(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外光を透過する基板と、
前記基板上に設けられ、電子線を受けて紫外光を発生する発光層と
を備え、
前記発光層が、付活剤が添加されたＬｕ及びＳｉを含有する酸化物多結晶から成る多結晶膜を含むことを特徴とする、紫外光発生用ターゲット。
【請求項２】
前記酸化物多結晶がＬＰＳ及びＬＳＯのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の紫外光発生用ターゲット。
【請求項３】
前記付活剤がＰｒであることを特徴とする、請求項２に記載の紫外光発生用ターゲット。
【請求項４】
紫外光を透過する基板と、
前記基板上に設けられ、電子線を受けて紫外光を発生する発光層と
を備え、
前記発光層が、付活剤が添加された希土類含有アルミニウムガーネット多結晶から成る多結晶膜を含み、該多結晶膜の紫外発光ピーク波長が３００ｎｍ以下であることを特徴とする、紫外光発生用ターゲット。
【請求項５】
前記希土類含有アルミニウムガーネット多結晶がＬｕＡＧであり、前記付活剤がＳｃ、Ｌａ、及びＢｉのうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項４に記載の紫外光発生用ターゲット。
【請求項６】
前記希土類含有アルミニウムガーネット多結晶がＹＡＧであり、前記付活剤がＳｃ及びＬａのうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項４に記載の紫外光発生用ターゲット。
【請求項７】
前記多結晶膜の厚さが０．１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の紫外光発生用ターゲット。
【請求項８】
前記基板が、サファイア、石英または水晶から成ることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の紫外光発生用ターゲット。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載された紫外光発生用ターゲットと、
前記紫外光発生用ターゲットに前記電子線を与える電子源と
を備えることを特徴とする、電子線励起紫外光源。
【請求項１０】
紫外光を透過する基板上に、Ｌｕ及びＳｉを含有する酸化物及び付活剤を蒸着することにより膜を形成する第１工程と、
前記膜を熱処理することにより多結晶化する第２工程と
を備えることを特徴とする、紫外光発生用ターゲットの製造方法。
【請求項１１】
前記第２工程における熱処理の際に前記膜の周囲を大気圧とすることを特徴とする、請求項１０に記載の紫外光発生用ターゲットの製造方法。
【請求項１２】
紫外光を透過する基板上に、紫外発光ピーク波長が３００ｎｍ以下となる付活剤及び希土類含有アルミニウムガーネット結晶のための材料を蒸着することにより膜を形成する第１工程と、
前記膜を熱処理することにより多結晶化する第２工程と
を備えることを特徴とする、紫外光発生用ターゲットの製造方法。
【請求項１３】
前記第２工程における熱処理の際に前記膜の周囲を真空とすることを特徴とする、請求項１２に記載の紫外光発生用ターゲットの製造方法。
【請求項１４】
前記第２工程において熱処理した後の前記膜の厚さを０．１μｍ以上１０μｍ以下とすることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の紫外光発生用ターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外光発生用ターゲット、電子線励起紫外光源、及び紫外光発生用ターゲットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＰＥＴ装置に用いられるシンチレータの材料として、プラセオジム（Ｐｒ）を含む単結晶を使用することが記載されている。また、特許文献２には、発光ダイオードから出射される光の波長を蛍光体によって変換することにより白色光を実現する、照明システムに関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／０４９２８４号パンフレット
【特許文献２】特表２００６−５２０８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来より、紫外光源として、水銀キセノンランプや重水素ランプ等の電子管が用いられてきた。しかし、これらの紫外光源は、発光効率が低く、大型であり、また安定性や寿命の点で課題がある。一方、別の紫外光源として、ターゲットに電子線を照射することにより紫外光を励起させる構造を備える電子線励起紫外光源がある。電子線励起紫外光源は、高い安定性を生かした光計測分野や、低消費電力性を生かした殺菌や消毒用、あるいは高い波長選択性を利用した医療用光源やバイオ化学用光源として期待されている。また、電子線励起紫外光源には、水銀ランプなどよりも消費電力が小さいという利点もある。
【０００５】
また、近年、波長３６０ｎｍ以下といった紫外領域の光を出力しうる発光ダイオードが開発されている。しかし、このような発光ダイオードからの出力光強度は未だ小さく、また発光ダイオードでは発光面の大面積化が困難なので、用途が限定されてしまうという問題がある。これに対し、電子線励起紫外光源は、十分な強度の紫外光を発生することができ、また、ターゲットに照射される電子線の径を大きくすることにより、大面積で且つ均一な強度を有する紫外光を出力することができる。
【０００６】
しかしながら、電子線励起紫外光源においても、紫外光発生効率の更なる向上が求められる。本発明は、紫外光発生効率を高めることが可能な紫外光発生用ターゲット、電子線励起紫外光源、及び紫外光発生用ターゲットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明による第１の紫外光発生用ターゲットは、紫外光を透過する基板と、基板上に設けられ、電子線を受けて紫外光を発生する発光層とを備え、発光層が、付活剤が添加されたＬｕ及びＳｉを含有する酸化物多結晶から成る多結晶膜を含むことを特徴とする。また、本発明による第２の紫外光発生用ターゲットは、紫外光を透過する基板と、基板上に設けられ、電子線を受けて紫外光を発生する発光層とを備え、発光層が、付活剤が添加された希土類含有アルミニウムガーネット多結晶から成る多結晶膜を含み、該多結晶膜層の紫外発光ピーク波長が３００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【０００８】
