(57)【要約】  窒化物半導体発光素子は、基板（１）と、基板（１）の上に順に設けられたｎ型窒化物半導体層（７）、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造を含む発光層（１５）、及び、ｐ型窒化物半導体層（１７）とを備える。ｎ型窒化物半導体層（７）は、基板（１）側から発光層（１５）側へ向かう方向に順に設けられた第１ｎ型窒化物半導体層（９）、第２ｎ型窒化物半導体層（１１）、及び、第３ｎ型窒化物半導体層（１３）を有する。第２ｎ型窒化物半導体層（１１）のｎ型ドーパント濃度が、第１ｎ型窒化物半導体層（９）のｎ型ドーパント濃度よりも低い。第３ｎ型窒化物半導体層（１３）のｎ型ドーパント濃度が、第２ｎ型窒化物半導体層（１１）のｎ型ドーパント濃度よりも高い。第２ｎ型窒化物半導体層（１１）と第３ｎ型窒化物半導体層（１３）と発光層（１５）とには、Ｖピット構造（２７）が部分的に形成されている。Ｖピット構造（２７）の開始点（２７Ｃ）の平均的な位置は、第２ｎ型窒化物半導体層（１１）内に存在する。
2015186478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に順に設けられたｎ型窒化物半導体層、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造を含む発光層、及び、ｐ型窒化物半導体層とを備え、
前記ｎ型窒化物半導体層は、前記基板側から前記発光層側へ向かう方向に順に設けられた第１ｎ型窒化物半導体層、第２ｎ型窒化物半導体層、及び、第３ｎ型窒化物半導体層を有し、
前記第２ｎ型窒化物半導体層のｎ型ドーパント濃度が、前記第１ｎ型窒化物半導体層のｎ型ドーパント濃度よりも低く、
前記第３ｎ型窒化物半導体層のｎ型ドーパント濃度が、前記第２ｎ型窒化物半導体層のｎ型ドーパント濃度よりも高く、
前記第２ｎ型窒化物半導体層と前記第３ｎ型窒化物半導体層と前記発光層とには、Ｖピット構造が部分的に形成されており、
前記Ｖピット構造の開始点の平均的な位置は、前記第２ｎ型窒化物半導体層内に存在する窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記発光層の下面における前記Ｖピット構造の直径が４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記Ｖピット構造の開始点の平均的な位置は、前記第２ｎ型窒化物半導体層の下面から３０ｎｍ以上離れている請求項１または２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記第３ｎ型窒化物半導体層は、ＧａＮ又はＡｌＧａＮからなる請求項１〜３のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒素を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料（以下、「窒化物半導体材料」と呼ぶ）は、赤外領域から紫外領域の波長を有する光のエネルギーに相当するバンドギャップエネルギーを有している。そのため、窒化物半導体材料は、赤外領域から紫外領域の波長を有する光を発光する発光素子の材料、又は、その領域の波長を有する光を受光する受光素子の材料等に有用である。【０００３】
また、窒化物半導体材料では、窒化物半導体を構成する原子間の結合力が強く、絶縁破壊電圧が高く、飽和電子速度が大きい。これらのことから、窒化物半導体材料は、耐高温かつ高出力な高周波トランジスタ等の電子デバイスの材料としても有用である。さらに、窒化物半導体材料は、環境を害することがほとんどないので、取り扱い易い材料としても注目されている。【０００４】
このような窒化物半導体材料を用いた窒化物半導体発光素子においては、発光層として量子井戸構造を採用することが一般的である。発光層として量子井戸構造を採用した窒化物半導体発光素子に電圧が印加されると、発光層を構成する量子井戸層において電子とホールとが再結合され、よって、光が発生する。量子井戸構造を有する発光層は、単一量子井戸（Single  Quantum  Well；ＳＱＷ）構造からなっても良いし、量子井戸層とバリア層とが交互に積層された多重量子井戸（Multiple  Quantum  Well；ＭＱＷ）構造からなっても良い。【０００５】
量子井戸層としてＩｎＧａＮ層を用いバリア層としてＧａＮ層を用いることが一般的である。これにより、例えば、発光ピーク波長が約４５０ｎｍの青色ＬＥＤ（Light  Emitting  Device）を作製できる。また、その青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせて白色ＬＥＤを作製できる。【０００６】
窒化物半導体発光素子に含まれるｎ型窒化物半導体層としては、ＧａＮ層又はＩｎＧａＮ層を用いることが一般的である。ｎ型窒化物半導体層の機能としては、ｎ側電極とのコンタクト層という機能の他、電流注入層又は発光層の歪みを緩和する層としての機能、又は、Ｖ字型のピット構造を作製する層としての機能があると考えられている。しかし、ｎ型窒化物半導体層のこれらの機能が窒化物半導体発光素子の特性に及ぼす作用については、完全には明らかにされていない。【０００７】
例えば特許文献１（特開平１１−３３０５５４号公報）には、Ｉｎを含む窒化物半導体層を有するｎ側多層膜層を活性層の下に備えた窒化物半導体素子が記載されている。特許文献１には、上述のｎ側多層膜層が何らかの作用を行って発光素子の出力を向上させることが記載されており、その理由としては活性層の結晶性を向上させることによるためと推察されるが詳しいことは不明であると記載されている。【０００８】
また、特許文献２（特開平８−２３１２４号公報）には、キャリア濃度の大きな第２のｎ型層が第１のｎ型層に接して活性層側に形成されていれば、活性層から均一な面発光を得て、光出力の向上した素子を実現できると記載されている。【０００９】
ところで、窒化物半導体発光素子には、Ｖピット（V  pit，  V-shaped  pit、断面Ｖ字状の凹部）、Ｖディフェクト（V  defect）、又は、inverted  hexagonal  pyramid  defectなどと呼ばれる形状のピット構造が形成されていることが知られている。【００１０】
特許文献３（特開２０１３−１８７４８４号公報）には、ｎ型窒化物半導体層と、Ｖピット発生層と、中間層と、多重量子井戸発光層と、ｐ型窒化物半導体層とがこの順に積層された窒化物半導体発光素子が記載されている。特許文献３には、多層構造体（多層構造体では、バンドギャップエネルギーが異なる複数の窒化物半導体層が積層されている）がＶピット発生層と中間層との間に設けられていれば、高温及び大電流での動作時における発光効率の低下を防止でき、ＥＳＤ（Electrostatic  Discharge）に起因する不良率を低減できることが記載されている。【００１１】
また、非特許文献１では、ＭＱＷ構造からなる発光層におけるＶピットの作用が報告されている。非特許文献１には、ＭＱＷ構造からなる発光層にＶピットが存在していると、Ｖピットの斜面における量子井戸層の幅が狭くなるので、量子井戸層に注入された電子及びホールが貫通転位に到達することが妨げられ、その結果、発光層における非発光再結合が抑制されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３３０５５４号公報
【特許文献２】特開平８−２３１２４号公報
【特許文献３】特開２０１３−１８７４８４号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】A.  Hangleiter,  F.  Hitzel,  C.  Netzel,  D.  Fuhrmann,  U.  Rossow,  G.  Ade,  and  P.  Hinze,  “Suppression  of  Nonradiative  Recombination  by  V-Shaped  Pits  in  GaInN/GaN  Quantum  Wells  Produces  a  Large  Increase  in  the  Light  Emission  Efficiency”,  Physical  Review  Letters  95,  127402  (2005)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
Ｉｎを含むｎ型窒化物半導体層を用いて窒化物半導体発光素子を製造すれば、理由は不明であるが、光出力を高めることができる。しかし、Ｉｎの原料は高価であり、また、窒化物半導体層の積層構造は複雑となる。そのため、窒化物半導体発光素子の生産性が低下することがあり、また、窒化物半導体発光素子のコストが上昇することがある。【００１５】
