半導体工学

科目基礎情報

学校	沖縄工業高等専門学校	開講年度	2018
授業科目	半導体工学
科目番号	3211	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	情報通信システム工学科	対象学年	3
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	半導体デバイス工学―デバイスの基礎から製作技術まで（森北出版）,配布資料、ＰＰＴ
担当教員	藤井 知

到達目標

①半導体と金属・絶縁体の基本的な物性の違いを説明できる
②半導体の種類（真性、不純物、n型、p型、元素、化合物半導体）を理解できる
③デバイス（pn接合、バイポーラトランジスタ、MOSFET）の構造と電気特性を説明できる
【V-C-4】電子や原子等の基本的性質を理解し、金属や半導体の物性の理解に役立てられる
【V-C-4】半導体の基本的性質を理解し、pn 接合の特性やトランジスタの動作原理等を説明できる

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	最低限必要な 到達レベル（可）
半導体と金属・絶 縁体の基本的な物 性の違いを説明で きる	・半導体と金属・絶 縁体の基本的な物 性の違いを定量的 にに説明できる	・半導体と金属・絶 縁体の基本的な物 性の違いを定性的 に説明できる	・教科書を見なが ら、半導体と金属・ 絶縁体の基本的な 物性の違いを説明 できる
半導体の種類（真 性、不純物、n型、 p型、元素、化合物 半導体）を理解で きる	・半導体のエネル ギーバンド図を描く ことができ、キャリ ア（電子・正孔）の 動きを説明できる	・半導体の伝導型 によってエネル ギーバンド図を描く ことができる ・半導体の結晶構 造を書くことができ る	・半導体の種類 を、伝導型や結晶 構造、材料に分け て説明できる
デバイス（pn接合、 バイポーラトランジ スタ、MOSFET）の 構造と電気特性を 説明できる	・デバイス（pn接 合、バイポーラトラ ンジスタ、 MOSFET）の電気 特性を特性式を用 いて説明できる	・デバイス（pn接 合、バイポーラトラ ンジスタ、 MOSFET）の動作 原理を定性的に説 明できる。	・デバイス（pn接 合、バイポーラトラ ンジスタ、 MOSFET）の構造 を説明できる

教育方法等

概要:

・半導体の原理、構造、特性を学び、ＰＮ接合、ＭＯＳ接合、ショットキー接合によるバイポーラ、ＭＯＳ電界
効果、ＭＥＳ型のダイオード、トランジスタ、集積回路の各デバイスの構造と特性の基礎を理解する。
・半導体の製造方法、装置の概要を学ぶ。授業ではモデル図、数式を用いた基礎的な学習を行う。
・演習問題を解きながらで理解度を確認する。

授業の進め方・方法:

注意点:

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	半導体とは？半導体の役割、半導体デバイスの歴史	半導体とは？半導体の役割、半導体デバイスの歴史
		2週	半導体の性質	金属や半導体の物性の理解に役立てられる
		3週	半導体のキャリア	キャリア密度、フェルミ準位、エネルギーバンドの意味を理解し、正しくかける 金属や半導体の物性の理解に役立てられる
		4週	半導体の電気伝導度	キャリアの運動、電気伝導、キャリアの生成、再結合を理解し、半導体中のキャリアの流れの等を説明できる
		5週	ダイオード	pn接合の特性やトランジスタの動作原理等を説明できる
		6週	ｐｎ接合	pn接合の特性やトランジスタの動作原理等を説明できる
		7週	前半復習	金属や半導体の物性の理解し、 pnダイオードをバンド図や構造図を用いて説明できる
		8週	後期中間試験
	4thQ
		9週	金属－半導体接触	ショットキー接合・オーミック接合を説明できる。
		10週	ショットキーダイオード	ショットキーダイオードの動作原理等をバンド図を用いて説明できる
		11週	ショットキーダイオードとバイポーラトランジスタ	ショットキーダイオードとバイポーラトランジスタを、構造、エネルギーバンド図、電気特性 から動作原理等を説明できる
		12週	バイポーラトランジスタ（２）	バイポーラトランジスタの動作原理等を構造、エネルギーバンド図、電気特性から説明できる
		13週	MOSデバイス（ダイオードとトランジスタ）	MOS動作である蓄積層、空乏層、反転層を説明できる。
		14週	集積回路	ゲート回路等の動作原理等を説明できる
		15週	半導体プロセス	製造プロセスの学習リソグラフィ技術、蒸着技術、エッチング技術を理解する。
		16週	期末試験

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	70	0	0	0	0	30	100
基礎的能力	60	0	0	0	0	20	80
応用力	10	0	0	0	0	10	20
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0