CN109830582A - 发光二极管外延片及其生长方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光二极管外延片及其生长方法，属于半导体技术领域。所述发光二极管外延片包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层，所述缓冲层、所述N型半导体层、所述有源层、所述电子阻挡层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上，所述电子阻挡层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层、第四子层、第五子层和第六子层，所述第一子层的材料、所述第三子层的材料和所述第五子层的材料均采用掺杂镁、铟和铝的氮化镓，所述第二子层的材料采用氮化铝，所述第四子层的材料采用氮化镁，所述第六子层的材料采用氮化铟。本发明可提高LED的发光效率。

Description

发光二极管外延片及其生长方法

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及其生长方法。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色的新型固态照明光源，LED正在被迅速广泛地应用在交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源等领域。LED的核心组件是芯片，提高芯片的发光效率是LED应用过程中不断追求的目标。

芯片包括外延片和设置在外延片上的电极。现有的LED外延片包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层，缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层依次层叠在衬底上。衬底用于提供外延生长的表面，缓冲层用于提供外延生长的成核中心，N型半导体层用于提供复合发光的电子，P型半导体层用于提供复合发光的空穴，有源层用于进行电子和空穴的复合发光。

P型半导体层中提供空穴的镁掺杂的激活效率很低，导致注入有源层的空穴数量远小于注入有源层的电子数量。加上电子的移动速率远大于空穴，因此电子注入有源层之后很容易进一步跃迁到P型半导体层中，与空穴进行非辐射复合，导致P型半导体层注入有源层的空穴数量进一步减少。为了阻挡电子跃迁到P型半导体层中，通常是在有源层和P型半导体层之间设置电子阻挡层。

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：

电子阻挡层采用P型掺杂的氮化铝镓，可以有效阻挡电子跃迁到P型半导体层中。但是电子阻挡层同时也会对空穴注入有源层形成阻挡，还是会减少注入有源层的空穴数量。

发明内容

本发明实施例提供了一种发光二极管外延片及其生长方法，能够解决现有技术注入有源层的空穴数量减少的问题。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层，所述缓冲层、所述N型半导体层、所述有源层、所述电子阻挡层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上，所述电子阻挡层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层、第四子层、第五子层和第六子层，所述第一子层的材料、所述第三子层的材料和所述第五子层的材料均采用掺杂镁、铟和铝的氮化镓，所述第二子层的材料采用氮化铝，所述第四子层的材料采用氮化镁，所述第六子层的材料采用氮化铟。

可选地，所述第四子层的厚度大于所述第二子层的厚度，所述第六子层的厚度小于所述第二子层的厚度。

可选地，所述第一子层的厚度、所述第三子层的厚度、所述第五子层的厚度相等。

可选地，所述第一子层中铝的掺杂浓度、所述第三子层中铝的掺杂浓度、所述第五子层中铝的掺杂浓度相等。

进一步地，所述第二子层中铝的掺杂浓度为所述第一子层中铝的掺杂浓度的1/3～4/5。

可选地，所述第一子层中镁的掺杂浓度、所述第三子层中镁的掺杂浓度、所述第五子层中镁的掺杂浓度相等。

进一步地，所述第四子层中镁的掺杂浓度为所述第三子层中镁的掺杂浓度的1/3～2/3。

可选地，所述第一子层中铟的掺杂浓度、所述第三子层中铟的掺杂浓度、所述第五子层中铟的掺杂浓度相等。

进一步地，所述第六子层中铟的掺杂浓度为所述第五子层中铟的掺杂浓度的3/5～5/6。

另一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的生长方法，所述生长方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层；

其中，所述电子阻挡层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层、第四子层、第五子层和第六子层，所述第一子层的材料、所述第三子层的材料和所述第五子层的材料均采用掺杂镁、铟和铝的氮化镓，所述第二子层的材料采用氮化铝，所述第四子层的材料采用氮化镁，所述第六子层的材料采用氮化铟。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过采用掺杂镁、铟和铝的氮化镓层作为电子阻挡层的基本结构，氮化铝的势垒较高，因此可以起到阻挡电子跃迁到P型半导体层中的作用；铟和镁配合，铟原子激活镁原子代替镓原子与氮原子形成共价键产生空穴，有利于空穴注入有源层中。同时电子阻挡层靠近有源层的区域插入有氮化铝层，可以对电子起到二次阻挡的作用，有效避免电子跃迁到P型半导体层中。电子阻挡层中间的区域插入有氮化镁层，在电子阻挡层内产生较多的空穴，形成空穴的移动通道，有利于空穴注入有源层中。电子阻挡层靠近P型半导体层的区域插入有氮化铟层，氮化铟层的势垒较低，P型半导体层提供的空穴可以蓄积在氮化铟层中，加上中间插入的氮化镁层形成的移动通道，即使靠近有源层的区域插入有氮化铝层，空穴也可以比较容易注入有源层中，增加注入有源层的空穴数量。综上所述，本发明实施例的电子阻挡层既可以保证对电子的有效阻挡，又可以提高空穴浓度和空穴的移动效率，进而提高有源层中电子和空穴的复合效率，最终提高LED的发光效率。

