CN116093220A - 发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管，涉及半导体光电器件领域。发光二极管外延片包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、插入层、电子阻挡层、P型GaN层；所述插入层包括AlN层和超晶格层，所述超晶格层包括依次层叠的P‑AlN层、P‑InN层和P‑GaN层，其周期数≥2。实施本发明，可提升发光二极管的发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种发光二极管外延片及其制备方法、发光二极管。
背景技术
GaN材料获得P型材料的难度要比获得N型材料的难度大很多，严重制约了GaN材料与器件发展。尽管目前GaN的P型掺杂已取得了突破性进展，但至今仍存在P型杂质活化率低、难以实现高空穴浓度(>1019cm-3)等问题。这主要是由于Mg在GaN中的溶解度较低，当掺杂浓度达到一定程度后，再增加Mg杂质浓度，Mg会形成Mg-N络合物而不会进入GaN晶格，并表现出施主特性，产生严重的自补偿效应，大大降低活化Mg的浓度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管外延片及其制备方法，其可提升发光二极管的发光效率。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种发光二极管，其发光效率高。
为了解决上述问题，本发明公开了一种发光二极管外延片，其包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、插入层、电子阻挡层、P型GaN层；
所述插入层包括AlN层和超晶格层，所述超晶格层包括依次层叠的P-AlN层、P-InN层和P-GaN层，其周期数≥2。
作为上述技术方案的改进，所述AlN层的厚度为1～10nm，所述超晶格层的厚度为1～20nm。
作为上述技术方案的改进，所述超晶格层中，所述P-AlN层、P-InN层、P-GaN层的厚度比为1:(1～5):(1～5)。
作为上述技术方案的改进，所述P-AlN层的掺杂浓度为1×1018～1×1021cm-3，所述P-InN层的掺杂浓度为1×1018～1×1021cm-3，所述P-GaN层的掺杂浓度为1×1018～1×1021cm-3。
作为上述技术方案的改进，所述超晶格层的周期数为3～10。
相应的，本发明还公开了一种发光二极管的制备方法，用于制备上述的发光二极管外延片，其包括：
提供衬底，在所述衬底上依次生长缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、插入层、电子阻挡层和P型GaN层；
所述插入层包括AlN层和超晶格层，所述超晶格层包括依次层叠的P-AlN层、P-InN层和P-GaN层，其周期数≥2。
作为上述技术方案的改进，所述AlN层的生长温度为800～900℃，生长压力为50～300torr；
所述超晶格层的生长温度为700～800℃，生长压力为50～300torr。
作为上述技术方案的改进，所述超晶格层中P-GaN层的生长温度大于所述P-AlN层、P-InN层的生长温度。
作为上述技术方案的改进，所述AlN层的生长气氛为N2与NH3的混合气体，且N2与NH3的体积比为(0.5～2):1；
所述超晶格层的生长气氛为N2、H2与NH3的混合气体，且N2、H2和NH3的体积比为：1:(10～20):(5～10)。
相应的，本发明还公开了一种发光二极管，其包括上述的发光二极管外延片。
实施本发明，具有如下有益效果：
1.本发明的发光二极管外延片，在多量子阱层与电子阻挡层之间设有插入层，该插入层包括AlN层和超晶格层，超晶格层包括多个依次层叠的P-AlN层、P-InN层和P-GaN层。其中，AlN层减少电子向超晶格层的溢流，减少电子与空穴发生非辐射复合。超晶格层中P-AlN层的禁带宽度大，会形成势垒层，进一步阻挡电子溢流。超晶格层中P-InN层的禁带宽度较低，会形成势阱层，将产生空穴暂时储存，此外，P-InN层中引入了In，其可降低Mg的激活能，提高活化Mg浓度，增加产生空穴的数量。超晶格层中P-GaN层则可提供较多的空穴。三者组成的超晶格层能够保证空穴均匀地注入多量子阱层，提升电子、空穴的复合效率，提升发光效率。
2.本发明的发光二极管中，超晶格层的生长温度较低，可提升Mg掺浓度。同时，通过控制生长气氛为N2、NH3和H2的混合气体，通过在低温下形成Mg-H复合，进一步提升了掺Mg的浓度。更进一步的，通过提高P-GaN层的生长温度，可打断Mg-H激活掺杂的Mg，提升掺Mg浓度。
附图说明
图1是本发明一实施例中发光二极管外延片的结构示意图；
图2是本发明一实施例中插入层的结构示意图；
