CN104465898B - 一种发光二极管外延片的生长方法及发光二极管外延片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光二极管外延片的生长方法，属于半导体技术领域，包括：提供一衬底；依次在衬底上生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层以及电子阻挡层；生长由不掺杂的本征GaN层、掺杂的GaN粗化层和凹形掺杂GaN层组成的P型层，凹形掺杂GaN层的生长温度高于本征GaN层，本征GaN层的生长温度高于GaN粗化层，GaN粗化层使用第一浓度Mg进行掺杂，凹形掺杂GaN层先采用第二浓度Mg进行掺杂，再采用第三浓度Mg进行掺杂，最后采用第一浓度Mg进行掺杂，第一浓度>第二浓度>第三浓度；活化P型层。凹形掺杂GaN层高温生长使得空穴浓度增加，既能保证Mg掺杂的效率，又不会增加对InGaN有源层的破坏。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管外延片的生长方法及发光二极管外延片。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种能发光的半导体电子元件，作为一种高效、环保、绿色新型的固态照明光源，LED具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、寿命长、高可靠性等优点，正在被迅速广泛地应用，如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源、户外全彩显示屏等，特别是在照明领域，目前仍在不断地追求提高芯片发光效率。
现有LED的生长方法包括：依次在衬底上生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层、P型层。其中，P型层由单一温度、单一生长压力和单一掺杂Mg的GaN层形成，目前大多是通过调整P型层的有效的空穴浓度来提高芯片发光效率，常用做法包括提高P型层生长温度、增加P型层中Mg的掺杂浓度。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
由于P型层中Mg的电离率非常低，即使Mg的掺杂浓度提高了，P型层所能提供的有效空穴的数量也没有明显增长，甚至会出现自补偿效应，导致发光效率下降等反效果。另外，通过提升生长温度虽然可以提高Mg的活化率，增加P型层的有效的空穴浓度，但同时会增加对InGaN有源层的损害。因此现有的LED生长方法中，P型层的生长方法对于芯片的发光效率的提升空间不大，不能有效地提高芯片的发光效率，反而有使得芯片的反向击穿电压降低、抗静电能力下降的缺点。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的生长方法及发光二极管外延片，技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供一种发光二极管外延片的生长方法，所述方法包括：
提供一衬底；
依次在所述衬底上生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层以及电子阻挡层；
在所述电子阻挡层上依次生长由不掺杂的本征GaN层、掺杂的GaN粗化层和凹形掺杂GaN层组成的P型层，
其中，所述凹形掺杂GaN层的生长温度高于所述本征GaN层，所述本征GaN层的生长温度高于所述GaN粗化层，
所述GaN粗化层使用第一浓度的Mg进行掺杂，所述凹形掺杂GaN层先采用第二浓度的Mg进行掺杂，再采用第三浓度的Mg进行掺杂，最后采用第一浓度的Mg进行掺杂，所述第一浓度>所述第二浓度>所述第三浓度；
活化部分所述P型层以形成活化P型接触层，其中，所述凹形掺杂是指掺杂的GaN中Mg的浓度呈高低高三个阶段掺杂的形式。
进一步地，所述本征GaN层的生长温度为900-940℃，所述凹形掺杂GaN层的生长温度为940-970℃，所述本征GaN层和所述凹形掺杂GaN层的生长压力均为200torr。
