電子デバイス

科目基礎情報

学校 都城工業高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 電子デバイス
科目番号 0026 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 機械電気工学専攻 対象学年 専1
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 S.M.Sze,Semiconductor Devices -Physics and Technology- (John Wiley & Sons)
担当教員 白濵 正尋

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。
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。
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。

学科の到達目標項目との関係

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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:

授業計画

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。
授業計画を理解する。
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理解する。
SI単位、概要を理解する。
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理解する。 エネルギー帯図を理解する。
4週 結晶構造・ミラー指数について理解する。 ミラー指数を理解する。
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理解する。 キャリア濃度が求められる。
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理解する。 半導体デバイスの基本式を理解する。
7週 演習問題・復習、演習、小テストを行う。 復習し、演習、小テストを解く。
8週 後期中間試験 後期中間試験
4thQ
9週 半導体デバイスpn接合・概要を理解する。 半導体デバイスpn接合を理解する。
10週 製造工程について理解する。 製造工程を理解する。
11週 接合後のエネルギー帯図を理解する。 接合後のエネルギー帯図が描ける。
12週 階段型、傾斜型接合のポアソンの式を理解する。 ポアソンの方程式が理解できる。
13週 接合容量 接合容量が求められる。
14週 電流電圧特性を理解する。
逆方向特性を理解する。復習、演習、小テストを行う。
電圧電流特性が求められる。
15週 学年末試験 学年末試験
16週

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
分野横断的能力汎用的技能汎用的技能汎用的技能相手を理解した上で、説明の方法を工夫しながら、自分の意見や考えをわかりやすく伝え、十分な理解を得ている。4
目的達成のために、考えられる提案の中からベターなものを選び合意形成の上で実現していくことができ、さらに、合意形成のための支援ができる。4
現状と目標を把握し、その乖離の中に課題を見つけ、課題の因果関係や優先度を理解し、発見した課題について主要な原因を見出し、論理的に解決策を立案し、具体的な実行策を絞り込むことができる。4
複雑な事象の本質を整理し、構造化(誰が見てもわかりやすく)できる。結論の推定をするために、必要な条件を加え、要約・整理した内容から多様な観点を示し、自分の意見や手順を論理的に展開できる。4
態度・志向性(人間力)態度・志向性態度・志向性身内の中で、周囲の状況を改善すべく、自身の能力を発揮できる。 4
集団の中で、自身の能力を発揮して、組織の勢いを向上できる。4
ストレスやプレッシャーに対し、自分自身をよく知り、解決を試みる行動をとることができる。日常生活の管理ができるとともに、目標達成のために対処することができる。4
市民として社会の一員であることを理解し、社会に大きなマイナス影響を及ぼす行為を戒める。人間性・教養、モラルなど、社会的・地球的観点から物事を考えることができる。4
組織やチームの目標や役割を理解し、他者の意見を尊重しながら、適切なコミュニケーションを持つとともに、成果をあげるために役割を超えた行動をとるなど、柔軟性を持った行動をとることができる。4
目指すべき方向性を示し、先に立って行動の模範を示すことで他者に適切な協調行動を促し、共同作業・研究において、系統的に成果を生み出すことができる。リーダーシップを発揮するために、常に情報収集や相談を怠らず自身の判断力をも磨くことができる。4
法令を理解し遵守する。研究などで使用する、他者のおかれている状況を理解できる。自分が関係している技術が社会や自然に及ぼす影響や効果を理解し、技術者が社会に負っている責任を認識し、身近で起こる関連した情報や見解の収集に努めるなど、技術の成果が社会に受け入れられるよう行動できる。4
技術の発展と持続的社会の在り方に関する知識を有し、未来社会を考察することができるとともに、技術の創造や自らのキャリアをデザインすることが考慮できる。4
総合的な学習経験と創造的思考力総合的な学習経験と創造的思考力総合的な学習経験と創造的思考力工学的な課題を論理的・合理的な方法で明確化できる。3
公衆の健康、安全、文化、社会、環境への影響などの多様な観点から課題解決のために配慮すべきことを認識している。4
クライアントの要求を解決するための設計解を作り出すプロセスを理解し、設計解を創案できる。さらに、創案した設計解が要求を解決するものであるかを評価しデザインすることができる。4

評価割合

定期試験小テストレポート合計
総合評価割合502525100
知識の基本的な理解30151560
思考・推論・創造への適応力20101040