图3是本发明一实施例中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，本发明公开了一种发光二极管外延片，包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、非掺杂GaN层3、N型GaN层4、多量子阱层5、插入层6、电子阻挡层7和P型GaN层8；其中，插入层6包括AlN层61和超晶格层62，超晶格层62包括多个依次层叠的P-AlN层621、P-InN层622和P-GaN层633，其周期数≥2。基于上述结构，AlN层61减少电子向超晶格层的溢流，减少电子与空穴发生非辐射复合。超晶格层62中P-AlN层621的禁带宽度大，会形成势垒层，进一步阻挡电子溢流，同时因为P-AlN层621掺杂了Mg，可增加空穴产生数量。超晶格层62中P-InN层622的禁带宽度较低，会形成势阱层，将产生空穴暂时储存，此外，P-InN层622中引入了In，其可降低Mg的激活能，提高活化Mg浓度，增加产生空穴的数量。超晶格层62中P-GaN层623可提供较多的空穴。三者组成的超晶格层能够保证空穴均匀地注入多量子阱层，提升电子、空穴的复合效率，提升发光效率。
其中，AlN层61的厚度为0.5～15nm，当其厚度＜0.5nm时，难以有效阻挡电子溢流；当其厚度＞15nm时，空穴注入多量子阱层5的效率降低，降低发光效率。示例性的，AlN层61的厚度为0.8nm、1.4nm、3nm、4.5nm、6nm、10nm、11nm、12.4nm或13nm，但不限于此。优选的为1～10nm。
其中，超晶格层62的厚度为0.5～30nm，示例性的为1.5nm、5nm、12nm、18nm、20nm、24nm或28nm，但不限于此。优选的，超晶格层62的厚度为1～20nm。
具体的，超晶格层62中P-AlN层621、P-InN层622、P-GaN层623的厚度比为(1～2):(1～5):(1～5)，通过控制三者的厚度比，一者可保证超晶格层62整体的晶体质量；二者可有效提升提高活化Mg的浓度，提升空穴电子的辐射复合，提升发光效率。示例性的，超晶格层62中P-AlN层621、P-InN层622、P-GaN层623的厚度比1:2:3、2:1:1.5、1.5:3:4、1.8:3:2或1:3:4，但不限于此。优选的，P-AlN层621、P-InN层622、P-GaN层623的厚度比为1:(1～5):(1～5)。
具体的，超晶格层62中P-AlN层621的P型掺杂元素为Mg或Be，但不限于此。优选的为Mg，其掺杂浓度为1×1018～1×1021cm-3。通过引入P型掺杂的AlN层，在阻挡残余电子的同时也可提供空穴，增加空穴数量。优选的，P-AlN层621的掺杂浓度为1×1018～3×1019cm-3，且其掺杂浓度小于P-InN层622、P-GaN层623的掺杂浓度。基于这种设置，P-AlN层62层还可起到加速空穴的作用，提升空穴注入多量子阱层5的效率。
具体的，超晶格层62中P-InN层622的P型掺杂元素为Mg或Be，但不限于此。优选的为Mg，其掺杂浓度为1×1018～1×1021cm-3。P型InN层63中引入了In，可进一步提升Mg掺杂浓度。优选的，P型InN层63的掺杂浓度为5×1019～5×1020cm-3。
具体的，超晶格层62中P-GaN层623的P型掺杂元素为Mg或Be，但不限于此。优选的为Mg，其掺杂浓度为1×1018～1×1021cm-3。优选的为8×1019～1×1021cm-3。
其中，超晶格层62的周期数为2～15，通过控制周期数，可提升空穴注入量子阱的均匀程度，提升发光均匀度。示例性的，超晶格层62的周期数为3、4、5、7、9、11或14，但不限于此。优选的，超晶格层62的周期数为3～10。
其中，衬底1可为蓝宝石衬底、SiO2-蓝宝石复合衬底、硅衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底或氧化锌衬底，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10～50nm，示例性的为13nm、17nm、21nm、36nm、39nm、43nm或48nm，但不限于此。缓冲层2提供了与衬底1取向相同的成核中心，释放了GaN和衬底1之间的晶格失配产生的应力以及热膨胀系数失配所产生的热应力，进一步的生长提供了平整的成核表面，减少其成核生长的接触角使岛状生长的GaN晶粒在较小的厚度内能连成面，转变为二维外延生长。
其中，非掺杂GaN层3的厚度1～5μm，示例性的为1.2μm、1.6μm、2.2μm、2.8μm、3.5μm、4.2μm或4.7μm，但不限于此。非掺杂GaN层的晶体质量较优，随着GaN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。
