CN112086545B - 氮化镓衬底、氮化镓基发光二极管外延片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种氮化镓衬底、氮化镓基发光二极管外延片及其制备方法，属于半导体技术领域。氮化镓衬底包括生长衬底、GaN成核层、GaN填平层和GaN外延层；生长衬底的第一表面具有凹坑，凹坑分布在第一表面的中心区域内，中心区域内凹坑的大小与生长衬底在凹坑处的缺陷大小正相关；GaN成核层、GaN填平层和GaN外延层依次层叠在生长衬底的第一表面上。本公开通过在生长衬底的第一表面的中心区域形成凹坑，中心区域内凹坑的大小与生长衬底在凹坑处的缺陷大小正相关，可以改善边缘区域GaN薄膜的生长温度高于中心区域而导致的GaN薄膜厚度和质量差异，提高GaN衬底的均匀性和一致性。

Description

氮化镓衬底、氮化镓基发光二极管外延片及其制备方法

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别涉及一种氮化镓衬底、氮化镓基发光二极管外延片及其制备方法。

背景技术

GaN(氮化镓)基材料具有宽带隙、高电子迁移率、耐高压、抗辐射、易形成异质结构、自发极化效应大等特性，适合制备新一代的高频大功率微电子器件。GaN基材料制备的电子器件是目前全球半导体领域研究的前沿和热点，在军用领域和民用领域都具有重大的应用前景。

GaN基材料制备电子器件的基础结构是外延片，外延片通过在一块加热至适当温度的衬底基片上生长特定的单晶薄膜而成。由于直接生产GaN同质衬底的成本过高，不方便进行工业化量产，因此生产外延片的时候，通常先在异质衬底上外延生长GaN薄膜，得到GaN衬底；再在GaN衬底上外延生长N型半导体层、有源层和P型半导体层，得到外延片。但是相关技术得到的外延片的均匀性和一致性较差，制备的电子器件的稳定性和可靠性较差，不利于产品的推广应用。

发明内容

本公开实施例提供了一种氮化镓衬底、氮化镓基发光二极管外延片及其制备方法，可以提高外延片的均匀性和一致性，有利于产品的推广应用。所述技术方案如下：

第一方面，本公开实施例提供了一种氮化镓衬底，所述氮化镓衬底包括生长衬底、GaN成核层、GaN填平层和GaN外延层；所述生长衬底的第一表面具有凹坑，所述凹坑分布在所述第一表面的中心区域内，所述中心区域内凹坑的大小与所述生长衬底在所述凹坑处的缺陷大小正相关；所述GaN成核层、所述GaN填平层和所述GaN外延层依次层叠在所述生长衬底的第一表面上。

可选地，所述凹坑还分布在所述中心区域外的至少一个环形区域内，所述环形区域的中心与所述中心区域的中心重合；所述环形区域内凹坑的大小小于所述中心区域内凹坑的大小；同一个所述环形区域内凹坑的大小与所述生长衬底在所述凹坑处的缺陷大小正相关。

可选地，所述凹坑分布在至少两个所述环形区域内，至少两个所述环形区域内凹坑的大小沿远离所述中心区域的方向逐渐减小。

可选地，至少两个所述环形区域的宽度沿远离所述中心区域的方向逐渐减小。

第二方面，本公开实施例提供了一种氮化镓基发光二极管外延片，所述氮化镓基发光二极管外延片包括生长衬底、GaN成核层、GaN填平层、GaN外延层、N型半导体层、有源层和P型半导体层；所述生长衬底的第一表面具有凹坑，所述凹坑分布在所述第一表面的中心区域内，所述中心区域内凹坑的大小与所述生长衬底在所述凹坑处的缺陷大小正相关；所述GaN成核层、所述GaN填平层、所述GaN外延层、所述N型半导体层、所述有源层和所述P型半导体层依次层叠在所述生长衬底的第一表面上。

