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授業科目名
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担当教員
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半導体デバイス工学特論
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加藤 孝正／中川 清和／有元 圭介
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時間割番号
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単位数
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コース
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履修年次
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期別
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曜日
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時限
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| 322154 | 2 | (未登録) | 1 | 前期 | 木 | I | ||||||||||||
| ［概要と目標］ | ||||||||||||||||||
| 今日エレクトロニクスは高度情報化社会を支えるキー技術として不可欠のものとなっている。本授業では、その核となる半導体デバイスを理解する上で必要となる知識を得ることを目的とし、以下の４項目に分けて講義を行う。<BR>（１）半導体物理に関する基礎的事項<BR>（２）代表的電子デバイスのダイオード、MOSFET、<BR> 最近注目を集めているヘテロ構造デバイスの構造と動作原理<BR>（３）光と電子を結びつけるフォトニックデバイスの動作原理と応用<BR>（４）高周波領域で用いられるマイクロ波デバイスの動作原理と応用 | ||||||||||||||||||
| [到達目標] | ||||||||||||||||||
| 目標の半導体素子に関する全体像を把握することである | ||||||||||||||||||
| ［必要知識・準備］ | ||||||||||||||||||
| 電磁気学、量子力学 | ||||||||||||||||||
| ［評価基準］ | ||||||||||||||||||
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| ［教科書］ | ||||||||||||||||||
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| ［参考書］ | ||||||||||||||||||
| ［講義項目］ | ||||||||||||||||||
| （１）半導体物理に関する基礎的事項<BR> （１−１）エネルギーバンド、Fermi 分布、正孔の概念 <BR> （１−２）半導体における電気伝導電子と正孔の運動、キャリアの散乱、<BR> キャリアの生成・拡散・再結合<BR>（２）代表的電子デバイスのダイオード、MOSFET<BR> 電子デバイスの基本MOSFETと注目を集めているヘテロ構造デバイスの動作<BR> 原理と応用<BR> （２−１）異種物質の接合<BR> 拡散電位、整流作用、接合の静電容量など<BR> （２−２）電界効果トランジスタ<BR> 界面の蓄積状態・空乏状態・反転状態、MOS構造の静電容量など<BR> （２−３）電界効果トランジスタの構造と動作<BR> ピンチオフ、飽和特性の理由など<BR> （２−４）不純物分布と埋め込みチャネルトランジスタの構造と動作<BR> チャネル不純物分布の電流電圧特性に与える影響など<BR> （２−５）SOIトランジスタ、ヘテロ構造トランジスタ<BR> SOIトランジスタ、歪みSi素子の構造と動作など<BR>（３）光と電子を結びつけるフォトニックデバイスの動作原理と応用<BR> （３−１）半導体中の光吸収過程基礎吸収遷移、エネルギー帯と不純物準位間の<BR> 遷移、エネルギー帯内遷移<BR> （３−２）半導体中の放射再結合過程放射再結合確率、配位図、基礎放射遷移、<BR> エネルギー帯と不純物準位間の遷移、ドナー・アクセプタ遷移、<BR> （３−３）発光・受光デバイス発光ダイオード、半導体レーザ、光抵抗器、フォト<BR> ダイオード、太陽電池<BR>（４）高周波領域で用いられるマイクロ波デバイスの動作原理と応用<BR> （４−１）マイクロ波デバイス：衝突イオン化、インパットダイオード、<BR> リーチスルー、バリットダイオード<BR> （４−２）マイクロ波デバイス：透過係数、トンネルダイオードの電流−電圧特性、<BR> 微分負性抵抗、バルク効果デバイス | ||||||||||||||||||