CN105070805B - 一种硅基氮化物紫外led外延结构及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硅基氮化物紫外LED外延结构及其实现方法，LED外延结构从由下往上依次为：硅衬底层、应力控制层、n型电流扩展层、有源区准备层、有源区发光层、电子阻挡层、p型电流扩展层以及p型欧姆接触层；其中，应力控制层由至少一层Al_xGa_1‑xN层构成，0≦x≦1；n型电流扩展层为硅掺杂的n型Al_yGa_1‑yN层，0≦y≦1；n型电流扩展层中的Al组分小于或等于应力控制层中各Al_xGa_1‑xN层中Al组分的平均值，其在硅衬底上利用Al_xGa_1‑xN应力控制层调控应力，使n型Al_yGa_1‑yN(0≦y≦x≦1)电流扩展层在生长过程中受到压应力，不容易产生裂纹，具有很高的外延良率。

Description

一种硅基氮化物紫外LED外延结构及其实现方法

技术领域

本发明涉及半导体光电子领域，尤其是一种LED外延结构及其实现方法。

背景技术

相比于传统紫外汞灯，氮化物紫外LED(Light Emitting Diode，发光二极管)具有节能环保、寿命长、紧凑性好等多方面优势。

现有的紫外LED一般都是基于蓝宝石衬底的紫外LED技术。在制作该基于蓝宝石的紫外LED时，首先需要先在蓝宝石衬底上生长GaN(氮化镓)层以获得高晶体质量的模板，然后在GaN上面生长硅掺杂的n型AlGaN(氮化镓铝)电流扩展层以及后续的发光层等结构。

但是，现有技术路线中仍然存在以下不足：1)由于AlGaN的晶格常数小于GaN的晶格常数，因而在GaN层上生长AlGaN层时会受到张应力，容易产生裂纹；2)当紫外LED的波长接近或小于365nm(纳米)时，GaN层会吸收量子阱发光区发出的光，因而在芯片制作过程中需要将GaN层去除；3)蓝宝石衬底的剥离很困难，即使使用相对成熟的激光剥离技术去除蓝宝石衬底，也会导致漏电增大、良率低等不良影响，可以看出，制备基于蓝宝石衬底的紫外LED工艺难度非常大。

发明内容

为了克服以上缺点，本发明提供了一种硅基氮化物紫外LED外延结构及其实现方法，其在硅衬底上利用Al_xGa_1-xN应力控制层调控应力，使n型Al_yGa_1-yN(0≦y≦x≦1)电流扩展层在生长过程中受到压应力，不容易产生裂纹，具有很高的外延良率。

本发明提供的技术方案如下：

一种硅基氮化物紫外LED外延结构，所述LED外延结构从由下往上依次为：硅衬底层、应力控制层、n型电流扩展层、有源区准备层、有源区发光层、电子阻挡层、p型电流扩展层以及p型欧姆接触层；

其中，所述应力控制层由至少一层Al_xGa_1-xN层构成，0≦x≦1；所述n型电流扩展层为硅掺杂的n型Al_yGa_1-yN层，0≦y≦1；所述n型电流扩展层中的Al组分小于或等于应力控制层中各Al_xGa_1-xN层中Al组分的平均值。

优选地，所述应力控制层由多层Al_xGa_1-xN层构成，其中，每层所述Al_xGa_1-xN层中x的取值范围为0≦x≦1，且各层之间的Al组分采用突变、线性连续渐变或非线性连续渐变的方式进行过渡；

或,

所述应力控制层由Al_x1Ga_1-x1N和Al_x2Ga_1-x2N组成的超晶格结构构成，其中，0≦x1≦1，0≦x2≦1。

优选地，所述有源区准备层由至少一层In_aAl_bGa_1-a-bN层构成，每层所述In_aAl_bGa_1-a-bN层中a和b的取值范围分别为：0≦a≦1，0≦b≦1；

或，

所述有源区准备层由In_a1Al_b1Ga_1-a1-b1N和In_a2Al_b2Ga_1-a2-b2N组成的超晶格结构构成，其中，0≦a1≦1，0≦b1≦1，0≦a2≦1，0≦b2≦1；

所述有源区准备层的总厚度在0～500nm之间。

优选地，所述有源区发光层为In_cAl_dGa1-c-dN/In_eAl_fGa_1-e-fN多量子阱结构，其中，0≦c≦1，0≦d≦1，0≦e≦1，0≦f≦1；

