半導体プロセス

科目基礎情報

学校	熊本高等専門学校	開講年度	令和04年度 (2022年度)
授業科目	半導体プロセス
科目番号	TE1511	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	情報通信エレクトロニクス工学科	対象学年	5
開設期	通年	週時間数	1
教科書/教材	前田　和夫著，「はじめての半導体プロセス」 技術評論社／大山英典、葉山清輝「半導体デバイス工学」森北出版社、S.M.Sze「半導体デバイス」産業図書
担当教員	角田 功

到達目標

PC、スマートフォンに内蔵されている半導体デバイスの構造、その半導体デバイスを作成するための基本プロセス技術、複合プロセス技術、並びに半導体デバイスの信頼性について理解し、説明することが出来る。

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
半導体デバイスの構造	ｐｎ接合ダイオード、ＭＯＳ型トランジスタの構造を図示し、エネルギーバンド図を用いて動作を説明できる。	ｐｎ接合ダイオード、ＭＯＳ型トランジスタの構造を図示し、動作を説明できる。	ｐｎ接合ダイオード、ＭＯＳ型トランジスタの動作が説明できない。
半導体デバイスの基本プロセス技術	集積回路の主材料であるシリコン材料の製作方法、ならびに、半導体デバイスを製作するための基本プロセス技術を図を用いて、説明できるとともに、一連のプロセスフローを理解し説明できる。	集積回路の主材料であるシリコン材料の製作方法、ならびに、半導体デバイスを製作するための基本プロセス技術を図を用いて、説明できる。	集積回路の主材料であるシリコン材料の製作方法、ならびに、半導体デバイスを製作するための基本プロセス技術が説明できない。
半導体デバイスの複合プロセス技術	基本プロセス技術、複合プロセス技術を図示して説明できるとともに、これらを用いて、ｐｎ接合ダイオード、ＭＯＳ型トランジスタを製作するためのプロセスフローを設計できる。	半導体デバイスを製作するための複合プロセス技術を図を用いて説明できる。	半導体デバイスを製作するための複合プロセス技術が説明できない。
半導体デバイスの信頼性	製品の信頼性、故障率などの定義を説明できるとともに、現在の半導体デバイスにおける課題、その打開策について説明できる。	製品の信頼性、故障率などの定義を説明できるとともに、現在の半導体デバイスにおける課題を説明できる。	製品の信頼性、故障率などの定義を説明できるとともに、現在の半導体デバイスにおける課題が説明できない。

教育方法等

概要:

半導体デバイス作製技術、作成方法について講義する。前期は基本プロセス技術、後期は複合プロセス、ナノプロセスに主眼を置き講義する。

※実務との関係 この科目は企業の研究員として半導体プロセスの研究を担当していた教員が、その経験を活かし、集積回路の製作技術等について講義形式で授業を行うものである。

授業の進め方・方法:

１．集積回路の現状、課題について説明ができる。２．シリコンウェーハの製造方法、半導体デバイスの各製造技術について理解し説明ができる。
各試験の評価が6割に満たない学生に対しては，追試験やレポートを課すことがある．

注意点:

規定授業時数は６０時間です。４学年次の電子工学の講義内容について十分に復習して受講してください。
各授業項目の自学学習のために授業中にレポート課題を与えます。質問等は空き時間に随時受けつけます。
３０時間の授業＋１５時間の自学自習をもって１単位とします。

