執行成果

一、校外師資教學成果說明
翁聖賢師講授半導體能帶理論與載子濃度、雙載子接面電晶體、接面式及金氧半場效電晶體等半導體元件物理。
蕭俊卿博士講授包括積體電路生產、半導體的基礎、晶圓製造、加熱製程、微影技術、電漿的基礎原理、離子佈植、蝕刻、化學氣相沉積與介質薄膜、金屬化製程、化學機械研磨、黃光微影製程、薄膜製程及半導體量測技術等半導體製程。
半導體製程實作之相關成果照片如下圖所示：
 

圖1、濺鍍金並顯影蝕刻

圖2、學生於無塵室內合影

二、專題實習/實作成果說明(包含專題規劃內容、實際執行情形及學生學習成效分析)
專題實習與實作規劃係由計劃主持人李偉裕教授、計劃協同主持人李昆益助理教授與台灣大學奈米機電系統研究中心蕭俊卿博士、李青峻博士，太陽光電能源公司李豫華技術副總，瑞昱半導體賴政志博士，太新光電張勤裕博士，巨研科技光通訊設備事業部陳茂量經理、鴻海科技光機電事業群簡達益經理、中華映管TFT液晶製造事業部江文章副總經理共同討論規劃實施。原則上，專題以液晶光電半導體製程相關主題為主。
考量業界專題指導師資人數及時間，將20位學生分成六組，專題題目內容及學習成效如下：

專題名稱1：微光學製程製作光柵元件

本專題提出一種複製高分子光柵的製程技術。在此製程中，高分子光柵結構是以全像干涉及微成形技術製作。首先，以負光阻製作母模，隨後轉移到聚二甲基矽氧烷模子；其次，以此聚二甲基矽氧烷之矽樹酯橡膠模子作為戳印，將高分子光柵的圖形轉印到UV環氧樹酯上。實驗結果顯示出良好的光柵結構轉印效果。
 

圖3、OG146高分子光柵的原子力顯微鏡照像和電子掃描顯微鏡照像AMF原子力顯微鏡照像。

專題名稱2：微機電氣泡式光開關實現免疫化學偵測之生物感測器

本專題嘗試設計與製作以微機電系統之氣泡式光開關來實現免疫化學偵測之生物感測器，其搭配一精心設計的檢測表面層，可將光學檢測之信號耦至分光儀。此生物感測器的關鍵元件為金/銀金屬膜層、免疫化學偵測之自我組裝膜層、與生物分子(如：特殊抗體)膜層。金屬膜層統合金的耐久性和銀的靈敏性，使得本生物感測器對固、液、氣三相的各類待測物皆適用。
在本專題中，我們使用四種常用光纖：Corning SMF28、3M單模光纖FS-SN-3224、POFC光纖PHOCLD-15、Suprail光纖(F-110)來製作生物感測器。四種光纖在溫度從30度變化至250度之範圍內，實驗測得之熱光係數如表一所示。而對於兩種品質較佳之光纖Corning SMF28光纖及FS-SN-3224 3M光纖，其溫度相關之相位變化結果比較於圖六。

藉由量測上述四種商用光纖之熱光係數值，我們比較這些光纖對輻射照射之反應狀況有何差異。我們使用四種不同光纖來製作Fabry-Perot 干涉式光纖生物感測器。
首先我們量測從溫度30度變化至250度之範圍內，光纖生物感測器之響應，並計算在高劑量輻射照射前之熱光係數值。之後，這些光纖生物感測器被施以高劑量輻射照射，其劑量為每小時5kGy，時間分別長達6小時、12小時、28.8小時，溫度約35度。照射總計量分別為30kGy、60kGy、144kGy。量測結果顯示，對於不同光纖製作之感測器，其在不同劑量輻射照射下之響應皆呈現幾近線性關係。其結果說明如表二所示。

本專題研究光纖中折射率和溫度間的關係，實驗結果顯示，經由薛米爾方程式所推導出的結果和實驗結果相當吻合。未來我們將繼續使用四種不同商用光纖對各種不同微量活有機體或生物分子，如: 抗體、有機酸、酵素或DNA 等樣本母體環境，去觀察光纖溫度和感光度變化並開發光纖生物感測器的設計分析模擬軟體，使用者只需了解微量活有機體或生物分子，如: 抗體、有機酸、酵素或DNA 等樣本母體環境參數，透過電腦輔助計算感測器設計的各係數，使學習者能更完整的了解光纖生物感測器的特性，以評估其操作性能，並建立最佳的設計參數與規則，以期應用於生物感測器快速而正確的設計。

