到達目標
(1) 電子物性の観点からトランジスタの微細化の現状と問題点
(2) 半導体の製造技術や評価技術について
(3) 物質の誘電、磁気、光学特性、太陽電池について
以上について理解し、説明できることを目標とする。
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 |
| 電子物性の観点からトランジスタの微細化の現状と問題点について基礎知識を正確に理解できる | 電子物性の観点からトランジスタの微細化の現状と問題点について基礎知識を理解できる | 電子物性の観点からトランジスタの微細化の現状と問題点についての基礎知識を理解できない |
| 半導体の製造技術や評価技術について正確に説明できる | 半導体の製造技術や評価技術について説明できる | 半導体の製造技術や評価技術について説明できない |
| 物質の誘電、磁気、光学特性、太陽電池について正確に理解できる | 物質の誘電、磁気、光学特性、太陽電池について理解できる | 物質の誘電、磁気、光学特性、太陽電池について理解できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
エレクトロニクスの発展は電子材料の開発に支えられており、電子物性を学ぶことで新しい電子材料の開発に取り組むことができるといえる。最近ナノテクノロジーなどの最先端技術が生まれてきているが、これらを活用するためにも原子・電子レベルの電子物性の知識が必要になってくる。本講義では、現在実用化されている最先端のデバイスから量子力学の基礎的な知識や電子材料のさまざまな物性について講義を行う。
授業の進め方・方法:
(1),(2)については中間試験(40％)、(3),(4)については期末試験(40％)で、また(1)－(4)いずれにおいても課題・レポートを課してこれを20％の割合で評価する。総合して60点以上(100点満点)を合格とする。再評価試験は行なわない。
注意点:
学修単位科目であり、1回の講義（90分）あたり90分以上の予習復習をしているものとして講義・演習を進めます。またその確認としてレポート提出により評価します。
到達目標として挙げている各項目の内容に関する説明問題をレポートとして課します。レポートについては明確な根拠のある参考文献を記していないものについては評価の対象としません。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ムーアの法則とトランジスタの微細化の現状
トランジスタの微細化の現状から量子力学について解説する。 |
ムーアの法則とトランジスタの微細化の現状について説明できることを目標にする
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| 2週 |
半導体製造プロセス
フォトリソグラフィーやCVD装置など半導体製造プロセスからプラズマについて説明する． |
半導体製造プロセスについて説明できることを目標にする
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| 3週 |
半導体評価技術
電子顕微鏡などの評価技術から2次電子やクーロン反発について説明する |
半導体評価技術ついて説明できることを目標にする
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| 4週 |
先端デバイス構造 I
ダブルゲート構造などの最先端のデバイス構造から2次元電子ガス効果について説明する． |
ダブルゲート構造などの最先端のデバイス構造から2次元電子ガス効果について説明できることを目標にする
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| 5週 |
先端デバイス構造II
完全空乏型SOI基板を用いたトランジスタについて構造から電子散乱のメカニズムについて説明する． |
完全空乏型SOI基板を用いたトランジスタについて構造から電子散乱のメカニズムについて説明できることを目標にする
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| 6週 |
先端材料I
High-kなどの先端材料を用いて、絶縁破壊や漏れ電流について説明する． |
High-kなどの先端材料を用いて、絶縁破壊や漏れ電流について説明できることを目標にする
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| 7週 |
先端材料II
パワーデバイスやワイドギャップ半導体からバンド構造やフェルミレベルを説明する． |
パワーデバイスやワイドギャップ半導体からバンド構造やフェルミレベルついて説明できることを目標にする
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| 8週 |
中間試験
第1回～第7回までの内容について試験を行い，理解度を確認する．
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中間試験によって第1回～第7回までの内容について試験を行い，理解度を確認する
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| 4thQ |
| 9週 |
単電子トランジスタ
究極の低消費電力デバイスといわれる単電子トランジスタから電子閉じ込め効果、クーロンブロッケードについて説明する. |
単電子トランジスタについて説明できることを目標にする
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| 10週 |
炭素材料デバイス
グラフェンデバイスから電子の有効質量や両極性動作を説明する． |
炭素材料デバイスについて説明できることを目標にする
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| 11週 |
有機デバイスとメモリ技術
有機ELなど有機デバイスとメモリについて説明する．。 |
有機デバイスとメモリ技術について説明できることを目標にする
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| 12週 |
薄膜トランジスタ技術
液晶ディスプレイの駆動素子として用いられる薄膜トランジスタから結晶中の電子の振る舞いについて説明する． |
薄膜トランジスタ技術について説明できることを目標にする
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| 13週 |
IGZO技術
IGZOから酸化物半導体中の電子の振る舞いについて説明する。 |
IGZO技術について説明できることを目標にする
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| 14週 |
太陽電池技術
HIT太陽電池からライフタイムなどPN接合中の電子の振る舞いについて説明する |
太陽電池技術の動作原理について説明できることを目標にする
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| 15週 |
期末試験
第10回～第15回までの内容について試験を行い，理解度を確認する．
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期末試験によって第10回～第15回までの内容について試験を行い，理解度を確認する．
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| 16週 |
まとめ
本講義のまとめと解説を行い，理解度を確認する．
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まとめ本講義のまとめと解説を行い，理解度を確認する．
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | 課題・レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |