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Development of low-damage, high-rate deposition technology for oxide thin films and elucidation of the mechanism

Research Project

Project/Area Number 21K04887
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 29020:Thin film/surface and interfacial physical properties-related
Research InstitutionTokyo Polytechnic University

Principal Investigator

Yasuda Yoji  東京工芸大学, 工学部, 准教授 (20460173)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 内田 孝幸  東京工芸大学, 工学部, 教授 (80203537)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords酸化物薄膜 / 低ダメージ堆積 / 高速堆積 / 対向ターゲット式スパッタ法 / 透明アンテナ / ITO / 酸化タングステン / 高速成膜 / 透明導電膜 / 低ダメージ成膜 / 高速堆積技術
Outline of Research at the Start

本研究の概要は、現在様々な分野(センサ、太陽電池等)で利用されている酸化物薄膜を超高速かつ低ダメージで堆積する技術を開発することである。本研究では、独自に開発した対向ターゲット式低ダメージスパッタ装置を用いて均一な膜形成を有し、かつ100 nm/min以上の超高速堆積する新しいスパッタ手法を提案する。またその有用性を実証し堆積メカニズムの解明につなげる。

Outline of Final Research Achievements

The main focus of this project was the development of low-damage and high-speed deposition techniques for oxide thin films. In particular, tungsten oxide and indium tin oxide (ITO) thin films were treated and low-damage and high-speed deposition techniques were developed. It was found that the deposition rate of tungsten oxide films, which are considered to be sputtered by sublimation, increased when the sputtering voltage was increased under constant sputtering current. Transparent conductive thin films such as ITO and multilayer structure films with a metal film sandwiched between ITO were also prepared to realise transparent antennas with good radiation efficiency. The radiation efficiency was further improved by annealing the films.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水素社会推進法が制定され従来の化石燃料から水素燃料を中心とした社会に変わりつつある中で本研究で取り扱った酸化タングステン膜は電源不要で水素ガスを検知する水素ガスセンサーとしても利用が可能である。高速堆積技術が開発されればさらなる水素ガスセンサーの普及につながると考えられる。また通信の世界では5Gやその次の6Gと進化を続けておりそれに伴いアンテナをいくつも並べたアレイタイプが要求されている。本研究で取り扱った透明アンテナは専用の基地局を用意するのではなく既存のビルの窓などをアンテナとして利用するために必要な基礎技術を見出したと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Effect of annealing treatment of indium tin oxide thin films on film properties and transparent antenna properties2024

    • Author(s)
      Yoji Yasuda , Yuri Yamada , Fukuro Koshiji , Shin-ichi Kobayashi , Takayuki Uchida , Yoichi Hoshi
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: 794 Pages: 140295-140295

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2024.140295

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transparent Antenna with High Radiation Efficiency and High Optical Transmittance Using Dielectric-metal-dielectric Composite Materials Based on ITO/Ag/ITO Multilayer Film2022

    • Author(s)
      Fukuro Koshiji, Yoji Yasuda, Yuri Yamada, Katsumi Yamada, Takayuki Uchida,
    • Journal Title

      Transactions of The Japan Institute of Electronics Packaging

      Volume: 15 Issue: 0 Pages: E22-001-1-E22-001-7

    • DOI

      10.5104/jiepeng.15.E22-001-1

    • ISSN
      1883-3365, 1884-8028
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Effects of Atmospheric Annealing on Transparent Antenna Properties of ITO Thin Films2023

    • Author(s)
      Yoji Yasuda, Fukuro Koshiji,Shin-ichi Kobayashi, Takayuki Uchida and Yoichi Hoshi
    • Organizer
      TACT2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ITO/Ag/ITO膜におけるAg層の膜厚に対する透過率と導電率への影響2023

    • Author(s)
      齋藤優花, 越地福朗, 安田洋司, 山田勝実, 内田孝幸
    • Organizer
      第71回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 透明導電膜で形成するUWB用広帯域アンテナの検討2023

    • Author(s)
      齋藤優花,越地福朗,安田洋司,小林信一,山田勝実,内田孝幸
    • Organizer
      第9回画像関連学会連合会秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Reduction of Sheet Resistance and Improvement of Radiation Efficiency by Annealing treatment of ITO transparent antenna2022

    • Author(s)
      Y. Yamada, F. Koshiji, Y. Yasuda, K. Yamada, T. Uchida
    • Organizer
      International Conference on Electronics Packaging 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スマートウォッチディスプレイに搭載する透明導電膜デュアルバンドアンテナ2022

    • Author(s)
      山田友里,越地 福朗,安田洋司,山田勝実,内田孝幸
    • Organizer
      マイクロメカトロニクス学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 透明アンテナ用ITO導電膜のアニール処理によるシート抵抗の低減とアンテナの放射効率改善2022

    • Author(s)
      山田 友里、越地 福朗、安田 洋司、山田 勝実、内田 孝幸
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Analysis of Reflection Characteristics and   Radiation Efficiency on Thickness and Conductivity of Monopole Antenna Using Transparent Conductive   Film2021

    • Author(s)
      Y. Yamada, F. Koshiji, Y. Yasuda, T. Uchida, K. Yamada, et al.
    • Organizer
      International Conference on Electronics Packaging 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of Radiation Efficiency of Antenna Using Transparent Conductive Thin Film2021

    • Author(s)
      Fukuro Koshiji, Yuri Yamada, Yoji Yasuda, Takayuki Uchida and Katsumi Yamada
    • Organizer
      International Conference on Advanced Imaging 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水素ガスセンサ向け酸化タングステン膜スパッタ堆積中の酸素負イオンによる衝撃低減の検討2021

    • Author(s)
      安田洋司、星陽一
    • Organizer
      エレクトロニクス実装学会システム設計研究会 2021年度 第1回公開研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 透明アンテナ用 ITO 透明導電膜のアニール処理によるシート 抵抗の低減とアンテナの放射効率改善の検討2021

    • Author(s)
      山田 友里、越地 福朗、安田 洋司、山田 勝実、内田 孝幸
    • Organizer
      第31回マイクロエレクトロニクスシンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 透明アンテナ用ITO導電膜のシート抵抗と放射効率の膜厚依存性2021

    • Author(s)
      山田 友里、越地 福朗、安田 洋司、山田 勝実、内田 孝幸
    • Organizer
      第69回応用物理学会春季学術講演
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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