授業科目名	電子デバイス工学II
時間割番号	TEE315
担当教員名	小野島　紀夫
開講学期・曜日・時限	後期・木・II	単位数	2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
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指す．
＜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(～2023年度入学生)>機械工学科向け 工学部(～2023年度入学生)>電気電子工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   EE-A 専門 2.電子デバイス 電子物性と量子力学の基礎的事項、半導体材料の電気的、熱的及び光応答特性（バンド構造、抵抗率、移動度、pn型、キャリア生成とキャリア寿命など）について説明できる。 ○ EE-B 基本的な電子デバイスであるpn接合ダイオードとバイポーラトランジスタ、MOS電界効果トランジスタについて構造、動作原理、特性を説明できる。 ○ 工学部(～2023年度入学生)>コンピュータ理工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   CS-A 専門 5.時代の変化に対応できるよう、最新の技術動向を考慮して、自律的・継続的に学習できる。 ◎ 工学部(～2023年度入学生)>メカトロニクス工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   JM-A 専門 2.三分野での活躍を目指す技術者・研究者にとって必要な基礎知識と技術 基本的な電気回路の動作を理解したうえで、回路図の読み書きと、それに基づく電子回路の製作ができる。 ○ JM-B 3.三分野のうち、一つ以上のより専門的な技術と知識。少なくとも一分野の技術と知識を十分に身につけ、さらに一つ以上の分野の技術と知識も身につける。 2.電気分野 線形素子、基本的な電子デバイスからなる回路の動作原理・特性を説明し、それらの素子を使った回路を設計できる。 ◎ JM-C 5.研究・開発工程を把握・設計できる基礎技術と、研究・開発遂行に必要なコミュニケーション能力の習得 異なる技術分野をコアとする技術者とともに、目的の共有と課題の把握ができ、その解決方法について議論できる。 ○
＜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 EE CS JM 1 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 EE-B CS-A JM-A 2 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 EE-A CS-A JM-C 3 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 EE-A CS-A JM-C 4 MOS電界効果トランジスタの動作原理を説明できる EE-B CS-A JM-B
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 20% 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か 2 20% 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か 3 30% 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か 4 30% MOS電界効果トランジスタの動作原理を説明できるか 合計 100%
＜授業の方法＞
事前に講義資料を予習し，分からないことは積極的に質問すること． 講義内容について理解を深めるための演習課題を出す場合がある．
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
固体物性(とくにエネルギーバンドの形成やキャリア伝導)や電磁気学の知識があると望ましい． 講義前に予習してわからないことが明確になるように目的意識を持って講義を受けてください．
＜テキスト＞
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＞
S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, John Wiley & Sons, ISBN:0471056618 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
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 電子デバイス工学Ⅱのイントロダクションおよび電子デバイス工学Ⅰの復習 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 電子デバイス工学Ⅱで学習する内容を理解する 2 タイトル 半導体のキャリア輸送機構 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 半導体のキャリア輸送機構を理解する 3 タイトル pn接合 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 pn接合の物理，とくに絶縁破壊を理解する 4 タイトル 金属/半導体接触 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 金属/半導体接触の理論や実際のショットキー障壁と局所的な不純物ドーピングの効果を理解する 5 タイトル MOS構造の電界効果 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 MOS構造の電界効果を定性的に理解する 6 タイトル MOS構造の解析 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 ポアソン方程式によるMOS構造の空乏層解析を理解する 7 タイトル MOS構造の容量-電圧特性 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 反転層の形成メカニズムを理解し，MOS構造の容量-電圧特性を理解する 8 タイトル 中間評価と講義前半のまとめ 事前学習 事後学習 講義前半に学習した内容を理解すること． 中間評価試験について復習すること． 授業内容 中間評価試験および解説 9 タイトル MOSFETの構造と動作原理 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 MOSFETの構造と定性的な動作原理を理解する 10 タイトル MOSFETの電気的特性 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 MOSFETの電流-電圧特性を理解する 11 タイトル MOSFETの性能パラメータ 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 MOSFETの性能パラメータを評価する意義やしゃ断周波数を理解する 12 タイトル ショートチャネルMOSFETの問題 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 ショートチャネルMOSFETの問題およびスケーリング則を理解する 13 タイトル 半導体デバイスプロセスの基礎 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 半導体デバイスプロセスの基礎と最先端プロセスの概要を理解する 14 タイトル 総括評価と講義後半のまとめ 事前学習 事後学習 講義後半に学習した内容を理解すること． 総括評価試験について復習すること． 授業内容 総括評価試験および解説 15 タイトル MOSFETの論理回路への応用 事前学習 事後学習 講義資料を予習すること． 講義内容を復習すること． 授業内容 MOSFETの論理回路への応用を理解し，これからのMOSFETについて考える 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
＜前年度授業に対する改善要望等への対応＞
講義内容でわからないことがあれば遠慮なく質問してください
＜備考＞
【授業の方法】 Moodle上に講義資料や関連する資料をアップロードするので予習復習に用いること．