其中，N型GaN层4的掺杂元素为Si，但不限于此。N型GaN层4的掺杂浓度为1×1019～5×1019cm-3，厚度为2～3μm。
其中，多量子阱层5为交替堆叠的InGaN阱层和AlGaN垒层，堆叠周期数6～12。单个InGaN阱层的厚度为2～5nm。单个AlGaN垒层的厚度为5～15nm。
其中，电子阻挡层7为AlαInβGaN层；其中，α为0.005～0.1，β为0.01～0.2。电子阻挡层7的厚度为10～40nm。该电子阻挡层7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。
其中，P型GaN层8中的掺杂元素为Mg或Be，但不限于此。优选的为Mg。P型GaN层8的掺杂浓度为2×1019～1×1021cm-3。P型GaN层8的厚度为10～50nm。
相应的，参考图3，本发明还公开了一种发光二极管外延片的制备方法，其用于制备上述的发光二极管外延片，其包括以下步骤：
S1：提供衬底；
S2：在衬底上生长缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、插入层、电子阻挡层和P型GaN层；
具体的，S2包括：
S21：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PVD生长AlN层作为缓冲层。生长完成后将衬底加载至MOCVD中，在H2气氛、1000～1200℃、100～300torr调价下预处理1～10min，再进行氮化处理。
S22：在缓冲层上生长非掺杂GaN层；
具体地，在本发明的一个实施例之中，在MOCVD中生长非掺杂GaN层，生长温度为1050～1200℃，生长压力为50～500torr。
S23：在非掺杂GaN层上生长N型GaN层；
具体的，在本发明的一个实施例之中，在MOCVD中生长N型GaN层，生长温度为1050～1200℃，生长压力为50～500torr。
S24：在N型GaN层上生长多量子阱层；
具体的，在本发明的一个实施例之中，在MOCVD中周期性生长InGaN阱层和AlGaN垒层，以形成多量子阱层。其中，InGaN阱层的生长温度为790～810℃，生长压力为50～300torr。AlGaN垒层的生长温度为800～900℃，生长压力为50～300torr。
S25：在多量子阱层上生长插入层；
具体的，S25包括：
S251：在多量子阱层上生长AlN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，在本发明的一个实施例之中，采用MOCVD生长AlN层，其生长温度为800～900℃，生长压力为50～300torr。通过上述条件生长的AlN层的晶体质量较高，可较好地阻挡电子。
更优选的，在本发明的一个实施例中，AlN层的生长气氛为N2与NH3的混合气体，且N2与NH3的体积比为(0.5～2):1，示例性的为0.7:1、1:1、1.2:1、1.5:1或1.8:1，但不限于此。通过控制AlN层的生长气氛，可进一步提升AlN层的晶体质量。
S252：在AlN层上生长超晶格层；
具体的，在本发明的一个实施例之中，采用MOCVD周期性生长P-AlN层、P-InN层和P-GaN层。三者的生长温度均为为700～800℃，生长压力均为50～300torr。采用较低的生长温度可提高Mg的掺杂浓度。优选的，在本发明的一个实施例之中，超晶格层62中P-GaN层623的生长温度大于P-AlN层621、P-InN层622的生长温度，以对前期生长过程中形成Mg-H键进行退火，以打断Mg-H激活掺杂的Mg。
优选的，在本发明的一个实施例之中，超晶格层的生长气氛为N2、H2与NH3的混合气体，且N2、H2和NH3的体积比为1:(10～20):(5～10)。通过引入H2可形成Mg-H键，而低温下Mg-H的成键能量远低于Mg-N，因此在低温生长时生长引入H2可以提高Mg的掺杂浓度。
S26：在插入层上生长电子阻挡层；
具体的，在本发明的一个实施例之中，在MOCVD中生长电子阻挡层。其生长温度为900～1000℃，生长压力100～300torr。
S27：在电子阻挡层上生长P型GaN层；
具体的，在本发明的一个实施例之中，在MOCVD中生长P型GaN层，生长温度为900～1100℃，生长压力为100～600torr。
下面以具体实施例对本发明进行进一步说明：
实施例1
本实施例提供一种发光二极管外延片，参考图1和图2，其包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、非掺杂GaN层3、N型GaN层4、多量子阱层5、插入层6、电子阻挡层7和P型GaN层8。
其中，衬底1为蓝宝石衬底；缓冲层2为AlN层，其厚度为15nm；非掺杂GaN层3的厚度2.2μm；N型GaN层4中Si的掺杂浓度为2.5×1019cm-3，其厚度为2.5μm。
