授業科目名(和文)
[Course]
半導体工学Ⅱ
授業科目名(英文)
[Course]
Semiconductor Engineering II
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]
伊藤 信之  自室番号(2407)、電子メール(nobby**c.oka-pu.ac.jp)
※利用の際は,** を @に置き換えてください
単位数
[Point(Credit)]
後期2単位
対象学生
[Eligible students]
3年次生
授業概略と目標
[Course description and Objects]
今日,半導体集積回路は産業・民生のあらゆる機器に組み込まれ活躍している。特に,テレビ・ゲーム機・携帯電話・コンピュータなどの先端機器には,数百万個のトランジスタを擁する半導体集積回路が数多く使われており,それら機器の高速性・小型化・低消費電力化に寄与している.本講義では,半導体集積回路を構成する半導体デバイスの動作原理と電気特性の基本について理解する.
到達目標
[Learning Goal]
シリコン半導体デバイスの動作を理解する.具体的には以下である.
1. ダイオードの動作を理解する.
2. バイポーラトランジスタの動作を理解する.
3. MOSトランジスタの動作を理解する.
4. 集積回路のプロセスを理解する.
履修上の注意
[Notes]
履修の要件:「半導体工学I」を受講していることが望ましいが必須では無い.最初の3回の講義において半導体工学Iの最終部分である「pn接合」等については復習を行うが,更に基礎的なところは受講者自らが復習(「半導体工学I」を受講していない受講者は理解)することが重要である.
その他:   授業計画にあげた項目に従って講義を行う予定であるが,番号は必ずしも一回分の講義に対応しているわけではない.また,教科書の式については全ての詳細を説明する時間は無いため,講義で示した指針を元に各自で自習することが重要である.
授業計画とスケジュール
[Course schedule]
1. ダイオードの動作原理
 pn接合のバンド図,拡散電位,空乏層,空乏層幅,空乏層容量,構造,回路シンボルについて理解する
2. ダイオードの電流電圧特性1
 pn接合の順方向電流,逆方向電流について理解する
3. ダイオードの電流電圧特性2
 pn接合の再結合電流,ブレークダウン,高注入効果について理解する
4. 金属と半導体の接合
 ショットキー接合,オーミックコンタクトについて理解する
5. バイポーラトランジスタの基礎
 バイポーラトランジスタの動作原理,構造,回路シンボルについて理解する
6. バイポーラトランジスタの電流電圧特性
 IC-VBE特性,IC-VCE特性,パンチスルー,利得の電流依存性について理解する
7. バイポーラトランジスタの高周波特性
 バイポーラトランジスタの遮断周波数について理解する
8. バイポーラトランジスタの復習
9. MOSトランジスタの基礎
 MOSトランジスタの動作原理,閾値電圧について理解する
10. MOSトランジスタの電流電圧特性1
 線形領域,飽和領域について理解する
11. MOSトランジスタの電流電圧特性2
 NMOSとPMOS,基板バイアス効果,サブスレッショルド特性について理解する
12. MOSトランジスタの寄生容量
 ゲート容量のC-V特性,接合容量について理解する
13. MOSトランジスタの微細化
 スケーリング則について理解する
14. 集積回路のプロセス1
 集積回路を作るためのユニットプロセスについて理解する
15. 集積回路のプロセス2
 ユニットプロセスの組み合わせであるプロセスインテグレーションについて理解する
成績評価方法と基準
[Grading policy (Evaluation)]
授業での到達目標が達成され,半導体デバイスの基本的な知識があるかどうかを評価する.評点の配分は,中間・期末試験:67%,レポート・小テスト・出席状況・授業態度:33%である.但し,出席率2/3以上を評価の前提とする.
教科書
[Textbook]
教科書 「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,ISBN978-4-86481-018-0
参考書 「絵から学ぶ 半導体デバイス工学」 谷口研二,宇野重康 共著,朝倉書店,ISBN978-4-254-22165-7 C3055
      "Semiconductor Devices Physics and Technology", John Wiley & Sons, Inc. ISBN 978-0-471-33372-2
自主学習ガイド及び
キーワード
[Self learning]
授業前に該当範囲の内容を把握し,不明な点等を持って授業に出席されることを望みます.
pn接合ダイオード,バイポーラトランジスタ,MOSトランジスタ,集積回路
開講年度
[Year of the course]
28