2020 年度先端半導体デバイスシラバス

【 2020 年度授業概要】
科　　　目			先端半導体デバイス ( Advanced Semiconductor Devices )
担当教員			河合孝太郎講師
対象学年等			電気電子工学専攻・1年・後期・選択・2単位
学習・教育目標			A4-AE2(100%)
授業の概要と方針			最先端の半導体デバイスについて，材料，デバイス構造，新原理などの観点から学習する．始めに，トランジスタの微細化の現状と問題点や，半導体製造技術や評価技術などの基礎を学習する．その後，単電子トランジスタやHigh-kなどに代表されるような，まだ実用化されていない新技術や先端材料について学習する．最終的には，先端の半導体デバイスがこれまで学習してきたトランジスタの構造や材料とは大きく異なることを理解する．
到達目標		1	【A4-AE2】トランジスタの微細化の現状と問題点について説明できる．
		2	【A4-AE2】半導体の製造技術や評価技術について説明できる．
		3	【A4-AE2】微細化の問題点を解決するための先端材料の優位性について説明できる．
		4	【A4-AE2】有機ELやIGZOなど最新ディスプレイ技術について説明できる．
		5	【A4-AE2】既存のSi系太陽電池と最新のHIT太陽電池について簡単に説明できる．
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評価方法と基準	到達目標毎	1	トランジスタの微細化の現状と問題点について後期中間試験で問い，評価する．
		2	半導体の製造技術や評価技術について後期中間試験で出題し，評価する．
		3	先端材料を用いる優位性について後期中間試験で問うことで評価する．
		4	多結晶Si-TFT液晶に代わるディスプレイについて後期定期試験により評価する．
		5	既存の太陽電池の効率を超える様々な太陽電池について後期定期試験により評価する．
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	総合評価		成績は，試験100%　として評価する．100点満点で60点以上を合格とする．最終的な試験成績は，2回の試験結果の相加平均をとる．小数点以下は切り捨てる．
テキスト			資料を配布する．
参考書			「半導体デバイスの物理」：岸野　正剛（丸善社）「半導体材料とデバイス」：松波　弘之（岩波書店）「低温ポリシリコン薄膜トランジスタの開発」：浦岡　行治（シーエムシー出版）
関連科目			電子デバイス(電子工学科3年)，電子工学(電気工学科3年)，半導体工学(電気工学科4年)，電気材料(電気工学科5年)
履修上の注意事項			関連科目で学習した内容を理解しておくこと．

【授業計画（先端半導体デバイス）】
週	上段：テーマ／下段：内容（目標、準備など）
1	ムーアの法則とトランジスタの微細化の現状
1	この講義のガイダンスと，ムーアの法則に従って行われてきたトランジスタの微細化の歴史と現状について説明する．
2	半導体製造プロセス
2	洗浄からフォトリソグラフィーやCVD装置などの成膜技術まで半導体製造プロセスについて説明する．
3	半導体評価技術
3	表面観察などの評価技術について説明する．
4	先端デバイス構造 I
4	ダブルゲート構造，Fin構造などの最先端のデバイス構造について説明する．
5	先端デバイス構造II
5	部分空乏型および完全空乏型SOI基板を用いたトランジスタについて構造と特性向上のメカニズムについて説明する．
6	先端材料I
6	High-k，メタルゲート，ひずみSiなどの先端材料を用いたトランジスタについて説明する．
7	先端材料II
7	パワーデバイスやワイドギャップ半導体といわれるSiCを用いたトランジスタについて説明する．
8	中間試験
8	1から7までの授業の内容について試験を行う．
9	単電子トランジスタ
9	究極の低消費電力デバイスといわれる単電子トランジスタについて説明する．
10	炭素材料デバイス
10	カーボンナノチューブ，グラフェンについての基礎からデバイス応用までを説明する．
11	有機デバイス
11	有機トランジスタや有機ELなど有機デバイスについて説明する．
12	薄膜トランジスタ（TFT）技術
12	液晶ディスプレイの駆動素子として用いられるアモルファスシリコンTFTやポリシリコンTFTおよび結晶化技術について説明する．
13	IGZO技術
13	Siに代わる材料として注目されているIGZOについて説明する．
14	HIT太陽電池について
14	基本的なSi太陽電池に加え，高効率が実現できるHIT型の太陽電池について説明する.
15	先端メモリデバイス
15	次世代メモリといわれるSiドット型フローティングゲートメモリや磁気抵抗メモリであるMRAMについて説明する．
備考	本科目の修得には，30 時間の授業の受講と 60 時間の自己学習が必要である．後期中間試験および後期定期試験を実施する．