一方、Ｉｎを含まないｎ型窒化物半導体層を用いれば、窒化物半導体発光素子を比較的簡便に製造できる。しかし、光出力が低下する。特に、高温又は大電流での動作時には、発光効率が低下するので、光出力の低下が顕著となる。そのため、例えば、窒化物半導体発光素子を照明用途等に用いた場合には、点灯直後の光出力に比べて点灯後時間が経過した後での光出力が大きく低下する等の問題が生じる。【００１６】
また、例えばＩｎを含むｎ型窒化物半導体層を用いて発光ピーク波長が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍ等の短波長波長領域に存在する発光素子を製造すると、そのｎ型窒化物半導体層は、発光層からの光を吸収する光吸収層として機能してしまう。そのため、室温での動作時であっても光出力の低下を招くことがある。【００１７】
本発明の目的は、室温での動作時と高温での動作時（本明細書では、大電流又は大電流密度での動作によって窒化物半導体発光素子の動作温度が高温となった場合も含む）との両方において窒化物半導体発光素子の光出力を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の窒化物半導体発光素子は、基板と、基板の上に順に設けられたｎ型窒化物半導体層、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造を含む発光層、及び、ｐ型窒化物半導体層とを備える。ｎ型窒化物半導体層は、基板側から発光層側へ向かう方向に順に設けられた第１ｎ型窒化物半導体層、第２ｎ型窒化物半導体層、及び、第３ｎ型窒化物半導体層を有する。第２ｎ型窒化物半導体層のｎ型ドーパント濃度が、第１ｎ型窒化物半導体層のｎ型ドーパント濃度よりも低い。第３ｎ型窒化物半導体層のｎ型ドーパント濃度が、第２ｎ型窒化物半導体層のｎ型ドーパント濃度よりも高い。第２ｎ型窒化物半導体層と第３ｎ型窒化物半導体層と発光層とには、Ｖピット構造が部分的に形成されている。Ｖピット構造の開始点の平均的な位置は、第２ｎ型窒化物半導体層内に存在する。【００１９】
発光層の下面におけるＶピット構造の直径が４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましい。【００２０】
Ｖピット構造の開始点の平均的な位置は、第２ｎ型窒化物半導体層の下面から３０ｎｍ以上離れていることが好ましい。【００２１】
第３ｎ型窒化物半導体層は、ＧａＮ又はＡｌＧａＮからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、室温での動作時と高温での動作時との両方において窒化物半導体発光素子の光出力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態の窒化物半導体発光素子の断面図である。
【図２】実施例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分又は相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。以下、本明細書における用語を定義してから、本発明を説明する。
【００２５】
（本明細書での用語の定義）
「バリア層」とは、発光層において量子井戸層に挟まれた層を意味する。量子井戸層に挟まれていないバリア層は、「最初のバリア層」又は「最後のバリア層」と表記され、量子井戸層に挟まれた層とは表記を異にする。
【００２６】
「ドーパント濃度」と、ｎ型ドーパント又はｐ型ドーパントのドープに伴って発生する電子又はホールの濃度である「キャリア濃度」とを用いている。「ドーパント濃度」と「キャリア濃度」との関係については後述する。
【００２７】
「キャリアガス」とは、ＩＩＩ族原料ガス、Ｖ族原料ガス及びドーパント原料ガス以外のガスを意味する。キャリアガスを構成する原子は窒化物半導体層等に取り込まれない。
【００２８】
「アンドープ」とは、意図的にドーパント（ｎ型ドーパント又はｐ型ドーパント）をドープしないことを意味する。そのため、「アンドープ層」は、そのアンドープ層に隣接する層からのドーパントの拡散によりドーパントを含むことがある。
【００２９】
「ｎ型窒化物半導体層」とは、電子の流れを実用上妨げない程度の厚さの低キャリア濃度のｐ型層又はアンドープ層を含んでいてもよい。「実用上妨げない程度」とは、窒化物半導体発光素子の動作電圧が実用的なレベルであることを言う。
【００３０】
「ｐ型窒化物半導体層」とは、ホールの流れを実用上妨げない程度の厚さの低キャリア濃度のｎ型層又はアンドープ層を含んでいてもよい。「実用上妨げない」とは、窒化物半導体発光素子の動作電圧が実用的なレベルであることを言う。
【００３１】
「ＡｌＧａＮ」という表記は、原子としてＡｌ、Ｇａ及びＮを含んでいるという意味であって、その組成には特に限定されない。「ＩｎＧａＮ」、「ＡｌＧａＩｎＮ」及び「ＡｌＯＮ」という各表記についても同様である。
【００３２】
「窒化物半導体」とは、理想的には、窒素（Ｎ）とその他の元素（例えばＡｌ、Ｇａ又はＩｎ）との原子数比が１：１であることを意味する。しかし、「窒化物半導体」には、ドーパントを含む窒化物半導体も含まれ、また、上述の原子数比が１：１とは異なる場合も含まれる。また、「ＡｌxＧａ1-xＮ」と表記した場合であっても、窒素（Ｎ）とその他の元素（Ａｌ、Ｇａ）との原子数比が１：１である場合だけが含まれるわけではなく、この原子数比が１：１とは異なる場合も含まれる。
【００３３】
窒化物半導体のバンドギャップエネルギーＥｇ（単位はｅＶ）とＩｎ又はＡｌの混晶比ｘとは、Joachim  Piprek  et.  al,  “Semiconductor  Optoelectric  Devices”,  Academic  Press,  2003,  p.191に記載されている以下の式（Ｉ）及び（ＩＩ）を満たすと仮定する。
Ｅｇ(ＩｎxＧａ1-xＮ)＝１．８９ｘ＋３．４２(１−ｘ)−３．８(１−ｘ)
・・・式（Ｉ）
Ｅｇ(ＡｌxＧａ1-xＮ)＝６．２８ｘ＋３．４２(１−ｘ)−１．３(１−ｘ)
・・・式（ＩＩ）。
【００３４】
［窒化物半導体発光素子の構成］
図１は、本発明の一実施形態の窒化物半導体発光素子の断面図である。窒化物半導体発光素子は、基板１と、基板１の上に順に設けられたバッファ層３、下地層５、ｎ型窒化物半導体層７、発光層１５及びｐ型窒化物半導体層１７とを備えている。ｎ型窒化物半導体層７は、基板１側から発光層１５へ向かう方向に順に設けられた第１ｎ型窒化物半導体層９、第２ｎ型窒化物半導体層１１及び第３ｎ型窒化物半導体層１３を有する。第２ｎ型窒化物半導体層１１と第３ｎ型窒化物半導体層１３と発光層１５とには、Ｖピット構造２７が部分的に形成されている。
【００３５】
ｐ型窒化物半導体層１７の上には透明電極層１９が設けられており、透明電極層１９の上にはｐ側電極２１が設けられている。また、第１ｎ型窒化物半導体層９の露出面には、ｎ側電極２３が設けられている。窒化物半導体発光素子の表面は透明絶縁層２５で覆われているが、ｐ側電極２１の上面の一部及びｎ側電極２３の上面の一部は透明絶縁層２５から露出している。
【００３６】
＜基板＞
基板１としては、例えば、サファイア、ＧａＮ、ＳｉＣ、Ｓｉ又はＺｎＯ等からなる基板を用いることができる。基板１の厚さは特に限定されない。ｎ型窒化物半導体層７等の窒化物半導体層の成長時における基板１の厚さは９００μｍ以上１３００μｍ以下であることが好ましく、窒化物半導体発光素子の使用時における基板１の厚さは５０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
基板１の上面１Ａには、凸部と凹部とを有する凹凸形状が形成されていても良い。凸部及び凹部の各形状は特に限定されず、上面１Ａにおける凸部及び凹部の各配置は特に限定されない。例えば、凸部は上面１Ａにおいて略正三角形の頂点となる位置に設けられていることが好ましい。隣り合う凸部の頂点の間隔が１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。上面１Ａにおける凸部の形状は略円形であることが好ましい。凸部の縦断面形状が台形である場合には、台形の頂点は丸みを帯びていることが好ましい。なお、上面１Ａの少なくとも一部が平坦であっても良い。
【００３８】
なお、基板１は、基板１の上面１Ａへの窒化物半導体層の成長の後に除去されても良い。つまり、本実施形態の窒化物半導体発光素子は基板１を備えていなくても良い。
【００３９】
＜バッファ層＞
バッファ層３としては、例えば、ＡｌＯＮ層（Ｎに対するＯの比率が数原子％程度）又は一般式Ａｌs0Ｇａt0Ｏu0Ｎ1-u0（０≦ｓ０≦１、０≦ｔ０≦１、０≦ｕ０≦１、ｓ０＋ｔ０＋ｕ０≠０）で表される窒化物半導体材料からなる層等を用いることができる。
【００４０】
