到達目標
1. 半導体工業の歴史と集積回路の種類を説明できる。
2. pn接合とMOS構造の基本特性を説明できる。
3. ICの基本的な製造プロセス技術を説明できる。
4. IC内の基本的な回路素子の構造と設計方法を説明できる。
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 |
半導体工業の歴史と集積回路の種類を説明できる。 | 半導体工業の歴史と集積回路の種類を理解して、集積回路技術の必然性を説明できる。 | 半導体工業の歴史と集積回路の種類を説明できる。 | 半導体工業の歴史と集積回路の種類を説明できない。 |
pn接合とMOS構造の基本特性を説明できる。 | エネルギーバンド図を用いて、pn接合とMOS構造の基本特性を説明できる。 | pn接合とMOS構造の基本特性を説明できる。 | pn接合とMOS構造の基本特性を説明できない。 |
ICの基本的な製造プロセス技術を説明できる。 | ICの製造プロセス技術、特に不純物拡散とエピタキシャル成長、SiO2と金属成膜技術について例を挙げて説明できる。 | ICの基本的な製造プロセス技術を説明できる。 | ICの基本的な製造プロセス技術を説明できない。 |
IC内の基本的な回路素子の構造と設計方法を説明できる。 | IC内の回路素子の構造と設計方法をMOSトランジスタ、バイポーラトランジスタ、抵抗、コンデンサ、インダクタに分けて例を挙げて説明できる。 | IC内の基本的な回路素子の構造と設計方法を説明できる。 | IC内の基本的な回路素子の構造と設計方法を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
現在、集積回路(IC)は欠かすことのできない電子産業の中心的な存在である。本授業では、ICに関する概論的知識から始まり、素子構造と特性、製造プロセス、設計方法の基本的概念について解説する。
授業の進め方・方法:
教科書に沿って進め、重要点を板書して解説する。数値例題を解いて、現実的な大きさや形として理解できるようにする。
注意点:
電気主任技術者関連科目である。今まで授業で学んできた電子回路、論理回路、学生実験などで出てきた集積回路(IC)が、どのようにして作られているかを知ることにより、さらにこの分野に興味を持つことを期待する。
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 |
半導体工業の歴史と集積回路 |
1
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2週 |
集積回路の種類とパッケージ、モノリシック集積回路の必然性 |
1
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3週 |
p n接合とMOS構造(1) |
2
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4週 |
p n接合とMOS構造(2) |
2
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5週 |
p n接合とMOS構造(3) |
2
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6週 |
シリコン単結晶とウェーハ、フォトレジスト加工 |
3
|
7週 |
酸化と酸化膜の性質 |
3
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8週 |
後期中間試験 |
1,2,3
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4thQ |
9週 |
試験返却、熱拡散 |
3
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10週 |
熱拡散とイオン打込み |
3
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11週 |
エピタキシャル成長とCVD技術、蒸着および配線の形成 |
3
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12週 |
半導体モノリシックICの構成素子(1) |
4
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13週 |
半導体モノリシックICの構成素子(2) |
4
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14週 |
半導体モノリシックICの構成素子(3) |
4
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15週 |
半導体モノリシックICのパターン設計 |
4
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16週 |
学年末試験、試験返却 |
3,4
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電子工学 | 電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。 | 4 | |
エレクトロンボルトの定義を説明し、単位換算等の計算ができる。 | 4 | |
結晶、エネルギーバンドの形成、フェルミ・ディラック分布を理解し、金属と絶縁体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 4 | |
真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 4 | |
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 4 | |
pn接合の構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてpn接合の電流―電圧特性を説明できる。 | 4 | |
バイポーラトランジスタの構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてバイポーラトランジスタの静特性を説明できる。 | 4 | |
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 課題提出物 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |