CN115188863A - 发光二极管外延片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发光二极管外延片及其制备方法，该发光二极管外延片包括：衬底，在所述衬底上依次沉积的第一半导体层、应力调变层、多量子阱层以及第二半导体层，所述应力调变层包括依次层叠的AlGaN层、第一GaN层、第二GaN层、超晶格结构层和第三GaN层，所述超晶格结构层包括预设周期个交替生长的GaN垒层和InGaN阱层，所述第一GaN层的生长温度高于所述第二GaN层和所述超晶格结构层的生长温度，所述第三GaN层的生长温度由所述超晶格结构层的生长温度逐渐下降30~80℃。本发明结构可以释放GaN层应力，减少应力对量子阱的影响，提升发光二极管的发光效率。

Description

发光二极管外延片及其制备方法

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制备方法。

背景技术

GaN基为主的蓝光、绿光为代表的族氮化物材料发光器件，具有亮度高、能耗低、寿命长、响应时间短、零辐射等突出优点，有及其广泛的市场。目前，GaN基发光二极管（LED）已广泛应用于室内和室外照明、交通信号灯、全彩背光源、手机显示屏等地方。

发光二极管外延片通常包括缓冲层、GaN层、N型GaN层、有源层、电子阻挡层和P型GaN层。有源层中InGaN量子阱中的In含量较高，InGaN阱与n-GaN之间存在较大的失配应力，导致InGaN阱中的In组分并入难、晶体缺陷多和极化电场大等问题。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种发光二极管外延片及其制备方法，目的在于释放GaN层应力，减少应力对量子阱的影响，提升发光二极管的发光效率。

本发明一方面公开了一种发光二极管外延片，包括：衬底，在所述衬底上依次沉积的第一半导体层、应力调变层、多量子阱层以及第二半导体层，所述应力调变层包括依次层叠的AlGaN层、第一GaN层、第二GaN层、超晶格结构层和第三GaN层，所述超晶格结构层包括预设周期个交替生长的GaN垒层和InGaN阱层，所述第一GaN层的生长温度高于所述第二GaN层和所述超晶格结构层的生长温度，所述第三GaN层的生长温度由所述超晶格结构层的生长温度逐渐下降30~80℃。

进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述AlGaN层的厚度为10~50 nm，第一GaN层的厚度10~50 nm，第二GaN层的厚度为100~500 nm，所述GaN垒层的厚度5~20 nm，所述InGaN阱层的厚度为1~5 nm，所述第三GaN层的厚度为1~10 nm。

进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述AlGaN层中Al组分为0.01~0.1，所述第一GaN层中Si掺杂浓度为5E18~5E19 atoms/cm³，所述第二GaN层中Si掺杂浓度为5E17~5E18 atoms/cm³，所述GaN垒层中Si掺杂浓度为5E17~5E18 atoms/cm³，所述InGaN阱层中In组分为0.01~0.1，所述第三GaN层中Si掺杂浓度为1E17~1E18 atoms/cm³。

进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述超晶格结构层中所述预设周期为1~10个。

进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述AlGaN层的生长温度为1000~1100℃，所述第一GaN层生长温度为850~950℃、所述第二GaN层、所述GaN垒层和所述InGaN阱层的生长温度为830~930℃。

进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述AlGaN层在第一混合气氛中生长得到，所述第一混合气氛包括N₂、H₂和NH₃，所述第一GaN层、所述第二GaN层、所述GaN垒层、所述InGaN阱层和所述第三GaN层在第二混合气氛中生长得到，所述第二混合气氛包括N₂和NH₃。

进一步的，上述发光二极管外延片，其中，所述AlGaN层、所述第一GaN层、所述第二GaN层、所述GaN垒层、所述InGaN阱层和所述第三GaN层的生长压力为100~300 torr。

本发明另一方面还公开了一种发光二极管外延片的制备方法，包括，

提供一衬底；

在衬底上沉积缓冲层；

将沉积有缓冲层的衬底进行预处理；

在所述缓冲层上沉积非掺杂GaN层；

在非掺杂GaN层沉积N型GaN层；

在N型GaN层上沉积应力调变层；

在应力调变层上沉积多量子阱层；

在多量子阱层上沉积电子阻挡层；

在电子阻挡层上沉积P型GaN层；

其中，所述应力调变层包括依次层叠的AlGaN层、第一GaN层、第二GaN层、超晶格结构层和第三GaN层，所述超晶格结构层包括交替生长的多个GaN垒层和多个InGaN阱层，所述第一GaN层的生长温度高于所述第二GaN层和所述超晶格结构层的生长温度，所述第三GaN层的生长温度由所述超晶格结构层的生长温度逐渐下降30~80℃。

进一步的，上述制备方法，其中，所述AlGaN层的生长温度为1000~1100℃，所述第一GaN层生长温度为850~950℃、所述第二GaN层、所述GaN垒层和所述InGaN阱层的生长温度为830~930℃。

进一步的，上述制备方法，其中，所述AlGaN层在第一混合气氛中生长，所述第一混合气氛包括N₂、H₂和NH₃，所述第一GaN层、所述第二GaN层、所述GaN垒层、所述InGaN阱层和所述第三GaN层在第二混合气氛中生长，所述第二混合气氛包括N₂和NH₃。

本发明中在多量子阱层生长前生长应力调变层，该应力调变层包括AlGaN层、第一GaN层、第二GaN层、GaN垒/InGaN阱的超晶格结构层，以及第三GaN层。通过AlGaN层引入Al原子，由于Al原子半径较小，AlGaN层沉积在N型GaN层上引入压应力，释放GaN层所受的张应力，而后续沉积的第一GaN层、第二GaN层和超晶格结构层，超晶格结构层引入了In原子，同时引入张应力，并且由于是超晶格结构，压应力与张应力交替变化，逐渐将GaN层积累的应力释放完毕。通过应力调变层提升了GaN层的应力释放，减少应力对量子阱的影响，提升发光二极管的发光效率。

附图说明

图1为本发明实施例中发光二极管外延片的结构示意图；

图2为本发明实施例中超晶格结构层的结构示意图；

图3为本发明实施例中发光二极管外延片的制备方法的流程图。

主要元件符号说明：

100：衬底、200：缓冲层、300：非掺杂GaN层、400：N型GaN层、500：应力调变层、600：多量子阱层、700：电子阻挡层、800：P型GaN层、510：AlGaN层、520：第一GaN层、530：第二GaN层、540：GaN垒层、550：InGaN阱层、560：第三GaN层。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，所示为本发明实施例1中的发光二极管外延片，包括衬底100，在衬底100上依次沉积的第一半导体层、应力调变层500、多量子阱层600以及第二半导体层。该第一半导体层包括依次沉积于该衬底100的缓冲层200、非掺杂GaN层300及N型GaN层400，该第二半导体层包括依次沉积于多量子阱层600上的电子阻挡层700和P型GaN层800。

该衬底100可选用蓝宝石衬底、SiO₂蓝宝石复合衬底、硅衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底、氧化锌衬底中的一种。

具体地，衬底100选用蓝宝石衬底，蓝宝石是目前最常用的GaN基LED衬底材料，市场上大部分GaN基LED都是使用蓝宝石作为衬底材料。蓝宝石衬底的最大优点是技术成熟，稳定性好，生产成本低。

该缓冲层200沉积在该衬底100上，具体地，选用在应用材料PVD中沉积AlN缓冲层，其厚度可为15 nm，采用AlN缓冲层控制晶体缺陷，改善后续生长晶体的质量，缓解衬底与外延层之间由于晶格失配和热失配引起的应力。

该非掺杂GaN层300的厚度为2~3um，本实施例中可以为2.5um，提高非掺杂GaN层300的厚度，压应力会通过堆垛层错释放，线缺陷减少，晶体质量提高，反向漏电降低，但提高非掺杂GaN层300的厚度对Ga源材料消耗较大，大大提高了LED的外延成本，因此目前LED外延片通常非掺杂GaN生长2~3 um，不仅节约生产成本，而且GaN材料又具有较高的晶体质量。

该N型GaN层400的厚度为2~3 um，Si掺杂浓度为1E19~5E19 atoms/cm³。首先，N型GaN层400可以为LED发光提供充足电子，其次N型GaN层400的电阻率要比p-GaN上的透明电极的电阻率高，因此足够的Si掺杂，可以有效的降低N型GaN层400的电阻率，并且，N型GaN层400具有足够的厚度可以有效释放应力发光二极管的发光效率。

如图2所示，该应力调变层500包括依次层叠的AlGaN层510、第一GaN层520、第二GaN层530、超晶格结构层和第三GaN层560，该超晶格结构层包括交替生长的多个GaN垒层540和多个InGaN阱层550。

