JP2019039051A - Ａｌ合金薄膜電極、発光素子及びスパッタリングターゲット - Google Patents

Abstract

【課題】高い生産性を有し、反射性能に優れたＡｌ合金薄膜、当該Ａｌ合金薄膜を備える発光素子、及び当該Ａｌ合金薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットを提供することを課題とする。【解決手段】本発明の一態様に係るＡｌ合金薄膜電極は、屈折率が１．５以上２．０以下である基板に直接又は間接的に積層され、平均膜厚が５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下で希土類元素を含むＡｌ合金薄膜であって、上記Ａｌ合金薄膜の厚み方向の中心を基準として厚みの±２０％以内の領域に存在する上記希土類元素の金属間化合物の最大結晶粒径が３００ｎｍ以下、かつ隣接する上記金属間化合物が２０００ｎｍ以下の距離で分散状態で存在し、上記基板及びＡｌ合金薄膜の上記基板側からの反射率が６０％以上であることを特徴とする。上記希土類元素が、Ｎｄ、Ｌａ、Ｓｃ、Ｇｄから選ばれる少なくとも１種を含み、その含有量が０．１ａｔ％以上３ａｔ％以下であるとよい。【選択図】なし

Description

本発明は、Ａｌ合金薄膜電極、発光素子及びスパッタリングターゲットに関する。

一般的にＬＥＤ用反射電極として、Ａｇ（銀）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）、Ａｌ（アルミニウム）等を含む素材が広く利用されている。Ｐｔ、Ａｕ等はマイグレーション耐性が高いことが知られているが、貴金属のため高価であり、また短波長側の反射率が低く、青色ＬＥＤなどには不向きとされている。Ａｇは、可視光域において高い反射率を有しているがマイグレーション耐性が低く、反射率の低下を引き起こすおそれがある。純Ａｌは安価で、高耐食性、及び可視光域での安定した高い反射率を有しているが、ＬＥＤなどの反射電極に用いる場合では、高い電流密度によるエレクトロマイグレーションが懸念される。

エレクトロマイグレーションを防止するために、コンタクト電極と反射電極とを分離して配置し、この反射電極を絶縁層で覆う方法が発案されている（特許第５５４３１６４号公報）。しかし、絶縁層の形成には酸化物ターゲットを用いた反応性スパッタやＣＶＤ工程が必要となり、生産性を低下させるおそれがある。

また、Ａｌ合金薄膜の配線層に高融点金属を含む合金層を積層し、Ａｌ―高融点金属の金属間化合物層を形成することでエレクトロマイグレーション耐性を高める方法が発案されている（特開２００３−２６４１９３号公報）。しかし、フリップチップ形式のＬＥＤでは基板面から光を取り出すため、当該方法では反射面が合金層側となり、Ａｌ合金薄膜の高い反射性能を効果的に利用することができないおそれがある。

特許第５５４３１６４号公報 特開２００３−２６４１９３号公報

このような事情に鑑みて、本発明は、高い生産性を有し、反射性能に優れたＡｌ合金薄膜、当該Ａｌ合金薄膜を備える発光素子、及び当該Ａｌ合金薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るＡｌ合金薄膜電極は、屈折率が１．５以上２．０以下である基板に直接又は間接的に積層され、平均膜厚が５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下で希土類元素を含むＡｌ合金薄膜であって、上記Ａｌ合金薄膜の厚み方向の中心を基準として厚みの±２０％以内の領域に存在する上記希土類元素の金属間化合物の最大結晶粒径が３００ｎｍ以下であり、かつ隣接する上記金属間化合物が２０００ｎｍ以下の距離で分散状態で存在し、上記基板及びＡｌ合金薄膜の上記基板側からの反射率が６０％以上であることを特徴とする。

Ａｌ合金薄膜が希土類元素を含むことで、ヒロック（コブ状の突起物）の発生を抑制し、耐熱性を向上させることができる。また、上記Ａｌ合金薄膜の平均膜厚を５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下とし、厚み方向の中心を基準として厚みの±２０％以内の領域に存在する上記希土類元素の金属間化合物の最大結晶粒径が３００ｎｍ以下、かつ隣接する上記金属間化合物が２０００ｎｍ以下の距離で分散状態で存在させることにより、上記Ａｌ合金薄膜の反射率を高めることができると共に、エレクトロマイグレーション耐性を高めることができる。よって、上記Ａｌ合金薄膜を、優れた発光素子用の反射電極とすることができる。

上記希土類元素が、Ｎｄ、Ｌａ、Ｓｃ、Ｇｄから選ばれる少なくとも１種を含み、含有量が０．１ａｔ％以上３ａｔ％以下であるであるとよい。上記希土類元素がＮｄ、Ｌａ、Ｓｃ、Ｇｄを少なくとも１種を含み、含有量を０．１ａｔ％以上３ａｔ％以下とすることで、Ａｌ合金薄膜の反射率を低下させることなく、エレクトロマイグレーション耐性をより高くすることができる。

上記Ａｌ合金薄膜が、Ａ群元素としてＮｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｂ群元素としてＴｉ、Ｔａから選ばれる少なくとも１種をさらに含み、上記Ａ群元素の含有量が２ａｔ％以下であり、上記Ｂ群元素の含有量が０．５ａｔ％以下であり、かつ上記希土類元素とＡ群元素とＢ群元素との含有量が下記式（１）を満たすとよい。
０．１ａｔ％≦［Ｘ］＋［Ｙ］＋５×［Ｚ］≦３ａｔ％ ・・・・・ （１）
式（１）中、［Ｘ］は希土類元素の含有量（ａｔ％）であり、［Ｙ］はＡ群元素の含有量（ａｔ％）であり、［Ｚ］はＢ群元素の含有量（ａｔ％）である。Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｔａを所定量さらに含ませることで、エレクトロマイグレーション耐性をさらに高くすることができる。

上記Ａｌ合金薄膜が上記基板側に下地層をさらに有し、この下地層がＭｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、及びこれらの合金を含むとよい。当該下地層をさらに備えることで、上記Ａｌ合金薄膜の接着性を高めることができる。

本発明の別の一態様に係る発光素子は、上記Ａｌ合金薄膜を反射電極として備える。当該発光素子は、優れた反射性能及びエレクトロマイグレーション耐性を有する上記Ａｌ合金薄膜を反射電極として備えるため、光吸収損失が少なく、発光効率に優れると共に、電極不良による不具合発生を抑制することができる。

本発明の他の一態様に係るスパッタリングターゲットは、上記Ａｌ合金薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットであって、上記Ａｌ合金薄膜と同一の成分組成を有する。当該スパッタリングターゲットが、上記Ａｌ合金薄膜と同一の成分組成を有することによって、所望する成分を含むＡｌ合金薄膜電極を容易に製造することができる。

以上説明したように、本発明に係るＡｌ合金薄膜電極は、優れた反射性能とエレクトロマイグレーション耐性とを有する。また、本発明に係る発光素子は、優れた発光効率を有する。さらに、本発明に係るスパッタリングターゲットによれば、優れたエレクトロマイグレーション耐性と反射性能とを有するＡｌ合金薄膜電極を容易に製造することができる。

本発明の一実施形態に係る発光素子の模式図である。 本発明の他の実施形態に係るＡｌ合金薄膜のＴＥＭ画像である。

以下、本発明の実施の形態を詳説する。なお、図を用いて説明する際の「上」とは、図の上方を示すものとし、「下」とは図の下方を示すものとする。

［発光素子］
本発明の一実施形態に係る発光素子として、フリップチップ形式のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を例として説明する。

図１は、発光素子１の模式図である。発光素子１は、基板２、ｎ−コンタクト層３、ｎ−接合電極４、発光層５、ｐ−コンタクト層６、及びＡｌ合金薄膜７を主に備える。具体的には、基板２上に、ｎ−コンタクト層３が積層され、ｎ−コンタクト層３の一部に、ｎ−接合電極４が配置される。ｎ−コンタクト層３の別の一部には、発光層５、ｐ−コンタクト層６、及びＡｌ合金薄膜７が積層される。ｎ−接合電極４及びＡｌ合金薄膜７に電流が通じることにより、発光層５が発光して、発光素子１が照明する。発光層５が発光する光は、図１の左右及び前後（紙面表面側及び裏面側）に広がると同時に、上下に広がる。図１の下側に進行する光は、ｎ−コンタクト層３及び基板２を透過する。図１の上側に進行する光は、ｐ−コンタクト層６を透過し、Ａｌ合金薄膜７に反射されて、再びｐ−コンタクト層６を透過し、ｎ−コンタクト層３及び基板２を透過する。従って、発光素子１としては、図１の左右及び前後と下側とを照明する。

＜コンタクト層＞
ｎ−コンタクト層３及びｐ−コンタクト層６は、ｎ−接合電極４及びＡｌ合金薄膜７の通電時にｎ−コンタクト層３から電子、ｐ−コンタクト層６から正孔を発光層５に供給する。ｎ−コンタクト層３及びｐ−コンタクト層６は、光透過性を有する。コンタクト層の形成としては、特に限定されず、例えばエピタキシャル法でＧａＮ（窒化ガリウム）を薄膜に形成することができる。

＜発光層＞
発光層５は、ｎ−接合電極４及びＡｌ合金薄膜７の通電時にｎ−コンタクト層３から電子、ｐ−コンタクト層６から正孔を供給され、この電子及び正孔が発光層５内で結合することで発光する。発光層５の形成としては、特に限定されず、例えばエピタキシャル法でＩｎＧａＮ（窒化インジウムガリウム）／ＧａＮを薄膜に形成することができる。

＜接合電極＞
接合電極は、ｐ−接合電極とｎ−接合電極４とがあり、本実施形態においてｐ−接合電極はＡｌ合金薄膜７である。接合電極は、図示しない電源から電流を供給され、コンタクト層を通じて発光層５を発光させる。ｎ−接合電極４の材質としては、特に限定されず、例えばＡｌ合金等が用いられる。

＜基板＞
基板２は、少なくとも一つの平坦面を有する立体である。この平坦面にｎ−コンタクト層３、発光層５、Ａｌ合金薄膜７等を積層し、他の面は、基板２内に浸入した光を出光する出光面となる。具体的には、平坦面に積層された発光層５が発光した光及びＡｌ合金薄膜７からの反射光が平坦面に入射し、基板内を透過して、他の面から出光する。

基板２の材質としては、耐熱性を有し光が透過することができる透明な材質であれば特に限定されず、公知のものを使用することができ、例えば、サファイアとすることができる。基板２の屈折率は、１．５以上２．０以下である。基板２に積層されるｎ−コンタクト層３には、屈折率の高い材質が使用されることがあるため、基板２の屈折率が小さいと、ｎ−コンタクト層３から基板２に浸入する光の臨界角が小さくなり、発光層５が発光した光及びＡｌ合金薄膜７からの反射光の基板２の平坦面での全反射量が多くなり、光損失が増大する。基板２の屈折率を１．５以上２．０以下とすることで、平坦面での全反射量を低減し、光損失を抑制することができる。

＜Ａｌ合金薄膜＞
Ａｌ合金薄膜７は、それ自体が本発明の他の実施形態であり、発光素子１の電極である。具体的には、Ａｌ合金薄膜７はｐ−接合電極であり、ｎ−接合電極４及びＡｌ合金薄膜７に電流が通じることにより、発光層５が発光する。また、Ａｌ合金薄膜７は、優れた反射性能を有し、発光層５からＡｌ合金薄膜７に向けて発光された光を反射して基板２の平坦面に進行させる。

電極として用いられるＡｌ合金薄膜７の材料としては、主成分としてのＡｌと、希土類元素とを含み、Ａｌ及び希土類元素以外の金属成分、並びに不可避的不純物が含まれてもよい。Ａｌ及び希土類元素以外の金属成分としては、Ｔａ（タンタル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｖ（バナジウム）、Ｔｉ（チタン）及びＣｒ（クロム）等が含まれる。Ａｌ合金薄膜７に希土類元素が含まれることで、ヒロックの形成を抑制して耐熱性を高めることができる。なお、希土類元素とは、ランタノイド元素（周期表において、原子番号５７のＬａから原子番号７１のＬｕまでの合計１５元素）に、Ｓｃ（スカンジウム）とＹ（イットリウム）とを加えた元素群のことである。

Ａｌ合金薄膜７の平均膜厚の下限値としては、５０ｎｍが好ましく、２５０ｎｍがより好ましく、５００ｎｍがさらに好ましい。一方、平均膜厚の上限値としては、２０００ｎｍが好ましく、１５００ｎｍがより好ましく、１０００ｎｍがさらに好ましい。上記平均膜厚が上記下限値に満たない場合、Ａｌ合金薄膜７が光の半透過膜となり、反射性能が低下するおそれがある。一方、上記平均膜厚が上記上限値を超えた場合、材料コストが不必要に増大するおそれがある。

Ａｌ合金薄膜７の厚み方向の中心を基準として厚みの±２０％以内の領域において、Ａｌ合金薄膜７に含まれる希土類元素とＡｌ元素との金属間化合物は、最大結晶粒径が３００ｎｍ以下であり、かつ隣接する金属間化合物同士の距離が２０００ｎｍ以下で分散状態で存在する。当該領域で希土類元素の金属間化合物の最大結晶粒径が３００ｎｍ以下で、間隔が２０００ｎｍ以下の分散状態で存在することにより、電子によるＡｌの粒界拡散（エレクトロマイグレーション）が効率的にピン止めされるため、電極材料としての抵抗率を増大することなく、反射性能を低下させることがないと共に、エレクトロマイグレーション耐性に優れたＡｌ合金薄膜とすることができる。なお、金属間化合物の最大結晶粒径とは、観察において発見した金属間化合物の結晶粒径で最大値のものである。

Ａｌ合金薄膜７に含まれる希土類元素が、Ｎｄ（ネオジム）、Ｌａ（ランタン）、Ｓｃ（スカンジウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。希土類元素が、Ｎｄ、Ｌａ、Ｓｃ、Ｇｄから選ばれる少なくとも１種を含むことで、耐熱性をより向上することができる。また、上記Ｎｄ等の含有量の下限値としては、０．１ａｔ％が好ましく、０．１５ａｔ％がより好ましく、０．２ａｔ％がさらに好ましい。一方、上記Ｎｄ等の含有量の上限値としては、３ａｔ％が好ましく、２．５ａｔ％がより好ましく、２ａｔ％がさらに好ましい。上記Ｎｄ等の含有量が上記下限値に満たない場合、ヒロックの形成を抑制することができず、耐熱性を向上することができないおそれがある。一方、上記Ｎｄ等の含有量が上記上限値を超える場合、Ａｌ合金薄膜７の抵抗率が増大し、反射性能が低下するおそれがある。

Ａｌ合金薄膜７が、Ａ群元素としてＮｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｃｏ（コバルト）から選ばれる少なくとも１種、Ｂ群元素としてＴｉ（チタン）、Ｔａ（タンタル）から選ばれる少なくとも１種をさらに含み、上記Ａ群元素の含有量が０ａｔ％以上２ａｔ％以下、上記Ｂ群元素の含有量が０ａｔ％以上０．５ａｔ％以下、かつ上記希土類元素とＡ群元素とＢ群元素との含有量が下記式（１）を満たすことが好ましい。
０．１ａｔ％≦［Ｘ］＋［Ｙ］＋５×［Ｚ］≦３ａｔ％ ・・・・・ （１）
式（１）中、［Ｘ］は希土類元素の含有量（ａｔ％）であり、［Ｙ］はＡ群元素の含有量（ａｔ％）であり、［Ｚ］はＢ群元素の含有量（ａｔ％）である。

Ａｌ合金薄膜７が、上記希土類元素に加えて、さらに上記Ａ群元素、Ｂ群元素、又はＡ群元素及びＢ群元素を含むことで、耐熱性をさらに向上することができる。また、上記Ａ群元素の含有量が０ａｔ％以上２ａｔ％以下、上記Ｂ群元素の含有量が０ａｔ％以上０．５ａｔ％以下、かつ上記希土類元素とＡ群元素とＢ群元素との含有量が上記式（１）を満たすことで、Ａｌ合金薄膜７の抵抗率増大、及び反射性能低下を生じることなく、耐熱性をさらに向上することができる。

