • サーマルアクチュエータ
  • 流体膜デバイス
  • マイクロ‐スイッチ
  • 櫛形ドライブ
  • 可変形ミラー
  • パッケージング
  • プロセスシミュレーション、プロセス定義、及びその解析結果表示