2019年度 半導体材料及びデバイス   Semiconductor Materials and Device

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開講元
材料系
担当教員名
保科 拓也  定 昌史 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
月7-8(S7-202)  木7-8(S7-202)  
クラス
-
科目コード
MAT.C305
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2019年9月5日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

材料の観点から半導体を理解することを目的に、半導体に関して、バンド構造を基にしてその電子物性の基礎と応用を講義する.前半は固体内電子のエネルギーや密度,分布則などについて基礎的な考え方を学んだ後,固体中の電気伝導理論について学習し、さらに半導体デバイスの基本要素であるpn接合、金属‐半導体接触について学習する.後半は半導体材料の種類、製造プロセスに加え、トランジスタやフラッシュメモリなどのpn接合を基軸としたデバイス応用について学習する。

到達目標

本講義を履修することで,固体の電子物性と電気伝導の原理を根本から理解し,半導体材料とそれを利用したデバイスの基礎的事項に習熟することで、新しい材料、デバイスを開発する基礎力を身に付けることを到達目標とします。

キーワード

バンド構造、キャリアの状態密度、真性キャリア濃度、pn接合、金属半導体接合、ドーピング、ダイオード、トランジスタ

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

1) 講義の後半で,その日の教授内容に関する演習問題に取り組んでもらいます。
2) 毎回の授業で出席を取ります。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 序論,電子工学発展の歴史 電子工学発展の歴史を概観する
第2回 固体の導電率,固体内の電子状態 導電率の意味の理解
第3回 導体・半導体・絶縁体のエネルギー帯構造 導体・半導体・絶縁体のエネルギー帯構造の違いの理解
第4回 許容帯中の電子の状態密度、電子の運動 許容帯中の電子の状態密度の説明
第5回 半導体の電気伝導現象 半導体の電気伝導現象の起源の理解
第6回 半導体中のキャリヤの振舞い p型、n型半導体における多数キャリアと少数キャリアの振る舞いを説明できる
第7回 半導体-半導体接合 p型半導体-n型半導体の接合に関する理解
第8回 金属-半導体接触、金属-絶縁体-半導体接触 金属-半導体接触、金属-絶縁体-半導体接触での帯構造の理解
第9回 元素・化合物半導体とその製造法(1)結晶成長 元素・化合物半導体結晶成長法の理解
第10回 元素・化合物半導体とその製造法(2)キャリヤ注入法 p型半導体、n型半導体の作製方法の理解
第11回 酸化物半導体の性質 酸化物半導体の電気伝導機構と応用の理解
第12回 ダイオードの基本特性 ダイオードの基本特性とその応用に関する理解
第13回 バイポーラトランジスタの基本特性 バイポーラトランジスタの基本特性とその応用に関する理解
第14回 電界効果トランジスタの基本特性 電界効果トランジスタの基本特性とその応用に関する理解
第15回 集積回路、メモリ回路 集積回路、メモリ回路の製造技術と応用に関する理解

教科書

指定なし

参考書、講義資料等

講義資料は講義中に配布する。

成績評価の基準及び方法

1) 固体の電気伝導機構、半導体材料とその応用ついての理解度。
2) 講義中に出された課題への回答および期末試験で成績を評価する。

関連する科目

  • MAT.C202 : 結晶とフォノン
  • MAT.A203 : 材料量子力学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

結晶とフォノン(MAT.C202)と材料量子力学(MAT.A203)を履修していること,または同等の知識があること。

連絡先(メール、電話番号)    ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

保科拓也 thoshina[at]ceram.titech.ac.jp
定 昌史 masafumi.jo[at]riken.jp>

オフィスアワー

メールで事前予約すること。

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