本発明者は、紫外光発生用ターゲットの発光層として、付活剤が添加されたＬｕ及びＳｉを含有する酸化物結晶（ＬＰＳ、ＬＳＯなど）、或いは付活剤が添加された希土類含有アルミニウムガーネット結晶（ＬｕＡＧ、ＹＡＧなど）を紫外光発生用ターゲットに用いることを考えた。しかし、先行技術文献に記載されているような単結晶を用いた場合には、十分な紫外光発生効率を得ることが難しいことが判明した。また、多結晶を用いる場合であっても、基板状のものをそのまま用いたのでは、その厚さのため紫外光の透過率が低くなり、また製造コストも高くなってしまう。
【０００９】
これに対し、本発明者による試験及び研究の結果、上記の酸化物結晶や希土類含有アルミニウムガーネット結晶を多結晶膜として紫外光透過性の基板上に形成することによって、製造コストを抑えつつ、紫外光発生効率を顕著に高め得ることが見出された。すなわち、本発明による第１の紫外光発生用ターゲットによれば、発光層が、付活剤が添加されたＬｕ及びＳｉを含有する酸化物多結晶から成る多結晶膜を含むので、単結晶の場合と比較して、紫外光発生効率を効果的に高めることができる。同様に、本発明による第２の紫外光発生用ターゲットによれば、発光層が、付活剤が添加された希土類含有アルミニウムガーネット多結晶から成る多結晶膜を含むので、単結晶の場合と比較して、紫外光発生効率を効果的に高めることができる。更に、第１及び第２の紫外光発生用ターゲットでは、紫外光透過性の基板上に酸化物結晶や希土類含有アルミニウムガーネット結晶が多結晶膜として形成されているので、多結晶基板を用いる場合と比較して製造コストを抑えることができ、また、紫外光の透過率を高めることができる。
【００１０】
また、上述した第１の紫外光発生用ターゲットでは、酸化物多結晶がＬｕ２Ｓｉ２Ｏ７（ＬＰＳ）及びＬｕ２ＳｉＯ５（ＬＳＯ）のうち少なくとも一つを含むことを特徴としてもよい。この場合、付活剤はＰｒであることが好ましい。
【００１１】
また、上述した第２の紫外光発生用ターゲットでは、希土類含有アルミニウムガーネット多結晶がＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２（ＬｕＡＧ）であり、付活剤がＳｃ、Ｌａ、及びＢｉのうち少なくとも一つであることを特徴としてもよい。或いは、第２の紫外光発生用ターゲットは、希土類含有アルミニウムガーネット多結晶がＹ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）であり、付活剤がＳｃ及びＬａのうち少なくとも一つであることを特徴としてもよい。
【００１２】
また、第１及び第２の紫外光発生用ターゲットは、多結晶膜の厚さが０．１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴としてもよい。本発明者による試験及び研究によれば、上記の多結晶膜の厚さは、電子線が透過せずに発光に寄与するために０．１μｍ以上であることが好ましく、また、生産性の観点から１０μｍ以下であることが好ましい。このような厚さを有する上記の多結晶膜は、紫外光発生効率をより効果的に高めることができる。
【００１３】
また、第１及び第２の紫外光発生用ターゲットは、基板が、サファイア、石英または水晶から成ることを特徴としてもよい。これにより、紫外光が基板を透過し、且つ発光層の熱処理の際の温度にも耐えることができる。
【００１４】
また、一実施形態に係る電子線励起紫外光源は、上記いずれかの紫外光発生用ターゲットと、紫外光発生用ターゲットに電子線を与える電子源とを備えることを特徴とする。この電子線励起紫外光源によれば、上記いずれかの紫外光発生用ターゲットを備えることによって、製造コストを抑えつつ、紫外光発生効率を高めることができる。
【００１５】
また、本発明による第１の紫外光発生用ターゲットの製造方法は、紫外光を透過する基板上に、Ｌｕ及びＳｉを含有する酸化物及び付活剤を蒸着することにより膜を形成する第１工程と、膜を熱処理することにより多結晶化する第２工程とを備えることを特徴とする。また、本発明による第２の紫外光発生用ターゲットの製造方法は、紫外光を透過する基板上に、紫外発光ピーク波長が３００ｎｍ以下となる付活剤及び希土類含有アルミニウムガーネット結晶のための材料を蒸着することにより膜を形成する第１工程と、膜を熱処理することにより多結晶化する第２工程とを備えることを特徴とする。
【００１６】
第１工程では、紫外光透過性の基板上に、アモルファス状の膜が形成される。しかし、アモルファス状の膜では、電子線を照射しても紫外光は殆ど励起されない。これらの製造方法のように、第２工程においてこのアモルファス膜を熱処理（アニール）することによって、アモルファス膜を多結晶化することができる。すなわち、上述した第１の製造方法によれば、付活剤が添加されたＬｕ及びＳｉを含有する酸化物多結晶から成る多結晶膜を備える紫外光発生用ターゲットを好適に製造することができる。また、上述した第２の製造方法によれば、付活剤が添加された希土類含有アルミニウムガーネット結晶から成る多結晶膜を備える紫外光発生用ターゲットを好適に製造することができる。なお、上述した各製造方法において、第１工程及び第２工程を同時に行っても良い。
【００１７】
また、上述した第１及び第２の紫外光発生用ターゲットの製造方法では、第２工程において熱処理した後の膜の厚さを０．１μｍ以上１０μｍ以下とすることを特徴としてもよい。これにより、紫外光発生効率をより効果的に高めることができる。また、上述した第１の紫外光発生用ターゲットの製造方法では、第２工程における熱処理の際に膜の周囲を大気圧とすることを特徴としてもよい。また、上述した第２の紫外光発生用ターゲットの製造方法では、第２工程における熱処理の際に膜の周囲を真空とすることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による紫外光発生用ターゲット、電子線励起紫外光源、及び紫外光発生用ターゲットの製造方法によれば、紫外光発生効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態に係る電子線励起紫外光源の内部構成を示す模式図である。
【図２】紫外光発生用ターゲットの構成を示す側面図である。
【図３】図３は、本実施形態の発光層２２に用いられ得る、付活剤が添加された希土類含有アルミニウムガーネット結晶の具体例を示す図表である。
【図４】この製造方法に使用されるレーザアブレーション装置の構成を示す模式図である。
【図５】紫外光発生用ターゲットを製造方法を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）熱処理前におけるアモルファス状の膜のＸ線回折測定結果を示すグラフである。（ｂ）熱処理後における膜のＸ線回折測定結果を示すグラフである。
【図７】（ａ）熱処理前におけるＰｒ：ＬＳＯ膜の表面に関するＳＥＭ写真である。（ｂ）熱処理後におけるＰｒ：ＬＳＯ膜の表面に関するＳＥＭ写真である。
