機能デバイス工学

科目基礎情報

学校 有明工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 機能デバイス工学
科目番号 0078 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 生産情報システム工学専攻 対象学年 専2
開設期 前期 週時間数 1
教科書/教材 適宜
担当教員 石丸 智士

到達目標

1.半導体理論について理解できる.
2.代表的な機能デバイスの動作機構を説明できる.
3.いくつかの機能デバイスの現状や技術展開について理解するとともに,その課題について考察できる.

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半導体デバイスを理解するために十分な半導体物性や接合理論について説明できる.半導体物性や接合理論について概ね説明できる.半導体物性や接合理論について説明できない.
評価項目2学習する機能デバイスの動作機構や特徴について詳細に説明できる.いくつかの機能デバイスの動作機構や特徴について説明できる.機能デバイスの動作機構や特徴についてほとんど説明できない.
評価項目3ある機能デバイスの現状の技術や仕組みを理解した上で,その課題について指摘し,解決に向けた考察ができる.ある機能デバイスの現状の技術や仕組みを説明でき,その課題について示すことができる.ある機能デバイスの現状の技術や仕組みを説明できない.また,その技術課題について把握できない.

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B-2, 学習・教育到達度目標 C-1

教育方法等

概要:
現在のエレクトロニクスの隆盛は,トランジスタやダイオードなどの半導体デバイスをはじめとした多くの機能デバイスの開発によるところが大きい.半導体表面の物理学の探求途上で生まれたトランジスタは,当時,電子デバイスにおいて主流であった電子管を半導体デバイスへと次々と置き換えていった.出現当初は信頼性,機能とも電子管より劣るとされていたトランジスタを,現在のように確固たる位置に押し上げた背後には半導体単結晶の製造技術や高純度精製技術の地道な研究開発があったことが挙げられる.現在ではIT産業の発展にともなって電子機器に要求される情報処理能力の巨大化および複雑化がすすみ,様々なデバイスの開発が進められてきている.
このような背景のもと,本科目では企業でデバイス(集積回路)開発に携わった教員が,その経験を生かし,半導体理論や高専本科において十分にふれることができなかった各種機能デバイスについて講義および演習により授業を行う.
授業の進め方と授業内容・方法:
半導体理論およびいくつかの機能デバイスについて講義や演習を行ったのち,現代社会で用いられている機能デバイスの現状や技術課題などについて各自で調査・検討し,プレゼンテーションしてもらう.しがたって,事前・事後学習として演習課題やプレゼンテーション資料の作成・準備を課する.
注意点:
プレゼンテーションの時間配分については履修者の人数により変更する可能性がある.

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 半導体理論(1) エネルギーバンド構造と半導体の特徴について説明できる.
2週 半導体理論(2) 半導体中のキャリヤの挙動について説明できる.
3週 半導体理論(3) pn接合理論について説明できる.
4週 半導体物理演習(1) 半導体物理に関する問題を解くことができる.
5週 半導体物理演習(2) 半導体物理に関する問題を解くことができる.
6週 マイクロ波デバイス HEMTの動作原理について説明できる.
7週 マイクロ波デバイス IMPATTダイオードの動作原理について説明できる.
8週 光デバイス 光電池の種類や動作原理について説明できる.
9週 光デバイス レーザの動作原理について説明できる.
10週 表示デバイス 液晶の性質や液晶ディスプレイの動作原理について説明できる.
11週 表示デバイス プラズマ発光とディスプレイへの応用について説明できる.
12週 その他の機能デバイス 紹介する機能デバイスの動作原理や特徴について説明できる.
13週 プレゼンテーション 調査した機能デバイスの現状と技術課題について説明できる.
14週 プレゼンテーション 調査した機能デバイスの現状と技術課題について説明できる.
15週 期末試験
16週 試験答案返却と解説

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合60400000100
基礎的能力0000000
専門的能力6030000090
分野横断的能力010000010