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近十年来，MEMS的研究进展非常迅速，在汽车、信息、航空、航天等领域得到了广泛的应用。同时，MEMS CAD软件研究也取得了长足的进步。目前的商用MEMS CAD系统一般包括三个方面的设计功能：系统级设计、器件级仿真、工艺模拟和版图设计。在工艺模拟功能方面，目前的商业软件，虽然都支持三维工艺模拟，但是工艺的模拟和实现都是比较简单和理想化的，并且缺乏工艺设计能力。而目前很多MEMS研究人员对工艺的了解有限，工艺设计方案漏洞多，很难获得达到设计要求的MEMS器件和系统。因此，加强工艺设计是当前MEMS设计中要解决的首要问题。
本文所提出的IMEE系统，是一种以一个工艺为主线来贯穿整个设计过程，能够实现MEMS工艺设计、在线模拟和其他器件性能分析、版图设计的具有自主知识产权的MEMS CAD系统。它重点解决了MEMS设计与工艺脱节的问题，目标是开发万元量级的完整的MEMS CAD系统，为广大国内外用户降低设计门槛。另外，该系统采用的是跨平台开发，既适用于UNIX也适用于Windows操作系统，兼容其他MEMS CAD工具软件，如L-EDIT、ANSYS等，还支持用户自主扩展其他功能模块。 
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IMEE系统及其特点
IMEE系统的功能框架 IMEE系统的主界面和菜单如图1所示： 它的主要功能包括：版图设计工具、工艺设计与模拟、关键工艺仿真库、材料数据库、系统级设计、性能分析，并具有扩展功能接口。 IMEE系统的主要特点 结合工艺：解决设计与工艺脱节的问题，实现工艺设计。 兼容性好：跨平台UNIX/Windows，支持扩展自主的功能模块，多种出入口。 |
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IMEE系统的主要功能
系统级的设计和仿真：结点化的设计和仿真 该部分对MEMS基本单元，如谐振器、梁、膜、质量块等进行了深入地分析和研究，建立了适合微小尺度下的梁、膜等结构特点的力学模型和电路模型，并进行了相应的试验验证。图2是结点化设计方法研究RF MEMS开关的瞬态仿真结果。 工艺级的设计和仿真：工艺模拟与三维显示 IMEE设计从版图编辑为出发点，经工艺编辑、性能模拟，最终达到三维显示流程。可以结合特定工艺完成MEMS器件的设计，如图3所示。 |
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关键工艺模拟
针对MEMS技术中的关键工艺建立模型，开发相关模拟程序，以支持MEMS工艺设计功能。图4为关键工艺ICP深刻蚀模拟与实验比较结果。 版图级的设计和仿真： 针对MEMS器件图形复杂、现有IC版图设计软件使用不便的问题，开发了参数化版图单元和特殊图形发生器及图形组合功能，效果如图5所示。 |
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运行环境
为方便广大用户使用，本系统还考虑了多平台使用问题。 1． 选择WINDOWS操作系统，所有模块全部自主开发。其中，工艺设计和模拟仿真作为系统的主要特色，其他部分实现主要功能。该系统的客户群体主要面向国内外的高等院校和研究院所，目标定位在3～5万元一套，提供免费的技术支持和咨询，并提供相应的设计服务。 2． 选择UNIX/Linux操作系统，版图工具和系统设计工具选用华大公司的PDT和VDE系统（我们已经在该工具上增加了适用于MEMS设计的若干功能），工艺设计和模拟以及其他模块的功能完善。该系统的客户群体主要面向国内外的MEMS公司，价格略高。 致谢 感谢华大集成电路公司的真诚合作，感谢黄国勇博士在系统设计和规划方面的指导和帮助。 |
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