第三方面，本公开实施例提供了一种氮化镓衬底的制备方法，所述制备方法包括：

对生长衬底的第一表面进行处理，在所述第一表面的中心区域形成凹坑，所述中心区域内凹坑的大小与所述生长衬底在所述凹坑处的缺陷大小正相关；

在所述第一表面上依次生长GaN成核层、GaN填平层和GaN外延层。

可选地，所述对生长衬底的第一表面进行处理，在所述第一表面的中心区域形成凹坑，包括：

在所述中心区域的边界线上设置隔离件；

将溶液注入隔离件内，使所述中心区域浸泡在所述溶液中形成凹坑。

可选地，所述GaN填平层包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层；所述第一子层的生长速率小于所述第二子层的生长速率，所述第二子层的生长速率大于所述第三子层的生长速率；所述第一子层、所述第二子层、所述第三子层生长时通入的氢气量逐层减小，所述第一子层、所述第二子层、所述第三子层生长时通入的氮气量逐层增大。

可选地，所述第一子层的生长温度小于所述第二子层的生长温度，所述第二子层的生长温度大于所述第三子层的生长温度。

第四方面，本公开实施例提供了一种氮化镓基发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法包括：

对生长衬底的第一表面进行处理，在所述第一表面的中心区域形成凹坑，所述中心区域内凹坑的大小与所述生长衬底在所述凹坑处的缺陷大小正相关；

在所述第一表面上依次生长GaN成核层、GaN填平层、GaN外延层、N型半导体层、有源层和P型半导体层。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在生长衬底的第一表面的中心区域形成凹坑，使得中心区域的比表面积大于边缘区域，GaN薄膜沉积在中心区域的概率大于边缘区域，有利于增大中心区域沉积的GaN薄膜的厚度，从而改善边缘区域GaN薄膜的生长温度高于中心区域而导致的GaN薄膜厚度差异，提高GaN衬底的均匀性和一致性。而且在生长衬底的第一表面的中心区域形成凹坑，中心区域内凹坑的大小与生长衬底在凹坑处的缺陷大小正相关，可以利用凹坑的形成释放凹坑处缺陷内的应力，利用GaN薄膜在凹坑内的沉积使得缺陷相互之间进行抵消，提高中心区域沉积的GaN薄膜的晶体质量，改善边缘区域GaN薄膜的生长温度高于中心区域而导致的GaN薄膜质量差异，提高GaN衬底的均匀性和一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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是本公开实施例提供的一种氮化镓衬底的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的生长衬底的俯视图；

图3是本公开实施例提供的一种氮化镓基发光二极管外延片的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的一种氮化镓衬底的制备方法的流程图；

图5是本公开实施例提供的一种氮化镓基发光二极管外延片的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

外延片通过在一块加热至适当温度的衬底基片上生长特定的单晶薄膜而成。GaN同质衬底的生产成本太高，通常先在异质衬底上外延生长GaN薄膜，得到GaN衬底；再在GaN衬底上外延生长N型半导体层、有源层和P型半导体层，得到外延片。

相关技术中，GaN薄膜在异质衬底上的生长过程包括：先在异质衬底上生长一层较薄的GaN，使成核点分布在异质衬底上；再在成核点上进行GaN的纵向生长，使晶核长大成三维岛状结构；然后在三维岛状结构上和三维岛状结构之间进行GaN的横向生长，使晶核填平成二维平面结构；最后在二维平面结构上继续进行GaN的横向生长，使生长表面的晶格完全转变为GaN，形成GaN衬底。

实际应用中，可以采用MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)设备进行外延生长。MOCVD设备的反应腔内设有石墨盘，石墨盘上分布有多个容纳生长衬底的口袋，每个口袋的边缘设有将生长衬底悬置在口袋内的凸块，石墨盘下设有旋转装置和加热装置。将生长衬底悬置在石墨盘的口袋内，利用旋转装置旋转石墨盘，利用加热装置加热石墨盘，并向反应腔内通入Ga源、NH₃和载气，载气将Ga源和NH₃传输到生长衬底上反应生成GaN薄膜，形成GaN衬底。

