CN113410354A - 提高晶体质量的发光二极管外延片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种提高晶体质量的发光二极管外延片及其制备方法，属于半导体技术领域。所述发光二极管外延片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂的氮化镓层、N型层、有源层、复合P型层、以及复合P型接触层；所述复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子体处理的第二P型层，所述第一P型层为氮化镓层，所述第二P型层为掺氟的氮化镓层；所述复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子处理的第二接触层，所述第一接触层为氮化镓层，所述第二接触层为掺氟的氮化镓层。采用该发光二极管外延片可以在提高空穴浓度的同时，减少Mg的掺杂，保证有源层的晶体质量，提高外延片的发光效率。
Description
技术领域
本公开涉及半导体技术领域，特别涉及一种提高晶体质量的发光二极管外延片及其制备方法。
背景技术
发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种可以把电能转化成光能的半导体二极管。LED具有高效节能、绿色环保的优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用。
目前氮化镓基LED受到越来越多的关注和研究，其外延结构主体为：衬底(蓝宝石衬底)、氮化镓或掺铝氮化镓缓冲层、未掺杂的GaN层、N型层、电流有源层、P型层和P型接触层。其中，P型层和P型接触层均为掺Mg的氮化镓层。当有电流通过时，N型区的电子和P型区的空穴进入有源层并且复合，发出需要波段的可见光。
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Mg有效离化率低，需要掺杂更多的Mg掺杂才能达到需要的Mg有效浓度。因此为了提高空穴有效浓度，常需要对P型层进行Mg重掺。但是重掺会引入额外的缺陷和杂质，部分杂质可能会扩散进入有源层，降低有源层的晶体质量，从而影响外延片的发光效率。
发明内容
本公开实施例提供了一种提高晶体质量的发光二极管外延片及其制备方法，可以在提高空穴浓度的同时，减少Mg的掺杂，保证有源层的晶体质量，提高外延片的发光效率。所述技术方案如下：
本公开实施例提供了一种提高晶体质量的发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂的氮化镓层、N型层、有源层、复合P型层、以及复合P型接触层；
所述复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子体处理的第二P型层，所述第一P型层为氮化镓层，所述第二P型层为掺氟的氮化镓层；
所述复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子处理的第二接触层，所述第一接触层为氮化镓层，所述第二接触层为掺氟的氮化镓层。
可选地，所述第一P型层和所述第二P型层的厚度比为10：1～20：1。
可选地，所述复合P型层的厚度为5～10nm。
可选地，所述复合P型接触层的厚度为2～5nm，所述第二接触层的厚度为1～2nm。
另一方面，提供了一种提高晶体质量的发光二极管外延片的制备方法，所述制备方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底上依次生长缓冲层、未掺杂的氮化镓层、N型层和有源层；
在所述有源层上形成复合P型层，所述复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子处理的第二P型层，所述第一P型层为氮化镓层，所述第二P型层为掺氟的氮化镓层；
在所述复合P型层上形成复合P型接触层，所述复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子处理的第二接触层，所述第一接触层为氮化镓层，所述第二接触层为掺氟的氮化镓层。
可选地，所述在所述有源层上形成复合P型层，包括：
在所述有源层上生长P型氮化镓层；
