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2019第十屆會士

   士:張翼 教授

出生年份:西元1954年

講  題:III-V electronics for Logic, THz, and Power applications

服務單位:國立交通大學 副校長室

學  歷:

  • 博士, 美國明尼蘇達大學, 1985/12

  • 學士, 國立清華大學, 1977/06

 簡  述

張教授從事III-V族複合物半導體材料與高頻元件技術多年,學術與產業技術並進,為台灣III-V族高頻微波半導體工業的先驅。在高頻電子元件領域,為世界高頻III-V FET記錄保持人,其中包含開發出最高截止頻率ft >762 GHz之電晶體,為目前世界第一。張教授在III-V族元件、材料、製程研究方面,結合理論與應用面,發展尖端技術;並以學術卓越為基礎,知以致用,進而將其所研究開發之先端技術,應用在科技產業發展。他在複合物半導體技術領域的傑出表現,在國際上更居於領先地位,使他於2013年11月獲得IEEE Fellow,同年亦獲得中華民國材料學會會士。張教授在學術研究及產業應用並重,在學術研究上曾獲科技部三次傑出研究獎,產業應用上獲得經濟部大學產業經濟貢獻獎…等,皆為產學界極高之榮譽。

    張翼教授於1985年由美國明尼蘇達大學材料科學與工程取得博士學位,其後在美國Unisys Corp/ GaAs Component Division與美國Comsat Labs / Microelectronics Division工作。在美國Unisys與COMSAT實驗室工作的七年期間,張教授主要研究國防無線通訊與衛星通訊之砷化鎵元件。在此期間,張教授在砷化鎵MESFET與PHEMT MMIC高頻技術發展上有許多重要且原創性的貢獻,並把相關技術成功地移轉為工業量產技術。

學術獎勵:

  1. IEEE Fellow (for contributions to compound semiconductor heterojunction transistor technologies) (102年)。
  2. IEEE EDS (國際電機電子協會):Distinguished Lecturer (榮譽講員) (93年~ present)。
  3. 中國材料學會:第五屆「材料會士」 (102年)。
  4. 中國電機工程學會:「傑出電機工程教授獎」。(97年)
  5. 科技部:97年度「傑出研究獎」 (97年)。
  6. 科技部:101年度「傑出研究獎」 (101年)。
  7. 科技部:104年度「傑出研究獎」 (104年)。
  8. 科技部:100年度「傑出技術轉移貢獻獎」 (100年)。
  9. 經濟部:「大學產業經濟貢獻獎」 (96年)。
  10. 經濟部:第一屆國家產業創新獎-「產業創新學術獎」 (100 年)
  11. 中國電機工程學會:傑出電機工程教授獎 (97年)。
  12. 國立交通大學:第一屆「產學技術交流卓越貢獻獎」銀翼獎 (94年)。
  13. 國立交通大學:第二屆「產學技術交流卓越貢獻獎」銅羽獎 (95年)。
  14. 國立交通大學:第三屆「產學技術交流卓越貢獻獎」金雕獎 (96年)。
  15. 國立交通大學:第四屆「產學技術交流卓越貢獻獎」金雕獎 (97年)。
  16. 國立交通大學:第五屆「產學技術交流卓越貢獻獎」銅羽獎 (98年)。
  17. 國立交通大學:第六屆「產學技術交流卓越貢獻獎」金雕獎 (99年)。
  18. 國立交通大學:第七屆「產學技術交流卓越貢獻獎」金雕獎 (100年)。
  19. 國立交通大學:第八屆「產學技術交流卓越貢獻獎」金雕獎 (101年)。
  20. 國立交通大學:第十一屆「產學技術交流卓越貢獻獎」金雕獎 (104年)。
  21. 國立交通大學:第十二屆「產學技術交流卓越貢獻獎」金雕獎 (105年)。
  22. 成立交大-台積電半導體聯合研究中心並任中心主任,為國內大學第一個台積電研發中心。
  23. 成立NCTU-UC Berkeley跨國頂尖研究中心,並為中心主持人。
  24. 成立交大-Panasonic在台聯合研究中心,並為中心主持人。
  25. 成立國際頂尖異質整合綠色電子研究中心(I-RICE),並為中心主持人
  26. 推動成立國內第一所全英語授課國際半導體產業學院,並為學院院長,於2015年開始招生。推動與美國UCLA、日本TIT、比利時IMEC (KU Leuven)、印度IIT (Delhi)、印度IIT (Bombay)雙學位學程,為國內第一所與日本TIT及印度IIT (Delhi)、IIT (Bombay)有雙學位學程之學校。

學術領導成果及服務貢獻:

張教授從事複合物半導體研究領域超過三十年,在研究課題上不斷創新,近三十年在複合物半導體電子元件上,研究不同尖端議題,研究結果為世界領先群,多項元件研究成果皆為世界之冠,並與世界級廠商結合,將研發成果應用至先端產品上。近年之研究課題涵蓋(1)三五族高頻元件在次微米波之應用 (合作廠商:Panasonic、穩懋、IQE、Malaysia telecom、優貝克)、(2)III-V/Si整合為下世代後CMOS之應用(合作廠商:Intel、TSMC、Samsung、Entegris)、(3)GaN高頻及高功率元件(合作廠商:Panasonic、TSMC、IMEC、漢民、Veeco、聯鈞、光環、Applied Material)。在這些重要領域,張教授之技術成就皆屬世界領先群。以下列舉張教授近年具代表性之學理及應用技術突破成果:

  1. 高頻元件開發:

    在新穎砷化銦高速元件研究上,其目前最高截止頻率(fT)已突破750 GHz以上,最高震盪頻率(fmax)為600 GHz以上,最高截止頻率為世界第一。此結果被Applied Physics Express雜誌選為2013年spotlight (亮點研究),未來將可應用於高頻通訊及影像雷達與生醫檢測等產品。美國MIT Alamo教授於2013年IEEE EDSSC國際研討會Keynote speech引用交大研究成果列為世界第一,SEMATECH在2014年SSDM會議中亦報導同樣數據。張教授在高頻InAs QWFET之研究,被Semiconductor Today雜誌評選為2009年三五族奈米電子元件最重要兩件成果之一,引起國際半導體學界注意,並陸續受邀至各知名國際會議演講超過40場。張教授在此高速元件研究上,更獲得美國Intel公司的主動邀約,合作研發為期五年的「開發22奈米下世代之新穎元件發展計畫」。更與日本Panasonic及美國Quinstar公司共同簽訂產學合作計畫。

( Edward-Yi Chang, Chien-I Kuo, Heng-Tung Hsu, Che-Yang Chiang, and Yasuyuki Miyamoto, “InAs Thin-Channel High-Electron-Mobility Transistors with Very High Current-Gain Cutoff Frequency for Emerging Submillimeter-Wave Applications,” Appl. Phys. Express 6 (2013) 034001.)

  1. III-V/Si邏輯元件:

    研發三五族半導體與高介電常數氧化層整合技術,多項指標皆為世界領先,成功克服Ⅲ-Ⅴ/介電層介面缺陷問題。在Ⅲ-Ⅴ/High-K整合方面,Ⅲ-Ⅴ族FinFET電流密度為世界第一,成果堪稱全球領先,先後與半導體兩大泰斗Intel、TSMC合作,移轉相關技術應用至Ⅲ-Ⅴ FinFET元件以及NCFET元件。在元件之界面缺陷密度、Subthreshold slope、EOT、DIBL皆屬世界最低值,更被受邀至ISTDM 2016 進行plenary talk,演講相關研究成果,成果更被發表於2018 VLSI會議上。此外在InGaAs邏輯元件方面,他所研發之MOS FinFET電流為世界最高,NCFET Subthreshold swing亦為世界最低。此技術為後摩爾時代之重要技術之一,目前執行科技部計畫與UC Berkeley、TSMC合作發展次一世代三五族邏輯元件。相關技術已發表於Applied Physics Express, vol. 7, pp. 041202-1-4, Apr. 2014、IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES(TED), VOL.61, NO.8 2014、IEEE Electron Device Letters, vol 36, No 12, December 2015、IEEE Electron Device Letters 39.3 (2018): 339-342、2018 Symposia on VLSI Technology and Circuits.

  1. 氮化鎵高頻與高功率元件:

    氮化鎵為繼矽之後最重要之半導體材料,GaN電子元件主要應用在高頻通訊及高功率機電綠能。在這兩方面之應用,張教授之研究成果皆屬國際領先群。尤其在高功率機電元件,其使用鐵電材料製作之增強型HEMT元件,起始電壓已達7.3 V,電流密度730 mA/mm及崩潰電壓1100 V,更超越目前世界著名國際發表之成果。

    張教授為台灣研究氮化鎵功率元件之先驅者,此技術預期未來將廣泛使用於機電inverter、converter 組件上,可大幅提升能源轉換效率。張教授已技轉相關技術至台積電(技轉收入300萬元)、聯鈞等公司。張教授實驗室係採用掘入式閘極技術,並利用PE-ALD系統沉積AlN/Al2O3為閘極介電層,製作出崩潰電壓超過600V之增強型氮化鎵高功率元件;藉由插入AlN介電層,使元件遲滯效應大幅改善,並減緩元件在高電壓切換下導通電阻的增加,確保增強型氮化鎵元件在動態操作下之穩定性。相關技術目前已發表於IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, VOL. 35, NO. 7, pp.732-734, JULY 2017。

 

經  歷:

1.2015/08~迄今      交通大學/副校長

2.2014/08~迄今      交通大學國際半導體產學院/院長

3.2013/05~迄今      交大-台積電聯合發長中心/主任

4.2011/08~2016/02 交通大學/研發長

5.1999~迄今   交通大學材料與工程系/講座教授