2024年度 学院等開講科目 工学院 電気電子系 電気電子コース
ナノデバイス材料解析・プラズマ加工特論
- 開講元
- 電気電子コース
- 担当教員
- 冨谷 茂隆 / 辰巳 哲也 / 西 寿朗 / 若林 整
- 授業形態
- 講義
- メディア利用科目
- -
- 曜日・時限
(講義室) - 月1-2 (G2-202 (G221)) / 木1-2 (G2-202 (G221))
- クラス
- -
- 科目コード
- EEE.D592
- 単位数
- 200
- 開講時期
- 2024年度
- 開講クォーター
- 2Q
- シラバス更新日
- 2025年3月14日
- 使用言語
- 英語
シラバス
授業の目的（ねらい）、概要
今後益々発展が予想されている半導体デバイスはナノメートルオーダーの微細な形状の実現と原子レベルでの欠陥や界面の制御の技術の組み合わせによって、高い機能をバラつきなく実現することが求められている。本講座では、企業の最先端の研究者を講師として招き、実際に製造現場の技術開発に応用されている材料解析技術とプラズマを用いた加工・表面処理技術について、基礎から応用までを学ぶことができる。
到達目標
本講座の受講を通じて将来社会で必要とされる最先端のモノづくり技術（特に材料解析とプラズマ加工技術）についての基礎的な理解を深めるとともに、企業での研究者・エンジニアとして働くための心構えや現場の雰囲気を理解する。
実務経験のある教員等による授業科目等
実務経験と講義内容との関連 (又は実践的教育内容)
本講義は、電子デバイス向け材料・プロセス技術領域において、30年以上の企業での実務経験を持つ担当教員がその実務経験を活かし、材料・プラズマプロセスについて基礎と応用に関する教育を行う。
キーワード
半導体、LSI, デバイス、プロセス、微細化、プラズマ、ドライエッチング、微細加工、結晶欠陥、構造解析、表面分析、光物性、デバイス信頼性技術、物性シミュレーション、材料インフォマティクス
学生が身につける力
- 専門力
- 教養力
- コミュニケーション力
- 展開力 (探究力又は設定力)
- 展開力 (実践力又は解決力)
授業の進め方
講義形式 （月曜は解析関連、木曜はプラズマ関連の講義です）
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 解析①：半導体結晶の不完全性と評価技術 | 半導体ナノデバイス材料の基本的な性質とその評価目的について理解する |
| 第2回 | プラズマ①：プラズマとは？ | 半導体デバイス製造におけるプラズマプロセスの役割を理解する |
| 第3回 | 解析②：構造評価技術(1) | 走査および透過電子顕微鏡の原理と基礎を解説する |
| 第4回 | プラズマ②：中性粒子の制御 | プラズマ装置の中の中性粒子の運動を記述する |
| 第5回 | 解析③：構造評価技術(2) | X線を用いた評価および３次元アトムプローブの原理と基礎を解説する |
| 第6回 | プラズマ③：荷電粒子の制御 | 電場及び磁場の印加と電子やイオンの運動の関係を理解する |
| 第7回 | 解析④：表面分析技術 | 走査プローブ顕微鏡、２次イオン質量分析、光電子分光法の原理と基礎を解説する |
| 第8回 | プラズマ④：衝突を理解する | 原子・分子の電離、励起などの衝突反応を理解する |
| 第9回 | 解析⑤：電気的・光学的評価技術 | 電気的評価および光学的評価の原理と基礎を解説する |
| 第10回 | プラズマ⑤：イオンエネルギーの制御 | プラズマ中に設置した基板へのイオン加速とその制御機構を理解する |
| 第11回 | プラズマ⑥：プラズマ制御装置 | エッチング装置を例にプラズマと材料の反応制御機構を理解する |
| 第12回 | 解析⑥：半導体デバイス信頼性評価 | 半導体デバイス劣化現象と信頼性評価技術を解説する |
| 第13回 | プラズマ⑦：応用プロセス | 最先端デバイス製造に用いられるプラズマ技術の現状と実例を知る |
| 第14回 | 解析⑦：物性シミュレーションと材料インフォマティクス | 材料探索手法について、最新動向・将来動向について理解を進める |
準備学修(事前学修・復習)等についての指示
講義及びレポート課題を解くことにより十分に理解できる内容であるため、疑問点などは毎回その場で解決してから次の授業に臨むことを推奨する
教科書
各回の最初に配布
参考書、講義資料等
・前田 康二、竹内 伸：「結晶欠陥の物理」 裳華房（2011)
・坂 公恭：「結晶電子顕微鏡学」 内田老鶴舗（2005)
・Michael K. Miller ：” Atom Probe Tomography: Analysis at the Atomic Level “, Springer (2000)
・吉原 一紘: ｢入門 表面分析 ｣ 内田老鶴舗（2003)
・菅井 秀郎：「プラズマエレクトロニクス」 オーム社 (2000).
・Michael A. Lieberman, “Principles of Plasma Discharges and Materials Processing”, Wiley-Interscience (1994).
成績評価の方法及び基準
授業への出席と課題レポートによって評価を行う
関連する科目
- EEE.C341集積回路工学
- EEE.P451プラズマ工学
- EEE.D391半導体加工プロセス
- EEE.D411半導体物性論
- EEE.D401電子物性基礎論
- MAT.M402ナノ材料計測
- EEE.D431光と物質基礎論 I
履修の条件・注意事項
特になし。産業界での分析・解析やプロセス技術に興味のある学生
連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。
若林整(wakabayashi.h.ab[at]m.titech.ac.jp, 045-924-5594)
冨谷茂隆特任教授(Tomiya.s.aa[at]m.titech.ac.jp)
辰巳哲也特任教授(Tatsumi.t.ac[at]m.titech.ac.jp)
西寿朗非常勤講師(Toshio.Nishi[at]sony.com)
オフィスアワー
9:00-17:00
その他
この授業は ソニー(株)のCorporate DE (Distinguished Engineer*)による共同研究講座の一環として実施されます。
解析技術やプラズマ加工でお悩みの方はもちろん、企業での研究開発について聞いてみたい方、今後のキャリアを考える際の参考になる情報得たい方などの積極的な受講をお待ちしております。講義は基本的に英語で実施しますが、説明・質疑には日本語も併用しますので、英語が苦手な人も十分に理解可能です。*DEはソニー全社で40名だけが任命されている、技術の専門家に与えらえる称号です。
また本講義は文部科学省X-nics/集積Green-niX研究・人材育成拠点におけるIntegrated Green-niX Collegeの活動としても開設しており、一部は文部科学省次世代X-nics半導体創生拠点形成事業JPJ011438 の助成を受けたものです。