ナノ材料プロセッシング

授業コード

510452

オムニバス

科目名

ナノ材料プロセッシング

科目名（英語）

Nanomaterial Processing

配当学年

3年

単位数

2単位

年度学期

2025年度春学期

曜日時限

水曜2限

対象学科

基_応用,基_環生

コース

科目区分

専門科目

必選の別

選択科目

担当者

飯塚　完司

教室

3-321

実務家教員担当授業

授業の目的と進め方

ナノ材料の範囲は非常に広い分野に渡っている。その中でも本講義では、半導体のプロセッシングについて講義を行う。半導体は、現在の我々の生活には欠かすことのできない材料である。しかし、その構造や特性・特徴については難しいと毛嫌いされてしまう傾向にある。本講義は、半導体の基礎から簡単な応用分野および製造過程までを網羅しており、この講義を習得することで、半導体の概要および製造方法に関する内容を理解できる。

達成目標１

半導体を形成する材料の結晶構造がわかる。【10%】

達成目標２

エネルギーバンド構造とその特性がわかる。【10%】

達成目標３

真性半導体への不純物添加の効果を理解することができる。【20%】

達成目標４

pn接合ダイオードの特性を理解することができる。【20%】

達成目標５

トランジスタの基本特性を説明することができる。【20%】

達成目標６

半導体の製造過程を説明できる。【20%】

達成目標７

アクティブラーニング

ディスカッション

ディベート

グループワーク

プレゼンテーション

実習

フィールドワーク

その他課題解決型学習

授業計画

授業時間外課題（予習および復習を含む）

第１回

半導体の発見

【予習】テキストの1ページから3ページまで熟読すること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)　

第２回

半導体とは

【予習】テキストの4ページから7ページまで熟読すること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)

第３回

原子の構造、電子の性質、電子のエネルギー準位

【予習】テキストの12ページから17ページまで熟読すること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)

第４回

電子配置と周期表、共有結合、電子の軌道と分子・結晶の形、イオン結合とイオン結晶、金属結合と金属結晶

この回は，テキストどおりに講義は行わない。
【予習】授業計画に記載された各項目を、テキストの18ページから29ページまで間で見つけ熟読すること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)

第５回

電子と正孔、有効質量、励起と再結合

【予習】テキストの52ページから59ページまで、および、64ページと65ページを熟読すること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)

第６回

不純物ドーピング

【予習】テキストの60ページから63ページまで熟読すること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)

第７回

フェルミ準位、多数キャリアと少数キャリア、pn接合

【予習】テキストの68ページと69ページ、および、144ページから147ページまで熟読すること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)

第８回

直接遷移と間接遷移

【予習】「直接遷移と間接遷移」に関してサポータルにアップしてある資料を熟読して来ること。また、必要に応じてWebや専門図書を読んで来ること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)

第９回

半導体の作り方、アモルファス半導体

【予習】テキストの126ページから137ページまで熟読すること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)　

第10回

ダイオードの構造と特性

【予習】「ダイオードの構造と特性」に関してサポータルにアップしてある資料を熟読して来ること。また、必要に応じてWebや専門図書を読んで来ること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)

第11回

ダイオードの種類

【予習】「ダイオードの種類」に関してサポータルにアップしてある資料を熟読して来ること。また、必要に応じてWebや専門図書を読んで来ること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)

第12回

トランジスタの基本構造と基本動作

【予習】「トランジスタの基本構造と基本動作」に関してサポータルにアップしてある資料を熟読して来ること。また、必要に応じてWebや専門図書を読んで来ること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)　

第13回

イオン注入、結晶性の回復、アニール処理、リソグラフィー

【予習】「イオン注入、結晶性の回復、アニール処理、リソグラフィー」に関してサポータルにアップしてある資料を熟読して来ること。また、必要に応じてWebや専門図書を読んで来ること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)

第14回

成膜装置

【予習】「成膜装置」に関してサポータルにアップしてある資料を熟読して来ること。また、必要に応じてWebや専門図書を読んで来ること。(1時間)
【復習】授業で扱った内容を整理しておくこと。(1時間)

課題等に対するフィードバック

提出された小テストの解答例を次週の講義の冒頭で解説する。自らの解答と照合し、必要に応じて復習すること。

評価方法と基準

授業中の課題への取り組み(演習、小テスト、レポート等)(30％)、期末試験(70％)として、総合点を100点とします。すべてあわせて60点以上で合格となります。60点以上，69点以下はC評価となります。

テキスト

市村正也　『高校化学からはじめる半導体』　オーム社　(2011年)　[ISBN: 978-4-274-20996-3]

参考図書

佐藤淳一　『図解入門　よくわかる最新半導体製造装置の基本と仕組み』　秀和システム　(2019年)　[ISBN: 978-4-7980-6037-8]

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

この科目は、1年生で学んだ「化学Ⅰ」および「化学Ⅱ」の基礎的な内容が、我々を生活にどのように生かされているかの一例を学ぶ講義である。半導体を形成する結晶の話からトランジスタへの応用、さらには、製造プロセスまでを系統的に講義する。そして、「先端エレクトロニクス」への懸け橋としての位置付けである。

履修登録前の準備

「化学Ⅰ」、「化学Ⅱ」、「電磁気学」、「ナノ材料サイエンス」の内容を復習しておくこと。

シラバス情報