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是本发明实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的电子阻挡层的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种发光二极管外延片的生长方法的流程图。

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。

本发明实施例提供了一种发光二极管外延片。图1为本发明实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图。参见图1，该发光二极管外延片包括衬底1、缓冲层2、N型半导体层3、有源层4、电子阻挡层5和P型半导体层6，缓冲层2、N型半导体层3、有源层4、电子阻挡层5和P型半导体层6依次层叠在衬底1上。

图2为本发明实施例提供的电子阻挡层的结构示意图。参见图2，电子阻挡层5包括依次层叠的第一子层51、第二子层52、第三子层53、第四子层54、第五子层55和第六子层56，第一子层51的材料、第三子层53的材料和第五子层55的材料均采用掺杂镁、铟和铝的氮化镓，第二子层52的材料采用氮化铝，第四子层54的材料采用氮化镁，第六子层56的材料采用氮化铟。

本发明实施例通过采用掺杂镁、铟和铝的氮化镓层作为电子阻挡层的基本结构，氮化铝的势垒较高，因此可以起到阻挡电子跃迁到P型半导体层中的作用；铟和镁配合，铟原子激活镁原子代替镓原子与氮原子形成共价键产生空穴，有利于空穴注入有源层中。同时电子阻挡层靠近有源层的区域插入有氮化铝层，可以对电子起到二次阻挡的作用，有效避免电子跃迁到P型半导体层中。电子阻挡层中间的区域插入有氮化镁层，在电子阻挡层内产生较多的空穴，形成空穴的移动通道，有利于空穴注入有源层中。电子阻挡层靠近P型半导体层的区域插入有氮化铟层，氮化铟层的势垒较低，P型半导体层提供的空穴可以蓄积在氮化铟层中，加上中间插入的氮化镁层形成的移动通道，即使靠近有源层的区域插入有氮化铝层，空穴也可以比较容易注入有源层中，增加注入有源层的空穴数量。综上所述，本发明实施例的电子阻挡层既可以保证对电子的有效阻挡，又可以提高空穴浓度和空穴的移动效率，进而提高有源层中电子和空穴的复合效率，最终提高LED的发光效率。

可选地，第四子层54的厚度可以大于第二子层52的厚度，第六子层56的厚度可以小于第二子层52的厚度。插入的氮化镁层最厚，可以有效形成空穴的移动通道，有利于空穴注入有源层中；同时插入氮化铟层最薄，有利于空穴移动，在氮化镁层的配合下，驱动空穴注入有源层中，增加注入有源层的空穴数量。

示例性地，第二子层52的厚度可以为2nm～10nm，如2nm～8nm；第四子层54的厚度可以为3nm～12nm，如3nm～10nm；第六子层56的厚度可以为1nm～8nm，如1nm～6nm，配合实现的效果很好。

可选地，第一子层51的厚度、第三子层53的厚度、第五子层55的厚度可以相等，氮化铝层、氮化镁层和氮化铟层均匀插入在掺镁、铟和铝的氮化镓层中，有利于整体晶格的稳定性。

示例性地，第一子层51的厚度可以为10nm～50nm，如15nm～40nm；第三子层53的厚度可以为10nm～50nm，如15nm～40nm；第五子层55的厚度可以为10nm～50nm，如15nm～40nm，配合实现的效果很好。

可选地，第一子层51中铝的掺杂浓度、第三子层53中铝的掺杂浓度、第五子层55中铝的掺杂浓度可以相等，有利于整体晶格的稳定性。

示例性地，第一子层51中铝的掺杂浓度可以为4*10²⁰cm^-3～1*10²¹cm^-3，如5*10²⁰cm^-3～1*10²¹cm^-3；第三子层53中铝的掺杂浓度可以为4*10²⁰cm^-3～1*10²¹cm^-3，如5*10²⁰cm^-3～1*10²¹cm^-3；第五子层55中铝的掺杂浓度可以为4*10²⁰cm^-3～1*10²¹cm^-3，如5*10²⁰cm^-3～1*10²¹cm^-3，配合实现的效果很好。