在所述有源区发光层中，所述In_cAl_dGa_1-c-dN为厚度在1～10nm之间的量子阱层；所述In_eAl_fGa_1-e-fN为厚度在3～25nm之间的量子垒层。

优选地，在所述有源区发光层中的所述In_eAl_fGa_1-e-fN量子垒层中掺杂硅，掺杂硅的浓度在5×10¹⁶～1×10¹⁹cm^-2之间；

或，

所述有源区发光层中的所述In_eAl_fGa_1-e-fN量子垒层中非故意掺杂。

优选地，所述电子阻挡层由至少一层Al_gGa_1-gN层构成，每层所述Al_gGa_1-gN层中g的取值范围为0≦g≦1；

所述电子阻挡层中各Al_gGa_1-gN层中的Al组分的平均值高于所述有源区发光层中In_eAl_fGa_1-e-fN量子垒层中的Al组分。

优选地，所述电子阻挡层中使用Mg进行p型掺杂，或者进行非故意掺杂；

和/或，

所述p型电流扩展层为Mg掺杂的Al_hGa_1-hN层，其中，0≦h≦1；

和/或，

所述p型欧姆接触层为Mg掺杂的In_iAl_jGa_1-i-jN层，其中，0≦i≦1，0≦j≦1。

一种硅基紫外LED外延结构的实现方法，所述实现方法应用于上述硅基氮化物紫外LED外延结构，所述实现方法包括以下步骤：

对硅衬底进行表面清洁处理；

在所述衬底上外延生长应力控制层；

在所述应力控制层上外延生长Si掺杂的n型电流扩展层；

在所述n型电流扩展层上外延生长有源区准备层；

在所述有源区准备层上外延生长有源区发光层；

在所述有源区发光层上外延生长电子阻挡层；

在所述电子阻挡层上外延生长Mg掺杂的p型电流扩展层；

在所述p型电流扩展层上外延生长Mg掺杂的p型欧姆接触层。

优选地，所述应力控制层由至少一层Al_xGa_1-xN层构成，0≦x≦1；所述n型电流扩展层为硅掺杂的n型Al_yGa_1-yN层，0≦y≦1；所述n型电流扩展层中的Al组分小于或等于应力控制层中各Al_xGa_1-xN层中Al组分的平均值。

优选地，所述应力控制层由多层Al_xGa_1-xN层构成，其中，每层所述Al_xGa_1-xN层中x的取值范围为0≦x≦1，且各层之间的Al组分采用突变、线性连续渐变或非线性连续渐变的方式进行过渡；

或,

所述应力控制层由Al_x1Ga_1-x1N和Al_x2Ga_1-x2N组成的超晶格结构构成，其中，0≦x1≦1，0≦x2≦1。

在本发明中，相比于传统的蓝宝石衬底的紫外LED外延结构，本发明提供的硅基氮化物紫外LED外延结构具有如下优势：

第一，在硅衬底上利用应力控制层调控应力，使n型Al_yGa_1-yN(0≦y≦1)电流扩展层在生长过程中受到压应力，不容易产生裂纹，具有很高的外延良率；第二，可以使用湿法腐蚀的方法去除硅衬底，对外延结构无损伤，容易实现垂直结构芯片，提高发光效率，工艺良率高，适合大规模生产；第三，硅衬底紫外LED可以大幅度降低外延成本，尤其是容易实现大尺寸衬底上的紫外LED生长；第四，硅衬底有良好的导电和导热性，硅基紫外LED更容易和驱动电路以及其他模块进行集成。

