CN112133800B - 基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管及制备方法，该高效发光二极管包括：衬底层(1)；成核层(2)，设置于所述衬底层(1)上；n型GaN层(3)，设置于所述成核层(2)上；多量子阱层(4)，设置于所述n型GaN层(3)上，所述多量子阱层(4)包括若干AlxGa1‑xN阱层和若干AlyGa1‑yN垒层，且所述若干AlxGa1‑xN阱层和所述若干AlyGa1‑yN垒层依次交替层叠设置于所述n型GaN层(3)上；电子阻挡层(5)，设置于所述多量子阱层(4)上；P型ScmAl1‑mN层(6)，设置于所述电子阻挡层(5)上；若干电极(7)，所述若干电极(7)分别设置于所述P型ScmAl1‑mN层(6)上和所述n型GaN层(3)上。本发明的发光二极管由于P型层采用ScAlN材料，提高了p型层的空穴浓度，从而提高了器件的发光效率。
Description
技术领域
本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管及制备方法。
背景技术
由于AlGaN合金材料发光波长可短至200nm，故成为制作紫外和深紫外发光二极管的重要材料。紫外和深紫外发光二极管可广泛应用于水净化、生物制剂检测、消毒杀菌等方面。
AlGaN中载流子浓度大小是影响二极管发光效率的重要因素，而提高载流子浓度的主要方法之一便是提高二极管p型层中空穴的浓度。因此，在AlGaN中如何提高空穴浓度已成为在DUV(深紫外光)光电器件领域的一个具有挑战性的课题。
目前常见的紫外和深紫外发光二极管包含n型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和p型层等结构，通过电子和空穴在量子阱中复合来实现发光，其中p型层通常用均匀掺杂Mg的AlGaN材料制作。
但是这种方法由于p型AlGaN层中Mg的离化率低，导致空穴浓度很低，因而得到的发光二极管发光效率较低。
发明内容
本发明针对传统发光二极管的p型载流子浓度低的问题，提出一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管及制备方法，以提高p型层中的空穴浓度，从而提高LED器件发光效率。
本发明提供了一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管及制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管，包括：
衬底层；
成核层，设置于所述衬底层上；
n型GaN层，设置于所述成核层上；
多量子阱层，设置于所述n型GaN层上，所述多量子阱层包括若干AlxGa1-xN阱层和若干AlyGa1-yN垒层，且所述若干AlxGa1-xN阱层和所述若干AlyGa1-yN垒层依次交替层叠设置于所述n型GaN层上；
电子阻挡层，设置于所述多量子阱层上；
P型ScmAl1-mN层，设置于所述电子阻挡层上；
若干电极，所述若干电极分别设置于所述P型ScmAl1-mN层上和所述n型GaN层上。
在本发明的一个实施例中，所述AlxGa1-xN阱层中x的取值范围为0.02-0.8，所述AlyGa1-yN垒层中y的取值范围为0.1-0.95。
在本发明的一个实施例中，所述AlxGa1-xN阱层的厚度为10-30nm，所述AlyGa1-yN垒层厚度为20-60nm。
在本发明的一个实施例中，所述电子阻挡层的材料为AlzGa1-zN。
在本发明的一个实施例中，所述P型ScmAl1-mN层中m的取值范围为0.1-0.3。
本发明一个实施例还提供一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管的制备方法，用于制备上述任一项实施例所述的高效发光二极管，所述高效发光二极管的制备方法包括：
选取衬底层；
在所述衬底层上形成成核层；
在所述成核层上形成n型GaN层；
在所述n型GaN层上形成多量子阱层，所述多量子阱层包括若干AlxGa1-xN阱层和若干AlyGa1-yN垒层，且所述若干AlxGa1-xN阱层和所述若干AlyGa1-yN垒层依次交替层叠设置于所述n型GaN层上；
在所述多量子阱层上形成电子阻挡层；
在所述电子阻挡层上形成P型ScmAl1-mN层；
