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シラバス詳細

科目名
大学院共通授業科目(一般科目):自然科学・応用科学 [Inter-Graduate School Classes(General Subject):Natural and Applied Sciences]
講義題目
実務レベルの半導体技術 ~構造・設計・製造プロセス・シミュレーション~ [Practical-Level Semiconductor Technology: Structure, Design, Manufacturing Process, and Simulation]
責任教員(所属)
小布施 秀明 ( 大学院工学研究院 ) [OBUSE Hideaki ( Faculty of Engineering )]
担当教員(所属)
小布施 秀明 ( 大学院工学研究院 )
高柳 万里子 ( 大学院情報科学研究院 )
浅井 孝祐 ( 大学院情報科学研究院 )
大淵 真理 ( 大学院情報科学研究院 )
中島 博臣 ( 大学院工学研究院 )
科目種別
大学院共通授業科目
他学部履修等の可否
可
開講年度
2026
期間
2学期(秋ターム)
時間割番号
101302
授業形態
講義
単位数
1
対象年次
 
対象学科・クラス
 
補足事項
 
ナンバリングコード
IGS_NAS 5120
大分類コード
IGS_NAS
大分類名称
大学院共通授業科目(自然科学・応用科学系) [Inter-Graduate School Classes_Natural and Applied Sciences]
レベルコード
5
レベル
大学院(修士・専門職)専門科目(基礎的な内容の科目)、大学院共通授業科目 [Specialized Subjects (basics) in graduate level (Master's Course and Professional Course), Inter-Graduate School Classes]
中分類コード
1
中分類名称
工学系
小分類コード
2
小分類名称
情報学エレクトロニクス
言語
日本語で行う授業
実務経験のある教員等による授業科目
 

教育キーワード Key Words

半導体、半導体デバイス、トランジスタ、配線、3Dメモリ、3DNAND、構造設計、デザインルール、シミュレーション、AI(人工知能)、半導体製造装置、半導体材料、実務

授業の目標 Course Objectives

大学における半導体の基礎学習を踏まえ、企業での半導体開発・製造経験を持つ半導体実務家教員の講義を受講し、実務レベルの半導体技術の概要と今後の方向性を理解する。半導体の構造においては、微細化に伴うトランジスタや配線技術の変遷と最先端の3Dメモリの構造、半導体の設計においては、GeometricalおよびElectricalな視点でのデザインルールとデバイス性能からの要求、さらに、研究開発におけるシミュレーション技術と近年のAI活用について、実務の概要を理解する。また、企業での仕事の理解の助けのために、半導体デバイス業界、製造装置業界、材料業界の3つの業界の仕事とその流れの概要を説明する。

到達目標 Course Goals

1.トランジスタ構造・材料の変遷:2次元構造(プレーナー型)から3次元構造(FinおよびGAA型)への進化における重要課題を把握し、課題克服の技術選択・開発を理解できる。

2.配線構造・材料の変遷:Al配線からCu配線までの技術変遷とそれぞれの配線構造・材料、製造方法・製造装置および配線の分析・解析技術を理解できる。

3.最先端3Dメモリの構造:3DのNAND型フラッシュメモリの基本構造である縦穴構造におけるサラウンドゲート構造と平面メモリから3Dメモリに発展した経緯と発展史を説明できる。

4.半導体構造設計:GeometricalおよびElectricalな視点でのデザインルールを理解できる。

5.シミュレーション技術とAI活用:半導体開発において活用されてきたシミュレーションやAI技術を理解できる。

6.半導体デバイス・製造装置・材料の3つの分野における、1) 技術調査・マーケティング、2) 研究開発、3) 量産移管、4) 量産安定化 の業務とその流れを説明できる。

授業計画 Course Schedule

第一回・第二回(高柳先生):CMOSスケーリング技術-1および-2 プレーナーMOSからGAAへ(スケーリングの”壁”と技術選択)(Si-CMOSの誕生から60余年。幾度かの“壁”を乗り越え、当初のプレーナー(平面)構造から3次元構造へと進化を遂げている。どのように“壁”を克服したか、課題の把握~技術選択・技術開発のポイントを解説する。)

第三回(浅井先生):半導体デバイスの配線構造と製造プロセス(Al(アルミ)配線からCu配線までの技術変遷とそれぞれの配線構造・材料、製造方法、製造装置を、配線の分析・解析技術も含めて解説する。)

第四回・第五回(中島先生):LSIにおけるデザインアサンプション -1(Geometrical編)、-2(Electrical編)(LSIにおけるデザインルールは、主にGeometricalなルールとElectricalなルールに大別される。これらのルールがどのような概念によって規定されており、どのようなルールが存在するのかを解説する。)

第六回(中島先生):3Dメモリの発展(近年、メモリの3D化による集積度の向上が顕著である。本講義では、3D NANDメモリの基本構造である縦穴構造におけるサラウンドゲートを解説するとともに、平面メモリから3D NANDメモリへ発展してきた経緯について解説する。)

第七回(大淵先生):半導体開発におけるシミュレーション技術とAI(人工知能)活用(半導体開発において活用されてきたシミュレーション技術と、近年注目されるAIの活用について、具体的な事例を交えながら解説する。)

第八回(浅井先生):半導体企業の開発・量産体制と業務の流れ(デバイス・製造装置・材料の3分野において、1) 技術調査・マーケティング、2) 研究開発、3) 量産移管、4) 量産安定化 の一連の流れと、各ステップ求められる知識・スキル・仕事内容を解説する。)

準備学習(予習・復習)等の内容と分量 Homework

履修済の半導体関連の講義資料の理解

成績評価の基準と方法 Grading System

各回の講義の理解度レポートにて、学習の達成度を総合的に評価します。レポート提出期限は講義終了後、2週間以内とします。

有する実務経験と授業への活用 Practical experience and utilization for classes

企業において、半導体の開発・設計・デバイスシミュレーション・製造などの経験を有する教員が、実務経験に基づき、実務レベルの半導体技術の概要と今後の方向性について講義を行う。

他学部履修の条件 Condition of tasking the subject

半導体関連の学部の基礎的な講座を理解していること

テキスト・教科書 Textbooks

備考 Note

 

講義指定図書 Reading List

備考 Note

 

参照ホームページ Websites

 

研究室のホームページ Website of Laboratory

 

備考 Additional Information

 

授業実施方式 Class Method

対面授業科目《対面のみ》

持続可能な開発目標(SDGs) Sustainable Development Goals(SDGs)