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旭川高専の取り組み

半導体関連授業(講義)

科目名
学年
概要
情報・数理基礎
1
半導体リテラシー授業の実施。90分1回。
メカトロニクスI
4
ダイオードやトランジスタの動作原理を理解し、整流、増幅作用、2進数による数の表し方、基本的な論理回路の設計手法やフリップフロップの動作原理
電子回路I
4
帰還増幅回路、電力増幅回路、集積基本回路
電子回路II
4
オペアンプ回路、各種発振回路、変調・復調回路
電子物性工学
4
電子や原子等の基本的性質、金属、絶縁体や半導体の物性
量子工学
5
量子力学を活用したエレクトロニクスの分野においてデバイスの基本的原理
半導体工
5
半導体の基本的性質、pn接合の特性、トランジスタの動作原理
電子工学I
4
半導体における基本的な物性、pn接合、キャリア伝導、接合トランジスタの動作原理、接合型トランジスタの静特性
応用物理II
4
半導体物理入門授業の実施。90分1、2回。
物理特講(量子力学)
4,5
半導体物理入門授業の実施。90分1、2回。
集積回路設計
専1
集積回路の構成や基本素子の働き、 PLA による論理回路の設計、ハードウェア記述言語を用いた論理回路を設計
メカトロニクスⅠ
5
DCモータの制御方法、PWMによる電圧変換、MEMS
メカトロニクスⅡ
5
サイリスタの動作原理、電力制御方法
電気機器工学
5
パワーエレクトロニクス、パワーエレクトロニクス(2)、90分×2回、整流回路の基本回路の特性、直流チョッパ、インバーターの基本回路の特性

半導体関連授業(実験)

科目名
学年
概要
電気情報工学基礎実験Ⅰ
2
ダイオードの電圧-電流特性と整流作用の実験、ダイオード・LED・太陽電池・トランジスタの特性など
電気情報工学基礎実験Ⅱ
3
バイポーラトランジスタの静特性、光導電素子(CdS)およびフォトトランジスタの特性など
電気情報工学実験Ⅰ
4
トランジスタ基本増幅回路の実験、微積分回路と太陽電池の充放電、IC演算増幅器など
ものづくり実習
2
論理回路の製作、電子工作(電子回路作製)など
創造工学基礎演習
3
回路製作など
工学実験Ⅰ
4
BeagleBone Black(BBB)を用いた入出力実験、 電子基板回路作製実験など
工学実験Ⅱ
5
ダイオード静特性計測と整流回路波形観測、トランジスタ静特性計測、各種センサの出力特性評価 など

学科構成(1学年から学科別学級編成)

  • 機械システム工学科
  • 電気情報工学科
  • システム制御情報工学科
  • 物質化学工学科
次世代半導体材料の研究開発装置

特色ある取組み

  • 1学年で情報・数理基礎、3学年で数理・データサイエンス、3・4学年で創造演習I・IIを全学科で開講
  • 文部科学省認定制度「数理・データサイエンス・AI教育プログラム」の「リテラシーレベル」(全学科)および「応用基礎レベル」(電気科認定済み、全学科申請予定)認定
  • 令和5年10月から全学科履修可能な「半導体概論」開講
  • 全学科で半導体(基礎)関連の授業を展開済み
半導体×AI・数理データサイエンス 人財の輩出

半導体等薄膜製造装置(PLD・スパッタ)

  • 透明半導体 (電気が流れる透明な物質)
  • 超伝導体 (電気抵抗がゼロになる物質)
  • 熱電材料 (熱を電気に変える物質)
  • 太陽電池 (光を電気に変える物質)
  • 新機能性材料 (未知の可能性をもった新物質)

など様々な応用につながる材料を作ることができます

物理特性測定システム

温度と磁石の強さを変えながら、半導体など材料が持っている基本的な性質を調べる装置です

  • 温度1.9K400K(-271℃~126℃)
  • 最大磁場9テスラ(ネオジム磁石の20倍以上)

の下で

  • 電気抵抗(電気の流れにくさを示す値)
  • 磁化率(磁石の強さを示す値)
  • 熱伝導率(熱の伝わりやすさを示す値)

など新材料探索に必要不可欠な基本的な物理量を測ることができます

太陽電池評価システム

疑似太陽光のもとで太陽電池の電気的性質を詳細に測定する装置です

  • 半導体パラメータアナライザー

10fAの電流が測定可能、高速パルス印加可能など最先端のデバイス評価ができる装置

  • プローバー

半導体の電気抵抗を測定するときに端子(小さな針50μm)をつける装置

  • ソーラーシミュレーター

太陽スペクトルを忠実にシミュレートする光源から構成され暗室で測定します

暗室
ソーラーシミュレーター

半導体プロセス装置および測定装置等

温度と磁石の強さを変えながら、半導体など材料が持っている基本的な性質を調べる装置です

  • 簡易クリーンルーム
  • 超純水作成装置
  • マスクアライナー
高速アニール炉
Nd: YAGレーザー
フェムト秒Ybファイバーレーザー発振器・増幅器
LCRメーター
高速オシロスコープ(1GHz)