进一步地，所述GaN粗化层的生长温度为890-920℃，生长压力为300-500torr。
进一步地，所述本征GaN层的厚度为10-16nm，所述GaN粗化层的厚度为20-30nm，所述凹形掺杂GaN层的厚度为40-80nm。
进一步地，所述P型层的厚度为70-140nm。
另一方面，本发明实施例提供一种发光二极管外延片，所述外延片包括衬底以及依次层叠在所述衬底上的低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型层和活化P型接触层，
所述P型层由不掺杂的本征GaN层、掺杂的GaN粗化层、凹形掺杂GaN层依次层叠而成，所述凹形掺杂GaN层的生长温度高于所述本征GaN层，所述本征GaN层的生长温度高于所述GaN粗化层，
所述GaN粗化层使用第一浓度的Mg进行掺杂，所述凹形掺杂GaN层先采用第二浓度的Mg进行掺杂，再采用第三浓度的Mg进行掺杂，最后采用第一浓度的Mg进行掺杂，所述第一浓度>所述第二浓度>所述第三浓度，其中，所述凹形掺杂是指掺杂的GaN中Mg的浓度呈高低高三个阶段掺杂的形式。
进一步地，所述本征GaN层的生长温度为900-940℃，所述凹形掺杂GaN层的生长温度为940-970℃，所述本征GaN层和所述凹形掺杂GaN层的生长压力均为200torr。
进一步地，所述GaN粗化层的生长温度为890-920℃，生长压力为300-500torr。
进一步地，所述本征GaN层的厚度为10-16nm，所述GaN粗化层的厚度为20-30nm，所述凹形掺杂GaN层的厚度为40-80nm。
进一步地，所述P型层的厚度为70-140nm。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：
制造外延片的P型层时，通过先生长低温不掺杂的本征GaN层，低温条件生长可以减小对InGaN有源层的破坏，另外还可以有效阻挡从MQW(Multiple Quantum Wells，多量子阱层)向上延伸的“V”型缺陷，提高了芯片的抗静电能力和反向击穿能力；其次，低温生长掺Mg的GaN粗化层，由于此时的低温生长是三维生长模式，所以会在本征GaN层上形成粗化层，可以提高出光效率；最后，在粗化层上生长高温且呈凹形掺杂的GaN层，由于生长温度提高，材料内部缺陷少，掺入Mg的活化率提高，使得空穴浓度增加，凹形掺杂GaN层中的Mg在掺杂时呈先高再低再高的形式，极大地提高了电流的扩展能力和空穴的有效移动能力，从而明显提高了Mg的掺杂效率，也就大大提高了发光效率。凹形掺杂GaN层的生长温度虽高，但由于之前已经生长了低温本征GaN层和低温粗化层，所以凹形掺杂GaN层的高温生长既能保证Mg掺杂的效率，又不会增加对InGaN有源层的破坏，也就避免了P型层低温生长时Mg掺杂的效率低而导致工作电压升高，高温生长时Mg掺杂的效率高但反向击穿能力和抗静电能力下降的温度矛盾问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1提供的一种发光二极管外延片的生长方法流程图；
图2是本发明实施例2提供的一种发光二极管外延片的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
参见图1，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的生长方法，该方法包括以下步骤：
S1：提供一衬底；
具体地，本实施例中，该衬底可以是蓝宝石，在生长外延片之前，需要对衬底进行预处理，预处理操作包括：将衬底置于反应室中，在氢气气氛下，高温处理衬底5-6min。其中，反应室温度为1000-1100℃，反应室压力控制在200-500torr。
S2：依次在衬底上生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层以及电子阻挡层；