将生长有所述P型氮化镓层的外延片放入等离子体处理设备中，向所述等离子体处理设备中通入CF4，控制所述等离子体处理设备中的温度为室温、射频功率为100～300W，对所述P型氮化镓层的表面进行氟等离子处理，使所述P型氮化镓层表面的部分氮化镓层变为掺氟的氮化镓层，得到所述复合P型层，其中，所述复合P型层中形成的掺氟的氮化镓层为所述第二P型层，所述复合P型层中除所述第二P型层外的氮化镓层为所述第一P型层。
可选地，形成所述复合P型层的过程中，向所述等离子体处理设备中通入的CF4的流量为5-200sccm。
可选地，对所述P型氮化镓层的表面进行氟等离子处理的时间为t，20s≤t≤500s。
可选地，所述第一P型层和所述第二P型层的厚度比为10：1～20：1。
可选地，所述在所述复合P型层上形成复合P型接触层，包括：
在所述复合P型层上生长P型氮化镓接触层；
将生长有所述P型氮化镓接触层的外延片放入等离子体处理设备中，向所述等离子体处理设备中通入CF4，控制所述等离子体处理设备中的温度为300～500℃、射频功率为10～40W，对所述P型氮化镓接触层表面进行氟等离子处理，使所述P型氮化镓接触层表面的部分氮化镓层变为掺氟的氮化镓层，得到所述复合P型接触层，其中，所述复合P型接触层中形成的掺氟的氮化镓层为所述第二接触层，所述复合P型接触层中除所述第二接触层外的氮化镓层为所述第一接触层。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过在有源层上形成复合P型层，其中复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子体处理的第二P型层。第一P型层为氮化镓层，为空穴的主要提供层。第二P型层为掺氟的氮化镓层，氟元素作为电负性最强的元素，可以有效束缚电子，减少对Mg的补偿，降低Mg的故意掺入量。此时，只需掺入较少的Mg，即可提供足够浓度的空穴。减少了Mg的掺杂，保证了有源层的晶体质量，从而可以有效提高二极管的发光效率。
同样地，通过在复合P型层上形成复合P型接触层，复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子体处理的第二接触层。第一接触层为氮化镓层，作为主要的欧姆接触层。第二接触层为掺氟的氮化镓层，氟元素作为电负性最强的元素，可以有效束缚电子，减少对Mg的补偿，降低Mg的故意掺入量。此时，只需掺入较少的Mg，即可提供足够浓度的空穴，进一步减少了P型区中Mg的掺杂，保证了有源层的晶体质量，从而可以进一步有效提高二极管的发光效率。
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提高晶体质量的发光二极管外延片的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的一种提高晶体质量的发光二极管外延片的制备方法流程图；
图3是本公开实施例提供的另一种提高晶体质量的发光二极管外延片的制备方法流程图。
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。
图1是本公开实施例提供的一种提高晶体质量的发光二极管外延片的结构示意图，如图1所示，该发光二极管外延片包括衬底1、以及依次层叠在衬底1上的缓冲层2、未掺杂的氮化镓层3、N型层4、有源层5、复合P型层6、以及复合P型接触层7。
复合P型层6包括第一P型层61和经过氟等离子体处理的第二P型层62。第一P型层61为氮化镓层，第二P型层62为掺氟的氮化镓层。
复合P型接触层7包括第一接触层71和经过氟等离子处理的第二接触层72。第一接触层71为氮化镓层，第二接触层72为掺氟的氮化镓层。
本公开实施例通过在有源层上形成复合P型层，其中复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子体处理的第二P型层。第一P型层为氮化镓层，为空穴的主要提供层。第二P型层为掺氟的氮化镓层，氟元素作为电负性最强的元素，可以有效束缚电子，减少对Mg的补偿，降低Mg的故意掺入量。此时，只需掺入较少的Mg，即可提供足够浓度的空穴。减少了Mg的掺杂，保证了有源层的晶体质量，从而可以有效提高二极管的发光效率。
同样地，通过在复合P型层上形成复合P型接触层，复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子体处理的第二接触层。第一接触层为氮化镓层，作为主要的欧姆接触层。第二接触层为掺氟的氮化镓层，氟元素作为电负性最强的元素，可以有效束缚电子，减少对Mg的补偿，降低Mg的故意掺入量。此时，只需掺入较少的Mg，即可提供足够浓度的空穴，进一步减少了P型区中Mg的掺杂，保证了有源层的晶体质量，从而可以进一步有效提高二极管的发光效率。
