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授業科目名
担当教員
電子デバイス工学II
小野島 紀夫
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TEE315 2 EE/ME/CS/JM 3 後期 II
[概要]
今日の我々の生活は半導体デバイスを抜きにしては考えられません.現在もっとも多く使われている半導体デバイスは,MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)デバイスである.本講義では電子デバイス工学Iの後を受けて,半導体工学の理論から現実の半導体デバイス技術,特にMOS電界効果トランジスタ(MOSFET)の基礎的諸現象や動作特性について理解することを目標とする.
[具体的な達成目標]
pn接合の電気的特性、とくに破壊現象について物理的説明ができる
金属-半導体(MS)接合のショットキー接触とオーム性接触の違いを説明できる
金属-酸化膜-半導体(MOS)構造の電界効果について物理的説明ができる
MOS電界効果トランジスタの動作原理を説明できる
[必要知識・準備]
固体物性論(特にエネルギーバンドの形成やキャリアの運動)を復習しておくこと
[評価方法・評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1試験:期末期 40  %後半の講義項目について目標が達成されたかを評価する 
2試験:中間期 40  %前半の講義項目について目標が達成されたかを評価する 
3小テスト/レポート 20  %講義内容の理解度を評価する 
[教科書]
  1. 岸野正剛, 半導体デバイスの物理, 丸善株式会社, ISBN:4621040243
[参考書]
  1. S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, John Wiley & Sons, ISBN:0471056618
  2. 芝原健太郎、宮本恭幸、内田建 監訳, タウア・ニン 最新VLSIの基礎 第2版, 丸善出版, ISBN:9784621085813
[講義項目]
1. pn接合の物理
- 電流-電圧特性 - 破壊現象
2. 金属-半導体(MS)接合
- ショットキー接触 - オーム性接触
3. ショットキー接触の物理
  - 空乏層解析 - 電流輸送機構
4. 表面・界面の電子状態
5. 金属-酸化物-半導体(MOS)構造の物理
- MOS電界効果(蓄積・空乏・反転)
6. 半導体の表面ポテンシャル
7. MOSダイオードの容量-電圧特性
8. 中間評価とまとめ
9. MOS電界効果トランジスタ(MOSFET)
10. ロングチャネルモデルによるMOSFETの解析1
  - 線形領域 - 飽和領域
11. ロングチャネルモデルによるMOSFETの解析2
  - サブスレッショルド領域 - デバイス性能因子
12. 微細MOSFETの問題
  - 短チャネル効果 - スケーリング則
13. MOSインバータと相補型MOS(CMOS)インバータ
14. 半導体デバイスプロセスの基礎
15. 総括評価とまとめ
[教育方法]
半導体デバイスの構造や動作原理について図を用いて定性的な説明を行う.
半導体デバイスの電気的特性を解析的に理解するため数式を用いて説明を行う.
講義で習ったこと,特に数式の物理的意味をよく理解するように復習すること.

[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
《電気電子システム工学科》
C-4:電気電子工学分野の専門知識・技術を身につける
基礎工学部門・応用工学部門に含まれる科目を通じて電気電子工学分野の専門知識・技術を身につける
 
[その他]
(未登録)