具体地，本实施例中，采用Veeco K465i MOCVD(Metal Organic Chemical VaporDeposition，金属有机化合物化学气相沉淀)设备实现LED外延片的生长。其中，采用高纯H2或高纯N2或高纯H2和高纯N2的混合气体作为载气，高纯NH3作为N源，三甲基镓(TMGa)及三乙基镓(TEGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，硅烷(SiH4)作为N型掺杂剂，三甲基铝(TMAl)作为铝源，二茂镁(CP2Mg)作为P型掺杂剂，反应室压力控制在100-600torr。
其中，低温缓冲层等层生长在蓝宝石衬底的面(C面)上，因为C面与iii-v族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小，符合GaN磊晶制程中耐高温的要求，在C面进行磊晶的技术成熟且稳定。
低温缓冲层可以为GaN层，厚度为20-40nm，生长低温缓冲层时，反应室温度为530-560℃，反应室压力控制在200-500torr。
高温缓冲层可以为不掺杂的GaN层，厚度为2-3.5um，生长高温缓冲层时，反应室温度为1000-1100℃，反应室压力控制在200-600torr。
N型层可以为掺Si的GaN层，厚度为2-3um，生长N型层时，反应室温度为1000-1100℃，反应室压力控制在200-300torr。
有源层可以包括交替生长的InGaN阱层和GaN垒层，其中，InGaN阱层的厚度为2-3nm，GaN垒层的厚度为8-11nm，InGaN阱层和GaN垒层分别有11-13层，总厚度为130-160nm；生长有源层时，反应室压力控制在200torr，生长InGaN阱层时，反应室温度为760-780℃，生长GaN垒层时，反应室温度为860-890℃。
电子阻挡层为掺Al、掺Mg的AlyGa1-yN(y＝0.15-0.25)，电子阻挡层的厚度为30-50nm，生长电子阻挡层时，反应室温度为930-970℃，反应室压力控制在100torr。
S3：在电子阻挡层上依次生长由不掺杂的本征GaN层、掺杂的GaN粗化层和凹形掺杂GaN层组成的P型层，
其中，凹形掺杂GaN层的生长温度高于本征GaN层，本征GaN层的生长温度高于GaN粗化层，GaN粗化层使用第一浓度的Mg进行掺杂，凹形掺杂GaN层先采用第二浓度的Mg进行掺杂，再采用第三浓度的Mg进行掺杂，最后采用第一浓度的Mg进行掺杂，第一浓度>第二浓度>第三浓度；
具体地，凹形掺杂是指掺杂的GaN中Mg的浓度呈高低高三个阶段掺杂的形式，即两边高中间低，且第一阶段的浓度要低于第三阶段，这样分段掺杂能获取更好的电流扩展能力，增加空穴浓度。不掺杂的本征GaN层的生长温度可以为900-940℃，优选为910-930℃；掺杂的GaN粗化层的生长温度可以为890-920℃，优选为900-910℃；凹形掺杂GaN层的生长温度可以为940-970℃，优选为940-960℃。实验表明，若不掺杂的本征GaN层的生长温度低于900℃，会由于温度低造成此层材料内部缺陷增多而导致晶格质量变差，若高于940℃，又会引起InGaN的分解导致有源层的缺陷增多。若掺杂的GaN粗化层的生长温度低于890℃，会导致晶格质量严重变差，高于920℃则起不到粗化进而提升出光的效果。若凹形掺杂GaN层的生长温度低于940℃，则会降低掺杂的Mg的激活效率，高于970℃同样会破坏InGaN有源层。
其中，GaN粗化层的生长压力可以为300-500torr，优选为350-450torr，既完成粗化达到提高出光的效果，又不会引入新的缺陷，本征GaN层和凹形掺杂GaN层则保持在200torr。三维生长的模式在于将该层GaN呈三维立体状生长，整个层面凹凸不平整，相对于平整度而言，这样的生长模式就形成了粗化层，由于高压和低温均呈三维生长模式，所以对GaN采用高压和低温生长就相当于进行表面粗化，形成粗糙且不平整的GaN粗化层，以达到改变光子运动方向而起到提高出光的效果，GaN粗化层的生长压力低于300torr时没有三维生长的优势，而高于500torr时又会引入新的缺陷；本征GaN层用于阻挡MQW向上延伸的缺陷，凹形掺杂GaN层是用于提供空穴的，所以这两层不需要改变压力，保持经典恒压200torr生长即可。