Ａｌ合金薄膜７は、上述したようにＡｌ以外の元素を含むが、高い反射率を有する。具体的には、Ａｌ合金薄膜７が積層される基板２の平坦面以外の面から可視光領域の光をＡｌ合金薄膜７に照射し、Ａｌ合金薄膜７の反射光が基板２を透過して計測される反射光強度が６０％以上とすることができる。

（下地層）
図１には示されていないが、Ａｌ合金薄膜７が上記基板側に下地層をさらに有し、この下地層がＭｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、及びこれらの合金を少なくとも１種含むことが好ましい。Ａｌ合金薄膜７が上記基板側に上記Ｍｏ等の高融点金属元素を含む下地層を有することで、ｐ−コンタクト層６との密着性を高めることができる。あるいは、当該下地層をｐ−コンタクト層とすることができる。

下地層の平均膜厚は、光透過性を低減させないため、可能な限り薄く形成されるのが好ましい。下地層の平均膜厚の下限値としては、１ｎｍが好ましく、１．５ｎｍがより好ましく、２ｎｍがさらに好ましい。一方、下地層の平均膜厚の上限値としては、１２ｎｍが好ましく、８．５ｎｍがより好ましく、５ｎｍがさらに好ましい。下地層の平均膜厚が上記下限値に満たない場合、ｐ−コンタクト層６との密着性を高めることができないおそれがある。一方、下地層の平均膜厚が上記上限値を超える場合、発光層５からの光及びＡｌ合金薄膜７からの反射光が下地層を透過できなくなるおそれがある。

＜利点＞
当該Ａｌ合金薄膜７は、Ａｌ等の金属成分と共に希土類元素を含むため、ヒロックの発生を抑制しつつ、耐熱性に優れる。また、希土類元素の含有量が所定量以下であるため、Ａｌ合金薄膜７が本来有する高い反射率を維持することができる。さらに、Ａｌ合金薄膜７の所定領域に、希土類元素の金属間化合物が分散状態で存在するため、エレクトロマイグレーション耐性に優れる。よって、当該Ａｌ合金薄膜７は、発光素子１の反射電極として好適であり、当該Ａｌ合金薄膜７を備える発光素子１は、輝度に優れると共に、耐久性に優れる。

［Ａｌ合金薄膜の製造方法］
当該Ａｌ合金薄膜の形成は、特に限定されるものでなく、スパッタリング法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法等の公知の形成方法を採用することができる。中でも、成分及び平均膜厚の均一性に優れた薄膜とすることが容易にできることから、スパッタリング法が好ましい。

スパッタリング法は、スパッタリングターゲットにマイナスの電圧を印加してグロー放電を発生させ、Ａｒ（アルゴン）等の不活性ガス原子をイオン化し、高速でスパッタリングターゲットの表面に衝突させて、スパッタリングターゲットを構成する成膜材料の粒子（原子・分子）を弾き出し、基材に付着させＡｌ合金薄膜を形成する。

［スパッタリングターゲット］
本発明の別の一実施形態に係るスパッタリングターゲットは、Ａｌ合金薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットであって、上述したＡｌ合金薄膜７と同一の成分組成を有する。当該スパッタリングターゲットは、Ａｌ合金薄膜７を上記スパッタリング法で形成するのに用いることができる。

当該スパッタリングターゲットの形状としては、特に限定されるものでなく、スパッタリング装置の形状や構造に応じて、角型プレート状、円形プレート状、ドーナツプレート状、円筒状等、任意の形状とすることができる。

当該スパッタリングターゲットの製造方法としては、特に限定されるものでなく、溶解鋳造法や粉末焼結法、スプレイフォーミング法でＡｌ基合金からなるインゴットを製造して得る方法、Ａｌ基合金からなるプリフォーム（最終的な緻密体を得る前の中間体）を製造した後、このプリフォームを緻密化手段により緻密化して得られる方法等、公知の方法を採用することができる。

＜利点＞
当該スパッタリングターゲットは、上記Ａｌ合金薄膜と同一の成分組成を有するため、上述したＡｌ合金薄膜７を比較的容易に形成することができる。

［その他の実施形態］
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではない。

当該Ａｌ合金薄膜は、ＬＥＤの反射電極として説明したが、これに限られず、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、ＬＥＤディスプレイの素子等に用いることも可能である。

以下、実施例に基づき本発明をさらに詳説するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。

［試料］
基板として板厚０．５ｍｍ、直径４インチのサファイア基板を用い、その表面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、表１〜４に示すＡｌ合金を成膜した。成膜に当たっては、成膜前にチャンバー内の雰囲気を、到達真空度３×１０^−６Ｔｏｒｒに調整してから、上記金属膜と同一の成分組成を有する直径４インチの円盤型スパッタリングターゲットを用い、下記条件でスパッタリングを行った。
（スパッタリング条件）
Ａｒガス圧：２ｍＴｏｒｒ
Ａｒガス流量：１９ｓｃｃｍ
スパッタパワー：５００Ｗ
基板温度：２５℃
成膜温度：２５℃

（金属間化合物の最大結晶粒径、距離の測定）
所定の温度で加熱した表１〜４のＡｌ合金膜を倍率６０万倍でＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察し、画像情報から金属間化合物の最大結晶粒径、距離を算出した。観察は、Ａｌ合金薄膜の厚み方向の中心を基準として±２０％以内の領域で行った。図２に表１の実施例１−４のＡｌ合金薄膜における金属間化合物の最大結晶粒径及び距離の例を示す。

（反射率測定）
反射率は、可視・紫外分光光度計（Ｖ−５７０：日本分光株式会社製）を用い、サファイア基板面から測定波長８５０〜４５０ｎｍの範囲における分光反射率を測定した。具体的には、基準ミラーの反射光強度に対して、試料の反射光強度を測定した値を「反射率」とし、この反射率が６０％を超えるものを合格とした。

（エレクトロマイグレーション試験）
表１〜４のＡｌ合金薄膜をフォトリソグラフィ及びエッチングにより幅１μｍ、長さ３ｍｍの直線パターンに加工し、所定の温度にて熱処理を加えた。この薄膜を２００℃に加熱し、５×１０^６Ａ／ｃｍ^２の定電流を流す通電試験を行い、故障時間（断線が起こるまでの時間）を測定した。これとは別に、同一条件で製作した純Ａｌ薄膜を同一条件で通電試験を行い、純Ａｌ薄膜の測定結果に対し故障時間が１０倍を超えるものを合格とした。なお、以下では「エレクトロマイグレーション」を「ＥＭ」と言うことがある。

実施例１−１〜１−９は所望する金属間化合物の粒径、金属間化合物間距離が得られており、６０％以上の好適な反射率、良好なＥＭ耐性が得られた。比較例１−１〜１−２では、所望する金属間化合物の粒径は得られるものの、ＥＭ耐性で良好な結果が得られていない。これは、ＥＭを阻害する金属間化合物の析出量が少ないため、ＥＭ耐性の向上に寄与しなかったと考えられる。比較例１−３では所望する金属間化合物間距離は得られたが、所望する金属間化合物の粒径が得られず良好なＥＭ耐性が得られなかった。これは、析出物サイズが粗大化されたため細かく均一な分散状態を達成することができず、その結果ＥＭ試験において良好な特性が得られなかったと考えられる。比較例１−４では所望する金属間化合物の粒径、金属間化合物間距離を満たしたが、希土類添加量が多いため反射率が低下し、６０％以上の反射率を得られなかった。

実施例２ではさらに希土類元素又は比較元素を添加し、ＥＭと反射率を確認した。実施例２−１〜２−８は式（１）を満たし、反射率６０％以上の結果を得られた。比較例２−１〜２−２ではそれぞれＡ群元素、Ｂ群元素の添加量が多すぎて、反射率６０％以上の結果を得ることができなかった。また、比較例２−３ではＡ群元素、Ｂ群元素ともにその含有量は所定の範囲内であるが、希土類元素、Ａ群元素及びＢ群元素の含有量の合計が式（１）を満足しないために反射率６０％以上の結果を得られなかった。また比較例２−４〜２−５で用いた比較元素では反射率が急激に低下し、良好な反射特性を得ることができなかった。

