半導体物性工学 (J54C)

日本大学理工学部

2025年理工学部シラバス - 電子工学科

設置情報

科目名	半導体物性工学
設置学科	電子工学科	学年	3年
担当者	高橋　芳浩	履修期	後期
単位	2	曜日時限	金曜4
校舎	船橋	時間割CD	J54C
クラス
履修系統図	履修系統図の確認

概要

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理解することができる．
授業形態及び授業方法	「対面授業」板書またはスライドを用いた講議を行い，適宜演習を行うことにより理解を深める．
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．
ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連	本授業科目はDP3及びCP3に該当しています．

授業計画

第1回	半導体物性工学の概要	【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．	【事後学修】 2時間
第2回	エネルギーバンド構造(1)：結晶中の波動関数／電子の状態密度	【事前学修】配付資料1.3〜1.4を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第3回	エネルギーバンド構造(2)：ブラッグ回折／ブリルアン領域／電子の有効質量	【事前学修】配付資料1.5〜1.8を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．演習の内容を提出レポートとしてまとめること．提出したレポートは採点し返却する．	【事前学修】 2時間【事後学修】 3時間
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	【事前学修】配付資料1.9を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
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	【事前学修】配付資料1.10を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第6回	キャリア密度・フェルミエネルギー：自由電子・正孔の状態密度／占有確率	【事前学修】教科書1.4.2〜1.5.3を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第7回	半導体の磁気効果：ホール効果／ホール係数	【事前学修】教科書2.3を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．演習の内容を提出レポートとしてまとめること．提出したレポートは採点し返却する．	【事前学修】 2時間【事後学修】 3時間
第8回	半導体の電気伝導：ドリフト・拡散／キャリアの生成・消滅	【事前学修】教科書2.4〜2.5.3を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第9回	pn接合ダイオード(1)：理想特性／電気容量	【事前学修】教科書3.2, 3.4を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第10回	pn接合ダイオード(2)：理想特性とのずれ／破壊現象	【事前学修】教科書3.3, 3.5を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．演習の内容を提出レポートとしてまとめること．提出したレポートは採点し返却する．	【事前学修】 2時間【事後学修】 3時間
第11回	pn接合ダイオード(3)：過渡応答	【事前学修】教科書3.6.2を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．演習の内容を提出レポートとしてまとめること．提出したレポートは採点し返却する．	【事前学修】 2時間【事後学修】 3時間
第12回	MOSFET：理想特性／応答時間／動作周波数	【事前学修】教科書6.1.2を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．演習の内容を提出レポートとしてまとめること．提出したレポートは採点し返却する．	【事前学修】 2時間【事後学修】 3時間
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	【事前学修】教科書6.1.3を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第14回	金属-半導体接合：ショットキー接触／接合形電界効果トランジスタ	【事前学修】教科書4.1.1, 4.1.2, 6.2を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと．【事後学修】講義を実施した範囲について，ノートおよび配付資料を用いて復習すること．	【事前学修】 2時間【事後学修】 2時間
第15回	平常試験及びその解説	【事前学修】これまでの講義実施範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習し，試験の準備をすること	【事前学修】 2時間

その他

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版第１回〜第５回の講義内容については資料を配付する
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 Devices」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　８０％課題提出などの平常点　２０％
定期試験等について	理解度確認期間(１４週目又は１５週目)に平常試験を実施予定
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4号館425室 (takahashi.yoshihiro@nihon-u.ac.jp)
オフィスアワー	金曜船橋 12:00 ～ 13:00
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．

Copyright 2025 Nihon University College of Science and Technology. All rights reserved.