【授業の目的】
半導体デバイスとして重要なpn接合、バイポーラトランジスタ、MOSFETについて、キャリア輸送過程、高速動作限界、絶縁破壊機構について学ぶ。
pn接合、バイポーラトランジスタ、MOSFETについて、出力特性、高速動作限界、絶縁破壊機構について学び、これらデバイスの机上設計法を習得する。
【授業の到達目標】
○半導体の基礎物性である移動度、バンドギャップ、キャリア寿命を説明できる。
○pn接合ダイオードの拡散電流、電界分布を説明できる。
○pn接合のキャリア蓄積機構とリカバリ過程を説明できる。
○pn接合におけるバイアスと空乏層容量の関係を説明できる。
○pn接合の絶縁破壊機構について説明できる。
○バイポーラトランジスタの電流増幅率とエミッタ接地回路の電圧増幅率の計算ができる。|○MOSFETの出力特性の計算ができる。
○有機トランジスタ、太陽電池の動作原理が説明できる。
【授業概要（キーワード）】
pn接合、バイポーラトランジスタ、MOSFET、太陽電池、有機トランジスタ
【学生主体型授業（アクティブラーニング）について】
A-1．ミニッツペーパー、リフレクションペーパー等によって、自分の考えや意見をまとめ、文章を記述し提出する機会がある。：1～25％
D-1．演習、実習、実験等を行う機会がある。：1～25％
【科目の位置付け】
科目の位置づけについては、当該分野において応用技術分野に属します。
【SDGs（持続可能な開発目標）】
09.産業と技術革新の基盤をつくろう
【授業計画】
・授業の方法
デバイスの基本については無機半導体を中心に講義するが、授業中に有機半導体を活用した事例についても紹介する。基本は対面授業で行うが、併せてWEBクラスを利用した資料配布、講義動画の配信を行う。
・日程
1週 半導体工業の変遷と展望、能動デバイスの位置づけ
2-4週 半導体物性の基礎
5-6週 pn接合の空乏層内の電界電位、拡散電流
7週 pinダイオード
8-9週 バイポーラトランジスタの電流増幅機構、高速化限界、耐電圧特性
10-11週 MOSFETの電流増幅機構
12-13週 太陽電池
14-15週 薄膜トランジスタ
【学習の方法・準備学修に必要な学修時間の目安】
・受講のあり方
テキストをWEBクラスからダウンロードして予習してから授業に臨むとよい。
・授業時間外学習（予習・復習）のアドバイス
大学院での研究において、電子デバイスの知識が実社会の産業とどう関連づけられるのか意識してほしい。半導体分野への就職を考えている人は、参考書の章末問題を解きながら、知識の完全習得を目指してほしい。
【成績の評価】
・基準
授業到達目標についてレポートを作成し、または演習を行い、総合点で60点以上を合格とする。
・方法
レポートと演習で100点満点とする。授業の進行にともなって理解を助けるためのレポートを２回、そして理解を定着させるための演習を２回予定する。
【テキスト・参考書】
半導体デバイスの要点 廣瀬文彦著|http://fhirose.yamagata-u.ac.jpからダウンロードする。
半導体デバイスの基礎 培風館 松本智著
【その他】
・学生へのメッセージ
ナノテクノロジーでの微細機能素子は半導体技術を活用してできあがる。これを学ぶことで、高度電子産業で活躍するための基礎知識を習得することができる。
・オフィス・アワー
10号館203室 随時訪ねてよい。
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