【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.10】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24AT0171

利用課題名 / Title

機能性酸化物薄膜の結晶粒解析

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,集束イオンビーム/ Focused ion beam

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

野本 淳一

所属名 / Affiliation

産業技術総合研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

飯竹 昌則

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-034：集束イオンビーム加工観察装置(FIB)

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

水素を添加した固相結晶化酸化インジウム (IO:Hと呼称 ) 透明導電膜は顕著に高いキャリア移動度のため、近赤外光透過の低下の原因であるキャリア密度を低く抑えた状態でも高い電気伝導を実現できる。高移動度 IO:H 透明導電膜の形成は、先ず、マグネトロンスパッタ成膜中に微量の水蒸気を導入し、非晶質の前駆体薄膜を形成する。成膜後、熱や光照射による固相結晶化することによって高移動度の特徴が発現する。そのため、形成される結晶粒の分布や粒径の把握が極めて重要である。本課題では、走査イオン顕微鏡 (SIM) を用いて、薄膜表面の結晶粒を観察した。

実験 / Experimental

【利用した主な装置】【AT-034】集束イオンビーム加工観察装置（FIB）【実験方法】 観察試料はマグネトロンスパッタ法によりガラス基材上に形成した膜厚 120 nm の IO:H　薄膜である。成膜後に 200 ℃、30 分の条件で固相結晶化を施した。

結果と考察 / Results and Discussion

図 1 に結晶化後のIO:H 薄膜の表面 SIM 像を示す。図 1 が示すように、結晶化後の薄膜は、濃い黒、灰色、または白色の 3 色の多角形の結晶粒が全面を覆っている様子が明確に確認された。これらの結晶粒の色は、結晶表面に応じて Ga イオンの薄膜への浸透深さが変化することに起因し、その結果、二次電子の収量が変化するためであると考えられる。このチャネリングコントラストの違いは、結晶粒がランダム配向していることを示唆しており、これは電子後方散乱回折 (EBSD) 法によって観察された逆極点図 (IPF) マップによっても確認された。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

結晶化後の IO:H 薄膜の表面 SIM 像

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

謝辞：本課題実施にあたり、飯竹昌則 様の多大なるご支援に深く感謝致します。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

1. Junichi Nomoto, Key Sputtering Parameters for Precursor In₂O₃ Films to Achieve High Carrier Mobility, ACS Applied Materials & Interfaces, 16, 64113-64122(2024).
   DOI: 10.1021/acsami.4c09669
   

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件