バッファ層３を構成するＡｌＯＮ層では、Ｎのごく一部（０．５原子％以上２原子％以下）が酸素に置き換えられていることが好ましい。この場合、バッファ層３は基板１の成長面の法線方向に伸長するように形成されるので、結晶粒の揃った柱状結晶の集合体からなるバッファ層３を得ることができる。
【００４１】
バッファ層３としては、公知のスパッタ法により形成されたＡｌＯＮ層を用いることが好ましい。これにより、下地層５の結晶品質を高めることができる。Ｘ線ロッキングカーブ回折法により測定された回折強度曲線に現れるピークの半値幅から、下地層５の結晶品質を確認できる。
【００４２】
バッファ層３としては、例えば、５００℃程度の低温でＭＯＣＶＤ（Metal  Organic  Chemical  Vapor  Deposition）法により形成されたＧａＮ層を用いても良い。
【００４３】
このようなバッファ層３の厚さは、特に限定されないが、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、より好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
【００４４】
＜下地層＞
下地層５としては、例えば、一般式Ａｌx0Ｇａy0Ｉｎz0Ｎ（０≦ｘ０≦１、０≦ｙ０≦１、０≦ｚ０≦１、ｘ０＋ｙ０＋ｚ０≠０）で表される窒化物半導体材料からなる層等を用いることができる。
【００４５】
下地層５としては、ＩＩＩ族元素としてＧａを含む窒化物半導体層を用いることが好ましい。これにより、柱状結晶の集合体からなるバッファ層３中の結晶欠陥（転位等）を引き継ぐことなく下地層５を形成できる。
【００４６】
下地層５は、アンドープ層であっても良いし、ｎ型層であっても良い。例えば、下地層５には、ｎ型ドーパントが１×１０16／ｃｍ3以上１×１０20／ｃｍ3以下の範囲でドーピングされていてもよい。ここで、ｎ型ドーパントとしては、例えばＳｉ、Ｇｅ及びＳｎのうちの少なくとも１つを用いることができ、好ましくはＳｉを用いることである。ｎ型ドーパントとしてＳｉを用いた場合には、ｎ型ドーパント原料ガスとしてシラン又はジシランを用いることが好ましい。ｎ型ドーパントの材料及びｎ型ドーパント原料ガスの材料については、後述するｎ型窒化物半導体層にも言える。
【００４７】
下地層５の厚さをできるだけ厚くすれば、下地層５中の欠陥は減少するが、基板１と下地層５との熱膨張率差に伴ってウエハ（基板の上面に窒化物半導体層が形成されたもの）の反りが大きくなるという問題がある。また、下地層５の厚さをある程度以上厚くすると、下地層５中の欠陥が減少するという効果は飽和する。これらのことから、下地層５の厚さは、好ましくは１μｍ以上８μｍ以下であり、より好ましくは３μｍ以上５μｍ以下である。
【００４８】
＜ｎ型窒化物半導体層＞
＜第１ｎ型窒化物半導体層＞
第１ｎ型窒化物半導体層９としては、例えば、一般式Ａｌx1Ｇａy1Ｉｎz1Ｎ（０≦ｘ１≦１、０≦ｙ１≦１、０≦ｚ１≦１、ｘ１＋ｙ１＋ｚ１≠０）で表わされる窒化物半導体材料からなる層にｎ型ドーパントがドープされた層を用いることができる。好ましくは、一般式Ａｌx1Ｇａ1-x1Ｎ（０≦ｘ１≦１、好ましくは０≦ｘ１≦０．５、より好ましくは０≦ｘ１≦０．１）で表わされる窒化物半導体材料からなる層にｎ型ドーパントがドープされた層を用いる。
【００４９】
第１ｎ型窒化物半導体層９のｎ型ドーパント濃度は２×１０18／ｃｍ3以上であることが好ましい。これにより、大電流密度での動作時においても窒化物半導体発光素子の発光効率を高めることができる。より好ましくは、第１ｎ型窒化物半導体層９のｎ型ドーパント濃度は５×１０18／ｃｍ3以上５×１０19／ｃｍ3以下である。
【００５０】
また、第１ｎ型窒化物半導体層９は、ｎ側電極２３とのコンタクト層を兼ねている。そのため、第１ｎ型窒化物半導体層９のうちｎ側電極２３とのコンタクト層として機能する部分においては、ｎ型ドーパント濃度は１×１０18／ｃｍ3以上であることが好ましい。
【００５１】
第１ｎ型窒化物半導体層９の厚さが厚くなれば、第１ｎ型窒化物半導体層９の抵抗は低くなるが、窒化物半導体発光素子の製造コストの上昇を招く。このことを考慮すれば、第１ｎ型窒化物半導体層９の厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましいが、この範囲に限定されない。
【００５２】
第１ｎ型窒化物半導体層９は、単層であっても良いし、組成及びドーパント濃度のうちの少なくとも１つが異なる２以上の層が積層されて構成された積層構造を有していても良い。第１ｎ型窒化物半導体層９が上述の積層構造を有している場合、第１ｎ型窒化物半導体層９を構成する層の少なくとも１層において組成及びドーパント濃度のうちの少なくとも１つが他の層とは異なっていれば良い。第１ｎ型窒化物半導体層９が上述の積層構造を有している場合、第１ｎ型窒化物半導体層９を構成する全ての層において厚さが同一であっても良いし、第１ｎ型窒化物半導体層９を構成する層の少なくとも１層において厚さが他の層とは異なっていても良い。
【００５３】
第１ｎ型窒化物半導体層９が上述の積層構造を有している場合、第１ｎ型窒化物半導体層９のｎ型ドーパント濃度は、第１ｎ型窒化物半導体層９を構成する層のそれぞれに含まれるｎ型ドーパント量の合計を第１ｎ型窒化物半導体層９の体積で除することにより求められる。
【００５４】
＜第２ｎ型窒化物半導体層＞
第２ｎ型窒化物半導体層１１としては、例えば、一般式Ａｌx2Ｇａy2Ｉｎz2Ｎ（０≦ｘ２≦１、０≦ｙ２≦１、０≦ｚ２≦１、ｘ２＋ｙ２＋ｚ２≠０）で表わされる窒化物半導体材料からなる層にｎ型ドーパントがドープされた層を用いることができる。好ましくは、一般式Ａｌx2Ｇａ1-x2Ｎ（０≦ｘ２≦１、好ましくは０≦ｘ２≦０．３、より好ましくは０≦ｘ２≦０．１）で表される窒化物半導体材料からなる層又は一般式Ｉｎz2Ｇａ1-z2Ｎ（０≦ｚ２≦１、好ましくは０≦ｚ２≦０．３、より好ましくは０≦ｚ２≦０．１）で表される窒化物半導体材料からなる層にｎ型ドーパントがドープされた層を用いる。
【００５５】
第２ｎ型窒化物半導体層１１のｎ型ドーパント濃度は、好ましくは第１ｎ型窒化物半導体層９のｎ型ドーパント濃度よりも低く、より好ましくは１×１０19／ｃｍ3以下である。なお、第２ｎ型窒化物半導体層１１はアンドープ層であっても良い。
【００５６】
第２ｎ型窒化物半導体層１１の厚さは特に限定されないが、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５７】
第２ｎ型窒化物半導体層１１は、単層であっても良いし、組成及びドーパント濃度のうちの少なくとも１つが異なる２以上の層が積層されて構成された積層構造を有していても良い。第２ｎ型窒化物半導体層１１が上述の積層構造を有している場合、第２ｎ型窒化物半導体層１１を構成する層の少なくとも１層において組成及びドーパント濃度のうちの少なくとも１つが他の層とは異なっていれば良い。第２ｎ型窒化物半導体層１１が上述の積層構造を有している場合、第２ｎ型窒化物半導体層１１を構成する全ての層において厚さが同一であっても良いし、第２ｎ型窒化物半導体層１１を構成する層の少なくとも１層において厚さが他の層とは異なっていても良い。
【００５８】
第２ｎ型窒化物半導体層１１が上述の積層構造を有している場合、第２ｎ型窒化物半導体層１１のｎ型ドーパント濃度は、第２ｎ型窒化物半導体層１１を構成する層のそれぞれに含まれるｎ型ドーパント量の合計を第２ｎ型窒化物半導体層１１の体積で除することにより求められる。
【００５９】
＜第３ｎ型窒化物半導体層＞
第３ｎ型窒化物半導体層１３としては、例えば、一般式Ａｌx3Ｇａy3Ｉｎz3Ｎ（０≦ｘ３≦１、０≦ｙ３≦１、０≦ｚ３≦１、ｘ３＋ｙ３＋ｚ３≠０）で表わされる窒化物半導体材料からなる層にｎ型ドーパントがドープされた層を用いることができる。好ましくは、Ｇａ及びＡｌのうちの少なくとも１つを含む窒化物半導体材料（例えばＧａＮ又はＡｌＧａＮ）からなる層にｎ型ドーパントがドープされた層を用いる。
【００６０】
第３ｎ型窒化物半導体層１３のｎ型ドーパント濃度は、好ましくは第２ｎ型窒化物半導体層１１のｎ型ドーパント濃度よりも高く、より好ましくは第２ｎ型窒化物半導体層１１のｎ型ドーパント濃度の２倍以上である。例えば、第３ｎ型窒化物半導体層１３のｎ型ドーパント濃度は、２×１０18／ｃｍ3以上２×１０19／ｃｍ3以下であることが好ましい。
【００６１】
第３ｎ型窒化物半導体層１３の厚さは、０ｎｍよりも大きく１００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。第３ｎ型窒化物半導体層１３の厚さが５ｎｍ以上であれば、駆動電圧を低下させることができる。第３ｎ型窒化物半導体層１３の厚さが１００ｎｍ以下であれば、逆方向電圧の印加時であっても空乏層が第３ｎ型窒化物半導体層１３において広がるので、静電耐圧の低下を防止できる。
【００６２】
