授業科目名
  半導体電子工学
   Semiconductor Electronic Engineering
時間割番号
2558
担当教員名
  Ｎｉｒａｕｌａ　Ｍａｄａｎ
実務経験
反映科目
学科・年次
  工学部 電気・機械工学科
  工学部 創造工学教育課程
  3年次
科目区分
  専門教育科目
単位数
2
時間割
  前期 火曜5-6限
授業形態
講義
授業実施方法
  ☑ 対面【一部遠隔の場合あり】
  ☐ 全て遠隔【全授業（テストを除く）をオンデマンドで実施（全オンデマンド型）】
  ☐ 全て遠隔【同時双方向で実施】
  ☐ 全て遠隔【オンデマンド及び同時双方向で実施】
  ☐ 1/2遠隔【全授業のうち、1/2以上を遠隔（オンデマンド又は同時双方向）】

・「全て遠隔」又は「1/2遠隔」に✓のある科目は、遠隔授業の上限単位数60単位に算定されます。
・大学院には遠隔授業における上限単位数はありません。
ディプロマ・ポリシーとの対応
☐ 1. 人間，文化，社会を理解し，それらを技術的観点から考察する能力と技術を新しい生活につなぐ強い使命感・責任感，高い倫理観
☑ 2. 現象の理解・操作のための数理的基礎知識と科学的素養
☐ 3. 国内外の人々と対話できるコミュニケーション力と論理的思考力
☑ 4. （高度工学教育課程のみ）基幹となる専門分野の基盤的な知識・技術とこれによって課題を解決する能力，新たな知識・技術を習得する能力
☐ 4. （創造工学教育課程のみ）基幹となる専門分野の基礎知識と他の分野の知識・技術を関連づけ多面的に見ることで新たな価値を創出する能力
授業の目的・達成目標
　電子材料は電気伝導の点から、金属、半導体、絶縁体に分類され、半導体はパソコン、スマートフォン等の電子機器だけでなく、自動車や鉄道等の電子部品として広く使用されている。本授業では、物性的なミクロの視点とデバイス的なマクロの視点の両面から、量子力学を用いることなく半導体の基本的な性質と半導体デバイスの基礎を理解することを目的とする。数式を暗記するのではなく、先ず固体中の電子や正孔の動きを物理現象としてとらえて動作原理を理解し、次にそれを数式として表現できるよう努めて欲しい。
 
【達成目標】
1. 半導体のバンド構造を説明できる。
2. 半導体中のキャリア密度を分布関数を用いて説明できる。
3. 半導体中のキャリアの流れを説明できる。
4. pn接合の電流電圧特性を説明できる。
5. pn接合の容量電圧特性を説明できる。
6. 金属半導体接触を説明できる。
 
[関連科目］学んだ内容を用いる科目：電子物性
　　　　　理解の助けになる科目：半導体デバイス工学
 
授業計画
1. ガイダンス、半導体の概説
2. エネルギーバンド構造
3. 真性半導体、n形半導体、p形半導体、有効質量
4. キャリア密度、状態密度
5. 真性キャリア密度、キャリア密度の温度依存性
6. キャリアのドリフト
7. キャリアの拡散、光吸収
8. キャリア生成再結合、連続の式
9. 中間試験
10. pn接合のエネルギーバンド図、内蔵電位
11. pn接合の空乏層幅、片側階段接合
12. pn接合の空乏層容量と電流電圧特性
13. pn接合の電流電圧特性の式、逆方向降伏、pn接合を使ったデバイス
14. 金属-半導体接触
15. 期末試験、全体まとめ
16. （期末試験の予備日）
 
 
 
 
 
 
成績評価の方法

期末試験　４０％

中間試験　３０％

課題＋小テスト　３０％

 

成績評価の基準
秀　 達成目標を超えた成果を上げている　100点～90点
優　 達成目標に十分達している　　　　　89点～80点
良　 達成目標に達している　　　　　　　79点～70点
可　 達成目標に概ね達している　　　　　69点～60点
不可 達成目標に達していない　　　　　　59点以下
 
1. 半導体のバンド構造を説明できること。
2. 半導体中のキャリア密度を分布関数を用いて説明できること。
3. 半導体中のキャリアの流れを説明できること。
4. pn接合の電流電圧特性を説明できること。
5. pn接合の容量電圧特性を説明できること。
6. 金属半導体接触を説明できること。
 
 
事前・事後学修等の指示及び履修にあたっての注意事項
授業計画や成績評価および基準の詳細は１回目の講義で説明する。２年後期に開講される電子物性の内容を理解しているものとして講義を進める。対面授業では、小テスト用の用紙と関数電卓を持って来ること。
 
事前学修：テキスト予習　（１２０分）
 
事後学修：Moodleに掲げた板書ノートを参考に、各自の授業ノートを完成させ、テキストの例題や章末問題を解く。課題がある場合は解いて提出し、後で解答例を確認する。（１２０分）
教科書