【図８】Ｐｒ：ＬＳＯ膜に電子線を照射して得られた紫外光のスペクトルを示すグラフである。
【図９】Ｐｒ：ＬＳＯ膜に電子線を照射して得られた紫外光のスペクトルを示すグラフである。
【図１０】比較例として、Ｐｒ：ＬＳＯ多結晶含有基板に対して電子線を照射して得られた紫外光のスペクトルを示すグラフである。
【図１１】Ｐｒ：ＬＳＯ多結晶膜の厚さと紫外光のピーク強度との関係を示すグラフである。
【図１２】第４実施例において計測されたスペクトルを示すグラフである。
【図１３】熱処理後におけるＰｒ：ＬＳＯ多結晶膜の表面に関するＳＥＭ写真である。
【図１４】第５実施例において計測されたスペクトルを示すグラフである。
【図１５】計測された発光スペクトルをピーク値で規格化したスペクトルを示すグラフである。
【図１６】（ａ）熱処理前におけるアモルファス状の膜のＸ線回折測定結果を示すグラフである。（ｂ）熱処理後における膜のＸ線回折測定結果を示すグラフである。
【図１７】Ｐｒ：ＬｕＡＧ膜に電子線を照射して得られた紫外光のスペクトルを示すグラフである。
【図１８】（ａ）熱処理前におけるＰｒ：ＬｕＡＧ膜の表面に関するＳＥＭ写真である。（ｂ）熱処理後におけるＰｒ：ＬｕＡＧ膜の表面に関するＳＥＭ写真である。
【図１９】Ｐｒ：ＬｕＡＧ膜に電子線を照射して得られた紫外光のスペクトルを示すグラフである。
【図２０】比較例として、Ｐｒ：ＬｕＡＧ単結晶基板に対して第９実施例と同じ条件で電子線を照射して得られた紫外光のスペクトルを示すグラフである。
【図２１】電子線の強さ（電流量）を変化させた場合における、紫外光のピーク強度の変化を示すグラフである。
【図２２】Ｐｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜の厚さと紫外光のピーク強度との関係を示すグラフである。
【図２３】Ｐｒ：ＬｕＡＧ含有材料のＰｒ濃度と紫外光のピーク強度との関係を示すグラフである。
【図２４】第１２実施例において計測されたスペクトルを示すグラフである。
【図２５】熱処理後におけるＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜の表面に関するＳＥＭ写真である。
【図２６】第１３実施例において計測されたスペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明による紫外光発生用ターゲット、電子線励起紫外光源、及び紫外光発生用ターゲットの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る電子線励起紫外光源１０の内部構成を示す模式図である。図１に示されるように、この電子線励起紫外光源１０では、真空排気されたガラス容器（電子管）１１の内部の上端側に、電子源１２および引き出し電極１３が配置されている。そして、電子源１２と引き出し電極１３との間に電源部１６から適当な引き出し電圧が印加されると、高電圧によって加速された電子線ＥＢが電子源１２から出射される。電子源１２には、例えば大面積の電子線を出射する電子源（例えばカーボンナノチューブ等の冷陰極、或いは熱陰極）を用いることができる。
【００２２】
また、容器１１の内部の下端側には、紫外光発生用ターゲット２０が配置されている。紫外光発生用ターゲット２０は例えば接地電位に設定され、電子源１２には電源部１６から負の高電圧が印加される。これにより、電子源１２から出射された電子線ＥＢは紫外光発生用ターゲット２０に照射される。紫外光発生用ターゲット２０は、この電子線ＥＢを受けて励起され、紫外光ＵＶを発生する。
【００２３】
図２は、紫外光発生用ターゲット２０の構成を示す側面図である。図２に示されるように、紫外光発生用ターゲット２０は、基板２１と、基板２１上に設けられた多結晶膜２２と、アルミニウム膜２３とを備えている。基板２１は、紫外光を透過する材料から成る板状の部材であり、一例では、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、石英（ＳｉＯ２）または水晶（酸化珪素の結晶、rock crystal）から成る。基板２１は、主面２１ａおよび裏面２１ｂを有する。基板２１の好適な厚さは、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。
【００２４】
発光層２２は、図１に示された電子線ＥＢを受けて励起され、紫外光ＵＶを発生する。一例では、発光層２２は、付活剤が添加されたＬｕ及びＳｉを含有する酸化物が多結晶化されて成る多結晶膜を含む。このような酸化物多結晶としては、例えば付活剤として希土類元素（一実施例ではＰｒ）が添加されたＬｕ２Ｓｉ２Ｏ７（ＬＰＳ）多結晶やＬｕ２ＳｉＯ５（ＬＳＯ）多結晶が好適である。なお、異種の上記酸化物結晶（例えばＬＰＳとＬＳＯ）が混在してもよい。後述する実施例から明らかなように、この多結晶膜の好適な厚さは０．１μｍ以上１０μｍ以下である。また、好適な付活剤濃度は０．００１原子パーセント以上１０原子パーセント以下である。
【００２５】
また、他の一例では、発光層２２は、付活剤が添加された希土類含有アルミニウムガーネットが多結晶化されて成る多結晶膜を含む。希土類含有アルミニウムガーネットとしては、例えばＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２（ＬｕＡＧ）やＹ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）が好適である。また、付活剤としては希土類元素が好ましい。希土類含有アルミニウムガーネット結晶がＬｕＡＧである場合、付活剤はスカンジウム（Ｓｃ）、ランタン（Ｌａ）、及びビスマス（Ｂｉ）のうち少なくとも一つが好適である。希土類含有アルミニウムガーネット結晶がＹＡＧである場合、付活剤はＳｃ及びＬａのうち少なくとも一つが好適である。この多結晶膜の紫外発光ピーク波長は、３００μｍ以下である。後述する実施例から明らかなように、この多結晶膜の好適な厚さは０．１μｍ以上１０μｍ以下である。また、好適な付活剤濃度は０．００１原子パーセント以上１０原子パーセント以下である。
【００２６】
図３は、本実施形態の発光層２２に用いられ得る、付活剤が添加された希土類含有アルミニウムガーネット結晶の具体例を示す図表である。図３には、各付活剤と各母材との組み合わせに応じた紫外発光ピーク波長（単位：ｎｍ）が記載されている。図３に示されるように、付活剤が添加された希土類含有アルミニウムガーネット結晶の例として、Ｌａ：ＬｕＡＧ、Ｓｃ：ＬｕＡＧ、Ｂｉ：ＬｕＡＧ、Ｌａ：ＹＡＧ、及びＳｃ：ＹＡＧが挙げられる。なお、これらの紫外発光ピーク波長は、３００ｎｍ以下であって、付活剤の濃度に応じて変動する。
【００２７】