第３ｎ型窒化物半導体層１３は、単層であっても良いし、組成及びドーパント濃度のうちの少なくとも１つが異なる２以上の層が積層されて構成された積層構造を有していても良い。第３ｎ型窒化物半導体層１３が上述の積層構造を有している場合、第３ｎ型窒化物半導体層１３を構成する層の少なくとも１層において組成及びドーパント濃度のうちの少なくとも１つが他の層とは異なっていれば良い。第３ｎ型窒化物半導体層１３が上述の積層構造を有している場合、第３ｎ型窒化物半導体層１３を構成する全ての層において厚さが同一であっても良いし、第３ｎ型窒化物半導体層１３を構成する層の少なくとも１層において厚さが他の層とは異なっていても良い。
【００６３】
第３ｎ型窒化物半導体層１３が上述の積層構造を有している場合、第３ｎ型窒化物半導体層１３のｎ型ドーパント濃度は、第３ｎ型窒化物半導体層１３を構成する層のそれぞれに含まれるｎ型ドーパント量の合計を第３ｎ型窒化物半導体層１３の体積で除することにより求められる。
【００６４】
＜ｎ型窒化物半導体層７における組成（Ｉｎ）＞
発光層１５の発光ピーク波長が３６０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下である場合には、ｎ型窒化物半導体層７がＩｎを含まないことが好ましい。ｎ型窒化物半導体層７がＩｎを含まなければ、３６０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長を有する光がｎ型窒化物半導体層７で吸収されることを防止できる。よって、発光層１５が３６０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長を有する光を発する場合であっても、光の取り出し効率を高く維持できるので、光出力を高く維持できる。
【００６５】
「ｎ型窒化物半導体層７がＩｎを含まない」とは、第１ｎ型窒化物半導体層９を構成する窒化物半導体材料が一般式Ａｌx1Ｇａy1Ｎ（０≦ｘ１≦１、０≦ｙ１≦１、ｘ１＋ｙ１≠０）で表わされ、第２ｎ型窒化物半導体層１１を構成する窒化物半導体材料が一般式Ａｌx2Ｇａy2Ｎ（０≦ｘ２≦１、０≦ｙ２≦１、ｘ２＋ｙ２≠０）で表わされ、第３ｎ型窒化物半導体層１３を構成する窒化物半導体材料が一般式Ａｌx3Ｇａy3Ｎ（０≦ｘ３≦１、０≦ｙ３≦１、ｘ３＋ｙ３≠０）で表わされる場合を意味する。
【００６６】
＜ｎ型窒化物半導体層７におけるｎ型ドーパント濃度＞
上述したように、第２ｎ型窒化物半導体層１１のｎ型ドーパント濃度は第１ｎ型窒化物半導体層９のｎ型ドーパント濃度よりも低く、第３ｎ型窒化物半導体層１３のｎ型ドーパント濃度は第２ｎ型窒化物半導体層１１のｎ型ドーパント濃度よりも高い。
【００６７】
第２ｎ型窒化物半導体層１１のｎ型ドーパント濃度が第１ｎ型窒化物半導体層９のｎ型ドーパント濃度よりも低ければ、ＥＳＤ耐性が向上し、また、リーク系不良（リーク電流の発生により生じる不良）が低減する。よって、窒化物半導体発光素子の製造歩留りが向上する。
【００６８】
第３ｎ型窒化物半導体層１３のｎ型ドーパント濃度が第２ｎ型窒化物半導体層１１のｎ型ドーパント濃度よりも高ければ、電子注入効率が高くなるので、動作電圧が低減する。また、光出力が高くなるので、電力効率が高くなる。
【００６９】
第１ｎ型窒化物半導体層９のｎ型ドーパント濃度は、第３ｎ型窒化物半導体層１３のｎ型ドーパント濃度よりも高くても良いし低くても良い。
【００７０】
＜発光層＞
発光層１５は、ＳＱＷ構造を含んでいても良いし、ＭＱＷ構造を含んでいても良い。以下では、発光層１５がＭＱＷ構造からなる場合について示す。
【００７１】
ＭＱＷ構造からなる発光層１５は、量子井戸層と、バリア層と、最初のバリア層と、最後のバリア層とを有する。最初のバリア層は第３ｎ型窒化物半導体層１３の上面１３Ａに設けられており、最後のバリア層はｐ型窒化物半導体層１７に接しており、量子井戸層はバリア層に挟まれている。
【００７２】
なお、バリア層と量子井戸層との間には、バリア層及び量子井戸層とは異なる別の半導体層が１層以上設けられていても良い。また、発光層１５の一周期の長さ（１つのバリア層の厚さと１つの量子井戸層の厚さとの合計）は５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００７３】
（量子井戸層）
量子井戸層としては、それぞれ独立に、例えば、一般式Ａｌc1Ｇａd1Ｉｎ(1-c1-d1)Ｎ（０≦ｃ１＜１、０＜ｄ１≦１）で表わされる窒化物半導体材料からなる層を用いることができる。好ましくは、Ａｌを含まない一般式Ｉｎe1Ｇａ(1-e1)Ｎ（０＜ｅ１≦１）で表わされる窒化物半導体材料からなる層を用いる。量子井戸層のＩｎの組成を変更することにより、量子井戸層のバンドギャップエネルギーを変更できる。例えば波長が３７５ｎｍ以下の紫外光を発光させる場合には、発光層のバンドギャップエネルギーを大きくする必要がある。その場合には、量子井戸層はＡｌを含むことが好ましい。
【００７４】
複数の量子井戸層のうちｎ型窒化物半導体層７側に位置する量子井戸層のいくつかは、ｎ型ドーパントを含むことが好ましい。これにより、窒化物半導体発光素子の駆動電圧を低下させることができる。
【００７５】
量子井戸層のそれぞれの厚さは１ｎｍ以上７ｎｍ以下であることが好ましい。各量子井戸層の厚さが１ｎｍ以上７ｎｍ以下であれば、大電流密度での動作時における窒化物半導体発光素子の発光効率を高めることができる。
【００７６】
複数の量子井戸層では、量子井戸層の厚さは互いに同一であることが好ましい。複数の量子井戸層において、量子井戸層の厚さが互いに同一であれば、量子井戸層の量子準位が同一となるので、量子井戸層における電子とホールとの再結合により発生する光の波長が同一となる。これにより、窒化物半導体発光素子の発光スペクトルに現れるピークの幅が狭くなる。
【００７７】
一方、複数の量子井戸層において、量子井戸層の厚さ及び組成のうちの少なくとも１つが意図的に異なる場合には、窒化物半導体発光素子の発光スペクトルに現れるピークの幅が広くなる。窒化物半導体発光素子の用途に合わせて、量子井戸層の厚さ又は組成を互いに同一とするか否かを決定することが好ましい。
【００７８】
発光層１５に含まれる量子井戸層の層数は特に限定されないが、好ましくは１層以上２０層以下であり、より好ましくは３層以上１５層以下であり、更に好ましくは４層以上１２層以下である。
【００７９】
（バリア層、最初のバリア層、最後のバリア層）
バリア層としては、それぞれ、量子井戸層を構成する窒化物半導体材料よりもバンドギャップエネルギーが大きい窒化物半導体材料を用いることができる。バリア層としては、それぞれ独立に、一般式ＡｌfＧａgＩｎ(1-f-g)Ｎ（０≦ｆ＜１、０＜ｇ≦１）で表わされる窒化物半導体材料からなる層を用いることができる。好ましくは、Ａｌを含む一般式ＡｌhＧａ(1-h)Ｎ（０＜ｈ≦１）で表わされる窒化物半導体材料からなる層を用いる。より好ましくは、Ｇａ及びＡｌを含む一般式ＡｌhＧａ(1-h)Ｎ（０＜ｈ＜１）で表わされる窒化物半導体材料からなる層を用いる。最初のバリア層の組成及び最後のバリア層の組成についても同様のことが言える。
【００８０】
バリア層及び最初のバリア層はアンドープ層であっても良いが、バリア層及び最初のバリア層のそれぞれにおけるｎ型ドーパント濃度は特に限定されず、必要に応じて適宜設定されることが好ましい。一例としては、複数のバリア層のうち、ｎ型窒化物半導体層７側に位置するバリア層にはｎ型ドーパントがドープされ、ｐ型窒化物半導体層１７側に位置するバリア層にはｎ型窒化物半導体層７側に位置するバリア層よりも低い濃度のｎ型ドーパントがドープされている又はｎ型ドーパントがドープされていない（アンドープ）。
【００８１】
なお、バリア層、最初のバリア層及び最後のバリア層には、ｐ型窒化物半導体層１７の成長時にｐ型ドーパントが熱拡散してドープされることがある。
【００８２】
バリア層のそれぞれの厚さは特に限定されないが、好ましくは１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、より好ましくは３ｎｍ以上７ｎｍ以下である。バリア層の厚さが小さくなれば、動作電圧が低くなる。しかし、バリア層の厚さが１ｎｍ未満となると、大電流密度での動作時において発光効率が低下することがある。最初のバリア層の厚さは、特に限定されず、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。最後のバリア層の厚さは、特に限定されないが、１ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００８３】
＜Ｖピット構造＞
「Ｖピット構造２７」とは、貫通転位に起因して発生し、第２ｎ型窒化物半導体層１１の内部から発光層１５の上面（ｐ型窒化物半導体層１７側に位置する発光層１５の面）１５Ａへ向かって拡径する形状を有する結晶欠陥を意味する。このＶピット構造２７は、上述したように、第２ｎ型窒化物半導体層１１と第３ｎ型窒化物半導体層１３と発光層１５とに部分的に形成されている。
