半導体工学 / Introduction to Semiconductor Device Physics and Technology

単位数: 2. 担当教員: 黒田 理人, 櫻庭 政夫. 開講年度: 2024. 開講言語: 日本語.

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。

固体電子論の基礎からデバイス動作までを，統一的に理解するための基盤を修得する事を目的とする。固体中の電子運動論，半導体の接合－境界での電子・正孔の挙動，MOS トランジスタの動作等について講義する。

授業にはGoogle Classroomを利用します。Google Classroomにアクセスし、クラスコードを入力して下さい。講義資料はGoogle Classroomにアップロードします。

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")

The purpose of this lecture is to acquire the basis for a unified understanding of electron theory of solids from its fundamentals to device operation. Electron kinetics in solids, electron and hole behavior at semiconductor junctions and boundaries and basic principles of MOS transistor operation, etc. will be lectured.

Lectures are given online via Google Classroom. Please access to Classroom and input the code. Lecture notes are uploaded to ISTU or Google Classroom.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

特になし。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

N/A

授業計画

第1回　バンド理論（Ｉ）
第2回　バンド理論（ＩＩ）
第3回　キャリア統計（Ｉ）
第4回　キャリア統計（ＩＩ）
第5回　ボルツマン輸送方程式
第6回　ドリフト拡散近似
第7回　少数キャリアと連続の式、ホットエレクトロン現象
第8回　ｐｎ接合（1）
第9回　ｐｎ接合（2）
第10回　金属／半導体接合
第11回　MOS構造（1）
第12回　MOS構造（2）
第13回　MOSFETの動作原理
第14回　MOSFETの高性能化（1）
第15回　MOSFETの高性能化（2）

授業計画(Ｅ）

1st Band Theory (I)
2nd Band Theory (II)
3rd Carrier Statistics (I)
4th Carrier Statistics (II)
5th Boltzmann Equation
6th Drift-Diffusion Approximation
7th Minority Carrier, Continuity Equation, and Hot Electron Phenomena
8th pn Junction (1)
9th pn Junction (2)
10th Metal/Semiconductor Junction
11th MOS Structure (1)
12th MOS Structure (2)
13th Operation Principle of MOSFET
14th Performance Improvement of MOSFET (1)
15th Performance Improvement of MOSFET (2)

授業時間外学習

授業時間は限られているので、自主学習が重要になる。予習・復習を必ず行うこと。

授業時間外学習（Ｅ）

The session time is limited and therefore self-directed learning is important. Students are required to prepare and review for each class.

成績評価方法及び基準

中間および期末レポートによる評価を行う(100%)。

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Based on submitted mid-term report and final report. (100%).

教科書および参考書

• Physics of Semiconductor Devices, 2nd Ed., S. M. Sze, John Wiley and Sons (1981) ISBN/ISSN: 047109837X

オフィスアワー

必要に応じて、適宜、個別に。

オフィスアワー（Ｅ）

Accordingly and individually as required