発光層２２において、異種の希土類含有アルミニウムガーネット結晶（例えばＬｕＡＧとＹＡＧ）が混在してもよく、異種の付活剤（例えばＬａ、Ｓｃ、及びＢｉのうち少なくとも２つ）が混在してもよい。
【００２８】
続いて、本実施形態の紫外光発生用ターゲット２０を製造する方法について説明する。図４は、この製造方法に使用されるレーザアブレーション装置５０の構成を示す模式図である。図４に示されるレーザアブレーション装置５０は、真空容器５１と、真空容器５１の底面上に配置された試料載置台５２と、レーザ導入口５４とを備えている。レーザ導入口５４は、原料５３に対して照射されるレーザビームＢを真空容器５１の内部に導入する。原料５３は、試料載置台５２上に載置される。なお、レーザ導入口５４には、例えばＫｒＦエキシマレーザからのレーザビーム（波長２４８ｎｍ）が提供される。
【００２９】
更に、レーザアブレーション装置５０は、回転ホルダ５５と、基板２１を加熱する為のヒータ５６と、真空容器５１の内部に酸素ガスを供給する為のガス導入口５７とを備えている。回転ホルダ５５は、原料５３の上方に配置される基板２１を支持する。回転ホルダ５５は、基板２１の主面２１ａが原料５３に対向して露出した状態で、原料５３と基板２１とを結ぶ軸線を中心として回転可能なように基板２１を保持する。
【００３０】
図５は、紫外光発生用ターゲット２０の製造方法を示すフローチャートである。まず、基板２１上にアモルファス状の膜を蒸着する（第１の工程Ｓ１）。具体的には、まず、原料５３として、Ｌｕ及びＳｉを含有する酸化物（例えばＬＰＳ又はＬＳＯ）と付活剤（例えばＰｒ）とを所定割合含むセラミックスを作製する。または、原料５３として、希土類含有アルミニウムガーネット結晶（例えばＬｕＡＧ又はＹＡＧ）のための材料及び付活剤（例えばＳｃ、Ｌａ、又はＢｉ）を所定割合含むセラミックスを作製する（工程Ｓ１１）。なお、これらの付活剤が添加された希土類含有アルミニウムガーネット結晶の紫外発光ピーク波長は３００ｎｍ以下である。
【００３１】
次に、基板２１を用意し、この基板２１をレーザアブレーション装置５０の回転ホルダ５５に設置するとともに、工程Ｓ１１において作製した原料５３を試料載置台５２に載せる（工程Ｓ１２）。そして、真空容器５１の内部を排気し（工程Ｓ１３）、ヒータ５６によって基板２１を所定温度（例えば８００℃）まで加熱する（工程Ｓ１４）。その後、ガス導入口５７から真空容器５１の内部へ酸素ガスを供給しながらレーザビームＢを原料５３へ照射する（工程Ｓ１５）。これにより、原料５３はレーザビームＢを受けて蒸発し、真空容器５１の内部を飛散する。この飛散した原料５３の一部が、基板２１の主面２１ａに付着し、アモルファス状の膜が形成される。
【００３２】
続いて、基板２１の主面２１ａ上に形成されたアモルファス状の膜を熱処理して、アモルファス状の膜を多結晶化する（第２の工程Ｓ２）。具体的には、アモルファス状の膜が形成された基板２１をレーザアブレーション装置５０から取り出し、熱処理炉へ投入する（工程Ｓ２１）。そして、熱処理炉の炉内温度を例えば１０００℃より高温に設定し、その温度を所定時間維持することにより、基板２１上のアモルファス状の膜に対して熱処理（アニール）を行う（工程Ｓ２２）。このとき、熱処理されたアモルファス状の膜は多結晶化する。
【００３３】
本実施形態によって得られる効果について説明する。後述する各実施例から明らかなように、付活剤が添加されたＬｕ及びＳｉを含有する酸化物結晶や、付活剤が添加された希土類含有アルミニウムガーネット結晶を、多結晶膜として紫外光透過性の基板２１上に形成することによって、製造コストを抑えつつ、紫外光発生効率を顕著に高め得ることが見出された。
【００３４】
すなわち、本実施形態による紫外光発生用ターゲット２０では、発光層２２が、付活剤が添加されたＬｕ及びＳｉを含有する酸化物から成る多結晶膜、若しくは付活剤が添加された希土類含有アルミニウムガーネットから成る多結晶膜を含むので、単結晶の場合と比較して、紫外光発生効率を効果的に高めることができる。更に、本実施形態による紫外光発生用ターゲット２０では、紫外光透過性の基板２１上に上記多結晶膜が形成されているので、多結晶基板を用いる場合と比較して製造コストを抑えることができ、また、紫外光の透過率を高めることができる。
【００３５】
また、本実施形態のように、基板２１は、サファイア、石英または水晶から成ることが好ましい。これにより、紫外光が基板を透過し、且つ工程Ｓ２２においてアモルファス状の膜を高温で熱処理することができる。
【００３６】
また、本実施形態のように、発光層２２の多結晶膜の厚さは０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。後述する各実施例から明らかなように、多結晶膜の厚さは、電子線が透過せずに発光に寄与するために０．１μｍ以上であることが好ましく、また、生産性の観点から１０μｍ以下であることが好ましい。このような厚さを有する多結晶膜は、紫外光発生効率をより効果的に高めることができる。
【００３７】
また、本実施形態の製造方法では、基板２１上にアモルファス状の膜を蒸着したのち、このアモルファス状の膜を熱処理している。第１工程Ｓ１では、アモルファス状の膜が基板２１上に形成されるが、アモルファス状の膜に電子線を照射しても紫外光は殆ど発生しない。これに対し、第２工程Ｓ２においてアモルファス状の膜を熱処理すれば、アモルファス状の膜を多結晶化することができ、高効率でもって紫外光を発生する紫外光発生用ターゲットを製造することができる。なお、第１工程Ｓ１及び第２工程Ｓ２は同時に行われても良い。
【００３８】
続いて、上記実施形態に関する実施例について、以下に説明する。以下に述べる第１〜第６実施例は、発光層２２の多結晶膜がＰｒ：ＬＳＯ多結晶から成る場合についての実施例である。これらの実施例により見出された事実は、Ｐｒ：ＬＳＯ多結晶と同じ特性を有する付活剤添加のＬｕ及びＳｉ含有酸化物多結晶、例えばＰｒ：ＬＰＳ多結晶においても同様であると考えられる。
【００３９】
（第１実施例）
本実施例では、まず、原料５３として、Ｐｒを０．５原子パーセント含むＬＳＯ含有セラミックスを作製した。次に、このＰｒ：ＬＳＯ含有セラミックスをレーザアブレーション装置５０の試料載置台５２に載せるとともに、直径２インチのサファイア基板を回転ホルダ５５に設置した。Ｐｒ：ＬＳＯ含有セラミックスとサファイア基板との距離は１５０ｍｍであった。その後、真空容器５１の内部を排気し、サファイア基板を５００℃まで加熱した。そして、真空容器５１の内部へ酸素ガスを供給しながらレーザビームＢを原料５３へ１２０分間照射して、アモルファス状の膜を作製した。このとき、レーザビームＢのレーザ光源としてＫｒＦエキシマレーザ（１５０ｍＪ、４０Ｈｚ）を使用した。その後、熱処理炉へサファイア基板を投入し、サファイア基板及びアモルファス状の膜を真空（１０−２Ｐａ）中にて１２００℃で２時間加熱した。
