CN115799423B - 用于Mini-LED的外延片及其制备方法、Mini-LED - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于Mini‑LED的外延片及其制备方法、Mini‑LED，涉及半导体光电器件领域。用于Mini‑LED的外延片包括衬底和依次设于衬底上的缓冲层、U‑GaN层、N‑GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P‑GaN层，多量子阱层包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层；所述量子垒层包括依次层叠的第一二维InGaN层、三维GaN层、二维GaN层和第二二维InGaN层；其中，所述第一二维InGaN层中In组分的占比小于所述量子阱层中In组分的占比；所述第二二维InGaN层中In组分的占比小于所述量子阱层中In组分的占比。实施本发明，可提升Mini‑LED的光效和波长一致性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种用于Mini-LED的外延片及其制备方法、Mini-LED。
背景技术
目前，GaN基发光二极管已经大量应用于固态照明领域以及显示领域，吸引越来越多的人关注。多量子阱层是发光二极管的发光区域，通常由InGaN量子阱层和GaN量子垒层周期性层叠而成，是发光二级管实现高效率、高亮度的关键。但是，通常量子阱层和量子垒层之间存在严重的晶格失配，导致压电极化电场，使得电子和空穴波函数在空间上重叠减小，辐射复合几率下降，二极管内量子效率下降。此外，在极化场效应下，注入不同大小的电流后，发光波长会产生偏移，从而引起显示色差，尤其是In组分更高的黄绿光，由于极化效应更大，在注入不同大小的电流后，发光波长偏移会更严重。
尺寸更小的Mini-LED是现在LED显示、光通讯和光探测等领域的大趋势。由于Mini-LED尺寸小，对发光效率的要求也更高，并且使用电流变化更剧烈，所以对注入不同大小电流下波长一致性要求也更高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于Mini-LED的外延片及其制备方法，其可提升Mini-LED的光效和波长一致性。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种Mini-LED，其光效高、波长一致性强。
为了解决上述问题，本发明公开了一种用于Mini-LED的外延片，包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P-GaN层，所述多量子阱层包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层；所述量子垒层包括依次层叠的第一二维InGaN层、三维GaN层、二维GaN层和第二二维InGaN层；
其中，所述第一二维InGaN层中In组分的占比小于所述量子阱层中In组分的占比；所述第二二维InGaN层中In组分的占比小于所述量子阱层中In组分的占比。
作为上述技术方案的改进，所述第一二维InGaN层和所述第二二维InGaN层中In组分的占比为0.01-0.1。
作为上述技术方案的改进，所述第一二维InGaN层的厚度为0.5nm-2nm，所述第二二维InGaN层的厚度为0.5nm-2nm，所述三维GaN层的厚度为2nm-3nm，所述二维GaN层的厚度为0.5nm-2nm。
作为上述技术方案的改进，所述三维GaN层和所述二维GaN层之间还设有AlGaN层，所述AlGaN层中Al组分的占比为0.005-0.01。
作为上述技术方案的改进，所述AlGaN层中Al组分的占比为0.01-0.05，所述AlGaN层厚度为3nm-5nm；
所述第一二维InGaN层中In组分的占比为0.02-0.15，所述第二二维InGaN层中In组分的占比为0.02-0.15。
相应的，本发明还公开了一种用于Mini-LED的外延片的制备方法，用于制备上述的用于Mini-LED的外延片，其包括：
提供衬底，在所述衬底上依次生长缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P-GaN层；所述多量子阱层包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层，所述量子垒层包括依次层叠的第一二维InGaN层、三维GaN层、二维GaN层和第二二维InGaN层；
其中，所述第一二维InGaN层中In组分的占比小于所述量子阱层中In组分的占比；所述第二二维InGaN层中In组分的占比小于所述量子阱层中In组分的占比。
作为上述技术方案的改进，所述第一二维InGaN层生长时采用的V/III比为600-1200，所述三维GaN层生长时采用的V/III比为100-300，所述二维GaN层生长时采用的V/III比为300-600，所述第二二维InGaN层生长时采用的V/III比为600-1200。
作为上述技术方案的改进，所述第一二维InGaN层的生长温度为830℃-850℃，生长压力为100torr-150torr，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为（0.5-2）:1；
所述三维GaN层的生长温度为750℃-800℃，生长压力为300torr-500torr，生长时采用的MO源为TMGa，采用的载气为氮气；
所述二维GaN层的生长温度为870℃-930℃，生长压力为150torr-300torr，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为（0.5-2）:1；
所述第二二维InGaN层的生长温度为830℃-850℃，生长压力为100torr-150torr，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为（0.5-2）:1。
作为上述技术方案的改进，所述三维GaN层和所述二维GaN层之间还包括AlGaN层，所述AlGaN层生长时采用的V/III比为300-600，生长温度为870℃-930℃，生长压力为150torr-300torr，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为（0.5-2）:1。
相应的，本发明还公开了一种Mini-LED，其包括上述的用于Mini-LED的外延片。
实施本发明，具有如下有益效果：
1. 本发明的用于Mini-LED的外延片中，量子垒层包括依次层叠的第一二维InGaN层、三维GaN层、二维GaN层和第二二维InGaN层；其中，第一二维InGaN层中In组分的占比小于量子阱层中In组分的占比；第二二维InGaN层中In组分的占比小于量子阱层中In组分的占比。本发明在与量子阱层连接的两端使用低In组分的InGaN层，减少传统量子阱层与量子垒层直接接触产生的压应力，降低极化效应，增大电子和空穴波函数在空间上的重叠，提高了发光效率。此外，由于In原子的原子半径较大，Ga原子的原子半径较小，量子垒层中的晶格常数先逐渐减小再逐渐增大，缓解了整个多量子阱区对外延层张应力，减少多量子阱区的能带倾斜，降低了极化效应，提高了发光效率。并且，由于能带倾斜的减少，可以减少注入不同大小电流时波长产生的偏移。
2. 本发明的用于Mini-LED的外延片中，三维GaN层和二维GaN层之间还包括AlGaN层。一者，由于Al原子小于Ga原子，并且Al-N共价键强度强于Ga-N键，更有利于保持晶格完整性，得到晶格质量好的量子垒层，减少了多量子阱区缺陷，减少了多量子阱区的非辐射复合，增加了多量子阱区的发光效率。二者，引入AlGaN层后，量子垒层形成了依次层叠的第一二维InGaN层、三维GaN层、AlGaN层、二维GaN层和第二二维InGaN层的结构，由于In原子的原子半径最大，Ga原子次之，Al原子最小，进一步细化了量子垒层中的晶格常数逐渐减小再逐渐增大的趋势，缓解了整个多量子阱区对外延层张应力，减少多量子阱区的能带倾斜，以降低极化效应，提高发光效率，并且由于能带倾斜的减少，可以减少注入不同大小电流时波长产生的偏移。
附图说明
图1是本发明一实施例中用于Mini-LED的外延片的结构示意图；
图2是本发明一实施例中量子垒层的结构示意图；
图3是本发明另一实施例中量子垒层的结构示意图；
图4是本发明一实施例中用于Mini-LED的外延片的制备方法流程图。
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，下面对本发明作进一步地详细描述。
参考图1和图2，本发明公开了一种用于Mini-LED的外延片，包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、U-GaN层3、N-GaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P-GaN层7。其中，多量子阱层5包括多个交替层叠的量子阱层51和量子垒层52，堆叠周期数为3-15个。
其中，量子垒层52包括依次层叠的第一二维InGaN层521、三维GaN层522、二维GaN层523和第二二维InGaN层524。具体的，第一二维InGaN层521中In组分的占比小于量子阱层51中In组分的占比；第二二维InGaN层524中In组分的占比小于量子阱层51中In组分的占比。传统结构量子阱层生长结束后，由于高In组分导致晶体质量很差，具有非常多的缺陷，导致极化效应强，降低了发光效率。本发明在与量子阱层51连接的两端使用低In组分的InGaN层，减少传统量子阱层与量子垒层直接接触产生的压应力，降低极化效应，增大电子和空穴波函数在空间上的重叠，提高发光效率。此外，由于In原子的原子半径较大，Ga原子的原子半径较小，量子垒层中的晶格常数先逐渐减小再逐渐增大，缓解了整个多量子阱区对外延层张应力，减少多量子阱区的能带倾斜，降低了极化效应，提高了发光效率。并且，由于能带倾斜的减少，可以减少注入不同大小电流时波长产生的偏移。
具体的，第一二维InGaN层521和第二二维InGaN层524中In组分的占比为0.01-0.1，示例性的，第一二维InGaN层521和第二二维InGaN层524中In组分的占比为0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09，但不限于此。
具体的，第一二维InGaN层521的厚度为0.5nm-2nm，当其厚度＜0.5nm时，过渡作用较弱；当其厚度＞2nm时，量子垒层52的极化效应强，发光效率低。示例性的，第一二维InGaN层521的厚度为0.6nm、0.8nm、1.0nm、1.2nm、1.4nm、1.6nm、1.8nm，但不限于此。
其中，第二二维InGaN层524的厚度为0.5nm-2nm，当其厚度＜0.5nm时，难以起到有效过渡作用；当其厚度＞2nm时，量子垒层52的极化效应强，发光效率低。示例性的，第二二维InGaN层524的厚度为0.6nm、0.8nm、1.0nm、1.2nm、1.4nm、1.6nm、1.8nm，但不限于此。
其中，三维GaN层522的厚度为2nm-3nm，当其厚度＜2nm时，难以获得尺寸较大、具有较好C轴取向的GaN晶种，无法良好的降低螺旋错位的密度；当其厚度＞3nm时，会导致三维GaN层522的均匀性较差。示例性的，三维GaN层522的厚度为2.2nm、2.4nm、2.6nm、2.8nm，但不限于此。
其中，二维GaN层523的厚度为0.5nm-2nm，当其厚度＜0.5nm时，难以与三维GaN层522之间形成位错和缺陷的相互作用，无法使得位错在三维岛聚合界面处发生扭曲和湮灭；当其厚度＞2nm时，会带来过多的缺陷，降低发光效率。示例性的，二维GaN层523的厚度为0.6nm、0.8nm、1.0nm、1.2nm、1.4nm、1.6nm、1.8nm，但不限于此。
优选的，参考图3，在本发明的一个实施例中，三维GaN层522和二维GaN层523之间还包括AlGaN层525。基于这种设置，量子垒层52为依次层叠的第一二维InGaN层521、三维GaN层522、AlGaN层525、二维GaN层523、第二二维InGaN层524，一者，由于Al原子小于Ga原子，并且Al-N共价键强度强于Ga-N键，更有利于保持晶格完整性，得到晶格质量较好的量子垒层52，减少多量子阱层5内缺陷，减少多量子阱层5的非辐射复合，增加发光效率。二者，由于In原子的原子半径最大，Ga原子次之，Al原子最小，进一步细化了量子垒层52中的晶格常数逐渐减小再逐渐增大的趋势，缓解了整个多量子阱区对外延层张应力，减少多量子阱区的能带倾斜，以降低极化效应，提高发光效率，并且由于能带倾斜的减少，可以减少注入不同大小电流时波长产生的偏移。
具体的，在本发明的一个实施例中，AlGaN层525中Al组分的占比为0.005-0.01，示例性的，AlGaN层525中Al组分的占比为0.006、0.007、0.008、0.009，但不限于此。优选的，在本发明的一个实施例中，AlGaN层525中Al组分的占比为0.01-0.05，基于这种设置，更有利于保持晶格完整性，得到晶格质量好的量子垒层，也进一步提升了第一二维InGaN层521、第二二维InGaN层524中的In组分占比。具体的，第一二维InGaN层521和第二二维InGaN层524中In组分的占比为0.02-0.15，示例性的为0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14，但不限于此。
其中，AlGaN层525的厚度为3nm-5nm，示例性的，AlGaN层525的厚度为3.2nm、3.4nm、3.6nm、3.8nm、4.0nm、4.2nm、4.4nm、4.6nm、4.8nm，但不限于此。
其中，量子阱层51为InGaN层，但不限于此。量子阱层51中In组分占比为0.2-0.3（大于第一二维InGaN层521、第二二维InGaN层524中的In组分占比），示例性的为0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29，但不限于此。需要说明的是，本发明对于波长更长，In组分更高的黄绿光，发光效率提升和波长偏移减少效果更明显。其中，量子阱层51的厚度为2nm-5nm，示例性的为2.5nm、3.0nm、3.5nm、4.0nm、4.5nm，但不限于此。