生长衬底搁置在石墨盘上口袋内的凸块上，生长衬底的边缘区域与石墨盘直接接触，生长衬底的中心区域与石墨盘没有接触。由于加热装置在石墨盘下方对石墨盘进行加热，因此传递到石墨盘接触区域的热量会大于传递到石墨盘非接触区域的热量，使得生长衬底边缘区域的温度会大于生长衬底中心区域的温度。一般情况下，生长温度越高，GaN的生长速率越快，生长质量越好，因此生长衬底边缘区域上GaN薄膜的厚度大于生长衬底中心区域上GaN薄膜的厚度，生长衬底边缘区域上GaN薄膜的晶体质量优于生长衬底中心区域上GaN薄膜的晶体质量，GaN衬底和外延片的均匀性和一致性均较差，制备电子器件的稳定性和可靠性较差。

基于上述情况，本公开实施例提供了一种氮化镓衬底。图1为本公开实施例提供的一种氮化镓衬底的结构示意图。参见图1，该氮化镓衬底包括生长衬底10、GaN成核层21、GaN填平层22和GaN外延层23。生长衬底10的第一表面具有凹坑11，凹坑11分布在第一表面的中心区域内，中心区域内凹坑11的大小与生长衬底10在凹坑11处的缺陷大小正相关。GaN成核层21、GaN填平层22和GaN外延层23依次层叠在生长衬底10的第一表面上。

在本公开实施例中，生长衬底10为可生长GaN薄膜的异质衬底，主要提供GaN薄膜的沉积表面并起到支撑作用。示例性地，生长衬底10为蓝宝石衬底、SiC衬底等。

GaN成核层21包括多个间隔分布的三维岛状结构，主要在生长衬底10上播散晶种(即成核点)并使晶种长大成晶核，GaN薄膜的表面此时凹凸不平。

GaN填平层22主要填充三维岛状结构之间的部分，GaN薄膜的表面此时已填平。

GaN外延层23为二维横向生长的GaN薄膜，主要是形成与GaN同质衬底一样的生长表面。

生长衬底10的第一表面为生长衬底10用于沉积GaN薄膜的表面。第一表面的中心区域是指第一表面上与第一表面的中心之间的距离小于或等于距离阈值的点组成的区域。示例性地，生长衬底10为圆柱体，则第一表面为圆柱体的任意一个底面；第一表面为圆形，第一表面的中心为圆形的圆心，中心区域与第一表面为同心圆；如果距离阈值为圆形半径的5％，则中心区域所在圆形的半径等于第一表面所在圆形半径的5％。

凹坑11的大小与生长衬底10在凹坑11处的缺陷大小正相关是指，生长衬底10在凹坑11处的缺陷越大，则形成的凹坑11越大；反之，生长衬底10在凹坑11处的缺陷越小，则形成的凹坑11越小。例如，生长衬底10在A点的缺陷大小为B，在A点形成的凹坑11大小为C，在D点的缺陷大小为E，在D点形成的凹坑11大小为F；如果B＞E，则C＞F；如果B＜E，则C＜F。

其中，凹坑11的大小是指凹坑11的体积、凹坑11的最大横截面积、凹坑11的深度中的一个。

本公开实施例通过在生长衬底的第一表面的中心区域形成凹坑，使得中心区域的比表面积大于边缘区域，GaN薄膜沉积在中心区域的概率大于边缘区域，有利于增大中心区域沉积的GaN薄膜的厚度，从而改善边缘区域GaN薄膜的生长温度高于中心区域而导致的GaN薄膜厚度差异，提高GaN衬底的均匀性和一致性。而且在生长衬底的第一表面的中心区域形成凹坑，中心区域内凹坑的大小与生长衬底在凹坑处的缺陷大小正相关，可以利用凹坑的形成释放凹坑处缺陷内的应力，利用GaN薄膜在凹坑内的沉积使得缺陷相互之间进行抵消，提高中心区域沉积的GaN薄膜的晶体质量，改善边缘区域GaN薄膜的生长温度高于中心区域而导致的GaN薄膜质量差异，提高GaN衬底的均匀性和一致性。

示例性地，凹坑11的横截面上两点之间的最大距离为0.1μm～0.5μm，凹坑11的深度为0.2μm～1μm。

在本公开实施例中，当凹坑11仅分布在第一表面的中心区域内时，距离阈值为第一表面的中心与边缘之间最大距离的5％～25％。当凹坑11还分布在第一表面的中心区域外的区域时，距离阈值为第一表面的中心与边缘之间最大距离的3％～10％。