【００４０】
図６（ａ）は、熱処理前におけるアモルファス状の膜のＸ線回折測定結果を示すグラフである。また、図６（ｂ）は、熱処理後における膜のＸ線回折測定結果を示すグラフである。これらの図に示されるように、熱処理前においてはＬｕ２Ｏ３に由来する回折線（図中に×印で示す）と半値幅が大きい回折線しか観察されなかったが、熱処理後においてはＰｒ：ＬＳＯ結晶に由来する回折線（図中に○印で示す）が観察された。これらの図から、アモルファス状の膜が熱処理によってＰｒ：ＬＳＯ多結晶膜に変化したことがわかる。
【００４１】
また、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ熱処理前及び熱処理後におけるＰｒ：ＬＳＯ膜の表面に関するＳＥＭ写真である。図７（ｂ）を参照すると、図７（ａ）とは異なり数マイクロメートル程度毎に細分化された領域が観察される。この事実から、アモルファス状の膜が熱処理によってＰｒ：ＬＳＯ多結晶に変化したことがわかる。
【００４２】
図８は、Ｐｒ：ＬＳＯ膜に電子線を照射して得られた紫外光のスペクトルを示すグラフである。図８において、グラフＧ１１は熱処理後におけるＰｒ：ＬＳＯ膜の発光スペクトルを示しており、グラフＧ１２は熱処理前におけるＰｒ：ＬＳＯ膜の発光スペクトルを示している。なお、熱処理前の膜については発光しなかった。これらのグラフでは、電子線の加速電圧を１０ｋＶとし、電子線の強さ（電流量）を１００μＡとし、電子線の径を２ｍｍとした。図８から明らかなように、熱処理前におけるアモルファス状の膜では、電子線を照射しても紫外光が殆ど発生しなかった。これに対し、熱処理後における多結晶のＰｒ：ＬＳＯ膜では、電子線を照射することにより紫外光が好適に発生した。
【００４３】
（第２実施例）
本実施例では、第１実施例において真空中とした熱処理時の雰囲気を大気中とした。なお、他の工程や条件等は第１実施例と同様である。本実施例により作製されたＰｒ：ＬＳＯ膜のＸ線回折測定を行った結果、図６（ｂ）と同様にＰｒ：ＬＳＯ結晶に由来する回折線が観察された。
【００４４】
また、図９は、Ｐｒ：ＬＳＯ膜に電子線を照射して得られた紫外光のスペクトルを示すグラフである。図９において、グラフＧ２１は第１実施例（真空中で熱処理）により作製されたＰｒ：ＬＳＯ膜の発光スペクトルを示しており、グラフＧ２２は本実施例（大気中で熱処理）により作製されたＰｒ：ＬＳＯ膜の発光スペクトルを示している。なお、電子線の加速電圧を１０ｋＶとし、電子線の強さ（電流量）を１００μＡとし、電子線の径を２ｍｍとした。図９から明らかなように、真空中で熱処理されたＰｒ：ＬＳＯ膜と比較して、大気中で熱処理されたＰｒ：ＬＳＯ膜では、電子線の照射により発生する紫外光のピーク強度が格段に大きくなる（すなわち発光効率が格段に高くなる）。
【００４５】
また、図１０は、比較例として、Ｐｒ：ＬＳＯ多結晶含有基板に対して本実施例と同じ条件で電子線を照射して得られた紫外光のスペクトルを示すグラフである。なお、図１０において、グラフＧ３１はＰｒ：ＬＳＯ多結晶含有基板に関する発光スペクトルを示しており、グラフＧ３２は図９のグラフＧ２２と同じものである。図１０から明らかなように、Ｐｒ：ＬＳＯ多結晶含有基板と比較して、Ｐｒ：ＬＳＯ多結晶薄膜では、電子線の照射により発生する紫外光のピーク強度が格段に大きくなる（すなわち発光効率が格段に高くなる）。
【００４６】
（第３実施例）
発明者は、Ｐｒ：ＬＳＯ多結晶膜の厚さと紫外光のピーク強度との関係について、実験を行った。すなわち、様々な成膜時間でＰｒ：ＬＳＯ多結晶膜を作製し、それらの厚さを段差計を用いて測定したのち、電子線を照射して発生する紫外光のピーク強度を計測した。図１１は、その結果であるＰｒ：ＬＳＯ多結晶膜の厚さと紫外光のピーク強度との関係をプロットしたグラフである。
【００４７】
図１１を参照すると、Ｐｒ：ＬＳＯ多結晶膜の厚さが或る程度の値（約８００ｎｍ）を下回る場合には、Ｐｒ：ＬＳＯ多結晶膜が厚いほど紫外光のピーク強度が大きくなっており、発光効率が高まる。しかし、Ｐｒ：ＬＳＯ多結晶膜の厚さがその値を超えると、紫外光のピーク強度の増大が小さい。また、このグラフから、Ｐｒ：ＬＳＯ多結晶膜の厚さが０．１μｍ以上であれば、十分に実用的な紫外光強度（発光効率）が得られることがわかる。
【００４８】
（第４実施例）
本実施例では、まず、Ｐｒ：ＬＳＯを含有する材料を蒸着してアモルファス状の膜を３個作製した。そして、これらのうち２個のアモルファス状の膜に対して、真空中にて熱処理温度をそれぞれ１０００℃、１２００℃として熱処理を行い、２個のＰｒ：ＬＳＯ多結晶膜を作製した。また、残りの１個に対しては、熱処理を施さなかった。なお、他の工程や条件等は第１実施例と同様である。こうして作製された３個のＰｒ：ＬＳＯ膜それぞれに電子線（加速電圧１０ｋＶ、電子線の強さ（電流量）１００μＡ）を照射し、発生する紫外光のスペクトルを計測した。
【００４９】
図１２は、計測されたスペクトルを示すグラフである。なお、図１２において、グラフＧ４０は熱処理なしの場合を示しており、グラフＧ４１は熱処理温度を１０００℃とした場合を示しており、グラフＧ４２は熱処理温度を１２００℃とした場合を示している。図１２に示されるように、Ｐｒ：ＬＳＯ膜の熱処理温度が高いほど、紫外光のピーク強度が大きく、発光効率が高いことが判明した。
【００５０】
また、図１３は、熱処理後におけるＰｒ：ＬＳＯ多結晶膜の表面に関するＳＥＭ写真である。図１３（ａ）は、熱処理を施さなかった場合のＰｒ：ＬＳＯ膜表面を示しており、図１３（ｂ）は、熱処理温度を１０００℃とした場合のＰｒ：ＬＳＯ膜表面を示しており、図１３（ｃ）は、熱処理温度を１２００℃とした場合のＰｒ：ＬＳＯ膜表面を示している。図１３を参照すると、熱処理温度が高いほどＰｒ：ＬＳＯの結晶化が進むことがわかる。
【００５１】
（第５実施例）
本実施例では、まず、Ｐｒ：ＬＳＯを含有する材料を蒸着してアモルファス状の膜を３個作製した。そして、これらのうち２個のアモルファス状の膜に対して、大気中にて熱処理温度をそれぞれ１２００℃、１４００℃として熱処理を行い、２個のＰｒ：ＬＳＯ多結晶膜を作製した。また、残りの１個に対しては、熱処理を施さなかった。なお、他の工程や条件等は第１実施例と同様である。こうして作製された３個のＰｒ：ＬＳＯ膜に電子線（加速電圧１０ｋＶ、電子線の強さ（電流量）１００μＡ）を照射し、発生する紫外光のスペクトルを計測した。
【００５２】
図１４は、計測されたスペクトルを示すグラフである。なお、図１４において、グラフＧ５０は熱処理なしの場合を示しており、グラフＧ５１は熱処理温度を１０００℃とした場合を示しており、グラフＧ５２は熱処理温度を１２００℃とした場合を示している。図１４に示されるように、大気中で熱処理を行った場合には、Ｐｒ：ＬＳＯ膜の熱処理温度が１２００℃である場合と１４００℃である場合とでほぼ同様の発光特性となった。