其中，本征GaN层的厚度为10-16nm，优选为12-14nm；GaN粗化层的厚度为20-30nm，优选为20-25nm；凹形掺杂GaN层的厚度为40-80nm，优选为40-70nm。实验表明，若本征GaN层的厚度小于10nm，不能起到有效阻挡MQW向上延伸的缺陷，大于16nm时，由于此层是不掺杂的，太厚的不掺杂层会引起光衰，导致器件寿命降低；GaN粗化层的厚度小于20nm时，会导致粗化效果不明显，大于30nm时又会因为生长温度低而影响整体的晶格质量；凹形掺杂GaN层的厚度小于40nm时，会由于太薄而影响抗静电能力和反向击穿性能，大于80nm则会由于长得太厚容易吸光，导致芯片的发光效率降低。
可选地，整个P型层的厚度可以为70-140nm，优选为80-120nm，既能保证本征GaN层、GaN粗化层和凹形掺杂GaN层发挥各自的作用，又不会因为P型层太厚容易吸光而造成发光效率降低的现象；若P型层小于70nm，就体现不出本征GaN层、GaN粗化层和凹形掺杂GaN层的作用，而高于140nm又会由于P型层太厚而吸光，降低发光效率。
S4：活化部分P型层以形成活化P型接触层。
具体地，本实施例中，活化处理操作可以包括：在氮气气氛下，反应室温度控制在650-750℃，持续处理P型层20-30min。活化P型接触层主要是活化P型层中掺杂的Mg，使Mg活化后产生更多的空穴，避免由于不活化而导致欧姆接触差引起芯片亮度低和电压高的情况。
本实施例中还提供了以下对比试验：
准备第一样品和第二样品，其中第一样品是采用传统高温P型层生长方法(单一温度、单一生长压力和单一掺杂Mg的GaN层形成)得到的，第二样品是采用本实施例提供的发光二极管的生长方法得到的；
分别对第一样品和第二样品在相同的工艺条件下镀110nm的ITO(Indium TinOxides，氧化铟锡金属氧化物)层，150nm的Cr/Pt/Au电极和50nm的SiO2保护层，并分别将处理后的第一样品和第二样品研磨切割成609μm*1219μm(24mi*48mil)的芯粒和229μm*559μm(9mi*22mil)的芯粒；
接着在处理后的第一样品和第二样品的相同位置各自挑选300颗晶粒，在相同的工艺条件下，封装成白光LED，采用积分球分别在驱动电流350mA和60mA条件下测试来自于第一样品的晶粒和来自于第二样品的晶粒的光电性能；
结果显示，第二样品的晶粒与第一样品的晶粒相比，光强在350mA和60mA的驱动电流下有明显提升，抗静电能力明显升高，压降VF没有升高，反向击穿电压VR也有提升，反向击穿电压较高表示器件寿命更长，因此，本实施例提供的生长方法制备的发光二极管外延片的性能更为优异。
本发明实施例提供的一种发光二极管外延片的生长方法，在制造外延片的P型层时，通过先生长低温不掺杂的本征GaN层，低温条件生长可以减小对InGaN有源层的破坏，另外还可以有效阻挡从MQW向上延伸的“V”型缺陷，提高了芯片的抗静电能力和反向击穿能力；其次，低温生长掺Mg的GaN粗化层，由于此时的低温生长是三维生长模式，所以会在本征GaN层上形成粗化层，可以提高出光效率；最后，在粗化层上生长高温且呈凹形掺杂的GaN层，由于生长温度提高，材料内部缺陷少，掺入Mg的活化率提高，使得空穴浓度增加，凹形掺杂GaN层中的Mg在掺杂时呈先高再低再高的形式，极大地提高了电流的扩展能力和空穴的有效移动能力，从而明显提高了Mg的掺杂效率，也就大大提高了发光效率。凹形掺杂GaN层的生长温度虽高，但由于之前已经生长了低温本征GaN层和低温粗化层，所以凹形掺杂GaN层的高温生长既能保证Mg掺杂的效率，又不会增加对InGaN有源层的破坏，也就避免了P型层低温生长时Mg掺杂的效率低而导致工作电压升高，高温生长时Mg掺杂的效率高但反向击穿能力和抗静电能力下降的温度矛盾问题。
实施例2
参见图2，本发明实施例提供一种发光二极管外延片，适用于采用如实施例1的方法进行制备，外延片包括衬底1以及依次层叠在衬底1上的低温缓冲层2、高温缓冲层3、N型层4、有源层5、电子阻挡层6、P型层7和活化P型接触层8，P型层7由不掺杂的本征GaN层7a、掺杂的GaN粗化层7b、凹形掺杂GaN层7c依次层叠而成，凹形掺杂GaN层7c的生长温度高于本征GaN层7a，本征GaN层7a的生长温度高于GaN粗化层7b，
