半導体工学

科目基礎情報

学校	阿南工業高等専門学校	開講年度	平成30年度 (2018年度)
授業科目	半導体工学
科目番号	0110	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	化学コース	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	教科書：松浦秀治「絵でわかる　半導体工学の基礎」ムイスリ出版および配布資料、参考書：B.L.アンダーソン、R.L.アンダーソン(著)、樺沢 宇紀 (翻訳) 「半導体デバイスの基礎」丸善出版
担当教員	釜野 勝

到達目標

1.エネルギーバンドを用いて半導体中の電子と正孔の働きが説明できる。
2.半導体の電気伝導（キャリアのふるまい）について説明できる。
3.半導体の接合特性（pn接合）について説明できる。

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	最低限の到達レベル
評価項目1 エネルギーバンドを用いて半導体中の電子と正孔の働きが説明できる。	半導体のエネルギーバンドを用いて伝導帯中の電子とドナー、価電子帯中の正孔とアクセプターの関係を説明できる。	半導体のエネルギーバンドを用いて電子と正孔の働きが説明できる。	半導体のエネルギーバンド図において伝導帯と価電子帯が説明できる。
評価項目2 半導体の電気伝導（キャリアのふるまい）について説明できる。	ドリフト電流と拡散電流の違い、半導体のバンド内のトラップの種類について説明できる。	ドリフト電流、拡散電流の違いを説明できる。	キャリアが何か説明できる。
評価項目3 半導体の接合特性（pn接合）について説明できる。	ダイオードを印加したときのバンドの曲がりや接合容量、拡散電流を計算できる。	金属と半導体、半導体同士の接合をエネルギーバンド図を用いて説明できる。	ダイオードについて説明できる。

教育方法等

概要:

半導体の基本的性質および半導体中のキャリアのふるまいについて学習する。また、代表的な半導体デバイスであるダイオードおよびトランジスタの構造・特性・動作原理について理解することを目的とする。

授業の進め方・方法:

各種用語について図と式を用いて説明できるよう、予習してください。

注意点:

基本的な電気磁気学と結晶性質について復習しておくことが望ましい。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	授業概要 半導体の性質	半導体の基本的性質、結晶構造を説明できる。
		2週	半導体のエネルギーバンド	半導体のエネルギーバンド図について説明できる。
		3週	半導体の種類	真性半導体と不純物半導体、p型、ｎ型半導体の違いが説明できる。
		4週	キャリア密度	フェルミ準位について説明できる。
		5週	キャリア密度	フェルミ・ディラック分布関数について説明できる。
		6週	半導体の温度依存性	低温・中温・高温下におけるキャリアのふるまいについて説明できる。
		7週	中間試験	中間試験
		8週	半導体の電気伝導	キャリアの散乱について説明できる。
	2ndQ
		9週	半導体の電気伝導	ドリフト電流と拡散電流について説明できる。
		10週	ホール効果測定	ホール効果測定から多数キャリアの移動度を導出できる。
		11週	バンド内のトラップ	バンド内のトラップの種類をあげることができる。
		12週	ダイオードの整流特性	ショットキーダイオードについてバンド図を用いて説明できる。
		13週	ダイオードの整流特性	PN接合ダイオードの整流特性をエネルギーバンド図を用いて説明できる。
		14週	トランジスタの増幅特性	トランジスタの構造について説明できる。
		15週	トランジスタの増幅特性	トランジスタの増幅特性について説明できる。
		16週	期末試験	期末試験

評価割合

	定期試験	小テスト	ポートフォリオ	発表・取り組み姿勢	その他	合計
総合評価割合	60	0	0	20	20	100
基礎的能力	15	0	0	5	5	25
専門的能力	35	0	0	10	10	55
分野横断的能力	10	0	0	5	5	20