【００５３】
また、図９にも示されたように、熱処理時の雰囲気が大気圧である場合の発光ピーク強度（紫外発光ピーク波長２７５ｎｍ）は、熱処理時の雰囲気が真空である場合の発光ピーク強度の約１．５倍となった。したがって、熱処理時の雰囲気は、大気圧であることがより好ましい。また、熱処理時の雰囲気が凡そ大気圧の場合及び真空の場合の双方において、熱処理温度は１０００℃以上であることが好ましい。特に、熱処理温度が１２００℃〜１９００℃であればより好ましい。
【００５４】
（第６実施例）
本実施例では、Ｐｒ：ＬＳＯを含有する材料を蒸着してアモルファス状の膜を４個作製し、これらのアモルファス状の膜に対し、真空雰囲気とした熱処理炉にて熱処理温度をそれぞれ１０００℃、１２００℃、１４００℃、１５００℃とした熱処理（２時間）を行うことにより、Ｐｒ：ＬＳＯ多結晶膜を形成した。なお、他の工程や条件等は第１実施例と同様である。こうして作製されたＰｒ：ＬＳＯ多結晶膜に電子線（加速電圧１０ｋＶ、電子線の強さ（電流量）１００μＡ）を照射し、発生する紫外光のスペクトルを計測した。
【００５５】
図１５は、計測された発光スペクトルをピーク値で規格化したスペクトルを示すグラフである。なお、図１５において、グラフＧ６１は熱処理温度を１０００℃とした場合を示しており、グラフＧ６２は熱処理温度を１２００℃とした場合を示しており、グラフＧ６３は熱処理温度を１４００℃とした場合を示しており、グラフＧ６４は熱処理温度を１５００℃とした場合を示している。図１５に示されるように、熱処理温度が１０００℃の場合は紫外発光ピーク波長が２８５ｎｍとなり、熱処理温度が１２００℃の場合は紫外発光ピーク波長が２７５ｎｍとなり、熱処理温度が１４００℃の場合は紫外発光ピーク波長が３１０ｎｍ及び２７５ｎｍとなり、熱処理温度が１５００℃の場合は紫外発光ピーク波長が３１０ｎｍとなった。このように、熱処理温度に応じて紫外発光ピーク波長が変化するので、紫外光発生用ターゲットに要求される紫外光の波長に応じて熱処理温度を設定することが好ましい。
【００５６】
続いて、上記実施形態に関する別の実施例について、以下に説明する。以下に述べる第７〜第１３実施例は、発光層２２の多結晶膜がＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶から成る場合についての実施例である。これらの実施例により見出された事実は、Ｐｒ：ＬｕＡＧ多結晶と類似の組成を有する付活剤添加の希土類含有アルミニウムガーネット多結晶、例えばＳｃ：ＬｕＡＧ多結晶、Ｌａ：ＬｕＡＧ多結晶、Ｂｉ：ＬｕＡＧ多結晶、Ｓｃ：ＹＡＧ多結晶、及びＬａ：ＹＡＧ多結晶においても同様であると考えられる。
【００５７】
（第７実施例）
本実施例では、まず、原料５３として、Ｐｒを０．８原子パーセント含有するセラミックスを作製した。次に、このＰｒ：ＬｕＡＧセラミックスをレーザアブレーション装置５０の試料載置台５２に載せるとともに、直径２インチのサファイア基板を回転ホルダ５５に設置した。Ｐｒ：ＬｕＡＧセラミックスとサファイア基板との距離は１５０ｍｍであった。その後、真空容器５１の内部を排気し、サファイア基板を１０００℃まで加熱した。そして、真空容器５１の内部へ酸素ガスを供給しながらレーザビームＢを原料５３へ６０分間照射して、アモルファス状の膜を作製した。このとき、レーザビームＢのレーザ光源としてＫｒＦエキシマレーザ（１００ｍＪ、１００Ｈｚ）を使用した。その後、熱処理炉へサファイア基板を投入し、サファイア基板及びアモルファス状の膜を大気中にて１４００℃で２時間加熱した。
【００５８】
図１６（ａ）は、熱処理前におけるアモルファス状の膜のＸ線回折測定結果を示すグラフである。また、図１６（ｂ）は、熱処理後における膜のＸ線回折測定結果を示すグラフである。これらの図に示されるように、熱処理前においてはサファイア基板に由来する回折線（図中に×印で示す）しか観察されなかったが、熱処理後においてはこの回折線に加えてＰｒ：ＬｕＡＧ結晶に由来する回折線（図中に○印で示す）が観察された。これらの図から、アモルファス状の膜が熱処理によってＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶に変化したことがわかる。
【００５９】
図１７は、Ｐｒ：ＬｕＡＧ膜に電子線を照射して得られた紫外光のスペクトルを示すグラフである。図１７において、グラフＧ７１は蒸着材料（レーザアブレーションの原材料）であるＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶の発光スペクトルを示しており、グラフＧ７２は熱処理後におけるＰｒ：ＬｕＡＧ膜の発光スペクトルを示しており、グラフＧ７３は熱処理前におけるＰｒ：ＬｕＡＧ膜の発光スペクトルを示している。なお、熱処理前の膜については発光しなかった。なお、電子線の加速電圧を１０ｋＶとし、電子線の強さ（電流量）を１００μＡとし、電子線の径を２ｍｍとした。図１７から明らかなように、熱処理前におけるアモルファス状の膜では、電子線を照射しても紫外光が殆ど発生しなかった。これに対し、熱処理後における多結晶のＰｒ：ＬｕＡＧ膜では、電子線を照射することにより紫外光が好適に発生した。
【００６０】
（第８実施例）
本実施例では、第７実施例において１０００℃としたＰｒ：ＬｕＡＧ成膜時のサファイア基板の温度を８００℃とした。また、第７実施例において１４００℃とした熱処理温度を１６００℃とした。その他の工程や条件等は第７実施例と同様である。
【００６１】
本実施例により作製されたＰｒ：ＬｕＡＧ膜のＸ線回折測定を行った結果、図１６（ｂ）と同様にＰｒ：ＬｕＡＧ結晶に由来する回折線が観察された。また、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、それぞれ熱処理前及び熱処理後におけるＰｒ：ＬｕＡＧ膜の表面に関するＳＥＭ写真である。図１８（ｂ）を参照すると、図１８（ａ）とは異なり数マイクロメートル程度毎に細分化された領域が観察される。これらの事実から、アモルファス状の膜が熱処理によってＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶に変化したことがわかる。また、このＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜に電子線を照射すると、図１７のグラフＧ７２と同じピーク波長のスペクトルを有する紫外光が得られた。但し、そのピーク強度が図１７のグラフＧ７２よりも大きくなったことから、発光効率は第７実施例より高くなった。
【００６２】
（第９実施例）