GaN粗化层7b使用第一浓度的Mg进行掺杂，凹形掺杂GaN层7c先采用第二浓度的Mg进行掺杂，再采用第三浓度的Mg进行掺杂，最后采用第一浓度的Mg进行掺杂，其中，第一浓度>第二浓度>第三浓度。
进一步地，本征GaN层7a的生长温度为900-940℃，凹形掺杂GaN层7c的生长温度为940-970℃，本征GaN层7a和凹形掺杂GaN层7c的生长压力均为200torr。
进一步地，GaN粗化层7b的生长温度为890-920℃，生长压力为300-500torr。
具体地，凹形掺杂是指掺杂的GaN中Mg的浓度呈高低高三个阶段掺杂的形式，即两边高中间低，且第一阶段的浓度要低于第三阶段，这样分段掺杂能获取更好的电流扩展能力，增加空穴浓度。不掺杂的本征GaN层7a的生长温度可以为900-940℃，优选为910-930℃；掺杂的GaN粗化层7b的生长温度可以为890-920℃，优选为900-910℃；凹形掺杂GaN层7c的生长温度可以为940-970℃，优选为940-960℃。实验表明，若不掺杂的本征GaN层7a的生长温度低于900℃，会由于温度低造成此层材料内部缺陷增多而导致晶格质量变差，若高于940℃，又会引起InGaN的分解导致有源层的缺陷增多。若掺杂的GaN粗化层7b的生长温度低于890℃，会导致晶格质量严重变差，高于920℃则起不到粗化进而提升出光的效果。若凹形掺杂GaN层7c的生长温度低于940℃，则会降低掺杂的Mg的激活效率，高于970℃同样会破坏InGaN有源层。
其中，GaN粗化层7b的生长压力可以为300-500torr，优选为350-450torr，既完成粗化达到提高出光的效果，又不会引入新的缺陷，本征GaN层7a和凹形掺杂GaN层7c则保持在200torr。由于高压和低温均呈三维生长模式，所以对GaN采用高压和低温生长就相当于进行表面粗化，形成粗糙且不平整的GaN粗化层7b，以达到改变光子运动方向而起到提高出光的效果，GaN粗化层7b的生长压力低于300torr时没有三维生长的优势，而高于500torr时又会引入新的缺陷；本征GaN层7a用于阻挡MQW向上延伸的缺陷，凹形掺杂GaN层7c是用于提供空穴的，所以这两层不需要改变压力，保持经典恒压200torr生长即可。
进一步地，本征GaN层7a的厚度为10-16nm，GaN粗化层7b的厚度为20-30nm，凹形掺杂GaN层7c的厚度为40-80nm。
具体地，本征GaN层7a的厚度为10-16nm，优选为12-14nm；GaN粗化层7b的厚度为20-30nm，优选为20-25nm；凹形掺杂GaN层7c的厚度为40-80nm，优选为40-70nm。实验表明，若本征GaN层7a的厚度小于10nm，不能起到有效阻挡MQW向上延伸的缺陷，大于16nm时，由于此层是不掺杂的，太厚的不掺杂层会引起光衰，导致器件寿命降低；GaN粗化层7b的厚度小于20nm时，会导致粗化效果不明显，大于30nm时又会因为生长温度低而影响整体的晶格质量；凹形掺杂GaN层7c的厚度小于40nm时，会由于太薄而影响抗静电能力和反向击穿性能，大于80nm则会由于长得太厚容易吸光，导致芯片的发光效率降低。
进一步地，P型层7的厚度为70-140nm。
可选地，整个P型层的厚度可以为70-140nm，优选为80-120nm，既能保证本征GaN层7a、GaN粗化层7b和凹形掺杂GaN层7c发挥各自的作用，又不会因为P型层太厚容易吸光而造成发光效率降低的现象；若P型层小于70nm，就体现不出本征GaN层7a、GaN粗化层7b和凹形掺杂GaN层7c的作用，而高于140nm又会由于P型层太厚而吸光，降低发光效率。