其中，衬底1可为蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底，但不限于此。
其中，缓冲层2可为AlN层和/或AlGaN层，但不限于此。缓冲层2的厚度为20nm-100nm，示例性的为30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm或90nm，但不限于此。
其中，U-GaN层3的厚度300nm-800nm，示例性的为350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm或750nm，但不限于此。
其中，N-GaN层4的掺杂元素为Si，但不限于此。N-GaN层4的掺杂浓度为5×1018cm-3-1×1019cm-3，厚度为1μm-3μm。
其中，电子阻挡层6为AlGaN层或AlInGaN层，但不限于此。优选的，在本发明的一个实施例之中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层交替生长的周期性结构，周期数为3-15；其中，a为0.05-0.2，b为0.1-0.5。电子阻挡层6的厚度为20nm-100nm。
其中，P-GaN层7中的掺杂元素为Mg，但不限于此。P-GaN层7中Mg的掺杂浓度为5×1017cm-3-1×1020cm-3。P-GaN层7的厚度为200nm-300nm。
相应的，参考图4，本申请还公开了一种用于Mini-LED的外延片的制备方法，用于制备上述的用于Mini-LED的外延片，其包括以下步骤：
S100：提供衬底；
具体的，该衬底为蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底，但不限于此。优选的为蓝宝石衬底。
优选的，在本发明的一个实施例之中，将衬底加载至MOCVD中，在1000℃-1200℃、200torr-600torr、氢气气氛下退火5min-8min，以去除衬底表面的颗粒、氧化物等杂质。
S200：在衬底上生长缓冲层；
具体的，可采用MOCVD生长AlGaN层作为缓冲层，或采用PVD生长AlN层作为缓冲层，但不限于此。优选的，采用MOCVD生长AlGaN层，其生长温度为500℃-700℃，生长压力为200torr-400torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
S300：在缓冲层上生长U-GaN层；
具体地，在MOCVD中生长U-GaN层，生长温度为1100℃-1150℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
S400：在U-GaN层上生长N-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长N-GaN层，生长温度为1100℃-1150℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
S500：在N-GaN层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层，以形成多量子阱层。其中，量子阱层的生长温度为700℃-800℃，生长压力为100torr-500torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2作为载气，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源。
具体的，在本发明的一个实施例之中，生长量子垒层包括以下步骤：
S1：在量子阱上生长第一二维InGaN层；
具体的，在MOCVD中生长第一二维InGaN层。其生长条件与本领域常见的InGaN层的生长条件相同。本领域技术人员知晓，由于量子阱层已经形成了二维生长，因此，在此步骤中，采用现有技术即可形成良好的二维生长。
优选的，在本发明的一个实施例之中，第一二维InGaN层的生长温度为830℃-850℃，生长压力为100torr-150torr，V/III比为600-1200；生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为（0.5-2）:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
通过较低的生长温度，保护量子阱中的In组分，有利于In的并入；在较低的生长温度下，NH3的裂解率相对偏低，因此采用高V/III比保证第一二维InGaN层生长质量更好，表面更平整；通过低的生长压力，使得第一二维InGaN层尽量横向生长成平滑表面，减少量子垒层的晶格失配；采用TEGa作为MO源，由于TEGa长速慢，使得第一二维InGaN层更容易二维生长；采用氢气和氮气的混合气作为载气，有利于第一二维InGaN层横向生长。
S2：在第一二维InGaN层上生长三维GaN层；
具体的，可通过MOCVD生长-ICP刻蚀的工艺形成三维GaN层，但不限于此。优选的，在本发明的一个实施例之中，在MOCVD中生长三维GaN层，三维GaN层的生长温度为750℃-800℃，生长压力为300torr-500torr，V/III比为100-300；生长时采用的MO源为TMGa，采用的载气为氮气，通入NH3作为N源。
三维GaN层的生长温度很低，有利于其纵向生长；通过高的生长压力，获得尺寸较大且均匀的、具有较好C轴去向的GaN晶种，降低螺旋位错的密度；基于低的V/III比，使得三维GaN层更倾向于三维生长。采用TMGa作为MO源，由于TMGa长速快，使得三维GaN层更容易纵向生长；采用氮气作为载气，有利于三维GaN层纵向生长。
S3：在三维GaN层上生长AlGaN层；
具体的，在MOCVD中生长AlGaN层，其生长条件与本领域常见的AlGaN层的生长条件相同。优选的，在本发明的一个实施例之中，AlGaN层生长温度为870℃-930℃，生长压力为150torr-300torr，V/III比为300-600；生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为（0.5-2）:1，通入TMAl作为Al源，通入NH3作为N源。
AlGaN层的生长温度较高，有利于提高多量子阱区晶格质量；采用较高的V/III比，使得AlGaN层横向生长速率大于纵向生长速率，有利于位错在三维岛聚合界面处发生扭曲和湮灭；采用较低的生长压力，TEGa为MO源，氢气和氮气的混合气为载气，使得AlGaN层尽量横向生长，增强位错与缺陷的相互作用，减少多量子阱内的位错缺陷。
S4：在AlGaN层上生长二维GaN层；
具体的，在MOCVD中生长二维GaN层。其生长条件与本领域常见的GaN层的生长条件相同。优选的，在本发明的一个实施例之中，二维GaN层的生长温度为870℃-930℃，生长压力为150torr-300torr，V/III比为300-600，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为（0.5-2）:1，通入NH3作为N源。
二维GaN层通过较高的生长温度，有利于提高晶格质量；采用较高的V/III比，使得二维GaN层横向生长速率大于纵向生长速率，进一步减少位错缺陷；采用较低的生长压力，TEGa为MO源，氢气和氮气的混合气为载气，进一步增强位错与缺陷的相互作用，同时为第二二维InGaN层的生长做准备。
S5：在二维GaN层上生长第二二维InGaN层；
具体的，在MOCVD中生长第二二维InGaN层。其生长条件与本领域常见的InGaN层生长条件相同。优选的，在本发明的一个实施例之中，第二二维InGaN层生长温度为830℃-850℃，生长压力为100torr-150torr，V/III比600-1200，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为（0.5-2）:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
通过较低的生长温度，保护量子阱中的In组分，有利于In的并入，并且在较低的生长温度下，NH3的裂解率相对偏低，因此采用高V/III比保证第二二维InGaN层生长质量更好，表面更平整；通过低的生长压力，TEGa为MO源，氢气和氮气的混合气为载气，使得第二二维InGaN层尽量横向生长，起到良好的过渡作用，减少传统量子阱层与量子垒层直接接触产生的压应力，降低极化效应。
S600：在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层，作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度900℃-1000℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度900℃-1000℃，生长压力为100torr-500torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
S700：在电子阻挡层上生长P-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P-GaN层，生长温度为800℃-1000℃，生长压力为100torr-300torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
下面以具体实施例对本发明进行进一步说明：
实施例1
本实施例提供一种用于Mini-LED的外延片，参考图1、图2，其包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、U-GaN层3、N-GaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P-GaN层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，缓冲层2为AlGaN层，其厚度为30nm；U-GaN层3的厚度400nm。N-GaN层4中Si的掺杂浓度为7×1018cm-3，其厚度为2μm。
其中，多量子阱层5包括交替层叠的量子阱层51和量子垒层52，堆叠周期数为10个。每个量子垒层52包括依次层叠的第一二维InGaN层521、三维GaN层522、二维GaN层523和第二二维InGaN层524。
其中，量子阱层为InGaN层，In组分占比为0.2，单层厚度为3.0nm。
其中，第一二维InGaN层521中In组分占比为0.09，厚度为1nm；三维GaN层522厚度为2nm；二维GaN层523的厚度为1nm；第二二维InGaN层524中In组分占比为0.09，厚度为1nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P-GaN层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于Mini-LED的外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长缓冲层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为620℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在缓冲层上生长U-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长U-GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250tor，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在U-GaN层上生长N-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长N-GaN层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N-GaN层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2作为载气，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源。
每个量子垒层的制备方法为：
（Ⅰ）生长第一二维InGaN层；
具体的，采用MOCVD生长InGaN层，作为第一二维InGaN层。生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
（Ⅱ）在第一二维InGaN层上生长三维GaN层；
具体的，在MOCVD中生长GaN层，作为三维GaN层。生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入NH3作为N源。
（Ⅲ）在三维GaN层上生长二维GaN层；
具体的，在MOCVD中生长GaN层，作为二维GaN层。生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入NH3作为N源。
（Ⅳ）在二维GaN层上生长第二二维InGaN层；
具体的，在MOCVD中生长InGaN层，作为第二二维InGaN层。生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
（6）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层，作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（7）在电子阻挡层上生长P-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P-GaN层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
实施例2
本实施例提供一种用于Mini-LED的外延片，参考图1和图3，其包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、U-GaN层3、N-GaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P-GaN层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，缓冲层2为AlGaN层，其厚度为30nm；U-GaN层3的厚度400nm。N-GaN层4中Si的掺杂浓度为7×1018cm-3，其厚度为2μm。
