授業科目名	半導体デバイス工学
時間割番号	TAM304
担当教員名	有元　圭介
開講学期・曜日・時限	後期・水・III	単位数	2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
電子回路を構成する電子部品の特性を理解する。能動素子の材料である半導体の性質と、半導体で構成される能動部品（トランジスタなど）の特性を理解する。
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
工学部>先端材料理工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   AM-A 専門 2.専門的知識・技術 材料科学 ○ AM-B 量子デバイス ◎
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 AM 1 半導体中のキャリアの振る舞いを統計力学・量子力学・電磁気学・固体物理学の概念を用いて説明できる AM-A 2 共有結合、フェルミレベル、半導体のバンド構造、pn接合の構造と整流動作、ショットキー接合の構造と整流動作、MOS構造と蓄積、空乏、反転状態、MOSトランジスタの構造と動作、インバーターの構造、半導体メモリの構造の基礎的事項を説明できる。 AM-B
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 50% テスト・課題により評価する 2 50% テスト・課題により評価する 合計 100%
＜授業の方法＞
状況が許せば面接授業とする。 やむを得ずオンラインになる場合はライブ型で実施する。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
電磁気学、熱統計力学、固体物理学の基礎知識を身につけていることが望ましい。
＜テキスト＞
柴田 直, 半導体デバイス入門　その原理と動作のしくみ, 数理工学社, ISBN:9784864810180
＜参考書＞
S. M. Sze, Kwok K. Ng, Physics of Semiconductor Devices, Wiley-Interscience, ISBN:10-0471143235
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 半導体デバイスの概要 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 半導体デバイスの種類や機能について学ぶ 2 タイトル エネルギーバンド構造 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 固体物理学の初歩的事項を復習し、半導体のエネルギーバンド構造やn型・p型不純物の働きについて学ぶ 3 タイトル フェルミ統計と半導体中のキャリア分布 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 熱統計力学の基礎を復習し、半導体中のキャリアのエネルギー分布について学ぶ 4 タイトル 半導体中の電気伝導 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 電流連続の式、キャリアの生成や再結合について学ぶ 5 タイトル pn接合のバンド構造 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 pn接合の構造やバンド構造について学び、空乏層幅の電圧依存性等を導く 6 タイトル pn接合の電流・電圧特性 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 pn接合の電流・電圧特性を導く 7 タイトル ショットキー接合 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 ショットキー接合のバンド構造や電流・電圧特性について学ぶ 8 タイトル バイポーラトランジスタの構造と動作原理 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 バイポーラトランジスタの構造・動作原理を学び、電流増幅率を導く 9 タイトル MOS構造のエネルギーバンド構造 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 MOS構造のエネルギーバンド構造を学び、蓄積状態・フラットバンド状態・反転状態・強反転状態等について学ぶ 10 タイトル MOS構造の容量特性 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 静電容量について復習し、MOS構造の容量特性について学ぶ 11 タイトル MOSFETの構造と動作原理 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 MOSFETの構造と動作原理、ドレイン電流のバイアス電圧依存性について学ぶ 12 タイトル MOSFETの特性評価法・短チャネル効果 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 MOSFETの特性評価法や短チャネル効果について学ぶ 13 タイトル パワーデバイス 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 パワーデバイスの動作原理について学ぶ 14 タイトル 光デバイス 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 課題に取り組む 授業内容 発光デバイスや太陽電池について学ぶ 15 タイトル 総括 事前学習 事後学習 教科書と資料を用いて予習する 復習する 授業内容 演習問題に取り組み、重要事項の復習を行う。 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜備考＞
(未登録)