在所述P型ScmAl1-mN层和所述n型GaN层上对应形成若干电极。
在本发明的一个实施例中，在所述电子阻挡层上形成P型ScmAl1-mN层，包括：
在所述电子阻挡层上形成p型AlN层；
在所述p型AlN层上形成Sc金属层；
在H2氛围下，对所述p型AlN层和所述Sc金属层进行预设时间的高温扩散，形成P型ScmAl1-mN层。
在本发明的一个实施例中，所述预设时间的范围为40min-90min，所述高温扩散的温度范围为850℃-1200℃。
在本发明的一个实施例中，在所述P型ScmAl1-mN层和所述n型GaN层上对应形成若干电极，包括：
刻蚀所述多量子阱层、所述电子阻挡层和所述P型ScmAl1-mN层的一侧至所述n型GaN层的表面；
在所述P型ScmAl1-mN层和所述n型GaN层上淀积金属材料，以在所述P型ScmAl1-mN层和所述n型GaN层上对应形成若干电极。
在本发明的一个实施例中，刻蚀掉的所述多量子阱层、所述电子阻挡层和所述P型ScmAl1-mN层的形状为1/4圆的扇形。
本发明的有益效果：
本发明的发光二极管由于P型层采用ScAlN材料，提高了p型层的空穴浓度，从而提高了器件的发光效率。
本发明的发光二极管由于P型层的ScAlN材料是通过Sc金属高温扩散到AlN层得到的，这样可以使得p型层没有晶格损伤，因此可以保持良好的晶体质量，由此可以进一步提高器件的发光效率。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管的结构示意图；
图2a-图2i是本发明实施例提供的一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管的制备过程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种刻蚀掉的多量子阱层、电子阻挡层和P型ScmAl1-mN层的形状示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管的结构示意图。本实施例提供一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管，该高效发光二极管包括：
衬底层1；
成核层2，设置于衬底层1上；
n型GaN层3，设置于成核层2上；
多量子阱层4，设置于n型GaN层3上，多量子阱层4包括若干AlxGa1-xN阱层和若干AlyGa1-yN垒层，且若干AlxGa1-xN阱层和若干AlyGa1-yN垒层依次交替层叠设置于n型GaN层3上；
电子阻挡层5，设置于多量子阱层4上；
P型ScmAl1-mN层6，设置于电子阻挡层5上；
若干电极7，若干电极7分别设置于P型ScmAl1-mN层6上和n型GaN层3上。
进一步地，衬底层1可以为c面蓝宝石衬底层。
进一步地，成核层2可以为高温AlN成核层，高温AlN成核层的厚度范围为20-60nm。
进一步地，n型GaN层3的厚度范围为2000-3500nm。
进一步地，多量子阱层4位于n型GaN层3之上，共有若干个周期，例如六个周期，即AlxGa1-xN阱层和AlyGa1-yN垒层交替生长，每个AlxGa1-xN阱层和其上面的AlyGa1-yN垒层组合起来为一个周期，且每个AlxGa1-xN阱层的厚度范围可以为10-30nm，每个AlyGa1-yN垒层的厚度范围可以为20-60nm。
优选地，AlxGa1-xN阱层中x的取值范围为0.02-0.8，AlyGa1-yN垒层中y的取值范围为0.1-0.95。
进一步地，电子阻挡层5的材料为AlzGa1-zN，AlzGa1-zN中z的取值范围为0.4-1，电子阻挡层5的厚度例如为25nm。
进一步地，P型ScmAl1-mN层6中m的取值范围为0.1-0.3。
电极7包括n型电极和p型电极，分别位于n型GaN层3上的电极7即为n型电极，位于P型ScmAl1-mN层6上的电极7即为p型电极。
本发明的发光二极管由于P型层采用ScAlN材料，提高了p型层的空穴浓度，从而提高了器件的发光效率。
实施例二
请参见图2a-图2i，图2a-图2i是本发明实施例提供的一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管的制备过程示意图，本发明在上述实施例的基础上还提供一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管的制备方法，该高效发光二极管的制备方法包括：
