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最終更新日:2025年10月17日

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半導体物性学

半導体材料の物性と基本的な半導体デバイスの動作原理を理解することを目標とする。半導体のキャリヤ密度,不純物準位,フェルミレベルなどの本質的理解をもとに,pn接合のエネルギーダイヤグラムを正確に理解する。また,pn接合を利用した半導体デバイス(太陽電池,LED,半導体レーザ)の動作原理を習得するとともに,ヘテロ接合や新規マテリアルの導入によるデバイス高性能化など,マテリアル工学的アプローチを理解することを目的とする。また,半導体デバイス高集積化に伴う工学的諸問題のマテリアル工学的解決指針なども概説する。
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
FEN-MA3e13L1
FEN-MA3e13L1
半導体物性学
霜垣 幸浩
S2
火曜3限、金曜3限
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講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
開講所属
工学部
授業計画
1.半導体材料とデバイス開発の歩み 2.半導体の主要な物性(Egと電気伝導度) 3.量子論(原子の構造と電子のエネルギー) 4.結合とエネルギー帯の形成,電気伝導度 5.真性半導体のキャリヤ密度 6.キャリヤ密度の温度依存性と不純物の影響 7.不純物半導体のフェルミ準位 8.キャリヤの輸送現象(ドリフトと拡散) 9.キャリヤの生成と消滅,連続の式,pn接合 10.pn接合のIV,CV特性 11.LED,半導体レーザ 12.太陽電池 13.バイポーラトランジスタ 14.MOS電界効果トランジスタとULSI
成績評価方法
出席,小テストおよび期末試験の成績を総合的に評価する。
教科書
固体物理学[改訂新版]―21世紀物質科学の基礎(H. イバッハ・H. リュート 著,シュプリンガージャパン),半導体デバイス(Sze著,産業図書),半導体物性(小長井著,培風館),エッセンシャル応用物性論(荻野著,朝倉書店),固体電子論入門(志村著,丸善)
履修上の注意
指示しない
その他
事後履修:デバイス材料工学,応用ナノデバイス材料学,応用半導体プロセス学 事前履修:固体物性学,材料統計力学,材料量子力学