附图说明

图1为本发明中硅基氮化物紫外LED外延结构示意图；

图2为本发明中硅基氮化物紫外LED外延结构的实现方法流程示意图；

图3为本发明中应力控制层的结构示意图；

图4a为本发明中组分突变的应力控制层的Al组分分布示意图；

图4b为本发明中组分渐变的应力控制层的Al组分分布示意图。

附图标记：

1-硅衬底层，2-应力控制层，3-n型电流扩展层，4-有源区准备层，

5-有源区发光层，6-电子阻挡层，7-p型电流扩展层，8-p型欧姆接触层，

2a-AlN层，2b-Al_0.70Ga_0.30N层，2c-Al_0.25Ga_0.75N层。

具体实施方式

下面参照附图，结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

如附图1所示为本发明提供的硅基氮化物紫外LED外延结构示意图，从图中可以看出，该外延结构中从下到上依次包括：硅衬底层1、应力控制层2、n型电流扩展层3、有源区准备层4、有源区发光层5、电子阻挡层6、p型电流扩展层7以及p型欧姆接触层8，其中，应力控制层2由至少一层Al_xGa_1-xN层构成，0≦x≦1；n型电流扩展层3为硅掺杂的n型Al_yGa_1-yN层，0≦y≦1；n型电流扩展层3中的Al组分小于或等于应力控制层2中各Al_xGa_1-xN层中Al组分的平均值。

具体来说，应力控制层2由多层Al_xGa_1-xN层构成，其中，每层Al_xGa_1-xN层中x的取值范围为0≦x≦1，或应力控制层2由Al_x1Ga_1-x1N和Al_x2Ga_1-x2N组成的超晶格结构构成，其中，0≦x1≦1，0≦x2≦1。更具体来说，应力控制层2为一层Al_xGa_1-xN层(0≦x≦1)，或者两层Al_x1Ga_1-x1N/Al_x2Ga_1-x2N(0≦x1/x2≦1)层，或者多层不同组分的Al_x1Ga_1-x1N/Al_x2Ga_1-x2N/…Al_xnGa_1-xnN/层(0≦x1/x2/xn≦1)，或者Al_x1Ga_1-x1N/Al_x2Ga_1-x2N超晶格结构(0≦x1/x2≦1)。当采用多层AlGaN时，各层之间的Al组分可以采用突变、线性连续渐变、非线性连续渐变等不同过渡形式。在具体实施例中，在制备外延结构的过程中，首先在硅衬底层1上外延生长一层AlN层，即选用AlN层直接和硅衬底层1接触；随后再外延生长各个Al_xGa_1-xN层或者Al_x1Ga_1-x1N/Al_x2Ga_1-x2N超晶格结构。应力控制层2的总厚度大于或等于300nm，且小于或等于2000nm。最后，要说明的是，在以上的描述过程中，使用到的x、x1和x2只是为了对各种结构加以区分，结构是一样的，只用于区分Al和Ga的组分，以下涉及到的字母亦同。

n型电流扩展层3为硅掺杂的n型Al_yGa_1-yN层，其中，0≦y≦1，且满足n型电流扩展层3的Al组分低于应力控制层2的各层中Al的平均组分。在具体实施例中，n型电流扩展层3的硅掺杂浓度大于或等于1×10¹⁸cm^-3，且小于或等于3×10¹⁹cm^-3；厚度大于或等于500nm，且小于或等于5000nm(500～5000nm)，更进一步来说，该n型电流扩展层3的厚度大于或等于1500nm。

有源区准备层4由至少一层In_aAl_bGa_1-a-bN层构成，每层In_aAl_bGa_1-a-bN层中a和b的取值范围分别为：0≦a≦1，0≦b≦1；或有源区准备层4由In_a1Al_b1Ga_1-a1-b1N和In_a2Al_b2Ga_1-a2-b2N组成的超晶格结构构成，其中，0≦a1≦1，0≦b1≦1，0≦a2≦1，0≦b2≦1；且有源区准备层4的总厚度在0～500nm(即大于等于0nm，小于等于500nm)之间；当厚度为0nm时，表示没有有源区准备层4结构。在具体实施例中，该有源区准备层4中可掺杂硅或者不掺杂；当掺杂硅时，掺杂浓度具体为大于或等于1×10¹⁷cm^-3，且小于或等于1×10¹⁹cm^-3；具体的掺杂方式可以为全部掺杂、交替掺杂等。进一步来说，有源区准备层4的总厚度大于0nm，小于或等于500nm；更进一步来说，有源区准备层4的厚度大于或等于50nm，小于或等于200nm。