步骤1、选取衬底层1。
具体地，对衬底层1进行加热和高温氮化的预处理。
进一步地，衬底层1可以为c面蓝宝石衬底层。
步骤2、请参见图2a，在衬底层1上形成成核层2。
具体地，采用MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)工艺在衬底层1上生长成核层2。
进一步地，成核层2可以为高温AlN成核层，高温AlN成核层的厚度范围为20-60nm。
步骤3、请参见图2b，在成核层2上形成n型GaN层3。
具体地，采用MOCVD工艺在成核层2上生长n型GaN层3。
进一步地，n型GaN层3的厚度范围为2000-3500nm。
步骤4、请参见图2c，在n型GaN层3上形成多量子阱层4，多量子阱层4包括若干AlxGa1-xN阱层和若干AlyGa1-yN垒层，且若干AlxGa1-xN阱层和若干AlyGa1-yN垒层依次交替层叠设置于n型GaN层3上。
具体地，如在n型GaN层3上采用MOCVD工艺生长六个周期的AlxGa1-xN阱层和AlyGa1- yN垒层，每个周期的单层AlxGa1-xN阱层和单层AlyGa1-yN垒层的厚度分别为10-30nm和20-60nm。
优选地，AlxGa1-xN阱层中x的取值范围为0.02-0.8，AlyGa1-yN垒层中y的取值范围为0.1-0.95。
步骤5、请参见图2d，在多量子阱层4上形成电子阻挡层5。
具体地，采用MOCVD工艺在多量子阱层4上生长电子阻挡层5。
进一步地，电子阻挡层5的材料为AlzGa1-zN，AlzGa1-zN中z的取值范围为0.4-1，电子阻挡层5的厚度例如为25nm。
步骤6、在电子阻挡层5上形成P型ScmAl1-mN层6。
步骤6.1、请参见图2e，在电子阻挡层5上形成p型AlN层8。
具体地，采用MOCVD工艺在电子阻挡层5上生长p型AlN层8。
进一步地，p型AlN层8的厚度范围可以为800-1500nm。
步骤6.2、请参见图2f，在p型AlN层8上形成Sc金属层9。
具体地，采用MOCVD工艺在p型AlN层8上生长Sc金属层9。
步骤6.3、请参见图2g，在H2氛围下，对p型AlN层8和Sc金属层9进行预设时间的高温扩散，形成P型ScmAl1-mN层6。
具体地，在p型AlN层8上淀积一层Sc金属层9后，进行高温扩散，以形成P型ScmAl1- mN层6，其中高温扩散温度范围为850℃-1200℃，预设时间的范围为40min-90min。
进一步地，P型ScmAl1-mN层6中m的取值范围为0.1-0.3。
步骤7、在P型ScmAl1-mN层6和n型GaN层3上对应形成若干电极7。
步骤7.1、请参见图2h和图3，刻蚀多量子阱层4、电子阻挡层5和P型ScmAl1-mN层6的一侧至n型GaN层3的表面。
具体地，对生长完P型ScmAl1-mN层6后的材料结构进行刻蚀，刻蚀区域深至n型GaN层3的表面，用以制作n型电极，刻蚀方法可以为干法刻蚀。
进一步地，刻蚀图案为扇形，例如刻蚀掉的多量子阱层4、电子阻挡层5和P型ScmAl1-mN层6的形状为1/4圆的扇形。
步骤7.2、请参见图2i，在P型ScmAl1-mN层6和n型GaN层3上淀积金属材料，以在P型ScmAl1-mN层6和n型GaN层3上对应形成若干电极7。
具体地，在刻蚀完成后进行4-12min的退火，再采用溅射金属的方法分别在n型GaN层3上沉积n型电极，在P型ScmAl1-mN层6上沉积p型电极，完成发光二极管的制作。
本发明的发光二极管由于P型层采用ScAlN材料，提高了p型层的空穴浓度，从而提高了器件的发光效率。
本发明的发光二极管由于P型层的ScAlN材料是通过Sc金属高温扩散到AlN层得到的，这样可以使得p型层没有晶格损伤，因此可以保持良好的晶体质量，由此可以进一步提高器件的发光效率。
实施例三
本发明在上述实施例的基础上提供一种发光波长为280nm的发光二极管的制备方法，该制备方法包括：
步骤一，对衬底层1进行预处理。
1a)将c面蓝宝石衬底层经过清洗之后，置于金属有机化学气相淀积(MOCVD)反应室中，将反应室的真空度降低至3×10-2Torr；向反应室通入氢气，在MOCVD反应室压力达到为30Torr条件下，将c面蓝宝石衬底层加热到850℃，并保持15min，完成对c面蓝宝石衬底层的热处理；