本发明实施例提供的一种发光二极管外延片，外延片的P型层在制造时先生长低温不掺杂的本征GaN层，低温条件生长可以减小对InGaN有源层的破坏，另外还可以有效阻挡从MQW向上延伸的“V”型缺陷，提高了芯片的抗静电能力和反向击穿能力；其次，低温生长掺Mg的GaN粗化层，由于此时的低温生长是三维生长模式，所以会在本征GaN层上形成粗化层，可以提高出光效率；最后，在粗化层上生长高温且呈凹形掺杂的GaN层，由于生长温度提高，材料内部缺陷少，掺入Mg的活化率提高，使得空穴浓度增加，凹形掺杂GaN层中的Mg在掺杂时呈先高再低再高的形式，极大地提高了电流的扩展能力和空穴的有效移动能力，从而明显提高了Mg的掺杂效率，也就大大提高了发光效率。凹形掺杂GaN层的生长温度虽高，但由于之前已经生长了低温本征GaN层和低温粗化层，所以凹形掺杂GaN层的高温生长既能保证Mg掺杂的效率，又不会增加对InGaN有源层的破坏，也就避免了P型层低温生长时Mg掺杂的效率低而导致工作电压升高，高温生长时Mg掺杂的效率高但反向击穿能力和抗静电能力下降的温度矛盾问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发光二极管外延片的生长方法，其特征在于，所述方法包括：
提供一衬底；
依次在所述衬底上生长低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层以及电子阻挡层；
在所述电子阻挡层上依次生长由不掺杂的本征GaN层、掺杂的GaN粗化层和凹形掺杂GaN层组成的P型层，
其中，所述凹形掺杂GaN层的生长温度高于所述本征GaN层，所述本征GaN层的生长温度高于所述GaN粗化层，
所述GaN粗化层使用第一浓度的Mg进行掺杂，所述凹形掺杂GaN层先采用第二浓度的Mg进行掺杂，再采用第三浓度的Mg进行掺杂，最后采用第一浓度的Mg进行掺杂，所述第一浓度>所述第二浓度>所述第三浓度；
活化部分所述P型层以形成活化P型接触层，其中，所述凹形掺杂是指掺杂的GaN中Mg的浓度呈高低高三个阶段掺杂的形式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本征GaN层的生长温度为900-940℃，所述凹形掺杂GaN层的生长温度为940-970℃，所述本征GaN层和所述凹形掺杂GaN层的生长压力均为200torr。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述GaN粗化层的生长温度为890-920℃，生长压力为300-500torr。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本征GaN层的厚度为10-16nm，所述GaN粗化层的厚度为20-30nm，所述凹形掺杂GaN层的厚度为40-80nm。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述P型层的厚度为70-140nm。
6.一种发光二极管外延片，其特征在于，所述外延片包括衬底以及依次层叠在所述衬底上的低温缓冲层、高温缓冲层、N型层、有源层、电子阻挡层、P型层和活化P型接触层，其特征在于，
所述P型层由不掺杂的本征GaN层、掺杂的GaN粗化层、凹形掺杂GaN层依次层叠而成，所述凹形掺杂GaN层的生长温度高于所述本征GaN层，所述本征GaN层的生长温度高于所述GaN粗化层，
所述GaN粗化层使用第一浓度的Mg进行掺杂，所述凹形掺杂GaN层先采用第二浓度的Mg进行掺杂，再采用第三浓度的Mg进行掺杂，最后采用第一浓度的Mg进行掺杂，所述第一浓度>所述第二浓度>所述第三浓度，其中，所述凹形掺杂是指掺杂的GaN中Mg的浓度呈高低高三个阶段掺杂的形式，。
7.根据权利要求6所述的外延片，其特征在于，所述本征GaN层的生长温度为900-940℃，所述凹形掺杂GaN层的生长温度为940-970℃，所述本征GaN层和所述凹形掺杂GaN层的生长压力均为200torr。
8.根据权利要求6所述的外延片，其特征在于，所述GaN粗化层的生长温度为890-920℃，生长压力为300-500torr。
9.根据权利要求6所述的外延片，其特征在于，所述本征GaN层的厚度为10-16nm，所述GaN粗化层的厚度为20-30nm，所述凹形掺杂GaN层的厚度为40-80nm。
10.根据权利要求9所述的外延片，其特征在于，所述P型层的厚度为70-140nm。
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