本公开实施例中，掺氟的氮化镓层还可以使得复合P型接触层与电极之间存在隧穿势垒，增强欧姆接触。
可选地，第一P型层61和第二P型层62的厚度比为10：1～20：1。
由于第一P型层61为主要的空穴提供层，因此，将第一P型层61的厚度设置的较厚，以保证对空穴的提供效果。氟束缚电子能力强，会形成局部高空穴迁移层。若第二P型层62的厚度过厚，又会导致芯片电阻率高，从而造成损耗增加。因此，通过将第一P型层61和第二P型层62的厚度比设置在上述取值范围内，可以保证对空穴的提供效果，以及对电子的束缚。
可选地，复合P型层6的厚度为5～10nm。
若复合P型层6的厚度过薄，则无法提供足够的空穴。若复合P型层6的厚度过厚，又可能会导致生长出的复合P型层6的晶体质量较差，甚至产生裂片。
可选地，第一P型层61中Mg的掺杂浓度为1*1019cm-3～1*1020cm-3。
第一P型层61为主要的空穴提供层，因此，若第一P型层61中Mg的掺杂浓度较低，则无法提供足够的空穴。同时，若第一P型层61中Mg的掺杂浓度较高，又会导致复合P型层6中掺杂的杂质增多，影响复合P型层6的晶体质量。
可选地，第一P型层61中Mg的掺杂浓度随着第一P型层61的厚度的增加而逐渐升高。此时，可以保证第一P型层61中Mg的掺杂效果最好。
示例性地，第一P型层61的总厚度为15nm。当第一P型层61的厚度为0～5nm时，第一P型层61中Mg的掺杂浓度为1*1019cm-3；当第一P型层61的厚度为5～10nm时，第一P型层61中Mg的掺杂浓度为5*1019cm-3；当第一P型层61的厚度为10～15nm时，第一P型层61中Mg的掺杂浓度为1*1020cm-3。
在本公开实施例的一种实现方式中，第一P型层61中Mg的掺杂浓度可以随着第一P型层61的厚度的增加呈指数增长。
可选地，复合P型接触层7的厚度为2～5nm，第二接触层72的厚度为1～2nm。
若第二接触层72的厚度过薄，则起不到提高电子和空穴在有源层进行辐射复合的作用；若第二接触层72的厚度过厚，又会导致阻值过高，使得二极管器件功耗较大。
可选地，第一接触层71中Mg的掺杂浓度为1*1019cm-3～1*1020cm-3。
可选地，衬底1为蓝宝石衬底、Si或SiC衬底。
可选地，缓冲层2为GaN层，厚度为15～35nm。
可选地，未掺杂的GaN层3的厚度为1～5um。
可选地，N型层4为掺Si的GaN层，厚度为1um～2um。N型层4中Si的掺杂浓度可以为1018cm-3～1020cm-3。
可选地，有源层5包括n个周期交替生长的InGaN阱层和GaN垒层，2≤n≤10。且n为正整数。每个InGaN阱层的厚度为2～3nm，每个GaN垒层的厚度为7～10nm。
图2是本公开实施例提供的一种提高晶体质量的发光二极管外延片的制备方法流程图，如图2所示，该制备方法包括：
步骤201、提供一衬底。
示例性地，衬底可以是蓝宝石、Si或SiC衬底。
步骤202、在衬底上依次生长缓冲层、未掺杂的氮化镓层、N型层和有源层。
其中，缓冲层为GaN层，厚度为15～35nm。未掺杂的GaN层的厚度为1～5um。N型层为掺Si的GaN层，厚度为1um～2um。N型层中Si的掺杂浓度可以为1018cm-3～1020cm-3。
有源层包括n个周期交替生长的InGaN阱层和GaN垒层，2≤n≤10。且n为正整数。
示例性地，每个InGaN阱层的厚度为2～3nm，每个GaN垒层的厚度为7～10nm。
步骤203、在有源层上形成复合P型层。
其中，复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子处理的第二P型层，第一P型层为氮化镓层，第二P型层为掺氟的氮化镓层。
步骤204、在复合P型层上形成复合P型接触层。
其中，复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子处理的第二接触层，第一接触层为氮化镓层，第二接触层为掺氟的氮化镓层。
本公开实施例通过在有源层上形成复合P型层，其中复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子体处理的第二P型层。第一P型层为氮化镓层，为空穴的主要提供层。第二P型层为掺氟的氮化镓层，氟元素作为电负性最强的元素，可以有效束缚电子，减少对Mg的补偿，降低Mg的故意掺入量。此时，只需掺入较少的Mg，即可提供足够浓度的空穴。减少了Mg的掺杂，保证了有源层的晶体质量，从而可以有效提高二极管的发光效率。