1b)将热处理后的c面蓝宝石衬底层置于温度为900℃的反应室，通入流量为3200sccm的氨气，持续5min的氮化处理，完成c面蓝宝石衬底层的氮化。
步骤二，生长成核层2。
具体地，在氮化后的c面蓝宝石衬底层上采用MOCVD工艺在反应室温度为950℃的条件下，同时通入流量为3200sccm的氨气和流量为50sccm的铝源，生长厚度为25nm的高温AlN成核层。
步骤三，生长n型GaN层3。
具体地，在AlN成核层上采用MOCVD工艺在反应室温度为950℃的条件下，同时通入流量为2600sccm的氨气、流量为140sccm的镓源和流量为30sccm的硅源这三种气体，在保持压力为25Torr的条件下生长厚度为2500nm的n型GaN层。
步骤四，生长多量子阱层4。
具体地，在n型GaN层上采用MOCVD工艺在反应室温度为950℃、保持压力为25Torr的条件下生长六个周期的Al0.4Ga0.6N阱层和Al0.6Ga0.4N垒层，每个周期的单层Al0.4Ga0.6N阱层和Al0.6Ga0.4N垒层的厚度分别为15nm和35nm，其中生长过程中氮源的流量保持在3000sccm，且在生长Al0.4Ga0.6N阱层时保持镓源流量为100sccm、铝源流量为150sccm；在生长Al0.6Ga0.4N垒层时保持镓源流量为43sccm、铝源流量为210sccm。
步骤五，生长电子阻挡层5。
具体地，在多量子阱层4上采用MOCVD工艺，反应室温度为1050℃，且保持压力为25Torr的条件下，生长厚度为25nm的Al0.8Ga0.2N电子阻挡层，生长过程中保持氮源的流量为2000sccm、镓源流量为35sccm、铝源流量为200sccm。
步骤六，生长p型AlN层8。
具体地，在Al0.8Ga0.2N电子阻挡层的上方采用MOCVD工艺，在反应室温度为950℃的条件下，同时通入流量为2500sccm的氨气、流量为200sccm的铝源和流量为300sccm的镁源，保持压力为25Torr的条件下生长厚度为1200nm的p型AlN层。
步骤七，高温扩散形成P型ScmAl1-mN层6。
具体地，采用溅射金属的方法在p型AlN层上淀积一层Sc金属层，将反应室温度保持在900℃，在H2氛围下，进行高温扩散40min，形成P型ScmAl1-mN层，最后清除表面残余的Sc金属。
步骤八，刻蚀成L型结构。
具体地，利用干法刻蚀工艺对已经形成P型ScmAl1-mN层的完整结构进行刻蚀，刻蚀深度为1600nm，即刻蚀至n型GaN层，刻蚀图案为1/4圆的扇形，位于器件俯视图右下角。
步骤九，淀积电极7。
具体地，将反应室温度维持在950℃，在H2气氛下，进行12min的退火，再采用溅射金属的方法分别在n型GaN层上沉积n型电极，在P型ScmAl1-mN层上沉积p型电极，完成对深紫外LED器件的制作。
实施例四
本发明在上述实施例的基础上提供一种发光波长为325nm的发光二极管的制备方法，该制备方法包括：
步骤1，对衬底层1进行热处理。
1.1)将c面蓝宝石衬底层经过清洗之后，置于金属有机化学气相淀积反应室中，将反应室的真空度降低至3×10-2Torr；向反应室通入氢气，在MOCVD反应室压力达到为750Torr条件下，将c面蓝宝石衬底层加热到1150℃，并保持5min，完成对c面蓝宝石衬底层的热处理；
1.2)将热处理后的c面蓝宝石衬底层置于温度为1350℃的反应室，通入流量为3000sccm的氨气，持续4min的氮化处理，完成c面蓝宝石衬底层的氮化。
步骤2，生长成核层2。
具体地，在氮化后的c面蓝宝石衬底层上采用MOCVD工艺在反应室温度为1350℃的条件下，同时通入流量为4500sccm的氨气和流量为25sccm的铝源，生长厚度为40nm的高温AlN成核层。
步骤3，生长n型GaN层3。
具体地，在AlN成核层上采用MOCVD工艺在反应室温度为1350℃的条件下，同时通入流量为3500sccm的氨气、流量为160sccm的镓源和流量为25sccm的硅源，在保持压力为50Torr的条件下生长厚度为2500nm的n型GaN层。
步骤4，生长多量子阱层4。
4.1)在反应室温度为1350℃、压力为25Torr的条件下，通入流量为1200sccm的氨气；
4.2)保持镓源流量为60sccm\铝源流量为140sccm，在n型GaN层上生长20nm的Al0.13Ga0.87N阱层，再保持镓源流量为130sccm、铝源流量为160sccm，在Al0.13Ga0.87N阱层上生长45nm厚度的Al0.3Ga0.7N垒层，每个阱层和垒层组成一个周期的Al0.13Ga0.87N/Al0.3Ga0.7N量子阱垒，以此方法共生长6个周期。