进一步地，第二子层52中铝的掺杂浓度可以为第一子层51中铝的掺杂浓度的1/3～4/5。如果第二子层中铝的掺杂浓度小于第一子层中铝的掺杂浓度的1/3，则可能由于第二子层中铝的掺杂浓度较低而无法有效起到二次阻挡的作用；如果第二子层中铝的掺杂浓度大于第一子层中铝的掺杂浓度的4/5，则可能由于第二子层中铝的掺杂浓度较高而影响空穴注入有源层，减少注入有源层的空穴数量。

示例性地，第二子层52中铝的掺杂浓度可以为5*10¹⁹cm^-3～3*10²⁰cm^-3，如5*10¹⁹cm^-3～2*10²⁰cm^-3，实现效果好。

可选地，第一子层51中镁的掺杂浓度、第三子层53中镁的掺杂浓度、第五子层55中镁的掺杂浓度可以相等，有利于整体晶格的稳定性。

示例性地，第一子层51中镁的掺杂浓度可以为4*10¹⁸cm^-3～2*10¹⁹cm^-3，如4*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3；第三子层53中镁的掺杂浓度可以为4*10¹⁸cm^-3～2*10¹⁹cm^-3，如4*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3；第五子层55中镁的掺杂浓度可以为4*10¹⁸cm^-3～2*10¹⁹cm^-3，如4*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3，配合实现的效果很好。

进一步地，第四子层54中镁的掺杂浓度可以为第三子层53中镁的掺杂浓度的1/3～2/3。如果第四子层中镁的掺杂浓度小于第三子层中镁的掺杂浓度的1/3，则可能由于第四子层中镁的掺杂浓度较低而无法有效形成空穴的移动通道，影响空穴注入有源层；如果第四子层中镁的掺杂浓度大于第三子层中镁的掺杂浓度的2/3，则可能由于第四子层中镁的掺杂浓度较高而影响到晶体结构。

示例性地，第四子层54中镁的掺杂浓度可以为2*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3，如4*10¹⁸cm^-3～8*10¹⁸cm^-3，实现效果好。

可选地，第一子层51中铟的掺杂浓度、第三子层53中铟的掺杂浓度、第五子层55中铟的掺杂浓度可以相等，有利于整体晶格的稳定性。

示例性地，第一子层51中铟的掺杂浓度可以为6*10¹⁷cm^-3～5*10¹⁸cm^-3，如8*10¹⁷cm^-3～5*10¹⁸cm^-3；第三子层53中铟的掺杂浓度可以为6*10¹⁷cm^-3～5*10¹⁸cm^-3，如8*10¹⁷cm^-3～5*10¹⁸cm^-3；第五子层55中铟的掺杂浓度可以为6*10¹⁷cm^-3～5*10¹⁸cm^-3，如8*10¹⁷cm^-3～5*10¹⁸cm^-3，配合实现的效果很好。

进一步地，第六子层56中铟的掺杂浓度可以为第五子层55中铟的掺杂浓度的3/5～5/6。如果第六子层中铟的掺杂浓度小于第五子层中铟的掺杂浓度的3/5，则可能由于第六子层中铟的掺杂浓度较低而无法有效蓄积P型半导体层的空穴，影响空穴注入有源层；如果第六子层中铟的掺杂浓度大于第五子层中铟的掺杂浓度的5/6，则可能由于第六子层中铟的掺杂浓度较高而影响到晶体结构。

示例性地，第六子层56中铟的掺杂浓度可以为5*10¹⁷cm^-3～3*10¹⁸cm^-3，如5*10¹⁷cm^-3～2*10¹⁸cm^-3，实现效果好。

可选地，衬底1的材料可以采用蓝宝石(主要材料为三氧化二铝)，如晶向为[0001]的蓝宝石。缓冲层2的材料可以采用未掺杂的氮化镓或者氮化铝。N型半导体层3的材料可以采用N型掺杂(如硅)掺杂的氮化镓。有源层4可以包括多个量子阱和多个量子垒，多个量子阱和多个量子垒交替层叠设置；量子阱的材料可以采用氮化铟镓(InGaN)，如In_xGa_1-xN，0＜x＜1，量子垒的材料可以采用氮化镓。P型半导体层6的材料可以采用P型掺杂(如镁)的氮化镓。