同样地，通过在复合P型层上形成复合P型接触层，复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子体处理的第二接触层。第一接触层为氮化镓层，作为主要的欧姆接触层。第二接触层为掺氟的氮化镓层，氟元素作为电负性最强的元素，可以有效束缚电子，减少对Mg的补偿，降低Mg的故意掺入量。此时，只需掺入较少的Mg，即可提供足够浓度的空穴，进一步减少了P型区中Mg的掺杂，保证了有源层的晶体质量，从而可以进一步有效提高二极管的发光效率。
图3是本公开实施例提供的另一种提高晶体质量的发光二极管外延片的制备方法流程图，如图3所示，该制备方法包括：
步骤301、提供一衬底。
其中，衬底可采用蓝宝石平片衬底。
进一步地，步骤301还可以包括：
控制温度为1000℃～1200℃，在氢气气氛中对衬底进行6分钟～10分钟退火处理；
对衬底进行氮化处理。
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。
在本实施例中，采用Veeco K465i or C4 or RB MOCVD(Metal Organic ChemicalVapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)设备实现外延片的生长方法。采用高纯H2(氢气)或高纯N2(氮气)或高纯H2和高纯N2的混合气体作为载气，高纯NH3作为氮源，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，即Si源，三甲基铝(TMAl)作为铝源，二茂镁(CP2Mg)作为P型掺杂剂，即Mg源。反应室压力为100-600torr。
步骤302、在衬底上生长缓冲层。
示例性地，控制反应腔温度为400℃～600℃，压力为200～500torr，生长厚度为15～35nm的缓冲层。
步骤303、对缓冲层进行原位退火处理。
示例性地，控制反应室温度在1000℃～1200℃，压力为100～300mbar，对成核层进行原位退火处理，时间在5分钟至10分钟之间。
步骤304、在缓冲层上生长未掺杂的氮化镓层。
示例性地，控制反应腔温度为1000℃～1100℃，压力为100～500torr，生长厚度为1～5um的未掺杂的GaN层。
步骤305、在未掺杂的氮化镓层上生长N型层。
其中，N型层的厚度可以为1～5um，N型层中Si的掺杂浓度可以为1018/cm3～1020/cm3。
示例性地，控制反应腔内的温度为1000℃～1200℃，压力为100～500torr，在未掺杂的GaN层上生长厚度为1～5um的N型层。
步骤306、在N型层上生长有源层。
其中，有源层包括n个周期交替生长的InGaN阱层和GaN垒层，2≤n≤10。且n为正整数。
可选地，每个InGaN阱层的厚度为2～3nm，每个GaN垒层的厚度为7～10nm。
步骤307、在有源层上形成复合P型层。
其中，复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子体处理的第二P型层。第一P型层为氮化镓层，第二P型层为掺氟的氮化镓层。
可选地，第一P型层和第二P型层的厚度比为10：1～20：1。
由于第一P型层为主要的空穴提供层，因此，将第一P型层的厚度设置的较厚，以保证对空穴的提供效果。
可选地，复合P型层的厚度为5～10nm。
若复合P型层的厚度过薄，则无法提供足够的空穴。若复合P型层的厚度过厚，又可能会导致生长出的复合P型层的晶体质量较差，甚至产生裂片。
可选地，第一P型层中Mg的掺杂浓度为1*1019cm-3～1*1020cm-3。
第一P型层为主要的空穴提供层，因此，若第一P型层中Mg的掺杂浓度较低，则无法提供足够的空穴。同时，若第一P型层中Mg的掺杂浓度较高，又会导致复合P型层中掺杂的杂质增多，影响复合P型层的晶体质量。
可选地，第一P型层中Mg的掺杂浓度随着第一P型层的厚度的增加而逐渐升高。
示例性地，步骤307可以包括：
第一步，在有源层上生长P型氮化镓层。
示例性地，在MOCVD设备中，控制反应腔内的温度为850～1050℃，压力为100～300torr，生长厚度为20～40nm的P型氮化镓层。
第二步，将生长有P型氮化镓层的外延片放入等离子体处理设备中，向等离子体处理设备中通入CF4，控制等离子体处理设备中的温度为室温、射频功率为100～300W，对P型氮化镓层表面进行氟等离子处理，使P型氮化镓层表面的部分氮化镓层变为掺氟的氮化镓层，得到复合P型层。