專題名稱3：以液晶為主動覆層之可調式光補/取多工元件之研究

本專題提出一新型可調式積體光學光補/取多工元件，針對其元件特性作一設計並模擬。該元件以非對稱布拉格光柵耦合器架構為基礎，嘗試製作出低成本、易量產且符合現今通信系統需求之新式光波長補取多工器之原型。元件可對單一波長同時進行光補/取動作，以液晶原理進行小範圍之選擇波長調整，操作頻寬為32.5 8GHz，波長可調範圍為1549.15~1551.15nm，即250GHz。

圖5、液晶折射率為1.485之頻譜圖

專題名稱4：太陽能與風能複合與市電並聯之研製

本專題是在設計及製作太陽能與風能發電經由三相整流器、直流升壓轉換器及全橋式直流-交流變流器等電能轉換電路，將其轉變成交流電與市電並聯運轉，以輔助市電。採用電流控制型變流器，以數位信號處理器（DSP，TMS320LF2407A）為控制核心。

太陽能與風能複合與市電並聯之數位控制器之整體架構圖如圖9，此控制器主要分為電力轉換電路和系統控制電路兩大部分。電力轉換電路以三相整流器、升壓器、變流器以及濾波電路所組成。

圖7、太陽能與風能複合與市電並聯之數位控制器之整體架構

專題名稱5：太陽能追日系統

本專題主要的重點主要是探討如何提升太陽光電系統的轉換效率，首先本組以輸出12V，120MA之太陽能板儲電至6V蓄電池，為提高太陽能的轉換效率而加裝追日裝置。本組乃利用光敏電阻感應回饋訊號，進而改變其仰角及水平角達到太陽能板直接補捉太陽光，以期獲得最大之轉換效率。

圖8、太陽能追日系統實體圖

專題名稱6：表面聲波式觸控面板專利說明書撰寫

【發明所屬之技術領域】
本發明涉及一種聲波式觸控面板系統，尤其涉及一種壓電薄膜製成之發射器及接收器的聲波式觸控面板系統。

本期之專題實習課程中，共有20位學生分成六組以液晶光電半導體製程相關之專題題目，皆有相當之研究成果。專題指導師資除提供專題研究方向外，修課期間，學生可與指導之業界專家進行討論。期中學生繳交期中進度報告由業界指導專家審核，並提供意見，以提升專題製作品質。期末由校內師資負責依各任課教師評分進行總分之計算。
本期之專題實習係結合校內相關系所師資，業界校外專家師資之實務課程，學生可習得液晶光電半導體製程及智財權相關整合性知識與就業技能。
本課程透過大學部課程教學，加強實作環境，發展具特色之進階選修課程，以提升及改善教學成效。培養學生具備跨領域學能，提高就業率，並解決產業需求之人力。
本計劃所規劃之課程內容是跨學科及跨領域之整合性學習，畢業生之出路相當廣，舉凡光電產業、機電整合、半導體、通訊系統、科技管理、智財權服務行業等，學生皆可發揮所長

三、參訪成果說明(包含參訪地點、內容、安排方式、與課程之相關性及預期學生可學習到的內容及預期成果)
參訪地點：威聯通科技股份有限公司
內容：公司各部門參觀、產品介紹及設計
課程之相關性及預期學生可學習到的內容及預期成果：
威聯通公司是台灣第一大記憶體模組廠 --威剛科技之子公司，主要從事網路相關設備之積體電路設計及測試。
本期課程主要讓學生學習半導體產業之上游材料、中游積體電路製作原理；專題製作主題則以液晶光電半導體製程相關元件及產品為主。因此，參訪公司選擇與半導體產業相關之IC積體電路設計及測試廠商，讓學生了解本課程之相關應用及產品發展方向。

預期本次參訪將使學生更能了解目前產業的特性與需求、技術發展現況與未來趨勢，強化學生之就業職能，提升畢業學生品質，使其能順利與職場接軌。
藉由本次參訪應可更進一步帶動學校與產業界的互動，學習更先進實用之技能。並訓練學生了解工廠生產管理的方法，品質管理的觀念，專案管理的技能，與工業安全的重要。在滿足降低成本、提高生產效率的要求下，兼顧產品品質提升與職場安全之維護。具備工業管理能力。

圖9、學生參訪威聯通公司