2015年12月4日下午,我院第21期光电信息大讲堂在南五楼612会议室举行。受我院缪向水教授邀请,张鼎张教授主讲。他以“前瞻性半导体器件研究与产学合作经验分享”为主题,分享了他在TFT薄膜晶体管显示、RRAM阻变随机存储器等领域400篇SCI、221项专利的研究心得,以及16项技术转移的卓越产学合作经验。
张鼎张教授现为台湾中山大学物理系特聘教授。曾获得台湾经济部『第四届台湾产业创新奖』、台湾经济部『第八届纳米产业科技菁英奖』,台湾教育部『产学合作奖』,最重要的奖项是『第3届有庠科技讲座』。张鼎张教授在半导体纳米器件方面有卓越的研究成果,近五年(2010-迄今) 以通讯作者在Applied Physics Letters 共计发表57 篇论文,在IEEE Electron Device Letter 发表41 篇论文,张教授也2次获得著名国际期刊Materials Today的邀请撰写RRAM review,以及获得The Electrochemical Society的邀请,撰写氧化物薄膜晶体管Review article。在产业化方面,张教授在台湾是一个非常成功的典范。他长期与台积电、群创光电、联电、友达光电四大厂合作,致力于半导体微纳器件的研究与开发。在显示器,存储器(SONOS 浮栅型存储器,RRAM)以及前瞻性晶体管(14nm FinFET)等研究领域取得了重要的产业化研发成果。例如,在显示器方面,他与友达光电合作,共同开发的IGZO-TFT已成功地应用在AM-OLED TV显示器面板,成果已在2011年日本横滨的光电显示国际博览会中展示。在IC制造方面,张教授与台积电共同开发0.13微米SOI快速功率的MOSFETs器件,直接应用在手机芯片上。在存储器方面,张教授在前瞻性RRAM的阻变机制方面,取得多项突破性的发现,目前正在与企业共同研发相关产品。
优美的科研环境和良好的实验平台是基础
台湾国立中山大学坐落于台湾高雄港旁,依山傍水,风景宜人,张鼎张教授实验室平台管理也十分人性化,很容易给人带来良好的心情和向上的生活态度。
张鼎张教授表示良好的实验室平台和丰富而有沉淀的实验方法是吸引企业关注的基础。他提到实验室拥有全套的样品制备仪器,多达85种各类实验靶材,以及强大到足以应对产业各种需求的测试平台和分析手段,这是能无缝为企业解决技术难题的前提。
阐述产学合作的方法和方式
张鼎张教授认为在寻求产学合作的初期不能像大家闺秀一样足不出户,而应该主动寻找和拜访与实验室专长相符的相关产业,介绍实验室的研究成果、仪器设备资源和研究能力。在听取业界需求后,逐步调整研究方向才能很好的与业界接轨。在合作初期应提升自身能力和产生合作默契为目的,解决企业问题时要善用“共同实验室”仪器设备,增强研究能力和广度。在有一定成果后才能做到“酒香不怕巷子深”,让企业主动找上门提出产学合作计划。
在解决产学合作方式上,教授提出了“Know-How”的双赢方式,即在企业遇到待解决问题是,积极探索产生问题的物理机制层面的原因(Know what is the problem),找到解决问题的方法(How to solve the problem)。利用这种“Know-How”的方式,在解决问题的同时自然就有论文和专利产出。在具体解决方法上,经由产学合作计划,我们可以将业界资源带进实验室,再利用实验室的执行与研究能力,可以解决企业迫切需要的问题。当然,通过产学合作,学校可以培养更多无产学落差的优秀研究生。
成功产学案例展示
在8代液晶玻璃基板技术上,张鼎张教授以InGaZnO为例分享了与友达光电等企业的合作经验。友达光电的TFT样品由于保护层的问题,在通水汽后器件迅速失效。教授团队在分析原因后提出采用氧化物保护层,使友达光电迅速做出了4K的65寸屏幕,团队也收获了6项美国专利,7项台湾专利和18篇。在此次合作成功后,团队为群创光电解决了InGaZnO光照失效问题,也赢得了后来与瀚宇和华映的合作机会。在FinFET方面,张鼎张教授主要介绍了与华联电子和台积电在SOI和High-V方面的合作,并取得了8项台湾专利和4项美国专利的成果。
最后,张鼎张教授着重介绍了在RRAM新结构、新材料、新工艺方面的研究成果。新结构方面,对Zr:SiO2材料引入C:SiO2石墨烯层,使得器件发生氧化还原的作用时,石墨烯中C-C键的键长发生变化,产生了自限流作用,显著的提升了器件的可靠性。在机理方面,教授认为器件的初始化(Forming)过程主要与流过器件的电量相关,而与电流的大小无绝对关系;在写“1”(SET)过程中,器件的SET过程主要和能量相关;在置“0”(RESET)过程中,器件主要遵从的是一种阻式退缩特性,可以在氧化铪器件RESET的伏安特性曲线中观察到这种量子化效应。
在场师生与张鼎张教授进行了面对面的学术交流和讨论,现场气氛活跃。
报告结束后,张鼎张教授还参观了信息存储材料及器件研究所的实验室。