其中，复合P型层中形成的掺氟的氮化镓层为第二P型层，复合P型层中除第二P型层外的氮化镓层为第一P型层。
若氟等离子体射频功率过大，会导致氟掺杂的过量，引起材料晶体质量的降低；若氟等离子体射频功率过小，会导致氟掺杂的不均匀性。因此，本公开实施例通过控制氟等离子体射频功率在100-300W范围内，可以保证形成掺杂均匀的掺氟的氮化镓层。
若进行氟等离子处理时温度过低，会导致氟难以穿透进入内部所需深度；温度过高，又会导致表面发生分解，造成形貌的差异。因此，本公开实施例通过控制反应腔内温度在室温，可以保证生长出的掺氟的氮化镓层的化学键合态均匀一致。
可选地，形成复合P型层的过程中，向等离子体处理设备中通入的CF4的流量为5～200sccm。
若通入的CF4的流量过大，则会导致第二P型层中氟的掺杂浓度过高，从而会进一步导致芯片电阻率高，造成损耗增加。若通入的CF4的流量过小，又会导致第二P型层中氟的掺杂浓度过低，无法起到对电子的束缚效果。
可选地，对P型氮化镓层的表面进行氟等离子处理的时间为t，20s≤t≤500s。
若t的时间过长，则会导致第二P型层中氟的掺杂浓度过高。若t的时间过短，又会导致第二P型层中氟的掺杂浓度过低，无法起到对电子的束缚效果。
需要说明的是，在本公开实施例中，向等离子体处理设备中通入的CF4的流量的具体取值与t和氟等离子体射频功率均相关，可以根据实际需要进行设置。
步骤308、在复合P型层上形成复合P型接触层。
其中，复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子处理的第二接触层。第一接触层为氮化镓层，第二接触层为掺氟的氮化镓层。
可选地，复合P型接触层的厚度为2～5nm，第二接触层的厚度为1～2nm。
可选地，第一接触层中Mg的掺杂浓度为1*1020cm-3～5*1020cm-3。
示例性地，步骤308可以包括：
第一步，在复合P型层上生长P型氮化镓接触层。
示例性地，在MOCVD设备中，控制反应腔内的温度为1000℃～1200℃，压力为100～500torr，生长厚度为2～10nm的P型氮化镓接触层。
第二步，将生长有P型氮化镓接触层的外延片放入等离子体处理设备中，向等离子体处理设备中通入CF4，控制等离子体处理设备中的温度为室温、射频功率为20～100W，对P型氮化镓接触层表面进行氟等离子处理，使P型氮化镓接触层表面的部分氮化镓层变为掺氟的氮化镓层，得到复合P型接触层。
其中，复合P型接触层中形成的掺氟的氮化镓层为第二接触层，复合P型接触层中除第二接触层外的氮化镓层为第一接触层
示例性地，P型氮化镓层表面的厚度为1～2nm的氮化镓层变为掺氟的氮化镓层。
若氟等离子体射频功率过大，会导致氟掺杂的过量，引起材料晶体质量的降低；若氟等离子体射频功率过小，会导致氟掺杂的不均匀性。因此，本公开实施例通过控制氟等离子体射频功率在20～100W范围内，可以保证形成掺杂均匀的掺氟的氮化镓层。
若进行氟等离子处理时温度过低，会导致氟难以穿透进入内部所需深度；温度过高，又会导致表面发生分解，造成形貌的差异。因此，本公开实施例通过控制反应腔内温度在室温，可以保证生长出的掺氟的氮化镓层的化学键合态均匀一致。
可选地，形成复合P型接触层的过程中，向等离子体处理设备中通入的CF4的流量为5～200sccm。
可选地，对P型氮化镓接触层的表面进行氟等离子处理的时间为t，20s≤t≤500s。
在本公开实施例中，对P型接触层进行氟等离子处理的条件与对P型层进行氟等离子处理的条件不同，这是由于Mg掺杂浓度及厚度的差异导致。
外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中退火处理，退火温度区间为650℃-850℃，退火处理5-15分钟，降至室温后外延生长结束。
本公开实施例通过在有源层上形成复合P型层，其中复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子体处理的第二P型层。第一P型层为氮化镓层，为空穴的主要提供层。第二P型层为掺氟的氮化镓层，氟元素作为电负性最强的元素，可以有效束缚电子，减少对Mg的补偿，降低Mg的故意掺入量。此时，只需掺入较少的Mg，即可提供足够浓度的空穴。减少了Mg的掺杂，保证了有源层的晶体质量，从而可以有效提高二极管的发光效率。