其中，多量子阱层5包括交替层叠的量子阱层51和量子垒层52，堆叠周期数为10个。每个量子垒层52包括依次层叠的第一二维InGaN层521、三维GaN层522、AlGaN层525、二维GaN层523和第二二维InGaN层524。
其中，量子阱层为InGaN层，In组分占比为0.2，单层厚度为3.0nm。
其中，第一二维InGaN层521中In组分占比为0.09，厚度为1nm；三维GaN层522厚度为2nm；AlGaN层525中Al组分占比为0.009，厚度为4nm；二维GaN层523的厚度为1nm；第二二维InGaN层524中In组分占比为0.09，厚度为1nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P-GaN层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于Mini-LED的外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长缓冲层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为620℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在缓冲层上生长U-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长U-GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250tor，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在U-GaN层上生长N-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长N-GaN层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N-GaN层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2作为载气，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源。
每个量子垒层的制备方法为：
（Ⅰ）生长第一二维InGaN层；
具体的，采用MOCVD生长InGaN层，作为第一二维InGaN层。生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
（Ⅱ）在第一二维InGaN层上生长三维GaN层；
具体的，在MOCVD中生长GaN层，作为三维GaN层。生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入NH3作为N源。
（Ⅲ）在三维GaN层上生长AlGaN层；
具体的，在MOCVD中生长AlGaN层。AlGaN层生长时采用的V/III比为500。AlGaN层的生长温度为850℃，生长压力为250torr，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMAl作为Al源，通入NH3作为N源。
（Ⅳ）在AlGaN层上生长二维GaN层；
具体的，在MOCVD中生长GaN层，作为二维GaN层。生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入NH3作为N源。
（Ⅴ）在二维GaN层上生长第二二维InGaN层；
具体的，在MOCVD中生长InGaN层，作为第二二维InGaN层。生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
（6）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层，作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（7）在电子阻挡层上生长P-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P-GaN层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
实施例3
本实施例提供一种用于Mini-LED的外延片，参考图1和图3，其包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、U-GaN层3、N-GaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P-GaN层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，缓冲层2为AlGaN层，其厚度为30nm；U-GaN层3的厚度400nm。N-GaN层4中Si的掺杂浓度为7×1018cm-3，其厚度为2μm。
其中，多量子阱层5包括交替层叠的量子阱层51和量子垒层52，堆叠周期数为10个。每个量子垒层52包括依次层叠的第一二维InGaN层521、三维GaN层522、AlGaN层525、二维GaN层523和第二二维InGaN层524。
其中，量子阱层为InGaN层，In组分占比为0.28，单层厚度为3.0nm。
其中，第一二维InGaN层521中In组分占比为0.12，厚度为1nm；三维GaN层522厚度为2nm；AlGaN层525中Al组分占比为0.025，厚度为4nm；二维GaN层523的厚度为1nm；第二二维InGaN层524中In组分占比为0.12，厚度为1nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P-GaN层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于Mini-LED的外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长缓冲层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为620℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在缓冲层上生长U-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长U-GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250tor，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在U-GaN层上生长N-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长N-GaN层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N-GaN层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2作为载气，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源。
