半導体工学

科目基礎情報

学校 鈴鹿工業高等専門学校 開講年度 令和02年度 (2020年度)
授業科目 半導体工学
科目番号 0123 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電気電子工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 教科書:國岡昭夫,上村喜一著「基礎半導体工学」朝倉書店,参考書:松澤・高橋・斉藤著「電子物性」森北出版,その他多数有り
担当教員 辻 琢人

到達目標

半導体デバイスの基礎となる物理法則を理解し,バイポーラトランジスタ,MOS電界効果トランジスタおよび太陽電池,フォトダイオード,発光ダイオードの動作原理を理解し,説明できる.

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1バイポーラトランジスタ,MOS電界トランジスタの動作原理を詳細に説明できる.バイポーラトランジスタ,MOS電界トランジスタの基本的な動作原理を説明できる.バイポーラトランジスタ,MOS電界トランジスタの動作原理を説明できない.
評価項目2太陽電池,フォトダイオードの動作原理を詳細に説明できる.太陽電池,フォトダイオードの基本的な動作原理を説明できる.太陽電池,フォトダイオードの動作原理を説明できない.
評価項目3発光ダイオードの動作原理を詳細に説明できる.発光ダイオードの基本的な動作原理を説明できる.発光ダイオードの動作原理を説明できない.

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
半導体工学は現在の工学分野においてあらゆるところで非常に重要な位置づけとなっている学問分野である.この授業では主として半導体中での電子の振る舞いを中心とした電子工学の考え方を理解し,それの応用としてのバイポーラトランジスタ,MOS電界効果トランジスタおよび光電変換デバイスの動作および特性について理解することを目標とする.
授業の進め方と授業内容・方法:
・すべての授業内容は,学習・教育到達目標(B)<専門>に対応する.
・授業は講義・輪講形式で行う.講義中は集中して聴講する.
・「授業計画」における各週の「到達目標」はこの授業で習得する「知識・能力」に相当するものとする.
注意点:
<到達目標の評価方法と基準>下記授業計画の「到達目標」に関係した課題を課し,並びに関係した問題を定期試験で出題し,目標の達成度を評価する.各到達目標に関する重みは同じである.目標の達成を確認できるレベルの課題並びに試験を課す.
<学業成績の評価方法および評価基準>課題及び定期試験の結果を基づいて,下記の評価割合で評価する.
<単位修得要件>学業成績で60点以上を取得すること.
<あらかじめ要求される基礎知識の範囲>微分積分,古典力学,波動,電気磁気学および現代物理学の基礎的な考え方を理解していること.また,4年の「電子物性基礎」における半導体物性の基礎に関して十分に理解している必要がある.本教科は,電子物性基礎の学習が基礎となる教科である.
<レポート等>理解を深めるため,必要に応じて演習課題を与える.
<備考>単に数式を追うのではなく,「電子物性基礎」の授業内容とともに,その背景にある物理的意味を理解することが重要である.本教科は,後に学習する複合材料工学(専攻科),非破壊検査工学(専攻科)の基礎となる教科である.

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 バイポーラトランジスタのバンド構造 1. バイポーラトランジスタの動作を説明できる.
2週 バイポーラトランジスタの動作原理 上記1
3週 バイポーラトランジスタの電流増幅率 2. 電流増幅率を説明できる.
4週 金属−半導体接触 3. 金属−半導体接触について説明できる.
5週 MOS構造とそのバンド構造 4. MOS構造とそのバンド構造が説明できる.
6週 MOS構造の三状態,MOSFETの動作原理 5. MOSFETの動作原理を説明できる.
7週 MOSインバータ回路 6. MOSインバータ回路の動作を説明できる.
8週 CMOSインバータ回路 上記6
9週 J-FET, MESFETの動作原理 7. J-FET, MESFETの動作原理が説明できる.
10週 光導電効果,光起電力効果 8. 光導電効果,光起電力効果を説明できる.
11週 太陽電池 9. 受光デバイスの動作原理を説明できる.
12週 太陽電池 上記9
13週 フォトダイオード 上記9
14週 発光ダイオード 10. 発光デバイスの動作原理を説明できる.
15週 発光ダイオード 上記10
16週

評価割合

試験発表課題・レポート小テスト平常点その他合計
総合評価割合60040000100
配点60040000100