半導體元件設計與模擬 (Semiconductor devices design and simulation)
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<br>三學分 F678   5字頭的課 
<br>修課限制：由於電腦硬體，與 TCAD 模擬軟體使用執照之數量限制，人數限制為15人，以工科系
<br>研究所博碩士生優先，第三次選課起開放全校修習。
<br>先修課程 (Prerequisites): 半導體元件物理(Semiconductor Physics and Devices)與微
<br>電
<br>子工程 (Microelectronic Engineering) 研究所程度相當之課程。
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<br>教室：工科 404  電腦教室
<br>一、課程說明 (Course Desc<x>ription)
<br>教授半導體元件設計製程整合與電性及模擬，可以用來預測半導體元件 (N16 to N1) 的物理特性
<br>如：MOSFET & FinFET 電場，電位，電子濃度分佈等；以及電學特性如：電流，電壓，臨界電
<br>壓，操作頻率，反向器(inverter)，靜態隨機讀取記憶體(SRAM)等。藉由設計不同結構的半導體
<br>元件，分析了解各個半導體製程與元件的參數對元件特性的影響，並分析其優缺點，如短通道效
<br>應，臨界電壓，次臨界斜率，飽和電流等等。本課程的目的在於使學員了解半導體元件的設計與模
<br>擬，擁有使用先進半導體元件設的基礎理論知識，並結合軟體輔助設計半導體元件的能力，進而能
<br>夠模擬分析所設計的半導體元件的電性特性。本課程主要著重在Silicon CMOSMOSE 電性模擬，接
<br>著是設計2D以及3D 的 Silicon CMOS FinFET, GAAFET, TFET, JLFET, NCFET SONOS NVM 元
<br>件，最後將所設計的CMOS元件，做電性模擬以及解讀模擬的結果。此課程所教授的設計與模擬技
<br>術，在學術研究半導體產業有重大的實用性，並可增進半導體元件物理與微電子工程所學內容的實
<br>踐性。適合從事半導體奈米元件研究開發的碩博士生修習。
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<br>二、指定用書(Text Books)
<br>教師自編的最新半導體元件模擬整理講義與手冊
<br>(Handout of related semiconductor devices simulation manual)
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<br>三、參考書籍(References)
<br>Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits, by Chenming Calvin Hu, 
<br>PEARSON, 2010.
<br>2. "Fundamentals of Modern VLSI Devices, 2nd Edition" by Yuan Taur and Tak 
<br>Ning, 2009.
<br>四、教學方式 (Teaching Method)
<br>電腦實際操作與投影片教學 (presentation by hand-writing and projection)
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<br>五、教學進度 (Syllabus)
<br>半導體元件設計與模擬介紹
<br>2. 半導體元件模擬實驗設計及整合。
<br>3. 半導體元件數值分析原理
<br>4. 半導體元件之傳輸物理模型
<br>5. 半導體元件物性模擬與解讀物性模擬結果
<br>6. 2D以及3D Silicon CMOS元件設計
<br>7. Silicon CMOS元件模擬與解讀模擬結果
<br>8. 3D鰭式電晶體(3D FinFET)的元件設計、模擬及分析
<br>9. FinFET Inverter and SRAM 
<br>10. Flash memory 元件模擬與解讀模擬
<br>結果
<br>11. 先進奈米半導體元件的元件設計、模擬及分析
<br>六、成績考核(Evaluation)
<br>50% Homework, 50% final report
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<br>七、可連結之網頁位址 (not available yet) and Q & A
<br>Q1: 這門課與半導體元件物理或微電子工程有何差異?
<br>A.: 此課程所教授的設計與模擬技術，在學術研究半導體產業有重大的實用性，並可增進半導體
<br>元件物理與微電子工程所學內容的實踐性。所以需具備半導體元件物理(Semiconductor 
<br>Physics and Devices)與微電子工程的知識，適合從事半導體奈米元件研究開發的碩博士生修
<br>習。
<br>Q2: 需要有數值模擬的基礎嗎或修過相關的課嗎?
<br>A. 非必要，上課會先教相關基礎必要的部分。Q3. 需自備電腦與模擬程式嗎?
<br>A. 上課地點為工科系電腦教室，由於數量限制修課人數為15人，模擬程式部分請由個別實驗
<br>室，向高速電腦中心申請遠端工作站使用。
<br>Q4. 適合大學部學生選修嗎?
<br>A. 完全不適合。由於先修課程(Prerequisites)限制修習過: 半導體元件物理
<br>(Semiconductor 
<br>Physics and Devices)與微電子工程 (Microelectronic Engineering) 研究所程度相當之
<br>課
<br>程，所以大學部學生，恐怕無法吸收此研究所等級內容，適合博士班與碩士班同學修習。