其中，多量子阱层5为交替堆叠的InGaN阱层和AlGaN垒层形成的周期性结构，堆叠周期数为10，单个InGaN阱层的厚度为3.5nm，单个AlGaN垒层的厚度为9.8nm。
其中，插入层6包括依次层叠的AlN层61和超晶格层62，超晶格层62包括多个依次层叠的P-AlN层621、P-InN层622和P-GaN层633，其周期数为8。其中，AlN层61的厚度为2nm，超晶格层62的厚度为5nm，P-AlN层621、P-InN层622和P-GaN层633的厚度比为1:1:1。P-AlN层621、P-InN层622和P-GaN层633的掺杂元素均为Mg，掺杂浓度均为5×1018cm-3。
其中，电子阻挡层7为为AlαInβGaN层(α＝0.04，β＝0.01)，其厚度为15nm。P型GaN层8的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为2×1020cm-3，厚度为15nm。
本实施例中发光二极管外延片的制备方法包括以下步骤：
(1)提供衬底；
(2)在衬底上生长缓冲层；
具体的，通过PVD生长AlN层，然后将衬底加载至MOCVD中，在1150℃、200torr、H2气氛下退火6min，再进行氮化处理。
(3)在缓冲层上生长非掺杂GaN层；
具体地，在MOCVD中生长非掺杂GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为150torr。
(4)在非掺杂GaN层上生长N型GaN层；
具体的，在MOCVD中生长N型GaN层，生长温度为1120℃，生长压力为100torr。
(5)在N型GaN层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长InGaN阱层和AlGaN垒层，以形成多量子阱层。其中，InGaN阱层的生长温度为795℃，生长压力为200torr。AlGaN垒层的生长温度为855℃，生长压力为200torr。
(6)在多量子阱层上生长AlN层；
具体的，采用MOCVD生长AlN层，其生长温度为840℃，生长压力为100torr，生长气氛为N2与NH3的混合气体，且N2与NH3的体积比为1.5:1。
(7)在AlN层上生长超晶格层；
具体的，采用MOCVD周期性生长P-AlN层、P-InN层和P-GaN层。三者的生长温度均为为760℃，生长压力均为150torr。三者的生长气氛均为N2与NH3的混合气体，且N2与NH3的体积比为1.5:1。
(8)在超晶格层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中生长电子阻挡层。其生长温度为965℃，生长压力200torr。
(9)在电子阻挡层上生长P型GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P型GaN层。其生长温度为985℃，生长压力200torr。
实施例2
本实施例提供一种发光二极管外延片，参考图1和图2，其包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、非掺杂GaN层3、N型GaN层4、多量子阱层5、插入层6、电子阻挡层7和P型GaN层8。
其中，衬底1为蓝宝石衬底；缓冲层2为AlN层，其厚度为15nm；非掺杂GaN层3的厚度2.2μm；N型GaN层4中Si的掺杂浓度为2.5×1019cm-3，其厚度为2.5μm。
其中，多量子阱层5为交替堆叠的InGaN阱层和AlGaN垒层形成的周期性结构，堆叠周期数为10，单个InGaN阱层的厚度为3.5nm，单个AlGaN垒层的厚度为9.8nm。
其中，插入层6包括依次层叠的AlN层61和超晶格层62，超晶格层62包括多个依次层叠的P-AlN层621、P-InN层622和P-GaN层633，其周期数为8。其中，AlN层61的厚度为2nm，超晶格层62的厚度为5nm，P-AlN层621、P-InN层622和P-GaN层633的厚度比为1:2:3。P-AlN层621、P-InN层622和P-GaN层633的掺杂元素均为Mg，掺杂浓度均为5×1018cm-3。
其中，电子阻挡层7为为AlαInβGaN层(α＝0.04，β＝0.01)，其厚度为15nm。P型GaN层8的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为2×1020cm-3，厚度为15nm。
本实施例中发光二极管外延片的制备方法包括以下步骤：
(1)提供衬底；
(2)在衬底上生长缓冲层；
具体的，通过PVD生长AlN层，然后将衬底加载至MOCVD中，在1150℃、200torr、H2气氛下退火6min，再进行氮化处理。