每个量子垒层的制备方法为：
（Ⅰ）生长第一二维InGaN层；
具体的，采用MOCVD生长InGaN层，作为第一二维InGaN层。生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
（Ⅱ）在第一二维InGaN层上生长三维GaN层；
具体的，在MOCVD中生长GaN层，作为三维GaN层。生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入NH3作为N源。
（Ⅲ）在三维GaN层上生长AlGaN层；
具体的，在MOCVD中生长AlGaN层。AlGaN层生长时采用的V/III比为500。AlGaN层的生长温度为850℃，生长压力为250torr，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMAl作为Al源，通入NH3作为N源。
（Ⅳ）在AlGaN层上生长二维GaN层；
具体的，在MOCVD中生长GaN层，作为二维GaN层。生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入NH3作为N源。
（Ⅴ）在二维GaN层上生长第二二维InGaN层；
具体的，在MOCVD中生长InGaN层，作为第二二维InGaN层。生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
（6）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层，作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（7）在电子阻挡层上生长P-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P-GaN层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
实施例4
本实施例提供一种用于Mini-LED的外延片，参考图1和图3，其包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、U-GaN层3、N-GaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P-GaN层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，缓冲层2为AlGaN层，其厚度为30nm；U-GaN层3的厚度400nm。N-GaN层4中Si的掺杂浓度为7×1018cm-3，其厚度为2μm。
其中，多量子阱层5包括交替层叠的量子阱层51和量子垒层52，堆叠周期数为10个。每个量子垒层52包括依次层叠的第一二维InGaN层521、三维GaN层522、AlGaN层525、二维GaN层523和第二二维InGaN层524。
其中，量子阱层为InGaN层，In组分占比为0.28，单层厚度为3.0nm。
其中，第一二维InGaN层521中In组分占比为0.12，厚度为1nm；三维GaN层522厚度为2nm；AlGaN层525中Al组分占比为0.025，厚度为4nm；二维GaN层523的厚度为1nm；第二二维InGaN层524中In组分占比为0.12，厚度为1nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P-GaN层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于Mini-LED的外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长缓冲层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为620℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在缓冲层上生长U-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长U-GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250tor，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在U-GaN层上生长N-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长N-GaN层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N-GaN层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2作为载气，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源。
每个量子垒层的制备方法为：
（Ⅰ）生长第一二维InGaN层；
具体的，采用MOCVD生长InGaN层，作为第一二维InGaN层。生长时采用的V/III比为1000，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
（Ⅱ）在第一二维InGaN层上生长三维GaN层；
具体的，在MOCVD中生长GaN层，作为三维GaN层。生长时采用的V/III比为200，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入NH3作为N源。
（Ⅲ）在三维GaN层上生长AlGaN层；
具体的，在MOCVD中生长AlGaN层。AlGaN层生长时采用的V/III比为400。AlGaN层的生长温度为850℃，生长压力为250torr，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMAl作为Al源，通入NH3作为N源。
（Ⅳ）在AlGaN层上生长二维GaN层；
具体的，在MOCVD中生长GaN层，作为二维GaN层。生长时采用的V/III比为400，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入NH3作为N源。
（Ⅴ）在二维GaN层上生长第二二维InGaN层；
具体的，在MOCVD中生长InGaN层，作为第二二维InGaN层。生长时采用的V/III比为1000，生长温度为850℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
