半導体工学

Semiconductor engineering

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機械・材料工学科　材料工学コース

工学部

3年

HETBK3MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

部家 彰

工学研究科

日本語

目標7／目標9／目標11

金曜日11時-12時
C332

heya@eng.u-hyogo.ac.jp

3◎／4〇

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講義目的
半導体の電子物性を利用した半導体素子は現在の情報化社会・循環型社会を支える重要な技術であり、新たな素子構造や新材料の開発が絶え間なく行われている。本講義では基本的な半導体素子であるダイオードやトランジスタの電気的性質を理解し、半導体の電子物性をより深く理解することを目的とする。

到達目標
p型、n型半導体の基礎特性とpn接合の電気特性をエネルギーバンド図を使って説明できる。トランジスタの構造と動作原理を説明でき、構成する材料（金属、半導体、絶縁体）の物性と関係づけることができる。

半導体、エネルギーバンド図、フェルミ準位、pn接合、ダイオード、トランジスタ

講義内容
p型、n型半導体の基礎特性とダイオード（pn接合）やMOSトランジスタの動作原理を電荷の分布・振る舞いで説明する。また、各半導体素子における重要な概念（整流特性、生成・再結合、降伏現象、金属・半導体接触、短チャネル効果等）についても説明する。

授業計画
１．半導体素子とは
２．エネルギーバンド図
３．半導体のキャリア密度とフェルミ準位
４．半導体の電気伝導
５．pn接合
６．pn接合ダイオードの構造と動作原理①
７．pn接合ダイオードの構造と動作原理②
８．pn接合ダイオードの降伏現象
９．pn接合ダイオードの接合容量
１０．金属と半導体の接触
１１．バイポーラトランジスタの構造と動作原理①
１２．バイポーラトランジスタの構造と動作原理②
１３．MOS電界効果トランジスタの構造と動作原理①
１４．MOS電界効果トランジスタの構造と動作原理②
１５．CMOS、集積回路、作製技術

生成AIの利用：参考までにとどめ、必ず事実確認すること

「基礎からの半導体工学」、清水博文、星　陽一、池田正則　共著、日新出版

「半導体デバイスー動作原理に基づいてー」、松尾直人　著、コロナ社
「半導体物性Ⅱ -素子と物性」、犬石嘉雄、浜川圭弘、白藤純嗣　著、朝倉書店
「図説　電子デバイス」、菅　博、川畑啓志、矢野満明、田中　誠　共著、産業図書
「薄膜トランジスタ」、薄膜材料デバイス研究会　編、コロナ社
「半導体デバイスの基礎　中　《ダイオードと電界効果トランジスタ》」、B.L.アンダーソン、R.L.アンダーソン　著、樺沢宇紀　訳　シュプリンガー・ジャパン

【予習】授業に際して指示するテキストの部分を事前読み込み（30ｈ）
【復習】レポート作成（5回、20ｈ）、講義内容の理解を深め定着させるためにテキストを読み直し（20ｈ）

採用しない

小テスト(10%)・レポート(10%)と中間試験(40%)・期末試験(40%)を合計１００点とし、６０点以上を合格とする。

小テストは、当日もしくは次の講義内で解説する。
レポートは、それぞれにコメントを付して返す。
定期試験は、授業評価アンケートの教員コメント欄に試験結果に関するコメントもあわせて記載する。

授業に際して指示するテキストの部分を事前読み込みと講義内容の理解を深め定着させるためにテキストを読み直しを各自で行うこと。

授業欠席の際の証明書:病院の領収書でも良い。

該当しない