【００８４】
「Ｖピット構造２７が第２ｎ型窒化物半導体層１１と第３ｎ型窒化物半導体層１３と発光層１５とに部分的に形成されている」とは、第２ｎ型窒化物半導体層１１の内部から発光層１５の上面１５Ａへ向かって拡径する形状を有するＶピット構造２７が、発光層１５の上面１５Ａにおいて点在していることを意味し、好ましくは発光層１５の上面１５Ａにおいて面密度１×１０8／ｃｍ2以下で形成され、より好ましくは発光層１５の上面１５Ａにおいて面密度５×１０7／ｃｍ2以下で形成されている。例えば、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic  Force  Microscope）により発光層１５の上面１５Ａを観察すれば、発光層１５の上面１５ＡにおけるＶピット構造２７の面密度を求めることができる。
【００８５】
Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置は、第２ｎ型窒化物半導体層１１内に存在している。「Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃ」とは、Ｖピット構造２７を構成する側面を第１ｎ型窒化物半導体層９側へ延長させたときに現れる交点であって、図１に示す場合にはＶピット構造２７のうち最も第１ｎ型窒化物半導体層９側に位置する部位である。「Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置」とは、Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃを窒化物半導体発光素子の厚さ方向で平均化して得られた位置を意味する。
【００８６】
Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置が第２ｎ型窒化物半導体層１１内に存在していれば、発光層１５の下面（第３ｎ型窒化物半導体層１３に接する発光層１５の面）１５ＢにおけるＶピット構造２７の直径ｒ（以下では単に「Ｖピット構造２７の直径ｒ」と記す）を４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下にできる。
【００８７】
Ｖピット構造２７の直径ｒが４０ｎｍ以上であれば、Ｖピット構造２７の大きさを確保できるので、Ｖピット構造２７内に存在する貫通転位に電子又はホールが捕獲されることを防止でき、よって、貫通転位での非発光再結合の発生を防止できる。これにより、室温での動作時においても、高温での動作時においても、発光効率を高めることができるので光出力を高めることができる。特に高温での動作時において顕著となる。
【００８８】
詳細には、高温になると、電子又はホールの移動が活発となるので、電子又はホールが貫通転位へ到達する確率が高くなる。そのため、貫通転位での非発光再結合が起こり易くなる。しかし、Ｖピット構造２７の直径ｒが４０ｎｍ以上であれば、Ｖピット構造２７内に存在する貫通転位に電子又はホールが捕獲され難くなる。よって、貫通転位での非発光再結合の発生を防止できる。
【００８９】
Ｖピット構造２７の直径ｒが８０ｎｍ以下であれば、Ｖピット構造２７の周囲における第２ｎ型窒化物半導体層１１の上面（第３ｎ型窒化物半導体層１３側に位置する第２ｎ型窒化物半導体層１１の面）１１Ａの平坦性を維持でき、また、Ｖピット構造２７の周囲における第３ｎ型窒化物半導体層１３の上面（発光層１５側に位置する第３ｎ型窒化物半導体層１３の面）１３Ａの平坦性を維持できる。これにより、発光層１５において結晶欠陥が発生することを防止できる。このようにＶピット構造２７の直径ｒが８０ｎｍ以下であれば、Ｖピット構造２７が形成されたことに起因して発光効率が低下することを防止できる。つまり、窒化物半導体発光素子の動作温度に依らず発光効率を高めることができる。よって、室温での動作時においても高温での動作時においても光出力を高めることができる。
【００９０】
以上より、Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置が第２ｎ型窒化物半導体層１１内に存在していれば、Ｖピット構造２７の直径ｒを４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下にでき、よって、室温での動作時と高温での動作時との両方において窒化物半導体発光素子の光出力を高めることができる。より好ましくは、Ｖピット構造２７の直径ｒが４５ｎｍ以上７５ｎｍ以下である。ここで、窒化物半導体発光素子の断面ＴＥＭ（Transmission  Electron  Microscope）画像から、Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置を確認でき、また、Ｖピット構造２７の直径ｒを求めることができる。Ｖピット構造２７が２つ以上存在する場合には、Ｖピット構造２７の直径ｒは求められた直径の平均値となる。
【００９１】
なお、Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置が第３ｎ型窒化物半導体層１３内に存在している場合には、Ｖピット構造２７の直径ｒは４０ｎｍ未満となり易い。また、Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置が第１ｎ型窒化物半導体層１１内に存在している場合には、Ｖピット構造２７の直径ｒは８０ｎｍを超えやすい。
【００９２】
第２ｎ型窒化物半導体層１１の成長条件及び第３ｎ型窒化物半導体層１３の成長条件のうちの少なくとも１つを好適な条件とすれば、Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置が第２ｎ型窒化物半導体層１１内に存在することとなる。よって、Ｖピット構造２７の直径ｒを４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下にできる。
【００９３】
第２ｎ型窒化物半導体層１１の成長時、基板１の温度が低ければ又は成長速度が速ければＶピット構造２７の開始点２７Ｃが形成され易いと考えられ、基板１の温度が高ければ又は成長速度が遅ければＶピット構造２７の開始点２７Ｃが形成され難いと考えられる。第２ｎ型窒化物半導体層１１の厚さが大きければＶピット構造２７の直径ｒが大きくなると考えられ、第２ｎ型窒化物半導体層１１の厚さが小さければＶピット構造２７の直径ｒが小さくなると考えられる。
【００９４】
具体的には、第２ｎ型窒化物半導体層１１の成長時、基板１の温度を、６００℃以上１０００℃以下に設定することが好ましく、６５０℃以上９５０℃以下に設定することがより好ましい。また、第２ｎ型窒化物半導体層１１の成長時、第２ｎ型窒化物半導体層１１の成長速度を、５０ｎｍ／ｈ以上１０００ｎｍ／ｈ以下に設定することが好ましく、５０ｎｍ／ｈ以上５００ｎｍ／ｈ以下に設定することがより好ましい。また、第２ｎ型窒化物半導体層１１の厚さを、５ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることが好ましく、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下とすることがより好ましい。例えば、基板１の温度を８４０℃以上８７０℃以下とし、且つ、第２ｎ型窒化物半導体層１１の成長速度を１３０ｎｍ／ｈ以上２００ｎｍ／ｈ以下とすることが好ましい。また、基板１の温度を８００℃以上８４０℃以下とし、且つ、第２ｎ型窒化物半導体層１１の成長速度を５０ｎｍ／ｈ以上１３０ｎｍ／ｈ以下とすることが好ましい。また、基板１の温度を８５０℃に設定して１５０ｎｍ／ｈの成長速度で第２ｎ型窒化物半導体層１１を成長させる場合、厚さが５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下となるまで第２ｎ型窒化物半導体層１１を成長させることが好ましい。
【００９５】
第３ｎ型窒化物半導体層１３の成長時、基板１の温度が低ければ又は成長速度が速ければＶピット構造２７の形成が進行し易いと考えられ、基板１の温度が高ければ又は成長速度が遅ければＶピット構造２７の形成が進行し難いと考えられる。第３ｎ型窒化物半導体層１３の厚さが大きければＶピット構造２７の直径ｒが大きくなると考えられ、第３ｎ型窒化物半導体層１３の厚さが小さければＶピット構造２７の直径ｒが小さくなると考えられる。
【００９６】
