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授業概要
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半導体はダイオードやトランジスタをはじめとする基本的な電子デバイスを構成する材料として重要であり、その物性を習得することは社会の基盤技術として利用されているセンサーやコンピュータ等の動作原理を理解する上での基礎となる。上記の視点に立ち本講義では、半導体の基礎的な物性から基本的な電子デバイスの動作原理について講義する。
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到達すべき
目標
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半導体の基礎物性、特に電気伝導機構を中心とした、キャリヤ(電子と正孔)密度、キャリヤの生成と再結合およびキャリヤの拡散とドリフトについての基礎的事項を習得する。さらに不純物ドーピングや pn 接合などを基礎としてダイオードにおける整流特性、トランジスタにおける信号増幅作用および太陽電池の光起電力効果の原理など、電子デバイスの動作原理に関する基本的な内容を理解する。
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授業計画と
準備学習
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1. 序論
第 1 回 半導体の歴史と量子力学および固体物理学との関わり
2. 半導体の電導機構
第 2 回 半導体材料
第 3 回 半導体のエネルギーバンドと電気伝導現象
第 4 回 真性半導体におけるキャリヤ密度
第 5 回 キャリヤの再結合
第 6 回 連続の方程式 - ドリフト電流と拡散電流 -
第 7 回 キャリヤの移動度
第 8 回 第 1 回から第 7 回の内容に関する演習
3. pn 接合
第 9 回 半導体の不純物ドーピングとエネルギーバンド
第 10 回 pn 接合とエネルギーバンド
第 11 回 pn 接合の電流-電圧特性
第 12 回 pn 接合の接合容量
4. 電子デバイスへの展開
第 13 回 トランジスタの増幅作用
第 14 回 発光デバイスの基礎
第 15 回 受光デバイスの基礎
第 16 回 定期試験
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授業の特色
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学生のアク
ティブ・ラー
ニングを
促す取組
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使用言語
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TA，SA配置
予定
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基盤的能力
専門的能力
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授業時間外
の学習
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教科書を中心とした予習と復習を要する。また、電磁気学、量子力学、統計力学および固体物理学の素養を必要とするので、これらの内容を随時に復習しておくことが望ましい。
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成績評価の
方法
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到達度評価
の観点
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演習および試験の得点率が
59以下 D
60-69 C
70-79 B
80-89 A
90-100 S
とする。
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テキスト
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No
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書籍名
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著者名
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出版社
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出版年
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ISBN/ISSN
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1.
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『半導体工学 -半導体物性の基礎-』
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高橋清、山田陽一
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森北出版
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テキスト
(詳細)
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参考文献
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No
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書籍名
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著者名
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出版社
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出版年
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ISBN/ISSN
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1.
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『半導体の物理』
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御子柴宣夫
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培風館
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参考文献
(詳細)
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担当教員実
務経験内容
または実践
的教育内容
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実践的授業
内容等
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備考
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授業の実施形態：学生は、対面授業と遠隔授業を隔週で受講する。
遠隔授業の実施方法：Teamsによる双方向同時配信で行う。授業は録画し後ほど確認できるようにする。
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