进一步地，缓冲层2的厚度可以为15nm～30nm，优选为25nm。N型半导体层3的厚度可以为2μm～3μm，优选为2.5μm；N型半导体层3中N型掺杂剂的掺杂浓度可以为10¹⁸cm^-3～10¹⁹cm^-3，优选为5*10¹⁸cm^-3。量子阱的厚度可以为2nm～3nm，优选为2.5nm；量子垒的厚度可以为8nm～11nm，优选为9.5nm；量子阱的数量与量子垒的数量相同，量子垒的数量可以为11个～13个，优选为12个；有源层4的厚度可以为130nm～160nm，优选为145nm。P型半导体层6的厚度可以为50nm～80nm，优选为65nm；P型半导体层6中P型掺杂剂的掺杂浓度可以为10¹⁸/cm³～10²⁰/cm³，优选为10¹⁹/cm³。

可选地，如图1所示，该发光二极管外延片还可以包括未掺杂氮化镓层7，未掺杂氮化镓层7设置在缓冲层2和N型半导体层3之间，以缓解衬底材料与氮化镓之间晶格失配产生的应力和缺陷，为外延片主体结构提供晶体质量较好的生长表面。

在具体实现时，缓冲层2为首先在图形化衬底上低温生长的一层较薄的氮化镓，因此也称为低温缓冲层。再在低温缓冲层进行氮化镓的纵向生长，会形成多个相互独立的三维岛状结构，称为三维成核层；然后在所有三维岛状结构上和各个三维岛状结构之间进行氮化镓的横向生长，形成二维平面结构，称为二维恢复层；最后在二维生长层上高温生长一层较厚的氮化镓，称为本征氮化镓层。本实施例中将三维成核层、二维恢复层和本征氮化镓层统称为未掺杂氮化镓层7。

进一步地，未掺杂氮化镓层7的厚度可以为2μm～3.5μm，优选为2.75μm。

可选地，该发光二极管外延片还可以包括应力释放层8，应力释放层8设置在N型半导体层3和有源层4之间，以对蓝宝石和氮化镓之间晶格失配产生的应力进行释放，提高有源层的晶体质量，有利于电子和空穴在有源层进行辐射复合发光，提高LED的内量子效率，进而提高LED的发光效率。

可选地，如图1所示，该发光二极管外延片还可以包括低温P型层9，低温P型层9设置在有源层4和电子阻挡层5之间，以避免电子阻挡层较高的生长温度造成有源层中的铟原子析出，影响发光二极管的发光效率。

具体地，低温P型层9的材料可以为P型掺杂的氮化镓。

进一步地，低温P型层9的厚度可以为10nm～50nm，优选为30nm；低温P型层9中P型掺杂剂的掺杂浓度可以为10¹⁸/cm³～10²⁰/cm³，优选为10¹⁹/cm³。

可选地，如图1所示，该发光二极管外延片还可以包括接触层10，接触层10设置在P型半导体层6上，以与芯片制作工艺中形成的电极或者透明导电薄膜之间形成欧姆接触。

具体地，接触层10的材料可以采用P型掺杂的氮化铟镓或者氮化镓。

进一步地，接触层10的厚度可以为5nm～300nm，优选为100nm；接触层10中P型掺杂剂的掺杂浓度可以为10²¹/cm³～10²²/cm³，优选为5*10²¹/cm³。

本发明实施例提供了一种发光二极管外延片的生长方法，适用于生长图1所示的发光二极管外延片。图3为本发明实施例提供的一种发光二极管外延片的生长方法的流程图。参见图3，该生长方法包括：

步骤201：提供一衬底。

可选地，该步骤201可以包括：

控制温度为1000℃～1100℃(优选为1050℃)，压力为200torr～500torr(优选为350torr)，在氢气气氛中对衬底进行5分钟～6分钟(优选为5.5分钟)退火处理。

通过上述步骤清洁衬底的表面，避免杂质掺入外延片中，有利于提高外延片的生长质量。

步骤202：在衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层。

在本实施例中，电子阻挡层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层、第四子层、第五子层和第六子层，第一子层的材料、第三子层的材料和第五子层的材料均采用掺杂镁、铟和铝的氮化镓，第二子层的材料采用氮化铝，第四子层的材料采用氮化镁，第六子层的材料采用氮化铟。、

可选地，第一子层的生长条件、第二子层的生长条件、第三子层的生长条件、第四子层的生长条件、第五子层的生长条件、第六子层的生长条件可以相同，以方便实现。其中，生长条件可以包括生长温度和生长压力。

可选地，该步骤202可以包括：

第一步，控制温度为530℃～560℃(优选为545℃)，压力为200torr～500torr(优选为350torr)，在衬底上生长缓冲层；

第二步，控制温度为1000℃～1100℃(优选为1050℃)，压力为200torr～300torr(优选为250torr)，在缓冲层上生长N型半导体层；

第三步，在N型半导体层上生长有源层；其中，量子阱的生长温度为760℃～780℃(优选为770℃)，压力为200torr；量子垒的生长温度为860℃～890℃(优选为875℃)，压力为200torr；

