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ばらつきに強い設計とは？課題と対策・製品を解説
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ウェーハプロセスにおけるばらつきに強い設計とは？
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Asia Pacific Microsystems, Inc.（APM）は、ハイテク産業の集積拠点である台湾の新竹に所在しています。18年以上のIC製造分野の経験と実績を生かしたMEMS専門技術ファンドリーでセンサdie（チップ）を中心に製作しております。
【特徴】
1. TS16949システムでの自動車部品グレード品質
2. 圧力センサの開発・製造・試験を支援
3. 自動車製造部品業への1.5億ユニット以上の出荷実績
4. 市場への短時間投入
MEMSファウンドリーサービス APM
「半導体ターンキーサービス」は、経験豊富なアナログ系デザインハウスとの
密接なコネクションにより、種々のアナログ案件への対応が可能となっております。
当社は、国内、台湾を中心とした複数の製造委託先との密接なコネクションを
持っており、当社の量産環境構築ノウハウを交えた形でお客様の様々な要求に
お応えすることが可能です。
当社メンバーの長年に渡るファブレス製造経験・ノウハウをもとに構築された独自の
OMS（品質マネジメントシステム）により、安定した量産が可能となっております。
【特長】
■アナログ回路設計技術
■製造委託先との密接なコネクション
■安定して量産を行う品質マネジメントシステム
■迅速で的確なサービスを提供
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
半導体ターンキーサービス
旭精工株式会社のアルミ精密加工製品事例を紹介します。
半導体部品に使用される材質 アルソランの加工製品は「どうやって加工したんですか？」と大手企業の方をうならせた精度の高い製品です。
他社でも色々と試されたのですが苦戦していたようです。
旭精工株式会社で加工すれば一発で精度をクリアし、非常に驚かれておりました。
確かに厚み公差だけをみると厳しい内容でしたがポイントは材質選びと切削工程の進め方でした。匠の技術が生かされています。
【仕様】
○分類：削り出し部品
○材質：アルソラン
○サイズ：30*500*800
○加工精度：厚み±0.02
○表面処理：脱脂
詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードし てください。
【製品事例】アルミ精密加工製品 削り出し部品 アルソラン
御国色素では、日本基幹産業の"最後の砦"と期待されるリチウムイオン
電池部材の研究開発を行っています。
カーボンブラック、カーボンナノチューブ（CNT）の分散性を向上した
分散液を開発しており、この分散液を用いると、電池の品質のばらつきを
おさえ、歩留まり良好、高放電容量で、しかもサイクル劣化が小さい
リチウムイオン電池を製造することができます。
当社は、独自の微粒子化・分散安定化技術を用いた機能性顔料分散液で
お客様のニーズにお応えいたしますので、お気軽にお問い合わせください。
【特長】
■電池の品質ばらつきが小さく、歩留まりが良好で高放電容量かつ
サイクル劣化が小さい二次電池正極用分散液を提供
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
【歩留まり良好、高放電容量】リチウムイオン電池
プランゼーのタングステン・モリブデン製アークチャンバーは、材料メーカーだからこそ保証できる高品質タングステン・モリブデン素材を使用し、プランゼー日本工場の高い品質基準の下で製造されています。
イオン注入 タングステン・モリブデン製品
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ウェーハプロセスにおけるばらつきに強い設計
ウェーハプロセスにおけるばらつきに強い設計とは？
パワーデバイスおよびパワーモジュールにおいて、製造工程であるウェーハプロセスで発生する微細なばらつきが、最終製品の性能や信頼性に影響を与えることがあります。この「ウェーハプロセスのばらつきに強い設計」とは、これらの製造上のばらつきが生じた場合でも、デバイスの特性が許容範囲内に収まり、期待される性能を発揮できるように、あらかじめ設計段階で考慮を施すアプローチです。これにより、製品の歩留まり向上、信頼性確保、そして開発コストの削減を目指します。
課題
特性変動の増大
ウェーハプロセスにおける膜厚、ドーピング濃度、エッチング深さなどの微細なばらつきが、デバイスのオン抵抗、耐圧、スイッチング速度などの特性を大きく変動させ、設計目標からの逸脱を引き起こします。
歩留まりの低下
ばらつきにより、一部のウェーハ上のチップが規格を満たせず、製品として出荷できない状態が発生し、全体の歩留まりが低下します。
信頼性の低下
ばらつきに起因する特性の偏りが、長期信頼性試験や実際の使用環境下での故障リスクを高める可能性があります。
設計・製造の非効率化
ばらつきを考慮した設計や、ばらつきを補正するための追加工程が必要となり、開発期間の長期化や製造コストの増加を招きます。
対策
ロバスト設計手法の適用
モンテカルロシミュレーションや感度解析などを活用し、ばらつきの影響を定量的に評価し、ばらつきに対して特性変動が少ない設計パラメータを選定します。
冗長設計・マージン確保
デバイス構造や回路設計において、ばらつきによる特性変動を吸収できる十分なマージンを設けることで、許容範囲外となるリスクを低減します。
プロセス変動のモデリングと予測
製造プロセスで発生しうるばらつきのパターンを詳細にモデリングし、設計段階でその影響をシミュレーションすることで、事前に問題点を特定し対策を講じます。
設計・製造協調（DFM/DFT）
設計段階から製造プロセスにおけるばらつきを考慮し、製造しやすい設計（Design for Manufacturability）や、ばらつきを検出しやすい設計（Design for Testability）を取り入れます。
対策に役立つ製品例
設計自動化ソフトウェア
ばらつきを考慮したシミュレーションや最適化機能を備え、ロバスト設計を効率的に実現するための設計支援を行います。
プロセスシミュレーションツール
ウェーハプロセスの微細な変動を正確にモデリングし、そのデバイス特性への影響を予測することで、設計段階でのリスク評価を可能にします。
特性評価・解析サービス
ウェーハ上の多数のチップの特性を詳細に測定・解析し、ばらつきのパターンや原因を特定することで、設計改善やプロセス最適化に貢献します。
高信頼性材料・プロセス
ばらつきが生じにくい、あるいはばらつきの影響を受けにくい特性を持つ材料や、安定したプロセス技術を提供することで、根本的なばらつき低減に寄与します。
