臺大特色課程系列報導—重點科技研究學院「利用簡單的作圖講解先進製程元件」
隨著製程技術的演進,三維電晶體的問世讓電晶體的密度與效能得以進一步提升,tsmc(台積電)在2013年16奈米的技術節點成功量產鰭式電晶體(FinFET,通道狀似魚鰭因而得名),而預計在2025年2奈米技術節點推出奈米層片電晶體(nanosheet,通道為片狀),三維電晶體在業界被廣泛運用於輕巧又高速的電子產品,諸如手機與筆機型電腦,了解三維電晶體的元件物理並懂得整合製程與設計的工程師,正是業界需要的人才。
然而臺灣大學電機系的傳統必修課,還是以平面電晶體為主,元件物理的相關課程對於三維電晶體的著墨甚少,本校劉致為教授憂心學生在先進製程元件知識上的缺乏,恐成為學生畢業後與業界銜接的鴻溝,因此用淺顯易懂的方式教學生電晶體知識,降低學用落差。課程為顧及學生健康和時間限制,實體及線上並行,並在 facebook有輔助教學錄影。本門課並於課前提供講義,課中由助教統整筆記並在課後提供同學參考,同學只需專心聽講與完成課後作業。
與尋常的元件物理課不同,教授開設的「圖解CMOS元件」並不強求學生推導複雜的物理公式,而是著重掌握基礎物理與化學及簡單的作圖,例如band diagram,以圖解的方式講授諸多物理及化學現象。劉教授較重視知識實用性,因此特別專注近代業界應用的技術,讓學生獲得能帶出教室的技能,期望學生修畢這門課後,具備應用元件物理及化學知識,並能以圖解方式理解,在越來越複雜的期刊與會議論文中明辨是非,汲取精華;畢業後成為能溝通、能自學的傑出工程師。劉教授認為了解元件,才能深入享受元件的化學,物理及材料科學的知識。
此外,劉教授更帶領學生閱讀頂級會議(IEDM/VLSI)的短課程(short course),欣賞世界領先製程的研究成果,開拓學生眼界。雖然這門課開在周六下午,不是受歡迎的時段,但在劉教授嚴謹、幽默、無私的知識分享與經驗傳承的熱情感染下,不僅帶動學生的積極性,也促使大家主動學習,並利用LINE群組,提供學生方便討論及交流的機會,希望學生能認同,好好學習。