| 授業方針・テーマ |
半導体デバイスはエレクトロニクスを支える最も重要な要素である．本講義では，半導体物理とデバイス基礎構造を理解した上で，集積回路の主役であるMOS電界効果トランジスタに重点を置き，半導体工学のポイントを学ぶ． |
習得できる知識・能力や授業の
目的・到達目標 |
半導体デバイスの特徴を，電磁気学と物性工学に根ざして理解すること，および半導体集積回路設計のための基礎を習得することを目標とする． |
授業計画・内容
授業方法 |
1 イントロダクトリ：半導体はエレクトロニクスの要，産業との関係，半導体の定義？
2 半導体の基礎物性：化学結合とバンド構造，半導体光物性の基礎
3 ドーピング技術：ドナーとアクセプタ不純物，ｎ型半導体，ｐ型半導体
4 キャリア統計（１）：電子と正孔の統計，真性半導体，ショックレイの図式解法
5 キャリア統計（２）：少数キャリア,多数キャリア,ユニポーラデバイス,バイポーラデバイス,ｐｎ接合
6 ｐｎ接合（１）：空乏層と内蔵電位，バイアス電圧，整流作用，光起電力効果と太陽電池
7 ｐｎ接合（２）：空乏層の電磁気学，空乏層容量，電圧可変容量ダイオード
8 前半のまとめ
9 金属-酸化物-半導体(MOS)基本構造（１）：MOS キャパシタと反転層の形成
10 金属-酸化物-半導体(MOS)基本構造（２）：チャネル変調とトランジスタの基本動作
11 MOSFET の動作原理：しきい電圧VTH，エンハンスメント(E)型とデプレッション(D)型，VTHの制御
12 MOSFET の基本特性：ピンチオフ，傾斜チャネル近似，伝達特性と出力特性，基板バイアス効果
13 MOS 集積回路の基礎：小信号等価回路，遮断周波数，基本インバータゲート， メモリ，CMOS
14 バイポーラ型デバイスの基礎：理想ダイオード特性，温度依存性，バイポーラトランジスタ
15 全体のまとめ |
| 授業外学習 |
次回の授業範囲を予習し，専門用語の意味等を理解しておくこと． |
| テキスト・参考書等 |
講義で用いる資料の配布，演習課題やレポート提出などはkibacoを利用します．初回の講義までに，kibakoから本講義の自己登録をしておいてください．
【参考書】
岸野正剛：「現代 半導体デバイスの基礎」（オーム社）.
柴田直：「半導体デバイス入門 その原理と動作のしくみ」（数理工学社）.
S.M. Sze, K.K. Ng "Physics of Semiconductor Devices, 3rd Ed." John Wiley & Sons. |
| 成績評価方法 |
授業参加度(出席状況，演習課題），試験の結果を20%，80%のウエイトで評価する． |
質問受付方法
(オフィスアワー等) |
【質問受付方法】オフィスアワーは特に設定しませんが，直接質問したい場合は随時受付しますので，事前にメールでアポイントメントをとってください．
【連絡先】s_naka@tmu.ac.jp |
特記事項
(他の授業科目との関連性) |
関連科目「基礎電磁気学」(2年次，前期，2単位)，「物性論」(2年次，後期，2単位)，（「電子回路」(2年次，後期，2単位)，「電気電子材料」(3年次，前期，2単位)，「パワーエレクトロニクス」(3年次，後期，2単位) |
| 備考 |
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シラバス照会