有源区发光层5为In_cAl_dGa1-c-dN/In_eAl_fGa_1-e-fN多量子阱结构，其中，0≦c≦1，0≦d≦1，0≦e≦1，0≦f≦1。具体来说，在该在有源区发光层5中，In_cAl_dGa_1-c-dN为厚度在1～10nm之间的量子阱层；In_eAl_fGa_1-e-fN为厚度在3～25nm之间的量子垒层，且量子阱层的Al组分小于量子垒层中的Al组分，进一步来说，In_cAl_dGa_1-c-dN量子阱层各组分的取值为0≦c≦0.1，0≦d≦1；In_eAl_fGa_1-e-fN量子垒层中各组分的取值为0≦e≦0.1，0≦f≦1。另外，在具体实施例中，有源区发光层5中的In_eAl_fGa_1-e-fN量子垒层中可以掺杂硅或者不进行故意掺杂，当掺杂硅时，掺杂硅的浓度在5×10¹⁶～1×10¹⁹cm^-2之间，更进一步来说，掺杂硅的浓度在5×10¹⁶cm^-2～5×10¹⁸cm^-2之间。

电子阻挡层6由至少一层Al_gGa_1-gN层构成，每层Al_gGa_1-gN层中g的取值范围为0≦g≦1；且电子阻挡层6中各Al_gGa_1-gN层中的Al组分的平均值高于有源区发光层5中In_eAl_fGa_1-e-fN量子垒层中的Al组分。在具体实施例中，电子阻挡层6中使用Mg进行p型掺杂，或者进行非故意掺杂。进一步来说，电子阻挡层6的厚度大于或等于10nm，且小于或等于100nm；更进一步来说，该电子阻挡层6的厚度小于或等于50nm。当该电子阻挡层6采用Mg掺杂时，其掺杂浓度大于或等于1×10¹⁸cm^-2，且小于等于2×10¹⁹cm^-2。

p型电流扩展层7为Mg掺杂的Al_hGa_1-hN层，其中，0≦h≦1。具体来说，该p型电流扩展层7的厚度未被特别限制，Mg掺杂浓度大于或等于5×10¹⁸cm^-3，且小于或等于1×10²⁰cm^-3。

p型欧姆接触层8为Mg掺杂的In_iAl_jGa_1-i-jN层，其中，0≦i≦1，0≦j≦1。其中，更进一步来说，0≦i≦0.2，0≦j≦0.2。该p型欧姆接触层8的厚度未被特别限制，在具体实施例中，可以选定为大于或等于2nm，且小于或等于50nm；更具体地可以选定为，大于或等于2nm，且小于或等于30nm。

如图2所示，本发明还提供了一种硅基紫外LED外延结构的实现方法，该实现方法应用于上述的硅基氮化物紫外LED外延结构，实现方法包括以下步骤：

S1对硅衬底进行表面清洁处理；

S2在衬底上外延生长应力控制层2；

S3在应力控制层2上外延生长Si掺杂的n型电流扩展层3。具体来说，应力控制层2由至少一层Al_xGa_1-xN层构成，0≦x≦1；n型电流扩展层3为硅掺杂的n型Al_yGa_1-yN层，0≦y≦1；n型电流扩展层3中的Al组分小于或等于应力控制层2中各Al_xGa_1-xN层中Al组分的平均值。且应力控制层2由多层Al_xGa_1-xN层构成，其中，每层Al_xGa_1-xN层中x的取值范围为0≦x≦1，且各层之间的Al组分采用突变、线性连续渐变或非线性连续渐变的方式进行过渡；或,应力控制层2由Al_x1Ga_1-x1N和Al_x2Ga_1-x2N组成的超晶格结构构成，其中，0≦x1≦1，0≦x2≦1。

S4在n型电流扩展层3上外延生长有源区准备层4；

S5在有源区准备层4上外延生长有源区发光层5；

S6在有源区发光层5上外延生长电子阻挡层6；

S7在电子阻挡层6上外延生长Mg掺杂的p型电流扩展层7；

S8在p型电流扩展层7上外延生长Mg掺杂的p型欧姆接触层8。

作为一个完整的实施例，以下我们对本发明提供的硅基氮化物紫外LED外延结构的制备过程作出详细描述，具体来说，在该过程中采用MOCVD、选用的硅衬底为Si(111)衬底层1、应力控制层2包括AlN(2a层)、Al_0.70Ga_0.30N(2b层)、Al_0.25Ga_0.75N(2c层)三层结构，进行外延生长，具体过程如下：