同样地，通过在复合P型层上形成复合P型接触层，复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子体处理的第二接触层。第一接触层为氮化镓层，作为主要的欧姆接触层。第二接触层为掺氟的氮化镓层，氟元素作为电负性最强的元素，可以有效束缚电子，减少对Mg的补偿，降低Mg的故意掺入量。此时，只需掺入较少的Mg，即可提供足够浓度的空穴，进一步减少了P型区中Mg的掺杂，保证了有源层的晶体质量，从而可以进一步有效提高二极管的发光效率。
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 (10)
1.一种提高晶体质量的发光二极管外延片，其特征在于，所述发光二极管外延片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂的氮化镓层、N型层、有源层、复合P型层、以及复合P型接触层；
所述复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子体处理的第二P型层，所述第一P型层为氮化镓层，所述第二P型层为掺氟的氮化镓层；
所述复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子处理的第二接触层，所述第一接触层为氮化镓层，所述第二接触层为掺氟的氮化镓层。
2.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一P型层和所述第二P型层的厚度比为10：1～20：1。
3.根据权利要求2所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述复合P型层的厚度为5～10nm。
4.根据权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述复合P型接触层的厚度为2～5nm，所述第二接触层的厚度为1～2nm。
5.一种提高晶体质量的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：
提供一衬底；
在所述衬底上依次生长缓冲层、未掺杂的氮化镓层、N型层和有源层；
在所述有源层上形成复合P型层，所述复合P型层包括第一P型层和经过氟等离子处理的第二P型层，所述第一P型层为氮化镓层，所述第二P型层为掺氟的氮化镓层；
在所述复合P型层上形成复合P型接触层，所述复合P型接触层包括第一接触层和经过氟等离子处理的第二接触层，所述第一接触层为氮化镓层，所述第二接触层为掺氟的氮化镓层。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述在所述有源层上形成复合P型层，包括：
在所述有源层上生长P型氮化镓层；
将生长有所述P型氮化镓层的外延片放入等离子体处理设备中，向所述等离子体处理设备中通入CF4，控制所述等离子体处理设备中的温度为室温、射频功率为100～300W，对所述P型氮化镓层的表面进行氟等离子处理，使所述P型氮化镓层表面的部分氮化镓层变为掺氟的氮化镓层，得到所述复合P型层，其中，所述复合P型层中形成的掺氟的氮化镓层为所述第二P型层，所述复合P型层中除所述第二P型层外的氮化镓层为所述第一P型层。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，形成所述复合P型层的过程中，向所述等离子体处理设备中通入的CF4的流量为5～200sccm。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，对所述P型氮化镓层的表面进行氟等离子处理的时间为t，20s≤t≤500s。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一P型层和所述第二P型层的厚度比为10：1～20：1。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述在所述复合P型层上形成复合P型接触层，包括：
在所述复合P型层上生长P型氮化镓接触层；
将生长有所述P型氮化镓接触层的外延片放入等离子体处理设备中，向所述等离子体处理设备中通入CF4，控制所述等离子体处理设备中的温度为室温、射频功率为20～100W，对所述P型氮化镓接触层表面进行氟等离子处理，使所述P型氮化镓接触层表面的部分氮化镓层变为掺氟的氮化镓层，得到所述复合P型接触层，其中，所述复合P型接触层中形成的掺氟的氮化镓层为所述第二接触层，所述复合P型接触层中除所述第二接触层外的氮化镓层为所述第一接触层。
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