图2为本公开实施例提供的生长衬底的俯视图。参见图2，可选地，凹坑11还分布在中心区域外的至少一个环形区域内，环形区域的中心与中心区域的中心重合。环形区域内凹坑11的大小小于中心区域内凹坑11的大小。同一个环形区域内凹坑11的大小与生长衬底10在凹坑11处的缺陷大小正相关。

通过在中心区域之外的至少一个环形区域内形成凹坑，同一个环形区域内凹坑11的大小与生长衬底10在凹坑11处的缺陷大小正相关，可以利用凹坑的形成释放凹坑处缺陷内的应力，利用GaN薄膜在凹坑内的沉积使得缺陷相互之间进行抵消，提高环形区域沉积的GaN薄膜的晶体质量，从而提高GaN衬底整体的质量。而且环形区域内凹坑11的大小小于中心区域内凹坑11的大小，环形区域沉积的GaN薄膜的质量改善程度弱于中心区域，还是可以改善边缘区域GaN薄膜的生长温度高于中心区域而导致的GaN薄膜质量差异，提高GaN衬底的均匀性和一致性。

可选地，凹坑11分布在至少两个环形区域内，至少两个环形区域内凹坑11的大小沿远离中心区域的方向逐渐减小。

GaN薄膜的生长温度沿远离中心区域的方向逐渐升高，GaN薄膜的晶体质量沿远离中心区域的方向逐渐变好。至少两个环形区域内凹坑11的大小沿远离中心区域的方向逐渐减小，至少两个环形区域沉积的GaN薄膜的质量改善程度沿远离中心区域的方向逐渐变弱，正好平衡GaN薄膜的生长温度沿远离中心区域的方向逐渐升高而导致晶体质量沿远离中心区域的方向逐渐变好，使得GaN衬底各个区域的质量具有均匀性和一致性。

可选地，至少两个环形区域的宽度沿远离中心区域的方向逐渐减小。

热量通过生长衬底10的边缘传递到生长衬底10的中心，生长衬底10的温度沿远离中心的方向逐渐升高。由于热量的散失速率与温度的高低正相关，因此生长衬底10的温差沿远离中心的方向逐渐增大，至少两个环形区域沉积GaN薄膜的质量差异也沿远离中心的方向逐渐增大。至少两个环形区域的宽度沿远离中心区域的方向逐渐减小，可以及时利用至少两个环形区域沉积的GaN薄膜的质量改善程度沿远离中心区域的方向逐渐变弱，平衡GaN薄膜的生长温度沿远离中心区域的方向逐渐升高而导致晶体质量沿远离中心区域的方向逐渐变好，使得GaN衬底各个区域的质量具有均匀性和一致性。

示例性地，至少两个环形区域的宽度为等比数列。

至少两个环形区域的宽度沿远离中心区域的方向按照等比数列逐渐减小，可以有效利用至少两个环形区域沉积的GaN薄膜的质量改善程度沿远离中心区域的方向逐渐变弱，平衡GaN薄膜的生长温度沿远离中心区域的方向逐渐升高而导致晶体质量沿远离中心区域的方向逐渐变好，使得GaN衬底各个区域的质量具有均匀性和一致性。

示例性地，环形区域的宽度为10mm～70mm。

示例性地，GaN成核层21的厚度为80nm～150nm。GaN填平层22的厚度为1μm～3μm。GaN外延层23的厚度为0.5μm～5μm。

本公开实施例提供了一种氮化镓基发光二极管外延片。图3为本公开实施例提供的一种氮化镓基发光二极管外延片的结构示意图。参见图3，该氮化镓基发光二极管外延片包括生长衬底10、GaN成核层21、GaN填平层22、GaN外延层23、N型半导体层31、有源层32和P型半导体层33。生长衬底10的第一表面具有凹坑11，凹坑11分布在第一表面的中心区域内，中心区域内凹坑11的大小与生长衬底10在凹坑11处的缺陷大小正相关。GaN成核层21、GaN填平层22、GaN外延层23、N型半导体层31、有源层32和P型半导体层33依次层叠在生长衬底10的第一表面上。