(3)在缓冲层上生长非掺杂GaN层；
具体地，在MOCVD中生长非掺杂GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为150torr。
(4)在非掺杂GaN层上生长N型GaN层；
具体的，在MOCVD中生长N型GaN层，生长温度为1120℃，生长压力为100torr。
(5)在N型GaN层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长InGaN阱层和AlGaN垒层，以形成多量子阱层。其中，InGaN阱层的生长温度为795℃，生长压力为200torr。AlGaN垒层的生长温度为855℃，生长压力为200torr。
(6)在多量子阱层上生长AlN层；
具体的，采用MOCVD生长AlN层，其生长温度为840℃，生长压力为100torr，生长气氛为N2与NH3的混合气体，且N2与NH3的体积比为1.5:1。
(7)在AlN层上生长超晶格层；
具体的，采用MOCVD周期性生长P-AlN层、P-InN层和P-GaN层。三者的生长温度均为为760℃，生长压力均为150torr。三者的生长气氛均为N2与NH3的混合气体，且N2与NH3的体积比为1.5:1。
(8)在超晶格层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中生长电子阻挡层。其生长温度为965℃，生长压力200torr。
(9)在电子阻挡层上生长P型GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P型GaN层。其生长温度为985℃，生长压力200torr。
实施例3
本实施例提供一种发光二极管外延片，参考图1和图2，其包括衬底1和依次设于衬底1上的缓冲层2、非掺杂GaN层3、N型GaN层4、多量子阱层5、插入层6、电子阻挡层7和P型GaN层8。
其中，衬底1为蓝宝石衬底；缓冲层2为AlN层，其厚度为15nm；非掺杂GaN层3的厚度2.2μm；N型GaN层4中Si的掺杂浓度为2.5×1019cm-3，其厚度为2.5μm。
其中，多量子阱层5为交替堆叠的InGaN阱层和AlGaN垒层形成的周期性结构，堆叠周期数为10，单个InGaN阱层的厚度为3.5nm，单个AlGaN垒层的厚度为9.8nm。
其中，插入层6包括依次层叠的AlN层61和超晶格层62，超晶格层62包括多个依次层叠的P-AlN层621、P-InN层622和P-GaN层633，其周期数为8。其中，AlN层61的厚度为2nm，超晶格层62的厚度为5nm，P-AlN层621、P-InN层622和P-GaN层633的厚度比为1:2:3。P-AlN层621的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为2.5×1018cm-3。P-InN层622的掺杂浓度为Mg，掺杂浓度为2.5×1019cm-3。P-GaN层623的掺杂浓度为Mg，掺杂浓度为8×1020cm-3。
其中，电子阻挡层7为为AlαInβGaN层(α＝0.04，β＝0.01)，其厚度为15nm。P型GaN层8的掺杂元素为Mg，掺杂浓度为2×1020cm-3，厚度为15nm。
本实施例中发光二极管外延片的制备方法包括以下步骤：
(1)提供衬底；
(2)在衬底上生长缓冲层；
具体的，通过PVD生长AlN层，然后将衬底加载至MOCVD中，在1150℃、200torr、H2气氛下退火6min，再进行氮化处理。
(3)在缓冲层上生长非掺杂GaN层；
具体地，在MOCVD中生长非掺杂GaN层，生长温度为1100℃，生长压力为150torr。
(4)在非掺杂GaN层上生长N型GaN层；
具体的，在MOCVD中生长N型GaN层，生长温度为1120℃，生长压力为100torr。
(5)在N型GaN层上生长多量子阱层；
具体的，在MOCVD中周期性生长InGaN阱层和AlGaN垒层，以形成多量子阱层。其中，InGaN阱层的生长温度为795℃，生长压力为200torr。AlGaN垒层的生长温度为855℃，生长压力为200torr。
(6)在多量子阱层上生长AlN层；
具体的，采用MOCVD生长AlN层，其生长温度为840℃，生长压力为100torr，生长气氛为N2与NH3的混合气体，且N2与NH3的体积比为1.5:1。
(7)在AlN层上生长超晶格层；
具体的，采用MOCVD周期性生长P-AlN层、P-InN层和P-GaN层。P-AlN层的生长温度为765℃，生长压力为150torr，生长载气为N2、H2与NH3的混合气体，且N2、H2和NH3的体积比为1:12:6。P-InN层的生长温度为765℃，生长压力为150torr，生长载气为N2、H2与NH3的混合气体，且N2、H2和NH3的体积比为1:12:6。P-GaN层的生长温度为785℃，生长压力为150torr，生长载气为N2、H2与NH3的混合气体，且N2、H2和NH3的体积比为1:12:6。