授業の属性・履修上の区分

実務経験のある教員による授業

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス 集積回路の現状と課題（１）	本授業の概要や評価方法に関するガイダンスを行なう。 集積回路の現状、課題、スケーリング則、ムーアの法則について説明できる。
		2週	集積回路の現状と課題（２）	集積回路の現状、課題、スケーリング則、ムーアの法則について説明できる。
		3週	集積回路の現状と課題（３） 半導体デバイスの構造と動作（１）	集積回路の現状、課題、スケーリング則、ムーアの法則について説明できる。 pn接合ダイオード、MOS型トランジスタについて理解し説明できる。
		4週	半導体デバイスの構造と動作（２）	pn接合ダイオード、MOS型トランジスタについて理解し説明できる。
		5週	半導体デバイスの構造と動作（３）	pn接合ダイオード、MOS型トランジスタについて理解し説明できる。
		6週	半導体デバイスの構造と動作（４） シリコン結晶とウェーハ（１）	pn接合ダイオード、MOS型トランジスタについて理解し説明できる。 シリコン結晶とウェーハの製造方法について理解し説明できる。
		7週	シリコン結晶とウェーハ（２）	シリコン結晶とウェーハの製造方法について理解し説明できる。
		8週	シリコン結晶とウェーハ（３）	シリコン結晶とウェーハの製造方法について理解し説明できる。
	2ndQ
		9週	前期中間試験
		10週	基本プロセス技術（１）	半導体デバイスの基本プロセス技術（洗浄・薄膜形成・リソグラフィ・平坦化）について説明できる。
		11週	基本プロセス技術（２）	半導体デバイスの基本プロセス技術（洗浄・薄膜形成・リソグラフィ・平坦化）について説明できる。
		12週	基本プロセス技術（３）	半導体デバイスの基本プロセス技術（洗浄・薄膜形成・リソグラフィ・平坦化）について説明できる。
		13週	基本プロセス技術（４）	半導体デバイスの基本プロセス技術（洗浄・薄膜形成・リソグラフィ・平坦化）について説明できる。
		14週	基本プロセス技術（５）	半導体デバイスの基本プロセス技術（洗浄・薄膜形成・リソグラフィ・平坦化）について説明できる。
		15週	前期期末試験
		16週	答案返却
後期
	3rdQ
		1週	複合プロセス技術（１）	プロセスインテグレーション技術（アイソレーション・ウェル形成・ゲートスタック形成・ソースドレイン形成）について説明できる。
		2週	複合プロセス技術（２）	プロセスインテグレーション技術（アイソレーション・ウェル形成・ゲートスタック形成・ソースドレイン形成）について説明できる。
		3週	複合プロセス技術（３）	プロセスインテグレーション技術（アイソレーション・ウェル形成・ゲートスタック形成・ソースドレイン形成）について説明できる。
		4週	複合プロセス技術（４）	プロセスインテグレーション技術（アイソレーション・ウェル形成・ゲートスタック形成・ソースドレイン形成）について説明できる。
		5週	複合プロセス技術（５）	プロセスインテグレーション技術（アイソレーション・ウェル形成・ゲートスタック形成・ソースドレイン形成）について説明できる。
		6週	半導体ナノプロセス技術（１）	モア・ムーアを推進するテクノロジーブースター技術（High-kゲートスタック、SOI、歪シリコン、３次元トランジスタ）を簡単に説明できる。
		7週	半導体ナノプロセス技術（２）	モア・ムーアを推進するテクノロジーブースター技術（High-kゲートスタック、SOI、歪シリコン、３次元トランジスタ）を簡単に説明できる。
		8週	後期中間試験
	4thQ
		9週	半導体デバイスの信頼性（１）	半導体デバイスの信頼性、故障率等の定義、信頼性試験方法を理解し説明できる。
		10週	半導体デバイスの信頼性（２）	半導体デバイスの信頼性、故障率等の定義、信頼性試験方法を理解し説明できる。
		11週	半導体デバイスの信頼性（３）	半導体デバイスの信頼性、故障率等の定義、信頼性試験方法を理解し説明できる。
		12週	半導体デバイスの信頼性（４）	半導体デバイスの信頼性、故障率等の定義、信頼性試験方法を理解し説明できる。
		13週	半導体デバイスの信頼性（５）	半導体デバイスの信頼性、故障率等の定義、信頼性試験方法を理解し説明できる。
		14週	半導体デバイスの信頼性（６）	半導体デバイスの信頼性、故障率等の定義、信頼性試験方法を理解し説明できる。
		15週	後期期末試験
		16週	答案返却

評価割合

	試験	課題	合計
総合評価割合	60	40	100
専門的能力	60	40	100
	0	0	0