Compound Semiconductor Device

Fresh Studens

獎助學金&實習機會

自2013年起,交大-台積電聯合研發中心每年遴選優秀學生並給予獎助學金,特優的博士生及碩士生每月可分別獲得30000元與10000元的全額獎助,其他獲獎的優秀博士生及碩士生每月亦分別有15000元與6000元的獎助金。張翼實驗室一共有2名博士生、5名碩士生及1名大學專題生獲獎。

此外,自2007年起,部分企業提供暑期實習的機會,張翼實驗室有超過20名碩士生到台積電及台灣應材實習,除了可以進一步世界一流公司的前瞻技術外,更對日後求職或是找尋研發替代役有所幫助。

 

交大-台積電聯合研發中心 遴選優秀學生獎勵

n  交大-台積電聯合研發中心http://tsmccenter.nctu.edu.tw/index.php

n  國際頂尖異質整合綠色電子研究中心 http://i-rice.nctu.edu.tw/cht/index.php

台積電、台灣應材 暑期企業實習 (Summer Intern)

n  TSMC學生專區 http://www.tsmc.com.tw/chinese/default.htm

n  台灣應材 http://www.amtcharity.com/index.html

研究方向

研究方向

複合物半導體元件實驗室以GaAs與GaN等三五族相關的半導體為主要的研究方向,各自包含了材料磊晶、元件製程、封裝等技術,應用範圍涵蓋行動通訊、雷達系統、電動車、太陽能電池等,近年來的研究課題如下:

l.  III-V/Si整合於Post-CMOS之應用

lI.  次毫米波三五族高頻元件之應用及其封裝

lII.  GaN-on-Si高功率元件之磊晶及製程研發

lV.  GaN高頻元件之磊晶及製程研發

V.  銅金屬化製程

 

l.  III-V/Si整合於Post-CMOS之應用

n   交大與加州大學柏克萊分校共同成立「國際頂尖異質整合綠色電子研究中心」,此跨國研究中心由張翼教授之研發團隊與柏克萊胡正明院士所主持,研究主軸為後矽世代(post-silicon)前瞻之綠能半導體相關技術之研究,以矽基板為基礎的III-V on Silicon異質整合技術為主,進行低電壓操作、低漏電、低功耗、高速操作的元件設計及製程整合等研究。研究層面包含材料製備、元件製作、可靠性到元件與電路整合、三維 IC,研究次世代III-V on Silicon異質整合互補式金氧半電晶體積體電路(CMOS IC)的實作,以提升未來5至10年,電子高科技產業所需的半導體核心技術。本計畫先後與Intel、台積電從事技術開發,2013年與台積電簽訂合作協議,成立「交大-台積電聯合研發中心」,以建立更密切的長期夥伴關係,推動下一世代半導體前瞻技術研發暨多元性專業人才培育。

lI.  次毫米波三五族高頻元件之應用及其封裝

n  在新穎InAs高頻微波通訊元件領域,發展高速HEMT奈米元件之最高截止頻率已達700 GHz以上,最高震盪頻率為600 GHz以上,領先全國,最高截止頻率為世界第一,該結果並被Applied Physics Express雜誌選為2013年spotlight (亮點研究),未來將可應用於提升成像品質之影像雷達與生醫檢測等產品。過去的研究更被Semiconductor Today雜誌選為2009年三五族奈米電子元件最重要兩件成果之一,除引起國際半導體學界注意,陸續受邀至各知名國際會議演講超過40場,更獲得美國Intel公司的主動邀約,執行為期五年的「開發22奈米下世代之新穎元件發展計畫」。目前則與日本及美國等公司簽訂產學合作計畫,並將與其他國外廠商洽談合作,讓新技術實際應用於產品。

lII.  GaN-on-Si高功率元件之磊晶及製程研發

n   交大執行經濟部學界科專計畫,目標為開發與設計出具有高功率應用價值的GaN元件,期以從功率元件與功率模組的研發,做出跨學科整合,並以電源供應器出發,以達到電動車輛的應用範疇。國外相關研究機構已積極地開發GaN應用於電動車輛市場,本計畫研發為國內先驅,有助於台灣進入歐美日等國之技術領先群。目前已成功研發GaN-on-Si高崩潰電壓磊晶結構,透過LT-AlGaN插入層及DH-FET結構之設計,開發出崩潰電壓大於600V之壓磊晶結構。此外,亦研發新耐壓元件結構佈局,並結合光學步進曝光機,成功製作600V/20A之80 mm大型高功率元件,並進行元件封裝及模組組裝等研發,多項技術更被Semiconductor Today雜誌及Compound Semiconductor雜誌轉載報導。目前也與多家日本及台灣廠商合作,進一步推廣相關技術。

lV.  GaN高頻元件之磊晶及製程研發

n   發展GaN高頻功率元件,操作頻率為2 GHz時之元件輸出功率可達7 W/mm;在高頻低噪音元件應用方面,所做出之100 nm AlGaN/GaN HEMT元件最高截止頻率及最高震盪頻率分別為48 GHz及75 GHz,此元件之最小噪音值在30 GHz只有1.6 dB,為目前國際期刊所報導之最低者,以上這些數據皆為國內之最佳紀錄。除此之外,在發展GaN高頻元件上,亦從磊晶結構進行研發,以InAlN/GaN HEMT為主,進一步提升在高頻操作下的特性。目前,除有歐洲的研究機構一同針對此課題進行研發外,亦有台灣公司一同加入團隊。

V.  銅金屬化製程

n  在三五族半導體金屬化製程方面,本實驗室亦為GaAs微波和GaN元件銅金屬化製程的技術原創者。使用銅金屬取代金具有降低生產成本與改良元件電性、散熱與機械性質等優點。透過研究各種不同的銅金屬化結構,並添加不同的擴散障礙層,諸如Ta, TaN, Pt, WNx, W,防止銅原子擴散進入元件主動區域,所研究的銅金屬化技術,已整合至MESFET, HEMT, HBT等各類GaAs元件及GaN HEMT元件,均為國際首見,近年金價大漲,不僅具備多項專利外並技轉此技術給台灣公司。而GaN HEMT金屬化研究成果更為Semiconductor Today所報導。

 

業界合作

張翼教授所領導的複合物半導體元件實驗室,在III-V族元件、材料及製程研發上,與國內外產業界密切合作,所研發之前瞻技術皆能獲得業界青睞,並進一步承接關鍵技術。同時藉由產學合作計畫的執行,使碩博士生能在進入職場前獲得充分的技術能力,成為業界迫切需要的研發人才。近年國內外合作對象如下:

 

1.  美國Intel

2.  美國ATMI

3.  美國Applied Materials

4.  美國Sharp

5.  美國Qunistar

6.  日本Panasonic

7.  日本ULVAC

8.  馬來西亞TMR&D

9.  台灣多家一流公司(台積電、穩懋、漢民、漢威等)

 

國際合作

張翼實驗室與歐美日各國的頂尖大學實驗室及研究機構互動頻繁,除了研究計畫上的合作及支援外,張翼教授更鼓勵博士生到各地進行實驗交流或交換學生,甚至取得雙學位的機會,每年實驗室會有將近10位博士生到各機構進行短期的實驗及參訪,且至少1名博士生在國外實驗室從事相關研究一年以上。

 

1.  瑞典Chalmers大學:2名雙學位博士

2.  德國FBH:4名交換學生各一年

3.  日本NTT:3名交換學生各一年

4.  日本TIT:6名交換學生各兩個月及1名交換學生一年

5  日本Fukui大學:2名交換學生各一個月

6.  美國UCB:1名交換學生及1名博士後訪問學者共四年

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