示例性地，N型半导体层31的材料采用N型掺杂(如硅)的氮化镓；N型半导体层31中Si的掺杂浓度为10¹⁹/cm³～10²⁰/cm³，N型半导体层31的厚度为2μm～3μm。

示例性地，有源层32包括交替层叠的量子阱和量子垒，量子阱的材料采用氮化铟镓(InGaN)，如In_zGa_1-zN，0＜z＜1，量子垒的材料采用氮化镓；量子阱的厚度为3nm～4nm；量子垒的厚度为9nm～20nm；量子阱的数量与量子垒的数量相同，量子垒的数量为6个～12个。

示例性地，P型半导体层33的材料采用P型掺杂(如镁)的氮化镓；P型半导体层33中Mg的掺杂浓度为10¹⁸/cm³～10¹⁹/cm³，P型半导体层33的厚度为50nm～80nm。

本公开实施例提供了一种氮化镓衬底的制备方法，适用于制备图1所示的氮化镓衬底。图4为本公开实施例提供的一种氮化镓衬底的制备方法的流程图。参见图4，该制备方法包括：

步骤301：对生长衬底的第一表面进行处理，在第一表面的中心区域形成凹坑。

在本公开实施例中，中心区域内凹坑的大小与生长衬底在凹坑处的缺陷大小正相关。

可选地，该步骤301包括：

在中心区域的边界线上设置隔离件。

将溶液注入隔离件内，使中心区域浸泡在溶液中形成凹坑。

通过设置隔离件，可以仅将部分区域浸泡在溶液中形成凹坑。

可选地，隔离件为治具或者图形化光刻胶。

示例性地，溶液中的溶质为盐酸，溶液的浓度为15％～35％，溶液的温度为15℃～40％，浸泡的时间为15min～40min。

可选地，当凹坑还分布在中心区域外的至少一个环形区域内时，浸泡环形区域的溶液浓度低于浸泡中心区域的溶液浓度，以使环形区域内凹坑的大小小于中心区域内凹坑的大小。

可选地，当凹坑分布在至少两个环形区域内时，浸泡各个环形区域的溶液浓度沿远离中心区域的方向逐渐降低，以使至少两个环形区域内凹坑的大小沿远离中心区域的方向逐渐减小。

可选地，在步骤301之前，该制备方法还包括：

在氢气气氛中，高温处理生长衬底8min。

在上述过程中，反应室内的温度为1000℃～1200℃。反应室可以为MOCVD设备的反应腔，如Veeco K465i or C4 or RB MOCVD。

通过上述步骤清洁生长衬底的表面，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302：在第一表面上依次生长GaN成核层、GaN填平层和GaN外延层。

示例性地，GaN成核层的生长温度为600℃～950℃，GaN成核层的生长压力为100mbar～300mbar。

可选地，在GaN成核层生长之后，该制备方法还包括：

控制温度为1000℃～1200℃，时间为5min～10min，对缓冲层进行原位退火处理。

示例性地，GaN填平层的生长温度为950℃～1150℃，GaN填平层的生长压力为100mbar～300mbar。

可选地，GaN填平层22包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层。第一子层的生长速率小于第二子层的生长速率，第二子层的生长速率大于第三子层的生长速率。第一子层、第二子层、第三子层生长时通入的氢气量逐层减小，第一子层、第二子层、第三子层生长时通入的氮气量逐层增大。

本公开实施例通过第一子层、第二子层、第三子层生长时通入的氢气量逐层减小，GaN填平层22生长初期的氢气较多，氮气较少，可以利用氢气进行导热，有利于均衡各个区域的生长温度，提高GaN的均匀性和一致性。而第一子层、第二子层、第三子层生长时通入的氮气量逐层增大，可以在生长压力不变的情况下，保持通入的氨气量不变，实现第一子层、第二子层、第三子层生长时通入的氢气量逐层减小。