具体的には、第３ｎ型窒化物半導体層１３の成長時、基板１の温度を、６００℃以上１０００℃以下に設定することが好ましく、６５０℃以上９５０℃以下に設定することがより好ましい。また、第３ｎ型窒化物半導体層１３の成長時、第３ｎ型窒化物半導体層１３の成長速度を、５０ｎｍ／ｈ以上１０００ｎｍ／ｈ以下に設定することが好ましく、５０ｎｍ／ｈ以上５００ｎｍ／ｈ以下に設定することがより好ましい。また、第３ｎ型窒化物半導体層１３の厚さを、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることが好ましく、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下とすることがより好ましい。例えば、基板１の温度を８４０℃以上８７０℃以下とし、且つ、第３ｎ型窒化物半導体層１３の成長速度を１３０ｎｍ／ｈ以上２００ｎｍ／ｈ以下とすることが好ましい。また、基板１の温度を８００℃以上８４０℃以下とし、且つ、第３ｎ型窒化物半導体層１３の成長速度を５０ｎｍ／ｈ以上１３０ｎｍ／ｈ以下とすることが好ましい。また、基板１の温度を８５０℃に設定して１５０ｎｍ／ｈの成長速度で第３ｎ型窒化物半導体層１３を成長させる場合、厚さが５ｎｍ以上２５ｎｍ以下となるまで第３ｎ型窒化物半導体層１３を成長させることが好ましい。
【００９７】
好ましくは、Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置は、第２ｎ型窒化物半導体層１１の下面（第１ｎ型窒化物半導体層９に接する第２ｎ型窒化物半導体層１１の面）１１Ｂから３０ｎｍ以上離れている。換言すると、好ましくは、図１に示す距離ｄが３０ｎｍ以上である。これにより、Ｖピット構造２７の直径ｒが４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下となり易くなる。よって、室温での動作時と高温での動作時との両方において窒化物半導体発光素子の光出力を容易に高めることができる。より好ましくは、図１に示す距離ｄが３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。なお、窒化物半導体発光素子の断面ＴＥＭ画像から図１に示す距離ｄを求めることができる。
【００９８】
第２ｎ型窒化物半導体層１１の成長条件のうちの少なくとも１つを好適な条件とすれば、図１に示す距離ｄが３０ｎｍ以上となる。例えば、第２ｎ型窒化物半導体層１１の成長時、基板１の温度を、６００℃以上１０００℃以下に設定することが好ましく、６５０℃以上９５０℃以下に設定することがより好ましい。また、第２ｎ型窒化物半導体層１１の成長時、第２ｎ型窒化物半導体層１１の成長速度を、５０ｎｍ／ｈ以上１０００ｎｍ／ｈ以下に設定することが好ましく、５０ｎｍ／ｈ以上５００ｎｍ／ｈ以下に設定することがより好ましい。
【００９９】
＜ｐ型窒化物半導体層＞
ｐ型窒化物半導体層１７としては、例えば、一般式Ａｌx4Ｇａy4Ｉｎz4Ｎ（０≦ｘ４≦１、０≦ｙ４≦１、０≦ｚ４≦１、ｘ４＋ｙ４＋ｚ４≠０）で表わされる窒化物半導体材料からなる層にｐ型ドーパントがドープされた層を用いることができる。好ましくは、一般式Ａｌx4Ｇａ(1-x4)Ｎ（０＜ｘ４≦０．４、好ましくは０．１≦ｘ４≦０．３）で表わされる窒化物半導体材料からなる層にｐ型ドーパントがドープされた層を用いる。
【０１００】
ｐ型窒化物半導体層１７のｐ型ドーパント濃度は、好ましくは１×１０18／ｃｍ3以上であり、より好ましくは２×１０18／ｃｍ3以上２×１０21／ｃｍ3以下である。なお、ｐ型ドーパントとしては、マグネシウムを用いることが好ましい。
【０１０１】
ｐ型窒化物半導体層１７の厚さは特に限定されないが、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。ｐ型窒化物半導体層１７の厚さが３００ｎｍ以下であれば、ｐ型窒化物半導体層１７の成長時における加熱時間を短くできる。よって、ｐ型ドーパントがｐ型窒化物半導体層１７から発光層１５へ拡散することを防止できる。
【０１０２】
ｐ型窒化物半導体層１７は、単層であっても良いし、組成及びドーパント濃度のうちの少なくとも１つが異なる２以上の層が積層されて構成された積層構造を有していても良い。ｐ型窒化物半導体層１７が上述の積層構造を有している場合、ｐ型窒化物半導体層１７を構成する層の少なくとも１層において組成及びドーパント濃度のうちの少なくとも１つが他の層とは異なっていれば良い。ｐ型窒化物半導体層１７が上述の積層構造を有している場合、ｐ型窒化物半導体層１７を構成する全ての層において厚さが同一であっても良いし、ｐ型窒化物半導体層１７を構成する層の少なくとも１層において厚さが他の層とは異なっていても良い。
【０１０３】
また、ｐ型窒化物半導体層１７は、第３ｎ型窒化物半導体層１３とともに発光層１５を挟むので、ｐ型クラッド層として機能する。
【０１０４】
＜ｎ側電極、ｐ側電極、透明電極層、透明絶縁層＞
透明電極層１９、ｐ側電極２１及びｎ側電極２３は、窒化物半導体発光素子に電力を供給するための電極である。ｐ側電極２１及びｎ側電極２３は、それぞれ、パッド電極からなっても良いが、電流の拡散を目的とする枝電極がパッド電極に接続されて構成されていても良い。
【０１０５】
透明電極層１９は、例えば、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）又はＩＺＯ（Indium  Zinc  Oxide）等からなることが好ましく、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【０１０６】
ｐ側電極２１及びｎ側電極２３は、例えば、ニッケル層、アルミニウム層、チタン層及び金層がこの順序で積層されて構成されていることが好ましい。しかし、ｐ側電極２１とｎ側電極２３とでは、構成が同じであっても良いし異なっても良い。ｐ側電極２１及びｎ側電極２３のそれぞれの厚さは特に限定されないが、ｐ側電極２１及びｎ側電極２３のそれぞれにワイヤボンディングを行うことを想定すれば１μｍ以上であることが好ましい。
【０１０７】
ｐ側電極２１の下、好ましくは透明電極層１９の下に、電流がｐ側電極２１の直下に注入されることを防止するための絶縁層が設けられていることが好ましい。これにより、ｐ側電極２１に遮蔽される光量が減少するので、光取り出し効率を高めることができる。
【０１０８】
透明絶縁層２５としては、例えばＳｉＯ2膜を用いることができる。しかし、透明絶縁層２５の材料は、ＳｉＯ2に限定されない。
【０１０９】
＜キャリア濃度とドーパント濃度との関係＞
キャリア濃度は、電子又はホールの濃度を意味し、ｎ型ドーパントの量又はｐ型ドーパントの量だけでは決定されない。このようなキャリア濃度は、窒化物半導体発光素子の電圧対容量特性の結果に基づいて算出されるものであり、電流が注入されていない状態のキャリア濃度のことを指しており、イオン化した不純物、ドナー化した結晶欠陥及びアクセプター化した結晶欠陥から発生したキャリアの合計である。
【０１１０】
ｎ型キャリア濃度は、ｎ型ドーパント（例えばＳｉ）の活性化率が高いことから、ｎ型ドーパント濃度とほぼ同じであると考えることができる。また、ｎ型ドーパント濃度はＳＩＭＳ（Secondary  Ion  Mass  Spectroscopy；二次イオン質量分析）にて深さ方向の濃度分布を測定することにより容易に求めることができる。さらに、ドーパント濃度の相対関係（比率）は、キャリア濃度の相対関係（比率）とほぼ同じである。これらのことから、本発明においては、実際に測定の容易なドーパント濃度を用いている。
【０１１１】
［窒化物半導体発光素子の製造］
本実施形態の窒化物半導体発光素子の製造方法の一例を以下に示す。まず、スパッタ法又はＭＯＣＶＤ法により、基板１の上面１Ａにバッファ層３を形成する。
【０１１２】
次に、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法又はＶＰＥ法により、バッファ層３の上に、下地層５、ｎ型窒化物半導体層７、発光層１５及びｐ型窒化物半導体層１７を順に形成する。
【０１１３】
下地層５の形成時における基板１の温度は、８００℃以上１２５０℃以下であることが好ましい。これにより、結晶欠陥が少なく結晶品質に優れた下地層５を形成できる。より好ましくは、下地層５の形成時における基板１の温度は９００℃以上１１５０℃以下である。
【０１１４】
第１ｎ型窒化物半導体層９の形成時には、第１ｎ型窒化物半導体層９の一部を成長した後、第１ｎ型窒化物半導体層９の一部が形成された基板１を成長炉から一旦取り出してから別の炉で第１ｎ型窒化物半導体層９の残りの部分を成長させても良い。
【０１１５】
第２ｎ型窒化物半導体層１１の成長条件及び第３ｎ型窒化物半導体層１３の成長条件については、上述した通りである。
【０１１６】
