授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
32075:集積デバイス工学(6T) 2023 秋セメスター 水2 理工学部 小倉 武、藤野 毅 2

キャンパス

BKC

授業施設

コラーニングⅠ　１０２号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

大規模集積回路（ＬＳＩ）の集積度を向上に伴い，消費電力の増大やＬＳＩ中の配線信号の相互ノイズによる誤動作などの諸問題点が発生している．低消費電力で安定動作をするＬＳＩの設計・製造のためにはＬＳＩを構成している半導体デバイスおよび，基本的なＣＭＯＳ回路の知識・理解が必須となる．本科目では「半導体工学」で得た知識をベースとして，ＭＯＳトランジスタのより深い知識および，トランジスタを組み合わせて作られるＣＭＯＳ回路やメモリの動作原理およびレイアウト設計，低消費電力化技術等の基礎等について修得する．
対面授業を行うが，BCPレベルが３～４の場合にはZoomによるライブ配信授業を併用する．

受講生の到達目標

・現在のIT社会にとって欠かせない集積回路（LSI)の発展の歴史と，最新のLSI製品の用途や分類などについて理解できる．
・LSIの内部を構成するMOSトランジスタの特性の理解とそれらを組み合わせた論理回路の構成方法を修得できる．
・LSIの機能以外の特性として必要な動作速度や消費電力がどのようにして決まるのかを理解できる．
・電子情報工学実験Ⅱの「デバイス・アナログ実験」に必要な知識を得られる．

事前に履修しておくことが望まれる科目

電子情報工学科の２回生配当の半導体工学の内容を理解していることが必要．
電子情報工学科の学生は電子情報工学実験Ⅱの理解のために必要なので，履修すること．

授業スケジュール

授業回数/
担当教員（複数担当の場合） 		テーマ
キーワード・文献・補足事項等
1

【対面レジュメ配布】ガイダンス＆　集積回路とは（１）

真空管，トランジスタの発明，集積回路

2

 集積回路とは（２）

集積回路の設計から製造までの流れ

3

MOSトランジスタの動作原理

ＭＯＳ構造，しきい値電圧，ＭＯＳトランジスタの記号

4

MOSトランジスタの特性

ＭＯＳトランジスタの電気的特性，相互コンダクタンス

5

【対面レジュメ配布】ＣＭＯＳインバータ（１）＋小テスト（１）

インバータの構成，ＣＭＯＳインバータの入出力特性，

6

メモリ回路（１）

メモリの分類，ＤＲＡＭとＳＲＡＭ

7

メモリ回路（２），ＬＳＩのテストと歩留り

ＢＩＳＴ，冗長構成，不揮発性メモリ

8

ＣＭＯＳインバータ（２）

雑音余裕，多段接続による論理レベルの再生

9

ＣＭＯＳスタティック基本ゲート（１）

NAND，NOR，EXOR

10

ＣＭＯＳスタティック基本ゲート（２）

複合ゲート，トランスミッションゲート，セレクタ

11

プロセスフローとＣＭＯＳレイアウト設計

ＣＭＯＳトランジスタのプロセスフロー，レイアウト

12

【対面レジュメ配布】ラッチとフリップフロップ＋小テスト（２）

ラッチとフリップフロップの種類，Ｄラッチ，Ｄフリップフロップ

13

スイッチング特性と同期設計

伝搬遅延時間，クロックと同期設計，セットアップ時間とホールド時間，同期回路の最高動作周波数

14

消費電力

動的消費電力，充放電電力，貫通電力，静的消費電力，消費電力の低減手法

15

【対面】理解度確認テスト

第１回から第１４回までの講義の内容の理解度を確認するテストを行い，解説する

授業実施形態

BCP停止の場合は、BCPレベル0～2の記載どおりに授業が行われます。
During the suspension period of BCP, classes will be as described in BCP levels 0-2.

【BCPレベル1~2の場合 / In the case of BCP level 1】
対面で実施する．
【BCPレベル3~4の場合 / In the case of BCP level 3-4】
可能な限り，第１，５，１０，１５回は対面で実施する．対面でない回は，Zoomを用いたライブ配信型の遠隔講義を実施する．

授業外学習の指示

以下の手順で学習してください．
(1)第１回，第５回，第１０回にレジュメを配布します
(2)対面授業またはZoomによる相互オンライン授業を聞きながらレジュメに書き込みを行う．
（随時教科書参照すること，授業で使用するPowerPointスライドもmanabaでダウンロード可能）
(3)レジュメに掲載されている内容の確認・練習問題等を行う．
(4)manaba+Rに掲載されているドリル（小テスト機能を使用）を提出することで復習する．ドリルは期限内であれば何回でも提出可能なので，90%程度以上の成績になるまで努力することが望まれる．
＊授業内容に対する質問事項があれば，掲示板で質問してください．

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 0

レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）		 0

上記以外の試験・レポート、平常点評価
（日常的な授業における取組状況の評価）		 100

manaba+R上にアップロードされている毎回の小テスト（ドリル）の提出状況と，３回の理解度確認テストの結果で平常点評価を行う．

成績評価方法(備考)

理解度確認テストは対面実施で，持ち込み物件は関数電卓のみ（教科書・レジュメ等は不可）で実施予定．

受講および研究に関するアドバイス

教科書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
OHM大学テキスト集積回路工学 吉本雅彦 オーム社 978-4-274-21427-1

教科書(使用頻度、その他補足)

上記教科書にしたがって，授業をすすめるが，適宜レジュメ等を配布する

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
基礎からの半導体デバイス 和保孝夫他 日新出版 ISBN978-4-8173-0232-8
半導体デバイス工学 谷口研二，宇野重康 昭晃堂 ISBN4-7856-1209-6

参考書(使用頻度、その他補足)

参考になるwwwページ

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

manaba+R,学生との直接対話

備考

【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/