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科目の基本情報

開講年度 2018 年度
開講区分 工学部電気電子工学科 ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 3年次
選択・必修 選択
選択科目
授業科目名 半導体工学
はんどうたいこうがく
Physics and Technology of Semiconductor Devices
単位数 2 単位
他学部・他研究科からの受講
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

前期

開講時間 火曜日 3, 4時限
開講場所 工学部20番教室

担当教員 平松和政(工学部電気電子工学科)

HIRAMATSU, Kazumasa

学習の目的と方法

授業の概要 電子回路や光通信情報処理装置の基本デバイス用の材料である半導体について,①キャリアのふるまい,半導体中の電流,半導体の光学特性などの基本的な性質を理解するとともに,②半導体デバイスの基礎となるpn接合,半導体金属接合、MIS接合、発光・受光素子などの動作原理を学ぶ。
学習の目的 半導体中のキャリアの振舞い,半導体中の電流や半導体の光学特性などの半導体の基本的な性質、半導体デバイスの基礎となるpn接合,半導体金属接合、MIS接合、発光・受光素子などの動作原理についての知識を得る。
学習の到達目標 半導体材料の基本的な性質が理解できる。半導体pn接合を用いた各種デバイス(ダイオード、光デバイスなど)の動作が理解できる。

★学習・教育目標:「基礎・専門知識」、「自主的継続的学習能力」、「制約下での仕事」に関する能力を向上させる
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目
学習・教育目標との関連:基礎・専門知識(0.8)、自主的継続的学習能力(0.1)、制約下での仕事(0.1)

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  •  倫理観
  •  モチベーション
  • ○主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  •  論理的思考力
  •  課題探求力
  •  問題解決力
  •  批判的思考力
コミュニケーション力
  •  情報受発信力
  •  討論・対話力
  •  指導力・協調性
  •  社会人としての態度
  •  実践外国語力
生きる力
  •  感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

半導体工学に関する専門知識、自主的に学ぶ能力を身につけましょう。

授業の方法 講義

授業の特徴 PBL Moodle

教科書 平松和政「新インターユニバーシティ 半導体工学」(オーム社)
参考書 清水博文,星陽一,池田正則「基礎からの半導体工学」(日新出版)
成績評価方法と基準 以下の方式で配点を行い,総合の60%以上を合格とする。
定期試験:80%, 演習:20%(70%以上出席したものを単位授与の対象者とする。)
オフィスアワー 連絡方法:電子メールhiramatu@elec.mie-u.ac.jp(訪問予定をE-mailで尋ねてください。)
受講要件
予め履修が望ましい科目 基礎物理学I,基礎物理学IIIA,基礎電磁気学及び演習,電磁気学I・II及び演習,材料科学,量子力学,固体電子工学,電子回路工学I
発展科目 電子デバイス工学,光エレクトロニクス,高電圧工学,電気電子工学基礎実験,電気電子工学応用実験
授業改善への工夫 本講義では、半導体の基礎的性質、pn接合、光デバイス関する内容が網羅できるようにした。講義は教科書に沿って行うと共に、半導体技術に関連した研究開発の最先端情報を提供する。実際の半導体および半導体デバイスのサンプルを紹介する。演習についてはPBLチュートリアル教育を採用し、講義時間中の演習を通して学生自らが問題を解決する能力を養うようにする。
その他 半導体は、エレクトロニクス技術を支える最も重要な材料です。材料系だけでなく、システム系の研究室での卒業研究を考えている学生も是非受講してください。

授業計画

キーワード 半導体,結晶,エネルギーバンド,キャリア密度,フェルミ準位,電気伝導,pn接合,発光,吸収,発光ダイオード,半導体レーザー,太陽電池,フォトダイオード
Key Word(s) Semiconductor, Crystal, Energy Band, Carrier Density, Fermi Level, Electrical Conduction, pn Junction, Light Emitting, Absorption, Light Emitting Diode, Laser Diode, Solar Cell, Photodiode
学習内容 第1回 ガイダンス、半導体工学の学び方
第2回 半導体の特長
第3回 半導体結晶
第4回 エネルギーバンド図
第5回 半導体のキャリア密度とフェルミ準位
第6回 半導体の電気伝導(1)ドリフト電流
第7回 半導体の電気伝導(2)拡散電流
第8回 演習
第9回 pn接合の電流-電圧特性
第10回 pn接合の接合容量
第11回 金属と半導体の接触
第12回 金属-絶縁体-半導体(MIS)構造
第12回 演習
第13回 半導体の光学特性
第14回 半導体を用いた光デバイス
第15回 演習
第16回 期末試験
事前・事後学修の内容 毎回の講義において、以下に示す予習・復習を行うこと。
予習:教科書の該当箇所を読んでおくこと。
復習:講義内容、演習問題について復習を行うこと。
ナンバリングコード(試行) EN-EMAT-3

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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