なお、ＭＯＣＶＤ法により下地層５、ｎ型窒化物半導体層７、発光層１５及びｐ型窒化物半導体層１７を形成する場合、Ｇａ原料ガスとしてはＴＭＧ（トリメチルガリウム）又はＴＥＧ（トリエチルガリウム）を用いることができる。Ａｌ原料ガスとしては、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）又はＴＥＡ（トリエチルアルミニウム）を用いることができる。Ｉｎ原料ガスとしては、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）又はＴＥＩ（トリエチルインジウム）を用いることができる。Ｎ原料ガスとしては、ＤＭＨｙ（ジメチルヒドラジン）等の有機窒素化合物又はＮＨ3を用いることができる。ｎ型ドーパントとしてＳｉを用いる場合、ｎ型ドーパント原料ガスとしてはＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6又は有機Ｓｉを用いることができる。ｐ型ドーパントとしてＭｇを用いる場合、ｐ型ドーパント原料ガスとしてはＣｐ2Ｍｇを用いることができる。
【０１１７】
続いて、第１ｎ型窒化物半導体層９の一部分が露出するように、ｐ型窒化物半導体層１７、発光層１５、第３ｎ型窒化物半導体層１３、第２ｎ型窒化物半導体層１１及び第１ｎ型窒化物半導体層９の一部をエッチングする。このエッチングにより露出した第１ｎ型窒化物半導体層９の上面にｎ側電極２３を形成する。また、ｐ型窒化物半導体層１７の上面に透明電極層１９とｐ側電極２１とを順に形成する。その後、ｐ側電極２１及びｎ側電極２３の各上面が露出するように、透明電極層１９の上面と上述のエッチングにより露出した各層の側面とを透明絶縁層２５で覆う。これにより、本実施形態の窒化物半導体発光素子が得られる。
【０１１８】
［実施形態の総括］
図１に示す窒化物半導体発光素子は、基板１と、基板１の上に順に設けられたｎ型窒化物半導体層７、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造を含む発光層１５、及び、ｐ型窒化物半導体層１７とを備える。ｎ型窒化物半導体層７は、基板１側から発光層１５側へ向かう方向に順に設けられた第１ｎ型窒化物半導体層９、第２ｎ型窒化物半導体層１１、及び、第３ｎ型窒化物半導体層１３を有する。第２ｎ型窒化物半導体層１１のｎ型ドーパント濃度が、第１ｎ型窒化物半導体層９のｎ型ドーパント濃度よりも低い。第３ｎ型窒化物半導体層１３のｎ型ドーパント濃度が、第２ｎ型窒化物半導体層１１のｎ型ドーパント濃度よりも高い。第２ｎ型窒化物半導体層１１と第３ｎ型窒化物半導体層１３と発光層１５とには、Ｖピット構造２７が部分的に形成されている。Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置は、第２ｎ型窒化物半導体層１１内に存在する。これにより、室温での動作時と高温での動作時との両方において窒化物半導体発光素子の光出力を高めることができる。
【０１１９】
発光層１５の下面１５ＢにおけるＶピット構造２７の直径ｒが４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、室温での動作時と高温での動作時との両方において窒化物半導体発光素子の光出力を容易に高めることができる。
【０１２０】
Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置は第２ｎ型窒化物半導体層１１の下面１１Ｂから３０ｎｍ以上離れていることが好ましい。これにより、室温での動作時と高温での動作時との両方において窒化物半導体発光素子の光出力を容易に高めることができる。
【０１２１】
第３ｎ型窒化物半導体層１３はＧａＮ又はＡｌＧａＮからなることが好ましい。これにより、発光層１５が３６０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲に発光ピーク波長を有する光を発する場合であっても、光の取り出し効率を高く維持できる。
【実施例】
【０１２２】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。【０１２３】
［実施例１、２及び比較例１〜５］
＜実施例１＞
凸部及び凹部からなる凹凸が上面に形成されたサファイア基板（直径が１００ｍｍ、基板）を準備した。凸部はサファイア基板の上面において略正三角形の頂点となる位置に設けられており、隣り合う凸部の頂点の間隔は２μｍであり、凸部の高さは０．６μｍ程度であった。また、サファイア基板の上面における凸部の形状は略円形（直径が１．２μｍ）であった。【０１２４】
次に、サファイア基板の上面に対してＲＣＡ洗浄を行なった。ＲＣＡ洗浄後のサファイア基板をチャンバー内に配置してから、Ｎ2とＯ2とＡｒとをチャンバー内に導入し、サファイア基板を６５０℃に加熱した。Ａｌターゲットをスパッタする反応性スパッタ法により、サファイア基板の上面にＡｌＯＮ結晶からなるバッファ層（厚さが３５ｎｍ）を形成した。上述のＡｌＯＮ結晶は、サファイア基板の上面の法線方向に伸長しており、結晶粒の揃った柱状結晶の集合体からなっていた。【０１２５】
続いて、バッファ層が形成されたサファイア基板を第１ＭＯＣＶＤ装置内に入れた。ＭＯＣＶＤ法により、バッファ層の上面に、アンドープＧａＮからなる下地層（厚さが３．８μｍ）を成長させ、引き続いてＳｉドープｎ型ＧａＮからなる第１ｎ型窒化物半導体層（厚さが３μｍ、ｎ型ドーパント濃度が１×１０19／ｃｍ3）を成長させた。【０１２６】
続いて、サファイア基板を第１ＭＯＣＶＤ装置から取り出して第２ＭＯＣＶＤ装置内に入れた。サファイア基板の温度を８５０℃に設定し、ｎ型ＧａＮ層（厚さが７４ｎｍ、ｎ型ドーパント濃度が７×１０17／ｃｍ3）を成長させ、引き続いてアンドープＧａＮ層（厚さが６４ｎｍ）を成長させた。これにより、ｎ型ＧａＮ層とアンドープＧａＮ層とからなる第２ｎ型窒化物半導体層（ｎ型ドーパント濃度が５．４×１０17／ｃｍ3）を形成した。ｎ型ＧａＮ層及びアンドープＧａＮ層の成長速度はそれぞれ１４５ｎｍ／ｈであった。【０１２７】
続いて、サファイア基板の温度を８５０℃に保持した状態でＳｉドープｎ型ＧａＮからなる第３ｎ型窒化物半導体層（厚さが２０ｎｍ、ｎ型ドーパント濃度が１．１×１０19／ｃｍ3）を成長させた。第３ｎ型窒化物半導体層の成長速度は１４５ｎｍ／ｈであった。【０１２８】
続いて、サファイア基板の温度を６７０℃に下げて発光層を成長させた。具体的には、アンドープＧａＮからなるバリア層（厚さが４ｎｍ）とアンドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎからなる量子井戸層（厚さが３．４ｎｍ）とを１層ずつ交互に成長させた。第３ｎ型窒化物半導体層の上面には最初のバリア層（厚さが４ｎｍ）を形成した。発光層の最上部には最後のバリア層（厚さが８ｎｍ）を形成した。【０１２９】
続いて、サファイア基板の温度を１２００℃に上げた。最後のバリア層の上面に、ｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層及びｐ型ＧａＮ層からなるｐ型窒化物半導体層を成長させた。ｐ型窒化物半導体層のｐ型ドーパント濃度を最終的に目標とするｐ型ドーパント濃度とするために、ｐ型ドーパント原料ガスの流量を適宜変化させた。【０１３０】
なお、窒化物半導体層をＭＯＣＶＤ成長させる際には、Ｇａ原料ガスとしてはＴＭＧ（トリメチルガリウム）を用い、Ａｌ原料ガスとしてはＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を用い、Ｉｎ原料ガスとしてはＴＭＩ（トリメチルインジウム）を用い、Ｎ原料ガスとしてはＮＨ3を用いた。また、ｎ型ドーパント原料ガスとしてはＳｉＨ4を用い、ｐ型ドーパント原料ガスとしてはＣｐ2Ｍｇを用いた。【０１３１】
続いて、第１ｎ型窒化物半導体層の一部が露出するように、ｐ型窒化物半導体層、発光層、第３ｎ型窒化物半導体層、第２ｎ型窒化物半導体層および第１ｎ型窒化物半導体層の一部をエッチングした。このエッチングにより露出した第１ｎ型窒化物半導体層の上面に、Ａｕからなるｎ側電極を形成した。ｐ型窒化物半導体層の上面に、ＩＴＯからなる透明電極層とＡｕからなるｐ側電極とを順に形成した。その後、ｐ側電極及びｎ側電極の各上面が露出するように、透明電極層の上面と上述のエッチングにより露出した各層の側面とをＳｉＯ2からなる透明絶縁層で覆った。【０１３２】
続いて、サファイア基板を６２０×６８０μｍサイズに分割し、得られたチップを表面実装型パッケージにマウントした。ワイヤボンド法によりｐ側電極及びｎ側電極を表面実装型パッケージの電極に接続し、チップを樹脂で封止した。このようにして実施例１の窒化物半導体発光素子を得た。【０１３３】
得られた窒化物半導体発光素子を１２０ｍＡの電流で動作させ、室温（２５℃）及び高温（８０℃）における光出力を測定した。本実施例の窒化物半導体発光素子の光出力は、２５℃では１６１ｍＷであり、８０℃では１５９ｍＷであった。本実施例の窒化物半導体発光素子の発光ピーク波長は約４５０ｎｍであった。【０１３４】