（6）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层，作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（7）在电子阻挡层上生长P-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P-GaN层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
实施例5
本实施例提供一种用于Mini-LED的外延片，参考图1和图3，其包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、U-GaN层3、N-GaN层4、多量子阱层5、电子阻挡层6和P-GaN层7。
其中，衬底1为蓝宝石衬底，缓冲层2为AlGaN层，其厚度为30nm；U-GaN层3的厚度400nm。N-GaN层4中Si的掺杂浓度为7×1018cm-3，其厚度为2μm。
其中，多量子阱层5包括交替层叠的量子阱层51和量子垒层52，堆叠周期数为10个。每个量子垒层52包括依次层叠的第一二维InGaN层521、三维GaN层522、AlGaN层525、二维GaN层523和第二二维InGaN层524。
其中，量子阱层为InGaN层，In组分占比为0.28，单层厚度为3.0nm。
其中，第一二维InGaN层521中In组分占比为0.12，厚度为1nm；三维GaN层522厚度为2nm；AlGaN层525中Al组分占比为0.025，厚度为4nm；二维GaN层523的厚度为1nm；第二二维InGaN层524中In组分占比为0.12，厚度为1nm。
其中，电子阻挡层6为AlaGa1-aN层（a=0.12）和InbGa1-bN层（b=0.3）交替生长的周期性结构，其周期数为8，单个AlaGa1-aN层的厚度为6nm，单个InbGa1-bN层的厚度为6nm。P-GaN层7的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为3.5×1019cm-3，厚度为240nm。
本实施例中用于Mini-LED的外延片的制备方法，包括以下步骤：
（1）提供衬底；将衬底加载至MOCVD中，在1120℃、400torr、氢气气氛下退火6min。
（2）在衬底上生长缓冲层；
具体的，采用MOCVD生长AlGaN层，生长温度为620℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。
（3）在缓冲层上生长U-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长U-GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为250tor，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（4）在U-GaN层上生长N-GaN层；
具体地，采用MOCVD生长N-GaN层，生长温度为1120℃，生长压力为150torr；生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入SiH4作为N型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
（5）在N-GaN层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长量子阱层和量子垒层，得到多量子阱层；
其中，量子阱层的生长温度为750℃，生长压力为300torr，生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2作为载气，通入TEGa作为Ga源，通入TMIn作为In源。
每个量子垒层的制备方法为：
（Ⅰ）生长第一二维InGaN层；
具体的，采用MOCVD生长InGaN层，作为第一二维InGaN层。生长时采用的V/III比为1000，生长温度为840℃，生长压力为120torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
（Ⅱ）在第一二维InGaN层上生长三维GaN层；
具体的，在MOCVD中生长GaN层，作为三维GaN层。生长时采用的V/III比为200，生长温度为770℃，生长压力为400torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TMGa作为Ga源，采用的载气为氮气，通入NH3作为N源。
（Ⅲ）在三维GaN层上生长AlGaN层；
具体的，在MOCVD中生长AlGaN层。AlGaN层生长时采用的V/III比为400。AlGaN层的生长温度为900℃，生长压力为200torr，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMAl作为Al源，通入NH3作为N源。
（Ⅳ）在AlGaN层上生长二维GaN层；
具体的，在MOCVD中生长GaN层，作为二维GaN层。生长时采用的V/III比为400，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入NH3作为N源。
（Ⅴ）在二维GaN层上生长第二二维InGaN层；
具体的，在MOCVD中生长InGaN层，作为第二二维InGaN层。生长时采用的V/III比为1000，生长温度为840℃，生长压力为120torr。生长时，在MOCVD反应室中通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
（6）在多量子阱层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中周期性生长AlaGa1-aN层和InbGa1-bN层，作为电子阻挡层。其中，AlaGa1-aN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMAl作为Al源，通入TMGa作为Ga源。InbGa1-bN层的生长温度950℃，生长压力为250torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，以N2和H2作为载气，通入TMIn作为In源，通入TMGa作为Ga源。
（7）在电子阻挡层上生长P-GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P-GaN层，生长温度为900℃，生长压力为200torr。生长时，在MOCVD反应室中通入NH3作为N源，通入Cp2Mg作为P型掺杂源；以H2和N2作为载气，通入TMGa作为Ga源。
对比例1
本对比例提供一种用于Mini-LED的外延片，其与实施例1的区别在于，量子垒层52为GaN层，厚度为5nm，生长时采用的V/III比为500，生长温度为850℃，生长压力为250torr，通入TEGa作为Ga源，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为1:1，通入TMIn作为In源，通入NH3作为N源。
对比例2
