半導体デバイスⅡ

Semiconductor Device Ⅱ

専門教育科目

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工学部

3年

HETBK3MCA1

2.00単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

吉田 晴彦

工学研究科

日本語

目標4／目標9

水曜13:00〜14:30・B408研究室

yoshida@eng.u-hyogo.ac.jp

3◎／4〇／5〇

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【講義目的】
主にショットキー接合やMOSデバイスの基本動作について習得し、現在のLSIで使われているMOSインバータやメモリデバイスについて理解を深める。
【到達目標】
ショットキー接合やMOSデバイスの動作原理や基本特性、基本的なインバータ回路やLSIメモリの動作原理について説明できること。

【サブタイトル】
コンピュータや電子装置を構成する基本的な半導体デバイス(MOS構造を中心に講義)
【キーワード】
オーミック接合、ショットキー接合、MOS構造、MOSトランジスタ、MOSインバータ

【講義内容】
ショットキー接合は半導体と金属を重ね合わせた構造であり、MOS構造は半導体と金属の間に酸化膜を挟んだ構造である。これらはいずれも半導体デバイスを形成する基本構造である。この講義ではこれらの基本構造の動作原理等について説明する。さらに、MOSトランジスタについて説明した後、LSIで使われているMOSインバータについて説明するとともに、LSIの代表的なメモリデバイスであるDRAMとSRAMなどについても講義し、コンピュータや電子装置を構成する基本的な半導体デバイスについて理解を深めてもらう。
【授業計画】
１．　履修ガイダンス及び半導体の基本事項に関して復習
２．　金属／半導体接合
３．　ショットキーダイオードとオーミック接合
４．　金属／半導体接合のまとめ
５．　MOS構造及び理想MOS構造とMOS電界効果
６．　MOS表面のポテンシャル分布
７．　MOS表面の電荷密度の表面ポテンシャル依存性
８．　実際のMOS構造とMOS･C-V特性
９．　MOS構造のまとめ
１０．　MOSトランジスタの動作原理
１１．　MOSトランジスタの諸特性
１２．　MOSインバータ
１３．　CMOSインバータ
１４．　MOSデバイスの微細化と問題点
１５．　LSIメモリ

生成系AIの利用：この授業においては生成AIの利用を予定していないが、学生が利用する場合には参考文献が実在するかなど事実確認を必ず行うこと。

「半導体デバイスの物理」　岸野正剛著　丸善

【予習】
授業に際して指示する事前配布資料の読み込み（15h）
【復習】
演習課題（４回、1２h）、講義内容の理解を深め定着させるための授業資料の読み直し（15ｈ）及びテキストの章末問題（18ｈ）

授業中に質問スライドを入れ、その場で考えてgoogleフォームに回答してもらい、「考える」、「行動する」学びを促すようにしている。

【成績評価の基準】
講義目的・到達目標に記載する能力（知識・技能、思考力等）の到達度に基づきS（90点以上）,Ａ（80点以上）,B（70点以上）,C（60点以上）による成績評価のうえ、単位を付与する。
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->【成績評価の方法】
<!--[endif]-->主要項目についてレポートを課す。レポート２０点、中間試験４０点、期末試験４０点の重みで合計して評価する。
中間試験の期日は担当教員が指示する。 

演習課題は、原則講義中に解説し、講義中解説できなかったものは模範解答をユニバーサルパスポートのクラスプロファイル機能を使って示す。
定期試験は、全体的な講評や模範解答をユニバーサルパスポートのクラスプロファイル機能を使って示す。

半導体デバイスⅠを履修しておくことが望ましい。
予習・復習は必ず行うこと。積極的に授業に参加してくれることを望む。

該当しない

自然科学に基づいた専門分野の基礎力
電気、電子、情報分野の広い知識と特化した分野の知識