科技與工程學院

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沿革

科技與工程學院(原名為科技學院)於87學年度成立,其目標除致力於科技與工程教育師資培育外,亦積極培育與科技產業有關之工程及管理專業人才。學院成立之初在原有之工業教育學系、工業科技教育學系、圖文傳播學系等三系下,自91學年度增設「機電科技研究所」,該所於93學年度起設立學士班並更名為「機電科技學系」。本學院於93學年度亦增設「應用電子科技研究所」,並於96學年度合併工教系電機電子組成立「應用電子科技學系」。此外,「工業科技教育學系」於98學年度更名為「科技應用與人力資源發展學系」朝向培育科技產業之人力資源專才。之後,本院為配合本校轉型之規劃,增加學生於科技與工程產業職場的競爭,本院之「機電科技學系」與「應用電子科技學系」逐漸朝工程技術發展,兩系並於103學年度起分別更名為「機電工程學系」及「電機工程學系」。同年,本學院名稱亦由原「科技學院」更名為「科技與工程學院」。至此,本院發展之重點涵蓋教育(技職教育/科技教育/工程教育)、科技及工程等三大領域,並定位為以技術為本位之應用型學院。

107學年度,為配合本校轉型規劃,「光電科技研究所」由原隸屬於理學院改為隸屬本(科技與工程)學院,另增設2學程,分別為「車輛與能源工程學士學位學程」及「光電工程學士學位學程」。

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    鐵電電晶體以等脈衝編程之神經網路與極化輔助脫陷阱
    (2021) 張劭華; Chang, Shao-Hua
    近幾年來半導體的領域中,鐵電材料與現今CMOS 製程相容,是非常熱門的研究主題,而鐵電氧化鉿鋯(HfZrO2, HZO)也已被廣泛的利用。本論文系統地研究了用於增強(Potentiation)/ 抑制(Depression)機器學習的等脈衝編程,以使用5nm厚的HZO鐵電電晶體實現非線性度(α_P= 1.25和α_D = -3.69)和高電導比率(> 103x)。顯示出電導比率和線性之間的權衡特性。記憶窗(memory window, MW)增強的較高剩餘極化(Pr)將導致電導比率增加,但會降低訓練曲線的線性度。對於HZO厚度從15nm到5nm的HZO,以50ns的脈衝寬度和較低的脈衝電壓執行等脈衝的優化學習條件。這些突出的優點為將來記憶體內計算(computing-in-memory, CIM)應用程序等新興應用提供了機會。 而記憶窗作為主要決定因子,我們也嘗試透過介電層(dielectric, DE)與鐵電層相對位置調變,由量測結果發現上層的DE與下層DE相比有較大的記憶窗,且2階的資料保存能力達103秒無衰退現象,可重複操作次數超過105個cycles。在確立了其元件的特性後,我們嘗試以不同的脈衝條件,令元件達成機器學習的效果。鐵電電晶體的學習曲線具有良好的線性與對稱性。 雙層鐵電電晶體(double-layer ferroelectric, DFE),以改善機器學習中權重更新的非線性。雙層非對稱之FeFET(HZO 5nm / Al2O3 0.5nm / HZO 10nm)具有2.3 V的記憶窗,可操作 >105的耐久性,並可保持 >104秒。FeFET新型極化輔助脫陷阱(polarization assisted de-trapping, PAD)方法,增強型學習曲線的非線性度(αp)可以降低到0.07。
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    鐵酸鉍摻雜錳與二氧化鋯絕緣層電容器之電特性分析
    (2012) 張文亮
    在此論文中,利用射頻磁控濺鍍法製造出金屬-鐵電層-絕緣層-半導體的電容,鐵電層為鐵酸鉍摻雜錳及絕緣層為二氧化鋯所完成的 MFIS結構電容。二氧化鋯絕緣層厚度為20,40與60奈米。摻雜錳之鐵電層厚度為250 nm。BFO使用射頻濺鍍製成,錳使用直流系統摻雜,直流系統功率為5 W、10 W、15 W。濺鍍時氬氧比為30/2、30/3、30/6 sccm/sccm。用快速熱退火方式使鐵電薄膜產生結晶,熱退火在充滿氮氣的環境下,溫度升溫到500℃、600℃、或700℃。使用鋁做為上電極,再做PMA退火於400℃,於氮氣環境下持溫30秒。 結果發現,電容器經過熱退火,其電容器的記憶視窗會因為熱退火的溫度愈高,記憶視窗愈大。然而高退火溫度也會導致氧化鋯絕緣層會產生結晶,而增加漏電流。因此只要考慮熱退火的溫度,並在MFIS電容器的記憶視窗寬度與漏電流兩者間取得一平衡值。甚至此實驗結果也顯示出鐵電記憶體的表現可以藉由摻雜錳與氧到BFO薄膜做改善。文獻指出因為錳的直徑(0.072奈米)與鐵的直徑(0.069奈米)很接近,所以錳可以作為取代鐵的元素。因跳躍電子關係,鐵會填補氧空缺。在退火溫度600℃且氬氧比是30/6 sccm/sccm時,其最大的記憶視窗是3.04 V。