なお、上述の方法にしたがって第３ｎ型窒化物半導体層を形成した後、発光層を成長させることなくＶピット構造の大きさ及び位置を確認した。具体的には、第３ｎ型窒化物半導体層の成長終了後に即座にサファイア基板の温度を下げ、そのサファイア基板を第２ＭＯＣＶＤ装置から取り出した。第３ｎ型窒化物半導体層の上面をＡＦＭにより観察したところ、第３ｎ型窒化物半導体層の上面にはＶピット構造が面密度４×１０7／ｃｍ2で形成されていることを確認した。ＡＦＭにより、Ｖピット構造の直径ｒが４９ｎｍであることが確認された。断面ＴＥＭにより、Ｖピット構造の開始点の平均的な位置が第２ｎ型窒化物半導体層内に存在していることが確認された。【０１３５】
＜実施例２＞
第２ｎ型窒化物半導体層及び第３ｎ型窒化物半導体層の成長時において、サファイア基板の温度を８３０℃とし、成長速度を１００ｎｍ／ｈとした。この２点を除いては上記実施例１に記載の方法にしたがって、実施例２の窒化物半導体発光素子を作製した。【０１３６】
得られた窒化物半導体発光素子を１２０ｍＡの電流で動作させ、室温（２５℃）及び高温（８０℃）における光出力を測定した。本実施例の窒化物半導体発光素子の光出力は、２５℃では１６３ｍＷであり、８０℃では１６０ｍＷであった。本実施例の窒化物半導体発光素子の発光ピーク波長は約４５０ｎｍであった。【０１３７】
なお、上記実施例１に記載の方法にしたがって、Ｖピット構造の大きさ及び位置を確認した。第３ｎ型窒化物半導体層の上面にはＶピット構造が面密度５×１０7／ｃｍ2で形成されていることを確認した。Ｖピット構造の直径ｒが７４ｎｍであることが確認された。Ｖピット構造の開始点の平均的な位置が第２ｎ型窒化物半導体層内に存在していることが確認された。【０１３８】
＜比較例１〜５＞
第２ｎ型窒化物半導体層及び第３ｎ型窒化物半導体層の成長時において、サファイア基板の温度を表１に示す温度とし、成長速度を表１に示す速度とした。この２点を除いては上記実施例１と同様の方法にしたがって、比較例１〜５の窒化物半導体発光素子を作製した。【０１３９】
上記実施例１に記載の方法にしたがって、２５℃及び８０℃における窒化物半導体発光素子の光出力を測定し、第３ｎ型窒化物半導体層の上面におけるＶピット構造の面密度を求め、Ｖピット構造の直径ｒを求めた。また、Ｖピット構造の開始点の平均的な位置を確認した。【０１４０】
＜結果と考察＞
表１及び図２に結果を示す。なお、表１及び後述の表２において、「距離d(nm)*11」とは、図１に示す距離ｄ、つまり、Ｖピット構造の開始点の平均的な位置と第２ｎ型窒化物半導体層の下面との距離を意味する。図２、表１、及び、後述の表２において、Ｖピット構造の直径ｒが０ｎｍであるとは、Ｖピット構造が形成されていないことを意味する。【０１４１】
【表１】
2015186478.tif 000003
【０１４２】
比較例１〜３では、Ｖピット構造の直径ｒは８０ｎｍより大きかった。また、２５℃における光出力及び８０℃における光出力のどちらもが実施例１及び２よりも低かった。【０１４３】
比較例４及び比較例５では、Ｖピット構造の直径ｒは０ｎｍであり、Ｖピット構造は形成されなかった。また、２５℃における光出力及び８０℃における光出力のどちらもが実施例１及び２よりも低かった。特に、８０℃における光出力は実施例１及び２よりも著しく低下した。【０１４４】
一方、実施例１及び２では、Ｖピット構造の直径ｒは４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であった。また、２５℃における光出力及び８０℃における光出力のどちらもが１６０ｍＷ程度となった。【０１４５】
以上の結果から、Ｖピット構造の直径ｒが４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であれば２５℃における光出力及び８０℃における光出力のどちらもを高めることができた（図２）。そして、第２ｎ型窒化物半導体層及び第３ｎ型窒化物半導体層の成長時においてサファイア基板の温度と成長速度とを最適化すれば、Ｖピット構造の開始点の平均的な位置が第２ｎ型窒化物半導体層内に存在するようになり、よって、Ｖピット構造の直径ｒを４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下とできることが分かった。【０１４６】
［実施例３及び比較例６〜１０］
＜実施例３＞
上記実施例１に記載の方法にしたがって第３ｎ型窒化物半導体層までを形成した。その後、サファイア基板の温度を７１０℃に下げて発光層を成長させた。具体的には、アンドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなるバリア層（厚さが４ｎｍ）とアンドープＩｎ0.08Ｇａ0.82Ｎからなるからなる量子井戸層（厚さが３．４ｎｍ）とを１層ずつ交互に成長させた。第３ｎ型窒化物半導体層の上面には最初のバリア層（厚さが４ｎｍ）を形成した。発光層の最上部には最後のバリア層（厚さが４ｎｍ）を形成した。【０１４７】
次に、サファイア基板の温度を１２００℃に上げ、上記実施例１に記載の方法にしたがってｐ型窒化物半導体層を成長させた。ｐ型窒化物半導体層が形成されたサファイア基板を第２ＭＯＣＶＤ装置から取り出したのち、上記実施例１に記載の方法にしたがってサファイア基板を４４０×５３０μｍサイズに分割した。得られたチップを上記実施例１に記載の方法にしたがって樹脂で封止して実施例３の窒化物半導体発光素子を得た。【０１４８】
上記実施例１に記載の方法にしたがって、２５℃及び８０℃における窒化物半導体発光素子の光出力を測定すると、２５℃では６９ｍＷであり、８０℃では６５ｍＷであった。また、本実施例の窒化物半導体発光素子の発光ピーク波長は約４０５ｎｍであった。【０１４９】
上記実施例１に記載の方法にしたがって、第３ｎ型窒化物半導体層の上面におけるＶピット構造の面密度を求め、Ｖピット構造の直径ｒを求め、Ｖピット構造の開始点の平均的な位置を確認した。その結果、上記実施例１及び２と同様の結果が得られた。【０１５０】
＜比較例６〜１０＞
第２ｎ型窒化物半導体層及び第３ｎ型窒化物半導体層の成長時において、サファイア基板の温度を表２に示す温度とし、成長速度を表２に示す速度とした。この２点を除いては上記実施例３と同様の方法にしたがって、比較例６〜１０の窒化物半導体発光素子を作製した。得られた窒化物半導体発光素子の発光ピーク波長は約４０５ｎｍであった。【０１５１】
上記実施例１に記載の方法にしたがって、２５℃及び８０℃における窒化物半導体発光素子の光出力を測定し、第３ｎ型窒化物半導体層の上面におけるＶピット構造の面密度を求め、Ｖピット構造の直径ｒを求め、Ｖピット構造の開始点の平均的な位置を確認した。その結果、比較例１〜５と同様の結果が得られた。【０１５２】
＜結果と考察＞
表２に結果を示す。【０１５３】
【表２】
2015186478.tif 000004
【０１５４】
表２に示すように、窒化物半導体発光素子の発光ピーク波長が約４０５ｎｍであっても、Ｖピット構造の直径ｒが４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であれば２５℃における光出力及び８０℃における光出力のどちらもを高めることができた。以上より、窒化物半導体発光素子の発光ピーク波長の値に依らずＶピット構造の直径ｒが４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であれば、２５℃における光出力及び８０℃における光出力のどちらもを高めることができるということが分かった。【０１５５】
今回開示された実施の形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５６】
１  基板、１Ａ，１１Ａ，１３Ａ，１５Ａ  上面、３  バッファ層、５  下地層、７  ｎ型窒化物半導体層、９  第１ｎ型窒化物半導体層、１１  第２ｎ型窒化物半導体層、１１Ｂ，１５Ｂ  下面、１３  第３ｎ型窒化物半導体層、１５  発光層、１７  ｐ型窒化物半導体層、１９  透明電極層、２１  ｐ側電極、２３  ｎ側電極、２５  透明絶縁層、２７  Ｖピット構造、２７Ｃ  開始点。
【図１】
2015186478.tif 000005
【図２】
2015186478.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月25日(2016.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
なお、Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置が第３ｎ型窒化物半導体層１３内に存在している場合には、Ｖピット構造２７の直径ｒは４０ｎｍ未満となり易い。また、Ｖピット構造２７の開始点２７Ｃの平均的な位置が第１ｎ型窒化物半導体層９内に存在している場合には、Ｖピット構造２７の直径ｒは８０ｎｍを超えやすい。
【国際調査報告】
2015186478.tif 000007
2015186478.tif 000008
2015186478.tif 000009
2015186478.tif 000010