到達目標
1）英文を通して、半導体物性基礎について理解できること。
2）英文を通して、半導体デバイス構造・動作原理について理解できること。
3）英文を通して、製造技術について理解できること。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安
A | 標準的な到達レベルの目安
B | 未到達レベルの目安
C | （学生記入欄）
到達したレベルに〇をすること。 |
| 評価項目1 | 半導体物性基礎、エネルギー帯図、半導体デバイスの基本式について理解し、説明できること。 | 半導体物性基礎、エネルギー帯図について説明できること。 | 半導体物性基礎の概要について説明できること。 | A ・ B ・ C |
| 評価項目2 | 半導体デバイス構造が示せ、動作原理についてエネルギー帯図、半導体デバイスの基本式を用い、説明できること。 | 半導体デバイス構造・動作原理について説明できること。 | 半導体デバイス構造が説明できること。 | A ・ B ・ C |
| 評価項目3 | 製造技術について理解し、詳細に説明できること。 | 製造技術について説明できること。 | 一部の製造技術について概要が説明できること。 | A ・ B ・ C |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 B
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学習・教育到達度目標 C
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JABEE c
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JABEE d
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教育方法等
概要:
半導体物性の基礎、半導体デバイスの構造・動作原理、製造技術について、深く理解する。半導体デバイスの基礎として、ｐ－ｎ接合（ダイオード）を扱う。
授業の進め方・方法:
【履修上の注意】英語辞書、電卓を持ってくること。
【事前に行う準備学習や自己学習】
準備学習：１）数学（微積分、代数学など）、物理（力学）、電気磁気学を十分に理解しておくこと。
２）４年の半導体工学を復習しておくこと。
自己学習：１）輪講形式で英文テキストを読みながら授業を行うので、単語を調べ、訳をレポートで提出すること。
２）例題、演習問題を解き、レポートにまとめること。
注意点:
ポートフォリオ
（学生記入欄）
【授業計画の説明】実施状況を記入してください。
【理解の度合】理解の度合について記入してください。
（記入例）ファラデーの法則、交流の発生についてはほぼ理解できたが、渦電流についてはあまり理解できなかった。
・前期中間試験まで：
・前期末試験まで ：
・後期中間試験まで：
・学年末試験まで ：
【試験の結果】定期試験の点数を記入し、試験全体の総評をしてください。
（記入例）ファラデーの法則に関する基礎問題はできたが、応用問題が解けず、理解不足だった。
・前期中間試験 点数： 総評：
・前期末試験 点数： 総評：
・後期中間試験 点数： 総評：
・学年末試験 点数： 総評：
【総合到達度】「到達目標」どおりに達成することができたかどうか、記入してください。
・総合評価の点数： 総評：
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（教員記入欄）
【授業計画の説明】実施状況を記入してください。
【授業の実施状況】実施状況を記入してください。
・前期中間試験まで：
・前期末試験まで ：
・後期中間試験まで：
・学年末試験まで ：
【評価の実施状況】総合評価を出した後に記入してください。
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 |
授業計画の説明・授業計画・達成目標・成績の評価方法等の説明をする。【課題１】
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授業計画を理解する。
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| 2週 |
はじめにIntroduction・
半導体デバイス・半導体製造技術の概要について説明する。【課題２】 |
SI単位、概要を理解する。
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| 3週 |
熱平衡状態におけるエネルギーバンドとキャリア濃度・半導体材料・半導体材料である単体・化合物半導体とその基礎特性について説明する。【課題３】 |
エネルギー帯図を理解する。
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| 4週 |
結晶構造・ミラー指数について説明する。【課題４】 |
ミラー指数を理解する。
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| 5週 |
キャリア濃度・価電子結合、エネルギー帯のバンドギャップと電気伝導に及ぼすその影響、キャリア濃度について説明する。【課題５】 |
キャリア濃度が求められる。
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| 6週 |
キャリア輸送現象・ドリフトと拡散、電流密度の式、発生と再結合、連続の方程式について説明する。【課題６】 |
半導体デバイスの基本式を理解する。
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| 7週 |
演習問題・復習、演習、小テストを行う。【課題７】【小テスト７】 |
復習し、演習、小テストを解く。
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| 8週 |
半導体デバイスｐｎ接合・概要を説明する。【課題８】【小テスト８】 |
半導体デバイスｐｎ接合を理解する。
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| 4thQ |
| 9週 |
後期中間試験 |
後期中間試験
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| 10週 |
製造工程について説明する。【課題10】 |
製造工程を理解する。
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| 11週 |
接合後のエネルギー帯図を説明する。【課題11】 |
接合後のエネルギー帯図が描ける。
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| 12週 |
階段型、傾斜型接合のポアソンの式を説明する。【課題12】 |
ポアソンの方程式が理解できる。
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| 13週 |
接合容量を説明する。【課題13】 |
接合容量が求められる。
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| 14週 |
電流電圧特性を説明する。
逆方向特性を説明する。【課題14】 |
電圧電流特性が求められる。
逆方向特性を理解する。
小テストを行う。
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| 15週 |
総括する。演習。【課題15】【小テスト15】 |
総括しまとめる。演習し理解を深める。
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| 16週 |
学年末試験 |
学年末試験
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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 | 機械系分野 | 計測制御 | 国際単位系の構成を理解し、SI単位およびSI接頭語を説明できる。 | 3 | 後2 |
| 電気・電子系分野 | 電子回路 | ダイオードの特徴を説明できる。 | 3 | 後3,後9,後14 |
| バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。 | 3 | 後15 |
| FETの特徴と等価回路を説明できる。 | 3 | 後15 |
| 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。 | 3 | 後2 |
| 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。 | 3 | 後2 |
| 原子の構造を説明できる。 | 2 | 後4 |
| パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。 | 2 | 後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。 | 2 | 後3,後4 |
| 金属の電気的性質を説明し、移動度や導電率の計算ができる。 | 2 | 後6 |
| 真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 3 | 後5 |
| 半導体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 3 | 後3,後5 |
| 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 | 後9,後11,後13,後14 |
| 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 | 後15 |
| 電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 4 | 後15 |
| 電力 | 半導体電力変換装置の原理と働きについて説明できる。 | 2 | 後15 |
| 計測 | SI単位系における基本単位と組立単位について説明できる。 | 2 | 後2 |
評価割合
| 定期試験 | 小テスト | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 10 | 30 | 100 |
| 知識の基本的な理解 | 30 | 5 | 15 | 50 |
| 思考・推論・創造への適応力 | 30 | 5 | 15 | 50 |