本実施例では、第８実施例において大気中とした熱処理時の雰囲気を真空（１０−２Ｐａ）とした。なお、他の工程や条件等は第８実施例と同様である。本実施例により作製されたＰｒ：ＬｕＡＧ膜のＸ線回折測定を行った結果、図１６（ｂ）と同様にＰｒ：ＬｕＡＧ結晶に由来する回折線が観察された。
【００６３】
また、図１９は、Ｐｒ：ＬｕＡＧ膜に電子線を照射して得られた紫外光のスペクトルを示すグラフである。図１９において、グラフＧ８１は第８実施例（大気中で熱処理）により作製されたＰｒ：ＬｕＡＧ膜の発光スペクトルを示しており、グラフＧ８２は本実施例（真空中で熱処理）により作製されたＰｒ：ＬｕＡＧ膜の発光スペクトルを示している。なお、電子線の加速電圧を１０ｋＶとし、電子線の強さ（電流量）を１００μＡとし、電子線の径を２ｍｍとした。図１９から明らかなように、大気中で熱処理されたＰｒ：ＬｕＡＧ膜と比較して、真空中で熱処理されたＰｒ：ＬｕＡＧ膜では、電子線の照射により発生する紫外光のピーク強度が格段に大きくなる（すなわち発光効率が格段に高くなる）。
【００６４】
また、図２０は、比較例として、Ｐｒ：ＬｕＡＧ単結晶基板に対して本実施例と同じ条件で電子線を照射して得られた紫外光のスペクトルを示すグラフである。なお、図２０において、グラフＧ９１はＰｒ：ＬｕＡＧ単結晶基板に関する発光スペクトルを示しており、グラフＧ９２は図１９のグラフＧ８２と同じものである。図２０から明らかなように、Ｐｒ：ＬｕＡＧ単結晶基板と比較して、Ｐｒ：ＬｕＡＧ多結晶薄膜では、電子線の照射により発生する紫外光のピーク強度が格段に大きくなる（すなわち発光効率が格段に高くなる）。
【００６５】
図２１は、電子線の強さ（電流量）を変化させた場合における、紫外光のピーク強度の変化を示すグラフである。図２１において、グラフＧ１０１は本実施例により作製されたＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶薄膜に関する発光スペクトルを示しており、グラフＧ１０２は比較例のＰｒ：ＬｕＡＧ単結晶基板に関する発光スペクトルを示している。図２１に示されるように、本実施例により作製されたＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶薄膜では、電子線の強さと紫外光のピーク強度とが極めて良好な比例関係（高い直線性）を有することが判明した。また、本実施例により作製されたＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶薄膜では、電子線の強さにかかわらず、Ｐｒ：ＬｕＡＧ単結晶基板より大きなピーク強度を実現でき、且つ電子線が強い領域においても発光効率の低下が抑えられることが判明した。
【００６６】
（第１０実施例）
発明者は、Ｐｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜の厚さと紫外光のピーク強度との関係について、実験を行った。すなわち、様々な成膜時間でＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜を作製し、それらの厚さを段差計を用いて測定したのち、電子線を照射して発生する紫外光のピーク強度を計測した。図２２は、その結果であるＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜の厚さと紫外光のピーク強度との関係を示すグラフである。なお、図中の曲線Ｇ１０５は、近似曲線である。
【００６７】
図２２を参照すると、Ｐｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜の厚さが或る程度の値（約５００ｎｍ）を下回る場合には、Ｐｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜が厚いほど紫外光のピーク強度が大きくなっており、発光効率が高まる。しかし、Ｐｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜の厚さがその値を超えると、紫外光のピーク強度は殆ど増大しないか、逆に低下している。また、このグラフから、Ｐｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜の厚さが０．１μｍ以上であれば、十分に実用的な紫外光強度（発光効率）が得られることがわかる。
【００６８】
（第１１実施例）
発明者は、Ｐｒ：ＬｕＡＧ含有材料のＰｒ濃度と紫外光のピーク強度との関係について、実験を行った。すなわち、様々なＰｒ濃度のＰｒ：ＬｕＡＧ含有材料を作製し、それらを用いてＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜を作製し、これらのＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜に電子線を照射して発生する紫外光のピーク強度を計測した。なお、この実施例では熱処理温度を１６００℃とした。図２３は、その結果であるＰｒ：ＬｕＡＧ含有材料のＰｒ濃度と紫外光のピーク強度との関係を示すグラフである。なお、図中の曲線Ｇ１０６は、近似曲線である。
【００６９】
図２３を参照すると、Ｐｒ：ＬｕＡＧ含有材料でのＰｒ濃度が或る程度の値（約０．７原子パーセント）を下回る場合には、Ｐｒ濃度が大きいほど紫外光のピーク強度が大きくなっており、発光効率が高くなる。しかし、Ｐｒ：ＬｕＡＧ含有材料のＰｒ濃度がその値を超えると、紫外光のピーク強度は逆に低下している。また、このグラフから、Ｐｒ：ＬｕＡＧ含有材料のＰｒ濃度は０．０５原子パーセント以上２．０原子パーセント以下であることが好ましく、０．１原子パーセント以上１．０原子パーセント以下であることが更に好ましい。これにより十分に実用的な紫外光強度が得られることがわかる。
【００７０】
以上、本実施例ではＰｒ：ＬｕＡＧ含有材料のＰｒ濃度と紫外光のピーク強度との関係について述べてきたが、Ｐｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜のＰｒ濃度と紫外光のピーク強度との関係についても、図２２に示されたグラフと同様の傾向があると考えられる。但し、Ｐｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜のＰｒ濃度の好適な範囲は、例えば０．００１原子パーセント以上１０原子パーセント以下である。
【００７１】
（第１２実施例）
