FM-半導體元件物理
教師: 施敏

2018/01/30 ~ 2018/12/31
8小時/8週 (已經開始)

摘要

隨到隨學!Let's have fun with this MOOC:半導體元件物理!

(本課程視頻、講義隨時開放,課程中無授課教師與助教參與,也不開放測驗、討論區、與證書等功能。)

金屬-氧化物-半導體場效電晶體(MOSFET)及非揮發性半導體記憶體(NVSM)是積體電路中最重要的二種元件,也是支撐微電子產業的兩大支柱。本課程的內容由淺而深循序漸進,從基礎的物理和電容器結構的基本運作,接續討論MOSFET及NVSM之結構與操作,可讓修課的學生一窺半導體最重要元件的奧妙。

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課程目標

透過學習本課程,學生可對以下概念有基本瞭解:

1. 半導體物理(Semiconductor Physics)
2. p-n接面的概念(p-n Junction)
3. 金氧半電容(MOS Capacitor)
4. 金氧半場效電晶體(MOSFET)
5. 非揮發性半導體記憶體(Non-Volatile Semiconductor Memory, NVSM)

學生在學習完這門課程之後,能夠繼續閱讀其他半導體相關書目,以及對半導體進行深入研究。

授課教師

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你可能不認識施敏,但你生活中所使用的 3C、電器或機械都有他的發明--非揮發性半導體記憶體(non-volatile semiconductor memory)——因為此發明的誕生,讓電器的電源關閉後,其資訊儲存內容不會消失,使得手機、平板電腦、相機、汽車、GPS等所有電器有了突破性的發展。

施敏教授於國立臺灣大學取得學士學位,隨後分別於華盛頓大學以及史丹佛大學取得電機工程的碩士以及博士學位。施敏教授曾於英國劍橋大學、香港大學與史丹佛大學等學術機構擔任客座教授,目前為國立交通大學榮譽講座教授。

施敏教授曾撰寫或合著了250篇技術論文,以及16本書籍。他的著作「半導體器件的物理學」(Wiley出版社1969年出版, 1981年第二版,2007年第三版)是當代工程以及應用科學領域中,被引用最多的文獻之一。施敏教授曾獲得IEEE埃伯斯獎、中山獎、國家主席賦予教授獎,國家科學技術獎。他榮獲IEEE之終身院士(life fellow of IEEE),同時也是中央研究院院士,外國的中國工程院院士的成員,與工程的美國國家科學院的成員。

課程進度表

第1週:Introduction, Energy Bands and Carrier Concentration in Thermal Equilibrium

第2週:Current Transport Phenomena Equilibrium

第3週:P-N Junction

第4週:線上期中測驗(自由參加)

第5週:MOS Capacitor

第6週:MOSFET

第7週:Non-volatile Semiconductor Memory

第8週:線上期末測驗(自由參加)

課程內容

本課程分為五個主要單元,其主要內容在於「基礎概念」以及「原理」之解說。

授課教師將會透過講述以及例題示範,讓學習者建立起半導體概念的基礎。

部分單元亦會探討其實務應用層面,讓學習者對半導體概念的學習更加深入及透徹。

上課形式

本課程分為五個主要單元,每個單元將由數個小單元所組成,每個小單元提供一段10~30分鐘的視頻影片。在影片中配合課程內容嵌入互動式小問題,學習者可直接在影片上作答,以幫助學習者快速確認是否瞭解上課內容(小問題不計分)。

評分標準

本課程不開放測驗與證書。

通過標準


課程及格標準:100分滿分:100分

先修科目或先備能力

本課程針對電子、電機等相關科系大學部三年級以上學生進行設計,
建議 選修這門課之學生具備以下基本概念:

(1) 基礎物理
(2) 基礎微積分
(3) 基礎電子學(可參考本平臺陳龍英教授:淺論電子學)

建議參考書目

1. S. M. Sze & M. K. Lee, Semiconductor Devices : Physics and Technology, 3rd Ed., Wiley, Hoboken, 2012.
2. 正體字中文譯本:曾俊元, ”半導體元件物理與製作技術”, 第三版,國立交通大學出版社, 2013年。
3. 簡體字中文譯本:趙鶴鳴,“半導體器件物理與工藝”, 第三版, 蘇州大學出版社, 2013年。

常見問答集

問:此課程是否有特定的應用領域?

答:本課程所教授之內容為基礎半導體以及物理概念,較適用於電子與科技等領域,非常歡迎對電子與半導體有興趣之學生以及民眾選修。

問:請問兩岸的專業術語翻譯不同會不會影響我的學習?

答:不會。雖然兩岸的專業術語翻譯有些許不同,但本課程在進行到專有名詞,會以國際通用之英文做稱呼,利學習者學習。

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