可选地，该AlGaN层510的厚度为10~50 nm，第一GaN层520的厚度为10~50 nm，第二GaN层530的厚度为100~500 nm，GaN垒层540的厚度为5~20 nm，InGaN阱层550的厚度为1~5nm，第三GaN层560的厚度为1~10 nm。具体如本实施例中，AlGaN层510的厚度为22 nm，第一GaN层520的厚度为25 nm，第二GaN层530的厚度为191 nm，GaN垒层540的厚度为8 nm，InGaN阱层550的厚度为2.2 nm，第三GaN层560的厚度为6.4 nm。

经分析，随着沉积在衬底上的GaN层的厚度逐渐增加，GaN层受到的张应力也逐渐增加，而通过AlGaN层510引入Al原子后，由于Al原子半径较小，AlGaN层510沉积在N型GaN层400上引入压应力，释放N型GaN层400所受的张应力。而后续沉积的第一GaN层520、第二GaN层530、GaN垒层540/InGaN阱层550的超晶格结构层引入了In原子，同时引入张应力，并且由于是超晶格结构，压应力与张应力交替变化，逐渐将GaN层积累的应力释放完毕。

AlGaN层510的厚度为10~50 nm，第一GaN层520的厚度10~50 nm，第二GaN层530的厚度为100~500 nm，GaN垒层540的厚度5~20 nm，InGaN阱层550的厚度为1~5 nm，第三GaN层560的厚度为1~10 nm。厚度与应力变化关系较大，厚度越厚所产生的应力越大，因此各层厚度必须控制在合适的范围，控制应力的释放。

可选的，该AlGaN层510中Al组分为0.01~0.1，该第一GaN层520中Si掺杂浓度为5E18~5E19 atoms/cm³，该第二GaN层530中Si掺杂浓度为5E17~5E18 atoms/cm³，该GaN垒层540中Si掺杂浓度为5E17~5E18 atoms/cm³，该InGaN阱层550中In组分为0.01~0.1，该第三GaN层560中Si掺杂浓度为1E17~1E18 atoms/cm³。

本实施例中，该AlGaN层510中Al组分为0.05，第一GaN层520中Si掺杂浓度为1.4E19 atoms/cm³，第二GaN层530中Si掺杂浓度为2.1E18 atoms/cm³，GaN垒层540中Si掺杂浓度为2.1E18 atoms/cm³，InGaN阱层550中In组分为0.04，第三GaN层560中Si掺杂浓度为5E17 atoms/cm³。

其中，AlGaN层510的Al组分越高，产生的压应力越大，同样In组分越高，产生的张应力也越大，因此Al/In组分在合适的范围之内释放GaN层的应力。第一GaN层520的Si掺浓度较高，第二GaN层530、GaN垒层540和第三GaN层560中Si掺杂浓度较低可以产生电容的效果，改善电子注入量子阱的效率。

该超晶格结构层中GaN垒层540和InGaN阱层550的交替周期数为1~10个。本实施例中，GaN垒层/InGaN阱层超晶格结构周期数为3个。GaN垒层/InGaN阱层的周期数与释放应力相关，一般来说，周期数越多，释放应力越完全。

该第一GaN层520的生长温度高于第二GaN层530和超晶格结构层的生长温度，且，该第三GaN层560的生长温度由该超晶格结构层的生长温度逐渐下降30~80℃。可选地，该AlGaN层510生长温度为1000~1100℃，第一GaN层520的生长温度为850~950℃，第二GaN层530、GaN垒层540和InGaN阱层550的生长温度为830~930℃，该第三GaN层560的生长温度在GaN垒层/InGaN阱层的生长温度的基础上，逐渐下降30~80℃，温度下降速率50~150℃/min。

AlGaN层510生长的温度较高可以提高Al原子的迁移率，提高AlGaN层510的晶体质量，而后续生长第一GaN层520的生长温度较低，释放GaN层在高温生长累计的热膨胀应力，第二GaN层530、GaN垒层540和InGaN阱层550的生长温度较第一GaN层520的生长温度略低，则是为了控制C杂质浓度，以此来控制V型坑产生密度及大小，第三GaN层560的生长温度继续下降，则是为了继续释放热膨胀应力。

在该应力调变层上沉积多量子阱层600，该多量子阱层600为交替堆叠的InGaN量子阱层和AlGaN量子垒层，堆叠周期数6~12个，具体的，本实施例中InGaN量子阱层和AlGaN量子垒层的堆叠周期数为10个。

可选地，电子阻挡层700为AlInGaN层，其厚度10~40 nm，其中Al组分0.005<x<0.1，In组分浓度为0.01<y<0.2。

具体地，本实施例中，该电子阻挡层700的厚度15 nm，其中Al组分浓度延外延层生长方向有0.01渐变至0.05，In组分浓度为0.01。该电子阻挡层700既可以有效地限制电子溢流，也可以减少对空穴的阻挡，提升空穴向量子阱的注入效率，减少载流子俄歇复合，提高发光二极管的发光效率。

该P型GaN层800的厚度为10~50nm，Mg掺杂浓度为1E19~1E21 atoms/cm³。具体的，本实施例中，该P型GaN层800的厚度为15nm，Mg掺杂浓度为2E20 atoms/cm³，Mg掺杂浓度过高会破坏晶体质量，而掺杂浓度较低则会影响空穴浓度。同时，对于含V 形坑的LED结构来说，P型GaN层800较高的生长温度也有利于合并V形坑，得到表面光滑的LED外延片。

请参阅图3，为本发明实施例中的发光二极管外延片的制备方法，包括步骤S01~S09。

步骤S01，提供一衬底。

步骤S02，在衬底上沉积缓冲层。

步骤S03，将沉积有缓冲层的衬底进行预处理。

具体地，将已镀完AlN缓冲层的蓝宝石衬底转入MOCVD中，在H₂气氛进行预处理1~10 min，处理温度为1000～1200℃，再对蓝宝石衬底进行氮化处理，提升AlN缓冲层的晶体质量，并且可以有效提高后沉积GaN外延层的晶体质量。

步骤S04，在所述缓冲层上沉积非掺杂GaN层。

可选地，非掺杂的GaN层生长温度为1050℃~1200℃，压力100~600 torr，厚度为1~5 um。

具体地，非掺杂GaN层生长温度1100℃，生长压力150 torr，生长厚度2.5um，非掺杂GaN层生长温度较高，压力较低，制备得到非掺杂GaN层的晶体质量较优，同时厚度随着非掺杂GaN层厚度的增加，压应力会通过堆垛层错释放，线缺陷减少，晶体质量提高，反向漏电降低，但提高非掺杂GaN层的厚度对Ga源材料消耗较大，大大提高了LED的外延成本，因此目前LED外延片通常非掺杂GaN层的生长厚度为2~3 um，不仅节约生产成本，而且GaN材料又具有较高的晶体质量。

步骤S05，在非掺杂GaN层沉积N型GaN层。

可选地，N型GaN层的生长温度为1050℃~1200℃，压力为100~600 torr，厚度为2~3um，Si掺杂浓度为1E19~5E19 atoms/cm³。

具体地，本实施例中，该N型GaN层生长温度为1120℃，生长压力100 torr，生长厚度为2.5 um，Si掺杂浓度为2.5E19 atoms/cm³。首先该N型GaN层为LED发光提供充足电子，其次N型GaN层的电阻率要比p-GaN上的透明电极的电阻率高，因此足够的Si掺杂，可以有效的降低N型GaN层电阻率，并且N型GaN足够的厚度可以有效释放应力发光二极管的发光效率。

步骤S06，在N型GaN层上沉积应力调变层。

在该N型GaN层上依次生长AlGaN层、第一GaN层、第二GaN层、超晶格结构层和第三GaN层。该超晶格结构层包括预设周期个交替生长的GaN垒层和InGaN阱层。

可选地，AlGaN层生长温度为1000~1100℃，该第一GaN层的生长温度为850~950℃、第二GaN层、GaN垒层和InGaN阱层的生长温度为830~930℃，第三GaN层的生长温度逐渐下降30~80℃，温度下降速率50~150℃/min。

可选地，AlGaN层生长气氛为N₂、H₂和NH₃的混合气氛，第一GaN层、第二GaN层、GaN垒层、InGaN阱层和第三GaN层的生长气氛为N₂和NH₃的混合气氛。

AlGaN的生长气氛层采用N₂、H₂和NH₃的混合气氛是为了提高晶体质量，而后面沉积第一GaN层、第二GaN层、GaN垒层、InGaN阱层和第三GaN层生长气氛采用N₂和NH₃的混合气氛，则是为了控制C杂质浓度。

