115/08/05【淺談基礎科學於半導體領域之應用與材料&元件實驗】
115年8月5日在台達216辦理《淺談基礎科學於半導體領域之應用與材料&元件實驗》課程,由本校電機系葉昭輝助理教授主講。
本日課程一開始,老師承接昨日課程的基礎,進一步深入介紹電子組態與元素週期表之間的關聯,並闡述其背後的物理意義。老師詳細說明各元素的電子排列方式如何決定其化學性質與導電特性,尤其著重於價電子數目與能階分布對材料導電行為的影響。透過這些完整且系統性的講解,學生得以更深刻地理解半導體材料之所以能夠導電或絕緣、乃至展現半導體特性的根本原理,也為後續理解摻雜(doping)與能隙(band gap)等概念奠定了紮實的理論基礎。
緊接著的課程時段,由李玉麟助教接手,以由淺入深的方式系統性地介紹了半導體的相關知識。助教首先從半導體最基礎的物理特性談起,包括其導電機制、能帶結構,以及與導體、絕緣體之間的本質差異,幫助學生建立起對半導體元件運作原理的整體概念。在此基礎之上,助教進一步說明了半導體元件的實際應用,例如電晶體(transistor)的運作原理與其在電路中作為開關與放大器的功能,以及邏輯閘(logic gate)如何透過電晶體的組合實現基本的布林運算,是構成現代數位電路與積體電路的核心元件。
最後,助教也將課程延伸至半導體製程領域,依序介紹了化學氣相沉積(CVD)、微影製程(Lithography)、物理氣相沉積(PVD),以及蝕刻(Etching)等關鍵製程技術。透過對每一項製程原理、應用場景與製程參數的說明,學生得以進一步了解晶片製造過程中各個環節如何環環相扣,並體認到半導體產業從材料設計到元件製作所涉及的高度精密與跨領域整合,對日後的實驗操作與相關研究方向也有了更清晰的方向感。
休息結束後,助教接續帶領同學們進行分組團康遊戲。由於半導體元件製作過程中,經常需要以鑷子夾取晶圓或樣品,操作的精準度與穩定度對實驗成敗有著相當程度的影響,因此本次活動特別設計以鑷子夾取為主題,希望藉此增進同學們在實驗操作上的手部穩定度與細膩度,同時也培養團隊之間的默契與協作能力。透過這樣輕鬆卻具實作意義的活動,學生得以在正式進入實驗室之前,先對基礎的實驗操作有初步的體驗與認識,也在遊戲過程中逐漸建立起對後續實驗課程的興趣與期待。
本日課程一開始,老師承接昨日課程的基礎,進一步深入介紹電子組態與元素週期表之間的關聯,並闡述其背後的物理意義。老師詳細說明各元素的電子排列方式如何決定其化學性質與導電特性,尤其著重於價電子數目與能階分布對材料導電行為的影響。透過這些完整且系統性的講解,學生得以更深刻地理解半導體材料之所以能夠導電或絕緣、乃至展現半導體特性的根本原理,也為後續理解摻雜(doping)與能隙(band gap)等概念奠定了紮實的理論基礎。
緊接著的課程時段,由李玉麟助教接手,以由淺入深的方式系統性地介紹了半導體的相關知識。助教首先從半導體最基礎的物理特性談起,包括其導電機制、能帶結構,以及與導體、絕緣體之間的本質差異,幫助學生建立起對半導體元件運作原理的整體概念。在此基礎之上,助教進一步說明了半導體元件的實際應用,例如電晶體(transistor)的運作原理與其在電路中作為開關與放大器的功能,以及邏輯閘(logic gate)如何透過電晶體的組合實現基本的布林運算,是構成現代數位電路與積體電路的核心元件。
最後,助教也將課程延伸至半導體製程領域,依序介紹了化學氣相沉積(CVD)、微影製程(Lithography)、物理氣相沉積(PVD),以及蝕刻(Etching)等關鍵製程技術。透過對每一項製程原理、應用場景與製程參數的說明,學生得以進一步了解晶片製造過程中各個環節如何環環相扣,並體認到半導體產業從材料設計到元件製作所涉及的高度精密與跨領域整合,對日後的實驗操作與相關研究方向也有了更清晰的方向感。
休息結束後,助教接續帶領同學們進行分組團康遊戲。由於半導體元件製作過程中,經常需要以鑷子夾取晶圓或樣品,操作的精準度與穩定度對實驗成敗有著相當程度的影響,因此本次活動特別設計以鑷子夾取為主題,希望藉此增進同學們在實驗操作上的手部穩定度與細膩度,同時也培養團隊之間的默契與協作能力。透過這樣輕鬆卻具實作意義的活動,學生得以在正式進入實驗室之前,先對基礎的實驗操作有初步的體驗與認識,也在遊戲過程中逐漸建立起對後續實驗課程的興趣與期待。