Development of hydrogenated amorphous indium oxide-based transparent conductive oxide films with high mechanical flexibility

具有高机械柔性的氢化非晶氧化铟基透明导电氧化物薄膜的开发

• 批准号: 22K04932
• 负责人: 相川 慎也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kogakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04932/
• 关键词: フレキシブル; 酸化物; 透明導電膜; アモルファス; 水素化

Internet of ThingsやInternet of Human推進に向けた社会的要請が高まる中，機械的柔軟性とともに優れた電気伝導および光学的透明性を併せ持つフレキシブル透明導電膜への期待が高まっている．しかしながら，従来材料ITOは易結晶化材料であるため，このような用途に対して適しているのか定かでない．本研究では，独自に開発してきたアモルファス性の非常に高いB含有In2O3透明導電薄膜を用いる．これまでの研究結果から，ITOに匹敵する電気的・光学的特性が得られることがわかったが，フレキシブル透明導電膜として応用するために，依然として，以下2つの課題を残す：(1)B含有In2O3薄膜のキャリア密度向上，(2)フレキシブル薄膜測定装置の改良．そこで，これらの解決のため，水素ドープによる成膜条件最適化，および薄膜の局所構造解析と構成元素含有量の定量評価を行うとともに，屈曲に伴う薄膜形態変化を明らかにし，さらなる機械的柔軟性の向上を目指す．2022年度は，3種類の混合ガス中でのスパッタ成膜条件最適化と特性評価の比較を計画していたが，半導体チップ供給不足による研究装置の納期遅延のため，Ar/H2ガス中での最適化を進めた．また，次年度以降に予定していた柔軟性評価を先行して実施した．結果として，期待していた水素導入によるキャリア密度向上と，それに伴う抵抗率の減少は達成したものの，全く想定していなかった薄膜硬化が生じ，水素導入により柔軟性は低下することが新たな知見として得られた．一方，遅れていた水蒸気導入機構のセットアップが年度内に完了したため，確立したAr/H2ガスでの最適成膜条件をもとに，薄膜作製と評価を進めている．

The Internet of Things and the Internet of Human push forward the requirements of society. The flexibility of machinery and the transparency of optics are expected to be high. ITO is a material that is easy to crystallize, and its application is suitable for it. In this study, we have developed a transparent conductive film containing In2O3, which has very high conductivity. The research results show that the electrical and optical properties of ITO are comparable to those of In2O3, and the transparent conductive film is still used. The following two problems remain: (1) the density of In2O3-containing B thin film is increased, and (2) the improvement of the measurement device of In2O3 thin film. In 2022, the optimization of film formation conditions and comparison of film properties among three kinds of mixtures were planned. The optimization of Ar/H2 ratio in the process of research equipment delay due to insufficient semiconductor supply. The next year, the flexibility assessment was determined. As a result, it is expected that the introduction of water element will lead to a decrease in the density of the film, and that the film will harden due to the introduction of water element. On the other hand, the optimum film formation conditions of Ar/H2 were established during the year.

项目成果

N2 concentration dependence of electrical conduction in partially nitrided SnOx thin-films deposited by reactive RF magnetron sputtering

反应性射频磁控溅射沉积的部分氮化 SnOx 薄膜中电导率的 N2 浓度依赖性

• 发表时间: 2023
• 作者: T. Kawaguchi;K. Watanabe;S. Aikawa
• 通讯作者: S. Aikawa

N2およびAr/H2アニールによるSnOx薄膜の還元状態の比較

N2和Ar/H2退火SnOx薄膜还原状态比较

• 发表时间: 2023
• 作者: 野寺 歩夢，森 峻;相川 慎也;渡辺 幸太郎，川口 拓真，山口 智広，尾沼 猛義，本田 徹，相川 慎也
• 通讯作者: 渡辺 幸太郎，川口 拓真，山口 智広，尾沼 猛義，本田 徹，相川 慎也

TiOx系ReRAM特性におけるアニール温度の影響

退火温度对 TiOx 基 ReRAM 特性的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 野寺 歩夢，森 峻;相川 慎也;渡辺 幸太郎，川口 拓真，山口 智広，尾沼 猛義，本田 徹，相川 慎也;森 峻，木菱 完太，山寺 真理，野寺 歩夢，渡辺 幸太郎，鷹野 一朗，相川 慎也;川口 拓真，渡辺 幸太郎，永井 裕己，山口 智広，尾沼 猛儀，本田 徹，相川 慎也;池田 翔，大沢 遼輝，相川 慎也
• 通讯作者: 池田 翔，大沢 遼輝，相川 慎也

Deposition of nitrogen-doped titanium dioxide thin films via rf magnetron sputtering

射频磁控溅射沉积氮掺杂二氧化钛薄膜

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Martinez;T. Onuma;H. Nagai;T. Honda;S. Aikawa;T. Yamaguchi;M. Vasquez Jr.
• 通讯作者: M. Vasquez Jr.

Ar/H2雰囲気中でスパッタ成膜したSnO2薄膜の特性評価

Ar/H2气氛中溅射沉积SnO2薄膜的特性评价

• 发表时间: 2023
• 作者: 野寺 歩夢，森 峻;相川 慎也;渡辺 幸太郎，川口 拓真，山口 智広，尾沼 猛義，本田 徹，相川 慎也;森 峻，木菱 完太，山寺 真理，野寺 歩夢，渡辺 幸太郎，鷹野 一朗，相川 慎也;川口 拓真，渡辺 幸太郎，永井 裕己，山口 智広，尾沼 猛儀，本田 徹，相川 慎也;池田 翔，大沢 遼輝，相川 慎也;木菱 完太，山寺 真理，森 峻，相川 慎也;小林 翔，渡辺 幸太郎，川口 拓真，石田 哲也，相川 慎也
• 通讯作者: 小林 翔，渡辺 幸太郎，川口 拓真，石田 哲也，相川 慎也