与此同时，氢气对GaN具有刻蚀作用，本公开实施例通过第一子层的生长速率小于第二子层的生长速率进行配合，使得GaN填平层22生长初期的速率较慢，可以充分利用氢气的刻蚀作用提高GaN的晶体质量。另外，第二子层的生长速率大于第三子层的生长速率，GaN生长后期的速率较慢，有利于保证GaN的生长质量，进一步提高GaN的晶体质量。

示例性地，第一子层的生长速率为2μm/h～4μm/h，第二子层的生长速率为2.3μm/h～5.2μm/h，第三子层的生长速率为1.5μm/h～3.5μm/h。

第一子层生长时通入的氢气占气体总量的70％～90％，第一子层生长时通入的氮气为10％～20％。第二子层生长时通入的氢气占气体总量的60％～80％，第一子层生长时通入的氮气为15％～30％。第三子层生长时通入的氢气占气体总量的50％～70％，第一子层生长时通入的氮气为20％～40％。

在本公开实施例中，第一子层、第二子层、第三子层生长时通入的氨气量相等。

示例性地，第一子层、第二子层、第三子层生长时通入的氨气量占气体总量的10％～30％。

可选地，第一子层的生长温度小于第二子层的生长温度，第二子层的生长温度大于第三子层的生长温度。

通过第一子层的生长温度小于第二子层的生长温度，第二子层的生长温度大于第三子层的生长温度，实现第一子层的生长速率小于第二子层的生长速率，第二子层的生长速率大于第三子层的生长速率。

示例性地，第一子层的生长温度为950℃～1050℃，第二子层的生长温度为1050℃～1150℃，第三子层的生长温度为950℃～1000℃。

示例性地，GaN外延层的生长温度为900℃～1100℃，GaN外延层的生长压力为100mbar～200mbar。

本公开实施例提供了一种氮化镓基发光二极管外延片的制备方法，适用于制备图3所示的氮化镓基发光二极管外延片。图5为本公开实施例提供的一种氮化镓基发光二极管外延片的制备方法的流程图。参见图5，该制备方法包括：

步骤401：对生长衬底的第一表面进行处理，在第一表面的中心区域形成凹坑。

在本公开实施例中，中心区域内凹坑的大小与生长衬底在凹坑处的缺陷大小正相关。

步骤402：在第一表面上依次生长GaN成核层、GaN填平层、GaN外延层、N型半导体层、有源层和P型半导体层。

示例性地，N型半导体层的生长温度为1000℃～1100℃，N型半导体层的生长压力为150torr～300torr。

示例性地，量子阱的生长温度为760℃～780℃，量子垒的生长温度为860℃～890℃，有源层的生长压力为200torr。

示例性地，P型半导体层的生长温度为940℃～980℃，P型半导体层的生长压力为200torr～600torr。

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℃，在氮气气氛中对外延片进行5分钟～15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。实现时，采用氢气、或者氮气、或者氢气和氮气的混合气体作为载气，以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。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种氮化镓衬底，其特征在于，所述氮化镓衬底包括生长衬底(10)、GaN成核层(21)、GaN填平层(22)和GaN外延层(23)；所述生长衬底(10)的第一表面具有凹坑(11)，所述凹坑(11)分布在所述第一表面的中心区域内，所述第一表面的中心区域是指所述第一表面上与所述第一表面的中心之间的距离小于或等于距离阈值的点组成的区域，所述中心区域内凹坑(11)的大小与所述生长衬底(10)在所述凹坑(11)处的缺陷大小正相关；所述GaN成核层(21)、所述GaN填平层(22)和所述GaN外延层(23)依次层叠在所述生长衬底(10)的第一表面上，且所述GaN外延层(23)远离所述生长衬底(10)的表面用于生长N型半导体层，所述凹坑(11)还分布在所述中心区域外的至少一个环形区域内，所述环形区域的中心与所述中心区域的中心重合；所述环形区域内凹坑(11)的大小小于所述中心区域内凹坑(11)的大小；同一个所述环形区域内凹坑(11)的大小与所述生长衬底(10)在所述凹坑(11)处的缺陷大小正相关。

