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授業情報／Course information

科目名／Course: 半導体工学Ⅰ／Semiconductor Engineering I
科目一覧へ戻る 2022/09/09 現在

授業基本情報
科目名（和文）
／Course		 半導体工学Ⅰ
科目名（英文）
／Course		 Semiconductor Engineering I
時間割コード
／Registration Code		 21145901
学部（研究科）
／Faculty		 情報工学部
学科（専攻）
／Department		 情報通信工学科
担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors		 ○末岡　浩治
オフィスアワー
／Office Hour		 末岡　浩治(水曜日5限だが，在室時は随時対応します．また，メールでアポイントメントを取ってくれれば，時間指定して対応します．)
開講年度
／Year of the Course		 2022年度
開講期間
／Term		 第1クォーター
対象学生
／Eligible Students		 2年生，3年生
単位数
／Credits		 2.0
授業概要情報
更新日
／Date of renewal		 2022/02/25
使用言語
／Language of Instruction		 日本語
オムニバス
／Omnibus		 該当なし
授業概略と目的
／Cource Description and Objectives		 「授業概略」
半導体デバイスの特性を十分に理解して使いこなすためには，半導体中における電子の振る舞いの本質を理解する必要がある．本講義では，固体が原子核や電子の集合体であることをふまえ，半導体の電気伝導を決めるバンド構造を概説する．さらに，p型とn型の区別を論じ，キャリヤの種類，密度，移動度が導電性を決定することを述べる．最後に，p-n接合の理論について説明することで，半導体工学IIへの橋渡しをする．

「目的」
1.固体における電子の性質について，式を導出したうえで説明できる．
2.半導体の電気伝導とp-n接合を説明できる．
3.p-n接合を用いた半導体素子について，動作原理を説明できる．
履修に必要な知識?能力?キーワード
／Prerequisites and Keywords		 電子デバイス，自由電子と正孔，エネルギーバンド構造，pn接合，拡散とドリフト
履修上の注意
／Notes		 「物理学A」，「物理学B」，「電子回路」等を履修していることが望ましい．
教科書
／Textbook(s)		 「半導体デバイス入門　‐その原理と動作のしくみ‐」（柴田直著）数理工学社
参考文献等
／References		 「基礎電子工学」（藤本晶著）森北出版，「固体電子論入門　半導体物理の基礎」（志村史夫著）丸善，「電子物性」（松澤剛雄，高橋清，斉藤幸喜共著）森北出版など
自主学習ガイド
／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework		 講義終了時に次回の内容を指示するので，教科書の該当箇所を熟読しておくこと．教科書，ノート，講義内容を整理した配布プリントを併用した復習を行うことで，わからない箇所を次回の講義に持ち越さないようにすること．
資格等に関する事項
／Attention Relating to Professional License
アクティブラーニングに関する事項
／Attention Relating to Active Learning
実務経験に関する事項
／Attention Relating to Operational Experiences
備考
／Notes		 本科目は「実務経験のある教員による授業科目」又は「主として実践的教育から構成される授業科目」である．
その内容等については，次のアドレスの一覧表を参照．
/guide/guide_detail/index/1860.html

本科目は，すべての授業を対面式で実施する予定であるが，コロナ禍の状況に応じてオンラインで実施する可能性もある．

本授業では，以下のアクティブラーニングを採用している．
課題（宿題等）
授業計画詳細情報
No. 単元（授業回数）
／Unit (Lesson Number)		 単元タイトルと概要
／Unit Title and Unit Description		 時間外学習
／Preparation and Review		 配付資料
／Handouts
1 1 [電子デバイスの概念]
電子デバイスの概念を学ぶ．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
2 2 [結晶中の電子の振る舞い(1)]
電子の波動性について学ぶ．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
3 3 [結晶中の電子の振る舞い(2)]
エネルギーバンド構造の形成について学ぶ．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
4 4 [結晶中の電子の振る舞い(3)]
ダイヤモンド構造と共有結合について学ぶ．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
5 5 [半導体中の電子とホール(1)]
真性半導体について学ぶ．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
6 6 [半導体中の電子とホール(2)]
p型，n型半導体について学ぶ．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
7 7 [半導体中の電子とホール(3)]
キャリア濃度の算出について学ぶ．		 前半の内容をまとめた課題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
8 8 [前半のまとめ]
前半のまとめを行う．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
9 9 [半導体中の電気伝導(1)]
キャリアの移動度について学ぶ．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
10 10 [半導体中の電気伝導(2)]
拡散とドリフト電流について学ぶ．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
11 11 [半導体中の電気伝導(3)]
キャリアの生成，再結合について学ぶ．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
12 12 [p-n接合(1)]
接合界面近傍のエネルギーバンド構造について学ぶ．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
13 13 [p-n接合(2)]
空乏層中におけるキャリア濃度について学ぶ．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
14 14 [p-n接合(3)]
理想ダイオードの電流電圧特性について学ぶ．		 次回の講義内容に関する演習問題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
15 15 [p-n接合(4)]
実際のダイオードの電流電圧特性について学ぶ．		 定期試験の準備に必要な課題を宿題として課す． 授業内容をまとめたプリントを配布する．
16 16 [定期試験]
半導体工学Iで学んだ内容について，理解度を評価する．
授業評価詳細情報
到達目標及び観点／Learning Goal and Specific Behavioral Viewpoints
No. 到達目標
／Learning Goal		 知識?理解
／Knowledge & Undestanding		 技能?表現
／Skills & Expressions		 思考?判断
／Thoughts & Decisions		 伝達?コミュニケーション
／Communication		 協働
／Cooperative Attitude
1 固体における電子の性質について，式を導出したうえで説明できる（E）． ○ ○
2 半導体の電気伝導とp-n接合を説明できる（E）． ○ ○
3 p-n接合を用いた半導体素子について，動作原理を説明できる（E）．
 ○ ○
成績評価方法と基準／Evaluation of Achievement
※出席は2/3以上で評価対象となります。
No. 到達目標
／Learning Goal		 定期試験
／Exam.		 前半のまとめ試験 小試験
1 固体における電子の性質について，式を導出したうえで説明できる（E）． ○ ○
2 半導体の電気伝導とp-n接合を説明できる（E）． ○ ○ ○
3 p-n接合を用いた半導体素子について，動作原理を説明できる（E）．
 ○ ○
評価割合（％）
／Allocation of Marks		 70 20 10

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