可选地，AlGaN层、第一GaN层、第二GaN层、GaN垒层、InGaN阱层和第三GaN层生长压力为100~300 torr。低压下有利于提高原子的迁移率，提高各层的晶体质量。

具体的，本实施例中，AlGaN层的生长温度为1020℃，第一GaN层的生长温度为900℃，第二GaN层、GaN垒层和InGaN阱层的生长温度为880℃，第三GaN层的生长温度由880℃逐渐下降50℃，温度下降速率为100℃/min。AlGaN层、第一GaN层、第二GaN层、GaN垒层、InGaN阱层和第三GaN层的生长压力为200 torr。

步骤S07，在应力调变层上沉积多量子阱层。

可选地，多量子阱层为交替堆叠的InGaN量子阱层和AlGaN量子垒层，堆叠周期数6~12个，其中InGaN量子阱层生长温度为790~810℃，厚度为2~5nm，生长压力为50~300 torr，AlGaN量子垒层的生长温度为800~900℃，厚度为5~15nm，生长压力为50~300 torr，Al组分为0.01~0.1。

具体地，本实施例中多量子阱层为交替堆叠的InGaN量子阱层和AlGaN量子垒层，堆叠周期数为10个，其中InGaN量子阱生长温度为795℃，厚度为3.5nm，压力200torr，In组分为0.22，AlGaN量子垒层生长温度为855℃，厚度为9.8nm，生长压力为200torr，Al组分为0.05。该多量子阱有源区为电子和空穴复合的区域，合理的结构设计可以显著增加电子和空穴波函数交叠程度，从而提高 LED 器件发光效率。

步骤S08，在多量子阱层上沉积电子阻挡层。

可选地，电子阻挡层为AlInGaN层，其厚度为10~40 nm，生长温度900-1000℃,压力100~300 torr，其中Al组分0.005<x<0.1,In组分浓度为0.01<y<0.2。

具体地，本实施例中，该电子阻挡层的厚度15 nm，其中Al组分浓度延外延层生长方向有0.01渐变至0.05，In组分浓度为0.01，生长温度965℃，生长压力200torr。该电子阻挡层既可以有效地限制电子溢流，也可以减少对空穴的阻挡，提升空穴向量子阱的注入效率，减少载流子俄歇复合，提高发光二极管的发光效率。

步骤S09，在电子阻挡层上沉积P型GaN层。

可选地，P型GaN层生长温度900-1050℃，厚度10~50nm，生长压力100~600 torr，Mg掺杂浓度1E19~1E21 atoms/cm³。

具体地，P型GaN层的生长温度为985℃，厚度为15nm，生长压力为200 torr，Mg掺杂浓度2E20 atoms/cm³，Mg掺杂浓度过高会破坏晶体质量，而掺杂浓度较低则会影响空穴浓度。同时，对于含V 形坑的LED结构来说，P型GaN层较高的生长温度也有利于合并V形坑，得到表面光滑的LED外延片。

本实施例中，通过设置应力调变层可以提升GaN层应力释放，减少应力对量子阱的影响，提升发光二极管的发光效率。

实施例2

本实施例当中的发光二极管外延片与实施例1当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：

该超晶格结构层中GaN垒层和所述InGaN阱层的交替周期数为1个。

实施例3

本实施例当中的发光二极管外延片与实施例1当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：

该超晶格结构层中GaN垒层和所述InGaN阱层的交替周期数为10个。

实施例4

本实施例当中的发光二极管外延片与实施例1当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：

该AlGaN层中Al组分为0.01。

实施例5

本实施例当中的发光二极管外延片与实施例1当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：

该AlGaN层中Al组分为0.1。

实施例6

本实施例当中的发光二极管外延片与实施例1当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：

该AlGaN层的厚度为10 nm。

实施例7

本实施例当中的发光二极管外延片与实施例1当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：

该AlGaN层的厚度为50 nm。

实施例8

本实施例当中的发光二极管外延片与实施例1当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：

该第二GaN层的厚度为500 nm。

实施例9

本实施例当中的发光二极管外延片与实施例1当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：

该第二GaN层的厚度为100 nm。

实施例10

本实施例当中的发光二极管外延片与实施例1当中的发光二极管外延片的结构基本相同，不同之处在于：

该第二GaN层中Si掺浓度为5E18 atoms/cm³。

请参阅下表 1，所示为本发明上述实施例 1~10 对应的参数。

表1

将实施例1至实施例10中的产品，使用相同芯片工艺条件制备成10 mil*24 mil芯片，各实施例所得的芯片分别抽取300颗LED芯片，在120 mA/ 60 mA电流下测试，测得相对于常规芯片的光效提升率如表2中所示。结合上述表 1 和表 2 的数据可以明显看出，本发明实施例中的技术方案可以显著的提升光效，相对于常规芯片，本发明实施例可以提升光效1%~2%，且其他项电学性能良好。