首先，对硅衬底层1放置到MOCVD反应室中，升温到1100℃，并通入H₂进行高温表面清洁处理；

随后，在硅衬底层1上外延生长应力控制层2。具体来说，将反应室温度设定在800℃～1200℃，往反应室中通入三甲基铝(TMAl)、氨气(NH₃)，在H₂作为载气的条件下，生长一层厚度400nm的AlN层(2a层)；然后通入三甲基镓(TMGa)，并保持通入三甲基铝和氨气，生长400nm的Al_0.70Ga_0.30N层(2b层)；最后通过调节三甲基铝的流量，改变外延层的Al组分，生长400nm的Al_0.25Ga_0.75N层(2c层)，如图3所示。至于三层之间的组分变化方式，可以为如图4a所示的Al组分突变的方式，或者如图4b所示的Al组分渐变降低的方式。另外，通过外延生长应力控制层2时，可以通过渐变减少通入反应室的TMAl的流量来实现Al组分的变化，过渡方式可以为线性渐变(实线所示)或者非线性渐变(虚线所示)等，如图4b所示。

紧接着，以硅烷(SiH₄)作为掺杂剂，掺杂浓度为8×10¹⁸cm^-3，生长温度在900℃～1100℃，实现在应力控制层2上外延生长n型电流扩展层3，生长出来的n型电流扩展层3为的Al组分为7％的n型Al_0.07Ga_0.93N层，厚度3000nm。

再然后，将反应室温度降低到750℃～900℃，以N₂作为载气，并持续通入TMAl、TMGa、NH₃，间歇性的通入三甲基铟(TMIn)，交替生长总对数为30对硅掺杂浓度为2×10¹⁸cm^-3的InGaN/AlGaN超晶格作为有源区准备层4；生长出来的有源区准备层4为30对In_0.05Ga_0.95N/Al_0.15Ga_0.85N(2nm/2nm)超晶格。

有源区准备层4生长出来后，以N₂作为载气，在800℃生长In_0.02Ga_0.98N量子阱后，将反应室温度升高到950℃，生长Al_0.15Ga_0.85N量子垒，重复生长7对制备有源区发光层5。具体来说，生长出来的有源区发光层5为7对In_0.02Ga_0.98N/Al_0.15Ga_0.85N(3nm/15nm)多量子阱结构，发光波长约为365nm，属于近紫外波段。Al_0.15Ga_0.85N量子垒中的硅掺杂浓度为2×10¹⁸cm^-3，In_0.02Ga_0.98N量子阱为非故意掺杂。

之后，通入TMAl、TMGa、NH₃，以H₂或者N₂作为载气，以二茂镁(Cp₂Mg)作为掺杂剂，温度可在750℃～1000℃之间，实现电子阻挡层6的生长。具体来说，生长出来的电子阻挡层6Mg掺杂浓度为1.5×10¹⁹cm^-3的Al_0.35Ga_0.65N层，厚度为35nm。

接着，以H₂或者N₂作为载气，在外延生长温度为900℃～1000℃的条件下生长p型电流扩展层7，具体来说，生长出来的p型电流扩展层7为Mg掺杂浓度3×10¹⁹cm^-3的Al_0.09Ga_0.91N层，厚度为50nm。

最后，以H₂或者N₂作为载气，再外延生长温度900℃～1000℃的条件下外延生长p型欧姆接触层8，具体来说，生长出来的p型欧姆接触层8为Mg掺杂浓度为2×10¹⁹cm^-3的GaN层，厚度为15nm。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种硅基氮化物紫外LED外延结构，其特征在于，所述LED外延结构从由下往上依次为：硅衬底层、应力控制层、n型电流扩展层、有源区准备层、有源区发光层、电子阻挡层、p型电流扩展层以及p型欧姆接触层；其中，所述应力控制层由至少一层Al_xGa_1-xN层构成，0≦x≦1；所述n型电流扩展层为硅掺杂的n型Al_yGa_1-yN层，0≦y≦1；所述n型电流扩展层中的Al组分小于或等于应力控制层中各Al_xGa_1-xN层中Al组分的平均值；

所述应力控制层由多层Al_xGa_1-xN层构成，其中，每层所述Al_xGa_1-xN层中x的取值范围为0≦x≦1，且各层之间的Al组分采用突变、线性连续渐变或非线性连续渐变的方式进行过渡；

或，所述应力控制层由Al_x1Ga_1-x1N和Al_x2Ga_1-x2N组成的超晶格结构构成，其中，0≦x1≦1，0≦x2≦1；

所述有源区准备层由至少一层In_aAl_bGa_1-a-bN层构成，每层所述In_aAl_bGa_1-a-bN层中a和b的取值范围分别为：0≦a≦1，0≦b≦1；