表１でＥＭ耐性、反射率共に優れたＡｌ合金薄膜において、高融点金属を含む下地層を積層し、反射率、ＥＭ耐性を評価した。Ｔｉを含む下地層を積層した実施例３−１〜３−３では６０％以上の反射率を得られた。また、Ｔｉとは異なる高融点金属を含む下地層を積層した実施例３−４〜３−８でも６０％以上の反射率が得られた。しかし、Ｔｉを含む下地層の平均膜厚を１５ｎｍとした比較例３−１では反射率が６０％以下となった。これは平均膜厚が厚くなったことで下地層の光の透過率が低下し、Ａｌ合金薄膜に到達する光及びＡｌ合金薄膜が反射した光が下地層に減光されたことが原因と考えられる。

実施例１でＥＭ耐性、反射率共に優れたＡｌ合金薄膜において、Ａｌ合金薄膜の平均膜厚を変えて反射率、ＥＭ耐性を評価した。平均膜厚５０〜２０００ｎｍすべての範囲では、ＥＭ耐性、反射率共に優れた結果が得られた。

上述のように、本発明のＡｌ合金薄膜電極は、ＥＭ耐性、反射率共に優れるため、発光素子に好適に用いることができる。また、本発明の発光素子は、輝度に優れるため照明装置等に好適に用いられる。さらに、本発明のスパッタリングターゲットは、当該Ａｌ合金薄膜の生産に好適に用いることができる。

１ 発光素子
２ 基板
３ ｎ−コンタクト層
４ ｎ−接合電極
５ 発光層
６ ｐ−コンタクト層
７ Ａｌ合金薄膜

Claims (6)

1. 屈折率が１．５以上２．０以下である基板に直接又は間接的に積層され、平均膜厚が５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下で希土類元素を含むＡｌ合金薄膜であって、
   上記Ａｌ合金薄膜の厚み方向の中心を基準として厚みの±２０％以内の領域に存在する上記希土類元素の金属間化合物の最大結晶粒径が３００ｎｍ以下であり、かつ隣接する上記金属間化合物が２０００ｎｍ以下の距離で分散状態で存在し、
   上記基板及びＡｌ合金薄膜の上記基板側からの反射率が６０％以上であることを特徴とするＡｌ合金薄膜。
2. 上記希土類元素が、Ｎｄ、Ｌａ、Ｓｃ、Ｇｄから選ばれる少なくとも１種を含み、含有量が０．１ａｔ％以上３ａｔ％以下である請求項１に記載のＡｌ合金薄膜。
3. 上記Ａｌ合金薄膜が、Ａ群元素としてＮｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｂ群元素としてＴｉ、Ｔａから選ばれる少なくとも１種をさらに含み、
   上記Ａ群元素の含有量が２ａｔ％以下であり、上記Ｂ群元素の含有量が０．５ａｔ％以下であり、かつ上記希土類元素とＡ群元素とＢ群元素との含有量が下記式（１）を満たす請求項２に記載のＡｌ合金薄膜。
   ０．１ａｔ％≦［Ｘ］＋［Ｙ］＋５×［Ｚ］≦３ａｔ％ ・・・・・ （１）
   式（１）中、［Ｘ］は希土類元素の含有量（ａｔ％）であり、［Ｙ］はＡ群元素の含有量（ａｔ％）であり、［Ｚ］はＢ群元素の含有量（ａｔ％）である。
4. 上記Ａｌ合金薄膜が上記基板側に下地層をさらに有し、この下地層がＭｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、及びこれらの合金を少なくとも１種含む請求項１、請求項２又は請求項３に記載のＡｌ合金薄膜。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＡｌ合金薄膜を反射電極として備える発光素子。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＡｌ合金薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットであって、上記Ａｌ合金薄膜と同一の成分組成を有するスパッタリングターゲット。