表2

通过本发明本实施例结构的设计，该发光二极管外延片可以有效地提高量子阱的晶体质量，释放GaN层应力，减少应力对量子阱的影响，提升发光二极管的发光效率。

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、结构、材料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一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料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。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种发光二极管外延片，其特征在于，包括：衬底，在所述衬底上依次沉积的第一半导体层、应力调变层、多量子阱层以及第二半导体层，所述应力调变层包括依次层叠的AlGaN层、第一GaN层、第二GaN层、超晶格结构层和第三GaN层，所述超晶格结构层包括预设周期个交替生长的GaN垒层和InGaN阱层，所述第一GaN层的生长温度高于所述第二GaN层和所述超晶格结构层的生长温度，所述第三GaN层的生长温度由所述超晶格结构层的生长温度逐渐下降30~80℃，所述AlGaN层中Al组分为0.01~0.1。

2.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述AlGaN层的厚度为10~50nm，第一GaN层的厚度10~50 nm，第二GaN层的厚度为100~500 nm，所述GaN垒层的厚度5~20nm，所述InGaN阱层的厚度为1~5 nm，所述第三GaN层的厚度为1~10 nm。

3.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述第一GaN层中Si掺杂浓度为5E18~5E19 atoms/cm³，所述第二GaN层中Si掺杂浓度为5E17~5E18 atoms/cm³，所述GaN垒层中Si掺杂浓度为5E17~5E18 atoms/cm³，所述InGaN阱层中In组分为0.01~0.1，所述第三GaN层中Si掺杂浓度为1E17~1E18 atoms/cm³。

4.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述超晶格结构层中所述预设周期为1~10个。

5.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述AlGaN层的生长温度为1000~1100℃，所述第一GaN层生长温度为850~950℃、所述第二GaN层、所述GaN垒层和所述InGaN阱层的生长温度为830~930℃。

6.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述AlGaN层在第一混合气氛中生长得到，所述第一混合气氛包括N₂、H₂和NH₃，所述第一GaN层、所述第二GaN层、所述GaN垒层、所述InGaN阱层和所述第三GaN层在第二混合气氛中生长得到，所述第二混合气氛包括N₂和NH₃。

7.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述AlGaN层、所述第一GaN层、所述第二GaN层、所述GaN垒层、所述InGaN阱层和所述第三GaN层的生长压力为100~300torr。

8.一种发光二极管外延片的制备方法，其特征在于，包括，

提供一衬底；

在衬底上沉积缓冲层；

将沉积有缓冲层的衬底进行预处理；

在所述缓冲层上沉积非掺杂GaN层；

在非掺杂GaN层沉积N型GaN层；

在N型GaN层上沉积应力调变层；

在应力调变层上沉积多量子阱层；

在多量子阱层上沉积电子阻挡层；

在电子阻挡层上沉积P型GaN层；

其中，所述应力调变层包括依次层叠的AlGaN层、第一GaN层、第二GaN层、超晶格结构层和第三GaN层，所述超晶格结构层包括预设周期个交替生长的GaN垒层和InGaN阱层，所述第一GaN层的生长温度高于所述第二GaN层和所述超晶格结构层的生长温度，所述第三GaN层的生长温度由所述超晶格结构层的生长温度逐渐下降30~80℃，所述AlGaN层中Al组分为0.01~0.1。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述AlGaN层的生长温度为1000~1100℃，所述第一GaN层生长温度为850~950℃、所述第二GaN层、所述GaN垒层和所述InGaN阱层的生长温度为830~930℃。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述AlGaN层在第一混合气氛中生长，所述第一混合气氛包括N₂、H₂和NH₃，所述第一GaN层、所述第二GaN层、所述GaN垒层、所述InGaN阱层和所述第三GaN层在第二混合气氛中生长，所述第二混合气氛包括N₂和NH₃。

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