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科目の基本情報

開講年度	2020 年度
開講区分	工学部電気電子工学科／総合工学科電気電子工学コース・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
ナンバリングコード	EN-EMAT-3

開放科目	非開放科目
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	三宅秀人（地域イノベーション学研究科、工学部電気電子工学科）
担当教員	Hideto Miyake
SDGsの目標

学修の目的と方法

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。
学修の目的	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。
学修の到達目標	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）　多面的な思考能力と素養：日本や世界各国の種々の時代や地域には、多様な考え方が存在していることを学び、様々な立場から互いの意見を尊重して相互に理解できる。【認知的領域】　技術者倫理：電気電子工学の基礎知識を身につけ、科学技術が社会や自然環境に及ぼす影響を理解し、責任ある技術者として行動できる。【情意的領域】　基礎知識と専門知識：数学、自然科学、情報技術、並びに電気電子工学に関する基礎及び専門知識を修得し、それらの知識を応用できる。【認知的領域】　デザイン能力・ものづくり能力：電気電子工学の基礎と専門知識を基にして、関連した情報の収集を図り、課題を解決する手法を提案でき、それに基づいて「ものづくり」を行える。【技能表現領域】　コミュニケーション能力：実験した内容や考察した内容、調査した内容を図、表等を利用して文書により表現し、他人に説明できる能力、討論を行える。専門とする分野の英語で書かれた文献について理解し、説明できる。【技能表現領域】　自主的継続的学習能力：電気電子工学に関連する種々の分野に関心を持ち、未知な分野が広がっていることを感じて、自主的、継続的な学習が必要であることを認識できる。【情意的領域】　制約下での仕事の推進・統括：電気電子工学分野の基礎に関する与えられた課題または自ら設定した課題について、計画的に物事を進め、期限までにまとめて報告書を提出できる。【認知的領域】 ○ 全学の教育目標感じる力　感性　共感 ○主体性考える力　幅広い教養 ○専門知識・技術　論理的・批判的思考力コミュニケーション力　表現力(発表・討論・対話) 　リーダーシップ・フォロワーシップ　実践外国語力生きる力　問題発見解決力　心身・健康に対する意識　社会人としての態度・倫理観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。
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％遅刻・欠席：5回以上遅刻や欠席がある場合には、定期試験の受験を認めない。※インフルエンザなどの公欠の場合には申し出てください。
授業の方法	講義
授業の特徴	PBL 問題提示型PBL（事例シナリオ活用含）問題自己設定型PBL プロジェクト型PBL 実地体験型PBL 特色ある教育 Moodleを活用する授業英語を用いた教育
授業改善の工夫	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。
教科書	高橋、山田「半導体工学　～半導体物性の基礎～」第3版（森北出版）
参考書	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）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）
オフィスアワー	連絡方法：電子メールmiyake@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
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

MoodleのコースURL

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
学修内容	第１回　ガイダンス、半導体工学の学び方第２回　1章　量子論入門第３回　2章　固体の帯理論第４回　2章　固体の帯理論第５回　3章　統計力学の基礎第６回　3章　統計力学の基礎第７回　4章　半導体と電導機構第８回　4章　半導体と電導機構第９回　4章　半導体と電導機構第10回　演　習第11回　5章　p-n接合第12回　5章　p-n接合第12回　5章　p-n接合第13回　6章　ヘテロ接合と金属-半導体接触第14回　6章　ヘテロ接合と金属-半導体接触第15回　6章　ヘテロ接合と金属-半導体接触第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。

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