(8)在超晶格层上生长电子阻挡层；
具体的，在MOCVD中生长电子阻挡层。其生长温度为965℃，生长压力200torr。
(9)在电子阻挡层上生长P型GaN层；
具体的，在MOCVD中生长P型GaN层。其生长温度为985℃，生长压力200torr。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，外延片中不设置插入层。相应的，在制备方法中也不包括制备该插入层的步骤。其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，插入层仅包括AlN层，不包括超晶格层。相应的，在制备方法中也不包括制备该超晶格层的步骤。其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，插入层仅包括超晶格层，不包括AlN层。相应的，在制备方法中也不包括制备该AlN层的步骤。其余均与实施例1相同。
将实施例1～3，对比例1～3所得的发光二极管外延片进行亮度测试，并以对比例1的数据为基准，计算其他实施例、对比例的光效提升率。
具体结果如下：
| 光效提升率 | |
| 实施例1 | 1.2％ |
| 实施例2 | 1.6％ |
| 实施例3 | 2.5％ |
| 对比例1 | - |
| 对比例2 | -0.5％ |
| 对比例3 | 0.3％ |
由表中可以看出，当在外延片结构中插入本发明的插入层之后，光效有了明显提升。由实施例1与对比例2、3的对比可以看出，当变更本发明的插入层结构时，难以起到有效提升光效的效果。
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)
1.一种发光二极管外延片，其特征在于，包括衬底和依次设于所述衬底上的缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、插入层、电子阻挡层、P型GaN层；
所述插入层包括AlN层和超晶格层，所述超晶格层包括依次层叠的P-AlN层、P-InN层和P-GaN层，其周期数≥2。
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AlN层的厚度为1～10nm，所述超晶格层的厚度为1～20nm。
3.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述超晶格层中，所述P-AlN层、P-InN层、P-GaN层的厚度比为1:(1～5):(1～5)。
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P-AlN层的掺杂浓度为1×1018～1×1021cm-3，所述P-InN层的掺杂浓度为1×1018～1×1021cm-3，所述P-GaN层的掺杂浓度为1×1018～1×1021cm-3。
5.如权利要求1所述的发光二极管外延片，其特征在于，所述超晶格层的周期数为3～10。
6.一种发光二极管的制备方法，用于制备如权利要求1～5任一项所述的发光二极管外延片，其特征在于，包括：
提供衬底，在所述衬底上依次生长缓冲层、非掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、插入层、电子阻挡层和P型GaN层；
所述插入层包括AlN层和超晶格层，所述超晶格层包括依次层叠的P-AlN层、P-InN层和P-GaN层，其周期数≥2。
7.如权利要求6所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述AlN层的生长温度为800～900℃，生长压力为50～300torr；
所述超晶格层的生长温度为700～800℃，生长压力为50～300torr。
8.如权利要求6或7所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述超晶格层中P-GaN层的生长温度大于所述P-AlN层、P-InN层的生长温度。
9.如权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述AlN层的生长气氛为N2与NH3的混合气体，且N2与NH3的体积比为(0.5～2):1；
所述超晶格层的生长气氛为N2、H2与NH3的混合气体，且N2、H2和NH3的体积比为：1:(10～20):(5～10)。
10.一种发光二极管，其特征在于，包括如权利要求1～5任一项所述的发光二极管外延片。
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