或，所述有源区准备层由In_a1Al_b1Ga_1-a1-b1N和In_a2Al_b2Ga_1-a2-b2N组成的超晶格结构构成，其中，0≦a1≦1，0≦b1≦1，0≦a2≦1，0≦b2≦1；所述有源区准备层的总厚度在0～500nm之间。

2.根据权利要求1所述的硅基氮化物紫外LED外延结构，其特征在于：

所述有源区发光层为In_cAl_dGa_1-c-dN/In_eAl_fGa_1-e-fN多量子阱结构，其中，0≦c≦1，0≦d≦1，0≦e≦1，0≦f≦1；

在所述有源区发光层中，所述In_cAl_dGa_1-c-dN为厚度在1～10nm之间的量子阱层；所述In_eAl_fGa_1-e-fN为厚度在3～25nm之间的量子垒层。

3.根据权利要求2所述的硅基氮化物紫外LED外延结构，其特征在于：在所述有源区发光层中的所述In_eAl_fGa_1-e-fN量子垒层中掺杂硅，掺杂硅的浓度在5×1016～1×1019cm-2之间；

或，

所述有源区发光层中的所述In_eAl_fGa_1-e-fN量子垒层中非故意掺杂。

4.根据权利要求1所述的硅基氮化物紫外LED外延结构，其特征在于：

所述电子阻挡层由至少一层Al_gGa_1-gN层构成，每层所述Al_gGa_1-gN层中g的取值范围为0≦g≦1；

所述电子阻挡层中各Al_gGa_1-gN层中的Al组分的平均值高于所述有源区发光层中In_eAl_fGa_1-e-fN量子垒层中的Al组分。

5.根据权利要求4所述的硅基氮化物紫外LED外延结构，其特征在于：

所述电子阻挡层中使用Mg进行p型掺杂，或者进行非故意掺杂；和/或，

所述p型电流扩展层为Mg掺杂的Al_hGa_1-hN层，其中，0≦h≦1；

和/或，

所述p型欧姆接触层为Mg掺杂的In_iAl_jGa_1-i-jN层，其中，0≦i≦1，0≦j≦1。

6.一种硅基紫外LED外延结构的实现方法，其特征在于，所述实现方法应用于如权利要求1-5任意一项所述的硅基氮化物紫外LED外延结构，所述实现方法包括以下步骤：

对硅衬底进行表面清洁处理；

在所述衬底上外延生长应力控制层；

在所述应力控制层上外延生长Si掺杂的n型电流扩展层；

在所述n型电流扩展层上外延生长有源区准备层；

在所述有源区准备层上外延生长有源区发光层；

在所述有源区发光层上外延生长电子阻挡层；

在所述电子阻挡层上外延生长Mg掺杂的p型电流扩展层；

在所述p型电流扩展层上外延生长Mg掺杂的p型欧姆接触层；

所述应力控制层由至少一层Al_xGa_1-xN层构成，0≦x≦1；所述n型电流扩展层为硅掺杂的n型Al_yGa_1-yN层，0≦y≦1；所述n型电流扩展层中的Al组分小于或等于应力控制层中各Al_xGa_1-xN层中Al组分的平均值；

所述应力控制层由多层Al_xGa_1-xN层构成，其中，每层所述Al_xGa_1-xN层中x的取值范围为0≦x≦1，且各层之间的Al组分采用突变、线性连续渐变或非线性连续渐变的方式进行过渡；

或,

所述应力控制层由Al_x1Ga_1-x1N和Al_x2Ga_1-x2N组成的超晶格结构构成，其中，0≦x1≦1，0≦x2≦1；

所述有源区准备层由至少一层In_aAl_bGa_1-a-bN层构成，每层所述In_aAl_bGa_1-a-bN层中a和b的取值范围分别为：0≦a≦1，0≦b≦1；

或，所述有源区准备层由In_a1Al_b1Ga_1-a1-b1N和In_a2Al_b2Ga_1-a2-b2N组成的超晶格结构构成，其中，0≦a1≦1，0≦b1≦1，0≦a2≦1，0≦b2≦1；所述有源区准备层的总厚度在0～500nm之间。

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