第四步，控制温度为930℃～970℃(优选为950℃)，压力为100torr～200torr(优选为150torr)，在有源层上生长电子阻挡层；

第五步，控制温度为940℃～980℃(优选为960℃)，压力为200torr～600torr(优选为400torr)，在电子阻挡层上生长P型半导体层。

可选地，在第二步之前，该生长方法还可以包括：

在缓冲层上生长未掺杂氮化镓层。

相应地，N型半导体层生长在未掺杂氮化镓层上。

具体地，在缓冲层上生长未掺杂氮化镓层，可以包括：

控制温度为1000℃～1100℃(优选为1050℃)，压力为200torr～600torr(优选为400torr)，在缓冲层上生长未掺杂氮化镓层。

可选地，在第三步之前，该生长方法还可以包括：

在N型半导体层上生长应力释放层。

相应地，有源层生长在应力释放层上。

可选地，在第四步之前，该生长方法还可以包括：

在有源层上生长低温P型层。

相应地，电子阻挡层生长在低温P型层上。

具体地，在有源层上生长低温P型层，可以包括：

控制温度为600℃～850℃(优选为750℃)，压力为100torr～600torr(优选为300torr)，在有源层上生长低温P型层。

可选地，在第五步之后，该生长方法还可以包括：

在P型半导体层上生长接触层。

具体地，在P型半导体层上生长接触层，可以包括：

控制温度为850℃～1050℃(优选为950℃)，压力为100torr～300torr(优选为200torr)，在P型半导体层上生长接触层。

需要说明的是，在上述外延生长结束之后，会先将温度降低至650℃～850℃(优选为750℃)，在氮气气氛中对外延片进行5分钟～15分钟(优选为10分钟)的退火处理，然后再将外延片的温度降低至室温。

控制温度、压力均是指控制生长外延片的反应腔中的温度、压力，具体为金属有机化合物化学气相沉淀(英文：Metal-organic Chemical Vapor Deposition，简称：MOCVD)设备的反应腔，如Veeco K465i MOCVD或者Veeco C4MOCVD。实现时以氢气、或者氮气、或者氢气和氮气的混合气体作为载气，三甲基镓或三乙基镓作为镓源，高纯氨气作为氮源，三甲基铟作为铟源，三甲基铝作为铝源，硅烷作为硅源，二茂镁作为镁源。

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，所述发光二极管外延片包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层，所述缓冲层、所述N型半导体层、所述有源层、所述电子阻挡层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上，其特征在于，所述电子阻挡层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层、第四子层、第五子层和第六子层，所述第一子层的材料、所述第三子层的材料和所述第五子层的材料均采用掺杂镁、铟和铝的氮化镓，所述第二子层的材料采用氮化铝，所述第四子层的材料采用氮化镁，所述第六子层的材料采用氮化铟。

2.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第四子层的厚度大于所述第二子层的厚度，所述第六子层的厚度小于所述第二子层的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一子层的厚度、所述第三子层的厚度、所述第五子层的厚度相等。

4.根据权利要求1或2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一子层中铝的掺杂浓度、所述第三子层中铝的掺杂浓度、所述第五子层中铝的掺杂浓度相等。

5.根据权利要求4所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第二子层中铝的掺杂浓度为所述第一子层中铝的掺杂浓度的1/3～4/5。

6.根据权利要求1或2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一子层中镁的掺杂浓度、所述第三子层中镁的掺杂浓度、所述第五子层中镁的掺杂浓度相等。

7.根据权利要求6所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第四子层中镁的掺杂浓度为所述第三子层中镁的掺杂浓度的1/3～2/3。

8.根据权利要求1或2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一子层中铟的掺杂浓度、所述第三子层中铟的掺杂浓度、所述第五子层中铟的掺杂浓度相等。

9.根据权利要求8所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第六子层中铟的掺杂浓度为所述第五子层中铟的掺杂浓度的3/5～5/6。

10.一种发光二极管外延片的生长方法，其特征在于，所述生长方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层、有源层、电子阻挡层和P型半导体层；

其中，所述电子阻挡层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层、第四子层、第五子层和第六子层，所述第一子层的材料、所述第三子层的材料和所述第五子层的材料均采用掺杂镁、铟和铝的氮化镓，所述第二子层的材料采用氮化铝，所述第四子层的材料采用氮化镁，所述第六子层的材料采用氮化铟。