步骤5，生长电子阻挡层5。
具体地，在多量子阱层4上采用MOCVD工艺，在反应室温度为1050℃，且保持压力为45Torr的条件下，生长厚度为25nm的Al0.6Ga0.4N电子阻挡层，生长过程中保持氮源的流量为1200sccm、镓源流量为45sccm、铝源流量为165sccm。
步骤6，生长p型AlN层8。
具体地，在Al0.6Ga0.4N电子阻挡层的上方采用MOCVD工艺在反应室温度为1000℃，同时通入流量为2800sccm的氨气、流量为300sccm的铝源和流量为280sccm的镁源，保持压力为30Torr的条件下生长厚度为800nm的p型AlN层。
步骤7，高温扩散形成P型ScmAl1-mN层6。
具体地，采用溅射金属的方法在p型AlN层上沉积一层Sc金属层，将反应室温度保持在1000℃，在H2氛围下，进行高温扩散30min，形成P型ScmAl1-mN层，再清除表面残余的Sc金属。
步骤8，刻蚀成L型结构。
具体地，利用干法刻蚀工艺对已经形成P型ScmAl1-mN层的完整结构进行刻蚀，刻蚀深度为1300nm，即刻蚀至n型GaN层，刻蚀图案为1/4圆的扇形，位于器件俯视图右下角。
步骤9，淀积电极7。
具体地，将反应室温度维持在1300℃，在H2气氛下，进行6min的退火，再采用溅射金属的方法分别在n型GaN层上沉积n型电极，在p型ScAlN层沉积p型电极，完成对深紫外LED器件的制作。
实施例五
本发明在上述实施例的基础上提供一种发光波长为365nm的发光二极管的制备方法，该制备方法包括：
步骤A，对衬底层1进行预处理。
具体地，将c面蓝宝石衬底层经过清洗之后，置于金属有机化学气相淀积反应室中，将反应室的真空度降低至2×10-2Torr；向反应室通入氢气，在MOCVD反应室压力达到为450Torr条件下，将c面蓝宝石衬底层加热到温度为1100℃，并保持7min，完成对c面蓝宝石衬底层的热处理；再将热处理后的c面蓝宝石衬底层置于温度为1180℃的反应室，通入流量为4000sccm的氨气，持续3min的氮化处理，完成c面蓝宝石衬底层的氮化。
步骤B，生长成核层2。
具体地，在氮化后的c面蓝宝石衬底层上采用MOCVD工艺在反应室温度为1300℃的条件下，同时通入流量为3600sccm的氨气和流量为32sccm的铝源，生长厚度为35nm的高温AlN成核层。
步骤C，生长n型GaN层3。
具体地，在AlN成核层上采用MOCVD工艺在反应室温度为1060℃的条件下，同时通入流量为2900sccm的氨气、流量为170sccm的镓源和流量为22sccm的硅源，在保持压力为38Torr的条件下生长厚度为3200nm的n型GaN层。
步骤D，生长多量子阱层4。
D1)在反应室温度为1120℃、压力为35Torr的条件下，通入流量为1100sccm的氨气；
D2)保持镓源流量为65sccm、铝源流量为145sccm，在n型GaN层上生长一层厚度为25nm的Al0.08Ga0.92N阱层，再保持镓源流量为58sccm、铝源流量为150sccm，在Al0.08Ga0.92N阱层上生长一层厚度为55nm的Al0.15Ga0.85N垒层，每个阱层和其上面的垒层组成一个周期，共生长六个周期。
步骤E，生长电子阻挡层5。
具体地，采用MOCVD工艺在多量子阱层4上生长厚度为25nm的Al0.4Ga0.6N电子阻挡层，其工艺条件如下：
反应室温度为1200℃，压力为45Torr，氮源流量为1200sccm，镓源流量为60sccm，铝源流量为180sccm。
步骤F，生长p型AlN层8。
具体地，在Al0.4Ga0.6N电子阻挡层的上方采用MOCVD工艺在反应室温度为1080℃，同时通入流量为2000sccm的氨气\流量为180sccm的铝源和流量为300sccm的镁源，保持压力为40Torr的条件下生长厚度为1500nm的p型AlN层。
步骤G，高温扩散形成P型ScmAl1-mN层6。
具体地，采用溅射金属的方法在p型AlN层上沉积一层Sc金属层，将反应室温度保持在1200℃，在H2氛围下，进行高温扩散90min，形成P型ScmAl1-mN层，再清除表面残余Sc金属。
步骤H，刻蚀成L型结构。