2.根据权利要求1所述的氮化镓衬底，其特征在于，所述凹坑(11)分布在至少两个所述环形区域内，至少两个所述环形区域内凹坑(11)的大小沿远离所述中心区域的方向逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的氮化镓衬底，其特征在于，至少两个所述环形区域的宽度沿远离所述中心区域的方向逐渐减小。

4.一种氮化镓基发光二极管外延片，其特征在于，所述氮化镓基发光二极管外延片包括生长衬底(10)、GaN成核层(21)、GaN填平层(22)、GaN外延层(23)、N型半导体层(31)、有源层(32)和P型半导体层(33)；所述生长衬底(10)的第一表面具有凹坑(11)，所述凹坑(11)分布在所述第一表面的中心区域内，所述第一表面的中心区域是指所述第一表面上与所述第一表面的中心之间的距离小于或等于距离阈值的点组成的区域，所述中心区域内凹坑(11)的大小与所述生长衬底(10)在所述凹坑(11)处的缺陷大小正相关；所述GaN成核层(21)、所述GaN填平层(22)、所述GaN外延层(23)、所述N型半导体层(31)、所述有源层(32)和所述P型半导体层(33)依次层叠在所述生长衬底(10)的第一表面上，所述GaN外延层(23)远离所述生长衬底(10)的表面用于生长N型半导体层，所述凹坑(11)还分布在所述中心区域外的至少一个环形区域内，所述环形区域的中心与所述中心区域的中心重合；所述环形区域内凹坑(11)的大小小于所述中心区域内凹坑(11)的大小；同一个所述环形区域内凹坑(11)的大小与所述生长衬底(10)在所述凹坑(11)处的缺陷大小正相关。

5.一种氮化镓衬底的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

对生长衬底的第一表面进行处理，在所述第一表面的中心区域形成凹坑，在所述中心区域外的至少一个环形区域内形成凹坑，所述第一表面的中心区域是指所述第一表面上与所述第一表面的中心之间的距离小于或等于距离阈值的点组成的区域，所述中心区域内凹坑的大小与所述生长衬底在所述凹坑处的缺陷大小正相关，所述环形区域的中心与所述中心区域的中心重合，所述环形区域内凹坑(11)的大小小于所述中心区域内凹坑(11)的大小，同一个所述环形区域内凹坑(11)的大小与所述生长衬底(10)在所述凹坑(11)处的缺陷大小正相关；

在所述第一表面上依次生长GaN成核层、GaN填平层和GaN外延层，所述GaN外延层(23)远离所述生长衬底(10)的表面用于生长N型半导体层。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述对生长衬底的第一表面进行处理，在所述第一表面的中心区域形成凹坑，包括：

在所述中心区域的边界线上设置隔离件；

将溶液注入隔离件内，使所述中心区域浸泡在所述溶液中形成凹坑。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述GaN填平层(22)包括依次层叠的第一子层、第二子层和第三子层；所述第一子层的生长速率小于所述第二子层的生长速率，所述第二子层的生长速率大于所述第三子层的生长速率；所述第一子层、所述第二子层、所述第三子层生长时通入的氢气量逐层减小，所述第一子层、所述第二子层、所述第三子层生长时通入的氮气量逐层增大。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一子层的生长温度小于所述第二子层的生长温度，所述第二子层的生长温度大于所述第三子层的生长温度。

9.一种氮化镓基发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

对生长衬底的第一表面进行处理，在所述第一表面的中心区域形成凹坑，在所述中心区域外的至少一个环形区域内形成凹坑，所述第一表面的中心区域是指所述第一表面上与所述第一表面的中心之间的距离小于或等于距离阈值的点组成的区域，所述中心区域内凹坑的大小与所述生长衬底在所述凹坑处的缺陷大小正相关，所述环形区域的中心与所述中心区域的中心重合，所述环形区域内凹坑(11)的大小小于所述中心区域内凹坑(11)的大小，同一个所述环形区域内凹坑(11)的大小与所述生长衬底(10)在所述凹坑(11)处的缺陷大小正相关；

在所述第一表面上依次生长GaN成核层、GaN填平层、GaN外延层、N型半导体层、有源层和P型半导体层。

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