本実施例では、Ｐｒ：ＬｕＡＧを含有する材料を蒸着してアモルファス状の膜を６個作製し、これらのアモルファス状の膜を真空中にて熱処理温度をそれぞれ１２００℃、１４００℃、１５００℃、１６００℃、１７００℃、１８００℃、及び１９００℃としてＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜を形成した。なお、他の工程や条件等は第８実施例と同様である。こうして作製されたＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜に電子線（加速電圧１０ｋＶ、電子線の強さ（電流量）１００μＡ）を照射し、発生する紫外光のスペクトルを計測した。
【００７２】
図２４は、計測されたスペクトルを示すグラフである。なお、図２４において、グラフＧ１１０は熱処理温度を１２００℃とした場合を示しており、グラフＧ１１１は熱処理温度を１４００℃とした場合を示しており、グラフＧ１１２は熱処理温度を１５００℃とした場合を示しており、グラフＧ１１３は熱処理温度を１６００℃とした場合を示しており、グラフＧ１１４は熱処理温度を１７００℃とした場合を示しており、グラフＧ１１５は熱処理温度を１８００℃とした場合を示しており、グラフＧ１１６は熱処理温度を１９００℃とした場合を示している。図２４に示されるように、Ｐｒ：ＬｕＡＧ膜の熱処理温度が高いほど、紫外光のピーク強度が大きく、発光効率が高いことが判明した。また、熱処理温度が１８００℃〜１９００℃といった極めて高い温度である場合には、鋭い発光ピーク波形がスペクトルに現れることが判明した。なお、熱処理温度を１２００℃とした場合は発光しなかった。広い波長域を利用する場合は１４００℃〜１８００℃、発光ピーク波形を利用する場合は１８００℃〜１９００℃とすることが好ましい。
【００７３】
また、図２５は、熱処理後におけるＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜の表面に関するＳＥＭ写真である。図２５には、熱処理温度を１２００℃、１４００℃、１５００℃、１６００℃、１７００℃、１８００℃、及び１９００℃とした場合のそれぞれにおけるＳＥＭ写真が示されている。図２５を参照すると、熱処理温度が高いほどＰｒ：ＬｕＡＧの結晶化が進んでいることがわかる。また、１２００℃では、Ｐｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜の表面は図１８（ａ）に示された熱処理前のアモルファス状の膜とほぼ同じ状態に観察された。
【００７４】
（第１３実施例）
本実施例では、Ｐｒ：ＬｕＡＧを含有する材料を蒸着してアモルファス状の膜を４個作製し、これらのアモルファス状の膜に対し、大気雰囲気とした熱処理炉にて熱処理温度をそれぞれ１２００℃、１４００℃、１６００℃、及び１７００℃とした熱処理を行うことにより、Ｐｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜を形成した。なお、他の工程や条件等は第８実施例と同様である。こうして作製されたＰｒ：ＬｕＡＧ多結晶膜に電子線（加速電圧１０ｋＶ、電子線の強さ（電流量）１００μＡ）を照射し、発生する紫外光のスペクトルを計測した。
【００７５】
図２６は、計測されたスペクトルを示すグラフである。なお、図２６において、グラフＧ１２０は熱処理温度を１２００℃とした場合を示しており、グラフＧ１２１は熱処理温度を１４００℃とした場合を示しており、グラフＧ１２２は熱処理温度を１７００℃とした場合を示しており、グラフＧ１２３は熱処理温度を１６００℃とした場合を示している。図２６に示されるように、大気中で熱処理を行った場合でも、熱処理温度が高いほど、紫外光のピーク強度が大きく、発光効率が高いことがわかる。但し、発光効率が最も高いのは熱処理温度を１６００℃とした場合であった。なお、この場合においても、熱処理温度を１２００℃とした場合は発光しなかった。
【００７６】
また、熱処理時の雰囲気が大気圧である場合のピーク強度（３１０ｎｍ）は、熱処理時の雰囲気が真空である場合の約２／３となった。熱処理時の雰囲気は、凡そ大気圧もしくは大気圧より低い雰囲気下であることが好ましい。また、大気圧より低い雰囲気としては真空（１０−２Ｐａ以下）であることがより好ましい。また、熱処理時の雰囲気が凡そ大気圧の場合及び真空の場合の双方において、熱処理温度は１４００℃以上であることが好ましい。特に、熱処理温度が１４００℃〜１９００℃であればより好ましい。
【００７７】
本発明による紫外光発生用ターゲット、電子線励起紫外光源、及び紫外光発生用ターゲットの製造方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態及び各実施例では、まずアモルファス状の膜を蒸着により形成し、その膜を熱処理することによって多結晶膜を得ているが、多結晶膜はこのような製法に限らず、他の製法によって作製されてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０…電子線励起紫外光源、１１…容器、１２…電子源、１３…引き出し電極、１６…電源部、２０…紫外光発生用ターゲット、２１…基板、２１ａ…主面、２１ｂ…裏面、２２…発光層、２３…アルミニウム膜、５０…レーザアブレーション装置、５１…真空容器、５２…試料載置台、５３…原料、５４…レーザ導入口、５５…回転ホルダ、５６…ヒータ、５７…ガス導入口、Ｂ…レーザビーム、ＥＢ…電子線、ＵＶ…紫外光。
【図１】
0005580865.tif 000002
【図２】
0005580865.tif 000003
【図３】
0005580865.tif 000004
【図４】
0005580865.tif 000005
【図５】
0005580865.tif 000006
【図１１】
0005580865.tif 000007
【図１７】
0005580865.tif 000008
【図１９】
0005580865.tif 000009
【図２０】
0005580865.tif 000010
【図２１】
0005580865.tif 000011
【図２２】
0005580865.tif 000012
【図２３】
0005580865.tif 000013
【図２４】
0005580865.tif 000014
【図２６】
0005580865.tif 000015
【図６】
0005580865.tif 000016
【図７】
0005580865.tif 000017
【図８】
0005580865.tif 000018
【図９】
0005580865.tif 000019
【図１０】
0005580865.tif 000020
【図１２】
0005580865.tif 000021
【図１３】
0005580865.tif 000022
【図１４】
0005580865.tif 000023
【図１５】
0005580865.tif 000024
【図１６】
0005580865.tif 000025
【図１８】
0005580865.tif 000026
【図２５】
0005580865.tif 000027