【公開日：2026.02.26】【最終更新日：2026.02.26】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23UT0049

利用課題名 / Title

窒化物圧電薄膜の結晶欠陥分析

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Univ. of Tokyo

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

ARIM半導体基盤PF関連課題 / Related to ARIM-SETI

指定なし/No Designation

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）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed

キーワード / Keywords

圧電効果　圧電薄膜,電子顕微鏡/ Electronic microscope

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)

テシガハラ アキヒコ

所属名 / Affiliation

芝浦工業大学 大学院理工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes

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

福川 昌宏,近藤 尭之

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

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

UT-102：高分解能走査型分析電子顕微鏡

報告書データ / Report

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

反応性スパッタリング成膜によって形成した窒化物圧電薄膜は成膜条件や成膜後の処理によって大きく結晶性や特性が変化する。成膜条件等と膜特性の関係を介在する要因のひとつが膜中欠陥だと考えられる。これをカソードルミネッセンスにより検証したい。

実験 / Experimental

窒化物圧電薄膜を形成する下地にプラズマエッチング処理を施し、平滑化する。エッチング処理時間を変えて粗さを変化させたうえで窒化物圧電薄膜をスパッタ成膜する。（自機関）　下地粗さを変化させたサンプルを数種類、カソードルミネセンスにより分析する。（支援機関）　

結果と考察 / Results and Discussion

図１にエッチング時間を変化させた３種類のサンプルのカソードルミネセンススペクトルを示す。エッチング時間23ｓで発光強度は低下しており、膜中欠陥密度が低下したものと考えられる。エッチング時間を90ｓに増加しても発光強度の増加はなく、欠陥密度は飽和していると考えられる。こうした欠陥密度の傾向は、膜の結晶性、リーク電流などの電気特性を対応している。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

窒化物圧電薄膜のカソードルミネセンススペクトル

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

本研究の成果については、現時点で2件論文発表予定（1件は投稿済み、1件は準備中）。測定対象のカソードルミネセンス発光強度は非常に小さく、測定条件の最適化に際しては福川氏、近藤氏に大いにご助言、ご協力いただいた。厚く御礼申し上げます。

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. Akihiko Teshigahara, Influence of underlayer roughness on the properties of Sc_0.4Al_0.6N thin films prepared via sputter deposition, Japanese Journal of Applied Physics, 63, 055501(2024).
   DOI: https://doi.org/10.35848/1347-4065/ad3da3
   
2. Akihiko Teshigahara, Reduction mechanism of loss tangent of scandium-doped aluminum nitride thin film by post-deposition annealing, Japanese Journal of Applied Physics, 63, 095501(2024).
   DOI: https://doi.org/10.35848/1347-4065/ad7343
   

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