半導体物性工学 (J23E)

学修到達目標	半導体（バルクおよび量子井戸）中における電子および正孔の振る舞い（波動関数，状態密度，キャリア密度）やエネルギーバンド，種々の状況下におけるキャリア密度・フェルミエネルギー，また各種半導体デバイスの実際の動作について学ぶ．なお，半導体デバイスの縮小化およびその問題点などについても学び，将来の新しい展開にも対応できる基礎的な習得することを目標とする
授業形態及び授業方法	教科書および配付資料を用いて説明する．また，適宜演習を行って理解を深める．
履修条件	半導体デバイス工学の内容を理解している必要がある．

第1回	半導体物性工学の概要
第2回	エネルギーバンド構造(1)：　電子の波動性と粒子性／波動関数／自由空間での電子状態
第3回	エネルギーバンド構造(2)：　結晶中での電子状態／ブラッグ反射／禁制帯／電子の有効質量
第4回	エネルギーバンド構造(3)：　単一井戸形ポテンシャル（無限障壁）の波動関数
第5回	エネルギーバンド構造(4)：　単一井戸形ポテンシャル（有限障壁）の波動関数
第6回	エネルギーバンド構造(5)：　量子井戸構造中の波動関数／超格子構造の量子準位
第7回	キャリア密度・フェルミエネルギー(1)：　自由電子・正孔の状態密度／占有確率
第8回	キャリア密度・フェルミエネルギー(2)：　不純物のイオン化／フェルミエネルギー
第9回	半導体の磁気効果：　ホール効果／ホール係数
第10回	半導体の電気伝導：　ドリフト・拡散／キャリアの生成・消滅／キャリア分布
第11回	pnダイオードの実際：　接合容量と拡散容量／生成・再結合電流／高水準注入／降伏現象
第12回	MOSFETの実際：　応答時間／動作周波数
第13回	半導体デバイスの縮小化：　比例縮小則／短チャネル効果
第14回	金属-半導体接合：　ショットキー接触／オーミック接触／接合形電界効果トランジスタ
第15回	平常試験およびその解説

教科書	松波弘之，吉本昌広『半導体デバイス』 series電気・電子・情報系7 共立出版 2004年第5版内容によっては資料配付
参考書	S.M.Sze, Physics of Semiconductor Devices, John Wiley & Sons, Inc., 1981, 2 edition 古川静二郎『半導体デバイス』電子情報通信学会大学シリーズコロナ者 1982年第１版高橋　寛監修　大西一功･藤田　実共著『絵ときでわかる半導体デバイス』オーム社 2002年第１版「Physics of Semiconductor」は半導体を研究したいと思う人は必ず読んで欲しい。「半導体デバイス」も良い参考書である。「絵ときでわかる半導体デバイス」は非常にやさしく書いてあり、前2書が少し手におえないと思う場合は参考になるであろう。
成績評価の方法及び基準	平常試験および平常点（演習・宿題）により評価．
質問への対応	適宜，研究室にて対応．
研究室又は連絡先	船橋校舎425号室（高橋研究室）
オフィスアワー	火曜船橋 10:30 ～ 11:30
学生へのメッセージ	様々な電子装置が目に見えない電子や正孔を制御することによって，大きな働きをしていることに興味を持っていただきたい．

2015年 理工学部 シラバス - 電子工学科