本对比例提供一种用于Mini-LED的外延片，其与实施例1的区别在于，第一二维InGaN层中In组分的占比为0.21；第二二维InGaN层中In组分的占比为0.21，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种用于Mini-LED的外延片，其与实施例1的区别在于，量子垒层52中不包括第一二维InGaN层521和第二二维InGaN层524。相应的，在制备方法中，也不设置以上两个层的制备步骤，其余均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供一种用于Mini-LED的外延片，其与实施例1的区别在于，量子垒层52中不包括第一二维InGaN层521。相应的，在制备方法中，也不设置该层的制备步骤，其余均与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供一种用于Mini-LED的外延片，其与实施例1的区别在于，量子垒层52中不包括第二二维InGaN层524。相应的，在制备方法中，也不设置该层的制备步骤，其余均与实施例1相同。
将实施例1-5，对比例1-5所得的用于Mini-LED的外延片进行测试，具体测试方法如下：
（1）测试其亮度；
（2）将外延片进行电致荧光测试（具体参李阳锋. GaN基黄绿光LED外延生长及多量子阱中载流子输运特性研究[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所),2017.），测试电流分别为1mA和5mA，得到不同测试电流下的波长，波长偏移按照下式计算：
波长偏移=测试波长1（1mA）-测试波长2（5mA）。
具体结果如下：
由表中可以看出，一者，当将传统的量子垒层（对比例1）变更为本发明中的量子垒层结构时，亮度由1.89mW提升至2.10mW，表明本发明中的量子垒层可有效提升亮度；二者，当将传统的量子垒层（对比例1）变更为本发明中的量子垒层结构时，注入不同大小的电流产生的波长偏移由7.6nm减小至4.6nm，表明本发明中的量子垒层结构可以有效提高波长一致性。
此外，通过实施例1与对比例2-5的对比可以看出，当变更本申请中的量子垒层结构时，难以有效起到提升亮度和提高波长一致性的效果。
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于Mini-LED的外延片，包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P-GaN层，所述多量子阱层包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层；其特征在于，所述量子垒层包括依次层叠的第一二维InGaN层、三维GaN层、二维GaN层和第二二维InGaN层；
其中，所述第一二维InGaN层中In组分的占比小于所述量子阱层中In组分的占比；所述第二二维InGaN层中In组分的占比小于所述量子阱层中In组分的占比；
所述第一二维InGaN层的厚度为0.5nm-2nm，所述第二二维InGaN层的厚度为0.5nm-2nm，所述三维GaN层的厚度为2nm-3nm，所述二维GaN层的厚度为0.5nm-2nm。
2.如权利要求1所述的用于Mini-LED的外延片，其特征在于，所述第一二维InGaN层和所述第二二维InGaN层中In组分的占比为0.01-0.1。
3.如权利要求1所述的用于Mini-LED的外延片，其特征在于，所述第一二维InGaN层的厚度为1nm，所述第二二维InGaN层的厚度为1nm，所述三维GaN层的厚度为2nm，所述二维GaN层的厚度为1nm。
4.如权利要求1~3任一项所述的用于Mini-LED的外延片，其特征在于，所述三维GaN层和所述二维GaN层之间还设有AlGaN层，所述AlGaN层中Al组分的占比为0.005-0.01。
5.如权利要求4所述的用于Mini-LED的外延片，其特征在于，所述AlGaN层中Al组分的占比为0.01-0.05，所述AlGaN层厚度为3nm-5nm；
所述第一二维InGaN层中In组分的占比为0.02-0.15，所述第二二维InGaN层中In组分的占比为0.02-0.15。
6.一种用于Mini-LED的外延片的制备方法，用于制备如权利要求1-5任一项所述的用于Mini-LED的外延片，其特征在于，包括：
提供衬底，在所述衬底上依次生长缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子阱层、电子阻挡层和P-GaN层；所述多量子阱层包括多个交替层叠的量子阱层和量子垒层，所述量子垒层包括依次层叠的第一二维InGaN层、三维GaN层、二维GaN层和第二二维InGaN层；
其中，所述第一二维InGaN层中In组分的占比小于所述量子阱层中In组分的占比；所述第二二维InGaN层中In组分的占比小于所述量子阱层中In组分的占比；
所述第一二维InGaN层的厚度为0.5nm-2nm，所述第二二维InGaN层的厚度为0.5nm-2nm，所述三维GaN层的厚度为2nm-3nm，所述二维GaN层的厚度为0.5nm-2nm。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一二维InGaN层生长时采用的V/III比为600-1200，所述三维GaN层生长时采用的V/III比为100-300，所述二维GaN层生长时采用的V/III比为300-600，所述第二二维InGaN层生长时采用的V/III比为600-1200。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一二维InGaN层的生长温度为830℃-850℃，生长压力为100torr-150torr，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为（0.5-2）:1；
所述三维GaN层的生长温度为750℃-800℃，生长压力为300torr-500torr，生长时采用的MO源为TMGa，采用的载气为氮气；
所述二维GaN层的生长温度为870℃-930℃，生长压力为150torr-300torr，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为（0.5-2）:1；
所述第二二维InGaN层的生长温度为830℃-850℃，生长压力为100torr-150torr，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为（0.5-2）:1。
9.如权利要求6~8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述三维GaN层和所述二维GaN层之间还包括AlGaN层，所述AlGaN层生长时采用的V/III比为300-600，生长温度为870℃-930℃，生长压力为150torr-300torr，生长时采用的MO源为TEGa，采用的载气为氢气和氮气的混合气，其中氢气和氮气的体积比为（0.5-2）:1。
10.一种Mini-LED，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的用于Mini-LED的外延片。
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