具体地，利用干法刻蚀工艺，对已经形成P型ScmAl1-mN层的完整结构进行刻蚀，刻蚀深度为2100nm，即刻蚀至n型GaN层，刻蚀图案为1/4圆的扇形，位于器件俯视图右下角。
步骤I，淀积电极7。
具体地，将反应室温度维持在1350℃，在H2气氛下，退火10min，再采用溅射金属的方法分别在n型GaN层上沉积n型电极，在p型ScAlN层沉积p型电极，完成对紫外LED器件的制作。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管，其特征在于，包括：
衬底层(1)；
成核层(2)，设置于所述衬底层(1)上；
n型GaN层(3)，设置于所述成核层(2)上；
多量子阱层(4)，设置于所述n型GaN层(3)上，所述多量子阱层(4)包括若干AlxGa1-xN阱层和若干AlyGa1-yN垒层，且所述若干AlxGa1-xN阱层和所述若干AlyGa1-yN垒层依次交替层叠设置于所述n型GaN层(3)上；
电子阻挡层(5)，设置于所述多量子阱层(4)上；
P型ScmAl1-mN层(6)，设置于所述电子阻挡层(5)上；
其中，在所述电子阻挡层(5)上形成p型AlN层(8)；
在所述p型AlN层(8)上形成Sc金属层(9)；
在H2氛围下，对所述p型AlN层(8)和所述Sc金属层(9)进行预设时间的高温扩散，形成P型ScmAl1-mN层(6)；
若干电极(7)，所述若干电极(7)分别设置于所述P型ScmAl1-mN层(6)上和所述n型GaN层(3)上。
2.根据权利要求1所述的高效发光二极管，其特征在于，所述AlxGa1-xN阱层中x的取值范围为0.02-0.8，所述AlyGa1-yN垒层中y的取值范围为0.1-0.95。
3.根据权利要求1或2所述的高效发光二极管，其特征在于，所述AlxGa1-xN阱层的厚度为10-30nm，所述AlyGa1-yN垒层厚度为20-60nm。
4.根据权利要求1所述的高效发光二极管，其特征在于，所述电子阻挡层(5)的材料为AlzGa1-zN。
5.根据权利要求1所述的高效发光二极管，其特征在于，所述P型ScmAl1-mN层(6)中m的取值范围为0.1-0.3。
6.一种基于高温扩散形成p型ScAlN层的高效发光二极管的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至5任一项所述的高效发光二极管，所述高效发光二极管的制备方法包括：
选取衬底层(1)；
在所述衬底层(1)上形成成核层(2)；
在所述成核层(2)上形成n型GaN层(3)；
在所述n型GaN层(3)上形成多量子阱层(4)，所述多量子阱层(4)包括若干AlxGa1-xN阱层和若干AlyGa1-yN垒层，且所述若干AlxGa1-xN阱层和所述若干AlyGa1-yN垒层依次交替层叠设置于所述n型GaN层(3)上；
在所述多量子阱层(4)上形成电子阻挡层(5)；
在所述电子阻挡层(5)上形成P型ScmAl1-mN层(6)；
在所述P型ScmAl1-mN层(6)和所述n型GaN层(3)上对应形成若干电极(7)；
在所述电子阻挡层(5)上形成P型ScmAl1-mN层(6)，包括：
在所述电子阻挡层(5)上形成p型AlN层(8)；
在所述p型AlN层(8)上形成Sc金属层(9)；
在H2氛围下，对所述p型AlN层(8)和所述Sc金属层(9)进行预设时间的高温扩散，形成P型ScmAl1-mN层(6)。
7.根据权利要求6所述的高效发光二极管的制备方法，其特征在于，所述预设时间的范围为40min-90min，所述高温扩散的温度范围为850℃-1200℃。
8.根据权利要求6所述的高效发光二极管的制备方法，其特征在于，在所述P型ScmAl1-mN层(6)和所述n型GaN层(3)上对应形成若干电极(7)，包括：
刻蚀所述多量子阱层(4)、所述电子阻挡层(5)和所述P型ScmAl1-mN层(6)的一侧至所述n型GaN层(3)的表面；
在所述P型ScmAl1-mN层(6)和所述n型GaN层(3)上淀积金属材料，以在所述P型ScmAl1-mN层(6)和所述n型GaN层(3)上对应形成若干电极(7)。
9.根据权利要求8所述的高效发光二极管的制备方法，其特征在于，刻蚀掉的所述多量子阱层(4)、所述电子阻挡层(5)和所述P型ScmAl1-mN层(6)的形状为1/4圆的扇形。
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